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文檔簡介
第2章51系列單片機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
重點:存儲器組織、定時器以及并行口結(jié)構(gòu)
難點:并行口操作和存儲器組織2.1總體結(jié)構(gòu)一、51系列單片機一般的總體結(jié)構(gòu)二、AT89C52的總體結(jié)構(gòu)2.11.AT89C52的總體結(jié)構(gòu)框圖2.AT89C52芯片封裝2.1
PDIPPQFP/TQFPPLCCPQFP/TQFP
2.1PLCC3.AT89C52引腳功能
2.1
P0.0~P0.7、P1.0~P1.7、P2.0~P2.7、P3.0~P3.7為4個8位(共32個)具有第1功能—I/O口功能的引腳,其中P0.0~P0.7、P1.0、P1.1、P2.0~P2.7、P3.0~P3.7等26個引腳具有第2功能,具體情況詳見I/O口第2功能表2.1
I/O口第2功能表引腳第2功能功能說明P0.0~P0.7AD0~AD7低8位地址/8位數(shù)據(jù)復用信號線P1.0T2定時器/計數(shù)器2計數(shù)輸入端P1.1T2EXT2的捕捉/重新加載觸發(fā)輸入信號P2.0~P2.7A8~A15高8位地址線,16位地址可尋址64KB范圍P3.0RXDUART串行數(shù)據(jù)輸入端P3.1TXDUART串行數(shù)據(jù)輸出端P3.2INT0外部中斷0請求信號P3.3INT1外部中斷1請求信號P3.4T0定時器/計數(shù)器0計數(shù)輸入端P3.5T1定時器/計數(shù)器1計數(shù)輸入端P3.6/WR外部RAM寫控制信號P3.7/RD外部RAM讀控制信號
2.1VCC:電源正端,典型值為+5V;GND:地。RST:復位信號引腳。必須在此引腳上出現(xiàn)兩個機器周期的高電平,才能保證單片機可靠的復位。返回低電平則退出復位。/EA/VPP:正常運行方式:為/EA程序存儲器選擇信號。
Flash編程方式:為VPP編程電源輸入端(+5V或+12V)。XTAL1、XTAL2:為內(nèi)部振蕩電路的輸入端和輸出端。外接石英晶振,也可直接引入外部時鐘。
2.1ALE//PROG:正常運行方式:為ALE地址鎖存允許信號。其作用:當外接存儲器(RAM/ROM)時,ALE(允許地址鎖存)的輸出用于鎖存地址的低8位。一般ALE接鎖存器74HC373的EN端。當沒有外部存儲器時,ALE端可輸出脈沖信號,此頻率為石英振蕩頻率的1/6。因此,它可用作對外部芯片提供輸出的時鐘,或用于定時的目的。
Flash編程方式:為/PROG編程脈沖輸入信號。2.2中央處理器
51系列單片機都有一個在功能上相同(或相近)的中央處理器CPU。CPU由運算器(包括算術(shù)邏輯運算部件ALU、布爾處理器、工作寄存器)、控制器組成。
一、運算器
2.21.ALU和布爾處理器是實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳送和數(shù)據(jù)運算的部件。
ALU完成:數(shù)據(jù)傳送操作;加、減、乘、除算術(shù)運算;增量、減量運算;十進制調(diào)整運算;與、或、非、異或邏輯運算。
布爾處理器實現(xiàn)位運算,即位置“1”、清“0”和取反。
2.2
2.工作寄存器:就是對用戶開放的寄存器,包括:程序計數(shù)器PC,位于內(nèi)部SFR中的累加器ACC(A)、寄存器B、、數(shù)據(jù)指針DPTR、程序狀態(tài)字PSW、堆棧指針SP,位于內(nèi)部RAM中的工作寄存器R0~R7。二、控制器
2.2控制整個單片機系統(tǒng)各種操作的部件。包括:時鐘發(fā)生器、定時控制邏輯、指令寄存器、指令譯碼器、存儲器的/數(shù)據(jù)傳送控制等。2.3存儲器組織
