MCS系列单片机的中断系统及定时计数器PPT学习教案

1、会计学1MCS系列单片机的中断系统及定时计数系列单片机的中断系统及定时计数器器第1页/共52页断源。计算机中也有一些可以引断源。计算机中也有一些可以引起中断的事件，像起中断的事件，像MCU51单片机单片机就有就有5个中断源。个中断源。第2页/共52页发生在两个或以上的中断同时产发生在两个或以上的中断同时产生的情况，也发生在一个中断已生的情况，也发生在一个中断已经产生，又有一个中断产生的情经产生，又有一个中断产生的情况。况。如你正在接电话，有人按门如你正在接电话，有人按门铃的情况，或你正在开门与人交铃的情况，或你正在开门与人交谈，又有电话铃了的情况。考虑谈，又有电话铃了的情况。考虑一下我们会怎么

2、办吧。一下我们会怎么办吧。第3页/共52页的地点处理，而这个地点通常还的地点处理，而这个地点通常还是固定的，这也和计算机中的中是固定的，这也和计算机中的中断类似，如断类似，如51MCU 的的5个中断源个中断源都有各自的中断入口地址，当某都有各自的中断入口地址，当某个中断源产生中断时，个中断源产生中断时，CPU响应响应中断便到相应的中断入口地址执中断便到相应的中断入口地址执行程序。行程序。n第4页/共52页下电话，回来继续看你的书。这下电话，回来继续看你的书。这就是生活中的就是生活中的“中断中断”的现象，的现象，就是正常的工作过程被外部的事就是正常的工作过程被外部的事件打断了。件打断了。第5页/

3、共52页中断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中断源。CPUCPU现行运行的程序称为主程序主程序。处理随机事件的程序称为中断服务中断服务子程序子程序。 第6页/共52页第7页/共52页第8页/共52页8051单片机有5个个中断请求源：单片机单片机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第9页/共52页CPU主程序INT0INT1T0

4、T1串口IE0TF0IE1TF1TIRI中断源中断源中断标志位中断标志位 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。第10页/共52页CPU主程序INT0INT1T0T1串口IE0TF0IE1TF1TIRI中断源中断源中断标志位中断标志位 EA总中断允许位，总中断允许位，EA=1开放所有中断，开放所有中断，EA=0，禁止，禁止所有中断；所有中断； 某一个中断源还有相应的中断允许位，某一个中断源还有相应的中断允许位，1允许相应中断源的允许相应中断源的中断，中断，0禁止相应中断源的中断。禁止相应中断源的中断。中断允许中断允许ESET0EX0EX1ET1EA第11

5、页/共52页 IE0TCONSCONINT0 IT0=0 IT0=1INT1 IT1=0 IT1=1TF0 IE1TF1T0T1TIRITXDRXDESET0EX0EX1ET1EA自然优先级自然优先级矢量地址高级中断请高级中断请求求自然优先级自然优先级矢量地址低级中断请低级中断请求求PX0PT0PX1PT1PSIEIP MCS-51 MCS-51的中断系统结构图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第12页/共52页 TF1 TF0 IE1 IT1 IE0 IT0TCONT1溢出中断标志溢出中断标志(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

6、，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0。76543210第13页/共52页 TF1 TF0 IE1 IT1 IE0 IT0TCON 88H外部中断外部中断INT1中断标中断标志位志位(TCON.3) : IE11，外部中断1向CPU申请中断 外部中断外部中断INT1触发方触发方式控制位式控制位(TCON.2)： IT1=0，电平触发方式 IT1=1, 下降沿触发方式76543210注意：该寄存器可以位寻址。第14页/共52页第15页/共52页 TI (SCON.1)串行发送中断标志。 RI (SCON.0)串行接收中断标志。 TI RISCON

7、 98H76543210注意：该寄存器可以位寻址。第16页/共52页第17页/共52页 IE A8H EA ESET1EX1ET0EX0例：允许定时器T0中断： SETB EA SETB ET0 或 MOV IE，#82H76543210注意：该寄存器可以位寻址。第18页/共52页第19页/共52页 51单片机有两个中断优先级单片机有两个中断优先级高级和低级高级和低级 专用寄存器专用寄存器IP为中断优先级寄存器，用户可用软件设定为中断优先级寄存器，用户可用软件设定 相应位为相应位为1，对应的中断源被设置为，对应的中断源被设置为高优先级高优先级，相应位为，相应位为0，对，对应的中断源被设置为低优

