中斷及定時(shí)系統(tǒng)課程課件

項(xiàng)目6中斷及定時(shí)系統(tǒng)項(xiàng)目6中斷及定時(shí)系統(tǒng)16.1中斷系統(tǒng)6.1.1中斷的幾個(gè)概念概念1.中斷的定義 對(duì)于CPU來(lái)說(shuō)，CPU在處理某一事件A時(shí)，發(fā)生了另一事件B請(qǐng)求CPU迅速去處理（中斷發(fā)生）；CPU暫時(shí)中斷當(dāng)前的工作，轉(zhuǎn)去處理事件B（中斷響應(yīng)和中斷服務(wù)）；待CPU將事件B處理完畢后，再回到原來(lái)事件A被中斷的地方繼續(xù)處理事件A（中斷返回），這一過(guò)程稱(chēng)為中斷。 所以我們把可以引起中斷的請(qǐng)求源稱(chēng)之為中斷源。單片機(jī)中也有一些可以引起中斷的事件，8051中一共有5個(gè)中斷源：兩個(gè)外部中斷，兩個(gè)定時(shí)/計(jì)數(shù)器中斷，一個(gè)串行口中斷。2.中斷的嵌套與優(yōu)先級(jí) 8051單片機(jī)5個(gè)中斷源有兩個(gè)優(yōu)先級(jí)項(xiàng)目6中斷及定時(shí)系統(tǒng)6.1中斷系統(tǒng)6.1.1中斷的幾個(gè)概念概念項(xiàng)目6中斷及23.中斷的響應(yīng)過(guò)程 五個(gè)中斷源，每個(gè)中斷產(chǎn)生后都到一個(gè)固定的地方去找處理這個(gè)中斷的程序，在去之前首先要保存下面將執(zhí)行的指令的地址，以便處理完中斷后回到原來(lái)的地方繼續(xù)往下執(zhí)行程序。中斷響應(yīng)過(guò)程可以分為以下幾個(gè)步驟：1）保護(hù)斷點(diǎn)，即保存下一將要執(zhí)行的指令的地址，就是把這個(gè)地址送入堆棧；2）尋找中斷入口，根據(jù)5個(gè)不同的中斷源所產(chǎn)生的中斷，查找5個(gè)不同的中斷服務(wù)程序入口地址。在這5個(gè)入口地址處存放有中斷處理程序；3）執(zhí)行中斷處理程序；4）中斷返回：執(zhí)行完中斷處理程序后，就從中斷處返回到主程序，繼續(xù)執(zhí)行主程序。 中斷系統(tǒng)是計(jì)算機(jī)的重要組成部分。中斷系統(tǒng)可以提高CPU的工作效率，還可以提高實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的處理時(shí)效，所以實(shí)時(shí)控制、故障自動(dòng)處理往往采用中斷系統(tǒng)，計(jì)算機(jī)與外圍設(shè)備間傳送數(shù)據(jù)及實(shí)現(xiàn)人機(jī)聯(lián)系也常采用中斷方式。項(xiàng)目6中斷及定時(shí)系統(tǒng)3.中斷的響應(yīng)過(guò)程項(xiàng)目6中斷及定時(shí)系統(tǒng)36.1.2中斷系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)項(xiàng)目6中斷及定時(shí)系統(tǒng)6.1.2中斷系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)項(xiàng)目6中斷及定時(shí)系統(tǒng)46.1.3中斷源和中斷標(biāo)志1.中斷源 MCS-51的5個(gè)中斷源為兩個(gè)外部中斷、兩個(gè)定時(shí)器中斷和一個(gè)串行口中斷。 1）外部中斷請(qǐng)求源：即外中斷0和1，經(jīng)由外部引腳引入的，在單片機(jī)上有兩個(gè)引腳，名稱(chēng)為、，也就是P3.2、P3.3這兩個(gè)引腳。 2）內(nèi)部中斷請(qǐng)求源：兩個(gè)定時(shí)器中斷和串行口中斷。8051內(nèi)部有兩個(gè)16位的定時(shí)/計(jì)數(shù)器，對(duì)內(nèi)部定時(shí)脈沖或者T0/T1引腳上輸入的外部計(jì)數(shù)脈沖計(jì)數(shù)，當(dāng)定時(shí)時(shí)間到或計(jì)數(shù)脈沖滿時(shí)，自動(dòng)向CPU提出中斷請(qǐng)求。串行口中斷分為串行口發(fā)送中斷和串行口接收中斷兩種，在串行口進(jìn)行發(fā)送/接收數(shù)據(jù)時(shí)，每當(dāng)串行口發(fā)送/接收完一組數(shù)據(jù)，單片機(jī)自動(dòng)使串行口控制寄存器SCON的RI或TI中斷標(biāo)志置位，并且自動(dòng)向CPU提出串行口中斷請(qǐng)求。項(xiàng)目6中斷及定時(shí)系統(tǒng)6.1.3中斷源和中斷標(biāo)志項(xiàng)目6中斷及定時(shí)系統(tǒng)5

80C51單片機(jī)的中斷系統(tǒng)提供了5個(gè)中斷源，具有2個(gè)中斷優(yōu)先級(jí)，可實(shí)現(xiàn)兩級(jí)中斷嵌套。 80C51單片機(jī)的5個(gè)中斷源分別是：2個(gè)外部中斷（由、引腳輸入中斷請(qǐng)求信號(hào)）、2個(gè)片內(nèi)定時(shí)器/計(jì)數(shù)器溢出中斷（T0、T1）和1個(gè)片內(nèi)串行口中斷。TCON、SCON是用來(lái)存放各中斷源的中斷申請(qǐng)標(biāo)志的寄存器；IE是用來(lái)設(shè)置是否允許中斷源中斷的寄存器；IP是用來(lái)設(shè)置中斷源優(yōu)先級(jí)別的寄存器；硬件查詢(xún)是相同優(yōu)先級(jí)的中斷源再進(jìn)行排隊(duì)的硬件電路。項(xiàng)目6中斷及定時(shí)系統(tǒng) 80C51單片機(jī)的中斷系統(tǒng)提供了5個(gè)中斷源，具有2個(gè)中斷6（1）定時(shí)器控制寄存器TCON（TimerControlRegister）IE0:外部中斷0請(qǐng)求標(biāo)志位。當(dāng)CPU檢測(cè)到引腳上出現(xiàn)下降沿信號(hào)或低電平信號(hào)時(shí)，由內(nèi)部硬件置位IE0（IE0=1），向CPU請(qǐng)求中斷。IE1：外部中斷1請(qǐng)求標(biāo)志位。當(dāng)CPU檢測(cè)到引腳上出現(xiàn)下降沿信號(hào)或低電平信號(hào)時(shí)，由內(nèi)部硬件置位IE1（IE1=1），向CPU申請(qǐng)中斷。TF0：定時(shí)器/計(jì)數(shù)器T0的溢出中斷請(qǐng)求標(biāo)志位。當(dāng)T0計(jì)數(shù)溢出時(shí)，由內(nèi)部硬件置位TF0（TF0=1），向CPU申請(qǐng)中斷。TF1：定時(shí)器/計(jì)數(shù)器T1的溢出中斷請(qǐng)求標(biāo)志位。當(dāng)T1計(jì)數(shù)溢出時(shí)，由內(nèi)部硬件置位TF1（TF1=1），向CPU申請(qǐng)中斷。IT0：外部中斷0觸發(fā)方式控制位。當(dāng)IT0=0時(shí)，電平觸發(fā)，低電平有效；當(dāng)IT0=1時(shí)，邊沿觸發(fā)，下降沿有效。IT1：外部中斷1觸發(fā)方式控制位。當(dāng)IT1=0時(shí)，電平觸發(fā)，低電平有效；當(dāng)IT1=1時(shí)，邊沿觸發(fā)，下降沿有效。項(xiàng)目6中斷及定時(shí)系統(tǒng)（1）定時(shí)器控制寄存器TCON（TimerControl7（2）串行口控制寄存器SCON（SerialControlRegister）TI：串行口發(fā)送中斷請(qǐng)求標(biāo)志位。當(dāng)串行口發(fā)送完一個(gè)數(shù)據(jù)幀時(shí)，將TI置位（TI=1），向CPU申請(qǐng)中斷。RI：串行口接收中斷請(qǐng)求標(biāo)志位。當(dāng)串行口接收完一個(gè)數(shù)據(jù)幀時(shí)，將RI置位（RI=1），向CPU申請(qǐng)中斷。項(xiàng)目6中斷及定時(shí)系統(tǒng)（2）串行口控制寄存器SCON（SerialControl86.1.4對(duì)中斷請(qǐng)求的控制1.對(duì)中斷允許的控制 計(jì)算機(jī)中斷系統(tǒng)有兩種不同類(lèi)型的中斷：一類(lèi)稱(chēng)為非屏蔽中斷，另一類(lèi)稱(chēng)為可屏蔽中斷。對(duì)非屏蔽中斷，用戶不能用軟件的方法加以禁止，一旦有中斷申請(qǐng)，CPU必須予以響應(yīng)。對(duì)可屏蔽中斷，用戶則可以通過(guò)軟件方法來(lái)控制是否允許某中斷源的中斷，允許中斷稱(chēng)中斷開(kāi)放，不允許中斷稱(chēng)中斷屏蔽。MCS-51系列單片機(jī)的5個(gè)中斷源都是可屏蔽中斷項(xiàng)目6中斷及定時(shí)系統(tǒng)6.1.4對(duì)中斷請(qǐng)求的控制項(xiàng)目6中斷及定時(shí)系統(tǒng)9 EA：中斷允許總控制位。EA＝0，中斷總禁止，禁止所有中斷；EA＝1，中斷總允許，置1后，各中斷源的中斷允許由各個(gè)控制位進(jìn)行設(shè)置。 EX0、EX1：外部中斷允許控制位。EX0（EX1）＝0，表示禁止外中斷INT0（INT1）的中斷申請(qǐng)；EX0（EX1）＝1，表示允許外中斷INT0（INT1）的中斷申請(qǐng)。 ET0、ET1：定時(shí)/計(jì)數(shù)中斷允許控制位。ET0（ET1）＝0，表示禁止定時(shí)/計(jì)數(shù)器0（1）的中斷申請(qǐng)；ET0（ET1）＝1，表示允許定時(shí)/計(jì)數(shù)器0（1）的中斷申請(qǐng)； ES：串行口中斷允許控制位。ES＝0，禁止串口中斷；ES＝1，允許串口中斷。MCS-51單片機(jī)各個(gè)中斷源均為可屏蔽中斷。 中斷允許寄存器IE的單元地址是A8H，各控制位可以位尋址，也可以字節(jié)尋址。例如可以采用位指令開(kāi)放外部中斷的溢出中斷：SETBEASETBEX0 若改為字節(jié)傳送指令，則僅需采用一條指令：MOVIE,#81H項(xiàng)目6中斷及定時(shí)系統(tǒng) EA：中斷允許總控制位。