No.7中断、定时系统及其应用

中断请求信号的高、 中断请求信号的高、低电平都应至少维持一个机器周 确保电平变化能被采样； TR1、TR0与中断无关，仅与定时/计数器 和T0有关 、期，确保电平变化能被采样； 与中断无关，仅与定时 计数器T1和 有关 与中断无关 计数器 适合以负脉冲形式输入的外部中断请求。 适合以负脉冲形式输入的外部中断请求。
中断源 外部中断0 外部中断0 定时器中断0 定时器中断0 外部中断1 外部中断1 定时器中断1 定时器中断1 串行口发送/接受中断 串行口发送/ 入口地址 0003H 最高级 000BH 0013H 001BH 002BH 优先级
中断号 0 1 2 3
最低级
4
• 6. 中断的控制与实现
– 中断的控制与实现是通过 个与中断相关的特 中断的控制与实现是通过4个与中断相关的特 殊功能寄存器配置来完成的，它们分别是： 殊功能寄存器配置来完成的，它们分别是： • 定时 计数器控制寄存器 定时/计数器控制寄存器 计数器控制寄存器TCON • 串行口控制寄存器 串行口控制寄存器SCON • 中断允许控制寄存器 中断允许控制寄存器IE • 中断优先级控制寄存器 中断优先级控制寄存器IP
– 1)．中断的初始化 ．
1）将中断允许控制寄存器IE的相应位置 ，允许相应的中断 ）将中断允许控制寄存器 的相应位置 的相应位置1， 源中断； 源中断； 设置中断优先级控制寄 2）当有多个中断源共存时，根据要求设置中断优先级控制寄 ）当有多个中断源共存时，根据要求设置中断优先级 存器的相应位，确定并分配所使用的中断源的优先级。 存器的相应位，确定并分配所使用的中断源的优先级。 3）对外部中断源，要设置中断请求的触发方式 ）对外部中断源， 设置中断请求的触发方式IT1和IT0，以 和 ， 确定采用的是电平触发方式还是边沿触发方式。 确定采用的是电平触发方式还是边沿触发方式。
第七讲
中断、定时系统及其应用 中断、
中断系统
• 1．中断的概念 ． • 2．中断系统 ．
1) 2) 3) 中断
主 程 序 中 断 服 务 断点 主 程 序 程 序
的
中断
中断
中断 中断
• 3．中断 ． • 4．中断的 点 ．
• • •
• 5．中断源 ．
51单片机共有 个中断源：外部中断 、外部中断 、定 单片机共有5个中断源 外部中断0、外部中断1、 单片机共有 个中断源： 计数器中断0、定时/计数器中断 计数器中断1、 时/计数器中断 、定时 计数器中断 、串行口中断 计数器中断 5个中断源的中断服务有各自的入口地址： 个中断源的中断服务有各自的入口地址： 个中断源的中断服务有各自的入口地址 入口地址 5个中断源有系统默认的优先级顺序 5个中断源有系统默认的优先级顺序： 个中断源有系统默认的优先级顺序： 优先级
• 8.中断的处理过程 中断的处理过程
– 1).中断响应的条件 中断响应的条件
• CPU中断响应的条件是： 中断响应的条件是： 中断响应的条件是
中断源有中断请求 该中断被允许响应——该中断的中断允许位为 该中断的中断允许位为1 该中断被允许响应 该中断的中断允许位为 CPU开总中断 开总中断
同时满足这3个条件时，CPU才有可能响应中断。 同时满足这 个条件时， 才有可能响应中断。 个条件时 才有可能响应中断
– 2).外部中断响应时间 外部中断响应时间
• 外部中断 外部中断/INT0和/INT1电平在每一个机器周期的 和 电平在每一个机器周期的S5P2被采 电平在每一个机器周期的 被采 样并锁存到IE0、IE1中，这个新置入的 样并锁存到 、 中 这个新置入的IE0、IE1的状态等 、 的状态等 到下一个机器周期才被查询电路查询到，如果中断被激活， 到下一个机器周期才被查询电路查询到，如果中断被激活，并 且满足响应条件，CPU接着执行一条由硬件生成的子程序调用 且满足响应条件， 接着执行一条由硬件生成的子程序调用 指令以转到相应的中断服务子程序入口， 指令以转到相应的中断服务子程序入口，该硬件调用指令本身 需要两个机器周期，这样， 需要两个机器周期，这样，从产生外部中断请求到开始执行中 断服务子程序的第一条指令之间至少需要 个完整的机器周期。 至少需要3个完整的机器周期 断服务子程序的第一条指令之间至少需要 个完整的机器周期。
