51单片机中断系统课件

,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,*,Click to edit Master title style,测量与机电控制,核心课程,Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,*,测量与机电控制,核心课程,*,测量与机电控制,核心课程,1,、,中断的概念,2,、中断结构及中断响应过程,3,、,定时器,/,计数器结构,Contents,本章知识点,测量与机电控制核心课程 1、中断的概念 2、中断结构及中,测量与机电控制,核心课程,5.,5,中断系统,中断的概念？,CPU,暂时中止其正在执行的程序，转去执行请求中断的那个外设或事件的服务程序，等处理完毕后再返回执行原来中止的程序,叫做中断。,中断的意义？,提高,CPU,工作效率；具有实时处理功能；,具有故障处理功能；实现分时操作。,中断的特点？,（,1,）,5,个中断源：,INT0,、,INT1,、,C0/T0,、,C1/T1,、串行口中断；,（,2,）具有优先级管理功能，,2,个优先级，其中每个中断源的优先级可由程序指定；,（,3,）每个中断源都有各自的中断标志位,。,测量与机电控制核心课程5.5 中断系统中断的概念？,测量与机电控制,核心课程,5.,5.1,中断结构,RI,TI,TF1,IE1,TF0,IE0,ES,ET1,EX1,ET0,EX0,1,PS,PT1,PX1,PT0,PX0,高级,低级,内,部,查,询,内,部,查,询,INT0,T0,EA,IT0=0,IT0=1,INT1,IT1=0,IT1=1,T1,TX,RX,TCON,IE,IP,5.,5,中断系统,测量与机电控制核心课程5.5.1 中断结构RITI,测量与机电控制,核心课程,中断源,是指能发出中断请求，引起中断的装置或事件。,中断源 中断服务程序入口地址 中断标志位,INT0（P3.2）0003H IE0（TCON.1）,T0（内部）000BH TF0（TCON.5）,INT1（P3.3）0013H IE1（TCON.3）,T1（内部）001BH TF1（TCON.7）,串行口中断（内部）0023H RI,、,TI（SCON.0,、,1）,单片机的中断为固定入口式中断，即一响应中断就转入固定入,口地址执行中断服务程序。这些单元中往往是一些跳转指令。,中断优先级（2个）,每个中断源都可由程序指定为高优先级或底优先级,。,中断源（,5,个）,5.,5,中断系统,测量与机电控制核心课程中断源是指能发出中断请求，引起中,测量与机电控制,核心课程,中断控制的寄存器,与中断控制有关的控制寄存器有,4,个：,TCON-,定时控制寄存器，,IE-,中断允许控制寄存器，,IP-,中断优先级控制寄存器，,SCON-,及串行口控制寄存器。,1,、定时控制寄存器,TCON,IT0,IE0,IT1,IE1,TF0,TF1,D0,D1,D2,D3,D4,D5,D6,D7,中断请求标志,触发方式选择,0,低电平,1,下降沿,5.,5,中断系统,测量与机电控制核心课程中断控制的寄存器 与中断控制有关,测量与机电控制,核心课程,2,、,串行口控制寄存器,SCON,RI,TI,D0,D1,D2,D3,D4,D5,D6,D7,串行中断请求标志,3,、中断允许控制寄存器,IE,EX0,ET0,EX1,ET1,ES,EA,D0,D1,D2,D3,D4,D5,D6,D7,4,、中断优先级控制寄存器（,IP,）,PX0,PT0,PX1,PT1,PS,D0,D1,D2,D3,D4,D5,D6,D7,0,禁止，,1,允许,0,低级别，,1,高级别,5.,5,中断系统,测量与机电控制核心课程2、串行口控制寄存器SCON R,测量与机电控制,核心课程,（,1,）,低优先级中断可被高优先级中断所中断；,（,2,）,一种中断一旦被响应，与它同级的中断 不能再响应；,（,3,）,同一级别的各种中断源同时请求中断时，,CPU,响应中断的顺序为：,INT0,、,T0,、,INT1,、,T1,、串行口；,（,4,）,几个中断同时发生，,CPU,响应优先级最高的中断。