EA＝0，中斷總禁止，禁止所有中10例：設(shè)允許定時(shí)器/計(jì)數(shù)器T1的溢出中斷的中斷請(qǐng)求，禁止其它中斷源的中斷請(qǐng)求，寫(xiě)出設(shè)置IE的指令。分析：根據(jù)設(shè)定條件，則IE寄存器的EA=1，ET1=1，其它位為0，IE的值應(yīng)為10001000B，即88H。用字節(jié)傳送指令可寫(xiě)為：MOVIE，#88H或MOV0A8H，#88H若改用位操作指令，則需兩條指令：SETBET1;允許T1溢出中斷SETBEA;CPU允許所有中斷源中斷項(xiàng)目6中斷及定時(shí)系統(tǒng)例：設(shè)允許定時(shí)器/計(jì)數(shù)器T1的溢出中斷的中斷請(qǐng)求，禁止其它中11（4）中斷優(yōu)先級(jí)寄存器IP（InterruptPriorityRegister）80C51單片機(jī)的5個(gè)中斷源，均可由程序設(shè)置為高優(yōu)先級(jí)中斷或低優(yōu)先級(jí)中斷，誰(shuí)的優(yōu)先級(jí)別高，就先響應(yīng)誰(shuí)。每個(gè)中斷源的中斷優(yōu)先級(jí)都通過(guò)中斷優(yōu)先級(jí)寄存器IP統(tǒng)一設(shè)置。項(xiàng)目6中斷及定時(shí)系統(tǒng)（4）中斷優(yōu)先級(jí)寄存器IP（InterruptPriori12PX0和PX1：PX0是外部中斷0的中斷優(yōu)先級(jí)控制位；PX1是外部中斷1的中斷優(yōu)先級(jí)控制位。PT0和PT1：PT0為定時(shí)器/計(jì)數(shù)器T0的溢出中斷優(yōu)先級(jí)控制位；PT1為定時(shí)器/計(jì)數(shù)器T1的溢出中斷優(yōu)先級(jí)控制位。PS：串行口中斷優(yōu)先級(jí)控制位。注意：當(dāng)某個(gè)中斷源的優(yōu)先級(jí)控制位為1時(shí)，設(shè)置為高優(yōu)先級(jí)中斷；為0時(shí)，設(shè)置為低優(yōu)先級(jí)中斷。項(xiàng)目6中斷及定時(shí)系統(tǒng)PX0和PX1：PX0是外部中斷0的中斷優(yōu)先級(jí)控制位；項(xiàng)目613 8051單片機(jī)共有5個(gè)中斷源，在單片機(jī)工作過(guò)程中，若出現(xiàn)三個(gè)或者更多的中斷請(qǐng)求源，那么同一優(yōu)先級(jí)別中的中斷源就不止一個(gè)，這個(gè)時(shí)候也有中斷優(yōu)先級(jí)排隊(duì)的問(wèn)題，8051單片機(jī)對(duì)此有統(tǒng)一規(guī)定，如表6-1所示。可對(duì)中斷系統(tǒng)的規(guī)定概括為以下兩條基本規(guī)則： 1)低優(yōu)先級(jí)中斷系統(tǒng)的規(guī)定被高級(jí)中斷系統(tǒng)中斷，反之不能； 2)當(dāng)多個(gè)中斷源同時(shí)發(fā)出申請(qǐng)時(shí)，級(jí)別高的優(yōu)先級(jí)先服務(wù)（先按高低優(yōu)先級(jí)區(qū)分，再按輔助優(yōu)先級(jí)區(qū)分）。高低中斷源同一級(jí)別的優(yōu)先級(jí)外部中斷0定時(shí)/計(jì)數(shù)器0溢出中斷外部中斷1定時(shí)/計(jì)數(shù)器1溢出中斷串行口中斷表6-18051各個(gè)中斷源中斷優(yōu)先級(jí)順序項(xiàng)目6中斷及定時(shí)系統(tǒng) 8051單片機(jī)共有5個(gè)中斷源，在單片機(jī)工作過(guò)程中，若出現(xiàn)14例：設(shè)80C51單片機(jī)的外部中斷為高優(yōu)先級(jí)，內(nèi)部中斷為低優(yōu)先級(jí)，寫(xiě)出設(shè)置IP的指令。分析：由給定的條件可知：IP寄存器中，PX1=1，PX0=1，其余位為0，即IP=00000101B=05H。用字節(jié)傳送指令設(shè)置：MOVIP，#05H或MOV0B8H，#05H用位操作指令設(shè)置：SETBPX0SETBPX1CLRPT0CLRPT1CLRPS項(xiàng)目6中斷及定時(shí)系統(tǒng)例：設(shè)80C51單片機(jī)的外部中斷為高優(yōu)先級(jí)，內(nèi)部中斷為低優(yōu)156.1.5中斷處理過(guò)程 中斷處理過(guò)程可分為中斷響應(yīng)、中斷處理和中斷返回三個(gè)階段。1.中斷響應(yīng) 中斷響應(yīng)是CPU對(duì)中斷源中斷請(qǐng)求的響應(yīng)，包括保護(hù)斷點(diǎn)和將程序轉(zhuǎn)向中斷服務(wù)程序的入口地址（通常稱(chēng)矢量地址）。CPU并非任何時(shí)刻都響應(yīng)中斷請(qǐng)求，而是在中斷響應(yīng)條件滿足之后才會(huì)響應(yīng)。 1）中斷響應(yīng)條件 (1)有中斷源發(fā)出中斷請(qǐng)求。(2)中斷總允許位EA=1。(3)申請(qǐng)中斷的中斷源允許。 滿足以上基本條件，CPU一般會(huì)響應(yīng)中斷，但CPU正在響應(yīng)同級(jí)或高優(yōu)先級(jí)的中斷、正在執(zhí)行RETI中斷返回指令以及訪問(wèn)專(zhuān)用寄存器IE和IP的指令時(shí)，CPU不響應(yīng)中斷請(qǐng)求而在下一機(jī)器周期繼續(xù)查詢(xún)，否則，CPU在下一機(jī)器周期響應(yīng)中斷。項(xiàng)目6中斷及定時(shí)系統(tǒng)6.1.5中斷處理過(guò)程項(xiàng)目6中斷及定時(shí)系統(tǒng)162）中斷響應(yīng)過(guò)程 中斷響應(yīng)過(guò)程包括保護(hù)斷點(diǎn)和將程序轉(zhuǎn)向中斷服務(wù)程序的入口地址。首先把中斷點(diǎn)的地址（斷點(diǎn)地址）壓入堆棧保護(hù)，然后將對(duì)應(yīng)的中斷入口地址裝入程序計(jì)數(shù)器PC（由硬件自動(dòng)執(zhí)行），使程序轉(zhuǎn)向該中斷入口地址，執(zhí)行中斷服務(wù)程序。MCS-51系列單片機(jī)各中斷源的入口地址由硬件事先設(shè)定，分配如表6-2所示。 因?yàn)?個(gè)中斷源的入口地址之間，只相隔8個(gè)存儲(chǔ)單元，一般的中斷服務(wù)程序是容納不下的，使用時(shí)通常在這些中斷入口地址處存放一條絕對(duì)跳轉(zhuǎn)指令，使程序跳轉(zhuǎn)到存儲(chǔ)器其他的任何空間，并且將中斷服務(wù)程序安排在相應(yīng)的空間中。例如，若采用定時(shí)器T0中斷，其中斷入口地址為000BH，中斷服務(wù)程序名為T(mén)IME00，因此，指令形式為：ORG 000BH;T1中斷入口AJMP TIME00;轉(zhuǎn)向中斷服務(wù)程序中斷源入口地址外部中斷00003H定時(shí)/計(jì)數(shù)器0溢出中斷000BH外部中斷10013H定時(shí)/計(jì)數(shù)器1溢出中斷001BH串行口中斷0023H項(xiàng)目6中斷及定時(shí)系統(tǒng)2）中斷響應(yīng)過(guò)程中斷源入口地址外部中斷00003H定時(shí)/計(jì)數(shù)172.中斷處理中斷處理就是執(zhí)行中斷服務(wù)程序。中斷服務(wù)程序從中斷入口地址開(kāi)始執(zhí)行，到返回指令“RETI”為止，一般包括兩部分內(nèi)容，一是保護(hù)現(xiàn)場(chǎng)，二是完成中斷源請(qǐng)求的服務(wù)。 通常，主程序和中斷服務(wù)程序都會(huì)用到累加器A、狀態(tài)寄存器PSW及其它一些寄存器，當(dāng)CPU進(jìn)入中斷服務(wù)程序用到上述寄存器時(shí)，會(huì)破壞原來(lái)存儲(chǔ)在寄存器中的內(nèi)容，一旦中斷返回，將會(huì)導(dǎo)致主程序的混亂，因此，在進(jìn)入中斷服務(wù)程序后，一般要先保護(hù)現(xiàn)場(chǎng)，然后，執(zhí)行中斷處理程序，在中斷返回之前再恢復(fù)現(xiàn)場(chǎng)。例如：TIME00:;中斷服務(wù)程序CLREA;關(guān)中斷PUSHPSW;保護(hù)現(xiàn)場(chǎng)PUSHACCPUSHB．．．．．．．．;中斷處理PUSHB;恢復(fù)現(xiàn)場(chǎng)PUSHACCPUSHPSWSETBEA;開(kāi)中斷RETI;中斷返回項(xiàng)目6中斷及定時(shí)系統(tǒng)2.中斷處理項(xiàng)目6中斷及定時(shí)系統(tǒng)18編寫(xiě)中斷服務(wù)程序時(shí)還需注意以下幾點(diǎn)： 1）各中斷源的中斷入口地址之間只相隔8個(gè)字節(jié)，容納不下普通的中斷服務(wù)程序，因此，在中斷入口地址單元通常存放一條無(wú)條件轉(zhuǎn)移指令，可將中斷服務(wù)程序轉(zhuǎn)至存儲(chǔ)器的其它任何空間。 2）若要在執(zhí)行當(dāng)前中斷程序時(shí)禁止其它更高優(yōu)先級(jí)中斷，需先用軟件關(guān)閉CPU中斷，或用軟件禁止相應(yīng)高優(yōu)先級(jí)的中斷，在中斷返回前再開(kāi)放中斷。 3）在保護(hù)和恢復(fù)現(xiàn)場(chǎng)時(shí)，為了不使現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)遭到破壞或造成混亂，一般規(guī)定此時(shí)CPU不再響應(yīng)新的中斷請(qǐng)求。因此，在編寫(xiě)中斷服務(wù)程序時(shí)，要注意在保護(hù)現(xiàn)場(chǎng)前關(guān)中斷，在保護(hù)現(xiàn)場(chǎng)后若允許高優(yōu)先級(jí)中斷，則應(yīng)開(kāi)中斷。同樣，在恢復(fù)現(xiàn)場(chǎng)前也應(yīng)先關(guān)中斷，恢復(fù)之后再開(kāi)中斷。項(xiàng)目6中斷及定時(shí)系統(tǒng)編寫(xiě)中斷服務(wù)程序時(shí)還需注意以下幾點(diǎn)：項(xiàng)目6中斷及定時(shí)系統(tǒng)193.