51系列(主要品種:51子系列、52子系列)單片機有5個存貯空間(擴展系統(tǒng)地址線A0~A15):①擴展系統(tǒng)有64KB(0~0FFFFH)程序ROM空間,片內(nèi)51子系列有4KB(0000H~0FFFH)或52子系列8KB(0000H~1FFFH)程序ROM空間;②51子系列128B(0~7FH)、52子系列256B(0~0FFH)內(nèi)部RAM空間;
2.3
③128B(80H~0FFH,名義值)內(nèi)部特殊功能寄存器(SFR);④256b(0~0FFH,名義值)位尋址空間,其中128b((0~7FH))在內(nèi)部RAM20H~2FH的16B中,另128b(80H~0FFH,名義值)在內(nèi)部SFR中能夠被8整除的16B中。⑤擴展系統(tǒng)有64KB(0~0FFFFH)外部數(shù)據(jù)存儲器(RAM/IO)空間。一、程序存儲器2.3
51系列單片機程序存儲器空間為64KB,其地址指針為16位的程序計數(shù)器PC,對應地址線A0~A15。1.入口地址:①復位入口地址:復位后,PC值為0,CPU從0000H開始執(zhí)行程序,即地址0為復位入口地址。2.3
②中斷入口地址:被安排在程序ROM的開始部分,各中斷入口地址如下:0003H:INT0中斷;000BH:INT1中斷;0013H:T0中斷;001BH:T1中斷;0023H:串行口中斷;002BH:T2中斷(52子系列才有)
2.3
2.3
2.與程序ROM相關(guān)的引腳:①P0口、P1口:分別產(chǎn)生A0~A7、A8~A15;②ALE:地址鎖存信號;③/PSEN:擴展了外部程序存儲器時,僅當訪問外部程序存儲器時,產(chǎn)生讀選通負脈沖信號;2.3
④/EA:程序存儲器可以在片內(nèi),也可以在片外,取決于單片機的類型,并由/EA的電平所控制。/EA=0:CPU總是從片外M中取指令執(zhí)行程序。/EA=1:CPU先從片內(nèi)M開始取指令執(zhí)行程序,再到片外M中取指令執(zhí)行程序。即:若系統(tǒng)設(shè)計程序存儲器總?cè)萘砍^片內(nèi)M容量時,則CPU實際取指令時,在片內(nèi)M容量范圍內(nèi)是從片內(nèi)M中取指令,超過時在片外M中取指令。在只使用片內(nèi)M時,/EA必須接高電平,即/EA=1。
2.32.3以下是51系列常見的單片機品種(第1章曾講述)資源配置子系列片內(nèi)ROM形式片內(nèi)ROM容量片內(nèi)RAM容量定時器/計數(shù)器中斷源無ROMEPROMEEPROM(Flash)NMOS5180318051875189514KB128B2×165NMOS5280328052875289528KB256B3×166CMOS5180C3180C5187C51(AT89C51)4KB128B2×165CMOS5280C3280C5287C52(AT89C52)8KB256B3×1662.3二、內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲器1.根據(jù)操作分類:⑴多功能型51系列單片機均有,一般RAM容量128B或256B。⑵單功能型少數(shù)新型51單片機才有,只能完成數(shù)據(jù)傳送操作。實質(zhì)是把外部RAM放進片內(nèi),稱為XRAM。2.32.根據(jù)功能和用途分類:
⑴CPU工作寄存器工作寄存器共有四組,每組8字節(jié)一個區(qū),對應工作寄存器為R0~R7。占用內(nèi)部RAM的0~1FH共32字節(jié)。CPU使用工作寄存器只能分區(qū)使用。CPU當前使用的工作寄存器區(qū)由程序狀態(tài)字PSW的RS0(PSW.3)位和RS1(PSW.4)位的狀態(tài)決定。2.3
RSO、RS1可以人為修改,即CPU工作在哪個工作寄存器區(qū)可以人為設(shè)定。這一特點可以提高CPU現(xiàn)場和恢復現(xiàn)場的速度,從而提高CPU的工作效率和響應中斷的速度。
