項目6中斷及定時系統(tǒng)項目6中斷及定時系統(tǒng)16.1中斷系統(tǒng)6.1.1中斷的幾個概念概念1.中斷的定義 對于CPU來說，CPU在處理某一事件A時，發(fā)生了另一事件B請求CPU迅速去處理（中斷發(fā)生）；CPU暫時中斷當前的工作，轉(zhuǎn)去處理事件B（中斷響應和中斷服務）；待CPU將事件B處理完畢后，再回到原來事件A被中斷的地方繼續(xù)處理事件A（中斷返回），這一過程稱為中斷。 所以我們把可以引起中斷的請求源稱之為中斷源。單片機中也有一些可以引起中斷的事件，8051中一共有5個中斷源：兩個外部中斷，兩個定時/計數(shù)器中斷，一個串行口中斷。2.中斷的嵌套與優(yōu)先級 8051單片機5個中斷源有兩個優(yōu)先級項目6中斷及定時系統(tǒng)6.1中斷系統(tǒng)6.1.1中斷的幾個概念概念項目6中斷及23.中斷的響應過程 五個中斷源，每個中斷產(chǎn)生后都到一個固定的地方去找處理這個中斷的程序，在去之前首先要保存下面將執(zhí)行的指令的地址，以便處理完中斷后回到原來的地方繼續(xù)往下執(zhí)行程序。中斷響應過程可以分為以下幾個步驟：1）保護斷點，即保存下一將要執(zhí)行的指令的地址，就是把這個地址送入堆棧；2）尋找中斷入口，根據(jù)5個不同的中斷源所產(chǎn)生的中斷，查找5個不同的中斷服務程序入口地址。在這5個入口地址處存放有中斷處理程序；3）執(zhí)行中斷處理程序；4）中斷返回：執(zhí)行完中斷處理程序后，就從中斷處返回到主程序，繼續(xù)執(zhí)行主程序。 中斷系統(tǒng)是計算機的重要組成部分。中斷系統(tǒng)可以提高CPU的工作效率，還可以提高實時數(shù)據(jù)的處理時效，所以實時控制、故障自動處理往往采用中斷系統(tǒng)，計算機與外圍設(shè)備間傳送數(shù)據(jù)及實現(xiàn)人機聯(lián)系也常采用中斷方式。項目6中斷及定時系統(tǒng)3.中斷的響應過程項目6中斷及定時系統(tǒng)36.1.2中斷系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)項目6中斷及定時系統(tǒng)6.1.2中斷系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)項目6中斷及定時系統(tǒng)46.1.3中斷源和中斷標志1.中斷源 MCS-51的5個中斷源為兩個外部中斷、兩個定時器中斷和一個串行口中斷。 1）外部中斷請求源：即外中斷0和1，經(jīng)由外部引腳引入的，在單片機上有兩個引腳，名稱為、，也就是P3.2、P3.3這兩個引腳。 2）內(nèi)部中斷請求源：兩個定時器中斷和串行口中斷。8051內(nèi)部有兩個16位的定時/計數(shù)器，對內(nèi)部定時脈沖或者T0/T1引腳上輸入的外部計數(shù)脈沖計數(shù)，當定時時間到或計數(shù)脈沖滿時，自動向CPU提出中斷請求。串行口中斷分為串行口發(fā)送中斷和串行口接收中斷兩種，在串行口進行發(fā)送/接收數(shù)據(jù)時，每當串行口發(fā)送/接收完一組數(shù)據(jù)，單片機自動使串行口控制寄存器SCON的RI或TI中斷標志置位，并且自動向CPU提出串行口中斷請求。項目6中斷及定時系統(tǒng)6.1.3中斷源和中斷標志項目6中斷及定時系統(tǒng)5

80C51單片機的中斷系統(tǒng)提供了5個中斷源，具有2個中斷優(yōu)先級，可實現(xiàn)兩級中斷嵌套。 80C51單片機的5個中斷源分別是：2個外部中斷（由、引腳輸入中斷請求信號）、2個片內(nèi)定時器/計數(shù)器溢出中斷（T0、T1）和1個片內(nèi)串行口中斷。TCON、SCON是用來存放各中斷源的中斷申請標志的寄存器；IE是用來設(shè)置是否允許中斷源中斷的寄存器；IP是用來設(shè)置中斷源優(yōu)先級別的寄存器；硬件查詢是相同優(yōu)先級的中斷源再進行排隊的硬件電路。項目6中斷及定時系統(tǒng) 80C51單片機的中斷系統(tǒng)提供了5個中斷源，具有2個中斷6（1）定時器控制寄存器TCON（TimerControlRegister）IE0:外部中斷0請求標志位。當CPU檢測到引腳上出現(xiàn)下降沿信號或低電平信號時，由內(nèi)部硬件置位IE0（IE0=1），向CPU請求中斷。IE1：外部中斷1請求標志位。當CPU檢測到引腳上出現(xiàn)下降沿信號或低電平信號時，由內(nèi)部硬件置位IE1（IE1=1），向CPU申請中斷。TF0：定時器/計數(shù)器T0的溢出中斷請求標志位。當T0計數(shù)溢出時，由內(nèi)部硬件置位TF0（TF0=1），向CPU申請中斷。TF1：定時器/計數(shù)器T1的溢出中斷請求標志位。當T1計數(shù)溢出時，由內(nèi)部硬件置位TF1（TF1=1），向CPU申請中斷。IT0：外部中斷0觸發(fā)方式控制位。當IT0=0時，電平觸發(fā)，低電平有效；當IT0=1時，邊沿觸發(fā)，下降沿有效。IT1：外部中斷1觸發(fā)方式控制位。當IT1=0時，電平觸發(fā)，低電平有效；當IT1=1時，邊沿觸發(fā)，下降沿有效。項目6中斷及定時系統(tǒng)（1）定時器控制寄存器TCON（TimerControl7（2）串行口控制寄存器SCON（SerialControlRegister）TI：串行口發(fā)送中斷請求標志位。當串行口發(fā)送完一個數(shù)據(jù)幀時，將TI置位（TI=1），向CPU申請中斷。RI：串行口接收中斷請求標志位。當串行口接收完一個數(shù)據(jù)幀時，將RI置位（RI=1），向CPU申請中斷。項目6中斷及定時系統(tǒng)（2）串行口控制寄存器SCON（SerialControl86.1.4對中斷請求的控制1.對中斷允許的控制 計算機中斷系統(tǒng)有兩種不同類型的中斷：一類稱為非屏蔽中斷，另一類稱為可屏蔽中斷。對非屏蔽中斷，用戶不能用軟件的方法加以禁止，一旦有中斷申請，CPU必須予以響應。對可屏蔽中斷，用戶則可以通過軟件方法來控制是否允許某中斷源的中斷，允許中斷稱中斷開放，不允許中斷稱中斷屏蔽。MCS-51系列單片機的5個中斷源都是可屏蔽中斷項目6中斷及定時系統(tǒng)6.1.4對中斷請求的控制項目6中斷及定時系統(tǒng)9 EA：中斷允許總控制位。EA＝0，中斷總禁止，禁止所有中斷；EA＝1，中斷總允許，置1后，各中斷源的中斷允許由各個控制位進行設(shè)置。 EX0、EX1：外部中斷允許控制位。EX0（EX1）＝0，表示禁止外中斷INT0（INT1）的中斷申請；EX0（EX1）＝1，表示允許外中斷INT0（INT1）的中斷申請。 ET0、ET1：定時/計數(shù)中斷允許控制位。ET0（ET1）＝0，表示禁止定時/計數(shù)器0（1）的中斷申請；ET0（ET1）＝1，表示允許定時/計數(shù)器0（1）的中斷申請； ES：串行口中斷允許控制位。ES＝0，禁止串口中斷；ES＝1，允許串口中斷。MCS-51單片機各個中斷源均為可屏蔽中斷。 中斷允許寄存器IE的單元地址是A8H，各控制位可以位尋址，也可以字節(jié)尋址。例如可以采用位指令開放外部中斷的溢出中斷：SETBEASETBEX0 若改為字節(jié)傳送指令，則僅需采用一條指令：MOVIE,#81H項目6中斷及定時系統(tǒng) EA：中斷允許總控制位。