C的中斷系統(tǒng)及定時計數(shù)器資料實(shí)用

會計學(xué)1C的中斷系統(tǒng)及定時計數(shù)器資料實(shí)用2023/1/1925.1

80C51單片機(jī)的中斷系統(tǒng)5.1.180C51中斷系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)

CPU進(jìn)行工作A時發(fā)生了事件B，請求CPU馬上處理

CPU暫時中斷當(dāng)前工作A，轉(zhuǎn)去處理事件B

事件B處理完后，回到工作A被中斷的地方繼續(xù)處理A工作

中斷的概念中斷源中斷請求

中斷服務(wù)中斷返回中斷系統(tǒng)中斷的優(yōu)點(diǎn)利用率高

實(shí)時性強(qiáng)可靠性好第1頁/共42頁2023/1/19380C51中斷系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)5個中斷源、2個優(yōu)先級第2頁/共42頁2023/1/194中斷源5.1.280C51的中斷源外部中斷0（INT0）外部中斷1（INT1）T0溢出中斷（TF0）T1溢出中斷（TF1）串行口中斷（RI或TI）第3頁/共42頁2023/1/195觸發(fā)方式設(shè)置及中斷標(biāo)志

76543210TCONTF1TR1TF0TR0IE1IT1IE0IT0字節(jié)地址：88H電平方式（ITx=0），INTx引腳低電平時IEx=1，響應(yīng)中斷后IEx不自動清0（INTx引腳狀態(tài)）。邊沿方式（ITx=1），INTx引腳負(fù)跳變時IEx=1，響應(yīng)中斷后IEx自動清0。外部中斷標(biāo)志IE1、IE0（用IEx表示）第4頁/共42頁2023/1/196兩種觸發(fā)方式比較：電平方式時，INTx低電平必須保持到響應(yīng)時，否則就會漏掉；在中斷服務(wù)結(jié)束前，INTx低電平必須撤除，否則中斷返回之后將再次產(chǎn)生中斷。

例，8255的中斷請求線在接受讀或?qū)懖僮骱蠹幢粡?fù)位，因此以其去請求電平觸發(fā)方式的中斷比較方便。邊沿方式時，采樣到有效下降沿后，在IEx中將鎖存一個1。若CPU暫時不能響應(yīng)，申請標(biāo)志也不會丟失，直到響應(yīng)時才清0。

例，ADC0809的轉(zhuǎn)換結(jié)束信號EOC為正脈沖，經(jīng)反相后就可以作為80C51的INTx信號。第5頁/共42頁2023/1/197溢出中斷標(biāo)志TF1、TF0（用TFx表示）

溢出中斷請求標(biāo)志TFx，Tx啟動后就開始由初值進(jìn)行加1計數(shù)，直至最高位產(chǎn)生溢出使TFx=1向CPU請求中斷。CPU響應(yīng)中斷后TFx自動清0。

SCON的中斷標(biāo)志76543210SCONTIRI字節(jié)地址：98HRI：串口接收中斷標(biāo)志，響應(yīng)中斷時不能自動清除

TI：串口發(fā)送中斷標(biāo)志，響應(yīng)中斷時不能自動清除

第6頁/共42頁2023/1/1985.1.380C51中斷的控制中斷允許控制中斷源的開放和屏蔽由IE控制（1，開放；0，禁止）

76543210IEEAESET1EX1ET0EX0字節(jié)地址：A8HEX0:外中斷0允許ET0:T0中斷允許

EX1:外中斷1允許ET1:T1中斷允許ES:串口中斷允許

EA:CPU中斷允許

第7頁/共42頁2023/1/199中斷優(yōu)先級控制中斷優(yōu)先級由IP控制（1，高級；0，低級）

76543210IPPSPT1PX1PT0PX0字節(jié)地址：B8HPX0:外中斷0優(yōu)先級

PT0:T0中斷優(yōu)先級PX1:外中斷1優(yōu)先級PT1:T1中斷優(yōu)先級PS:串口中斷優(yōu)先級同一優(yōu)先級的自然順序：自高至低：INT0、TO、INT1、T1、串口。

第8頁/共42頁2023/1/1910中斷優(yōu)先級遵循的原則幾個中斷同時申請，先響應(yīng)高級的中斷正進(jìn)行的中斷服務(wù)，同級或低級中斷不能對其中斷，但可以被高級中斷所中斷。

為此，中斷系統(tǒng)內(nèi)設(shè)有對應(yīng)高、低2個優(yōu)先級狀態(tài)觸發(fā)器（用戶不能尋址）。狀態(tài)觸發(fā)器的復(fù)位由中斷返回指令RETI控制。第9頁/共42頁2023/1/19115.2

