第5章80c51单片机的中断与定时

配套教材：李广弟.单片机基础(第三版).北京:航空航天大学出版社.2007.6授课时间第13次课，第7周星期第节课时2授课方式理论课√讨论课□习题课□实验课□上机课□技能课□其他□授课题目第5章80C51单片机的中断与定时5.1中断概述5.280C51单片机的中断系统（1）目的与要求教学目的：通过本次教学，使学生了解80C51单片机有关中断的概念，了解单片机中断系统的中断服务流程。教学要求：1、了解单片机系统有关中断的概念；2、熟悉与中断控制有关的控制寄存器的功能及用法；3、掌握单片机中断系统的中断优先级控制；4、熟悉单片机中断系统的中断响应过程。重点与难点教学重点：1、中断控制寄存器定义；2、中断优先级控制原则；3、中断系统的中断相应过程。教学难点：中断采样、中断查询、中断响应、中断撤消。方法及手段教学方法：讲授＋课堂练习教学手段：多媒体演示教学基本内容时间分配（90分钟）上讲内容回顾与解答简要回顾80C51单片机的汇编语言程序设计内容。本节内容简介〖新课内容：〗第5章80C51单片机的中断与定时5.1中断概述（1）现实生活中的中断：某人看书——某人正在处理一件事A电话铃响——出现另一件须立即解决的事B暂停看书——中止A书中作记号——记录断点，便于接续电话谈话——处理B继续看书——继续A的工作（2）单片机中的中断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（中断发生或中断请求）；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）。中断过程中断请求→中断响应→中断服务→中断返回当中央处理器CPU正在处理某件事情的时候，外界发生了紧急事件请求，要5分钟10分钟5分钟10分钟5分钟10分钟配套教材：李广弟.单片机基础(第三版).北京:航空航天大学出版社.2007.6求CPU暂停当前的工作，转而去处理这个紧急事件。处理完毕后，再回到原来被暂停的地方，继续原来的工作，这样的过程称为中断。2.中断嵌套即指在中断过程中又发生了新中断的现象。3.中断源向CPU发出中断请求的来源。4.中断请求或中断申请中断源要求CPU为其服务的请求。5.中断查询即指CPU通过测试各中断控制寄存器中各标志位的状态，以确定有没有中断请求发生以及是哪一个中断源提出中断请求的过程。6.中断响应即指CPU对中断源提出的中断请求的接受，发生在中断查询之后。7.中断处理或中断服务中断处理就是执行中断服务程序。8.中断返回中断返回是指CPU在执行完中断服务程序后，返回原来暂停的地方（断点），继续执行原来程序的过程。5.280C51单片机的中断系统5.2.1中断源与中断向量80C51单片机共有5个中断源，即外部中断2个、定时中断2个和串行中断1个。（1）外中断（a）由外部信号引起，共有2个中断源，即外部中断“0”和外部中断“1”。由/INT0（P3.2）和/INT1（P3.3）引入。（b）外中断的两种信号触发方式（通过有关控制位定义）电平方式：低电平有效脉冲方式：脉冲下降沿有效，高低电平状态都应至少维持一个机器周期。(2)定时中断定时中断是为满足定时或计数的需要设置的。80C51单片机共有2个定时器/计数器中断源，即T0和T1。定时器/计数器内部的计数结构对脉冲信号进行计数，当计数结构发生计数溢出时，即表明定时时间到或计数值已满，此时就以计数溢出信号作为中断请求信号，向CPU申请中断，同时置位一个溢出标志位，作为向单片机提出中断请求的标志。定时器/计数器作为定时功能使用时，计数结构需要的计数脉冲信号来自单片机内部。定时器/计数器作为计数功能使用时，计数结构需要的计数脉冲信号来自单片机外部，由T0（P3.4）、T1（P3.5）引入。(3)串行中断串行中断是为串行数据传送的需要设置的。每当串行口接收或发送完一组串行数据时，就产生中断请求信号向CPU申请中断。配套教材：李广弟.