1、中斷系統與定時器中斷系統與定時器/計數器計數器 在程序的執行過程中，由于某種外界的在程序的執行過程中，由于某種外界的原因，必須終止當前執行的程序，而去原因，必須終止當前執行的程序，而去執行相應的處理程序，待處理結束后，執行相應的處理程序，待處理結束后，再回來繼續執行被終止的程序。這個過再回來繼續執行被終止的程序。這個過程叫中斷。程叫中斷。 中斷的概念 執行主程序主程序繼續執行主程序斷點中斷請求中斷響應執行中斷處理程序中斷返回5 5個中斷源，具有二個中斷優先級，可實現二級中個中斷源，具有二個中斷優先級，可實現二級中斷服務程序的嵌套。每個中斷源均可軟件編程為高斷服務程序的嵌套。每個中斷源均可軟件編

2、程為高優先級或低優先級中斷，允許或禁止向優先級或低優先級中斷，允許或禁止向CPUCPU請求中請求中斷。斷。有關的特殊功能寄存器（有關的特殊功能寄存器（SFRSFR）有：）有：中斷允許寄存器中斷允許寄存器IEIE中斷優先級控制寄存器中斷優先級控制寄存器IPIP中斷源寄存器（中斷源寄存器（TCONTCON、SCONSCON中的有關位）中的有關位）注：均可位尋址。注：均可位尋址。中斷系統結構 IE0TF0IE1TF1TIRI中斷請求標志EX0ET0EX1ET1ES1PX0PT0PX1PT1PS高級低級內部查詢內部查詢入口地址入口地址INT0INT1T0T1TIRI中斷允許控制中斷優先級EA中斷源中斷

3、系統結構圖80518051單片機共有單片機共有5 5個中斷源，分別是個中斷源，分別是2 2個個外部中斷外部中斷、 2 2個個定時中斷定時中斷和和1 1個個串行中斷。串行中斷。外部中斷是：外部中斷是：外部中斷外部中斷0-INT00-INT0，由，由P3.2P3.2提供，提供，外部中斷外部中斷1INT11INT1，由，由P3.3P3.3提供，提供，外部中斷有兩種觸發方式，即低電平方式和負邊沿外部中斷有兩種觸發方式，即低電平方式和負邊沿方式。方式。定時器和串行口中斷分別是：定時器和串行口中斷分別是：T0T0溢出中斷溢出中斷； 由片內定時由片內定時/ /計數器計數器0 0提供提供T1T1溢出中斷溢出中

4、斷； 由片內定時由片內定時/ /計數器計數器1 1提供提供串行口中斷串行口中斷RI/TIRI/TI； 由片內串行口提供由片內串行口提供 中斷源中斷方式 單片機的中斷為單片機的中斷為向量中斷向量中斷，即一響應中斷就轉入，即一響應中斷就轉入固固定入口地址定入口地址執行中斷服務程序。執行中斷服務程序。具體如下：具體如下： 中斷源中斷源 入口地址入口地址 INT0INT0 0003 0003 T0T0 000BH 000BH INT1 INT1 0013H 0013H T1 T1 001BH 001BH RI/TI RI/TI 0023H 0023H在這些單元中往往放一條跳轉指令，跳到真正的中在這些單

5、元中往往放一條跳轉指令，跳到真正的中斷服務程序，這是因為給每個中斷源安排的空間只斷服務程序，這是因為給每個中斷源安排的空間只有有8 8個單元。個單元。 與中斷有關的特殊功能寄存器 與中斷有關的特殊功能寄存器有四個：與中斷有關的特殊功能寄存器有四個：TCON-TCON-定時控制寄存器，定時控制寄存器， IE-IE-中斷允許控制寄存器，中斷允許控制寄存器，IP-IP-中斷優先級控制寄存器，中斷優先級控制寄存器，SCON-SCON-及串行口控制寄存器。及串行口控制寄存器。(1)定時控制寄存器TCON D7D6D5D4D3D2D1D0TF1TF0IE1IT1IE0IT0中斷請求標志觸發方式選擇0 低電

6、平1 下降沿l注意：電平觸發時，在中斷返回前應撤除中斷源。注意：電平觸發時，在中斷返回前應撤除中斷源。(2)串行口控制寄存器SCON D7D6D5D4D3D2D1D0TIRI串行中斷請求標志(3)中斷允許控制寄存器IE D7D6D5D4D3D2D1D0EAESET1EX1ET0EX0(4)中斷優先級控制寄存器（IP） D7D6D5D4D3D2D1D0PSPT1PX1PT0PX00 禁止1允許0 低級別1高級別實現兩級控制 注意：復位時，禁止所有中斷每一中斷源可編程為高優先級或低優先級中斷，以實現二級嵌套。默認的優先次序為：INT0、C/T0、INT1、C/T1、串行口中斷（依次從高到低）注意：