中斷返回 中斷返回是指中斷服務(wù)完后，計(jì)算機(jī)返回原來(lái)斷開(kāi)的位置（即斷點(diǎn)），繼續(xù)執(zhí)行原來(lái)的程序。中斷返回由中斷返回指令RETI來(lái)實(shí)現(xiàn)。該指令的功能是把斷點(diǎn)地址從堆棧中彈出，送回到程序計(jì)數(shù)器PC，此外，還通知中斷系統(tǒng)已完成中斷處理，并同時(shí)清除優(yōu)先級(jí)狀態(tài)觸發(fā)器。項(xiàng)目6中斷及定時(shí)系統(tǒng)3.中斷返回項(xiàng)目6中斷及定時(shí)系統(tǒng)204.中斷請(qǐng)求的撤除CPU響應(yīng)中斷請(qǐng)求后即進(jìn)入中斷服務(wù)程序，在中斷返回前，應(yīng)撤除該中斷請(qǐng)求，否則，會(huì)重復(fù)引起中斷而導(dǎo)致錯(cuò)誤。MCS-51各中斷源中斷請(qǐng)求撤消的方法各不相同，分別為：1）定時(shí)器中斷請(qǐng)求的撤除 對(duì)于定時(shí)器0或1溢出中斷，CPU在響應(yīng)中斷后即由硬件自動(dòng)清除其中斷標(biāo)志位TF0或TF1，無(wú)需采取其它措施。2）串行口中斷請(qǐng)求的撤除 對(duì)于串行口中斷，CPU在響應(yīng)中斷后，硬件不能自動(dòng)清除中斷請(qǐng)求標(biāo)志位TI、RI，必須在中斷服務(wù)程序中用軟件將其清除。例如：CLRTI;撤除發(fā)送中斷CLRRI;撤除接收中斷3）外部中斷請(qǐng)求的撤除 外部中斷可分為邊沿觸發(fā)型和電平觸發(fā)型，對(duì)于這兩種不同的中斷觸發(fā)方式，51單片機(jī)撤除它們的中斷請(qǐng)求的方法是不同的。 (1)對(duì)于邊沿觸發(fā)的外部中斷0或1，CPU在響應(yīng)中斷后由硬件自動(dòng)清除其中斷標(biāo)志位IE0或IE1，無(wú)需采取其它措施。 (2)對(duì)于電平觸發(fā)的外部中斷，其中斷請(qǐng)求撤除方法較復(fù)雜。因?yàn)閷?duì)于電平觸發(fā)外中斷，CPU在響應(yīng)中斷后，硬件不會(huì)自動(dòng)清除其中斷請(qǐng)求標(biāo)志位IE0或IE1，同時(shí)，也不能用軟件將其清除，所以，在CPU響應(yīng)中斷后，應(yīng)立即撤除或引腳上的低電平。否則，就會(huì)引起重復(fù)中斷而導(dǎo)致錯(cuò)誤。而CPU又不能控制或引腳的信號(hào)，因此，只有通過(guò)硬件再配合相應(yīng)軟件才能解決這個(gè)問(wèn)題。項(xiàng)目6中斷及定時(shí)系統(tǒng)4.中斷請(qǐng)求的撤除項(xiàng)目6中斷及定時(shí)系統(tǒng)21【例6.1】電路如圖6-3所示，按鍵控制信號(hào)燈，試?yán)脙蓚€(gè)外部中斷編程實(shí)現(xiàn)以下功能：K0單獨(dú)按下，黃燈亮；K1單獨(dú)按下，綠燈亮。項(xiàng)目6中斷及定時(shí)系統(tǒng)【例6.1】電路如圖6-3所示，按鍵控制信號(hào)燈，試?yán)脙蓚€(gè)外226.2定時(shí)/計(jì)數(shù)器6.2.1關(guān)于定時(shí)/計(jì)數(shù)器的幾個(gè)概念1.計(jì)數(shù)的概念 所謂計(jì)數(shù)，就是計(jì)算事件發(fā)生的次數(shù)。2.定時(shí)的概念 生活中常見(jiàn)的定時(shí)有很多，如電視機(jī)定時(shí)關(guān)機(jī)、空調(diào)定時(shí)開(kāi)關(guān)、微波爐定時(shí)加熱等等。 單片機(jī)中的定時(shí)器和計(jì)數(shù)器是一個(gè)東西，只不過(guò)計(jì)數(shù)器是記錄的外界發(fā)生的事情，而定時(shí)器則是由單片機(jī)提供一個(gè)非常穩(wěn)定的計(jì)數(shù)源。這個(gè)計(jì)數(shù)源就是由單片機(jī)的晶振經(jīng)過(guò)12分頻后獲得的一個(gè)脈沖源。在晶振位12MHz的情況下，這個(gè)計(jì)數(shù)脈沖的時(shí)間間隔就是1。項(xiàng)目6中斷及定時(shí)系統(tǒng)6.2定時(shí)/計(jì)數(shù)器6.2.1關(guān)于定時(shí)/計(jì)數(shù)器的幾個(gè)概念項(xiàng)233.計(jì)數(shù)器的容量 8051單片機(jī)中有兩個(gè)計(jì)數(shù)器，分別稱(chēng)之為T(mén)0和T1，這兩個(gè)計(jì)數(shù)器都是16位，所以最大的計(jì)數(shù)量是65536，即0000H～FFFFH。 計(jì)數(shù)器的容量是16位，最大的計(jì)數(shù)量是65536，因此計(jì)到65536個(gè)就會(huì)產(chǎn)生溢出。問(wèn)題是我們現(xiàn)實(shí)生活中，經(jīng)常會(huì)有少于65536個(gè)計(jì)數(shù)值的要求，如定時(shí)100s？ 比如說(shuō)，一個(gè)容器可以裝1000滴水，再裝的話就溢出了?，F(xiàn)在要求裝只能100滴水，再裝的話就溢出了，怎么實(shí)現(xiàn)？對(duì)了，我們可以先裝900滴水就可以了。這種方式在單片機(jī)里面稱(chēng)為預(yù)置數(shù)，我要計(jì)100，那我就先放進(jìn)65436，再來(lái)100個(gè)脈沖，就可以到65536了。 定時(shí)也是如此，每個(gè)脈沖是1，則計(jì)滿65536個(gè)脈沖需時(shí)65.536ms，如果我只要10ms怎么辦？10個(gè)ms為10000個(gè)，所以只要在計(jì)數(shù)器里面放進(jìn)55536就可以了。項(xiàng)目6中斷及定時(shí)系統(tǒng)3.計(jì)數(shù)器的容量項(xiàng)目6中斷及定時(shí)系統(tǒng)246.2.2定時(shí)/計(jì)數(shù)器的結(jié)構(gòu)

從上一節(jié)我們已經(jīng)得知，單片機(jī)中的定時(shí)/計(jì)數(shù)器都可以有多種用途，下面我們具體了解它們的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。 8051單片機(jī)內(nèi)部有兩個(gè)16位的可編程定時(shí)器/計(jì)數(shù)器，稱(chēng)為定時(shí)器0（T0）和定時(shí)器1（T1），可編程選擇其作為定時(shí)器用或作為計(jì)數(shù)器用。此外，工作方式、定時(shí)時(shí)間、計(jì)數(shù)值、啟動(dòng)、中斷請(qǐng)求等都可以由程序設(shè)定，其邏輯結(jié)構(gòu)如圖6-7所示。項(xiàng)目6中斷及定時(shí)系統(tǒng)6.2.2定時(shí)/計(jì)數(shù)器的結(jié)構(gòu)項(xiàng)目6中斷及定時(shí)系統(tǒng)256.2.3定時(shí)器/計(jì)數(shù)器的控制 上文提到的兩個(gè)特殊功能寄存器，TMOD和TCON，通過(guò)設(shè)置這兩個(gè)特殊功能寄存器來(lái)讓定時(shí)/計(jì)數(shù)器為我們服務(wù)。1.定時(shí)/計(jì)數(shù)器方式寄存器TMOD TMOD為T(mén)1、T2的工作方式寄存器，TMOD的低4位為T(mén)0的方式字段，高4位為T(mén)1的方式字段，它們的含義完全相同，其格式如下：項(xiàng)目6中斷及定時(shí)系統(tǒng)6.2.3定時(shí)器/計(jì)數(shù)器的控制項(xiàng)目6中斷及定時(shí)系統(tǒng)26GATE:門(mén)控位。用于控制T0或T1的啟動(dòng)。當(dāng)GATE=0時(shí)，計(jì)數(shù)器的啟動(dòng)不受外部引腳信號(hào)或控制，只受定時(shí)器控制寄存器TCON中的啟動(dòng)位TR0或TR1的控制；當(dāng)GATE=1時(shí)，計(jì)數(shù)器的啟動(dòng)不僅受TR0或TR1的控制，還要受外部引腳信號(hào)或控制。

C/T：功能選擇位。當(dāng)=0時(shí)，定時(shí)功能，其計(jì)數(shù)脈沖為時(shí)鐘振蕩信號(hào)的12分頻，即對(duì)機(jī)器周期計(jì)數(shù)；當(dāng)=1時(shí)，計(jì)數(shù)功能，其計(jì)數(shù)脈沖是從T0（P3.4）或T1（P3.5）端輸入的外部脈沖。M1和M0：工作方式選擇位。定時(shí)器/計(jì)數(shù)器有4種工作方式，通過(guò)M1、M0的組合設(shè)置為不同的工作方式項(xiàng)目6中斷及定時(shí)系統(tǒng)GATE:門(mén)控位。用于控制T0或T1的啟動(dòng)。當(dāng)GATE=027M1M0工作方式說(shuō)明00方式013位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器01方式116位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器10方式2自動(dòng)重裝載8位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器11方式3T0被拆為兩個(gè)8位的定時(shí)器/計(jì)數(shù)器；T1停止計(jì)數(shù)TMOD不能位尋址，只能用字節(jié)指令設(shè)置定時(shí)器工作方式，高4位定義T1，低4位定義T0。復(fù)位時(shí)，TMOD所有位均置0。項(xiàng)目6中斷及定時(shí)系統(tǒng)M1M0工作方式說(shuō)明00方式013位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器01282.定時(shí)器/計(jì)數(shù)器控制寄存器TCON（TimerControlRegister）項(xiàng)目6中斷及定時(shí)系統(tǒng)2.