• 7.中断优先级的 条百度文库则： 中断优先级的3条原则 中断优先级的 条原则：
– CPU同时接受到几个中断时，首先响应优先级 同时接受到几个中断时， 同时接受到几个中断时 别最高的中断请求； 别最高的中断请求； – 正在进行的中断过程不能被新的同级或低优先 级的中断请求所中断； 级的中断请求所中断； – 正在进行的低优先级中断服务，能被高优先级 正在进行的低优先级中断服务， 中断请求所中断。 中断请求所中断。
– 2)．编写中断服务程序，处理中断请求 ．编写中断服务程序，
多 个 中 断 源
1）关中断 ） 2）现场保护 ） 3）开中断 ） 4）中断处理 ） 5）关中断 ） 6）现场恢复 ） 7）开中断 ） 8）中断返回 ）
1）关中断 ）
一 个 中 断 源
2）现场保护 ） 3）中断处理 ）
4）现场恢复 ）
5）开中断 ）
ET1 EX1 ET0 EX0
A8H
AFH AEH ADH ACH ABH AAH A9H A8H
1）ET1/0:定时器 ： 定时器 3） EA：中断允许总控制位 定时器1/0中断允许控制位。 中断允许控制位。 ） 中断允许控制位
EA=0,CPU关总中断，屏蔽所有中断请求。 关总中断，屏蔽所有中断请求 关总中断 ET1/0=0,禁止定时 计数器 或T0中断； 。 禁止定时/计数器 中断； 禁止定时 计数器T1或 中断 EA=1,CPU开总中断，这时只要各中断源中断允 开总中断， 开总中断 ET1/0=1,允许定时 计数器 或T0中断。 允许定时/计数器 中断。 允许定时 计数器T1或 中断 许未被屏蔽，当中断到来时，就有可能得到响应。 4）EX1/0:外部中断 外部中断1/0的中断允许控制位。 的中断允许控制位。 ） 许未被屏蔽，当中断到来时，就有可能得到响应。 外部中断 的中断允许控制位 ES=0,禁止串行口中断； ）外部中断。 禁止串行口中断； 禁止串行口中断 EX1/0=1,允许 允许/INT0（INT1）外部中断。 允许 （ ES=1,允许串行口中断。 允许串行口中断。 允许串行口中断
IP 位地址 BH BEH BDH PS PT1 PX1 PT0 PX0
B8H
BCH BBH BAH B9H B8H
1）PS：串行口中断优先级控制位。 ） ：串行口中断优先级控制位。 PS=0,设置串行口中断为低优先级； 设置串行口中断为低优先级； 设置串行口中断为低优先级 PS=1,设置串行口中断为高优先级。 设置串行口中断为高优先级。 设置串行口中断为高优先级 2）PT1（PT0）：定时 计数器 ）：定时 计数器T1(T0)中断优先级控制位。 中断优先级控制位。 ） （ ）：定时/计数器 中断优先级控制位 PT1（PT0）=0，设置定时 计数器 计数器T1(T0)为低优先级； 为低优先级； （ ） ，设置定时/计数器 为低优先级 PT1（PT0）=1，设置定时 计数器 计数器T1(T0)为高优先级。 为高优先级。 （ ） ，设置定时/计数器 为高优先级 3）PX1(PX0):/INT0（/INT1）中断优先级控制位。 ） （ ）中断优先级控制位。 PX1(PX0)=0，设置外部中断 （外部中断 ）为低优先级； ，设置外部中断1（外部中断0）为低优先级； PX1(PX0)=1，设置外部中断 （外部中断 ）为高优先级。 ，设置外部中断1（外部中断0）为高优先级。
6）中断返回 ）
• 10.外部中断的应用举例 外部中断的应用举例
– 外部中断源扩展设计
• 中断和查询结合的方法
INT0
INT1
– 外部中断的一般应用
• 如图所示，按键K接至外部中断 如图所示，按键 接至外部中断 接至外部中断INT1，试编写程序使得 ， 按一次键LED点亮，再按一次，LED熄灭，循环往复。 点亮， 熄灭， 按一次键 点亮 再按一次， 熄灭 循环往复。
2）ES：串行口中断允许控制位。 ） EX1/0=0,禁止 ：串行口中断允许控制位。 禁止/INT0（/INT1）外部中断； 禁止 （ ）外部中断；