单片机基础(第三版).北京:航空航天大学出版社.2007.680C51单片机的中断向量列表外部中断00003H定时/计数器0000BH外部中断10013H定时/计数器0001BH串行发送中断0023H串行接收中断0023H5.2.2中断控制所谓中断控制就是指单片机提供给用户使用的中断控制的手段，用户可通过设置中断控制寄存器的状态位来使用中断系统。中断控制的本质就是利用指令对中断控制寄存器进行操作。80C51具有4个相关的控制寄存器：TCON，IE，IP，SCON（1）定时器控制寄存器（TCON）TCON的功能：用于保存外部中断请求以及定时器/计数器的计数溢出信号。TCON的字节地址：88H；位地址：8FH～88H。TCON的内容及格式如下：与中断控制有关的控制位共有6位：（a）IE0、IE1：外中断请求标志位CPU采样/INT0，/INT1端，如出现有效中断请求信号，则由硬件电路对该位自动置1。在中断响应后，由硬件电路对该位自动清0。（b）RI：串行口接收中断请求标志位接收完一帧数据后，由硬件电路对该位自动置1，在转向中断服务程序后，用软件对该位清0。TI、RI标志位的使用有两种情况：1）采用中断方式时，作中断请求标志位使用；2）采用查询方式时，作查询状态位来使用；无论采用何种方式，都必须利用软件对该位清0。（3）中断允许控制寄存器（IE）IE的功能：中断系统的开关。IE的字节地址：0A8H；位地址：0AFH～0A8H。IE的内容及格式如下：与中断控制有关的控制位共有6位：（a）EA：中断允许总控制位EA=0：中断总禁止；EA=1：中断总允许；（b）EX0、EX1：外部中断允许控制位EX0、EX1=0：禁止外中断；EX0、EX1=1：允许外中断；（c）ET0、ET1：定时器/计数器中断允许控制位配套教材：李广弟.单片机基础(第三版).北京:航空航天大学出版社.2007.6ET0、ET1=0，禁止定时（或计数）中断；ET0、ET1=1，允许定时（或计数）中断；（d）ES：串行中断允许控制位ES=0，禁止串行中断；与中断控制有关的控制位共有6位：（a）EA：中断允许总控制位EA=0：中断总禁止；EA=1：中断总允许；（b）EX0、EX1：外部中断允许控制位EX0、EX1=0：禁止外中断；EX0、EX1=1：允许外中断；（c）ET0、ET1：定时器/计数器中断允许控制位ET0、ET1=0，禁止定时（或计数）中断；ET0、ET1=1，允许定时（或计数）中断；（d）ES：串行中断允许控制位ES=0，禁止串行中断；与中断控制有关的控制位共有5位：（a）PX0：外部中断0优先级设定位；（b）PT0：定时中断0优先级设定位；（c）PX1：外部中断1优先级设定位；（d）PT1：定时中断1优先级设定位；（e）PS：串行中断优先级设定位；为0的位优先级为低，为1的优先级为高5.2.3中断优先级控制中断优先级是为中断嵌套服务的。80C51单片机具有两级优先级，因此它具备两级中断服务嵌套的功能，其中断优先级的控制原则是：（a）低优先级中断请求不能打断高优先级的中断服务，先级中断请求可以打断低优先级的中断服务，实现中断嵌套。（b）如一个中断请求已被响应，则同级的其它中断响应将被禁止。即同级不能嵌套。（c）如果同级的多个中断请求同时出现，则按CPU查询次序确定那个中断请求被响应。查询次序：外部中断0→定时中断0→外部中断1→定时中断1→串行中断中断优先级控制，除了中断优先级控制寄存器之外，还有两个不可寻址的优先级状态触发器：一个用于指示某一高优先级中断正在进行服务，从而屏蔽其它高优先级中断；另一个用于指示某一低优先级中断正在进行服务，从而屏蔽其它低优先级中断，但不能屏蔽高优先级中断初始化与中断控制寄存器状态设置80C51单片机的中断系统在使用之前，必须在单片机的应用程序初始化部分进行设置，具体情况如下：（a）外部中断：中断总允许、外中断允许、中断触发方式设定配套教材：李广弟.单片机基础(第三版).