定時(shí)器/計(jì)數(shù)器控制寄存器TCON（TimerContr291）TF1：定時(shí)器1溢出標(biāo)志位。當(dāng)定時(shí)器1計(jì)數(shù)滿產(chǎn)生溢出時(shí)，由硬件自動(dòng)置TF1=1。在中斷允許時(shí)，向CPU發(fā)出定時(shí)器1的中斷請(qǐng)求，進(jìn)入中斷服務(wù)程序后，由硬件自動(dòng)清0。在中斷屏蔽時(shí)，TF1可作查詢(xún)測(cè)試用，此時(shí)只能由軟件清0。2）TR1：定時(shí)器1運(yùn)行控制位。由軟件置1或清0來(lái)啟動(dòng)或關(guān)閉定時(shí)器1。當(dāng)GATE=1，且為高電平時(shí)，TR1置1啟動(dòng)定時(shí)器1；當(dāng)GATE=0時(shí)，TR1置1即可啟動(dòng)定時(shí)器1。3）TF0：定時(shí)器0溢出標(biāo)志位。其功能及操作情況同TF1。4）TR0：定時(shí)器0運(yùn)行控制位。其功能及操作情況同TR1。5）IE1：外部中斷1（）請(qǐng)求標(biāo)志位。6）IT1：外部中斷1觸發(fā)方式選擇位。7）IE0：外部中斷0（）請(qǐng)求標(biāo)志位。8）IT0：外部中斷0觸發(fā)方式選擇位。TCON中的低4位用于控制外部中斷，與定時(shí)器/計(jì)數(shù)器無(wú)關(guān)。當(dāng)系統(tǒng)復(fù)位時(shí)，TCON的所有位均清0。TCON的字節(jié)地址為88H，可以位尋址，清溢出標(biāo)志位或啟動(dòng)定時(shí)器都可以用位操作指令。如SETBTR1、JBCTF1，LOOP等等。項(xiàng)目6中斷及定時(shí)系統(tǒng)1）TF1：定時(shí)器1溢出標(biāo)志位。當(dāng)定時(shí)器1計(jì)數(shù)滿產(chǎn)生溢出時(shí)306.2.4定時(shí)器/計(jì)數(shù)器的工作方式通過(guò)對(duì)定時(shí)器/計(jì)數(shù)器方式控制寄存器TMOD的介紹，已經(jīng)知道定時(shí)器/計(jì)數(shù)器有四種工作方式。1.工作方式0當(dāng)TMOD的M1、M0位為00時(shí)，定時(shí)器/計(jì)數(shù)器就工作在方式0。方式0的計(jì)數(shù)器是由TL0的低5位與TH0的8位組成的13位計(jì)數(shù)器結(jié)構(gòu)，TL0的高3位未用。當(dāng)TL0的低5位進(jìn)位時(shí)，TH0加1；TH0的最高位進(jìn)位，產(chǎn)生溢出，使TF0=1,向CPU申請(qǐng)中斷。若CPU響應(yīng)中斷，系統(tǒng)自動(dòng)將TF0復(fù)位。圖6-9方式0中的13位計(jì)數(shù)器分配項(xiàng)目6中斷及定時(shí)系統(tǒng)6.2.4定時(shí)器/計(jì)數(shù)器的工作方式圖6-9方式0中的1331當(dāng)=0時(shí)，多路開(kāi)關(guān)連接12分頻器輸出，T0對(duì)機(jī)器周期計(jì)數(shù)，此時(shí)T0為定時(shí)器。其定時(shí)時(shí)間為：當(dāng)=1時(shí)，多路開(kāi)關(guān)與T0（P3.4）相連，外部計(jì)數(shù)脈沖由T0腳輸入，當(dāng)外部信號(hào)電平發(fā)生由0到1的負(fù)跳變時(shí)，計(jì)數(shù)器加1，此時(shí)T0為計(jì)數(shù)器。定時(shí)器初值計(jì)數(shù)：設(shè)定時(shí)時(shí)間為t,計(jì)數(shù)初值為X，晶體振蕩器產(chǎn)生的振蕩信號(hào)的頻率為fosc，則定時(shí)時(shí)間的計(jì)算公式為：t=（計(jì)數(shù)最大值－X）×12/fosc方式0為13位計(jì)數(shù)器結(jié)構(gòu)，其計(jì)數(shù)最大值為213=8192。設(shè)fosc為12MHz，經(jīng)12分頻后，每個(gè)計(jì)數(shù)脈沖的周期為1μs。當(dāng)計(jì)數(shù)初值X為0時(shí)，定時(shí)時(shí)間最長(zhǎng)，則方式0的最大定時(shí)時(shí)間為：tmax=(213－0)×12/fosc=8192×1μs=8.192ms項(xiàng)目6中斷及定時(shí)系統(tǒng)當(dāng)=0時(shí)，多路開(kāi)關(guān)連接12分頻器輸出，T032計(jì)數(shù)器初值計(jì)算：設(shè)計(jì)數(shù)次數(shù)為C，計(jì)數(shù)初值為X，則計(jì)數(shù)次數(shù)的計(jì)算公式如下：C=計(jì)數(shù)最大值－X當(dāng)計(jì)數(shù)初值X為0時(shí)，計(jì)數(shù)次數(shù)最多，則方式0的最大計(jì)數(shù)次數(shù)為：Cmax=213－0=8192項(xiàng)目6中斷及定時(shí)系統(tǒng)計(jì)數(shù)器初值計(jì)算：項(xiàng)目6中斷及定時(shí)系統(tǒng)33【例6.2】用定時(shí)器0的工作方式0實(shí)現(xiàn)1ms的定時(shí)，在P1.0引腳上輸出周期為2ms的方波。設(shè)晶振頻率為12MHz。解：第一步，設(shè)置工作方式TMOD。根據(jù)題意用定時(shí)器0的工作方式0實(shí)現(xiàn)1ms的定時(shí)，則：M1M0=00，T0工作在方式0；=0，此時(shí)T0為定時(shí)狀態(tài)；GATE=0，此時(shí)定時(shí)器與外部中斷無(wú)關(guān)；其余各位可以任意設(shè)置，這里取0值，即TMOD=00000000B=00H。第二步，計(jì)算初值，此時(shí)晶振頻率為12MHz。根據(jù)公式，得出得=1C18H=0001110000011000B因13位計(jì)數(shù)器中TL0的高3位未用，應(yīng)填寫(xiě)0，TH0占高8位，所以X的實(shí)際填寫(xiě)值應(yīng)為：=1110000011000=E018H即：TH0=E0H，TL0=18H。項(xiàng)目6中斷及定時(shí)系統(tǒng)【例6.2】用定時(shí)器0的工作方式0實(shí)現(xiàn)1ms的定時(shí)，在P1.34第三步，程序采用查詢(xún)的方式，如下：ORG00HLJMPMAINORG0100HMAIN:MOVTMOD,#00H;設(shè)定時(shí)器0為工作方式0SETBTR0;啟動(dòng)定時(shí)器LOOP:MOVTH0,#0E0H;預(yù)置數(shù)，裝入計(jì)數(shù)初值MOVTL0,#18HJNBTF0,$;T0沒(méi)有溢出，等待溢出CLRTF0CPLP1.0;P1.0取反輸出方波LJMPLOOPEND項(xiàng)目6中斷及定時(shí)系統(tǒng)第三步，程序采用查詢(xún)的方式，如下：項(xiàng)目6中斷及定時(shí)系統(tǒng)352.方式1 定時(shí)器工作于方式1時(shí)，構(gòu)成一個(gè)16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器，其最大計(jì)數(shù)值為216=65536，其結(jié)構(gòu)與操作幾乎完全與方式0相同，只是將M1M0設(shè)為01，唯一差別是二者計(jì)數(shù)位數(shù)不同。作為定時(shí)器用時(shí)，其定時(shí)時(shí)間為： 既然方式0和方式1的結(jié)構(gòu)與操作基本一樣，為什么還要用13位的方式0呢？為什么不都用16位方式1？這是為了和51機(jī)的前輩48系列兼容而設(shè)的一種工作式，當(dāng)然我們可以都用方式1，不用方式0。項(xiàng)目6中斷及定時(shí)系統(tǒng)2.方式1項(xiàng)目6中斷及定時(shí)系統(tǒng)36【例6.3】用定時(shí)器0的工作方式1實(shí)現(xiàn)50ms的定時(shí)，在P1.0引腳上輸出周期為100ms的方波。設(shè)晶振頻率為12MHz。解：第一步，設(shè)置工作方式TMOD。根據(jù)題意用定時(shí)器0的工作方式1實(shí)現(xiàn)50ms的定時(shí)，則：M1M0=01，T0工作在方式1；其余與例6.2相同，即TMOD=00000001B=01H。第二步，計(jì)算初值，此時(shí)晶振頻率為12MHz。根據(jù)公式，得出得=2^16-50000=15536=3CB0H即：TH0=3CH，TL0=B0H。項(xiàng)目6中斷及定時(shí)系統(tǒng)【例6.3】用定時(shí)器0的工作方式1實(shí)現(xiàn)50ms的定時(shí)，在P137第三步，程序采用中斷的方式，如下：ORG0000HLJMPMAINORG000BHLJMPTIME00ORG0100HMAIN:MOVTMOD,#01H;設(shè)定時(shí)器0為工作方式1MOVTH0,#3CH;預(yù)置數(shù)，裝入計(jì)數(shù)初值MOVTL0,#0B0HSETBEA;開(kāi)總中斷SETBET0;開(kāi)定時(shí)器中斷SETBTR0;啟動(dòng)定時(shí)器T0LOOP:SJMP$;等待中斷TIME00:CPLP1.0;P1.0取反輸出方波MOVTH0,#3CH;預(yù)置數(shù)，重新裝入計(jì)數(shù)初值MOVTL0,#0B0HRETIEND項(xiàng)目6中斷及定時(shí)系統(tǒng)第三步，程序采用中斷的方式，如下：項(xiàng)目6中斷及定時(shí)系統(tǒng)383.方式2在例6.2中，當(dāng)定時(shí)時(shí)間到了以后，定時(shí)器的值變成了0，下一次將要計(jì)滿65536后才會(huì)溢出，而我們的要求是定時(shí)產(chǎn)生方波，所以我們要做溢出后做一個(gè)重置預(yù)置數(shù)的工作，如在中斷服務(wù)程序中重新裝入計(jì)數(shù)初值，做這樣的工作影響定時(shí)精度不說(shuō)，還需要時(shí)間，一般來(lái)說(shuō)這點(diǎn)時(shí)間不算什么，可是有一些場(chǎng)合我們還是要計(jì)較的，所以就有了工作方式2，自動(dòng)再裝入預(yù)置數(shù)的工作方式。 