復位時RS0、RS1為0、0,即復位時系統(tǒng)自動設(shè)置在0區(qū)。注意:不需要4組工作寄存器時,這個區(qū)域多余的單元可以作為一般的數(shù)據(jù)緩沖器使用。
對這部分RAM,CPU有三種字節(jié)型尋址方式:當作工作寄存器的寄存器尋址,當作普通RAM的直接尋址或寄存器間接尋址。
2.3以下是各工作寄存器的地址映象和工作寄存器區(qū)的狀態(tài)選擇表:寄存器區(qū)域寄存器地址映象R0~R7對應寄存器區(qū)域狀態(tài)選擇RS1、RS00區(qū)00H~07H0、01區(qū)08H~0FH0、12區(qū)10H~17H1、03區(qū)18H~1FH1、12.3
⑵位標志區(qū)內(nèi)部RAM20H~2FH這16B是位尋址區(qū),共有16×8=128b的位地址,占據(jù)位地址空間0~7FH,這128b的每個單元都可視為一個軟件觸發(fā)器,用于存放各種程序標志、位控制變量。所以這部分位尋址區(qū)也稱為位標志區(qū)。注意:位標志不多時,這個區(qū)域不用的RAM可以作為數(shù)據(jù)緩沖器使用。
對這部分RAM,CPU在字節(jié)操作時有二種尋址方式:直接尋址或寄存器間接尋址;在位操作時只能直接尋址。
2.3
⑶堆棧和數(shù)據(jù)緩沖區(qū)
①堆棧
堆棧是用于CPU保護現(xiàn)場的后進先出、先進后出的緩沖器。
復位時,堆棧指針SP=07H??紤]工作寄存器區(qū)和位標志區(qū)的存在,所以堆棧一般設(shè)在30H~7FH或30H~0FFH之間。故此系統(tǒng)在初始化程序中一般要修改SP值。
如設(shè)SP=5FH,則堆棧設(shè)置在60H開始的區(qū)域中。2.3
當然,在實際編制的程序堆棧不需要比較大的區(qū)域,且工作寄存器組有多、位標志較少時,堆棧也可以設(shè)置在08H~2FH之間的區(qū)域范圍內(nèi),如果程序不設(shè)位標志,堆棧區(qū)域還可以擴大到08H~7FH或0FFH。
堆棧操作是字節(jié)型寄存器間接尋址。進棧時:SP=(SP)+1,(direct)→(SP);退棧時:((SP))→direct,SP=(SP)-1。
即堆棧存放數(shù)據(jù)是由低地址向高地址逐步擴大存放區(qū)域的(8086/8088系統(tǒng)恰好相反)。
2.3②數(shù)據(jù)緩沖區(qū)
數(shù)據(jù)緩沖區(qū)用于存放中間數(shù)據(jù)或運算結(jié)果。對于不用作工作寄存器、位標志、堆棧操作的內(nèi)部RAM單元均可用來作為數(shù)據(jù)緩沖區(qū)。數(shù)據(jù)緩沖器數(shù)量不夠時,可以考慮選擇內(nèi)部RAM容量較大的品種或擴展外部RAM解決。
數(shù)據(jù)緩沖器的尋址方式為字節(jié)型,有兩種:直接尋址或寄存器間接尋址。對于52系列,內(nèi)部RAM80~0FFH單元只能采用字節(jié)型寄存器間接尋址方式。2.3
2.3三、特殊功能寄存器
特殊功能寄存器SFR包括:內(nèi)部CPU寄存器、I/O口鎖存器、各種功能控制寄存器和狀態(tài)寄存器。SFR根據(jù)型號不同,多少不一,差別較大,但常用的51、52兩個子系列基本相同。SFR離散地分布在80H~0FFH之間。以下是AT89C52SFR地址映象2.3AT89C52的SFR地址映象SFR字節(jié)地址SFR字節(jié)地址SFR字節(jié)地址*P080HTH08CH*PSW0D0HSP81HTH18DH*ACC0E0HDPL82H*P190H*B0F0HDPH83H*SCON98H*T2CON0C8HPCON87HSBUF99HT2MOD0C9H*TCON88H*P2A0HRCAP2L0CAHTMOD89H*IE0A8HRCAP2A0CBHTL08AH*P30B0HTL20CCHTL18BH*IP0B8HTH20CDH2.3說明:
①上述SFR共27個,前21個51子系列均有。52子系列因為增加了T2定時器/計數(shù)器功能,從而增加了6個FSR。
②上述SFR中12個帶“*”號的SFR均能被8整除,這些寄存器均具有位尋址功能。③ACC(A)—累加器,最重要的寄存器,用于存放參加運算的數(shù)據(jù)和運算結(jié)果。2.3
B—運算器中寄存器,在乘除運算中存放參加運算的數(shù)據(jù)和運算結(jié)果,在其他運算中作中間結(jié)果寄存器。SP—堆棧指針。DPTR—16位數(shù)據(jù)指針,由DPL和DPH組成,用于訪問外部數(shù)據(jù)存儲器。CPU可以DPL、DPH單獨操作。④SFR不用的單元是空的(廠商預留發(fā)展新芯片用單元),用戶不應對這些單元進行讀寫操作。
SFR的操作:直接尋址(字節(jié)型、能被8整除字節(jié)的位);能寄存器尋址的有:A(字節(jié))、B(字節(jié))、C(PSW的CY位)、AB(雙字節(jié))、DPTR(雙字節(jié))。
2.3
四、位地址空間從前面可知,51系列的內(nèi)部RAM中20H~2FH單元以及地址為8的倍數(shù)的SFR可以位尋址,占據(jù)了相應的位地址。這些單元有8位作為一個整體的字節(jié)操作,也有按位進行的位操作。所以有字節(jié)地址和位地址之分。內(nèi)部RAM20H~2FH字節(jié)地址與0~7FH位地址對應關(guān)系見下表。
2.3內(nèi)部RAM20H~2FH字節(jié)地址與0~7FH位地址對應關(guān)系字節(jié)地址位地址D7D6……D1D020H07H06H……01H00H21H0FH0EH……09H08H22H17H16H……11H10H23H1FH1EH……19H18H24H27H26H……21H20H25H2FH2EH……29H28H26H37H36H……31H30H27H3FH3EH……39H38H28H47H46H……41H40H29H4FH4EH……49H48H2AH57H56H……51H50H2BH5FH5EH……59H58H2CH67H66H……61H60H2DH6FH6EH……69H68H2EH77H76H……71H70H2FH7FH7EH……79H78H2.3SFR80H~0FFH字節(jié)地址為8的倍數(shù)字節(jié)地址與80H~0FFH位地址對應關(guān)系見下表。相關(guān)SFR字節(jié)地址與80H~0FFH位地址對應關(guān)系SFR字節(jié)地址位地址D7D6……D1D0P080H87H86H……81H80HTCON88H8FH8EH……89H88HP190H97H96H……91H90HSCON98H9FH9EH……99H98HP2A0HA7HA6H……A1HA0HIEA8HAFHAEH……A9HA8HP3B0HB7HB6H……B1HB0HIPB8HBFHBEH……B9HB8HT2CON
C8HCFHCEH……C9HC8HPSWD0HD7HD6H……D1HD0HACCE0HE7HE6H……E1HE0HBF0HF7HF6H……F1HF0H2.4時鐘和時鐘電路、復位和復位電路一、時鐘和時鐘電路
時鐘電路是計算機的心臟,它控制著計算機的工作節(jié)奏,并且可通過提高時鐘頻率來提高CPU的速度。單片機允許的最高頻率隨型號而異,目前單片機多使用CMOS工藝,最高頻率可達60MHZ。2.4圖中:XTAL1、XTAL2分別為單片機的輸入、輸出引腳。片內(nèi)反相放大器和片外晶體振蕩器(或陶瓷諧振器)、電容組成振蕩器。其頻率主要取決于晶體振蕩器(或陶瓷諧振器),但不高于器件所允許的最高頻率。C1、C2典型值為30pf±10pf(晶體振蕩器)或40pf±10pf(陶瓷諧振器),
C1、C2作用:幫助起振、微調(diào)頻率。2.4
Rf反饋電阻。Ra限流保護。二個二極管限壓保護。/PD(PCON.1)控制振蕩器起停。
