第5章 单片机的中断系统ppt课件.ppt

第第5章章 单片机的中断系统单片机的中断系统第第5 5章章 单片机中断系统与定时器单片机中断系统与定时器/ /计数器计数器第第5 5章章 单片机中断系统与定时器单片机中断系统与定时器/ /计数器计数器本章介绍的主要内容本章介绍的主要内容中断技术概述中断技术概述单片机定时器单片机定时器/ /计数器计数器第第5 5章章 单片机中断系统与定时器单片机中断系统与定时器/ /计数器计数器中断技术中断技术中断的基本概念单片机中断系统的架构中断响应中断服务程序外部中断的应用第第5 5章章 单片机中断系统与定时器单片机中断系统与定时器/ /计数器计数器中断的基本概念中断的基本概念问题的提出 希望仅在按键按下的时候单片机才处理按键事件，消除无谓等待现象，提高单片机的工作效率和实时性？“中断”的概念 CPU正在工作时（如执行主程序），出现紧急情况（来自单片机外部或者内部）请求CPU立即去处理，于是CPU暂停正在进行的工作，转而去执行相应的处理程序，待处理完成后，再回到原来被中止的地方继续工作（如继续执行主程序），这称为中断中断有关的几个概念 中断源：产生中断请求 中断响应：单片机对中断请求进行响应（处理） 中断返回：当中断响应完成后返回被中断的地方，继续执行原来的程序第第5 5章章 单片机中断系统与定时器单片机中断系统与定时器/ /计数器计数器89C5189C51的中断源的中断源2个外部中断（INT0/INT1）2个定时器/计数器中断（TIMER0/TIMER1）1个串行口中断（RI/TI）第第5 5章章 单片机中断系统与定时器单片机中断系统与定时器/ /计数器计数器89C5189C51中断系统的结构中断系统的结构第第5 5章章 单片机中断系统与定时器单片机中断系统与定时器/ /计数器计数器中断控制中断控制89C51单片机中，通过对如下4个寄存器的配置实现中断系统的控制：TCON（外部中断/定时器控制寄存器）SCON（串行口控制寄存器）（第7章介绍）IE（中断允许控制寄存器）IP（中断优先级控制寄存器）第第5 5章章 单片机中断系统与定时器单片机中断系统与定时器/ /计数器计数器TCONTCON（外部中断（外部中断/ /定时器控制寄存器）定时器控制寄存器）寄存器地址：0 x88IT0 和IT1：外部中断触发方式控制位IT0（IT1）1：边沿触发，下降沿有效IT0（IT1）0：电平触发，低电平有效IE0和IE1：外中断请求标志位当CPU采样到P3.2/P3.3引脚出现有效中断请求信号时，此位由硬件置1中断子程序返回（遇到RETI指令），由硬件自动清0第第5 5章章 单片机中断系统与定时器单片机中断系统与定时器/ /计数器计数器IEIE（中断允许控制寄存器）（中断允许控制寄存器）寄存器地址：0 xA8EX0 和EX1：外部中断允许控制位 EX0（EX1）1：允许外部中断0（1） EX0（EX1）0：禁止外部中断0（1）ET0和ET1：定时/计数器中断允许控制位 ET0（ET1）1：允许定时/计数器中断0（1） ET0（ET1）0：禁止定时/计数器中断0（1）ES：串行口中断允许控制位 ES 1：允许串行口中断 ES 0：禁止串行口中断EA：总中断允许控制位 EA 1：允许总中断，各中断是否允许由相关的中断允许控制位决定 EA 0：禁止所有中断可屏蔽中断系统第第5 5章章 单片机中断系统与定时器单片机中断系统与定时器/ /计数器计数器IPIP（中断优先级控制寄存器）（中断优先级控制寄存器）寄存器地址：0 xB8PX0 和PX1：外部中断优先级控制位PT0和PT1：定时/计数器中断优先级控制位PS：串行口中断优先级控制位将各自对应的优先级控制位置1 ，设置为高优先级第第5 5章章 