《单片机课件—硬件资源的应用.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《单片机课件—硬件资源的应用.ppt（32页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、 成成都都理理工工大大学学工工程程技技术术学学院院第五章第五章 MCS-51MCS-51系列单片机系列单片机 硬件资源的应用硬件资源的应用 成成都都理理工工大大学学工工程程技技术术学学院院第五章 MCS-51系列单片机硬件资源的应用本章重点：本章重点：中断概念中断概念,响应条件响应条件,处理原则处理原则,中断服务中断服务 定时器定时器/计数器工作方式计数器工作方式1,2的用法的用法 串行通讯的波特率串行通讯的波特率,4种工作方式种工作方式 成成都都理理工工大大学学工工程程技技术术学学院院第五章 MCS-51系列单片机硬件资源的应用单片机的中断系统单片机的中断系统 成成都都理理工工大大学学工工程
2、程技技术术学学院院第五章 MCS-51系列单片机硬件资源的应用数据的输入数据的输入/输出传送方式输出传送方式查询传送方式查询传送方式(LOOK UP)(LOOK UP)：传送前一方先查询另一方的状态，若已经准备好传送前一方先查询另一方的状态，若已经准备好就传送，否则就继续查询就传送，否则就继续查询/等待等待中断传送方式中断传送方式(IRQ)(IRQ)：一方通过申请中断的方式与另一方进行数据传送一方通过申请中断的方式与另一方进行数据传送无条件传送方式：无条件传送方式：一方对另一方来说总是准备好的一方对另一方来说总是准备好的直接存储器存取方式直接存储器存取方式(DMA)(DMA)：双方直接通过总线
3、传送数据双方直接通过总线传送数据,不经不经CPUCPU中转中转 成成都都理理工工大大学学工工程程技技术术学学院院第五章 MCS-51系列单片机硬件资源的应用 数据传送的双方平时各自做自己的工作，一旦数据传送的双方平时各自做自己的工作，一旦甲方要求与乙方进行数据传送，就主动发出信号甲方要求与乙方进行数据传送，就主动发出信号提出申请，乙方接到申请后若同意传送，安排好提出申请，乙方接到申请后若同意传送，安排好当前的工作，再响应与甲方发生数据传送。完成当前的工作，再响应与甲方发生数据传送。完成后，回去继续做打断前的工作。后，回去继续做打断前的工作。中断功能强弱是计算机性能优劣的重要标志中断功能强弱是计
4、算机性能优劣的重要标志提高提高CPUCPU效率效率 解决速度矛盾解决速度矛盾 实现并行工作实现并行工作 应付突发事件应付突发事件中断传送方式特点中断传送方式特点 成成都都理理工工大大学学工工程程技技术术学学院院第五章 MCS-51系列单片机硬件资源的应用中断源中断源 中断申请中断申请开放中断开放中断保护现场保护现场中断服务中断服务恢复现场恢复现场中断返回中断返回中断涉及的几个环节中断涉及的几个环节（前面提到的甲方）（前面提到的甲方）（甲方发出信号提出申请）（甲方发出信号提出申请）（乙方同意传送）（乙方同意传送）（安排好当前的工作）（安排好当前的工作）（响应乙方的要求）（响应乙方的要求）（完成后
5、，回去（完成后，回去）（继续做打断前的工作）（继续做打断前的工作）成成都都理理工工大大学学工工程程技技术术学学院院第五章 MCS-51系列单片机硬件资源的应用单片机的中断源及单片机的中断源及TCONTCON51子系列允许子系列允许5个个(52子系列子系列6个个)中断源中断源：2个外部中断请求：个外部中断请求：INT0，INT1 2个片内定时器个片内定时器/计数器计数器T0和和T1中断请求：中断请求：TF0，TF1，(TF252子系列有子系列有T2）1个串行口中断请求：个串行口中断请求：TI/RI 成成都都理理工工大大学学工工程程技技术术学学院院第五章 MCS-51系列单片机硬件资源的应用 CP
