单片机中断与定时系统.ppt

w数据传送的控制方式w中断的基本概念wMCS-51的中断系统w中断源和中断标志w中断的允许和优先权w中断的处理过程w外部中断源的扩展w中断的应用中 断 与 定 时 系 统本章内容Single Chip Microcomputer中断系统1. 定时方法 2. 定时和计数功能 3. 定时/计数器的控制 4. 定时/计数器初值的计算 5. 定时/计数器的工作方式 6 .定时/计数器应用举例 7.定时/计数器与中断综合 应用举例 定时/计数器数据传送控制方式v中央处理器可以采用查询、中断和DMA 3种方式控制接口的传送数据的 操作v1.查询方式v 查询方式即中央处理器随时询问接口，数据传送完否或数据准备好否 在查询方式下，中央处理器需要完成下面操作：v中央处理器向接口发出传送命令，输入数据或输出数据；v中央处理器查询接口状态，数据发送完否或输入数据准备好否，如接口 状态允许发送，则中央处理器向接口发出数据；如输入准备好，则中央处 理器取回数据v查询方式下，中央处理器需要花费较多的时间去“询问”状态，而接口处 于被动状态v2.中断方式v中断方式下，中央处理器不必定时查询接口状态，而由接口在数据发送 完毕或接收数据准备好时通知中央处理器，中央处理器再发送或接收数据 。

中断方式提高了系统工作效率，使中央处理器可以管理更多的接口v3.DMA方式vDMA方式即是数据不经过中央处理器在存储器和外设之间直接传送的操 作方式DMA方式适合大量的高速数据传送，如存储器与磁盘之间的数据 传送但DMA方式控制复杂，需要专用接口控制芯片．中断的基本概念v日常生活中断的例子v单片机中的中断概念v中断技术的优点日常中断的例子返回你正在专心看书，突 然铃响，于是你记下 正在看的书的页数，去接 ，接完后再回来 接着看书计算机中的中断概念返回§中断是指由于某种随机事件的发生 ，计算机暂停现行程序的运行，转 去执行另一程序，以处理发生的事 件，处理完毕后又自动返回原来的 程序继续运行§将能引起中断的事件称为中断源§CPU现行运行的程序称为主程序§处理随机事件的程序称为中断服务 子程序 中断技术的优点v分时操作——CPU可以同多个外设“同时”工作v实时处理——CPU及时处理随机事件v故障处理——电源掉电、存储出错、运算溢出 MCS-51中断系统v中断源v中断标志v中断允许v中断优先级vMCS-51中断系统结构v中断寄存器MCS-51的中断系统——中断源8051单片机有5个中断请求源： 单片机 INT0或§ 外部输入中断源INT0(P3.2)INT1或§ 外部输入中断源INT1(P3.3)T0§ 片内定时器T0的溢出T1§ 片内定时器T1的溢出串行口§ 片内串行口发送或接收中断源MCS-51的中断系统——中断标志CPU主 程 序INT0INT1T0T1串口IE0 TF0 IE1 TF1TI RI中断源中断标志位§ 每一个中断源都有相应的中断标志位；§ 某一个中断源申请中断，相应中断标志位置1。

MCS-51的中断系统——中断允许CPU主 程 序INT0INT1T0T1串口IE0 TF0 IE1 TF1TI RI中断源中断标志位§ EA——总中断允许位，EA=1开放所有中断，EA=0，禁止所有中断；§ 某一个中断源还有相应的中断允许位，1允许相应中断源的中断，0禁 止相应中断源的中断中断允许ESET0EX0EX1ET1EAMCS-51的中断系统——中断优先级CPU主 程 序INT0INT1T0T1串口IE0 TF0 IE1 TF1TI SI中断源中断标志位§ 单片机中有两个中断优先级，即高优先级中断和低优先级中断，前 者优先权高于后者（在程序中设置，相应位=1，为高优先级）；§ 同一优先级别的中断源按照自然优先级顺序确定优先级别（硬件 形成，无法改变）中断允许ESET0EX0EX1ET1EA自然优先级高低优先控制PSPT0PX0PX1PT1IE0TCONSCONINT0IT0=0IT0=1INT1IT1=0IT1=1TF0IE1TF1T0T1TI RITXDRXDESET0EX0EX1ET1EA自然优先级矢量 地址高级中断请求自然优先级矢量 地址低级中断请求PX0PT0PX1PT1PSIEIPMCS-51的中断系统结构图中断标 志位中断源 允许总允许中断优 先级TCON寄存器——T0和T1控制寄存器TF1 TF0 IE1 IT1 IE0 IT0TCONT1溢出中断标志(TCON.7):T1启动计数后，计满溢出由硬件 置位TF1=1，向CPU请求中断，此标志 一直保持到CPU响应中断后，才由硬件 自动清0。

也可用软件查询该标志，并 由软件清076543210TF1 TF0 IE1 IT1 IE0 IT0TCON88H外部中断INT1中断标志 位(TCON.3) :IE1＝1，外部中断1 向CPU申请中断外部中断INT1触发方 式控制位(TCON.2)： § IT1=0，电平触发方 式 § IT1=1, 下降沿触发 方式76543210TCON寄存器——T0和T1控制寄存器§注意：该寄存器可以位寻址返回§ TI (SCON.1)——串行发送中断标志§ RI (SCON.0)——串行接收中断标志TI RISCON寄存器——串行口控制寄存器SCON98H76543210§注意：该寄存器可以位寻址IE寄存器——中断允许寄存器IE A8H EA ESET1EX1 ET0EX0例：允许定时器T0中断：SETB EASETB ET0 或 MOV IE，#82H76543210§注意：该寄存器可以位寻址§ 51单片机有两个中断优先级——高级和低级§ 专用寄存器IP为中断优先级寄存器，用户可用软件设定§ 相应位为1，对应的中断源被设置为高优先级，相应位为0，对应 的中断源被设置为低优先级§ 系统复位时，均为低优先级§ 该寄存器可以位寻址PSPT1PX1PT0PX0IP寄存器——中断优先级寄存器IP B8H 76543210中断处理过程中断处理过程分为三个阶段：中断响应、中断 处理和中断返回。

