的中斷系統(tǒng)教學(xué).ppt

第一講 80C51的中斷系統(tǒng),第二講 80C51的中斷處理過程,第三講 80C51的定時/計數(shù)器,MCS-51單片機(jī)中斷源的種類及工作方式 中斷控制寄存器IE、中斷優(yōu)先級寄存器IP及定時器/計數(shù)器及外部中斷控制寄存器TCON的使用方法 MCS-51型單片機(jī)中斷響應(yīng)過程 外部中斷的結(jié)構(gòu)及原理 熟練編制中斷服務(wù)程序,本章學(xué)習(xí)目標(biāo),第一講 80C51的中斷系統(tǒng),一、80C51的中斷系統(tǒng)結(jié)構(gòu),中斷的概念,看電視,中斷處理,中斷請求,實(shí)際生活,中斷返回,電話鈴響,接聽電話,看電視,主程序,計算機(jī),事件發(fā)生,事件處理,主程序,執(zhí)行主程序,主程序,繼續(xù)執(zhí)行主程序,斷點(diǎn),中斷請求,中斷響應(yīng),執(zhí)行中斷處理程序,中斷返回,中斷的概念:,中斷請求標(biāo)志,1,高級,低級,MCS-51單片機(jī)的中斷系統(tǒng),內(nèi) 部 查 詢,內(nèi) 部 查 詢,入口地址,入口地址,中斷允許控制,中斷優(yōu)先級,EA,中斷源,1.中斷源 共有五個中斷源，分別是外部中斷兩個、定時中斷兩個和串行中斷一個，它們是： 外部中斷0-INT0，由P3.2提供， 外部中斷1INT1，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。（IT0 、IT1）,T0溢出中斷； 由片內(nèi)定時/計數(shù)器0提供 T1溢出中斷； 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,二、中斷源,2、中斷源入口地址,具體入口如下： 中斷源 入口地址 INT0 0003 T0 000BH INT1 0013H T1 001BH RI/TI 0023H 在這些單元中往往是一些跳轉(zhuǎn)指令，跳到真正的中斷服務(wù)程序，這是因為給每個中斷源安排的空間只有8個單元。,三、 中斷控制的寄存器,與中斷控制有關(guān)的控制寄存器有四個：,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-及串行口控制寄存器。,定時控制寄存器TCON,中斷請求標(biāo)志,觸發(fā)方式選擇,0 低電平1 下降沿,串行口控制寄存器SCON,串行中斷請求標(biāo)志,中斷允許控制寄存器IE,中斷優(yōu)先級控制寄存器（IP）,0 禁止，1允許,0 低級別，1高級別,例：IP=09H=0000 1001 PT1、PX0高 INT0、T1、T0、INT1、串行口 IP=55H=0101 0101 Ps px1 px0同級別，都為1 PT0 PT1同級別，都為0 處理順序為PX0 PX1 PS PT0 PT1 INT0 INT1 RX/TX T0 T1,1、中斷請求標(biāo)志,IT0，外中斷0觸發(fā)方式控制位。 =0，電平觸發(fā)方式。 =1，邊沿觸發(fā)方式（下降沿有效）。 IE0，外中斷0中斷請求標(biāo)志位。 TF0，T0溢出中斷請求標(biāo)志位。,TF1 TR1 TF0 TR0 IE1 IT1 IE0 IT0,TCON (88H),IT1 、IE1、 TF1類同,TCON的中斷標(biāo)志,2、SCON的中斷標(biāo)志,RI，接收中斷標(biāo)志位。 TI，發(fā)送中斷標(biāo)志位。,TI RI,SCON (98H),注意：RI和TI由硬件置位、由軟件清除。,SETB TI SETB 99H,3、中斷允許控制,EX0，外中斷0允許位； ET0，T0中斷允許位； EX1，外中斷0允許位； ET1，T1中斷允許位； ES ，串口中斷允許位； EA ， CPU中斷允許（總允許）位。,EA ES ET1 EX1 ET0 EX0,IE (A8H),4、中斷優(yōu)先級控制,PX0，外中斷0優(yōu)先級設(shè)定位； PT0，T0優(yōu)先級設(shè)定位； PX1，外中斷0優(yōu)先級設(shè)定位； PT1，T1優(yōu)先級設(shè)定位； PS ，串口優(yōu)先級設(shè)定位。