,中断响应基本规则,5.,5,中断系统,测量与机电控制核心课程（1）低优先级中断可被高优先级中,测量与机电控制,核心课程,中断处理过程一般分为3阶段：中断响应、中断处理、中断返回。,中断响应过程,中断申请,响应条件,是否满足,中断是否,受阻,断点地址压栈,中断地址入,PC,Y,N,N,Y,中断响应条件：,EA=1,并且中断源的中断允许,中断受阻的情况,1,、,同级或高级的中断已在进行中；,2,、,当前的机器周期不是正在执行的,指令的最后一个周期；,3,、,正在执行的指令是返回指令或是,对专用寄存器,IE,、,IP,进行读写的指令,，只有在执行这些指令之后，至少在,执行一条其它指令后，才会响应。,5.,5,中断系统,测量与机电控制核心课程中断处理过程一般分为3阶段：中断,测量与机电控制,核心课程,关中断,保护现场,开中断,中断服务,关中断,开中断,中断请求撤回,中断返回,恢复现场,中断地址弹出,PC,断点地址入,PC,中断服务程序,5.,5,中断系统,测量与机电控制核心课程关中断保护现场开中断中断服务关中,测量与机电控制,核心课程,响应时间,-,从查询中断请求标志位到转向中断服务入口地址所需的机器周期数。,（,1,）,最快响应时间,以外部中断的电平触发为最快。,从查询中断请求信号到中断服务程序需要三个机器周期：,1,个周期（查询）,2,个周期（长调用,LCALL,）,（,2,）,最慢响应时间,若当前指令是,RET,、,RETI,和,IP,、,IE,指令，紧接着下一条是乘除指令发生，则最长为,8,个周期：,（,2,个周期执行当前指令（其中含有,1,个周期查询）,4,个周期乘除指令,2,个周期长调用,8,个周期。）,5.,5,中断系统,测量与机电控制核心课程响应时间-从查询中断请求标志位,测量与机电控制,核心课程,中断返回,中断处理程序的最后一条指令是RETI，它使CPU结束中断处理程序的执行，返回到断点处，继续执行主程序。,三种中断的区别,1,、外部中断,（,P3.2/P3.3),激活方式：,（,1,）,电平触发（低电平有效）；,（,2,）,边沿触发,(,下降沿有效）,由特殊寄存器,TCON,的低,4,位（高,4,位与定时,/,计数有关）决定。,ITX,：外部中断触发方式，,0,：电平触发,1,：边沿触发,IE1,IT1,IE0,IT0,D3 D2 D1 DO,IEX,：外部中断请求（,1-,有，,0-,无）,（,X=0,指,IE0/IT0,；,X=1,指,IE1/IT1,）,5.,5,中断系统,测量与机电控制核心课程中断返回中断处理程序的最后一条,测量与机电控制,核心课程,边沿,触发方式的最大的优点是中断请求信号不会丢失（负脉冲的宽度应大于1个,机器周期），,CPU响应中断后，硬件自动将标志位清零。,电平,触发方式在CPU响应中断后，不能自动清除中断请求信号（故在CPU中断返回之前，外部中断信号必须无效，否则会再次响应）。,清除中断请求信号的方法如下：,两种触发方式的区别,清除程序：,ANL P1,#0FEH,ORL P1,#01H,RETI,P1.0,输出负脉冲使,D,触发器的,Q,端为,1,撤消引起重复中断的,INT0,低电平信号。,INT0,P1.0,Q,S,CLK,D,外接中断,请求信号,正脉冲,8051,电路：,5.,5,中断系统,测量与机电控制核心课程边沿触发方式的最大的优点是中断请,测量与机电控制,核心课程,2,、定时器,/,计数器中断（内部）,当C/T溢出时，由硬件自动置位TF0/TF1，CPU响应中断后，由硬件自动清除中断标志。