80C51單片機(jī)中斷處理過程5.2.1中斷響應(yīng)條件和時間中斷響應(yīng)條件有中斷請求

相應(yīng)的中斷允許位為1CPU開中斷（即EA=1）

遇下面情況之一將不被響應(yīng)（此間中斷條件失效，中斷丟失）

正在處理同級或高級中斷

當(dāng)前查詢周期不是所執(zhí)行指令的最后一個機(jī)器周期

正在執(zhí)行RETI或訪問IE或IP

的指令

第10頁/共42頁2023/1/1912中斷響應(yīng)時間中斷響應(yīng)至少需要3個完整的機(jī)器周期（3~8個）！受阻時要附加3~5個機(jī)器周期（無同級或高級中斷正進(jìn)行）

查詢周期不是當(dāng)前指令的最后機(jī)器周期(如MUL，+3)查詢周期恰逢RETI類指令(且后跟MUL指令+5)第11頁/共42頁2023/1/19135.2.2中斷響應(yīng)過程

CPU響應(yīng)中斷過程將相應(yīng)優(yōu)先級狀態(tài)觸發(fā)器置1（阻斷后來同級或低級中斷）執(zhí)行硬件LCALL指令（PC入棧，中斷服務(wù)程序入口址送PC

）執(zhí)行中斷服務(wù)程序

編寫中斷服務(wù)程序注意中斷服務(wù)程序入口存放指令LJMP或AJMP現(xiàn)場保護(hù)與現(xiàn)場恢復(fù)第12頁/共42頁2023/1/19145.2.3中斷返回中斷服務(wù)程序最后指令必須是RETI，其功能：將斷點(diǎn)從堆棧彈送PC，CPU從原斷點(diǎn)繼續(xù)執(zhí)行將相應(yīng)優(yōu)先級狀態(tài)觸發(fā)器清0，恢復(fù)原來工作狀態(tài)注意不能用RET代替RETI

中斷服務(wù)程序中PUSH和POP必須成對使用第13頁/共42頁2023/1/19155.2.4中斷程序舉例【例5-1】單外部中斷源示例ORG0000HSTART:LJMPMAIN

ORG0003H

LJMPINTO

ORG0030HMAIN:CLRIT0;電平

SETBEA

SETBEX0

MOVDPTR，#1000H

…

…

主程序：第14頁/共42頁2023/1/1916中斷服務(wù)程序:ORG0200HINT0:PUSHPSWPUSHACCCLRP3.0；由P3.0輸出0NOPNOPSETBP3.0MOVP1,#0FFH；置P1口為輸入

MOVA,P1；輸入數(shù)據(jù)

MOVX@DPTR,A；存入數(shù)據(jù)存儲器

INCDPTR；修改數(shù)據(jù)指針，指向下一個單元

…

…POPACC；恢復(fù)現(xiàn)場

POPPSWRETI第15頁/共42頁2023/1/1917【例5-2】多外部中斷源示例中斷服務(wù)程序:

ORG0003HLJMPINSE0

ORG0013HLJMPINSE1

…

…INSE0:PUSHPSW;XI0中斷服務(wù)

PUSHACC

…

…POPACCPOPPSWRETI(轉(zhuǎn)下頁)

第16頁/共42頁2023/1/1918INSE1:PUSHPSW(接上頁)

PUSHACCJBP1.0,DV1；P1.0為1，轉(zhuǎn)XI1中斷服務(wù)程序

JBP1.1,DV2；P1.1為1，轉(zhuǎn)XI2中斷服務(wù)程序

JBP1.2,DV3；P1.2為1，轉(zhuǎn)XI3中斷服務(wù)程序

JBP1.3,DV4；P1.3為1，轉(zhuǎn)XI4中斷服務(wù)程序INRET:POPACCPOPPSWRETIDV1:…

…

；XI1中斷服務(wù)程序

AJMPINRET

…

…DV4:…

…

；XI4中斷服務(wù)程序

AJMPINRET

第17頁/共42頁2023/1/19195.3

80C51單片機(jī)的定時/計數(shù)器定時/計數(shù)器的結(jié)構(gòu)基本型：T0，定時、計數(shù)。T1，定時、計數(shù)、串口波特率發(fā)生器。增強(qiáng)型：增加了T2。見5.3.4節(jié)。5.3.1定時/計數(shù)器的結(jié)構(gòu)和工作原理TH1、TL1TH0、TL0TCONTMOD第18頁/共42頁2023/1/1920定時/計數(shù)器的工作原理實(shí)質(zhì)是16位加1計數(shù)器定時器模式時，是對內(nèi)部機(jī)器周期計數(shù)。計數(shù)值乘以機(jī)器周期就是定時時間計數(shù)器模式時，是對外部事件計數(shù)。脈沖由T0（P3.4）或T1(P3.5)引腳輸入。