,PS PT1 PX1 PT0 PX0,IP (B8H),MOV IP，#10H MOV 0B8H，#10H SETB PS,同一優(yōu)先級的優(yōu)先權(quán)排隊如下表：,中斷優(yōu)先級三條原則：,同時收到幾個中斷時，響應(yīng)優(yōu)先級別最高的 中斷過程不能被同級、低優(yōu)先級所中斷 低優(yōu)先級中斷服務(wù)，能被高優(yōu)先級中斷,有2個優(yōu)先級狀態(tài)觸發(fā)器: 高優(yōu)先級狀態(tài)觸發(fā)器 低優(yōu)先級狀態(tài)觸發(fā)器,第二講 80C51單片機(jī)中斷處理過程,中斷響應(yīng)條件 有中斷請求； 對應(yīng)中斷允許位為1； 開中斷（即EA=1）。 同時滿足時，才可能響應(yīng)中斷。,一、中斷響應(yīng)條件和時間,硬件受阻，不產(chǎn)生LCALL的幾種情況： 正在處理同級或高優(yōu)先級中斷； 當(dāng)前查詢的機(jī)器周期不是所執(zhí)行指令的最后一個機(jī)器周期。 正執(zhí)行的指令為RET、RETI或任何訪問IE或IP的指令（只有在這些指令后面至少再執(zhí)行一條指令時才能接受中斷請求）。,受阻未得到響應(yīng)的中斷，若條件消失時該中斷標(biāo)志已不再有效，該中斷將不被響應(yīng)。,相應(yīng)優(yōu)先級狀態(tài)觸發(fā)器置1 執(zhí)行硬件LCALL指令 把PC的內(nèi)容入棧 相應(yīng)中斷服務(wù)程序的入口送PC 執(zhí)行中斷服務(wù)程序。,二、 中斷響應(yīng)過程,中斷響應(yīng)過程的前兩步是由中斷系統(tǒng)內(nèi)部自動完成的，而中斷服務(wù)程序則要由用戶編寫程序來完成。,三、中斷程序舉例,例1:單外中斷源,ORG 0000H START：LJMP MAIN ；跳轉(zhuǎn)到主程序 ORG 0003H LJMP EXXX ；轉(zhuǎn)中斷服務(wù)程序 ORG 0030H ；主程序 MAIN：SETB EA ；CPU開放中斷 SETB EX0 ；允許中斷 MOV DPTR，#1000H ；設(shè)置數(shù)據(jù)區(qū)指針 SJMP $ ,主程序：,ORG 0200H EXXX：CLR P3.0 ；由P3.0輸出0 NOP NOP SETB P3.0 ；由P3.0輸出1，撤除 MOV A，P1 ；輸入數(shù)據(jù) MOVX DPTR，A ；存入數(shù)據(jù)存儲器 INC DPTR ；修改指針，指向下一單元 RETi ；中斷返回,中斷服務(wù)程序：,例2.中斷和查詢相結(jié)合,一個外中斷擴(kuò)展成多個外中斷的原理圖,由圖可知: (1)4個外部擴(kuò)展中斷源通過 4個OC門電路組成線或取非后再與 P3.2相連； (2)4個外部擴(kuò)展中斷源EXINT0EXINT3中有一個或幾個出現(xiàn)高電平則輸出為0，使.P3.2腳為低電平，從而發(fā)出中斷請求。 (3)因此，這些擴(kuò)充的外部中斷源都是電平觸發(fā)方式（高電平有效）。 (4)CPU執(zhí)行中斷服務(wù)程序時，先依次查詢P1口的中斷源輸入狀態(tài)，然后，轉(zhuǎn)入到相應(yīng)的中斷服務(wù)程序，4個擴(kuò)展中斷源的優(yōu)先級順序由軟件查詢順序決定，即最先查詢的優(yōu)先級最高，最后查詢的優(yōu)先級最低。,中斷服務(wù)程序如下： ORG 0003H ;外部中斷0入口 AJMP INT0 ;轉(zhuǎn)向中斷服務(wù)程序入口 INT0: PUSH PSW ;保護(hù)現(xiàn)場 PUSH ACC JB P1.0,EXT0 ;中斷源查詢并轉(zhuǎn)相應(yīng)中斷服務(wù)程序 JB P1.1,EXT1 JB P1.2,EXT2 JB P1.3,EXT3 EXIT: POP ACC ;恢復(fù)現(xiàn)場 POP PSW RETI EXT0: ;EXINT0中斷服務(wù)程序 AJMP EXIT EXT1: ;EXINT1中斷服務(wù)程序 AJMP EXIT EXT2: ;EXINT2中斷服務(wù)程序 AJMP EXIT EXT3: ;EXINT3中斷服務(wù)程序 AJMP EXIT 同樣，外部中斷1也可作相應(yīng)的擴(kuò)展。