• 中断优先级控制寄存器IP（B8H） 中断优先级控制寄存器 （ ）
– 8051单片机有两个中断优先级 对于每一个中断请 单片机有两个中断优先级.对于每一个中断请 单片机有两个中断优先级 求源可设置为高优先级或低优先级中断。 求源可设置为高优先级或低优先级中断。中断优先 级控制寄存器IP就是用来设置中断源中断优先级 级控制寄存器 就是用来设置中断源中断优先级 的。 位 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 字节地址
• 中断允许控制寄存器IE（A8H） 中断允许控制寄存器 （ ）
– 在51系列单片机中，开中断与关中断是由中断 系列单片机中， 系列单片机中 开中断与关中断是由中断 允许控制寄存器IE控制的 控制的。 允许控制寄存器 控制的。
位 IE 位地址 D7 EA D6 D5 D4 ES D3 D2 D1 D0 字节地址
– 3)．中断响应过程 ．
• 将相应的优先级状态触发器置 （以阻断后来的 将相应的优先级状态触发器置1（ 同级或低级的中断请求）； 同级或低级的中断请求）； • 执行一条硬件 执行一条硬件LCALL指令，即把程序计数器 指令， 程序计数器PC 指令 即把程序计数器 的内容压入堆栈保存， 的内容压入堆栈保存，再将相应的中断服务程 序的入口地址送入PC； 序的入口地址送入 ； • 执行中断服务程序。 执行中断服务程序。
– 4)．中断返回 4)．
中断服务程序的最后一条指令必须是中断返回指 令RETI，用来恢复断点地址。 ，用来恢复断点地址。
– 5)．外部中断的触发方式 ．
外部中断请求有2种触发方式： 外部中断请求有 种触发方式：电平触发和边沿 种触发方式 脉冲触发。 脉冲触发。
• 9.中断服务程序的设计步骤 中断服务程序的设计步骤
#include<reg51.h> #define uchar unsigned char sbit LED=P0^0; bit flag; /*中断服务程序 中断服务程序*/ 中断服务程序 void int1_int () interrupt 2 { flag=!flag; LED=flag; } /*主程序 主程序*/ 主程序 void main() { flag=1; LED=flag; EA=1; EX1=1; IT1=1; while(1); }
• 定时 计数器控制寄存器TCON（88H） 定时/计数器控制寄存器 计数器控制寄存器 （ ）
– 它锁存 个定时/计数器的溢出中断标志及外部 它锁存2个定时 计数器的溢出中断标志 计数器的溢出中断标志及 中断/INT0和/INT1的中断标志 中断 和 的中断标志
3）– 当单片机复位后，TCON被清 触发方式控制位。 ）TF0/1：定时 计数器 计数器T0/1溢出中断请求标志位。 溢出中断请求标志位。 溢出中断请求标志位 1）IT0/IT1：外部中断 ） ：定时/计数器 ：外部中断0/1触发方式控制位 ， 当单片机复位后， 被清0，则CPU关中断 关中断， 被清 触发方式控制位。 ， 关中断 启动T0/1后，定时 计数器 计数器T0/1从初值开始加 计数， 从初值开始加1计数 启动 IT0/1=0，为电平触发方式，（低电平有效） 当 后 定时/计数器 从初值开始加 计数， 所有中断请求被禁止。 所有中断请求被禁止。 ，（低电平有效 ，为电平触发方式，（低电平有效） 最高位产生溢出时，由硬件将TF0/1置1，向CPU申请中断， 最高位产生溢出时，由硬件将 申请中断， 申请中断 要求电平至少保持一个机器周期； 要求电平至少保持一个机器周期置 ， ； CPU响应 中断服务结束前必须撤销低电平。 响应TF0/1中断时， 中断请求标志位。 中断时， 中断请求标志位。 由硬件清0， 响应 中断服务结束前必须撤销低电平。 中断时 由硬件清 2）IE0/1:外部中断 TF0/1由硬件清 ，也可由软件清 外部中断0/1中断请求标志位 ） 外部中断 为边沿触发方式（下降沿有效） ，为边沿触发方式（下降沿有效） 0。 IT0/1=1，时，表示 。 当IE0/1=1时 表示/INT0/1向CPU请求中断。 请求中断。 向 请求中断