另可由程序对TF0/TF1置位或清除。,3,、串行口接收,/发送中断,（内部）,完成一帧信号的接收/发送时，由硬件自动置中断标志位（特殊寄存器SCON的RI/TI)，CPU响应中断后，必须由软件清除,。,5.,5,中断系统,测量与机电控制核心课程2、定时器/计数器中断（内部）,测量与机电控制,核心课程,例,：,多中断源（中断信号扩展）：,（1）,利用C/T计数输入端（T0/T1）实现外部中断：,计数输入端P3.4/P3.5作为边沿触发的外部中断的输入,这时C/T工作于计数方式，计数的初始值为FFH。,（2）,利用逻辑电路实现外部中断：,中断的应用,ORG 0003H,AJMP INT0,INT0,：,PUSH PSW,PUSH A,JB P1.2,EI1,JB P1.1,EI2,JB P1.0,EI3,。,INT0,P1.0,P1.1,P1.2,OC,门,5V,A,B,C,5.,5,中断系统,测量与机电控制核心课程例：多中断源（中断信号扩展）：,测量与机电控制,核心课程,1,、作用：,定时、计数、波特率发生器；,2,、主要特性：,（,1,）,具有两个可编程的定时,/,计数器,T0/C0,和,T1/C1;,（,2,）、,每个定时器,/,计数器都有,4,种工作方式；,（,3,）,任一定时器,/,计数器在定时,/,计数到设定值后，可由程序安排产生中断。,3,、结构：,加法计数器,TL,（低,8,位）、,TH,（高,8,位）寄存器；,TMOD,方式寄存器,-,决定工作方式,TCON,控制寄存器,-,启动停止和定时器的状态,5.,6,定时器,/,计数器,5.,5,中断系统,测量与机电控制核心课程1、作用：定时、计数、波特率发生,测量与机电控制,核心课程,定时,/,计数器的定时和计数功能,在,TMOD,中，各有一个控制位（,C,T,），分别用于控制定时,/,计数器,T0,和,T1,是工作在定时器方式还是计数器方式。,1,、,定时功能,-,计数输入信号是内部时钟脉冲，每个机器周期使寄存器的值加,1,。所以，计数频率是振荡频率的,1/12,。,2,、,计数功能,-,计数脉冲来自相应的外部输入引脚，,T0,为,P3.4,，,T1,为,P3.5,。,定时,/,计数器的核心部件是二进制加,1,计数器,(TH0,、,TL0,或,TH1,、,TL1),。,5.,5,中断系统,测量与机电控制核心课程定时/计数器的定时和计数功能,测量与机电控制,核心课程,微处理器与,T/C,的关系,微处理器,P,内部总线,TH1,TH0,TL1,TL0,T1,T0,7 0,7 0,7 0,7 0,TCON,TMOD,工作方式,工作方式,启动,/,停止,溢出,溢出,5.,5,中断系统,测量与机电控制核心课程微处理器与T/C的关系微处理器,测量与机电控制,核心课程,（,1,）加法计数器,作为定时器时，加法计数器对内部机器周期脉冲计数；,作为计数器时，加法计数器对芯片引脚,P3.3/P3.4,输入的外部脉冲计数（下降沿）。,加法计数器的初始值可由程序设定，并且加法计数器的内容可用程序读到,CPU,中。,（,2,）方式寄存器,TMOD,作用：用来选择定时器,/,计数器的工作方式；,格式,：（以,T0,为例）,T1/T0,方式,0,：,13,位定时,/,计数,方式,1,：,16,位定时计数,T1/T0,方式,2,：,8,位自动转载,定时计数,T0,方式,3,：,T0,分为两个,8,位,（,T1,无）的定时计数,GATE,C0/T0,M1,M0,门控位,功能选择,工作方式选择,D3,D2,D1,D0,5.,5,中断系统,测量与机电控制核心课程（1）加法计数器作为定时器时，加,测量与机电控制,核心课程,（,3,）控制寄存器,TCON,作用：控制,T0/C0,、,T1/C1,的运行；,格式：,(,仅用高,4,位，低,4,位用于中断）,TR0,TF0,TR1,TF1,（中断标志位,TF,可由硬件自动清零