EA＝0，中斷總禁止，禁止所有中10例：設(shè)允許定時器/計數(shù)器T1的溢出中斷的中斷請求，禁止其它中斷源的中斷請求，寫出設(shè)置IE的指令。分析：根據(jù)設(shè)定條件，則IE寄存器的EA=1，ET1=1，其它位為0，IE的值應為10001000B，即88H。用字節(jié)傳送指令可寫為：MOVIE，#88H或MOV0A8H，#88H若改用位操作指令，則需兩條指令：SETBET1;允許T1溢出中斷SETBEA;CPU允許所有中斷源中斷項目6中斷及定時系統(tǒng)例：設(shè)允許定時器/計數(shù)器T1的溢出中斷的中斷請求，禁止其它中11（4）中斷優(yōu)先級寄存器IP（InterruptPriorityRegister）80C51單片機的5個中斷源，均可由程序設(shè)置為高優(yōu)先級中斷或低優(yōu)先級中斷，誰的優(yōu)先級別高，就先響應誰。每個中斷源的中斷優(yōu)先級都通過中斷優(yōu)先級寄存器IP統(tǒng)一設(shè)置。項目6中斷及定時系統(tǒng)（4）中斷優(yōu)先級寄存器IP（InterruptPriori12PX0和PX1：PX0是外部中斷0的中斷優(yōu)先級控制位；PX1是外部中斷1的中斷優(yōu)先級控制位。PT0和PT1：PT0為定時器/計數(shù)器T0的溢出中斷優(yōu)先級控制位；PT1為定時器/計數(shù)器T1的溢出中斷優(yōu)先級控制位。PS：串行口中斷優(yōu)先級控制位。注意：當某個中斷源的優(yōu)先級控制位為1時，設(shè)置為高優(yōu)先級中斷；為0時，設(shè)置為低優(yōu)先級中斷。項目6中斷及定時系統(tǒng)PX0和PX1：PX0是外部中斷0的中斷優(yōu)先級控制位；項目613 8051單片機共有5個中斷源，在單片機工作過程中，若出現(xiàn)三個或者更多的中斷請求源，那么同一優(yōu)先級別中的中斷源就不止一個，這個時候也有中斷優(yōu)先級排隊的問題，8051單片機對此有統(tǒng)一規(guī)定，如表6-1所示。可對中斷系統(tǒng)的規(guī)定概括為以下兩條基本規(guī)則： 1)低優(yōu)先級中斷系統(tǒng)的規(guī)定被高級中斷系統(tǒng)中斷，反之不能； 2)當多個中斷源同時發(fā)出申請時，級別高的優(yōu)先級先服務（先按高低優(yōu)先級區(qū)分，再按輔助優(yōu)先級區(qū)分）。高低中斷源同一級別的優(yōu)先級外部中斷0定時/計數(shù)器0溢出中斷外部中斷1定時/計數(shù)器1溢出中斷串行口中斷表6-18051各個中斷源中斷優(yōu)先級順序項目6中斷及定時系統(tǒng) 8051單片機共有5個中斷源，在單片機工作過程中，若出現(xiàn)14例：設(shè)80C51單片機的外部中斷為高優(yōu)先級，內(nèi)部中斷為低優(yōu)先級，寫出設(shè)置IP的指令。分析：由給定的條件可知：IP寄存器中，PX1=1，PX0=1，其余位為0，即IP=00000101B=05H。用字節(jié)傳送指令設(shè)置：MOVIP，#05H或MOV0B8H，#05H用位操作指令設(shè)置：SETBPX0SETBPX1CLRPT0CLRPT1CLRPS項目6中斷及定時系統(tǒng)例：設(shè)80C51單片機的外部中斷為高優(yōu)先級，內(nèi)部中斷為低優(yōu)156.1.5中斷處理過程 中斷處理過程可分為中斷響應、中斷處理和中斷返回三個階段。1.中斷響應 中斷響應是CPU對中斷源中斷請求的響應，包括保護斷點和將程序轉(zhuǎn)向中斷服務程序的入口地址（通常稱矢量地址）。CPU并非任何時刻都響應中斷請求，而是在中斷響應條件滿足之后才會響應。 1）中斷響應條件 (1)有中斷源發(fā)出中斷請求。(2)中斷總允許位EA=1。(3)申請中斷的中斷源允許。 滿足以上基本條件，CPU一般會響應中斷，但CPU正在響應同級或高優(yōu)先級的中斷、正在執(zhí)行RETI中斷返回指令以及訪問專用寄存器IE和IP的指令時，CPU不響應中斷請求而在下一機器周期繼續(xù)查詢，否則，CPU在下一機器周期響應中斷。項目6中斷及定時系統(tǒng)6.1.5中斷處理過程項目6中斷及定時系統(tǒng)162）中斷響應過程 中斷響應過程包括保護斷點和將程序轉(zhuǎn)向中斷服務程序的入口地址。首先把中斷點的地址（斷點地址）壓入堆棧保護，然后將對應的中斷入口地址裝入程序計數(shù)器PC（由硬件自動執(zhí)行），使程序轉(zhuǎn)向該中斷入口地址，執(zhí)行中斷服務程序。MCS-51系列單片機各中斷源的入口地址由硬件事先設(shè)定，分配如表6-2所示。 因為5個中斷源的入口地址之間，只相隔8個存儲單元，一般的中斷服務程序是容納不下的，使用時通常在這些中斷入口地址處存放一條絕對跳轉(zhuǎn)指令，使程序跳轉(zhuǎn)到存儲器其他的任何空間，并且將中斷服務程序安排在相應的空間中。例如，若采用定時器T0中斷，其中斷入口地址為000BH，中斷服務程序名為TIME00，因此，指令形式為：ORG 000BH;T1中斷入口AJMP TIME00;轉(zhuǎn)向中斷服務程序中斷源入口地址外部中斷00003H定時/計數(shù)器0溢出中斷000BH外部中斷10013H定時/計數(shù)器1溢出中斷001BH串行口中斷0023H項目6中斷及定時系統(tǒng)2）中斷響應過程中斷源入口地址外部中斷00003H定時/計數(shù)172.中斷處理中斷處理就是執(zhí)行中斷服務程序。中斷服務程序從中斷入口地址開始執(zhí)行，到返回指令“RETI”為止，一般包括兩部分內(nèi)容，一是保護現(xiàn)場，二是完成中斷源請求的服務。 通常，主程序和中斷服務程序都會用到累加器A、狀態(tài)寄存器PSW及其它一些寄存器，當CPU進入中斷服務程序用到上述寄存器時，會破壞原來存儲在寄存器中的內(nèi)容，一旦中斷返回，將會導致主程序的混亂，因此，在進入中斷服務程序后，一般要先保護現(xiàn)場，然后，執(zhí)行中斷處理程序，在中斷返回之前再恢復現(xiàn)場。例如：TIME00:;中斷服務程序CLREA;關(guān)中斷PUSHPSW;保護現(xiàn)場PUSHACCPUSHB．．．．．．．．;中斷處理PUSHB;恢復現(xiàn)場PUSHACCPUSHPSWSETBEA;開中斷RETI;中斷返回項目6中斷及定時系統(tǒng)2.中斷處理項目6中斷及定時系統(tǒng)18編寫中斷服務程序時還需注意以下幾點： 1）各中斷源的中斷入口地址之間只相隔8個字節(jié)，容納不下普通的中斷服務程序，因此，在中斷入口地址單元通常存放一條無條件轉(zhuǎn)移指令，可將中斷服務程序轉(zhuǎn)至存儲器的其它任何空間。 2）若要在執(zhí)行當前中斷程序時禁止其它更高優(yōu)先級中斷，需先用軟件關(guān)閉CPU中斷，或用軟件禁止相應高優(yōu)先級的中斷，在中斷返回前再開放中斷。 3）在保護和恢復現(xiàn)場時，為了不使現(xiàn)場數(shù)據(jù)遭到破壞或造成混亂，一般規(guī)定此時CPU不再響應新的中斷請求。因此，在編寫中斷服務程序時，要注意在保護現(xiàn)場前關(guān)中斷，在保護現(xiàn)場后若允許高優(yōu)先級中斷，則應開中斷。