方式2中16位定時(shí)/計(jì)數(shù)器被分割為兩個(gè)，TL0（TL1）用作8位計(jì)數(shù)器，TH0（TH1）用以保持初值。TH0（TH1）作為一個(gè)8位的寄存器使用，存放計(jì)數(shù)器的初始值；TL0（TL1）作為一個(gè)8位加1計(jì)數(shù)器； 當(dāng)TL0（TL1）計(jì)數(shù)溢出時(shí)，不僅溢出中斷標(biāo)志TF0（TF1）置1，而且還自動(dòng)把TH0（TH1）中的內(nèi)容重裝到TL0（TL1）中。 程序初始化時(shí)，TL0（TL1）和TH0（TH1）由軟件賦予相同的初值。一旦TL0（TL1）計(jì)數(shù)溢出，TF0（TF1）將被置位，同時(shí)，TH0（TH1）中的初值裝入TL0（TL1），從而進(jìn)入新一輪計(jì)數(shù)，如此重復(fù)循環(huán)不止。用于定時(shí)工時(shí)方式時(shí)，其定時(shí)時(shí)間是：項(xiàng)目6中斷及定時(shí)系統(tǒng)3.方式2項(xiàng)目6中斷及定時(shí)系統(tǒng)39【例6.4】用定時(shí)器0的工作方式2實(shí)現(xiàn)100s的定時(shí)，在P1.0引腳上輸出周期為200s的方波。設(shè)晶振頻率為12MHz。解：第一步，設(shè)置工作方式TMOD。根據(jù)題意用定時(shí)器0的工作方式2實(shí)現(xiàn)100s的定時(shí)，則：M1M0=10，T0工作在方式2；其余與例6.2相同，即TMOD=00000010B=02H。第二步，計(jì)算初值，此時(shí)晶振頻率為12MHz。根據(jù)公式，得出得=2^8-100=156=9CH即：TH0=9CH，TL0=9CH。第三步，程序采用中斷的方式，如下：ORG0000HLJMPMAINORG000BHCPLP1.0;P1.0取反輸出方波RETIORG0100HMAIN:MOVTMOD,#02H;設(shè)定時(shí)器0為工作方式1MOVTH0,#9CH;預(yù)置數(shù)，裝入計(jì)數(shù)初值MOVTL0,#9CHMOVIE,#82H;開(kāi)中斷SETBTR0;啟動(dòng)定時(shí)器T0LOOP:SJMP$;等待中斷END項(xiàng)目6中斷及定時(shí)系統(tǒng)【例6.4】用定時(shí)器0的工作方式2實(shí)現(xiàn)100s的定時(shí)，在P1406.2.4定時(shí)器/計(jì)數(shù)器的工作方式 上文提到，，通過(guò)對(duì)TMOD寄存器中M0、M1位進(jìn)行設(shè)置，可選擇4種工作方式，即方式0、方式1、方式2和方式3。在方式0、1和2時(shí)，T0和T1的工作方式相同；在方式3時(shí)，兩個(gè)定時(shí)器的工作方式不同，1.方式0方式0構(gòu)成一個(gè)13位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器，其最大計(jì)數(shù)值為213=8192。項(xiàng)目6中斷及定時(shí)系統(tǒng)6.2.4定時(shí)器/計(jì)數(shù)器的工作方式項(xiàng)目6中斷及定時(shí)系統(tǒng)41項(xiàng)目6中斷及定時(shí)系統(tǒng)項(xiàng)目6中斷及定時(shí)系統(tǒng)426.1中斷系統(tǒng)6.1.1中斷的幾個(gè)概念概念1.中斷的定義 對(duì)于CPU來(lái)說(shuō)，CPU在處理某一事件A時(shí)，發(fā)生了另一事件B請(qǐng)求CPU迅速去處理（中斷發(fā)生）；CPU暫時(shí)中斷當(dāng)前的工作，轉(zhuǎn)去處理事件B（中斷響應(yīng)和中斷服務(wù)）；待CPU將事件B處理完畢后，再回到原來(lái)事件A被中斷的地方繼續(xù)處理事件A（中斷返回），這一過(guò)程稱(chēng)為中斷。 所以我們把可以引起中斷的請(qǐng)求源稱(chēng)之為中斷源。單片機(jī)中也有一些可以引起中斷的事件，8051中一共有5個(gè)中斷源：兩個(gè)外部中斷，兩個(gè)定時(shí)/計(jì)數(shù)器中斷，一個(gè)串行口中斷。2.中斷的嵌套與優(yōu)先級(jí) 8051單片機(jī)5個(gè)中斷源有兩個(gè)優(yōu)先級(jí)項(xiàng)目6中斷及定時(shí)系統(tǒng)6.1中斷系統(tǒng)6.1.1中斷的幾個(gè)概念概念項(xiàng)目6中斷及433.中斷的響應(yīng)過(guò)程 五個(gè)中斷源，每個(gè)中斷產(chǎn)生后都到一個(gè)固定的地方去找處理這個(gè)中斷的程序，在去之前首先要保存下面將執(zhí)行的指令的地址，以便處理完中斷后回到原來(lái)的地方繼續(xù)往下執(zhí)行程序。中斷響應(yīng)過(guò)程可以分為以下幾個(gè)步驟：1）保護(hù)斷點(diǎn)，即保存下一將要執(zhí)行的指令的地址，就是把這個(gè)地址送入堆棧；2）尋找中斷入口，根據(jù)5個(gè)不同的中斷源所產(chǎn)生的中斷，查找5個(gè)不同的中斷服務(wù)程序入口地址。在這5個(gè)入口地址處存放有中斷處理程序；3）執(zhí)行中斷處理程序；4）中斷返回：執(zhí)行完中斷處理程序后，就從中斷處返回到主程序，繼續(xù)執(zhí)行主程序。 中斷系統(tǒng)是計(jì)算機(jī)的重要組成部分。中斷系統(tǒng)可以提高CPU的工作效率，還可以提高實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的處理時(shí)效，所以實(shí)時(shí)控制、故障自動(dòng)處理往往采用中斷系統(tǒng)，計(jì)算機(jī)與外圍設(shè)備間傳送數(shù)據(jù)及實(shí)現(xiàn)人機(jī)聯(lián)系也常采用中斷方式。項(xiàng)目6中斷及定時(shí)系統(tǒng)3.中斷的響應(yīng)過(guò)程項(xiàng)目6中斷及定時(shí)系統(tǒng)446.1.2中斷系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)項(xiàng)目6中斷及定時(shí)系統(tǒng)6.1.2中斷系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)項(xiàng)目6中斷及定時(shí)系統(tǒng)456.1.3中斷源和中斷標(biāo)志1.中斷源 MCS-51的5個(gè)中斷源為兩個(gè)外部中斷、兩個(gè)定時(shí)器中斷和一個(gè)串行口中斷。 1）外部中斷請(qǐng)求源：即外中斷0和1，經(jīng)由外部引腳引入的，在單片機(jī)上有兩個(gè)引腳，名稱(chēng)為、，也就是P3.2、P3.3這兩個(gè)引腳。 2）內(nèi)部中斷請(qǐng)求源：兩個(gè)定時(shí)器中斷和串行口中斷。8051內(nèi)部有兩個(gè)16位的定時(shí)/計(jì)數(shù)器，對(duì)內(nèi)部定時(shí)脈沖或者T0/T1引腳上輸入的外部計(jì)數(shù)脈沖計(jì)數(shù)，當(dāng)定時(shí)時(shí)間到或計(jì)數(shù)脈沖滿時(shí)，自動(dòng)向CPU提出中斷請(qǐng)求。串行口中斷分為串行口發(fā)送中斷和串行口接收中斷兩種，在串行口進(jìn)行發(fā)送/接收數(shù)據(jù)時(shí)，每當(dāng)串行口發(fā)送/接收完一組數(shù)據(jù)，單片機(jī)自動(dòng)使串行口控制寄存器SCON的RI或TI中斷標(biāo)志置位，并且自動(dòng)向CPU提出串行口中斷請(qǐng)求。項(xiàng)目6中斷及定時(shí)系統(tǒng)6.1.3中斷源和中斷標(biāo)志項(xiàng)目6中斷及定時(shí)系統(tǒng)46

80C51單片機(jī)的中斷系統(tǒng)提供了5個(gè)中斷源，具有2個(gè)中斷優(yōu)先級(jí)，可實(shí)現(xiàn)兩級(jí)中斷嵌套。 80C51單片機(jī)的5個(gè)中斷源分別是：2個(gè)外部中斷（由、引腳輸入中斷請(qǐng)求信號(hào)）、2個(gè)片內(nèi)定時(shí)器/計(jì)數(shù)器溢出中斷（T0、T1）和1個(gè)片內(nèi)串行口中斷。TCON、SCON是用來(lái)存放各中斷源的中斷申請(qǐng)標(biāo)志的寄存器；IE是用來(lái)設(shè)置是否允許中斷源中斷的寄存器；IP是用來(lái)設(shè)置中斷源優(yōu)先級(jí)別的寄存器；硬件查詢(xún)是相同優(yōu)先級(jí)的中斷源再進(jìn)行排隊(duì)的硬件電路。項(xiàng)目6中斷及定時(shí)系統(tǒng) 80C51單片機(jī)的中斷系統(tǒng)提供了5個(gè)中斷源，具有2個(gè)中斷47（1）定時(shí)器控制寄存器TCON（TimerControlRegister）IE0:外部中斷0請(qǐng)求標(biāo)志位。當(dāng)CPU檢測(cè)到引腳上出現(xiàn)下降沿信號(hào)或低電平信號(hào)時(shí)，由內(nèi)部硬件置位IE0（IE0=1），向CPU請(qǐng)求中斷。IE1：外部中斷1請(qǐng)求標(biāo)志位。當(dāng)CPU檢測(cè)到引腳上出現(xiàn)下降沿信號(hào)或低電平信號(hào)時(shí)，由內(nèi)部硬件置位IE1（IE1=1），向CPU申請(qǐng)中斷。TF0：定時(shí)器/計(jì)數(shù)器T0的溢出中斷請(qǐng)求標(biāo)志位。當(dāng)T0計(jì)數(shù)溢出時(shí)，由內(nèi)部硬件置位TF0（TF0=1），向CPU申請(qǐng)中斷。TF1：定時(shí)器/計(jì)數(shù)器T1的溢出中斷請(qǐng)求標(biāo)志位。