8、先级应的中断源被设置为低优先级 系统复位时，均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该寄存器可以位寻址 PSPT1PX1PT0PX0 IP B8H 76543210第20页/共52页第21页/共52页 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请求的撤除 中断响应中断返回第22页/共52页中断响应：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： 保护断点地址；中断响应 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

9、点地址中断服务子程序的入口地址外部中断外部中断0 0入口地址入口地址0003AJMP ZD0ZD0第23页/共52页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固定的，不能改动。断点地址中断服务子程序的入口地址第24页/共52页程序存储器程序存储器ROMROM0000H：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

10、上去！第25页/共52页程序存储器程序存储器ROMROM0000H：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 0000HORG 0000H AJMP MAIN ORG 000BHORG 000BH AJMP NTT0 ORG 0100HORG 0100HMAIN: . . . INTT0:. . RETI ENDAJMP MAINAJMP INTT0第26页/共52页中断服务程序从中断子程序入口地址

11、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。中断响应入口地入口地址址RETI第27页/共52页INTT0: PUSH ACC PUSH DPH PUSH DPL PUSH PSW 中断源服务 POP PSW POP DPL POP DPH POP ACC RETI保护现场恢复现场第28页/共52页 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。中断响应中断返回第29页/共52页 RETI指令功能：把断

12、点地断点地址取出，送回到程序计数器址取出，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！中断响应中断返回第30页/共52页中断源发中断请求中断源发中断请求中断响应条中断响应条件件 是否满足？是否满足？中断是否受阻中断是否受阻？ 把把PC断点地址压入堆栈断点地址压入堆栈 相应中断源的中断入口地址相应中断源的中断入口地址送入送入PC，转向中断服务程序，转向中断服务程序NYYN 由硬件自动完成第31页/共52页 关中断关中断保护现保护现场场中断服中断服务务 开中断开中断 关中断关中断恢复现恢复现场场 开中断开中断

13、中断返中断返回回断点地址由堆栈弹入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第32页/共52页 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，也是用硬件自用硬件自动清除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，

14、故这些中断不能自动撤除，而要靠软件来清除相应的标志要靠软件来清除相应的标志。第33页/共52页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电平激活的外部中断源中断标志的撤除除第34页/共52页第35页/共52页 1用定时器作外部中断源 例例 将定时器T0扩展为外部中断源。解解：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

15、置为FFH，允许T0中断，CPU开放中断，源程序如下：MOVTMOD，#06H MOVTH0，#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。脚相当于边沿触发的外部中断源输入线。第36页/共52页2中断和查询相结合 MCS-511P3.3P1.0P1.1P1.2P1.3EXINT0EXINT1EXINT2EXINT3图： 一个外中断扩展成多个外中断的原理图第37页/共52页中断服务程序如下：中断服务程序如下： ORG0003H；外部中断0入口 AJMPINT0；转向中

16、断服务程序入口 INT0： PUSH PSW ；保护现场 PUSH ACC，EXT0 ；中断源查询并转相应中断服务程序 ，EXT1，EXT2，EXT3 EXIT： POP ACC ；恢复现场 POP PSW RETI第38页/共52页EXT0： ; EXINT0中断服务程序 AJMPEXITEXT1： ; EXINT1中断服务程序 AJMPEXITEXT2： ；EXINT2中断服务程序AJMPEXITEXT3： ；EXINT3中断服务程序 AJMP EXIT 同样，外部中断同样，外部中断1也可作相应的扩展。也可作相应的扩展。第39页/共52页统，在执行完后，再开放中断系统。第40页/共52页第

17、41页/共52页初始化时设置初始化时设置初始化时设置初始化时设置第42页/共52页第43页/共52页nMOV IP，#00H ；设定；设定外中断外中断0为低优先级为低优先级nMOV TCON，#01H ；设定；设定外中断外中断0为边沿触发方式为边沿触发方式nMOV IE，#81H ；开外；开外中断中断0和和CPU中断允许中断允许第44页/共52页12A34B56C98D1110E1312F12A34B5.1k5.1k123A74F00456B74F00S+5VGND+5VINT0PI.0PI.1PI.2PI.3PI.4PI.5PI.6PI.7脉冲产生电路脉冲产生电路显示电路显示电路第45页/共52页口输出。第46页/共52页中断程序的主中断程序的主程序和中断服程序和中断服务程序的布局务程序的布局中断的中断的初始化初始化主主程程序序中中断断服服务务程程序序第47页/共52页12A34B56C98D1110E1312F12A34B5.1k5.1k0INT0PI.0PI.1PI.2PI.3PI.4PI.5PI.6PI.7MCS-51123A74F00456