同樣，在恢復現(xiàn)場前也應先關(guān)中斷，恢復之后再開中斷。項目6中斷及定時系統(tǒng)編寫中斷服務程序時還需注意以下幾點：項目6中斷及定時系統(tǒng)193.中斷返回 中斷返回是指中斷服務完后，計算機返回原來斷開的位置（即斷點），繼續(xù)執(zhí)行原來的程序。中斷返回由中斷返回指令RETI來實現(xiàn)。該指令的功能是把斷點地址從堆棧中彈出，送回到程序計數(shù)器PC，此外，還通知中斷系統(tǒng)已完成中斷處理，并同時清除優(yōu)先級狀態(tài)觸發(fā)器。項目6中斷及定時系統(tǒng)3.中斷返回項目6中斷及定時系統(tǒng)204.中斷請求的撤除CPU響應中斷請求后即進入中斷服務程序，在中斷返回前，應撤除該中斷請求，否則，會重復引起中斷而導致錯誤。MCS-51各中斷源中斷請求撤消的方法各不相同，分別為：1）定時器中斷請求的撤除 對于定時器0或1溢出中斷，CPU在響應中斷后即由硬件自動清除其中斷標志位TF0或TF1，無需采取其它措施。2）串行口中斷請求的撤除 對于串行口中斷，CPU在響應中斷后，硬件不能自動清除中斷請求標志位TI、RI，必須在中斷服務程序中用軟件將其清除。例如：CLRTI;撤除發(fā)送中斷CLRRI;撤除接收中斷3）外部中斷請求的撤除 外部中斷可分為邊沿觸發(fā)型和電平觸發(fā)型，對于這兩種不同的中斷觸發(fā)方式，51單片機撤除它們的中斷請求的方法是不同的。 (1)對于邊沿觸發(fā)的外部中斷0或1，CPU在響應中斷后由硬件自動清除其中斷標志位IE0或IE1，無需采取其它措施。 (2)對于電平觸發(fā)的外部中斷，其中斷請求撤除方法較復雜。因為對于電平觸發(fā)外中斷，CPU在響應中斷后，硬件不會自動清除其中斷請求標志位IE0或IE1，同時，也不能用軟件將其清除，所以，在CPU響應中斷后，應立即撤除或引腳上的低電平。否則，就會引起重復中斷而導致錯誤。而CPU又不能控制或引腳的信號，因此，只有通過硬件再配合相應軟件才能解決這個問題。項目6中斷及定時系統(tǒng)4.中斷請求的撤除項目6中斷及定時系統(tǒng)21【例6.1】電路如圖6-3所示，按鍵控制信號燈，試利用兩個外部中斷編程實現(xiàn)以下功能：K0單獨按下，黃燈亮；K1單獨按下，綠燈亮。項目6中斷及定時系統(tǒng)【例6.1】電路如圖6-3所示，按鍵控制信號燈，試利用兩個外226.2定時/計數(shù)器6.2.1關(guān)于定時/計數(shù)器的幾個概念1.計數(shù)的概念 所謂計數(shù)，就是計算事件發(fā)生的次數(shù)。2.定時的概念 生活中常見的定時有很多，如電視機定時關(guān)機、空調(diào)定時開關(guān)、微波爐定時加熱等等。 單片機中的定時器和計數(shù)器是一個東西，只不過計數(shù)器是記錄的外界發(fā)生的事情，而定時器則是由單片機提供一個非常穩(wěn)定的計數(shù)源。這個計數(shù)源就是由單片機的晶振經(jīng)過12分頻后獲得的一個脈沖源。在晶振位12MHz的情況下，這個計數(shù)脈沖的時間間隔就是1。項目6中斷及定時系統(tǒng)6.2定時/計數(shù)器6.2.1關(guān)于定時/計數(shù)器的幾個概念項233.計數(shù)器的容量 8051單片機中有兩個計數(shù)器，分別稱之為T0和T1，這兩個計數(shù)器都是16位，所以最大的計數(shù)量是65536，即0000H～FFFFH。 計數(shù)器的容量是16位，最大的計數(shù)量是65536，因此計到65536個就會產(chǎn)生溢出。問題是我們現(xiàn)實生活中，經(jīng)常會有少于65536個計數(shù)值的要求，如定時100s？ 比如說，一個容器可以裝1000滴水，再裝的話就溢出了。現(xiàn)在要求裝只能100滴水，再裝的話就溢出了，怎么實現(xiàn)？對了，我們可以先裝900滴水就可以了。這種方式在單片機里面稱為預置數(shù)，我要計100，那我就先放進65436，再來100個脈沖，就可以到65536了。 定時也是如此，每個脈沖是1，則計滿65536個脈沖需時65.536ms，如果我只要10ms怎么辦？10個ms為10000個，所以只要在計數(shù)器里面放進55536就可以了。項目6中斷及定時系統(tǒng)3.計數(shù)器的容量項目6中斷及定時系統(tǒng)246.2.2定時/計數(shù)器的結(jié)構(gòu)

從上一節(jié)我們已經(jīng)得知，單片機中的定時/計數(shù)器都可以有多種用途，下面我們具體了解它們的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。 8051單片機內(nèi)部有兩個16位的可編程定時器/計數(shù)器，稱為定時器0（T0）和定時器1（T1），可編程選擇其作為定時器用或作為計數(shù)器用。此外，工作方式、定時時間、計數(shù)值、啟動、中斷請求等都可以由程序設(shè)定，其邏輯結(jié)構(gòu)如圖6-7所示。項目6中斷及定時系統(tǒng)6.2.2定時/計數(shù)器的結(jié)構(gòu)項目6中斷及定時系統(tǒng)256.2.3定時器/計數(shù)器的控制 上文提到的兩個特殊功能寄存器，TMOD和TCON，通過設(shè)置這兩個特殊功能寄存器來讓定時/計數(shù)器為我們服務。1.定時/計數(shù)器方式寄存器TMOD TMOD為T1、T2的工作方式寄存器，TMOD的低4位為T0的方式字段，高4位為T1的方式字段，它們的含義完全相同，其格式如下：項目6中斷及定時系統(tǒng)6.2.3定時器/計數(shù)器的控制項目6中斷及定時系統(tǒng)26GATE:門控位。用于控制T0或T1的啟動。當GATE=0時，計數(shù)器的啟動不受外部引腳信號或控制，只受定時器控制寄存器TCON中的啟動位TR0或TR1的控制；當GATE=1時，計數(shù)器的啟動不僅受TR0或TR1的控制，還要受外部引腳信號或控制。

C/T：功能選擇位。當=0時，定時功能，其計數(shù)脈沖為時鐘振蕩信號的12分頻，即對機器周期計數(shù)；當=1時，計數(shù)功能，其計數(shù)脈沖是從T0（P3.4）或T1（P3.5）端輸入的外部脈沖。M1和M0：工作方式選擇位。定時器/計數(shù)器有4種工作方式，通過M1、M0的組合設(shè)置為不同的工作方式項目6中斷及定時系統(tǒng)GATE:門控位。用于控制T0或T1的啟動。當GATE=027M1M0工作方式說明00方式013位定時器/計數(shù)器01方式116位定時器/計數(shù)器10方式2自動重裝載8位定時器/計數(shù)器11方式3T0被拆為兩個8位的定時器/計數(shù)器；T1停止計數(shù)TMOD不能位尋址，只能用字節(jié)指令設(shè)置定時器工作方式，高4位定義T1，低4位定義T0。復位時，TMOD所有位均置0。項目6中斷及定時系統(tǒng)M1M0工作方式說明00方式013位定時器/計數(shù)器01282.定時器/計數(shù)器控制寄存器TCON（TimerControlRegister）項目6中斷及定時系統(tǒng)2.定時器/計數(shù)器控制寄存器TCON（TimerContr291）TF1：定時器1溢出標志位。當定時器1計數(shù)滿產(chǎn)生溢出時，由硬件自動置TF1=1。