當(dāng)T1計(jì)數(shù)溢出時(shí)，由內(nèi)部硬件置位TF1（TF1=1），向CPU申請(qǐng)中斷。IT0：外部中斷0觸發(fā)方式控制位。當(dāng)IT0=0時(shí)，電平觸發(fā)，低電平有效；當(dāng)IT0=1時(shí)，邊沿觸發(fā)，下降沿有效。IT1：外部中斷1觸發(fā)方式控制位。當(dāng)IT1=0時(shí)，電平觸發(fā)，低電平有效；當(dāng)IT1=1時(shí)，邊沿觸發(fā)，下降沿有效。項(xiàng)目6中斷及定時(shí)系統(tǒng)（1）定時(shí)器控制寄存器TCON（TimerControl48（2）串行口控制寄存器SCON（SerialControlRegister）TI：串行口發(fā)送中斷請(qǐng)求標(biāo)志位。當(dāng)串行口發(fā)送完一個(gè)數(shù)據(jù)幀時(shí)，將TI置位（TI=1），向CPU申請(qǐng)中斷。RI：串行口接收中斷請(qǐng)求標(biāo)志位。當(dāng)串行口接收完一個(gè)數(shù)據(jù)幀時(shí)，將RI置位（RI=1），向CPU申請(qǐng)中斷。項(xiàng)目6中斷及定時(shí)系統(tǒng)（2）串行口控制寄存器SCON（SerialControl496.1.4對(duì)中斷請(qǐng)求的控制1.對(duì)中斷允許的控制 計(jì)算機(jī)中斷系統(tǒng)有兩種不同類(lèi)型的中斷：一類(lèi)稱(chēng)為非屏蔽中斷，另一類(lèi)稱(chēng)為可屏蔽中斷。對(duì)非屏蔽中斷，用戶不能用軟件的方法加以禁止，一旦有中斷申請(qǐng)，CPU必須予以響應(yīng)。對(duì)可屏蔽中斷，用戶則可以通過(guò)軟件方法來(lái)控制是否允許某中斷源的中斷，允許中斷稱(chēng)中斷開(kāi)放，不允許中斷稱(chēng)中斷屏蔽。MCS-51系列單片機(jī)的5個(gè)中斷源都是可屏蔽中斷項(xiàng)目6中斷及定時(shí)系統(tǒng)6.1.4對(duì)中斷請(qǐng)求的控制項(xiàng)目6中斷及定時(shí)系統(tǒng)50 EA：中斷允許總控制位。EA＝0，中斷總禁止，禁止所有中斷；EA＝1，中斷總允許，置1后，各中斷源的中斷允許由各個(gè)控制位進(jìn)行設(shè)置。 EX0、EX1：外部中斷允許控制位。EX0（EX1）＝0，表示禁止外中斷INT0（INT1）的中斷申請(qǐng)；EX0（EX1）＝1，表示允許外中斷INT0（INT1）的中斷申請(qǐng)。 ET0、ET1：定時(shí)/計(jì)數(shù)中斷允許控制位。ET0（ET1）＝0，表示禁止定時(shí)/計(jì)數(shù)器0（1）的中斷申請(qǐng)；ET0（ET1）＝1，表示允許定時(shí)/計(jì)數(shù)器0（1）的中斷申請(qǐng)； ES：串行口中斷允許控制位。ES＝0，禁止串口中斷；ES＝1，允許串口中斷。MCS-51單片機(jī)各個(gè)中斷源均為可屏蔽中斷。 中斷允許寄存器IE的單元地址是A8H，各控制位可以位尋址，也可以字節(jié)尋址。例如可以采用位指令開(kāi)放外部中斷的溢出中斷：SETBEASETBEX0 若改為字節(jié)傳送指令，則僅需采用一條指令：MOVIE,#81H項(xiàng)目6中斷及定時(shí)系統(tǒng) EA：中斷允許總控制位。EA＝0，中斷總禁止，禁止所有中51例：設(shè)允許定時(shí)器/計(jì)數(shù)器T1的溢出中斷的中斷請(qǐng)求，禁止其它中斷源的中斷請(qǐng)求，寫(xiě)出設(shè)置IE的指令。分析：根據(jù)設(shè)定條件，則IE寄存器的EA=1，ET1=1，其它位為0，IE的值應(yīng)為10001000B，即88H。用字節(jié)傳送指令可寫(xiě)為：MOVIE，#88H或MOV0A8H，#88H若改用位操作指令，則需兩條指令：SETBET1;允許T1溢出中斷SETBEA;CPU允許所有中斷源中斷項(xiàng)目6中斷及定時(shí)系統(tǒng)例：設(shè)允許定時(shí)器/計(jì)數(shù)器T1的溢出中斷的中斷請(qǐng)求，禁止其它中52（4）中斷優(yōu)先級(jí)寄存器IP（InterruptPriorityRegister）80C51單片機(jī)的5個(gè)中斷源，均可由程序設(shè)置為高優(yōu)先級(jí)中斷或低優(yōu)先級(jí)中斷，誰(shuí)的優(yōu)先級(jí)別高，就先響應(yīng)誰(shuí)。每個(gè)中斷源的中斷優(yōu)先級(jí)都通過(guò)中斷優(yōu)先級(jí)寄存器IP統(tǒng)一設(shè)置。項(xiàng)目6中斷及定時(shí)系統(tǒng)（4）中斷優(yōu)先級(jí)寄存器IP（InterruptPriori53PX0和PX1：PX0是外部中斷0的中斷優(yōu)先級(jí)控制位；PX1是外部中斷1的中斷優(yōu)先級(jí)控制位。PT0和PT1：PT0為定時(shí)器/計(jì)數(shù)器T0的溢出中斷優(yōu)先級(jí)控制位；PT1為定時(shí)器/計(jì)數(shù)器T1的溢出中斷優(yōu)先級(jí)控制位。PS：串行口中斷優(yōu)先級(jí)控制位。注意：當(dāng)某個(gè)中斷源的優(yōu)先級(jí)控制位為1時(shí)，設(shè)置為高優(yōu)先級(jí)中斷；為0時(shí)，設(shè)置為低優(yōu)先級(jí)中斷。項(xiàng)目6中斷及定時(shí)系統(tǒng)PX0和PX1：PX0是外部中斷0的中斷優(yōu)先級(jí)控制位；項(xiàng)目654 8051單片機(jī)共有5個(gè)中斷源，在單片機(jī)工作過(guò)程中，若出現(xiàn)三個(gè)或者更多的中斷請(qǐng)求源，那么同一優(yōu)先級(jí)別中的中斷源就不止一個(gè)，這個(gè)時(shí)候也有中斷優(yōu)先級(jí)排隊(duì)的問(wèn)題，8051單片機(jī)對(duì)此有統(tǒng)一規(guī)定，如表6-1所示?？蓪?duì)中斷系統(tǒng)的規(guī)定概括為以下兩條基本規(guī)則： 1)低優(yōu)先級(jí)中斷系統(tǒng)的規(guī)定被高級(jí)中斷系統(tǒng)中斷，反之不能； 2)當(dāng)多個(gè)中斷源同時(shí)發(fā)出申請(qǐng)時(shí)，級(jí)別高的優(yōu)先級(jí)先服務(wù)（先按高低優(yōu)先級(jí)區(qū)分，再按輔助優(yōu)先級(jí)區(qū)分）。高低中斷源同一級(jí)別的優(yōu)先級(jí)外部中斷0定時(shí)/計(jì)數(shù)器0溢出中斷外部中斷1定時(shí)/計(jì)數(shù)器1溢出中斷串行口中斷表6-18051各個(gè)中斷源中斷優(yōu)先級(jí)順序項(xiàng)目6中斷及定時(shí)系統(tǒng) 8051單片機(jī)共有5個(gè)中斷源，在單片機(jī)工作過(guò)程中，若出現(xiàn)55例：設(shè)80C51單片機(jī)的外部中斷為高優(yōu)先級(jí)，內(nèi)部中斷為低優(yōu)先級(jí)，寫(xiě)出設(shè)置IP的指令。分析：由給定的條件可知：IP寄存器中，PX1=1，PX0=1，其余位為0，即IP=00000101B=05H。用字節(jié)傳送指令設(shè)置：MOVIP，#05H或MOV0B8H，#05H用位操作指令設(shè)置：SETBPX0SETBPX1CLRPT0CLRPT1CLRPS項(xiàng)目6中斷及定時(shí)系統(tǒng)例：設(shè)80C51單片機(jī)的外部中斷為高優(yōu)先級(jí)，內(nèi)部中斷為低優(yōu)566.1.5中斷處理過(guò)程 中斷處理過(guò)程可分為中斷響應(yīng)、中斷處理和中斷返回三個(gè)階段。1.中斷響應(yīng) 中斷響應(yīng)是CPU對(duì)中斷源中斷請(qǐng)求的響應(yīng)，包括保護(hù)斷點(diǎn)和將程序轉(zhuǎn)向中斷服務(wù)程序的入口地址（通常稱(chēng)矢量地址）。CPU并非任何時(shí)刻都響應(yīng)中斷請(qǐng)求，而是在中斷響應(yīng)條件滿足之后才會(huì)響應(yīng)。 1）中斷響應(yīng)條件 (1)有中斷源發(fā)出中斷請(qǐng)求。(2)中斷總允許位EA=1。(3)申請(qǐng)中斷的中斷源允許。 滿足以上基本條件，CPU一般會(huì)響應(yīng)中斷，但CPU正在響應(yīng)同級(jí)或高優(yōu)先級(jí)的中斷、正在執(zhí)行RETI中斷返回指令以及訪問(wèn)專(zhuān)用寄存器IE和IP的指令時(shí)，CPU不響應(yīng)中斷請(qǐng)求而在下一機(jī)器周期繼續(xù)查詢(xún)，否則，CPU在下一機(jī)器周期響應(yīng)中斷。項(xiàng)目6中斷及定時(shí)系統(tǒng)6.1.5中斷處理過(guò)程項(xiàng)目6中斷及定時(shí)系統(tǒng)572）中斷響應(yīng)過(guò)程 中斷響應(yīng)過(guò)程包括保護(hù)斷點(diǎn)和將程序轉(zhuǎn)向中斷服務(wù)程序的入口地址。首先把中斷點(diǎn)的地址（斷點(diǎn)地址）壓入堆棧保護(hù)，然后將對(duì)應(yīng)的中斷入口地址裝入程序計(jì)數(shù)器PC（由硬件自動(dòng)執(zhí)行），使程序轉(zhuǎn)向該中斷入口地址，執(zhí)行中斷服務(wù)程序。MCS-51系列單片機(jī)各中斷源的入口地址由硬件事先設(shè)定，分配如表6-2所示。 因?yàn)?個(gè)中斷源的入口地址之間，只相隔8個(gè)存儲(chǔ)單元，一般的中斷服務(wù)程序是容納不下的，使用時(shí)通常在這些中斷入口地址處存放一條絕對(duì)跳轉(zhuǎn)指令，使程序跳轉(zhuǎn)到存儲(chǔ)器其他的任何空間，并且將中斷服務(wù)程序安排在相應(yīng)的空間中。