6、UCPU在每个机器周期的在每个机器周期的S5P2S5P2期间，会自动查询期间，会自动查询各个中断申请标志位，若查到某标志位被置位各个中断申请标志位，若查到某标志位被置位,将启动中断机制。将启动中断机制。CPUCPU识别中断申请的依据识别中断申请的依据：成成都都理理工工大大学学工工程程技技术术学学院院第五章 MCS-51系列单片机硬件资源的应用单片机的中断源及TCONCPU CPU 在每个机器周期的在每个机器周期的S5P2S5P2期间，会自动查询期间，会自动查询各个中断申请标志位，若查到某标志位被置位各个中断申请标志位，若查到某标志位被置位,将启动中断机制。将启动中断机制。CPUCPU识别中断申
7、请的依据识别中断申请的依据：TcTsTmTmTcTc=1/fosc Ts=2Tc Tm=12Tc=6Ts=1/fosc Ts=2Tc Tm=12Tc=6TsS5S6S4S3S2S5S6S4S3S2S1 成成都都理理工工大大学学工工程程技技术术学学院院第五章 MCS-51系列单片机硬件资源的应用定时器控制寄存器定时器控制寄存器TCON (88H)TF1 TR1 TF0 TR0 TF1 TR1 TF0 TR0 IE1IE1 IT1 IT1 IE0IE0 IT0 IT0TCONTCONTF0/TF1：定时器溢出中断申请标志位：定时器溢出中断申请标志位：=0：定时器未溢出；定时器未溢出；=1：定时器溢
8、出申请中断，进中断后自动清零。定时器溢出申请中断，进中断后自动清零。TR0/TR1：定时器运行启停控制位：定时器运行启停控制位：=0：定时器停止运行；定时器停止运行；=1：定时器启动运行。定时器启动运行。TCON：Timer控制寄存器，是管理定时器工作的控制寄存器，是管理定时器工作的SFR（其中低其中低4位管外部中断）位管外部中断）成成都都理理工工大大学学工工程程技技术术学学院院第五章 MCS-51系列单片机硬件资源的应用定时器控制寄存器定时器控制寄存器TCON (88H)TCON (88H)TF1 TR1 TF0 TR0 TF1 TR1 TF0 TR0 IE1IE1 IT1 IT1 IE0I
9、E0 IT0 IT0TCONTCONIE0/IE1：外部中断申请标志位：外部中断申请标志位：=0：没有外部中断申请；没有外部中断申请；=1：有外部中断申请。有外部中断申请。IT0/IT1：外部中断请求的触发方式选择位：外部中断请求的触发方式选择位：=0：在：在INT0/INT1端申请中断的信号低电平有效端申请中断的信号低电平有效;=1：在：在INT0/INT1端申请中断的信号负跳变有效端申请中断的信号负跳变有效.TCON：Timer控制寄存器，低控制寄存器，低4位管理外部中断位管理外部中断 成成都都理理工工大大学学工工程程技技术术学学院院第五章 MCS-51系列单片机硬件资源的应用在在CPUC
10、PU已经开放了外部中断允许的前提下：已经开放了外部中断允许的前提下：在在INT0/INT1INT0/INT1引脚输入一个引脚输入一个负脉冲负脉冲或或低电平低电平，TCONTCON寄存器中的寄存器中的IE0/IE1IE0/IE1标志位自动变标志位自动变“1 1”，检测到检测到IE0/IE1IE0/IE1变变“1 1”后后,将产生指令：将产生指令：LCALL 0003H(/0013H)LCALL 0003H(/0013H)执行中断服务程序执行中断服务程序,并将并将IE0/IE1IE0/IE1标志位自动清标志位自动清“0 0”,以备下次申请。以备下次申请。外部中断外部中断(INT0,INT1)(IN
11、T0,INT1)申请过程申请过程 成成都都理理工工大大学学工工程程技技术术学学院院第五章 MCS-51系列单片机硬件资源的应用单片机的中断矢量与优先级中断矢量：中断矢量：MCS-51MCS-51单片机的单片机的 5 5 个中断源分别对个中断源分别对应有各自的中断服务程序入口地址应有各自的中断服务程序入口地址中断矢量中断矢量000BH000BHTF0TF0定时定时/计数器计数器0(T0)0(T0)002BH002BHTF2TF2定时定时/计数器计数器2(T2)2(T2)0023H0023HRI/TIRI/TI串行口接收串行口接收/发送发送001BH001BHTF1TF1定时定时/计数器计数器1(