在中斷允許時，向CPU發(fā)出定時器1的中斷請求，進入中斷服務程序后，由硬件自動清0。在中斷屏蔽時，TF1可作查詢測試用，此時只能由軟件清0。2）TR1：定時器1運行控制位。由軟件置1或清0來啟動或關(guān)閉定時器1。當GATE=1，且為高電平時，TR1置1啟動定時器1；當GATE=0時，TR1置1即可啟動定時器1。3）TF0：定時器0溢出標志位。其功能及操作情況同TF1。4）TR0：定時器0運行控制位。其功能及操作情況同TR1。5）IE1：外部中斷1（）請求標志位。6）IT1：外部中斷1觸發(fā)方式選擇位。7）IE0：外部中斷0（）請求標志位。8）IT0：外部中斷0觸發(fā)方式選擇位。TCON中的低4位用于控制外部中斷，與定時器/計數(shù)器無關(guān)。當系統(tǒng)復位時，TCON的所有位均清0。TCON的字節(jié)地址為88H，可以位尋址，清溢出標志位或啟動定時器都可以用位操作指令。如SETBTR1、JBCTF1，LOOP等等。項目6中斷及定時系統(tǒng)1）TF1：定時器1溢出標志位。當定時器1計數(shù)滿產(chǎn)生溢出時306.2.4定時器/計數(shù)器的工作方式通過對定時器/計數(shù)器方式控制寄存器TMOD的介紹，已經(jīng)知道定時器/計數(shù)器有四種工作方式。1.工作方式0當TMOD的M1、M0位為00時，定時器/計數(shù)器就工作在方式0。方式0的計數(shù)器是由TL0的低5位與TH0的8位組成的13位計數(shù)器結(jié)構(gòu)，TL0的高3位未用。當TL0的低5位進位時，TH0加1；TH0的最高位進位，產(chǎn)生溢出，使TF0=1,向CPU申請中斷。若CPU響應中斷，系統(tǒng)自動將TF0復位。圖6-9方式0中的13位計數(shù)器分配項目6中斷及定時系統(tǒng)6.2.4定時器/計數(shù)器的工作方式圖6-9方式0中的1331當=0時，多路開關(guān)連接12分頻器輸出，T0對機器周期計數(shù)，此時T0為定時器。其定時時間為：當=1時，多路開關(guān)與T0（P3.4）相連，外部計數(shù)脈沖由T0腳輸入，當外部信號電平發(fā)生由0到1的負跳變時，計數(shù)器加1，此時T0為計數(shù)器。定時器初值計數(shù)：設(shè)定時時間為t,計數(shù)初值為X，晶體振蕩器產(chǎn)生的振蕩信號的頻率為fosc，則定時時間的計算公式為：t=（計數(shù)最大值－X）×12/fosc方式0為13位計數(shù)器結(jié)構(gòu)，其計數(shù)最大值為213=8192。設(shè)fosc為12MHz，經(jīng)12分頻后，每個計數(shù)脈沖的周期為1μs。當計數(shù)初值X為0時，定時時間最長，則方式0的最大定時時間為：tmax=(213－0)×12/fosc=8192×1μs=8.192ms項目6中斷及定時系統(tǒng)當=0時，多路開關(guān)連接12分頻器輸出，T032計數(shù)器初值計算：設(shè)計數(shù)次數(shù)為C，計數(shù)初值為X，則計數(shù)次數(shù)的計算公式如下：C=計數(shù)最大值－X當計數(shù)初值X為0時，計數(shù)次數(shù)最多，則方式0的最大計數(shù)次數(shù)為：Cmax=213－0=8192項目6中斷及定時系統(tǒng)計數(shù)器初值計算：項目6中斷及定時系統(tǒng)33【例6.2】用定時器0的工作方式0實現(xiàn)1ms的定時，在P1.0引腳上輸出周期為2ms的方波。設(shè)晶振頻率為12MHz。解：第一步，設(shè)置工作方式TMOD。根據(jù)題意用定時器0的工作方式0實現(xiàn)1ms的定時，則：M1M0=00，T0工作在方式0；=0，此時T0為定時狀態(tài)；GATE=0，此時定時器與外部中斷無關(guān)；其余各位可以任意設(shè)置，這里取0值，即TMOD=00000000B=00H。第二步，計算初值，此時晶振頻率為12MHz。根據(jù)公式，得出得=1C18H=0001110000011000B因13位計數(shù)器中TL0的高3位未用，應填寫0，TH0占高8位，所以X的實際填寫值應為：=1110000011000=E018H即：TH0=E0H，TL0=18H。項目6中斷及定時系統(tǒng)【例6.2】用定時器0的工作方式0實現(xiàn)1ms的定時，在P1.34第三步，程序采用查詢的方式，如下：ORG00HLJMPMAINORG0100HMAIN:MOVTMOD,#00H;設(shè)定時器0為工作方式0SETBTR0;啟動定時器LOOP:MOVTH0,#0E0H;預置數(shù)，裝入計數(shù)初值MOVTL0,#18HJNBTF0,$;T0沒有溢出，等待溢出CLRTF0CPLP1.0;P1.0取反輸出方波LJMPLOOPEND項目6中斷及定時系統(tǒng)第三步，程序采用查詢的方式，如下：項目6中斷及定時系統(tǒng)352.方式1 定時器工作于方式1時，構(gòu)成一個16位定時器/計數(shù)器，其最大計數(shù)值為216=65536，其結(jié)構(gòu)與操作幾乎完全與方式0相同，只是將M1M0設(shè)為01，唯一差別是二者計數(shù)位數(shù)不同。作為定時器用時，其定時時間為： 既然方式0和方式1的結(jié)構(gòu)與操作基本一樣，為什么還要用13位的方式0呢？為什么不都用16位方式1？這是為了和51機的前輩48系列兼容而設(shè)的一種工作式，當然我們可以都用方式1，不用方式0。項目6中斷及定時系統(tǒng)2.方式1項目6中斷及定時系統(tǒng)36【例6.3】用定時器0的工作方式1實現(xiàn)50ms的定時，在P1.0引腳上輸出周期為100ms的方波。設(shè)晶振頻率為12MHz。解：第一步，設(shè)置工作方式TMOD。根據(jù)題意用定時器0的工作方式1實現(xiàn)50ms的定時，則：M1M0=01，T0工作在方式1；其余與例6.2相同，即TMOD=00000001B=01H。第二步，計算初值，此時晶振頻率為12MHz。根據(jù)公式，得出得=2^16-50000=15536=3CB0H即：TH0=3CH，TL0=B0H。項目6中斷及定時系統(tǒng)【例6.3】用定時器0的工作方式1實現(xiàn)50ms的定時，在P137第三步，程序采用中斷的方式，如下：ORG0000HLJMPMAINORG000BHLJMPTIME00ORG0100HMAIN:MOVTMOD,#01H;設(shè)定時器0為工作方式1MOVTH0,#3CH;預置數(shù)，裝入計數(shù)初值MOVTL0,#0B0HSETBEA;開總中斷SETBET0;開定時器中斷SETBTR0;啟動定時器T0LOOP:SJMP$;等待中斷TIME00:CPLP1.0;P1.0取反輸出方波MOVTH0,#3CH;預置數(shù)，重新裝入計數(shù)初值MOVTL0,#0B0HRETIEND項目6中斷及定時系統(tǒng)第三步，程序采用中斷的方式，如下：項目6中斷及定時系統(tǒng)383.方式2在例6.2中，當定時時間到了以后，定時器的值變成了0，下一次將要計滿65536后才會溢出，而我們的要求是定時產(chǎn)生方波，所以我們要做溢出后做一個重置預置數(shù)的工作，如在中斷服務程序中重新裝入計數(shù)初值，做這樣的工作影響定時精度不說，還需要時間，一般來說這點時間不算什么，可是有一些場合我們還是要計較的，所以就有了工作方式2，自動再裝入預置數(shù)的工作方式。 