例如，若采用定時(shí)器T0中斷，其中斷入口地址為000BH，中斷服務(wù)程序名為T(mén)IME00，因此，指令形式為：ORG 000BH;T1中斷入口AJMP TIME00;轉(zhuǎn)向中斷服務(wù)程序中斷源入口地址外部中斷00003H定時(shí)/計(jì)數(shù)器0溢出中斷000BH外部中斷10013H定時(shí)/計(jì)數(shù)器1溢出中斷001BH串行口中斷0023H項(xiàng)目6中斷及定時(shí)系統(tǒng)2）中斷響應(yīng)過(guò)程中斷源入口地址外部中斷00003H定時(shí)/計(jì)數(shù)582.中斷處理中斷處理就是執(zhí)行中斷服務(wù)程序。中斷服務(wù)程序從中斷入口地址開(kāi)始執(zhí)行，到返回指令“RETI”為止，一般包括兩部分內(nèi)容，一是保護(hù)現(xiàn)場(chǎng)，二是完成中斷源請(qǐng)求的服務(wù)。 通常，主程序和中斷服務(wù)程序都會(huì)用到累加器A、狀態(tài)寄存器PSW及其它一些寄存器，當(dāng)CPU進(jìn)入中斷服務(wù)程序用到上述寄存器時(shí)，會(huì)破壞原來(lái)存儲(chǔ)在寄存器中的內(nèi)容，一旦中斷返回，將會(huì)導(dǎo)致主程序的混亂，因此，在進(jìn)入中斷服務(wù)程序后，一般要先保護(hù)現(xiàn)場(chǎng)，然后，執(zhí)行中斷處理程序，在中斷返回之前再恢復(fù)現(xiàn)場(chǎng)。例如：TIME00:;中斷服務(wù)程序CLREA;關(guān)中斷PUSHPSW;保護(hù)現(xiàn)場(chǎng)PUSHACCPUSHB．．．．．．．．;中斷處理PUSHB;恢復(fù)現(xiàn)場(chǎng)PUSHACCPUSHPSWSETBEA;開(kāi)中斷RETI;中斷返回項(xiàng)目6中斷及定時(shí)系統(tǒng)2.中斷處理項(xiàng)目6中斷及定時(shí)系統(tǒng)59編寫(xiě)中斷服務(wù)程序時(shí)還需注意以下幾點(diǎn)： 1）各中斷源的中斷入口地址之間只相隔8個(gè)字節(jié)，容納不下普通的中斷服務(wù)程序，因此，在中斷入口地址單元通常存放一條無(wú)條件轉(zhuǎn)移指令，可將中斷服務(wù)程序轉(zhuǎn)至存儲(chǔ)器的其它任何空間。 2）若要在執(zhí)行當(dāng)前中斷程序時(shí)禁止其它更高優(yōu)先級(jí)中斷，需先用軟件關(guān)閉CPU中斷，或用軟件禁止相應(yīng)高優(yōu)先級(jí)的中斷，在中斷返回前再開(kāi)放中斷。 3）在保護(hù)和恢復(fù)現(xiàn)場(chǎng)時(shí)，為了不使現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)遭到破壞或造成混亂，一般規(guī)定此時(shí)CPU不再響應(yīng)新的中斷請(qǐng)求。因此，在編寫(xiě)中斷服務(wù)程序時(shí)，要注意在保護(hù)現(xiàn)場(chǎng)前關(guān)中斷，在保護(hù)現(xiàn)場(chǎng)后若允許高優(yōu)先級(jí)中斷，則應(yīng)開(kāi)中斷。同樣，在恢復(fù)現(xiàn)場(chǎng)前也應(yīng)先關(guān)中斷，恢復(fù)之后再開(kāi)中斷。項(xiàng)目6中斷及定時(shí)系統(tǒng)編寫(xiě)中斷服務(wù)程序時(shí)還需注意以下幾點(diǎn)：項(xiàng)目6中斷及定時(shí)系統(tǒng)603.中斷返回 中斷返回是指中斷服務(wù)完后，計(jì)算機(jī)返回原來(lái)斷開(kāi)的位置（即斷點(diǎn)），繼續(xù)執(zhí)行原來(lái)的程序。中斷返回由中斷返回指令RETI來(lái)實(shí)現(xiàn)。該指令的功能是把斷點(diǎn)地址從堆棧中彈出，送回到程序計(jì)數(shù)器PC，此外，還通知中斷系統(tǒng)已完成中斷處理，并同時(shí)清除優(yōu)先級(jí)狀態(tài)觸發(fā)器。項(xiàng)目6中斷及定時(shí)系統(tǒng)3.中斷返回項(xiàng)目6中斷及定時(shí)系統(tǒng)614.中斷請(qǐng)求的撤除CPU響應(yīng)中斷請(qǐng)求后即進(jìn)入中斷服務(wù)程序，在中斷返回前，應(yīng)撤除該中斷請(qǐng)求，否則，會(huì)重復(fù)引起中斷而導(dǎo)致錯(cuò)誤。MCS-51各中斷源中斷請(qǐng)求撤消的方法各不相同，分別為：1）定時(shí)器中斷請(qǐng)求的撤除 對(duì)于定時(shí)器0或1溢出中斷，CPU在響應(yīng)中斷后即由硬件自動(dòng)清除其中斷標(biāo)志位TF0或TF1，無(wú)需采取其它措施。2）串行口中斷請(qǐng)求的撤除 對(duì)于串行口中斷，CPU在響應(yīng)中斷后，硬件不能自動(dòng)清除中斷請(qǐng)求標(biāo)志位TI、RI，必須在中斷服務(wù)程序中用軟件將其清除。例如：CLRTI;撤除發(fā)送中斷CLRRI;撤除接收中斷3）外部中斷請(qǐng)求的撤除 外部中斷可分為邊沿觸發(fā)型和電平觸發(fā)型，對(duì)于這兩種不同的中斷觸發(fā)方式，51單片機(jī)撤除它們的中斷請(qǐng)求的方法是不同的。 (1)對(duì)于邊沿觸發(fā)的外部中斷0或1，CPU在響應(yīng)中斷后由硬件自動(dòng)清除其中斷標(biāo)志位IE0或IE1，無(wú)需采取其它措施。 (2)對(duì)于電平觸發(fā)的外部中斷，其中斷請(qǐng)求撤除方法較復(fù)雜。因?yàn)閷?duì)于電平觸發(fā)外中斷，CPU在響應(yīng)中斷后，硬件不會(huì)自動(dòng)清除其中斷請(qǐng)求標(biāo)志位IE0或IE1，同時(shí)，也不能用軟件將其清除，所以，在CPU響應(yīng)中斷后，應(yīng)立即撤除或引腳上的低電平。否則，就會(huì)引起重復(fù)中斷而導(dǎo)致錯(cuò)誤。而CPU又不能控制或引腳的信號(hào)，因此，只有通過(guò)硬件再配合相應(yīng)軟件才能解決這個(gè)問(wèn)題。項(xiàng)目6中斷及定時(shí)系統(tǒng)4.中斷請(qǐng)求的撤除項(xiàng)目6中斷及定時(shí)系統(tǒng)62【例6.1】電路如圖6-3所示，按鍵控制信號(hào)燈，試?yán)脙蓚€(gè)外部中斷編程實(shí)現(xiàn)以下功能：K0單獨(dú)按下，黃燈亮；K1單獨(dú)按下，綠燈亮。項(xiàng)目6中斷及定時(shí)系統(tǒng)【例6.1】電路如圖6-3所示，按鍵控制信號(hào)燈，試?yán)脙蓚€(gè)外636.2定時(shí)/計(jì)數(shù)器6.2.1關(guān)于定時(shí)/計(jì)數(shù)器的幾個(gè)概念1.計(jì)數(shù)的概念 所謂計(jì)數(shù)，就是計(jì)算事件發(fā)生的次數(shù)。2.定時(shí)的概念 生活中常見(jiàn)的定時(shí)有很多，如電視機(jī)定時(shí)關(guān)機(jī)、空調(diào)定時(shí)開(kāi)關(guān)、微波爐定時(shí)加熱等等。 單片機(jī)中的定時(shí)器和計(jì)數(shù)器是一個(gè)東西，只不過(guò)計(jì)數(shù)器是記錄的外界發(fā)生的事情，而定時(shí)器則是由單片機(jī)提供一個(gè)非常穩(wěn)定的計(jì)數(shù)源。這個(gè)計(jì)數(shù)源就是由單片機(jī)的晶振經(jīng)過(guò)12分頻后獲得的一個(gè)脈沖源。在晶振位12MHz的情況下，這個(gè)計(jì)數(shù)脈沖的時(shí)間間隔就是1。項(xiàng)目6中斷及定時(shí)系統(tǒng)6.2定時(shí)/計(jì)數(shù)器6.2.1關(guān)于定時(shí)/計(jì)數(shù)器的幾個(gè)概念項(xiàng)643.計(jì)數(shù)器的容量 8051單片機(jī)中有兩個(gè)計(jì)數(shù)器，分別稱(chēng)之為T(mén)0和T1，這兩個(gè)計(jì)數(shù)器都是16位，所以最大的計(jì)數(shù)量是65536，即0000H～FFFFH。 計(jì)數(shù)器的容量是16位，最大的計(jì)數(shù)量是65536，因此計(jì)到65536個(gè)就會(huì)產(chǎn)生溢出。問(wèn)題是我們現(xiàn)實(shí)生活中，經(jīng)常會(huì)有少于65536個(gè)計(jì)數(shù)值的要求，如定時(shí)100s？ 比如說(shuō)，一個(gè)容器可以裝1000滴水，再裝的話就溢出了。現(xiàn)在要求裝只能100滴水，再裝的話就溢出了，怎么實(shí)現(xiàn)？對(duì)了，我們可以先裝900滴水就可以了。這種方式在單片機(jī)里面稱(chēng)為預(yù)置數(shù)，我要計(jì)100，那我就先放進(jìn)65436，再來(lái)100個(gè)脈沖，就可以到65536了。 定時(shí)也是如此，每個(gè)脈沖是1，則計(jì)滿65536個(gè)脈沖需時(shí)65.536ms，如果我只要10ms怎么辦？10個(gè)ms為10000個(gè)，所以只要在計(jì)數(shù)器里面放進(jìn)55536就可以了。項(xiàng)目6中斷及定時(shí)系統(tǒng)3.計(jì)數(shù)器的容量項(xiàng)目6中斷及定時(shí)系統(tǒng)656.2.2定時(shí)/計(jì)數(shù)器的結(jié)構(gòu)