v 中断响应v 中断处理(又称中断服务)v 中断返回v 中断请求的撤除 中断响应中断 返回中断响应(以外部中断0为例)§中断响应：在满足CPU的中断响应条件之后，CPU对中断源中断请求予以处理§中断响应过程： ü 保护断点地址；中断响应ü 把程序转向中断服务程序的入口地址(通常称矢量地址)§特别注意：这些工作是硬件自动完成的！ 断点 地址中断服务 子程序的 入口地址外部中断0入口地址0003ZD0 AJMP ORG 0003H AJMP ZD0ZD0中断响应§中断服务子程序入口地址又称为中断矢量或中断向量中断响应 §单片机中5个中断源的矢量地址是固定的，不能改动断点 地址中断服务 子程序的 入口地址程序存储器ROM0000H：复位后，程序的入口地址(PC=0000H)0023H：串行口中断入口0003H：外部中断0入口000BH：定时器0溢出中断入口0013H：外部中断1入口001BH：定时器1溢出中断入口￿￿￿￿002AH使用时，通常在这些入口地址 处存放一条跳转指令，使程序 跳转到用户安排的中断服务程 序起始地址上去！程序存储器ROM0000H：复位后，程序的入口地址(PC=0000H)0023H：串行口中断入口0003H：外部中断0入口000BH：定时器0溢出中断入口0013H：外部中断1入口001BH：定时器1溢出中断入口￿￿￿￿002AH包含T0中断服务子程序的 程序结构： ORG 0000H AJMP MAIN ORG 000BH AJMP INTT0 ORG 0100H MAIN: ... INTT0:...RETIENDAJMP MAINAJMP INTT0中断处理§中断服务程序从中断子程序入口地址开始执行，直到返回指令RETI为止，这个过程称为中断处理(或中断服务)。

§中断服务子程序一般包括两部分内容，一是保护和恢复现场，二是处理中断源的请求中断响应入口地址RETI中断处理INTT0: PUSH ACCPUSH DPHPUSH DPLPUSH PSW中断源服务POP PSWPOP DPLPOP DPHPOP ACCRETI保护现场恢复现场中断返回§ 中断返回是指中断服务完后，计算机返回到原来暂停 的位置(即断点)，继续执行原来的程序 § 中断返回由专门的中断返回指令RETI来实现中断响应中断 返回中断返回§ RETI指令功能：把断点地址取出，送回到程序计数器 PC中去另外，它还通知中断系统已完成中断处理，将清除优先级状态触发器§ 特别注意：不能用RET指令代替RETI指令！中断响应中断 返回中断处理过程示意图中断源发中断请求中断响应条件 是否满足？中断是否受阻？把PC断点地址压入堆栈相应中断源的中断入口地址 送入PC，转向中断服务程序NY YN由硬件 自动完成关中断保护现场中断服务开中断关中断恢复现场开中断中断返回断点地址由堆栈弹入PC保护现场和 恢复现场的 过程中不允 许中断，以 免现场遭到 破坏。

保护和恢复现场之后 的开中断是为了允许 有更高级中断打断此 中断服务程序 中 断 服 务 程 序硬件自 动完成中断请求的撤除CPU响应某中断请求后，在中断返回前，应该撤除该中断 请求，否则会引起另一次中断定时器0或1溢出：CPU在响应中断后，硬件清除了有关的中 断请求标志TFO或TF1，即中断请求是自动撤除的边沿激活的外部中断：CPU在响应中断后，也是用硬件自动 清除有关的中断请求标志IE0或IE1串行口中断：CPU响应中断后，没有用硬件清除T1、R1， 故这些中断不能自动撤除，而要靠软件来清除相应的标志电平触发外部中断撤除方法较复杂因为在电平触发方式中，CPU响应中断时不会自动清 除IE1或IE0标志，所以在响应中断后应立即撤除INT0或 INT1引脚上的低电平 在硬件上，CPU对INT0和INT1引脚的信号不能控制，所 以这个问题要通过硬件，再配合软件来解决电平激活的外部中断源中断标志的撤除外部中断源的扩展v单片机仅有两个外部中断输入端.v可用两种方法扩展:1. 定时器T0,T1工作在计数方式下）2. 中断和查询结合1．用定时器作外部中断源例5.5 将定时器T0扩展为外部中断源。

解：将定时器T0设定为方式2（自动恢复计数初值），TH0和TF0的初值均设置为FFH，允许T0中断，CPU开放中断，源程序如下：MOVTMOD，#06HMOVTH0，#0FFHMOVTL0，#0FFHSETBTR0SETBET0SETBEA…T0引脚每输入一个负跳变，TF0都会置1，向CPU请求中断T0脚相当于边沿触发的外部中断源输入线2．中断和查询相结合图： 一个外中断扩展成多个外中断的原理图中断服务程序如下：ORG0003H；外部中断0入口AJMP INT0；转向中断服务程序入口 INT0： PUSH PSW ；保护现场PUSH ACCJB P1.0，EXT0 ；中断源查询并转相应中断服务程序JB P1.1，EXT1JB P1.2，EXT2JB P1.3，EXT3EXIT： POP ACC ；恢复现场POP PSWRETIEXT0： ; EXINT0中断服务程序AJMPEXITEXT1： 。