方式2中16位定時/計數(shù)器被分割為兩個，TL0（TL1）用作8位計數(shù)器，TH0（TH1）用以保持初值。TH0（TH1）作為一個8位的寄存器使用，存放計數(shù)器的初始值；TL0（TL1）作為一個8位加1計數(shù)器； 當TL0（TL1）計數(shù)溢出時，不僅溢出中斷標志TF0（TF1）置1，而且還自動把TH0（TH1）中的內(nèi)容重裝到TL0（TL1）中。 程序初始化時，TL0（TL1）和TH0（TH1）由軟件賦予相同的初值。一旦TL0（TL1）計數(shù)溢出，TF0（TF1）將被置位，同時，TH0（TH1）中的初值裝入TL0（TL1），從而進入新一輪計數(shù)，如此重復循環(huán)不止。用于定時工時方式時，其定時時間是：項目6中斷及定時系統(tǒng)3.方式2項目6中斷及定時系統(tǒng)39【例6.4】用定時器0的工作方式2實現(xiàn)100s的定時，在P1.0引腳上輸出周期為200s的方波。設(shè)晶振頻率為12MHz。解：第一步，設(shè)置工作方式TMOD。根據(jù)題意用定時器0的工作方式2實現(xiàn)100s的定時，則：M1M0=10，T0工作在方式2；其余與例6.2相同，即TMOD=00000010B=02H。第二步，計算初值，此時晶振頻率為12MHz。根據(jù)公式，得出得=2^8-100=156=9CH即：TH0=9CH，TL0=9CH。第三步，程序采用中斷的方式，如下：ORG0000HLJMPMAINORG000BHCPLP1.0;P1.0取反輸出方波RETIORG0100HMAIN:MOVTMOD,#02H;設(shè)定時器0為工作方式1MOVTH0,#9CH;預置數(shù)，裝入計數(shù)初值MOVTL0,#9CHMOVIE,#82H;開中斷SETBTR0;啟動定時器T0LOOP:SJMP$;等待中斷END項目6中斷及定時系統(tǒng)【例6.4】用定時器0的工作方式2實現(xiàn)100s的定時，在P1406.2.4定時器/計數(shù)器的工作方式 上文提到，，通過對TMOD寄存器中M0、M1位進行設(shè)置，可選擇4種工作方式，即方式0、方式1、方式2和方式3。在方式0、1和2時，T0和T1的工作方式相同；在方式3時，兩個定時器的工作方式不同，1.方式0方式0構(gòu)成一個13位定時器/計數(shù)器，其最大計數(shù)值為213=8192。項目6中斷及定時系統(tǒng)6.2.4定時器/計數(shù)器的工作方式項目6中斷及定時系統(tǒng)41項目6中斷及定時系統(tǒng)項目6中斷及定時系統(tǒng)426.1中斷系統(tǒng)6.1.1中斷的幾個概念概念1.中斷的定義 對于CPU來說，CPU在處理某一事件A時，發(fā)生了另一事件B請求CPU迅速去處理（中斷發(fā)生）；CPU暫時中斷當前的工作，轉(zhuǎn)去處理事件B（中斷響應和中斷服務）；待CPU將事件B處理完畢后，再回到原來事件A被中斷的地方繼續(xù)處理事件A（中斷返回），這一過程稱為中斷。 所以我們把可以引起中斷的請求源稱之為中斷源。單片機中也有一些可以引起中斷的事件，8051中一共有5個中斷源：兩個外部中斷，兩個定時/計數(shù)器中斷，一個串行口中斷。2.中斷的嵌套與優(yōu)先級 8051單片機5個中斷源有兩個優(yōu)先級項目6中斷及定時系統(tǒng)6.1中斷系統(tǒng)6.1.1中斷的幾個概念概念項目6中斷及433.中斷的響應過程 五個中斷源，每個中斷產(chǎn)生后都到一個固定的地方去找處理這個中斷的程序，在去之前首先要保存下面將執(zhí)行的指令的地址，以便處理完中斷后回到原來的地方繼續(xù)往下執(zhí)行程序。中斷響應過程可以分為以下幾個步驟：1）保護斷點，即保存下一將要執(zhí)行的指令的地址，就是把這個地址送入堆棧；2）尋找中斷入口，根據(jù)5個不同的中斷源所產(chǎn)生的中斷，查找5個不同的中斷服務程序入口地址。在這5個入口地址處存放有中斷處理程序；3）執(zhí)行中斷處理程序；4）中斷返回：執(zhí)行完中斷處理程序后，就從中斷處返回到主程序，繼續(xù)執(zhí)行主程序。 中斷系統(tǒng)是計算機的重要組成部分。中斷系統(tǒng)可以提高CPU的工作效率，還可以提高實時數(shù)據(jù)的處理時效，所以實時控制、故障自動處理往往采用中斷系統(tǒng)，計算機與外圍設(shè)備間傳送數(shù)據(jù)及實現(xiàn)人機聯(lián)系也常采用中斷方式。項目6中斷及定時系統(tǒng)3.中斷的響應過程項目6中斷及定時系統(tǒng)446.1.2中斷系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)項目6中斷及定時系統(tǒng)6.1.2中斷系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)項目6中斷及定時系統(tǒng)456.1.3中斷源和中斷標志1.中斷源 MCS-51的5個中斷源為兩個外部中斷、兩個定時器中斷和一個串行口中斷。 1）外部中斷請求源：即外中斷0和1，經(jīng)由外部引腳引入的，在單片機上有兩個引腳，名稱為、，也就是P3.2、P3.3這兩個引腳。 2）內(nèi)部中斷請求源：兩個定時器中斷和串行口中斷。8051內(nèi)部有兩個16位的定時/計數(shù)器，對內(nèi)部定時脈沖或者T0/T1引腳上輸入的外部計數(shù)脈沖計數(shù)，當定時時間到或計數(shù)脈沖滿時，自動向CPU提出中斷請求。串行口中斷分為串行口發(fā)送中斷和串行口接收中斷兩種，在串行口進行發(fā)送/接收數(shù)據(jù)時，每當串行口發(fā)送/接收完一組數(shù)據(jù)，單片機自動使串行口控制寄存器SCON的RI或TI中斷標志置位，并且自動向CPU提出串行口中斷請求。項目6中斷及定時系統(tǒng)6.1.3中斷源和中斷標志項目6中斷及定時系統(tǒng)46

80C51單片機的中斷系統(tǒng)提供了5個中斷源，具有2個中斷優(yōu)先級，可實現(xiàn)兩級中斷嵌套。 80C51單片機的5個中斷源分別是：2個外部中斷（由、引腳輸入中斷請求信號）、2個片內(nèi)定時器/計數(shù)器溢出中斷（T0、T1）和1個片內(nèi)串行口中斷。TCON、SCON是用來存放各中斷源的中斷申請標志的寄存器；IE是用來設(shè)置是否允許中斷源中斷的寄存器；IP是用來設(shè)置中斷源優(yōu)先級別的寄存器；硬件查詢是相同優(yōu)先級的中斷源再進行排隊的硬件電路。項目6中斷及定時系統(tǒng) 80C51單片機的中斷系統(tǒng)提供了5個中斷源，具有2個中斷47（1）定時器控制寄存器TCON（TimerControlRegister）IE0:外部中斷0請求標志位。當CPU檢測到引腳上出現(xiàn)下降沿信號或低電平信號時，由內(nèi)部硬件置位IE0（IE0=1），向CPU請求中斷。IE1：外部中斷1請求標志位。當CPU檢測到引腳上出現(xiàn)下降沿信號或低電平信號時，由內(nèi)部硬件置位IE1（IE1=1），向CPU申請中斷。TF0：定時器/計數(shù)器T0的溢出中斷請求標志位。