,例3、5個外部中斷源系統(tǒng),ORG 0000H LJMP MAIN ORG 0003H LJMP INSE0 ；轉(zhuǎn)外部中斷0服務(wù)程序入口 ORG 0013H LJMP INSE1 ；轉(zhuǎn)外部中斷1服務(wù)程序入口 MAIN:SETB EA SETB EX0 SETB EX1 SJMP $ INSE0： PUSH PSW ；XI0中斷服務(wù)程序 PUSH ACC POP ACC POP PSW RETI,INSE1：PUSH PSW ；中斷服務(wù)程序 PUSH ACC JB P1.0，DV1 ；P1.0為1，轉(zhuǎn)XI1中斷服務(wù)程序 JB P1.1，DV2 ；P1.1為1，轉(zhuǎn)XI2中斷服務(wù)程序 JB P1.2，DV3 ；P1.2為1，轉(zhuǎn)XI3中斷服務(wù)程序 JB P1.3，DV4 ；P1.3為1，轉(zhuǎn)XI4中斷服務(wù)程序 INRET：POP ACC POP PSW RETI DV1： ；XI1中斷服務(wù)程序 AJMP INRET DV2： ；XI2中斷服務(wù)程序 AJMP INRET DV3： ；XI3中斷服務(wù)程序 AJMP INRET DV4： ；XI4中斷服務(wù)程序 AJMP INRET,第三講 80C51的定時/計數(shù)器,實(shí)現(xiàn)定時常用的三種方法：,軟件定時：占用CPU時間，效率低。 用555電路：不可編程。 可編程芯片：功能強(qiáng)，需要另外擴(kuò)展。,單片機(jī)內(nèi)部有2個16位的定時/計數(shù)器：使用靈活，編程方便。優(yōu)先選用,1、定時/計數(shù)器的結(jié)構(gòu)和工作原理,加1計數(shù)器（高8位、低8位） TMOD，工作方式設(shè)置； TCON，啟動、停止及設(shè)置溢出標(biāo)志。,一、定時/計數(shù)器的結(jié)構(gòu),2、定時/計數(shù)器的工作原理,計數(shù)器脈沖來源： 振蕩器脈沖經(jīng)過12分頻 T0或T1引腳的外部脈沖,計數(shù)功能-計數(shù)脈沖來自相應(yīng)的外部輸入引腳，T0為P3.4，T1為P3.5。,定時功能-計數(shù)輸入信號是內(nèi)部時鐘脈沖，每個機(jī)器周期使寄存器的值加1。所以，計數(shù)頻率是振蕩頻率的1/12。,在TMOD中，各有一個控制位（CT），分別用于控制定時/計數(shù)器T0和T1工作在定時器方式還是計數(shù)器方式。,定時模式，對內(nèi)部機(jī)器周期計數(shù) 定時時間 t 計數(shù)值N x Tcy,計數(shù)模式，對外部事件脈沖計數(shù) 計數(shù)脈沖周期要大于2 Tcy,計數(shù)值：溢出時計數(shù)器值計數(shù)初值。,計數(shù)器全1時，再輸入1個脈沖就回零，并發(fā)生溢出（TCON中TF0或TF1置1）， 發(fā)中斷請求。,二、定時器計數(shù)器的控制寄存器,與定時器計數(shù)器有關(guān)的控制寄存器有：,定時器控制寄存器TCON,中斷請求標(biāo)志,觸發(fā)方式選擇,啟動定時/計數(shù)器,0 低電平1 下降沿,0 停止 1 啟動,工作方式控制寄存器TMOD,T1控制,T0控制,GATE門控位,M1 M0工作方式選擇,計數(shù)脈沖輸入,三、定時器計數(shù)器的工作方式,1. 方式013位方式。由TL0的低5位和TH0的8位組成。TH0溢出時，置位TF0標(biāo)志，向CPU發(fā)出中斷請求。,13位計數(shù)器,定時器,計數(shù)器,計數(shù)初值：X213N,定時= （213 X）*12*1/fosc 8*10-3=(213-x)*12*1/12*106 8192*10-6s=8.192ms TMOD=0000 gate C/T M1M0 =0000 0 1 00=04H 0000 0 0 00=00H,2. 方式116位方式,16位計數(shù)，由TL0作為低8位、TH0作為高8位 。 16位計數(shù)，由TL1作為低8位、TH1作為高8位,初值：X216N 定時= （216 X)*12*1/fosc 1*10-3=(216-X)*12*1/6*106 1000=(65536-X)*2 X=65036 FE0CH,3. 方式28位自動裝入時間常數(shù)方式,自動重裝初值的8位計數(shù)方式 ，適合于用作較精確的脈沖信號發(fā)生器。