12、T1)1(T1)0013H0013HIE1IE1外部中断外部中断1(INT1)1(INT1)0003H0003HIE0IE0外部中断外部中断0(INT0)0(INT0)中断优先级中断优先级中断矢量中断矢量申请标志申请标志中中 断断 源源最高优先级最高优先级最低优先级最低优先级 成成都都理理工工大大学学工工程程技技术术学学院院第五章 MCS-51系列单片机硬件资源的应用 成成都都理理工工大大学学工工程程技技术术学学院院第五章 MCS-51系列单片机硬件资源的应用 PT2 PS PT1 PT2 PS PT1 PX1 PX1 PT0 PX0PT0 PX0IPIPPX0/PX1：INT0/1优先级控制
13、位：优先级控制位：=0 时属低优先级；时属低优先级；=1 时属高优先级。时属高优先级。PT0/PT1/PT2：T0/1/2中断优先级控制位：中断优先级控制位：=0 时属低优先级；时属低优先级；=1 时属高优先级。时属高优先级。PS1：串行口中断优先级控制位：串行口中断优先级控制位：=0 时属低优先级；时属低优先级；=1 时属高优先级。时属高优先级。中断优先级控制寄存器中断优先级控制寄存器IP (0B8H)成成都都理理工工大大学学工工程程技技术术学学院院第五章 MCS-51系列单片机硬件资源的应用对同时发生多个中断申请时：对同时发生多个中断申请时：不同优先级的中断同时申请不同优先级的中断同时申请
14、(很难遇到很难遇到)先高后低先高后低相同优先级的中断同时申请相同优先级的中断同时申请(很难遇到很难遇到)按序执行按序执行正处理低优先级中断又接到高级别中断正处理低优先级中断又接到高级别中断 高打断低高打断低正处理高优先级中断又接到低级别中断正处理高优先级中断又接到低级别中断 高不理低高不理低中断优先级处理原则中断优先级处理原则 成成都都理理工工大大学学工工程程技技术术学学院院第五章 MCS-51系列单片机硬件资源的应用没有同级的中断或更高级别的中断正在处理；没有同级的中断或更高级别的中断正在处理；在中断源提出了中断申请且在中断源提出了中断申请且CPU此前已经允许中断此前已经允许中断的前提下，还
15、须满足以下三个条件的前提下，还须满足以下三个条件:正在执行的指令必须执行完最后正在执行的指令必须执行完最后1个机器周期；个机器周期；若正在执行若正在执行RETI，或正在访问或正在访问IE或或IP寄存器寄存器,须须执行完上述指令和下一条指令以后方能响应中断。执行完上述指令和下一条指令以后方能响应中断。成成都都理理工工大大学学工工程程技技术术学学院院第五章 MCS-51系列单片机硬件资源的应用 EA EA ET2 ES ET1 EX1 ET0 EX0 ET2 ES ET1 EX1 ET0 EX0IEIE中断允许寄存器中断允许寄存器IE(0A8H)EX0/EX1/ET1/ET0/ES 位：位：分别是
16、分别是INT0/1，Timer0/1，串行口的中断允串行口的中断允 许控制位许控制位:=0 时禁止中断；时禁止中断；=1 时允许中断。时允许中断。ET2：T2中断允许控制位（仅中断允许控制位（仅52子系列有）子系列有）=0 时禁止中断；时禁止中断；=1 时允许中断。时允许中断。EA：总的中断允许控制位（总开关）：总的中断允许控制位（总开关）：=0 时禁止全部中断；时禁止全部中断；=1 时允许中断。时允许中断。成成都都理理工工大大学学工工程程技技术术学学院院第五章 MCS-51系列单片机硬件资源的应用外部中断外部中断及及中断请求的撤除中断请求的撤除低电平低电平/负脉冲负脉冲INT0/INT1IN
17、T0/INT1引脚可触发中断引脚可触发中断TF1 TR1 TF0 TR0 IE1 IT1 IE0 IT0TF1 TR1 TF0 TR0 IE1 IT1 IE0 IT0TCON TCON(88H)(88H)IT0/IT1：INT0/1的触发方式选择位：的触发方式选择位：IT0/IT1=0 时，时，INT0/INT1是低电平有效；是低电平有效；IT0/IT1=1 时，时，INT0/INT1是负跳变有效。是负跳变有效。低电平触发低电平触发 引脚上的低电平须持续到中断发生。引脚上的低电平须持续到中断发生。若中断返回前仍未及时撤除低电平若中断返回前仍未及时撤除低电平,将再次中断将再次中断。负脉冲触发负脉
