第五部分MCS51中断与定时系统教学课件.ppt
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1、第五章 MCS-51中断与定时系统,5.1 中断系统概述,一、中断概念,中断是指CPU在处理某一事件A时,发生另一事件B,请求CPU处理;中断请求 CPU暂时停止当前的工作,转去处理事件B;中断响应,并执行中断服务程序 待CPU将事件B处理完毕后,再回到原来事件A被中断的地方继续处理事件A;中断返回,中断嵌套,若单片机正在处理一个中断程序,此时,又有另一个中断现象发生,单片机将会停止当前的中断程序,而转去执行新的中断程序,新中断程序处理完毕后再回到刚才停止的中断程序处继续执行,执行完这个中断后再返回主程序继续执行。,中断嵌套,中断优先级,二、中断源,引起CPU中断的根源,称为中断源,中断源向C
2、PU提出中断请求。,外部中断0( INT0) 中断请求信号由P3.2提供; 外部中断1 (INT1) 中断请求信号由P3.3提供; 定时器中断(T0) 由片内定时/计数器T0提供; 定时器中断(T1) 由片内定时/计数器T1提供; 串行口中断(RI、TI) 由片内串行口提供。,三、中断控制,与中断控制有关的控制寄存器有四个:,1、定时控制寄存器 (TCON) 功能: 定时器/计数器控制功能; 中断控制功能。,TCON,(88H),IT0(IT1) 外中断触发方式控制位 触发方式有两种: IT0(IT1)=0:电平方式,低电平有效; IT0(IT1)=1:脉冲方式,脉冲负跳变有效。 IE0 (I
3、E1) 外中断请求标志位 当CPU采样到INT0(INT1)出现有效中断请求时,IE0由硬件自动置位,向CPU发出中断请求。当CPU响应中断请求,进入中断服务程序时自动复位。 TF0(TF1) 定时器溢出标志 当定时器T0(或T1)溢出时, TF0(TF1)由硬件置位,向CPU发送中断请求。当CPU响应中断请求,进入中断服务程序时,自动复位。,2、串行口控制寄存器 (SCON),SCON,(98H),TI 串行口发送中断请求标志位。 当串行口发送完一帧数据后,硬件置位; 在转向中断服务程序后,用软件清零。 RI 串行口接收中断请求标志位。 当串行口接收完一帧数据后,硬件置位; 在转向中断服务程
4、序后,用软件清零。,3、中断允许控制寄存器 (IE),IE,(A8H),EA 中断允许总控制位 EA=0,中断总禁止; EA=1,中断总允许。 EX0(EX1) 外部中断允许控制位 EX0(EX1)=0,禁止外中断; EX0(EX1)=1,允许外中断。,ET0(ET1) 定时器中断允许控制位 ET0(ET1) =0,禁止定时器中断; ET0(ET1) =1,允许定时器中断。 ES 串行中断允许控制位 ES=0,禁止串行中断; ES=1 ,允许串行中断。,IE,(A8H),4、中断优先级控制寄存器 (IP),IP,(B8H),四、中断响应过程,1、中断请求,T0溢出,T1溢出,MOV SBUF,
5、A,MOV A, SBUF,2、中断查询,中断标志位: IE1、IE0、 TF1、TF0、 RI 、TI,MCS-51中断系统的逻辑结构,3、中断响应,LCALL addr16 (指向相应的中断入口地址),保存断点地址,将当前PC值压栈; 中断程序的入口地址 PC,0000H,000AH,000BH,0013H,001AH,001BH,0022H,0023H,002AH,INT0,T0,INT1,T1,串行口,0003H,0012H,51单片机复位后PC=0000H, 系统从0000H地址开始执行程序。通常在此单元处安排一条跳转指令,避开系统分配的中断服务程序地址段。 每个中断程序只有8个字节