當T0計數(shù)溢出時，由內(nèi)部硬件置位TF0（TF0=1），向CPU申請中斷。TF1：定時器/計數(shù)器T1的溢出中斷請求標志位。當T1計數(shù)溢出時，由內(nèi)部硬件置位TF1（TF1=1），向CPU申請中斷。IT0：外部中斷0觸發(fā)方式控制位。當IT0=0時，電平觸發(fā)，低電平有效；當IT0=1時，邊沿觸發(fā)，下降沿有效。IT1：外部中斷1觸發(fā)方式控制位。當IT1=0時，電平觸發(fā)，低電平有效；當IT1=1時，邊沿觸發(fā)，下降沿有效。項目6中斷及定時系統(tǒng)（1）定時器控制寄存器TCON（TimerControl48（2）串行口控制寄存器SCON（SerialControlRegister）TI：串行口發(fā)送中斷請求標志位。當串行口發(fā)送完一個數(shù)據(jù)幀時，將TI置位（TI=1），向CPU申請中斷。RI：串行口接收中斷請求標志位。當串行口接收完一個數(shù)據(jù)幀時，將RI置位（RI=1），向CPU申請中斷。項目6中斷及定時系統(tǒng)（2）串行口控制寄存器SCON（SerialControl496.1.4對中斷請求的控制1.對中斷允許的控制 計算機中斷系統(tǒng)有兩種不同類型的中斷：一類稱為非屏蔽中斷，另一類稱為可屏蔽中斷。對非屏蔽中斷，用戶不能用軟件的方法加以禁止，一旦有中斷申請，CPU必須予以響應。對可屏蔽中斷，用戶則可以通過軟件方法來控制是否允許某中斷源的中斷，允許中斷稱中斷開放，不允許中斷稱中斷屏蔽。MCS-51系列單片機的5個中斷源都是可屏蔽中斷項目6中斷及定時系統(tǒng)6.1.4對中斷請求的控制項目6中斷及定時系統(tǒng)50 EA：中斷允許總控制位。EA＝0，中斷總禁止，禁止所有中斷；EA＝1，中斷總允許，置1后，各中斷源的中斷允許由各個控制位進行設(shè)置。 EX0、EX1：外部中斷允許控制位。EX0（EX1）＝0，表示禁止外中斷INT0（INT1）的中斷申請；EX0（EX1）＝1，表示允許外中斷INT0（INT1）的中斷申請。 ET0、ET1：定時/計數(shù)中斷允許控制位。ET0（ET1）＝0，表示禁止定時/計數(shù)器0（1）的中斷申請；ET0（ET1）＝1，表示允許定時/計數(shù)器0（1）的中斷申請； ES：串行口中斷允許控制位。ES＝0，禁止串口中斷；ES＝1，允許串口中斷。MCS-51單片機各個中斷源均為可屏蔽中斷。 中斷允許寄存器IE的單元地址是A8H，各控制位可以位尋址，也可以字節(jié)尋址。例如可以采用位指令開放外部中斷的溢出中斷：SETBEASETBEX0 若改為字節(jié)傳送指令，則僅需采用一條指令：MOVIE,#81H項目6中斷及定時系統(tǒng) EA：中斷允許總控制位。EA＝0，中斷總禁止，禁止所有中51例：設(shè)允許定時器/計數(shù)器T1的溢出中斷的中斷請求，禁止其它中斷源的中斷請求，寫出設(shè)置IE的指令。分析：根據(jù)設(shè)定條件，則IE寄存器的EA=1，ET1=1，其它位為0，IE的值應為10001000B，即88H。用字節(jié)傳送指令可寫為：MOVIE，#88H或MOV0A8H，#88H若改用位操作指令，則需兩條指令：SETBET1;允許T1溢出中斷SETBEA;CPU允許所有中斷源中斷項目6中斷及定時系統(tǒng)例：設(shè)允許定時器/計數(shù)器T1的溢出中斷的中斷請求，禁止其它中52（4）中斷優(yōu)先級寄存器IP（InterruptPriorityRegister）80C51單片機的5個中斷源，均可由程序設(shè)置為高優(yōu)先級中斷或低優(yōu)先級中斷，誰的優(yōu)先級別高，就先響應誰。每個中斷源的中斷優(yōu)先級都通過中斷優(yōu)先級寄存器IP統(tǒng)一設(shè)置。項目6中斷及定時系統(tǒng)（4）中斷優(yōu)先級寄存器IP（InterruptPriori53PX0和PX1：PX0是外部中斷0的中斷優(yōu)先級控制位；PX1是外部中斷1的中斷優(yōu)先級控制位。PT0和PT1：PT0為定時器/計數(shù)器T0的溢出中斷優(yōu)先級控制位；PT1為定時器/計數(shù)器T1的溢出中斷優(yōu)先級控制位。PS：串行口中斷優(yōu)先級控制位。注意：當某個中斷源的優(yōu)先級控制位為1時，設(shè)置為高優(yōu)先級中斷；為0時，設(shè)置為低優(yōu)先級中斷。項目6中斷及定時系統(tǒng)PX0和PX1：PX0是外部中斷0的中斷優(yōu)先級控制位；項目654 8051單片機共有5個中斷源，在單片機工作過程中，若出現(xiàn)三個或者更多的中斷請求源，那么同一優(yōu)先級別中的中斷源就不止一個，這個時候也有中斷優(yōu)先級排隊的問題，8051單片機對此有統(tǒng)一規(guī)定，如表6-1所示。可對中斷系統(tǒng)的規(guī)定概括為以下兩條基本規(guī)則： 1)低優(yōu)先級中斷系統(tǒng)的規(guī)定被高級中斷系統(tǒng)中斷，反之不能； 2)當多個中斷源同時發(fā)出申請時，級別高的優(yōu)先級先服務（先按高低優(yōu)先級區(qū)分，再按輔助優(yōu)先級區(qū)分）。高低中斷源同一級別的優(yōu)先級外部中斷0定時/計數(shù)器0溢出中斷外部中斷1定時/計數(shù)器1溢出中斷串行口中斷表6-18051各個中斷源中斷優(yōu)先級順序項目6中斷及定時系統(tǒng) 8051單片機共有5個中斷源，在單片機工作過程中，若出現(xiàn)55例：設(shè)80C51單片機的外部中斷為高優(yōu)先級，內(nèi)部中斷為低優(yōu)先級，寫出設(shè)置IP的指令。分析：由給定的條件可知：IP寄存器中，PX1=1，PX0=1，其余位為0，即IP=00000101B=05H。用字節(jié)傳送指令設(shè)置：MOVIP，#05H或MOV0B8H，#05H用位操作指令設(shè)置：SETBPX0SETBPX1CLRPT0CLRPT1CLRPS項目6中斷及定時系統(tǒng)例：設(shè)80C51單片機的外部中斷為高優(yōu)先級，內(nèi)部中斷為低優(yōu)566.1.5中斷處理過程 中斷處理過程可分為中斷響應、中斷處理和中斷返回三個階段。1.中斷響應 中斷響應是CPU對中斷源中斷請求的響應，包括保護斷點和將程序轉(zhuǎn)向中斷服務程序的入口地址（通常稱矢量地址）。CPU并非任何時刻都響應中斷請求，而是在中斷響應條件滿足之后才會響應。 1）中斷響應條件 (1)有中斷源發(fā)出中斷請求。(2)中斷總允許位EA=1。(3)申請中斷的中斷源允許。 滿足以上基本條件，CPU一般會響應中斷，但CPU正在響應同級或高優(yōu)先級的中斷、正在執(zhí)行RETI中斷返回指令以及訪問專用寄存器IE和IP的指令時，CPU不響應中斷請求而在下一機器周期繼續(xù)查詢，否則，CPU在下一機器周期響應中斷。項目6中斷及定時系統(tǒng)6.1.5中斷處理過程項目6中斷及定時系統(tǒng)572）中斷響應過程 中斷響應過程包括保護斷點和將程序轉(zhuǎn)向中斷服務程序的入口地址。首先把中斷點的地址（斷點地址）壓入堆棧保護，然后將對應的中斷入口地址裝入程序計數(shù)器PC（由硬件自動執(zhí)行），使程序轉(zhuǎn)向該中斷入口地址，執(zhí)行中斷服務程序。