注意:(若計數(shù)值為N,計數(shù)初值為X)溢出信號使TF0或TF1置1，并發(fā)出中斷請求，16位時有：

N=65536-X，或X=65536-N12MHz晶振時，計數(shù)頻率低于0.5MHz

第19頁/共42頁2023/1/19215.3.2定時/計數(shù)器的控制工作方式寄存器TMOD

76543210TMODGATEC/TM1M0GATEC/TM1M0字節(jié)地址：89HGATE：門控位。GATE＝0時，只要TRx為1，就可啟動計數(shù)器工作；GATA＝1時，定時器的啟動還要加上INTx引腳為高電平這一條件。

C/T：模式選擇位。清0為定時模式，置1為計數(shù)方式。M1M0：工作方式設(shè)置位?？稍O(shè)置四種工作方式(見下頁）。第20頁/共42頁2023/1/1922M1M0工作方式說明00方式013位定時/計數(shù)器01方式116位定時/計數(shù)器10方式28位自動重裝定時/計數(shù)器11方式3T0分成兩個獨(dú)立的8位定時/計數(shù)器；T1此方式停止計數(shù)注意：TMOD不能進(jìn)行位尋址

第21頁/共42頁2023/1/1923控制寄存器TCON

76543210TCONTF1TR1TF0TR0字節(jié)地址：88HTFx：Tx溢出標(biāo)志位。響應(yīng)中斷后TFx有硬件自動清0。用軟件設(shè)置TFx可產(chǎn)生同硬件置1或清0同樣的效果。TRx：Tx運(yùn)行控制位。置1時開始工作；清0時停止工作。TRx要由軟件置1或清0（即啟動與停止要由軟件控制）。第22頁/共42頁2023/1/19245.3.3定時/計數(shù)器的工作方式T0有方式0、1、2、3；T1有方式0、1、2。以T0為例說明。方式0：13位方式

第23頁/共42頁2023/1/1925C/T=1時，則為計數(shù)模式，有：

X=213-N=8192-NC/T=0時，則為定時模式，有：

X=213-N=8192-N，N=t/Tcy【例5-3】若計數(shù)個數(shù)N為2，求計數(shù)初值。公式法計算：X＝8192－2=8190=1FFEH求補(bǔ)法計算：對0000000000010B取反加1為：

1111111111110B(1FFEH)初值計算：公式法

求補(bǔ)法：X=對N求補(bǔ)第24頁/共42頁2023/1/1926門控位作用當(dāng)GATE=0時僅由TR0控制與門的開啟。與門輸出1時，控制開關(guān)接通，計數(shù)開始；當(dāng)GATE=1時與門的開啟由INT0和TR0共同控制。這種方式可以用來測量INT0引腳上正脈沖的寬度。

注意：方式0的計數(shù)初值高8位和低5位確定麻煩

，實(shí)際應(yīng)用中常由16位的方式1取代。第25頁/共42頁2023/1/1927方式1：16位方式

X=216-N=65536-N計數(shù)范圍：1～65536

計數(shù)初值要分成2個字節(jié)分別送入TH0、TL0第26頁/共42頁2023/1/1928【例5-4】若要求定時器T0工作于方式1，定時時間為1ms，當(dāng)晶振為6MHz時，求送入TH0和TL0的計數(shù)初值各為多少？應(yīng)怎樣送入TH0和TL0？由于晶振為6MHz，所以機(jī)器周期Tcy為2μS，因此：N=t/Tcy=1×10-3/2×10-6＝500X＝216-N＝65536-500＝65036＝FE0CH也可以利用以下2條指令完成：MOVTL0,#(65536-500)MOD256;余數(shù)為計數(shù)初值的低字節(jié)MOVTH0,#(65536-500)/256;商為計數(shù)初值的高字節(jié)用傳送指令分別將FEH送入TH0中，0CH送入TL0中即可。第27頁/共42頁2023/1/1929方式2：8位自動重裝方式

X=28-N=256-N計數(shù)范圍：1～256

特別適合與脈沖信號發(fā)生器第28頁/共42頁2023/1/1930方式3：（僅T0有此方式，T1的方式3將停止計數(shù)）

TL0進(jìn)行8位定時/計數(shù)TH0進(jìn)行8位定時（T1方式2時，可出借TR1、TF1）第29頁/共42頁2023/1/19315.3.4定時/計數(shù)器用于外部中斷擴(kuò)展例：用T0擴(kuò)展一個外部中斷源。將T0設(shè)置為計數(shù)器方式，按方式2工作，TH0、TL0的初值均為0FFH，T0允許中斷，CPU開放中斷。其初始化程序如下：