单片机中断系统与定时器单片机中断系统与定时器/ /计数器计数器中断优先级中断优先级89C51单片机支持两级中断优先级低优先级和高优先级可以中断主程序（正常程序）高优先级可以中断低优先级正在执行的中断服务程序最多只能1级中断嵌套关于中断优先级的几个原则低优先级不能中断高优先级正在执行的中断服务程序同优先级的中断源不能互相中断同优先级的中断同时到达（请求）时，CPU查询顺序： 外部中断0 定时中断0外部中断1 定时中断1 串行口中断第第5 5章章 单片机中断系统与定时器单片机中断系统与定时器/ /计数器计数器中断嵌套中断嵌套由于89C51系列单片机有2级中断优先级，因此可以实现1级中断嵌套如果执行非中断程序时，先遇到高优先级中断，则低优先级中断被屏蔽如果从中断服务函数中，直接跳转到（而不是正常执行完毕返回）非中断程序，则无法再次响应同级别中断第第5 5章章 单片机中断系统与定时器单片机中断系统与定时器/ /计数器计数器中断响应条件中断响应条件（1）总中断开关接通，即IE寄存器中EA=1;（2）该中断源发出有效的中断请求信号，相应的中断请求标志位为“1”；（3）允许该中断，即该中断的中断允许标志位为“1”；（4）无同级或比该中断优先级高的中断正在被服务。第第5 5章章 单片机中断系统与定时器单片机中断系统与定时器/ /计数器计数器中断响应过程中断响应过程中断源提出中断请求CPU对其回应并进行相关处理的过程 CPU在每个机器周期的S5P2时刻对各中断标志位进行采样 下一个机器周期，CPU按照中断优先级顺序依次查询各中断事件 响应最高优先级的中断请求，同时屏蔽同优先级的中断 执行长跳转（LCALL 指令）跳转到各中断请求对应的入口地址 执行中断服务函数 中断返回（RETI指令），将中断标志位清零（IE0/IE1/TF0/TF1），使能同优先级的中断第第5 5章章 单片机中断系统与定时器单片机中断系统与定时器/ /计数器计数器中断服务函数中断服务函数通过“中断服务函数”定义，编译器可以自动生成中断向量、进入中断、退出中断服务程序的代码void int0(void) interrupt 0 / 外部中断0中断服务函数 / 添加程序代码第第5 5章章 单片机中断系统与定时器单片机中断系统与定时器/ /计数器计数器中断编号、中断源、中断入口地址关系表中断编号、中断源、中断入口地址关系表中断编号中断编号中断源中断源入口地址入口地址00003H1定时器定时器/计数器计数器0(T0)000BH20013H3定时器定时器/计数器计数器1(T1)001BH4串行口串行口(TI/RI)0023H第第5 5章章 单片机中断系统与定时器单片机中断系统与定时器/ /计数器计数器外部中断的应用外部中断的应用中断系统必须在正确的中断程序配合下才能正常运行。设计中断程序包括以下任务：（1）设置中断允许控制寄存器IE，允许响应的中断请求源中断；（2）设置中断优先级寄存器IP，确定使用中断源的优先级；（3）若是外部中断源，必须设置中断触发方式；（4）编写中断服务函数，处理中断请求。第第5 5章章 单片机中断系统与定时器单片机中断系统与定时器/ /计数器计数器【例例5.15.1】89C5189C51单片机的单片机的P0P0口接有口接有8 8只只LEDLED。利用引脚。利用引脚P3.2P3.2接的消抖接的消抖开关产生中断请求，每来回波动一次开关，触发开关产生中断请求，每来回波动一次开关，触发INT0INT0中断，中断，LEDLED显显示图样发生变化。硬件电路图如图示图样发生变化。硬件电路图如图5.55.5所示。所示。第第5 5章章 单片机中断系统与定时器单片机中断系统与定时器/ /计数器计数器【例例5.25.2】89C5189C51单片机的单片机的P0P0口接一只共阴极数码管。