,初值：X28N,4. 方式32個8位方式,僅T0可以工作在方式3，T1處于方式3時停止計數(shù)。此時T0分成2個獨(dú)立的計數(shù)器TL0和TH0 ，前者用原來T0的控制信號（TR0、TF0），后者用原來T1的控制信號（TR1、TF1）。 (1)TH0由TR1啟動/停止，溢出TF1 （2）TL0由TR0啟動/停止，溢出TF0 （3）TH0只能定時，TL0可以定時/計數(shù)，且都是8位 定時T=(28）fosc TL0計數(shù)初值 ,例：在方式3下，用TH0產(chǎn)生200US方波，TL0計算TH0產(chǎn)生的方波數(shù)。12MHZ。 （1）初值 TH0定時 100*10-6=（28-X）*12*（1/12*106） 100=256-X X=9CH TH0=9CH （2）TM0D GATE C/T M1M0 GATE C/T M1M0 0000 0 1 11,（3）ORG 0000H AJMP START ORG 30H START: CLR A MOV TL0,A MOV TH0,#9CH MO TMOD,#07H SETB TR0 SETB TR1 LOOP: JNB TF1,$ CLR TF1 CPL P3.4 ;TH0輸出方波 MOV A,TL0 CPL A MOV P1,A AJMP LOOP END,設(shè)計數(shù)器最大計數(shù)值為M，選擇不同的工作方式最大計數(shù)值不同。12MHZ 方式0：M=213=8192 , 8.192ms 方式1：M=216=65536, 65.536ms 方式2：M=28=256, 256us 方式3：M=28=256, 256us,四、應(yīng)用舉例,計算計數(shù)器的計數(shù)初值: 編程時將計數(shù)初值送THi、 TLi；,可編程器件在使用前需要進(jìn)行初始化：,確定TMOD控制字：編程時將控制字送TMOD；, 開中斷（如果使用中斷方式）: 編程實(shí)置位EA、ETi, TRi位置位控制定時器的啟動和停止。,解：1、計算計數(shù)初值X：,【例1】 ： 用T0的方式1產(chǎn)生10ms的定時，并使P1.0引腳上輸出周期為20ms的方波。采用中斷方式，設(shè)系統(tǒng)時鐘頻率為12 MHz。,10*10-3=(216-x)*12*(1/12*106) 10 000=65536-x X=55536=D8 F0H TL0=0F0H TH0=0D8H,2、求T0的方式控制字TMOD： GATE C/T M1M0 GATE C/T M1M0 0 0 0 0 0 0 01 01H,ORG 0000H LJMP MAIN ；跳轉(zhuǎn)到主程序 ORG 000BH ；T0的中斷入口地址 LJMP DVT0 ；轉(zhuǎn)向中斷服務(wù)程序 ORG 0100H MAIN：MOV TMOD，#01H ；置T0工作于方式1 MOV TH0，#0D8H ；裝入計數(shù)初值 MOV TL0，#0F0H SETB ET0 ；T0開中斷 SETB EA ；CPU開中斷 SETB TR0 ；啟動T0 SJMP $ ；等待中斷 DVT0：CPL P1.0 ；P1.0取反輸出 MOV TH0，#0D8H ；重新裝入計數(shù)值 MOV TL0，#0F0H RETI ；中斷返回 END,ORG 0000H；T1 方式1 500US LJMP MAIN ORG 0100H MAIN:MOV TMOD,#10H LOOP:MOV TH1,#0FEH MOV TL1,#0CH SETB TR1 JNB TF1,$ CLR TF1 Sjmp LOOP END,【例2】若單片機(jī)晶振為12MHz，要求產(chǎn)生500s的定時，試計算X的初值。 解：采用方式0： 500*10-6=（213-X）*12*1/fosc x=7692=1E0CH=1 1110 000 0 1100 F0H 0CH 即將F0H裝入TH0，0CH裝入TL0。 TMOD=GATE C/T M1M0 GATE C/T M1M0 0 0 0 0 0 0 00 00H 采用方式1： 500*10-6=(216-X )*12*1/fosc x=65036=FE0CH 即將FEH裝入TH1，0CH裝入TL1。 TMOD=GATE C/T M1M0 GATE C/T M1M0 0 0 01 0 0 0 0 10H,【例3】用定時器1，方式0實(shí)現(xiàn)1s的延時。 