7、響應中斷后，CPU并不清零中斷標志位，必須軟件清零。中斷響應 響應條件-CPU要響應中斷需滿足下列條件： 無同級或高級中斷正在服務； 當前指令周期結束，如果查詢中斷請求的機器 周期不是當前指令的最后一個周期，則不行； 若現行指令是RETI、RET或訪問IE、IP指令，則需要執行到當前指令及下一條指令方可響應。響應過程-單片機響應中斷后，自動執行下列操作： 置位中斷優先級有效觸發器，即關閉同級和低級 中斷： 調用入口地址，斷點入棧，相當于LCALL指令； 進入中斷服務程序。 響應時間-從查詢中斷請求標志位到轉向中斷服務入口地址所需的機器周期數。（1）最快響應時間以外部中斷的電平觸發為最快。從查詢

8、中斷請求信號到中斷服務程序需要三個機器周期： 1個周期（查詢）2個周期（長調用LCALL）（2）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生，則最長為8個周期：2個周期執行當前指令（其中含有1個周期查詢）4個周期乘除指令2個周期長調用8個周期。中斷返回中斷處理程序的最后一條指令是RETI，它使CPU結束中斷處理程序的執行，返回到斷點處，繼續執行主程序。 中斷系統初始化開相應中斷源的中斷；（IE)設定中斷優先級；(IP)若為外部中斷，設定外部中斷的觸發方式。 中斷應用舉例8051單片機只有2個外部中斷源和，當實際應用中需要多個外部中斷源時，可采用硬件請求和軟件

9、查詢相結合的辦法進行擴展，把多個中斷源通過“或非”門接到外部中斷輸入端，同時又連到某個I/O端口，這樣每個中斷源都能引起中斷，然后在中斷服務程序中通過查詢I/O端口的狀態來區分是哪個中斷源引起的中斷。若有多個中斷源同時發出中斷請求，則查詢的次序就決定了同一優先級中斷中的優先級。匯編語言源程序清單 主程序 ORG 0000H ;復位入口 LJMP MAIN ;轉到主程序ORG 0003H ;外部中斷 入口LJMP INT_0 ;轉到中斷服務程序ORG 0013H ;外部中斷 入口LJMP INT_1 ;轉到中斷服務程序ORG 0030H ;主程序入口MAIN: ANL P1, #55H ;主程序

10、開始，熄滅LED，準備輸入查詢 SETB EX0 ;允許INT0中斷SETB IT0 ;負邊沿觸發方式 SETB EX1 ;允許INT1中斷 SETB IT1 ;負邊沿觸發方式 SETB EA ;開中斷HERE:SJMP HERE ;等待中斷匯編語言源程序清單 中斷服務程序 INT_0:JNB P1.0, L1 ;外中斷0服務程序，開始查詢 SETB P1.1 ;由外設1引起的中斷L1: JNB P1.2, L2 SETB P1.3 ;由外設2引起的中斷L2: JNB P1.4, L3SETB P1.5 ;由外設3引起的中斷L3: RETI ;中斷返回INT_1: ANL P1, #55H ;

11、外中斷1服務程序，熄滅LED RETI定時器定時器/計數器的工作方式與控制計數器的工作方式與控制 8051單片機有2個16位的定時/計數器：定時器0（T0）和定時器1（T1）。它們都有定時器或事件計數的功能，可用于定時控制、延時、對外部事件計數和檢測等場合。 T0由2個特殊功能寄存器TH0和TL0構成，T1則由TH1和TL1構成。作計數器時，通過引腳T0（P3.4）和T1（P3.5）對外部脈沖信號計數，當輸入脈沖信號從1到0的負跳變時，計數器就自動加1。計數的最高頻率一般為振蕩頻率的1/24。一、定時器/計數器的功能 在特殊功能寄存器TMOD中，有一個控制位（CT），分別用于控制定時/計數器工

12、作在定時器方式還是計數器方式。1. 1. 定時功能定時功能-計數輸入信號是內部時鐘脈沖，每個機器周期使技數器的值加1。2. 2. 計數功能計數功能-計數脈沖來自相應的外部輸入引腳，T0為P3.4，T1為P3.5。定時/計數器的核心部件是二進制加1計數器(TH0、TL0或TH1、TL1) 。二、定時器計數器的特殊功能寄存器 與定時器計數器有關的特殊功能寄存器有：(1)(1)工作方式控制寄存器工作方式控制寄存器TMODTMODT1控制T0控制M0M1C/TGATEM0M1C/TGATED0D1D2D3D4D5D6D7GATE門控位C/T計數/定時選擇M1 M0工作方式選擇(2)(2)定時器控制寄存

