單片機(jī)中斷簡(jiǎn)介

哈爾濱理工大學(xué)第五屆電子設(shè)計(jì)大賽專題培訓(xùn)單片機(jī)中斷和定時(shí)系統(tǒng)主講：戴明超三英卓越電子協(xié)會(huì)QQ群:131597451中斷系統(tǒng)定時(shí)系統(tǒng)1.1中斷的概念

⑴中斷：

CPU在處理某一事件A時(shí)，發(fā)生了另一事件B請(qǐng)求CPU迅速去處理（中斷發(fā)生）；CPU暫時(shí)中斷當(dāng)前的工作，轉(zhuǎn)去處理事件B（中斷響應(yīng)和中斷服務(wù)）；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。⑵中斷源：能產(chǎn)生中斷的外部和內(nèi)部事件。 ⑶中斷優(yōu)先級(jí)：當(dāng)有幾個(gè)中斷源同時(shí)申請(qǐng)中斷時(shí)，或者CPU正在處理某中斷源服務(wù)程序時(shí)，又有另一中斷源申請(qǐng)中斷，那么CPU必須要確定優(yōu)先去處理誰的能力，稱為中斷優(yōu)先級(jí)。⑷中斷嵌套：優(yōu)先級(jí)高的事件可以中斷CPU正在處理的低級(jí)的中斷服務(wù)程序，待完成了高級(jí)中斷服務(wù)程序之后，再繼續(xù)被打斷的低級(jí)中斷服務(wù)程序。這是中斷嵌套問題。1.2中斷的主要功能⒈實(shí)現(xiàn)CPU與外部設(shè)備的速度配合

由于應(yīng)用系統(tǒng)的許多外部設(shè)備速度較慢，可以通過中斷的方法來協(xié)調(diào)快速CPU與慢速外部設(shè)備之間的工作。⒉實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)控制 在單片微機(jī)中，依靠中斷技術(shù)能實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)控制。實(shí)時(shí)控制要求計(jì)算機(jī)能及時(shí)完成被控對(duì)象隨機(jī)提出的分析和計(jì)算任務(wù)。在自動(dòng)控制系統(tǒng)中，要求各控制參量隨機(jī)地在任何時(shí)刻可向計(jì)算機(jī)發(fā)出請(qǐng)求，CPU必須作出快速響應(yīng)、及時(shí)處理。計(jì)算機(jī)發(fā)出請(qǐng)求，CPU必須作出快速響應(yīng)、及時(shí)處理。⒊實(shí)現(xiàn)故障的及時(shí)發(fā)現(xiàn)及處理

單片微機(jī)應(yīng)用中由于外界的干擾、硬件或軟件設(shè)計(jì)中存在問題等因素，在實(shí)際運(yùn)行中會(huì)出現(xiàn)硬件故障、運(yùn)算錯(cuò)誤、程序運(yùn)行故障等，有了中斷技術(shù)，計(jì)算機(jī)就能及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障并自動(dòng)處理。⒋實(shí)現(xiàn)人機(jī)聯(lián)系

比如通過鍵盤向單片微機(jī)發(fā)出中斷請(qǐng)求，可以實(shí)時(shí)干預(yù)計(jì)算機(jī)的工作。1.380C51的中斷系統(tǒng)

執(zhí)行主程序主程序繼續(xù)執(zhí)行主程序斷點(diǎn)中斷響應(yīng)執(zhí)行中斷處理程序中斷請(qǐng)求中斷返回80C51的中斷系統(tǒng)有5個(gè)中斷源，2個(gè)優(yōu)先級(jí)，可實(shí)現(xiàn)二級(jí)中斷嵌套。89C51中斷源INT0外部中斷0請(qǐng)求，通過P3.2引腳輸入INT1外部中斷1請(qǐng)求，通過P3.3引腳輸入T0定時(shí)器/計(jì)數(shù)器0溢出中斷請(qǐng)求。T1定時(shí)器/計(jì)數(shù)器1溢出中斷請(qǐng)求。TXD/RXD串行口中斷請(qǐng)求表5.2同級(jí)內(nèi)第二優(yōu)先級(jí)次序