利用引脚口接一只共阴极数码管。利用引脚P3.3P3.3接的消抖接的消抖开关产生中断请求，每来回波动一次开关，触发开关产生中断请求，每来回波动一次开关，触发INT1INT1中断，数码管显示中中断，数码管显示中断次数。硬件电路图如图断次数。硬件电路图如图5.65.6所示。所示。第第5 5章章 单片机中断系统与定时器单片机中断系统与定时器/ /计数器计数器定时器定时器/ /计数器计数器计数定时原理结构控制寄存器工作方式应用第第5 5章章 单片机中断系统与定时器单片机中断系统与定时器/ /计数器计数器计数定时原理计数定时原理计数？对某一事件进行累计电路中，实质是对“脉冲”进行计数对于单片机，根据输入“脉冲”的来源 对内计数：“脉冲”来自芯片内部（振荡器时钟） 对外计数：“脉冲”来自芯片外部，P3.4/P3.5管脚定时？以一定的频率间隔，计数一定数目就产生固定的时间此时计数脉冲多来自单片机内部（稳定的时钟源）单片机的定时/计数器定时器、计数器本质上是同一个电路模块第第5 5章章 单片机中断系统与定时器单片机中断系统与定时器/ /计数器计数器定时，计数初值计算定时，计数初值计算 第第5 5章章 单片机中断系统与定时器单片机中断系统与定时器/ /计数器计数器定时器定时器/ /计数器结构计数器结构89C51单片机内部有两个16位定时器/计数器，分别标记为T0和T1第第5 5章章 单片机中断系统与定时器单片机中断系统与定时器/ /计数器计数器定时器定时器/ /计数器的寄存器计数器的寄存器89C51单片机的定时器/计数器有TMOD和TCON两个控制寄存器，以及与中断有关的IE、IPTMOD（工作方式控制寄存器）TCON（外部中断/定时器控制寄存器）IE（中断允许控制寄存器）IP（中断优先级控制寄存器）定时器/计数器的工作寄存器TH0:TL0，T0的高8位和低8位TH1:TL1，T1的高8位和低8位第第5 5章章 单片机中断系统与定时器单片机中断系统与定时器/ /计数器计数器寄存器地址：0 x89不能位寻址，只能对TMOD按整个字节设置低半字节控制T0，高半字节控制T1复位时 TMOD=0 x00TMODTMOD（定时器（定时器/ /计数器的模式控制）计数器的模式控制）M1M0工作方式工作方式功能功能00工作方式013位计数器01工作方式116位计数器10工作方式28位计数器，有自动装载功能11工作方式3定时器0：分成两个8位计数器定时器1：停止计数第第5 5章章 单片机中断系统与定时器单片机中断系统与定时器/ /计数器计数器TCONTCON（外部中断（外部中断/ /定时器控制寄存器）定时器控制寄存器）寄存器地址：0 x88IT0 和IT1：外部中断触发方式控制位IE0和IE1：外中断请求标志位TR0 和TR1：定时/计数器0（1）启动/停止位TR0（TR1）1：启动计数TR0（TR1）0：停止计数TF0和TF1：定时/计数器0（1）溢出标志位定时/计数器发生溢出时由硬件置1中断子程序返回（遇到RETI指令），由硬件自动清0第第5 5章章 单片机中断系统与定时器单片机中断系统与定时器/ /计数器计数器IEIE（中断允许控制寄存器）（中断允许控制寄存器）寄存器地址：0 xA8EX0 和EX1：外部中断允许控制位ET0和ET1：定时/计数器中断允许控制位ET0（ET1）1：允许定时/计数器中断0（1）ET0（ET1）0：禁止定时/计数器中断0（1）ES：串行口中断允许控制位EA：总中断允许控制位EA 1：允许总中断，各中断是否允许由相关的中断允许控制位决定EA 0：禁止所有中断第第5 5章章 单片机中断系统与定时器单片机中断系统与定时器/ /计数器计数器IPIP（中断优先级控制寄存器）（中断优先级控制寄存器）寄存器地址：0 