MCS-51系列單片機各中斷源的入口地址由硬件事先設(shè)定，分配如表6-2所示。 因為5個中斷源的入口地址之間，只相隔8個存儲單元，一般的中斷服務程序是容納不下的，使用時通常在這些中斷入口地址處存放一條絕對跳轉(zhuǎn)指令，使程序跳轉(zhuǎn)到存儲器其他的任何空間，并且將中斷服務程序安排在相應的空間中。例如，若采用定時器T0中斷，其中斷入口地址為000BH，中斷服務程序名為TIME00，因此，指令形式為：ORG 000BH;T1中斷入口AJMP TIME00;轉(zhuǎn)向中斷服務程序中斷源入口地址外部中斷00003H定時/計數(shù)器0溢出中斷000BH外部中斷10013H定時/計數(shù)器1溢出中斷001BH串行口中斷0023H項目6中斷及定時系統(tǒng)2）中斷響應過程中斷源入口地址外部中斷00003H定時/計數(shù)582.中斷處理中斷處理就是執(zhí)行中斷服務程序。中斷服務程序從中斷入口地址開始執(zhí)行，到返回指令“RETI”為止，一般包括兩部分內(nèi)容，一是保護現(xiàn)場，二是完成中斷源請求的服務。 通常，主程序和中斷服務程序都會用到累加器A、狀態(tài)寄存器PSW及其它一些寄存器，當CPU進入中斷服務程序用到上述寄存器時，會破壞原來存儲在寄存器中的內(nèi)容，一旦中斷返回，將會導致主程序的混亂，因此，在進入中斷服務程序后，一般要先保護現(xiàn)場，然后，執(zhí)行中斷處理程序，在中斷返回之前再恢復現(xiàn)場。例如：TIME00:;中斷服務程序CLREA;關(guān)中斷PUSHPSW;保護現(xiàn)場PUSHACCPUSHB．．．．．．．．;中斷處理PUSHB;恢復現(xiàn)場PUSHACCPUSHPSWSETBEA;開中斷RETI;中斷返回項目6中斷及定時系統(tǒng)2.中斷處理項目6中斷及定時系統(tǒng)59編寫中斷服務程序時還需注意以下幾點： 1）各中斷源的中斷入口地址之間只相隔8個字節(jié)，容納不下普通的中斷服務程序，因此，在中斷入口地址單元通常存放一條無條件轉(zhuǎn)移指令，可將中斷服務程序轉(zhuǎn)至存儲器的其它任何空間。 2）若要在執(zhí)行當前中斷程序時禁止其它更高優(yōu)先級中斷，需先用軟件關(guān)閉CPU中斷，或用軟件禁止相應高優(yōu)先級的中斷，在中斷返回前再開放中斷。 3）在保護和恢復現(xiàn)場時，為了不使現(xiàn)場數(shù)據(jù)遭到破壞或造成混亂，一般規(guī)定此時CPU不再響應新的中斷請求。因此，在編寫中斷服務程序時，要注意在保護現(xiàn)場前關(guān)中斷，在保護現(xiàn)場后若允許高優(yōu)先級中斷，則應開中斷。同樣，在恢復現(xiàn)場前也應先關(guān)中斷，恢復之后再開中斷。項目6中斷及定時系統(tǒng)編寫中斷服務程序時還需注意以下幾點：項目6中斷及定時系統(tǒng)603.中斷返回 中斷返回是指中斷服務完后，計算機返回原來斷開的位置（即斷點），繼續(xù)執(zhí)行原來的程序。中斷返回由中斷返回指令RETI來實現(xiàn)。該指令的功能是把斷點地址從堆棧中彈出，送回到程序計數(shù)器PC，此外，還通知中斷系統(tǒng)已完成中斷處理，并同時清除優(yōu)先級狀態(tài)觸發(fā)器。項目6中斷及定時系統(tǒng)3.中斷返回項目6中斷及定時系統(tǒng)614.中斷請求的撤除CPU響應中斷請求后即進入中斷服務程序，在中斷返回前，應撤除該中斷請求，否則，會重復引起中斷而導致錯誤。MCS-51各中斷源中斷請求撤消的方法各不相同，分別為：1）定時器中斷請求的撤除 對于定時器0或1溢出中斷，CPU在響應中斷后即由硬件自動清除其中斷標志位TF0或TF1，無需采取其它措施。2）串行口中斷請求的撤除 對于串行口中斷，CPU在響應中斷后，硬件不能自動清除中斷請求標志位TI、RI，必須在中斷服務程序中用軟件將其清除。例如：CLRTI;撤除發(fā)送中斷CLRRI;撤除接收中斷3）外部中斷請求的撤除 外部中斷可分為邊沿觸發(fā)型和電平觸發(fā)型，對于這兩種不同的中斷觸發(fā)方式，51單片機撤除它們的中斷請求的方法是不同的。 (1)對于邊沿觸發(fā)的外部中斷0或1，CPU在響應中斷后由硬件自動清除其中斷標志位IE0或IE1，無需采取其它措施。 (2)對于電平觸發(fā)的外部中斷，其中斷請求撤除方法較復雜。因為對于電平觸發(fā)外中斷，CPU在響應中斷后，硬件不會自動清除其中斷請求標志位IE0或IE1，同時，也不能用軟件將其清除，所以，在CPU響應中斷后，應立即撤除或引腳上的低電平。否則，就會引起重復中斷而導致錯誤。而CPU又不能控制或引腳的信號，因此，只有通過硬件再配合相應軟件才能解決這個問題。項目6中斷及定時系統(tǒng)4.中斷請求的撤除項目6中斷及定時系統(tǒng)62【例6.1】電路如圖6-3所示，按鍵控制信號燈，試利用兩個外部中斷編程實現(xiàn)以下功能：K0單獨按下，黃燈亮；K1單獨按下，綠燈亮。項目6中斷及定時系統(tǒng)【例6.1】電路如圖6-3所示，按鍵控制信號燈，試利用兩個外636.2定時/計數(shù)器6.2.1關(guān)于定時/計數(shù)器的幾個概念1.計數(shù)的概念 所謂計數(shù)，就是計算事件發(fā)生的次數(shù)。2.定時的概念 生活中常見的定時有很多，如電視機定時關(guān)機、空調(diào)定時開關(guān)、微波爐定時加熱等等。 單片機中的定時器和計數(shù)器是一個東西，只不過計數(shù)器是記錄的外界發(fā)生的事情，而定時器則是由單片機提供一個非常穩(wěn)定的計數(shù)源。這個計數(shù)源就是由單片機的晶振經(jīng)過12分頻后獲得的一個脈沖源。在晶振位12MHz的情況下，這個計數(shù)脈沖的時間間隔就是1。項目6中斷及定時系統(tǒng)6.2定時/計數(shù)器6.2.1關(guān)于定時/計數(shù)器的幾個概念項643.計數(shù)器的容量 8051單片機中有兩個計數(shù)器，分別稱之為T0和T1，這兩個計數(shù)器都是16位，所以最大的計數(shù)量是65536，即0000H～FFFFH。 計數(shù)器的容量是16位，最大的計數(shù)量是65536，因此計到65536個就會產(chǎn)生溢出。問題是我們現(xiàn)實生活中，經(jīng)常會有少于65536個計數(shù)值的要求，如定時100s？ 比如說，一個容器可以裝1000滴水，再裝的話就溢出了。現(xiàn)在要求裝只能100滴水，再裝的話就溢出了，怎么實現(xiàn)？對了，我們可以先裝900滴水就可以了。這種方式在單片機里面稱為預置數(shù)，我要計100，那我就先放進65436，再來100個脈沖，就可以到65536了。 定時也是如此，每個脈沖是1，則計滿65536個脈沖需時65.536ms，如果我只要10ms怎么辦？10個ms為10000個，所以只要在計數(shù)器里面放進55536就可以了。項目6中斷及定時系統(tǒng)3.計數(shù)器的容量項目6中斷及定時系統(tǒng)656.2.2定時/計數(shù)器的結(jié)構(gòu)