18、冲触发 CPU在前一机器周期采到在前一机器周期采到INT0/INT1引脚为高引脚为高,后一机器周期采到为低才后一机器周期采到为低才认为是一次中断请求认为是一次中断请求。成成都都理理工工大大学学工工程程技技术术学学院院第五章 MCS-51系列单片机硬件资源的应用外部低电平中断的撤除外部低电平中断的撤除外来的低电平外来的低电平反相反相CLKCLK端产生上跳沿端产生上跳沿 D D端的端的“0 0”打到打到Q Q端端申请中断申请中断INTxINTxP1.0P1.0CLKCLKS SQ QD D外来中断申请外来中断申请信号信号(低电平低电平)MCS-51MCS-5174LS7474LS74S=0 S=0
19、 则则 Q=1Q=1中断返回前对中断返回前对P1.0P1.0送送“0 0”令令Q Q端变为端变为“1 1”指令如下：指令如下：ANL P1ANL P1，#0FEH=CLR P1.0 ;#0FEH=CLR P1.0 ;令令Q Q端置端置“1 1”ORL P1,#01H =SETB P1.0 ORL P1,#01H =SETB P1.0;令令S S端置端置“1 1”,以免下次中断来时以免下次中断来时Q Q端不能变端不能变“0 0”成成都都理理工工大大学学工工程程技技术术学学院院第五章 MCS-51系列单片机硬件资源的应用中断应用前后要做的几项工作中断应用前后要做的几项工作 中断前中断前1.开中断允
20、许：必须开中断允许：必须2.选择优先级：根据需要选择，可有选择优先级：根据需要选择，可有/可无可无3.设置控制位：设置控制位：INTx触发方式触发方式(ITx)TxTCON,TMOD,TRx,初值初值 RI/TISCON,REN,RB8,TB8,成成都都理理工工大大学学工工程程技技术术学学院院第五章 MCS-51系列单片机硬件资源的应用中断后中断后1.进入中断服务后：保护现场，关中断，进入中断服务后：保护现场，关中断，2.退出中断服务前：恢复现场退出中断服务前：恢复现场,开中断开中断,设设Tx的初的初值值,清清TI/RI,3.中断服务程序的最后一条指令必是中断服务程序的最后一条指令必是 RET
21、I 成成都都理理工工大大学学工工程程技技术术学学院院第五章 MCS-51系列单片机硬件资源的应用中断服务程序的设计中断服务程序的设计 1.基本任务：基本任务：（1）设置中断允许控制寄存器）设置中断允许控制寄存器IE。（2）设置中断优先级寄存器）设置中断优先级寄存器IP。（3）对外中断源，是采用电平触发还是跳沿触发。）对外中断源，是采用电平触发还是跳沿触发。（4）编写中断服务程序，处理中断请求。）编写中断服务程序，处理中断请求。前前3条一般放在主程序的初始化程序段中。条一般放在主程序的初始化程序段中。成成都都理理工工大大学学工工程程技技术术学学院院第五章 MCS-51系列单片机硬件资源的应用常用
22、的主程序结构如下：常用的主程序结构如下：ORG 0000H LJMP MAIN ORG 中断入口地址中断入口地址 LJMP INT ORG XXXXH MAIN：主：主 程程 序序 INT：中断服务程序：中断服务程序 END 成成都都理理工工大大学学工工程程技技术术学学院院第五章 MCS-51系列单片机硬件资源的应用中断服务程序结构中断服务程序结构INT：CLR EA ；CPU关中断关中断 现场保护现场保护 SETB EA ；CPU开中断开中断 中断处理程序段中断处理程序段 CLR EA ；CPU关中断关中断 现场恢复现场恢复 SETB EA ；CPU开中断开中断 RETI ；中断返回，恢复断
