第6章 中断与定时-2-2014.05.4-sjd.ppt

1、第6章 中断与定时,数据的输入/输出传送方式,一、查询方式： 传送前一方先查询另一方的状态，若已经准备好就传送，否则就继续查询/等待。,二、中断方式(IRQ)： 一方通过申请中断的方式与另一方进行数据传送。,三、直接存储器存取方式(DMA)： 双方直接通过总线传送数据, 不经CPU中转。,中断概念,CPU在处理某一事件A时，发生了另一事件B请求CPU迅速去处理（中断发生）； CPU暂时中断当前的工作，转去处理事件B（中断响应和中断服务）； 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），这一过程称为中断。,中断概念,引起CPU中断的根源，称为中断源。中断源向

2、CPU提出的中断请求。CPU暂时中断原来的事务A，转去处理事件B。对事件B处理完毕后，再回到原来被中断的地方（即断点），称为中断返回。实现上述中断功能的部件称为中断系统（中断机构）。,中断系统,中断概念 :,CPU执行流程,CPU执行流程,中断服务程序嵌套,二级中断嵌套,低级中断服务程序,主程序,高级中断服务程序,中断技术不仅解决了快速主机与慢速I/O设备的数据传送问题，而且还具有如下优点： 分时操作。CPU可以分时为多个I/O设备服务，提高了计算机的利用率 实时响应。CPU能够及时处理应用系统的随机事件，系统的实时性大大增强； 可靠性高。CPU具有处理设备故障及掉电等突发性事件能力，从而使系

3、统可靠性提高。,中断的作用,51单片机的中断源,51单片机允许5个中断源： 2个外部中断请求：INT0，INT1 2个片内定时器/计数器T0和T1中断请求： TF0，TF1，(TF252子系列有T2） 1个串行口中断请求：TI/RI,中断涉及的几个环节,中断源 ： 2个外部中断请求：INT0，INT1 2个片内定时器/计数器T0和T1中断请求： TF0，TF1，(TF252子系列有T2） 1个串行口中断请求：TI/RI 中断申请 开放中断 保护现场 中断服务 恢复现场 中断返回,工作方式控制寄存器（TMOD）,定时器控制寄存器（TCON）,中断允许控制寄存器（IE）,中断优先级控制寄存器（IP

4、）,5 个中断源对应的中断服务程序入口地址，中断号,中断系统硬件结构,注:各中断允许控制位=0,开关断开； =1,开关接通,IE0,EX0,TF0,IE1,TF1,TI,ES,ET1,EX1,ET0,外部中断 请求0,外部中断 请求1,内部 定时器0,内部 定时器1,内部 串行口,T,R,RI,IE寄存器,EA位,IP寄存器,各单路开关,总开关,中断源标志位查询机构,高中断级中断请求,低中断级中断请求,中断入口,中断源标志位,INT0,INT1,中断入口,中断源标志位,单片机的定时/计数器,定时/计数器的区别,定时和计数功能最终都是通过计数实现的，若计数的事件源是周期固定的脉冲，则可以实现定时

5、功能，否则只能实现计数功能。因此可以将定时和计数功能由一个部件实现。 实现定时和计数的方法一般有软件、专用硬件电路和可编程定时器/计数器三种方法。 采用软件只能定时，且占用CPU时间，降低了CPU的使用效率。 专用硬件电路可实现精确的定时和计数，但参数调节不便。 可编程定时器计数器，不占用CPU时间，能与CPU并行工作，实现精确的定时和计数，又可以通过编程设置其工作方式和其它参数，因此使用方便。 与Timer工作有关的特殊功能寄存器： TCON 和 TMOD,工作方式控制寄存器（TMOD）,定时器方式寄存器TMOD,M1,M0：工作方式定义位 ( 定义4 种方式 ): 0 0：13位 Time

6、r用它无益,不要记它！ 0 1：16位 Timer经常用到 1 0：可自动重装的 8位 Timer经常用到 1 1：T0 分为2个8位 Timer；T1 此时不工作 因为没有带来甚麽好处，几乎无用 C/T ：计数器/定时器选择位 = 1 外部事件计数器。对Tx引脚的负脉冲计数； = 0 片内时钟定时器。对机器周期脉冲计数定时,定时器方式寄存器TMOD,GATE C / T M1 M0 GATE C / T M1 M0,T1,T0,GATE门控位: Timer可由软件与硬件两者控制 GATE = 0 普通用法 Timer的启/停由软件对TR位写“1”/“0”控制,定时器方式寄存器TMOD（续）,