復位后/PD=1(PCON.1=0)振蕩器工作,可由軟件使PCON.1=1(/PD=0)讓振蕩器停振,使單片機停止工作,達到節(jié)電的目的。
2.4二、復位和復位電路
復位就是在啟動計算機時,使CPU和其他相關(guān)部件處于一個確定的初始狀態(tài),并從這個狀態(tài)開始工作。
復位條件:為了實現(xiàn)單片機的復位,在時鐘電路工作后,必須在單片機的RESET端至少維持2個機器周期以上的高電平,單片機才進入復位狀態(tài)。若時鐘頻率為12MHZ,機器周期為1μs,則在單片機的RESET端只需持續(xù)2μs以上時間的高電平就能進入復位狀態(tài)。2.4
復位狀態(tài):單片機復位后,片內(nèi)RAM中低128B的內(nèi)容不會改變,但特殊功能寄存器(SFR)的值被初始化。復位期間單片機的ALE、/PSEN和P0~P3端輸出高電平。各寄存器復位狀態(tài)如下:
89C52復位后各位不是全0的SFR寄存器共10個:SP=07H,P0~P3(口鎖存器內(nèi)容)=11111111B,IP=××000000B,IE=0×000000B,SBUF不定,
PCON=0×××0000B,T2MOD=××××××00B。
89C52復位后各位是全0的SFR寄存器共17個,包括:DPTR(DPH+DPL)、ACC、B等。
復位后,PC=0(PC不是SFR,不可直接訪問),計算機從0000H地址開始執(zhí)行程序。
2.4復位電路:以下是普通CMOS單片機的上電自動復位電路和手動開關(guān)復位電路。上電自動復位電路實質(zhì)是一個RC微分電路。2.4
89C52內(nèi)部具有下拉電阻,其復位電路更簡單。2.4
當系統(tǒng)中不止一個芯片需要復位操作時,可參照以下系統(tǒng)復位電路的思路設(shè)計符合要求的系統(tǒng)復位電路。
其中a圖的R1、C組成RC積分電路。電容、電阻的具體值要由所用的芯片和使用頻率決定。三、CPU時序
2.4
MCS-51包括4個定時單位,它們分別是:振蕩周期(節(jié)拍)、時鐘周期(狀態(tài)周期)、機器周期和指令周期。以下是單片機兩種常用晶振4個周期信號的對比表。1.振蕩周期2.4
振蕩周期也叫節(jié)拍,用P表示,振蕩周期是指為單片機提供定時信號的振蕩源的周期。是時序中最小的時間單位。例如:若某單片機時鐘頻率為2MHz,則它的振蕩周期應為0.5μs。2.時鐘周期
時鐘周期又叫做狀態(tài)周期,用S表示。是振蕩周期的二倍,其前半周期對應的節(jié)拍叫P1拍,后半周期對應的節(jié)拍叫P2。P1節(jié)拍通常完成算術(shù)、邏輯運算,P2節(jié)拍通常完成傳送指令。3.機器周期2.4
機器周期是實現(xiàn)特定功能所需的周期。51系列一個機器周期是固定不變的,由S1~S6(S1P1、S1P2~S6P1、S6P2)等6個狀態(tài)周期(12個振蕩周期)組成。4.指令周期指令周期是最大的時序定時單位。指令周期是指執(zhí)行一條指令需要的時間。通常MCS-51的指令周期可以包含有1~4個機器周期,大多數(shù)指令執(zhí)行時間為1~2個機器周期,只有乘法和除法指令需要4個機器周期。MCS-51的幾種典型的指令時序如下圖所示,每個機器周期內(nèi)地址鎖存信號(ALE)產(chǎn)生兩次有效信號,分別出現(xiàn)在S1P2、S2P1期間與S4P2、S5P1期間。但在訪問外部RAM時,ALE的有效信號將減少一次。下圖是51系列單片機的CPU時序圖2.4一、中斷的概念
執(zhí)行主程序主程序繼續(xù)執(zhí)行主程序斷點中斷請求中斷響應執(zhí)行中斷處理程序中斷返回中斷是指CPU正在處理正常工作時,外部發(fā)生了某一事件,請求CPU迅速處理,CPU暫時中斷當前工作,轉(zhuǎn)去處理所發(fā)生的事件,處理完后,再回到原來被中斷的地方繼續(xù)原來工作的過程。2.5中斷系統(tǒng)