MOVTMOD,#06H;置T0為計數(shù)器方式2MOVTL0,#0FFH;置計數(shù)初值

MOVTH0,#0FFHSETBTR0;啟動T0工作

SETBEA;CPU開中斷

SETBET0;允許T0中斷

…

…T0外部引腳上出現(xiàn)一個下降沿信號時，TL0計數(shù)加1，產(chǎn)生溢出，將TF0置1，向CPU發(fā)出中斷請求…

…

第30頁/共42頁2023/1/19325.3.5定時/計數(shù)器應(yīng)用舉例初始化程序應(yīng)完成：對TMOD賦值，以確定T0和T1的工作方式；求初值,并寫入TH0、TL0或TH1、TL1；中斷方式時，要對IE賦值，開放中斷；使TR0或TR1置位，啟動定時/計數(shù)器工作。第31頁/共42頁2023/1/1933計數(shù)應(yīng)用【例5-5】有一包裝流水線，產(chǎn)品每計數(shù)24瓶時發(fā)出一個包裝控制信號。試編寫程序完成這一計數(shù)任務(wù)。用T0完成計數(shù)，用P1.0發(fā)出控制信號。確定方式字：T0在計數(shù)的方式2時：M1M0=10，GATE=0，C/T=1方式控制字為06H

求計數(shù)初值X:N=24X=256-24=232=E8H應(yīng)將E8H送入TH0和TL0中第32頁/共42頁2023/1/1934ORG0000HLJMPMAIN

ORG000BHLJMPDVT0

ORG0100HMAIN:MOVTMOD,#06H;置T0計數(shù)方式2MOVTH0,#0E8H;裝入計數(shù)初值

MOVTL0,#0E8HSETBET0;T0開中斷

SETBEA;CPU開中斷

SETBTR0;啟動T0SJMP$;等待中斷DVT0:SETBP1.0NOPNOPCLRP1.0RETIEND主程序

中斷服務(wù)程序

第33頁/共42頁2023/1/1935定時應(yīng)用

定時時間較小時（小于65ms）。晶振為12MHz時，Tcy為1μS?？芍苯硬捎梅绞?完成定時任務(wù)。

【例5-6】利用定時/計數(shù)器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)的晶振頻率為12MHz。確定方式字：T0在定時的方式1時：M1M0=01，GATE=0，C/T=0方式控制字為01H

求計數(shù)初值X:Tcy為1μSN=10ms/1μS=10

000X=65536-10000=D8F0H應(yīng)將D8送TH0,F0H送TL0

第34頁/共42頁2023/1/1936ORG0000HLJMPMAIN

ORG000BHLJMPDVT0

ORG0100HMAIN:MOVTMOD,#01H;置T0方式1MOVTH0,#0D8H;裝入計數(shù)初值

MOVTL0,#0F0HSETBET0;T0開中斷

SETBEA;CPU開中斷

SETBTR0;啟動T0SJMP$;等待中斷DVT0:CPLP1.0MOVTH0,#0D8HMOVTL0,#0F0HRETIEND主程序

中斷服務(wù)程序

第35頁/共42頁2023/1/1937采用軟件查詢方式完成的源程序如下：ORG0000HLJMPMAIN;跳轉(zhuǎn)到主程序

ORG0100H;主程序

MAIN:MOVTMOD,#01H;置T0工作于方式1LOOP:MOVTH0,#0D8H;裝入計數(shù)初值

MOVTL0,#0F0HSETBTR0;啟動定時器T0JNBTF0,$;TF0=0，查詢等待

CLRTF0;清TF0CPLP1.0;P1.0取反輸出

SJMPLOOPEND第36頁/共42頁2023/1/1938

定時時間較大時（大于65ms）。實(shí)現(xiàn)方法：一是采用1個定時器定時一定的間隔（如20ms），然后用軟件進(jìn)行計數(shù)；二是采用2個定時器級聯(lián)，其中一個定時器用來產(chǎn)生周期信號（如20ms為周期），然后將該信號送入另一個計數(shù)器的外部脈沖輸入端進(jìn)行脈沖計數(shù)。

【例5-7】編寫程序，實(shí)現(xiàn)用定時/計數(shù)器T0定時，使P1.7引腳輸出周期為2s的方波。設(shè)系統(tǒng)的晶振頻率為12MHz。確定方式字：T0在定時的方式1時：M1M0=01，GATE=0，C/T=0方式控制字為01H

求計數(shù)初值X:Tcy為1μSN=20ms/1μS=20

000X=65536-20000=4E20H應(yīng)將4E送TH0,20H送TL0

采用定時20ms，然后再計數(shù)50次的方法實(shí)現(xiàn)第37頁/共42頁2023/1/1939ORG0000HLJMPMAIN

ORG000BHLJMPDVT0

ORG0030HMAIN:MOVTMOD,#01H;置T0方式1MOVTH0,#4EH;裝入計數(shù)初值

MOVTL0,#20H;首次計數(shù)值

MOVR7,#50

;