7、(89H), GATE = 1 门控用法 Timer的启/停由软件对TR位写“1”/“0” 和在INTx引脚上出现的信号的高/低共同控制,定时器控制寄存器（TCON）,定时器结构与工作方式,工作方式1：16位的定时/计数器,振荡器,12,TLx THx (8位) (8位),TFx,申请中断,Tx端,TRx位,GATE位,INTx端,1, /定时器1工作方式1 TH1=0 xFF; /设置定时初值 TL1=0 x83; EA=1; /开中断 ET1=1; /定时器1允许中断 TR1=1; /启动T1,定时开始 while(1); /等待中断 / For(;) ,中断程序,void Timer1_

8、ISR( ) interrupt 2 using 0 TH1=0 xff; /重装计数初值 TL1=0 x83; P1_0=!P1_0; /输出取反 ,定时器的应用举例,例2 若fOSC=12MHz，T1工作于方式1，产生50ms的定时中断，TF1为高级中断源。分别用中断方式与查询方式编写，实现P1.0产生周期为1s的方波。 解：让P1.0每500ms取反一次即可实现。定时器的单次定时时间不可能达到500ms，可让定时器多次定时产生500ms的定时时间，如让T1工作在方式1，单次定时时间为50ms，那么T1中断10次就是500ms的时间。 确定定时常数 假设使用fOSC的12分频作为计数源，则

9、T计数12/ fOSC 12/（12106）1s 由公式TC=MT/T计数，可知TC=216-5010315536=3CB0H TH1=0 x3c，TL0=0 xb0。,程序清单如下（主程序）：,#include sbit P1_0 = P10; int count=10;/10次T1中断为500ms void main( void ) TMOD=0 x10; /T1方式1 P1_0=0; TH1=0 x3c; /初值 TL1=0 xb0; IE =0 x88; /允许T1中断 IP =0 x08; /TF1中断为高级中断 TCON=0 x40; /启动T1 0 x40 while(1); /

10、死循环，等待中断，产生方波 ,程序清单如下（中断服务程序）：,void Timer1_ISR (void) interrupt 3 using 2 TH1=0 x3c; /重装初值 TL1=0 xb0; count-; /中断计数 if (count=0) /500ms到，重赋计数初值，P1.0取反 count=10; P1_0=!P1_0; ,程序清单如下（查询式程序）,#include sbit P1_0= P10; void main( ) int count=10;/10次T1中断为500ms TMOD=0 x10; /T1方式1 P1_0=0; TR1=1;/启动T1 For(; ;

11、) /死循环，产生方波 TH1=0 x3c; /T1初值 TL1=0 xb0; Do while(!TF1); /查询等待TF1置位， TF1=0; If (count!=0) count-; else count=10;P1_0=!P1_0; ,定时器的应用举例,例3：设单片机晶振频率为12MHz，使用定时器0以工作方式2产生周期为200us的等宽连续正方波脉冲，并在P1.0端输出,以中断方式完成。 解：计算计数初值，定时方式2为8位计数方式 fOSC12MHz，机器周期T=12/ fOSC=1s t = (28-x)1s = 100us TH0=9cH TL0=9cH TMOD寄存器初始化

12、: TMOD=02H,主程序,main() TMOD=0 x02; /定时器0工作方式2 TH1=0 x9c; /设置定时初值 TL1=0 x9c; EA=1; /开中断 ET0=1; /定时器0允许中断 TR0=1; /启动T0,定时开始 For(;) /等待中断 /while(1); ,中断程序,void Timer1_ISR( ) interrupt 1 using 0 P1_0=!P1_0; /输出取反 ,定时器的应用举例,例4 若fOSC=12MHz，T1工作于方式1，产生50ms的定时中断，TF1为高级中断源。试使产生周期为1s的方波,并显示分秒功能，编写主程序和中断服务程序 。,

13、程序清单如下（主程序）,#include void clock(void)； void shift(void)； int count=20;/20次T1中断为1000ms void main( void ) TMOD=0 x10; /T1方式1 TH1 =0 x3c; /初值 TL1=0 xb0; EA = 1; / ET1=1; / 允许T1中断 TR1=1; /启动T1 while(1); /死循环，等待中断 ,程序清单如下（中断服务程序）：,void Timer1_ISR (void) interrupt 3 using 1 TH1=0 x3c; /重装初值 TL1=0 xb0; cou

14、nt-; /中断计数 if (count=0) /1000ms到，重赋计数初值 count=20; setclock(); separate(); display(second0,second1,minute0,minute1); ,时钟显示程序,void setclock(void) second+; if(second=60) second=0; minute+; if(minute=60) minute=0; hour+; if(hour =24) hour =0; ,void separate() second1= second/10; second0= second%10; minute1= second/10; minute0= second%10; hour1 =