23、点；中断返回，恢复断点 成成都都理理工工大大学学工工程程技技术术学学院院第五章 MCS-51系列单片机硬件资源的应用说明说明:（1）“中断处理程序段中断处理程序段”，应根据任务的具体，应根据任务的具体要求，来编写。要求，来编写。（2）如果本中断服务程序不允许被其它的中断）如果本中断服务程序不允许被其它的中断所中断。可将所中断。可将“中断处理程序段中断处理程序段”前后的前后的“SETB EA”和和“CLR EA”两条指令去掉。两条指令去掉。（3）中断服务程序的最后一条指令必须是返回）中断服务程序的最后一条指令必须是返回指令指令RETI。成成都都理理工工大大学学工工程程技技术术学学院院第五章 MC
24、S-51系列单片机硬件资源的应用中断应用中断应用程序举例：程序举例：例：通过外部中断例：通过外部中断1,在中断服务中将在中断服务中将B寄存器里寄存器里的内容左环移一位。的内容左环移一位。已知已知:(B)=01h,要求采用边沿触发要求采用边沿触发,低优先级。低优先级。此例的实际意义：在此例的实际意义：在INT1引脚接一个按钮开关引脚接一个按钮开关到地，每按一下按钮就申请一次中断，中断服务到地，每按一下按钮就申请一次中断，中断服务则是：依次点亮八盏灯中的一盏。则是：依次点亮八盏灯中的一盏。成成都都理理工工大大学学工工程程技技术术学学院院第五章 MCS-51系列单片机硬件资源的应用P1.0P1.0P
25、1.7P1.7INT1INT1300 中断应用程序举例中断应用程序举例：成成都都理理工工大大学学工工程程技技术术学学院院第五章 MCS-51系列单片机硬件资源的应用 ORG 0000H LJMP MAIN ORG 0013H ;中断矢量中断矢量 LJMP INTMAIN：SETB EA ;开总中断允许开总中断允许“开关开关”SETB EX1 ;开分中断允许开分中断允许“开关开关”CLR PX1 ;0 优先级（也可不要此句）优先级（也可不要此句）SETB IT1 ;边沿触发边沿触发 MOV B,#01H;给给 B 寄存器赋初值寄存器赋初值HERE：SJMP HERE ;原地等待中断申请原地等待中
26、断申请INT：MOV A，B ;自自B寄存器中寄存器中取数取数 (MOV P1，A);输出到输出到P1口口 RL A ;左环移一次左环移一次 MOV B，A ;存回存回B,备下次取用备下次取用 RETI ;中断返回中断返回中断服中断服 务程序务程序 成成都都理理工工大大学学工工程程技技术术学学院院第五章 MCS-51系列单片机硬件资源的应用1.中断服务程序的结束语句中断服务程序的结束语句RETI，除了像除了像RET一一样弹出断点地址外，还要清除两个不可寻址的中样弹出断点地址外，还要清除两个不可寻址的中断优先级触发器，以便其他中断能够正常进入。断优先级触发器，以便其他中断能够正常进入。这两个中断
27、优先级触发器，一个指示这两个中断优先级触发器，一个指示CPU正在处正在处理高优先级中断，一个指示理高优先级中断，一个指示CPU正在处理低优先正在处理低优先级中断。级中断。2.处于电平方式触发的外部中断要注意对电平信处于电平方式触发的外部中断要注意对电平信号的撤消，避免重复进入中断号的撤消，避免重复进入中断3.中断标志的置位与否不受单个中断源位和总中中断标志的置位与否不受单个中断源位和总中断屏蔽位的影响，它们只影响中断服务程序是否断屏蔽位的影响，它们只影响中断服务程序是否执行。执行。实战经验 成成都都理理工工大大学学工工程程技技术术学学院院第五章 MCS-51系列单片机硬件资源的应用4.4.除了串口通信中断的标志位要人工清除外，所除了串口通信中断的标志位要人工清除外，所有中断源的中断标志在对应的中断服务程序执行有中断源的中断标志在对应的中断服务程序执行时就自动清零了。时就自动清零了。5.5.单片机的中断采用固定的中断入口地址，而单片机的中断采用固定的中断入口地址，而PCPC的中断则采用中断向量表的形式，表中放置中断的中断则采用中断向量表的形式，表中放置中断服务程序的段地址和偏移地址。注意二者的区别服务程序的段地址和偏移地址。注意二者的区别 实战经验 成成都都理理工工大大学学工工程程技技术术学学院院第五章 MCS-51系列单片机硬件资源的应用Over!