单片机原理与应用技术(第2版)电子课件第4章.ppt

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1、4.1中断系统4.2中断程序设计4.3定时/计数器4.4定时/计数器的编程举例小结第4章中断系统、内部定时/计数器4.1中断系统“中断”是指计算机在执行某段程序的过程中，由于计算机系统内、外的某种原因，当出现CPU以外的某种情况时，由服务对象向CPU发出中断请求信号，要求CPU暂时中断当前程序的执行而转去执行相应的处理程序，待处理程序执行完毕后，再返回继续执行原来被中断的程序。4.1.1中断系统概述1、中断的概念中断系统是计算机的重要组成部分。实时控制、故障自动处理、计算机与外围设备间的数据传送往往采用中断系统。2、中断的特点◆分时操作◆实时处理◆故障处理3、中断系统的功能◆实现

2、中断响应和中断返回◆实现优先权排队◆实现中断嵌套4、中断系统的结构框图4.1.2中断源1、外部中断源8051的两条外部中断请求信号输入线，有低电平或负跳变两种中断触发方式。中断触发方式由定时器控制寄存器TCON中IE0和IE1位的状态设定。2、定时器溢出中断源3、串行口中断源8051内部定时/计数器溢出中断属于内部中断，通常用于进行定时/计数控制。在内部定时脉冲或T0/T1引脚上输入的外部计数脉冲作用下，加1计数的定时/计数器溢出时提出中断请求。8051内部串行口的发送和接收中断也是内部中断。在串行口进行发送/接收数据时，每发送完一组串行数据时，串行口控制寄存器SCON中的TI中

3、断标志位置“1”，每接收完一组串行数据则使RI置“1”，并都自动向CPU发出串行口中断请求。4.1.3中断系统的控制1、定时器控制寄存器TCON2、串行口控制寄存器SCON3、中断控制寄存器4.1.4中断响应1、中断处理的过程中断处理过程分为4个阶段，即中断请求、中断响应、中断服务和中断返回。MCS-51系列单片机的中断处理流程如图所示。2、中断申请的撤除1)定时器中断请求的撤除对于定时器T0或T1溢出中断，CPU在响应中断后即由硬件自动清除其中断标志位TF0或TF1，无需采取其他措施。2)串行口中断请求的撤除对于串行口中断，CPU在响应中断后，硬件不能自动清除中断请求标志位TI

4、、RI，必须在中断服务程序中用软件将其清除。2、中断申请的撤除3)外部中断请求的撤除外部中断可分为边沿触发型和电平触发型。对于边沿触发的外部中断或，CPU在响应中断后，由硬件自动清除其中断标志位IE0或IE1，无需采取其他措施。对于电平触发的外部中断，其中断请求撤除的方法较为复杂，只有通过硬件配合相应软件的方式。用户对中断的控制和管理，实际是对4个与中断有关的寄存器IE、TCON、IP、SCON进行控制或管理。4.2中断程序设计4.2.1汇编语言中断程序设计汇编语言的中断服务程序按规定的中断矢量地址存入，由于5个中断矢量地址0003H、000BH、0013H、001BH、0023

5、H之间相距很近，往往装不下一个中断服务程序，所以通常将中断服务程序安排在程序存储器的其他地址空间，而在矢量地址单元中安排一条转移指令。例4.1在图4.3中，P1.4～P1.7接有4个发光二极管，P1.0～P1.3接有4个开关，消抖电路用于产生中断请求信号，消抖电路的开关来回拨动一次将产生一个下降沿信号，通过向CPU申请中断，要求：初始发光二极管全黑，每中断一次，P1.0～P1.3所接的开关状态反映到发光二极管上，且要求开关合上时对应发光二极管亮。4.2.2C语言中断程序设计1、中断服务函数的定义中断服务程序定义为函数，函数的完整定义如下：返回值函数名([参数])[模式][再入]I

6、nterruptn[Usingm](1)Interruptn：表示将函数声明为中断服务函数，n为中断源编号。(2)Usingm：定义函数使用的工作寄存器组。函数入口处将当前寄存器保存，使用m指定的寄存器组，函数退出时原寄存器组恢复。选择不同的工作寄存器组，可方便地实现寄存器组的现场保护。(3)再入：属性关键字reentrant将函数定义为再入函数，在C51中，普通函数(非再入函数)不能递归调用，只有再入函数才可被递归调用。2、编程举例例4.2用C语言对例4.1重新编程。解：编程如下：4.3定时/计数器4.3.1定时/计数器的结构8051单片机内部有两个16位的可编程定时/计数器，

7、称为定时器0(T0)和定时器1(T1)，可编程选择其用作定时器或计数器，其逻辑结构如图。4.3.2定时/计数器的工作原理当设置为定时工作方式时，计数器对内部机器周期计数，每过一个机器周期，计数器增1，直至计数器满溢出。定时器的定时时间与系统的振荡频率紧密相关，MCS-51单片机的一个机器周期由12个振荡脉冲组成，所以计数频率fc=(1/12)fosc。当设置为计数工作方式时，计数器对来自输入引脚T0(P3.4)和T1(P3.5)的外部信号计数，外部脉冲的下降沿将触发计数。在每个机