從上一節(jié)我們已經(jīng)得知，單片機中的定時/計數(shù)器都可以有多種用途，下面我們具體了解它們的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。 8051單片機內(nèi)部有兩個16位的可編程定時器/計數(shù)器，稱為定時器0（T0）和定時器1（T1），可編程選擇其作為定時器用或作為計數(shù)器用。此外，工作方式、定時時間、計數(shù)值、啟動、中斷請求等都可以由程序設(shè)定，其邏輯結(jié)構(gòu)如圖6-7所示。項目6中斷及定時系統(tǒng)6.2.2定時/計數(shù)器的結(jié)構(gòu)項目6中斷及定時系統(tǒng)666.2.3定時器/計數(shù)器的控制 上文提到的兩個特殊功能寄存器，TMOD和TCON，通過設(shè)置這兩個特殊功能寄存器來讓定時/計數(shù)器為我們服務。1.定時/計數(shù)器方式寄存器TMOD TMOD為T1、T2的工作方式寄存器，TMOD的低4位為T0的方式字段，高4位為T1的方式字段，它們的含義完全相同，其格式如下：項目6中斷及定時系統(tǒng)6.2.3定時器/計數(shù)器的控制項目6中斷及定時系統(tǒng)67GATE:門控位。用于控制T0或T1的啟動。當GATE=0時，計數(shù)器的啟動不受外部引腳信號或控制，只受定時器控制寄存器TCON中的啟動位TR0或TR1的控制；當GATE=1時，計數(shù)器的啟動不僅受TR0或TR1的控制，還要受外部引腳信號或控制。

C/T：功能選擇位。當=0時，定時功能，其計數(shù)脈沖為時鐘振蕩信號的12分頻，即對機器周期計數(shù)；當=1時，計數(shù)功能，其計數(shù)脈沖是從T0（P3.4）或T1（P3.5）端輸入的外部脈沖。M1和M0：工作方式選擇位。定時器/計數(shù)器有4種工作方式，通過M1、M0的組合設(shè)置為不同的工作方式項目6中斷及定時系統(tǒng)GATE:門控位。用于控制T0或T1的啟動。當GATE=068M1M0工作方式說明00方式013位定時器/計數(shù)器01方式116位定時器/計數(shù)器10方式2自動重裝載8位定時器/計數(shù)器11方式3T0被拆為兩個8位的定時器/計數(shù)器；T1停止計數(shù)TMOD不能位尋址，只能用字節(jié)指令設(shè)置定時器工作方式，高4位定義T1，低4位定義T0。復位時，TMOD所有位均置0。項目6中斷及定時系統(tǒng)M1M0工作方式說明00方式013位定時器/計數(shù)器01692.定時器/計數(shù)器控制寄存器TCON（TimerControlRegister）項目6中斷及定時系統(tǒng)2.定時器/計數(shù)器控制寄存器TCON（TimerContr701）TF1：定時器1溢出標志位。當定時器1計數(shù)滿產(chǎn)生溢出時，由硬件自動置TF1=1。在中斷允許時，向CPU發(fā)出定時器1的中斷請求，進入中斷服務程序后，由硬件自動清0。在中斷屏蔽時，TF1可作查詢測試用，此時只能由軟件清0。2）TR1：定時器1運行控制位。由軟件置1或清0來啟動或關(guān)閉定時器1。當GATE=1，且為高電平時，TR1置1啟動定時器1；當GATE=0時，TR1置1即可啟動定時器1。3）TF0：定時器0溢出標志位。其功能及操作情況同TF1。4）TR0：定時器0運行控制位。其功能及操作情況同TR1。5）IE1：外部中斷1（）請求標志位。6）IT1：外部中斷1觸發(fā)方式選擇位。7）IE0：外部中斷0（）請求標志位。8）IT0：外部中斷0觸發(fā)方式選擇位。TCON中的低4位用于控制外部中斷，與定時器/計數(shù)器無關(guān)。當系統(tǒng)復位時，TCON的所有位均清0。TCON的字節(jié)地址為88H，可以位尋址，清溢出標志位或啟動定時器都可以用位操作指令。如SETBTR1、JBCTF1，LOOP等等。項目6中斷及定時系統(tǒng)1）TF1：定時器1溢出標志位。當定時器1計數(shù)滿產(chǎn)生溢出時716.2.4定時器/計數(shù)器的工作方式通過對定時器/計數(shù)器方式控制寄存器TMOD的介紹，已經(jīng)知道定時器/計數(shù)器有四種工作方式。1.工作方式0當TMOD的M1、M0位為00時，定時器/計數(shù)器就工作在方式0。方式0的計數(shù)器是由TL0的低5位與TH0的8位組成的13位計數(shù)器結(jié)構(gòu)，TL0的高3位未用。當TL0的低5位進位時，TH0加1；TH0的最高位進位，產(chǎn)生溢出，使TF0=1,向CPU申請中斷。若CPU響應中斷，系統(tǒng)自動將TF0復位。圖6-9方式0中的13位計數(shù)器分配項目6中斷及定時系統(tǒng)6.2.4定時器/計數(shù)器的工作方式圖6-9方式0中的1372當=0時，多路開關(guān)連接12分頻器輸出，T0對機器周期計數(shù)，此時T0為定時器。其定時時間為：當=1時，多路開關(guān)與T0（P3.4）相連，外部計數(shù)脈沖由T0腳輸入，當外部信號電平發(fā)生由0到1的負跳變時，計數(shù)器加1，此時T0為計數(shù)器。定時器初值計數(shù)：設(shè)定時時間為t,計數(shù)初值為X，晶體振蕩器產(chǎn)生的振蕩信號的頻率為fosc，則定時時間的計算公式為：t=（計數(shù)最大值－X）×12/fosc方式0為13位計數(shù)器結(jié)構(gòu)，其計數(shù)最大值為213=8192。設(shè)fosc為12MHz，經(jīng)12分頻后，每個計數(shù)脈沖的周期為1μs。當計數(shù)初值X為0時，定時時間最長，則方式0的最大定時時間為：tmax=(213－0)×12/fosc=8192×1μs=8.192ms項目6中斷及定時系統(tǒng)當=0時，多路開關(guān)連接12分頻器輸出，T073計數(shù)器初值計算：設(shè)計數(shù)次數(shù)為C，計數(shù)初值為X，則計數(shù)次數(shù)的計算公式如下：C=計數(shù)最大值－X當計數(shù)初值X為0時，計數(shù)次數(shù)最多，則方式0的最大計數(shù)次數(shù)為：Cmax=213－0=8192項目6中斷及定時系統(tǒng)計數(shù)器初值計算：項目6中斷及定時系統(tǒng)74【例6.2】用定時器0的工作方式0實現(xiàn)1ms的定時，在P1.0引腳上輸出周期為2ms的方波。設(shè)晶振頻率為12MHz。解：第一步，設(shè)置工作方式TMOD。根據(jù)題意用定時器0的工作方式0實現(xiàn)1ms的定時，則：M1M0=00，T0工作在方式0；=0，此時T0為定時狀態(tài)；GATE=0，此時定時器與外部中斷無關(guān)；其余各位可以任意設(shè)置，這里取0值，即TMOD=00000000B=00H。第二步，計算初值，此時晶振頻率為12MHz。根據(jù)公式，得出得=1C18H=0001110000011000B因13位計數(shù)器中TL0的高3位未用，應填寫0，TH0占高8位，所以X的實際填寫值應為：=1110000011000=E018H即：TH0=E0H，TL0=18H。項目6中斷及定時系統(tǒng)【例6.2】用定時器0的工作方式0實現(xiàn)1ms的定時，在P1.75第三步，程序采用查詢的方式，如下：ORG00HLJMPMAINORG0100HMAIN:MOVTMOD,#00H;設(shè)定時器0為工作方式0SETBTR0;啟動定時器LOOP:M