優(yōu)點2.5①分時操作。②實現(xiàn)實時處理。③故障處理。中斷的功能①實現(xiàn)中斷及返回。②能實現(xiàn)優(yōu)先權(quán)排隊。多個中斷源時,當幾個中斷同時到來時,需要按輕重緩急處理,由此須設(shè)置各中斷的優(yōu)先級別。③能實現(xiàn)中斷嵌套。如果在執(zhí)行中斷處理程序過程中,程序又被新的更高級中斷所打斷,并去執(zhí)行新的中斷處理程序,然后返回來執(zhí)行原中斷程序。這一過程叫中斷嵌套。
2.5
二、89C52中斷系統(tǒng)2.5
下圖是89C52的中斷系統(tǒng)結(jié)構(gòu)1共有六個中斷源,分別是外部中斷兩個、內(nèi)部的定時中斷三個和串行中斷一個,它們是:外部中斷0—INT0:由P3.2提供。外部中斷1—INT1:由P3.3提供。外部中斷有兩種信號方式,即電平方式和脈沖方式。T0溢出中斷—TF0:由片內(nèi)定時/計數(shù)器0提供。T1溢出中斷—TF1:由片內(nèi)定時/計數(shù)器1提供。串行口中斷—RI/TI:由片內(nèi)串行口提供。T2溢出中斷—TF2/EXF2:由片內(nèi)定時/計數(shù)器2提供。1.89C52中斷請求源
2.52.5
在中斷請求被響應前,中斷請求是由CPU鎖存在特殊功能寄存器TCON、SCON、T2CON的相應中斷標志位中。與中斷控制有關(guān)的控制寄存器有五個:TCON—定時控制寄存器;IE—中斷允許控制寄存器;IP—中斷優(yōu)先級控制寄存器;SCON—串行口控制寄存器;T2CON—T2定時控制寄存器。⑴定時控制寄存器TCON2.5
D7D6D5D4D3D2D1D0TF1TF0IE1IT1IE0IT0中斷請求標志觸發(fā)方式選擇0低電平1下降沿TF1:T1溢出中斷標志。T1被啟動計數(shù)后,從初值開始加1計數(shù),直至計滿溢出由硬件使TF1=l,向CPU請求中斷,此標志一直保持到CPU響應中斷后,才由硬件自動清“0”TF1。也可用軟件查詢該標志,并由軟件清“0”TF1。TF0:T0溢出中斷標志。其操作功能類似于TF1。IE1:外部中斷1標志。IE1=1表明外部中斷1向CPU申請中斷。在邊沿觸發(fā)方式下,CPU響應中斷后由硬件清“0”IE1IE0:外部中斷0標志。其操作功能與IE1類似。⑵串行口控制寄存器SCON
2.5
D7D6D5D4D3D2D1D0TIRI串行中斷請求標志TI:串行發(fā)送中斷標志。CPU將一個字節(jié)數(shù)據(jù)寫入發(fā)送緩沖器SBUF后啟動發(fā)送,每發(fā)送完一個串行幀,硬件置位TI,使TI=1。但CPU響應中斷后,并不能自動清除TI標志,必須由軟件清“0”TI。
RI:串行接收中斷標志。在串行口允許接收時,每接收完一個串行幀,硬件置位RI,使RI=1。同樣CPU響應中斷后不會自動清除RI標志,必須由軟件清“0”RI。
⑶T2定時控制寄存器T2CON2.5D7D6D5D4D3D2D1D0T2EXF2EXEN2T2中斷請求標志TF2:T2溢出中斷標志。在捕捉方式和常數(shù)自動重裝方式中,T2溢出時,置“1”TF2
,向CPU請求中斷。CPU響應中斷后,必須由用戶程序清“0”TF2。在T2作為串行口波特率發(fā)生器或時鐘輸出方式時,TF2不會被置“1”,即不會產(chǎn)生中斷溢出。EXF2:T2外部中斷標志。EXEN2=1時,當T2EX(P1.1)發(fā)生負跳變時置“1”EXF2,向CPU請求中斷。CPU響應中斷后,必須由用戶程序清“0”TF2。在T2作為加減計數(shù)方式時,EXF2不會產(chǎn)生中斷。T2外部允許標志2.中斷控制