6、单元,不够存放实际的中断服务程序,故各中断程序的入口地址处通常也安排一条跳转指令,指向实际的中断服务程序处。,LJMP MAIN,LJMP EXINT0,LJMP TIMER0,LJMP TIMER1,LJMP EXINT1,LJMP SERIES,. . .,ORG 0000H START: LJMP MAIN ;跳转到主程序 ORG 0003H ;外中断0入口地址 LJMP EXINTO ;转中断服务程序 MAIN: CLR IT0 ;设为电平触发方式 SETB EA ;开总中断 SETB EX0 ;开外中断0 ; 开始编写主程序 EXINT0: PUSH PSW ;保护现场 PUSH A
7、CC ; 开始编写中断服务程序 POP ACC POP PSW RETI ;中断返回,中断系统程序结构,CPU正在处于一个同级或高级的中断服务程序中; 查询中断请求的机器周期不是当前执行指令的最后一个机器周期,即需将当前指令执行完才能响应中断; 当前指令是返回指令(RET、RETI)或访问IE、IP指令, 即只有在这些指令后面至少再执行一条指令时才能接受中断请求。,存在下列情况之一,中断响应无法进行:,正常中断时间为3 8个机器周期,如有同级或高级中断服务,则延长响应时间。,中断响应时间:,3T: 中断请求标志查询: 1T 产生、执行LCALL: 2T,8T: 执行RET/RETI(访问IP/
8、IE):2T 主程序中MUL/DIV指令: 4T 执行LCALL指令: 2T,五、中断请求的撤销,中断响应后,TCON或SCON中的中断请求标志应及时清除。否则就意味着中断请求仍然存在。,1、定时器中断硬件撤除 中断响应后硬件自动清 TF0(TF1) 标志位。 2、外部中断自动与强制撤除 中断响应后硬件自动清 IE0(IE1) 标志位。 脉冲请求方式,自动撤除; 电平请求方式,强制撤除。,3、串行中断软件撤除 标志位 TI、RI 不能通过硬件清零。只能在中断响应后用软件清除。,例1:外中断源扩展,外中断源多于二个时,采用硬件申请,软件查询方法。,+,XI1,XI2,XI3,XI4,XI0,OR
9、G 0000H LJMP MAIN ORG 0003H LJMP EXINT0 ;转外部中断0服务程序入口 ORG 0013H LJMP EXINT1 ;转外部中断1服务程序入口 MAIN: SETB IT0 ;中断初始化 SETB IT1 SETB EX0 SETB EX1 SETB EA SJIMP $ ;等待中断 EXINT0 : PUSH PSW ;XI0中断服务程序 PUSH ACC POP ACC POP PSW RETI,EXINT1:PUSH PSW ;中断服务程序 PUSH ACC JB P1.0,XI1 ;P1.0为1,转XI1中断服务程序 JB P1.1, XI2 ;P1
10、.1为1,转XI2中断服务程序 JB P1.2, XI3 ;P1.2为1,转XI3中断服务程序 JB P1.3, XI4 ;P1.3为1,转XI4中断服务程序 EXRET:POP ACC POP PSW RETI XI1 : ;XI1中断服务程序 AJMP EXRET XI2 : ;XI2中断服务程序 AJMP EXRET XI3 : ;XI3中断服务程序 AJMP EXRET XI4 : ;XI4中断服务程序 AJMP EXRET,5.2 定时器中断,5.2.1 定时方法概述,5.2.2 MCS-51单片机的定时器功能,51单片机 内部有两个可编程的定时器/计数器,即定时器 T0 和 定时器
11、T1。 注意:全称是定时器/计数器,简写为定时器。 T0、T1均既有定时功能又有计数功能。 T0、T1是16位特殊功能寄存器,由高8位和低8位两个寄存器组成,地址为: T0 (TH0、TL0):8CH、8AH T1 (TH1、TL1):8DH、8BH,定时器的实质是加1计数器(16位),计数脉冲有两个来源: 1、内部时钟脉冲。计数规律是每隔一个机器周期定时器T0 (T1) 寄存器加1。计数频率是振荡频率的1/12 ; 2、外部计数脉冲。从T0(P3.4) 或 T1(P3.5) 引脚输入脉冲。当检测到输入电平由高跳变到低时,计数器加1。 采样(S5P2)、加1(S3P1)操作,发生在两个机器周期
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