當(dāng)同時(shí)收到處于同一優(yōu)先級(jí)的多個(gè)中斷請(qǐng)求時(shí)，哪一個(gè)中斷能得到響應(yīng)，取決于“內(nèi)部查詢次序”，相當(dāng)于在每個(gè)優(yōu)先級(jí)中，還有一個(gè)“內(nèi)部?jī)?yōu)先級(jí)”，如下表所示：中斷請(qǐng)求標(biāo)志TCON（88H）8FH8EH8DH8CH8BH8AH89H88HTF1TF0IE1IT1IE0IT0IE0：外部中斷0中斷標(biāo)志（當(dāng)檢測(cè)到外部中斷引腳0上存在有效中斷請(qǐng)求時(shí)，又硬件使IE0置1，當(dāng)CPU相應(yīng)中斷時(shí)，由硬件使IE0清零）IE1：外部中斷1中斷標(biāo)志TF0：定時(shí)器/計(jì)數(shù)器0中斷標(biāo)志（定時(shí)器T0溢出時(shí)，TF0置1，并向CPU發(fā)出中斷請(qǐng)求當(dāng)CPU發(fā)出中斷時(shí)，硬件自動(dòng)對(duì)TF1清零IE1：外部中斷0中斷標(biāo)志）TF1：定時(shí)器/計(jì)數(shù)器1中斷標(biāo)志IT0外部中斷0的中斷觸發(fā)控制位IT0=0,電平觸發(fā)IT0=1,邊沿觸發(fā)IT1外部中斷1的中斷觸發(fā)控制位IT1=0,電平觸發(fā)IT1=1,邊沿觸發(fā)中斷請(qǐng)求標(biāo)志SCON（98H）99H98HTIRITI:串行口發(fā)送中斷請(qǐng)求標(biāo)志。CPU將一個(gè)數(shù)據(jù)寫入發(fā)送緩沖器，就啟動(dòng)發(fā)送，發(fā)送完每一幀數(shù)據(jù)后，硬件置位TI，但CPU響應(yīng)中斷時(shí)，并不清除TI，必須在中斷服務(wù)程序中由軟件清零RI：串行口接收中斷請(qǐng)求標(biāo)志中斷允許控制IE（A8H）AFHAEHADHACHABHAAHA9HA8HEAESET1EX1ET0EX0EA：中斷總允許位EX0：外部中斷0允許位ET0：定時(shí)器/計(jì)數(shù)器0中斷允許位ET1：定時(shí)器/計(jì)數(shù)器1中斷允許位EX0：外部中斷0允許位EX1：外部中斷0允許位ES：串行口中斷允許位以上標(biāo)志位等于0時(shí)屏蔽中斷，等于1時(shí)響應(yīng)中斷中斷優(yōu)先級(jí)控制IP（B8）BFHBEHBDHBCHBBHBAHB9HB8HPSPT1PX1PT0PX0PX0：外部中斷0允許位PT0：定時(shí)器/計(jì)數(shù)器0中斷允許位PX1：外部中斷1允許位PT1：定時(shí)器/計(jì)數(shù)器1中斷允許位PS：串行口中斷允許位interruptm修飾符interruptmC51中斷函數(shù)必須通過它進(jìn)行修飾。在C51程序設(shè)計(jì)中，當(dāng)函數(shù)定義時(shí)用了interruptm修飾符，系統(tǒng)編譯時(shí)把對(duì)應(yīng)函數(shù)轉(zhuǎn)化為中斷函數(shù)，自動(dòng)加上程序頭段和尾段。并按51系統(tǒng)中斷的處理方式自動(dòng)自動(dòng)把他安排在程序存儲(chǔ)器中的相應(yīng)位置在該修飾符中，m的取值位0~31對(duì)應(yīng)的中斷情況如下：0——外部中斷01——定時(shí)器/計(jì)數(shù)器T02——外部中斷13——定時(shí)器/計(jì)數(shù)器T14——串行中斷定時(shí)器及應(yīng)用89C51單片機(jī)片內(nèi)有兩個(gè)十六位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器，即定時(shí)器0（T0）和定時(shí)器1（T1）。它們都有定時(shí)和事件計(jì)數(shù)的功能，可用于定時(shí)控制、延時(shí)、對(duì)外部事件計(jì)數(shù)和檢測(cè)等等場(chǎng)合。

兩個(gè)16位定時(shí)計(jì)數(shù)器實(shí)際上都是16位加1計(jì)數(shù)器。其中，T0由兩個(gè)8位特殊功能寄存器TH0和TL0構(gòu)成；T1由TH1和TL1構(gòu)成。每個(gè)定時(shí)器都由軟件設(shè)置為定時(shí)工作方式或計(jì)數(shù)工作方式及其他靈活多樣的可控功能方式。這些功能都由特殊功能寄存器TMOD和TCON所控制。當(dāng)采用12MHz晶振時(shí)，一個(gè)機(jī)器周期為1us，計(jì)數(shù)頻率為1MHz工作模式寄存器TMODTMOD（89H）D7D6D5D4D3D2D1D0GATEC/TM1MOGATEC/TM1MOM1和M0：操作模式控制位。形成四種編碼對(duì)應(yīng)四種操作模式M1M0工作模式功能描述00模式013位計(jì)數(shù)器01模式116位計(jì)數(shù)器10模式2自動(dòng)再裝入8位計(jì)數(shù)器11模式3定時(shí)器0：分成二個(gè)8位計(jì)數(shù)器定時(shí)器1：停止計(jì)數(shù)GATE：門控位GATE=0時(shí)，只要用軟件使TR0（或TR1）置1就可以啟動(dòng)定時(shí)器，而不管INT0（或INT1）的電平是高還是低GATE=1時(shí)，只有INT0（或INT1）引腳位高電平且由軟件使TR0（或TR1）置1才能啟動(dòng)定時(shí)器工作TMOD不能位尋址，只能用字節(jié)設(shè)置定時(shí)器的工作模式，低半字節(jié)設(shè)置T0，高半字節(jié)設(shè)置T1控制寄存器TCONTCON（88H）8FH8EH8DH8CH8BH8AH89H88HTF1TR1TF0TR0IE1IT1IE0ITOTF0：定時(shí)器/計(jì)數(shù)器0中斷標(biāo)志