從上一節(jié)我們已經(jīng)得知，單片機(jī)中的定時(shí)/計(jì)數(shù)器都可以有多種用途，下面我們具體了解它們的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。 8051單片機(jī)內(nèi)部有兩個(gè)16位的可編程定時(shí)器/計(jì)數(shù)器，稱(chēng)為定時(shí)器0（T0）和定時(shí)器1（T1），可編程選擇其作為定時(shí)器用或作為計(jì)數(shù)器用。此外，工作方式、定時(shí)時(shí)間、計(jì)數(shù)值、啟動(dòng)、中斷請(qǐng)求等都可以由程序設(shè)定，其邏輯結(jié)構(gòu)如圖6-7所示。項(xiàng)目6中斷及定時(shí)系統(tǒng)6.2.2定時(shí)/計(jì)數(shù)器的結(jié)構(gòu)項(xiàng)目6中斷及定時(shí)系統(tǒng)666.2.3定時(shí)器/計(jì)數(shù)器的控制 上文提到的兩個(gè)特殊功能寄存器，TMOD和TCON，通過(guò)設(shè)置這兩個(gè)特殊功能寄存器來(lái)讓定時(shí)/計(jì)數(shù)器為我們服務(wù)。1.定時(shí)/計(jì)數(shù)器方式寄存器TMOD TMOD為T(mén)1、T2的工作方式寄存器，TMOD的低4位為T(mén)0的方式字段，高4位為T(mén)1的方式字段，它們的含義完全相同，其格式如下：項(xiàng)目6中斷及定時(shí)系統(tǒng)6.2.3定時(shí)器/計(jì)數(shù)器的控制項(xiàng)目6中斷及定時(shí)系統(tǒng)67GATE:門(mén)控位。用于控制T0或T1的啟動(dòng)。當(dāng)GATE=0時(shí)，計(jì)數(shù)器的啟動(dòng)不受外部引腳信號(hào)或控制，只受定時(shí)器控制寄存器TCON中的啟動(dòng)位TR0或TR1的控制；當(dāng)GATE=1時(shí)，計(jì)數(shù)器的啟動(dòng)不僅受TR0或TR1的控制，還要受外部引腳信號(hào)或控制。

C/T：功能選擇位。當(dāng)=0時(shí)，定時(shí)功能，其計(jì)數(shù)脈沖為時(shí)鐘振蕩信號(hào)的12分頻，即對(duì)機(jī)器周期計(jì)數(shù)；當(dāng)=1時(shí)，計(jì)數(shù)功能，其計(jì)數(shù)脈沖是從T0（P3.4）或T1（P3.5）端輸入的外部脈沖。M1和M0：工作方式選擇位。定時(shí)器/計(jì)數(shù)器有4種工作方式，通過(guò)M1、M0的組合設(shè)置為不同的工作方式項(xiàng)目6中斷及定時(shí)系統(tǒng)GATE:門(mén)控位。用于控制T0或T1的啟動(dòng)。當(dāng)GATE=068M1M0工作方式說(shuō)明00方式013位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器01方式116位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器10方式2自動(dòng)重裝載8位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器11方式3T0被拆為兩個(gè)8位的定時(shí)器/計(jì)數(shù)器；T1停止計(jì)數(shù)TMOD不能位尋址，只能用字節(jié)指令設(shè)置定時(shí)器工作方式，高4位定義T1，低4位定義T0。復(fù)位時(shí)，TMOD所有位均置0。項(xiàng)目6中斷及定時(shí)系統(tǒng)M1M0工作方式說(shuō)明00方式013位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器01692.定時(shí)器/計(jì)數(shù)器控制寄存器TCON（TimerControlRegister）項(xiàng)目6中斷及定時(shí)系統(tǒng)2.定時(shí)器/計(jì)數(shù)器控制寄存器TCON（TimerContr701）TF1：定時(shí)器1溢出標(biāo)志位。當(dāng)定時(shí)器1計(jì)數(shù)滿產(chǎn)生溢出時(shí)，由硬件自動(dòng)置TF1=1。在中斷允許時(shí)，向CPU發(fā)出定時(shí)器1的中斷請(qǐng)求，進(jìn)入中斷服務(wù)程序后，由硬件自動(dòng)清0。在中斷屏蔽時(shí)，TF1可作查詢(xún)測(cè)試用，此時(shí)只能由軟件清0。2）TR1：定時(shí)器1運(yùn)行控制位。由軟件置1或清0來(lái)啟動(dòng)或關(guān)閉定時(shí)器1。當(dāng)GATE=1，且為高電平時(shí)，TR1置1啟動(dòng)定時(shí)器1；當(dāng)GATE=0時(shí)，TR1置1即可啟動(dòng)定時(shí)器1。3）TF0：定時(shí)器0溢出標(biāo)志位。其功能及操作情況同TF1。4）TR0：定時(shí)器0運(yùn)行控制位。其功能及操作情況同TR1。5）IE1：外部中斷1（）請(qǐng)求標(biāo)志位。6）IT1：外部中斷1觸發(fā)方式選擇位。7）IE0：外部中斷0（）請(qǐng)求標(biāo)志位。8）IT0：外部中斷0觸發(fā)方式選擇位。TCON中的低4位用于控制外部中斷，與定時(shí)器/計(jì)數(shù)器無(wú)關(guān)。當(dāng)系統(tǒng)復(fù)位時(shí)，TCON的所有位均清0。TCON的字節(jié)地址為88H，可以位尋址，清溢出標(biāo)志位或啟動(dòng)定時(shí)器都可以用位操作指令。如SETBTR1、JBCTF1，LOOP等等。項(xiàng)目6中斷及定時(shí)系統(tǒng)1）TF1：定時(shí)器1溢出標(biāo)志位。當(dāng)定時(shí)器1計(jì)數(shù)滿產(chǎn)生溢出時(shí)716.2.4定時(shí)器/計(jì)數(shù)器的工作方式通過(guò)對(duì)定時(shí)器/計(jì)數(shù)器方式控制寄存器TMOD的介紹，已經(jīng)知道定時(shí)器/計(jì)數(shù)器有四種工作方式。1.工作方式0當(dāng)TMOD的M1、M0位為00時(shí)，定時(shí)器/計(jì)數(shù)器就工作在方式0。方式0的計(jì)數(shù)器是由TL0的低5位與TH0的8位組成的13位計(jì)數(shù)器結(jié)構(gòu)，TL0的高3位未用。當(dāng)TL0的低5位進(jìn)位時(shí)，TH0加1；TH0的最高位進(jìn)位，產(chǎn)生溢出，使TF0=1,向CPU申請(qǐng)中斷。若CPU響應(yīng)中斷，系統(tǒng)自動(dòng)將TF0復(fù)位。圖6-9方式0中的13位計(jì)數(shù)器分配項(xiàng)目6中斷及定時(shí)系統(tǒng)6.2.4定時(shí)器/計(jì)數(shù)器的工作方式圖6-9方式0中的1372當(dāng)=0時(shí)，多路開(kāi)關(guān)連接12分頻器輸出，T0對(duì)機(jī)器周期計(jì)數(shù)，此時(shí)T0為定時(shí)器。其定時(shí)時(shí)間為：當(dāng)=1時(shí)，多路開(kāi)關(guān)與T0（P3.4）相連，外部計(jì)數(shù)脈沖由T0腳輸入，當(dāng)外部信號(hào)電平發(fā)生由0到1的負(fù)跳變時(shí)，計(jì)數(shù)器加1，此時(shí)T0為計(jì)數(shù)器。定時(shí)器初值計(jì)數(shù)：設(shè)定時(shí)時(shí)間為t,計(jì)數(shù)初值為X，晶體振蕩器產(chǎn)生的振蕩信號(hào)的頻率為fosc，則定時(shí)時(shí)間的計(jì)算公式為：t=（計(jì)數(shù)最大值－X）×12/fosc方式0為13位計(jì)數(shù)器結(jié)構(gòu)，其計(jì)數(shù)最大值為213=8192。設(shè)fosc為12MHz，經(jīng)12分頻后，每個(gè)計(jì)數(shù)脈沖的周期為1μs。當(dāng)計(jì)數(shù)初值X為0時(shí)，定時(shí)時(shí)間最長(zhǎng)，則方式0的最大定時(shí)時(shí)間為：tmax=(213－0)×12/fosc=8192×1μs=8.192ms項(xiàng)目6中斷及定時(shí)系統(tǒng)當(dāng)=0時(shí)，多路開(kāi)關(guān)連接12分頻器輸出，T073計(jì)數(shù)器初值計(jì)算：設(shè)計(jì)數(shù)次數(shù)為C，計(jì)數(shù)初值為X，則計(jì)數(shù)次數(shù)的計(jì)算公式如下：C=計(jì)數(shù)最大值－X當(dāng)計(jì)數(shù)初值X為0時(shí)，計(jì)數(shù)次數(shù)最多，則方式0的最大計(jì)數(shù)次數(shù)為：Cmax=213－0=8192項(xiàng)目6中斷及定時(shí)系統(tǒng)計(jì)數(shù)器初值計(jì)算：項(xiàng)目6中斷及定時(shí)系統(tǒng)74【例6.2】用定時(shí)器0的工作方式0實(shí)現(xiàn)1ms的定時(shí)，在P1.0引腳上輸出周期為2ms的方波。設(shè)晶振頻率為12MHz。解：第一步，設(shè)置工作方式TMOD。根據(jù)題意用定時(shí)器0的工作方式0實(shí)現(xiàn)1ms的定時(shí)，則：M1M0=00，T0工作在方式0；=0，此時(shí)T0為定時(shí)狀態(tài)；GATE=0，此時(shí)定時(shí)器與外部中斷無(wú)關(guān)；其余各位可以任意設(shè)置，這里取0值，即TMOD=00000000B=00H。第二步，計(jì)算初值，此時(shí)晶振頻率為12MHz。根據(jù)公式，得出得=1C18H=0001110000011000B因13位計(jì)數(shù)器中TL0的高3位未用，應(yīng)填寫(xiě)0，TH0占高8位，所以X的實(shí)際填寫(xiě)值應(yīng)為：=1110000011000=E018H即：TH0=E0H，TL0=18H。項(xiàng)目6中斷及定時(shí)系統(tǒng)【例6.2】用定時(shí)器0的工作方式0實(shí)現(xiàn)1ms的定時(shí)，在P1.75第三步，程序采用查詢(xún)的方式，如下：ORG00HLJMPMAINORG0100HMAIN:MOVTMOD,#00H;設(shè)定時(shí)器0為工作方式0SETBTR0;啟動(dòng)定時(shí)器LOOP:M