解：因方式0采用13位計數(shù)器，其最大定時時間為：8192*1s=8192s，因此，定時時間可選擇為8ms，再循環(huán)125次；或者定時時間選擇為5ms，再循環(huán)200次。本例我們選擇前者。定時時間選定后，再確定計數(shù)值為5000，則定時器1的初值為 5*10-3 =（213-X）*12*1/fosc 5000=(8192-X)*12/12 X=8192-5000=3192 =0C78H = 0110 0 011 0001 1000 6 3 H ( TH1 ) 1 8 H(TL1) 又因采用方式0定時，故TMOD=00H。 TMOD=GATE C/T M1M0 GATE C/T M1M0 0 0 0 0 0 0 00,1s延時子程序如下： DELAY：MOV R0,#200 ;置5ms計數(shù)循環(huán)初值 MOV TMOD,#00H ;設(shè)定時器1為方式0 MOV TH1,#63H ;置定時器初值 MOV TL1,#18H SETB TR1 ;啟動T1 LP1： JBC TF1,LP2 ;查詢計數(shù)溢出 SJMP LP1 ;未到5ms繼續(xù)計數(shù) LP2： MOV TH1,#63H ;重新置定時器初值 MOV TL1,#18H DJNZ R0,LP1 ;未到1s繼續(xù)循環(huán) RET ;返回主程序,【例4】用定時器1，方式1實(shí)現(xiàn)1s的延時。 DELAY：MOV R0,#20 ;置50ms計數(shù)循環(huán)初值 MOV TMOD,#10H ;設(shè)定時器1為方式1 MOV TH1,#3CH ;置定時器初值 MOV TL1,#0B0H SETB TR1 ;啟動T1 LP1： JBC TF1,LP2 ;查詢計數(shù)溢出 SJMP LP1 ;未到50ms繼續(xù)計數(shù) LP2：MOV TH1,#3CH ;重新置定時器初值 MOV TL1,#0B0H DJNZ R0,LP1 ;未到1s繼續(xù)循環(huán) RET ;返回主程序,【例5】用定時器1，方式2實(shí)現(xiàn)1s的延時。 解：因方式2是8位計數(shù)器，其最大定時時間為：256*1s=256s，為實(shí)現(xiàn)1s的延時，可選擇定時時間為250s，再循環(huán)4000次。定時時間選定后，可確定計數(shù)值為250，則定時器1的初值為：X=M-計數(shù)值=256-250=6=6H。采用定時器1，方式2工作，因此，TMOD=20H。 DELAY：MOV R7，#40 ;置25ms計數(shù)循環(huán)初值 MOV R6，#100 ;置250s計數(shù)循環(huán)初值 MOV TMOD，#20H ;設(shè)定時器1為方式2 MOV TH1，#06H ;置定時器初值 MOV TL1，#06H SETB TR1 ;啟動T1 LP1： JBC TF1，LP2 ;查詢計數(shù)溢出 SJMP LP1 ;無溢出則繼續(xù)計數(shù) LP2： DJNZ R6，LP1 ;未到25ms繼續(xù)循環(huán) MOV R6，#100 DJNZ R7，LP1 ;未到1s繼續(xù)循環(huán) RET ;返回主程序,練習(xí)1：設(shè)晶振頻率fOSC=6MHz，使用定時器1以方式1產(chǎn)生周期為500s的方波脈沖，并由P1.0 輸出。試以中斷方式實(shí)現(xiàn)。, TMOD確定,T1控制,T0控制,控制字10H,要產(chǎn)生500s 的方波脈沖，只需在P1.0端以250s為間隔，交替輸出高低電平即可實(shí)現(xiàn)。為此，定時間應(yīng)為250s 。使用6z晶振，則一個機(jī)器周期為2s，設(shè)待求計數(shù)初值為，則：, 計算計數(shù)器的計數(shù)初值；,（216X）210 -6 =25010 -6 即216X=125 X216-125=10000H-7DH 0FF83H 所以，初值為： TH1=0FFH，TL1=83H, 采用中斷方式：編程時打開全局和局部中斷。, 由定時器控制寄存器TCON中的TR1位控制定時器的啟動和停止。 TR11，啟動； TR10，停止。,程序設(shè)計,ORG 0000H LJMP MAIN ；主程序入口 ORG 001BH LJMP INTT1