2.5⑴中斷使能控制—中斷允許控制寄存器IED7D6D5D4D3D2D1D0EAET2ESET1EX1ET0EX00禁止,1允許EA:CPU中斷總允許位。EA=1,CPU開放中斷,每個中斷源是被允許還是被禁止,分別由各自的允許位確定;EA=0,CPU屏蔽所有的中斷要求,稱關(guān)中斷。2.5ET2:T2中斷允許位。ET2=1,允許T2中斷;ET2=0,禁止T2中斷。ES:串行口中斷允許位。ES=1,允許串行口中斷;ES=0,禁止串行口中斷。ET1:T1中斷允許位。ET1=1,允許T1中斷;ET1=0,禁止T1中斷。EX1:外部中斷1允許位。EX1=1,允許外部中斷1中斷;EX1=0,禁止外部中斷1中斷。ET0:T0中斷允許位。ET0=1,允許T0中斷;ET0=0,禁止T0中斷。EX0:外部中斷0允許位。EX0=1,允許外部中斷0中斷;EX0=0,禁止外部中斷0中斷。⑵中斷優(yōu)先級控制—中斷優(yōu)先級控制寄存器IP2.5
基本原則是:①高優(yōu)先級不能被低優(yōu)先級中斷;②低優(yōu)先級可被高優(yōu)先級中斷。③任何一種中斷(不管是高級還是低級),一旦得到響應,不會再被它的同級中斷所中斷。④兩個同一級的中斷源同時向CPU發(fā)出中斷申請,CPU通過內(nèi)部硬件查詢,按自然優(yōu)先級確定優(yōu)先響應哪一個中斷要求。最低次低低高次高最高ET2ESET1EX1ET0EX0
PT2:定時計數(shù)器T2中斷優(yōu)先級控制位。PS:串行口中斷優(yōu)先級控制位。PT1:定時計數(shù)器T1中斷優(yōu)先級控制位。PX1:外部中斷1中斷優(yōu)先級控制位。PT0:定時計數(shù)器T0中斷優(yōu)先級控制位。PX0:外部中斷0中斷優(yōu)先級控制位。單片機復位后,IP寄存器被清0,所有中斷源為低級中斷。
中斷優(yōu)先級控制寄存器(IP)2.5
D7D6D5D4D3D2D1D0PT2PSPT1PX1PT0PX00低級別,1高級別3.中斷響應
2.5⑴CPU的中斷響應條件
①無同級或高級中斷正在服務;②正在執(zhí)行的機器周期不是所執(zhí)行指令的最后一個機器周期;③若現(xiàn)行指令是RETI、RET或訪問IE、IP指令,則需要執(zhí)行完當前指令后,至少再執(zhí)行一條指令后方可響應。⑵響應過程①置位中斷優(yōu)先級狀態(tài)觸發(fā)器,即關(guān)閉同級和低級中斷:②調(diào)用入口地址,斷點入棧,相當于硬件的LCALL指令;③進入中斷服務程序。
中斷源入口地址(52子系列)2.5中斷源入口地址INT00003HT0000BHINT10013HT1001BHRI/TI0023HT2002BH在這些地址中往往安排一條跳轉(zhuǎn)指令,如SJMP(機器代碼2字節(jié),地址低8位可變,范圍-128B~+127B)、AJMP(機器代碼2字節(jié),地址低11位可變,范圍2KB)、LJMP(機器代碼3字節(jié),地址16位均可變,范圍64KB)跳轉(zhuǎn)到真正的中斷服務程序中去執(zhí)行程序,這是因為給每個中斷源安排的空間只有8個單元。特別注意:復位后PC從0000H地址開始執(zhí)行程序,而0000H到00003H之間只有三個字節(jié),因此,真正意義上的應用程序往往被安排在002EH單元之后的某個地址上開始,此時也需要在0000H地址安排一條跳轉(zhuǎn)指令(常用LJMP)轉(zhuǎn)向應用程序。4.響應時間
2.5響應時間—從查詢中斷請求標志位到轉(zhuǎn)向中斷服務入口地址所需的機器周期數(shù)。⑴最快響應時間以外部中斷的電平觸發(fā)為最快。從查詢中斷請求信號到中斷服務程序需要3個機器周期:
1個周期(查詢)+2個周期(長調(diào)用LCALL)⑵最長時間若當前指令是RET、RETI和IP、IE指令,緊接著下一條是乘除指令發(fā)生,則最長為8個周期:
2個周期執(zhí)行當前指令(其中含有1個周期查詢)+4個周期乘除指令+2個周期長調(diào)用=8個周期。三、外部中斷應用
2.51.外部中斷觸發(fā)方式
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