13、器定時器控制寄存器TCONTCOND7D6D5D4D3D2D1D0TF1TR1TF0TR0IE1IT1IE0IT0中斷請求標志觸發方式選擇啟動定時/計數器0 低電平1 下降沿0 停止1 啟動計數脈沖輸入三、定時器計數器的工作方式 定時器計數器共有四種工作方式 (1). 方式013位方式 TF0T0TR0GATEINT011&C/T=1振蕩器1/12C/T=0TL0 TH08位低5位13位計數器定時器計數器(2). 方式116位方式 振蕩器1/12TL0 TH0TF011&T0TR0GATEINT0C/T=0C/T=18位8位16位計數器(3). 方式28位自動裝入時間常數方式

14、TF0振蕩器1/1211&T0TR0GATEINT0C/T=0C/T=1TL0 TH0(4). 方式3雙8位方式 僅T0可以工作在方式3此時T0分成2個獨立的計數器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)計數器初值的計算計數器初值的計算 設計數器的最大計數值為M(根據不同工作方式，M可以是213、216或28)，則計算初值X的公式如下： X=M-要求的計數值 四、定時/計數器常數的計算(2)定時器初值的計算 在定時器模式下，計數器由單片機主脈沖fosc經12分頻后計數。因此，定時器定時初值計算公式：X=M-(要求的

15、定時值)/(12/fosc) 式中，M為定時器模值(根據不同工作方式，M可以是213、216或28)五、定時器/計數器的應用定時器/計數器在應用前需要進行初始化：確定TMOD控制字：編程時將控制字送TMOD； 計算計數器的計數初值: 編程時將計數初值送TH、TL； 開中斷（如果使用中斷方式）: 編程實置位EA、ETTR位置位控制定時器的啟動和停止。例1：設晶振頻率fOSC=6MHz，使用定時器1以方式1產生周期為500s的方波脈沖，并由P1.0 輸出。試以中斷方式實現。8051P1.0P1.0500s TMOD確定T1控制T0控制XXXX1000M0M1C/TGATEM0M1C/TGATE控制

16、字10H 要產生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現。為此，定時間應為250s 。使用6z晶振，則一個機器周期為2s，設待求定時器初值為，則： 計算定時器的初值；（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：編程時將IE控制字設置為 88H，實現開中斷。 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。 匯編語言源程序清單ORG 0000H ；復位地址 LJMP M

17、AIN ；跳轉到主程序 ORG 000BH ；定時器T0中斷入口 LJMP SQ ；跳轉到定時器T0中斷服務程序ORG 0030H ；主程序入口地址 MAIN: MOV TMOD,#10H ；主程序，設置TMOD控制字 MOV TL1, #83H ；寫入T0定時2毫秒初值 MOV TH1, #0FFH MOV IE, #88H ；開中斷,設置IE控制字 SETB TR1 ；啟動T0HERE: SJMP HERE ；循環等待SQ: CPL P1.0 ；T1中斷服務程序，取反P1.0 MOV TL1, #83H ；重裝T1定時初值 MOV TH1, #0FFH RETI ；中斷返回END例2：假設

18、單片機的振蕩頻率假設單片機的振蕩頻率fosc=6MHz，現要，現要求產生求產生1ms的定時，試分別計算定時器的定時，試分別計算定時器T1在方在方式式0、方式、方式1和方式和方式2時的初值。時的初值。 方式方式0 0：最大計數值為：最大計數值為M=2M=21313，因此定時器的初值應為，因此定時器的初值應為X = 2X = 21313-(1-(11010-3-3)/(12/(6)/(12/(61010-6-6) = 7692D) = 7692D= 1111000001100B= 1111000001100B其中高其中高8 8位為位為TH1TH1的初值，即的初值，即F0HF0H，低，低5 5位為位為TL1TL1的初值的初值注意注意，這里，這里TL1TL1的初值應為的初值應為00001100B00001100B即即0CH0CH，而不是，而不是60H60H，因為在方式時，因為在方式時，TL1TL1的高的高3 3位是不用的，應都位是不用的，應都設為設為0 0。方式方式1：最大計數值為：最大計數值為M=216，因此定時器的，因此定時器的初值應為初值應為X = 216-(110-3)/(210-6) = 65036D= 1111111000001100B = FE0CH此時高此時高8位位TH1的初