xB8PX0 和PX1：外部中断优先级控制位PT0和PT1：定时/计数器中断优先级控制位PS：串行口中断优先级控制位将各自对应的优先级控制位置1 ，设置为高优先级第第5 5章章 单片机中断系统与定时器单片机中断系统与定时器/ /计数器计数器89C5189C51中断系统的结构中断系统的结构第第5 5章章 单片机中断系统与定时器单片机中断系统与定时器/ /计数器计数器定时器定时器/ /计数器工作方式计数器工作方式1 1此时定时器/计数器以16位模式工作，高8位和第8位分别为TH0:TL0（以T0为例）一旦启动定时器，每个“有效脉冲”将触发T0的工作寄存器增1，当TH0:TL0=0 xFFFF时，再来一个脉冲，TH0:TL0=0 x0000，并置位TF0（申请中断）第第5 5章章 单片机中断系统与定时器单片机中断系统与定时器/ /计数器计数器定时器定时器/ /计数器工作方式计数器工作方式0 0此时定时器/计数器以13位模式工作，高8位仍然为TH0，但TL0只使用低5位（以T0为例）一旦启动定时器，每个“有效脉冲”将触发T0的工作寄存器增1，当TH0=0 xFF，TL0=0 x 1F时，再来一个脉冲，TH0=TL0=0 x00 ，置位TF0（申请中断）第第5 5章章 单片机中断系统与定时器单片机中断系统与定时器/ /计数器计数器定时器定时器/ /计数器工作方式计数器工作方式2 2此时定时器/计数器T0的工作寄存器TH0:TL0分为两个，TL0为8位独立计数器；TH0用来储存计数器初始值初始化时，应设置为TH0=TL0一旦启动定时器，每个“有效脉冲”将触发T0的工作寄存器TL0增1，当TL0=0 xFF时，再来一个脉冲，TL0= TH0，并置位TF0（申请中断）第第5 5章章 单片机中断系统与定时器单片机中断系统与定时器/ /计数器计数器定时器定时器/ /计数器工作方式计数器工作方式3 3此时定时/计数器T0的工作寄存器TH0:TL0分为两个，TL0为8位独立计数器；TH0使用T1的控制位TR1和TF1两个工作寄存器可同时工作，并分别申请中断将T1设置为方式3，将导致T1停止计数第第5 5章章 单片机中断系统与定时器单片机中断系统与定时器/ /计数器计数器定时定时/ /计数器的应用计数器的应用对定时/计数器初始化的一般步骤（以T0为例）：计算定时/计数器T0的初始值设置TH0、TL0设置TMOD设置IP设置IE设置TCON如果定时/计数器T0工作在计数模式下，要将计数信号加到单片机的P3.4（P3.5）引脚上（满足高低电平要求）如果发生溢出（中断），需要重新给TH0:TL0赋初值（方式2除外）如果中断使能（ET0=1，EA=1），必须编写中断服务函数第第5 5章章 单片机中断系统与定时器单片机中断系统与定时器/ /计数器计数器【例例5.35.3】在在89C5189C51的的P0P0口上接口上接8 8只只LED,LED,采用定时器控制采用定时器控制LEDLED每隔每隔1s1s滚滚动显示。硬件电路图如图所示动显示。硬件电路图如图所示第第5 5章章 单片机中断系统与定时器单片机中断系统与定时器/ /计数器计数器【例例5.45.4】利用定时器利用定时器T1T1的方式的方式2 2对外部信号计数，硬件电路图如图对外部信号计数，硬件电路图如图所示，计数输入引脚所示，计数输入引脚P3.5P3.5外接消抖开关外接消抖开关SW1SW1，作为计数信号输入。，作为计数信号输入。SW1SW1来回拨动来回拨动5 5次后，次后，LEDLED灯状态改变。灯状态改变。第第5 5章章 单片机中断系统与定时器单片机中断系统与定时器/ /计数器计数器总结总结 第第5 5章章 单片机中断系统与定时器单片机中断系统与定时器/ /计数器计数器