北京:航空航天大学出版社.2007.6（b）定时中断：中断总允许、定时中断允许；（c）串行中断：中断总允许、串行中断允许。80C51单片机中断系统的4个控制寄存器既可以进行字节寻址，又可进行位寻址，对位状态的设置，既可以使用字节操作指令，又可以使用位操作指令。例：设要开放外中断0，则可以使用以下指令：MOVIE，#81H；或SETBEA；SETBEX0；80C51单片机中断系统内部结构图本讲小结本次教学主要是关于80C51单片机的中断概述，中断系统的控制寄存器，中断优先级及中断相应过程。下一讲概要5.2.4中断服务流程。。思考题、作业、参考文献课后小结配套教材：李广弟.单片机基础(第三版).北京:航空航天大学出版社.2007.6授课时间第14次课，第7周星期第节课时2授课方式理论课√讨论课□习题课□实验课□上机课□技能课□其他□授课题目5.280C51单片机的中断系统（3）目的与要求教学目的：通过本次教学，使学生了解单片机中断系统的中断服务流程，掌握中断程序设计方法及应用。教学要求：1、熟悉单片机中断系统的中断响应过程；2、掌握单片机中断系统的应用方法。重点与难点教学重点：中断程序设计方法及应用。教学难点：中断程序设计方法。方法及手段教学方法：讲授＋课堂练习教学手段：多媒体演示教学基本内容时间分配（90分钟）上讲内容回顾与解答简要回顾80C51单片机中断系统的控制寄存器，中断优先级及中断相应过程。本节内容简介〖新课内容：〗5.2.4中断服务程序中断响应过程发生在中断查询之后，包括中断响应、中断处理、中断返回三个阶段。因此，必须首先研究中断查询。所谓中断查询就是指CPU通过测试TCON和SCON中各标志位的状态，以确定有没有中断请求发生以及是哪一个中断源提出中断请求的过程。中断请求标志位的置位方式由于单片机中断类型的不同而存在差异。（a）对于外中断，必须通过采样的方法把外中断请求信号锁定在TCON的相应标志位中；（b）对于定时中断和串行中断，可以通过硬件电路直接置位的方法将TCON和SCON中各自的中断请求标志位置“1”（1）中断采样（针对外中断）中断请求采样：即如何识别外部中断请求信号并把它锁定在TCON的相应标志位中。采样时刻：在每个机器周期的S5P2（第5状态，第2节拍）时刻，对/INT0（P3.2）和/INT1（P3.3）引脚进行。对于电平方式的外中断请求，采样为高→IE0（IE1）→0，为低→IE0（IE1）→1；对于脉冲方式外中断请求，采样先高后低→IE0（IE1）→1；否则IE0（IE1）→0。（2）中断查询中断查询：CPU对中断请求标志位的查询来获悉有无中断请求发生以及是哪一个中断源提出中断请求；查询次序：按优先级顺序进行；5分钟10分钟5分钟10分钟5分钟10分钟5分钟配套教材：李广弟.单片机基础(第三版).北京:航空航天大学出版社.2007.6查询时刻：每个机器周期的最后一个状态S6，一旦查到有中断请求发生，接着就从相临的下一个机器周期的S1状态开始进行中断响应。（3）中断响应中断响应的主要内容：由硬件电路自动生成一条长调用指令LCAALaddr16(即程序存储器中相应中断区的入口地址)，生成LCALL指令后，就由CPU执行，从而转移到真正的中断服务程序。中断响应是有条件的，并不是查询到的所有中断请求都能被立即响应，当存在下列情况之一时，中断响应被封锁：（a）CPU正处在为一个同级或高级的中断服务中；（b）查询中断请求的机器周期不是当前指令的最后一个机器周期；（c）当前指令是返回指令（RET，RETI）或访问IE，IP指令。80C51单片机对中断查询结果不作记忆，当有新的查询结果出现时，因为以上原因而被拖延的查询结果将不复存在，其中断请求也就不能再被响应了。中断响应的条件：（a）有中断源发出有效的中断请求信号；（b）EA=1，即CPU开总中断；（c）申请中断的中断源的中断允许位为1，即没有屏蔽；（d）中断响应没有被封锁。（4）中断响应时间即指从查询中断请求标志位到转向中断区入口地址所