第四章 中断、定时计数器与串行口ppt课件.ppt

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1、第4章　中断、定时/计数器与串行口教学提示：51子系列单片机应用广泛的一个重要原因是它在一个芯片里集成了应用系统所需的大部分(或所有)硬件功能，本章叙述的是完成这些硬件功能的内部标准功能单元，构成了51子系列单片机的核心体系结构。教学要求：本章让学生掌握内部标准功能单元中断系统、定时/计数器和串行通信接口的逻辑结构、功能和应用设计方法。4.1MCS-51的中断系统4.2MCS-51的定时/计数器4.3MCS-51的串行接口4.5本章小结4.1.1中断系统的概念中断系统的概念和基本结构中断发生：CPU正在处理某

2、一程序时，发生了另一突发事件请求CPU迅速去处理；中断响应：CPU暂时停止当前的工作，转到需要处理的中断源的服务程序的入口，一般在入口处执行一跳转指令转去处理中断事件(中断服务)；中断返回：待CPU将中断事件处理完毕后，再回到原来程序被中断的地方继续处理执行程序，这一处理过程称为中断返回。中断系统的概念和基本结构图4.1中断过程示意图为什么要用中断?当CPU与外设交换信息时，由于外设的速度比较慢，若用查询的方式，则CPU就要浪费很多时间去等待外设。这样就存在一个快速的CPU与慢速的外设之间的矛盾。为了解决这个

3、问题，就发展了中断的概念。中断的优点1)分时操作:有了中断功能，就可以使CPU和外设同时工作。提高了CPU的利用率。2)实时处理:实时控制时，需要现场的各种参数、信息，可在任何时间发出中断申请，CPU就可以马上响应加以处理。3)故障处理:计算机在运行过程中，往往会出现事先预料不到的情况，或出现一些故障：如掉电，存储出错，运算溢出等。计算机就可以利用中断系统自行处理，而不必停机或报告工作人员。中断源引起中断的原因，或能发出中断申请的来源，称为中断源。通常中断源有以下几种：(1)一般的输入、输出设备，如键盘、打印

4、机、A/D转换、D/A转换等；(2)实时时钟，如定时器；(3)故障源，如电源掉电。中断系统的功能1)实现中断及返回：当某一中断源发出中断申请时，CPU能决定是否响应这个中断申请，若允许响应这个中断申请，CPU必须在现行的指令执行完后，把断点处的PC值压入堆栈保留下来——称为保护断点和现场。然后转到需要处理的中断源的服务程序的入口。当中断处理完后，恢复被保留下来的PC值——称为恢复断点和现场，使CPU返回断点，继续执行主程序。2)能实现优先权排队：当多个中断源同时提出中断申请时，CPU能找到优先权级别最高的中断

5、源，响应它的中断申请；在优先权级别最高的中断源处理完后，再响应级别较低的中断源。3)高级中断源能中断低级的中断处理MCS-51单片机的中断系统提供5个中断申请源：外部中断0和外部中断1；定时/计数器(T0)和(T1)的溢出中断；串行接口的接收和发送中断。这5个中断源可分为两个优先级，可实现两级中断服务程序嵌套。4.1.2MCS-51单片机的中断系统MCS-51单片机的中断系统结构示意图如图4.2所示。图4.2MCS-51中断系统结构示意图4.1.3中断系统的控制与实现MCS-51单片机的中断系统可以提供5个中

6、断申请源，它们的控制与实现由片内4个SFR来完成。定时/计数器的控制寄存器(TCON)和串行接口控制寄存器(SCON)的相应位规定中断类型和触发方式；中断允许寄存器(IE)控制CPU是否响应中断请求；中断优先级寄存器(IP)安排各中断源的优先级，同一优先级内各中断同时提出中断请求时，由内部的查询逻辑按规定的自然优先级确定其响应次序。1.MCS-51的中断源外部中断0：来自P3.2引脚上的外部中断请求；外部中断1：来自P3.3引脚上的外部中断请求；T0：片内定时/计数器0溢出(TF0)中断请求；T1：片内定时/

7、计数器1溢出(TF1)中断请求；串行接口：片内串行接口完成一帧数据的发送或接收后，产生中断请求TI或RI。2.和中断有关的特殊功能寄存器1)定时/计数器控制寄存器TCON(88H)TCON：它锁存2个定时/计数器的溢出中断标志及外部中断(　　)和(　　)的中断标志，与中断有关的各位定义如下：位D7D6D5D4D3D2D1D0字节地址TCONTF1TR1TF0TR0IE1IT1IE0IT088H位地址8FH8EH8DH8CH8BH8AH89H88HIT0：外部中断触发方式控制位。当IT0=0，外部中断0选择为电

8、平触发方式（低电平有效）当IT0=1外部中断0选择为边沿触发方式（下降沿有效）。IE0：外部中断中断请求标志位。IE0=1时，表示向CPU请求中断。IT1：外部中断触发方式控制位。其操作功能与IT0类同。IE1：外部中断中断请求标志位。IE1=1时，表示向CPU请求中断。TF0：定时/计数器T0溢出中断请求标志位。在T0启动后就开始由初值加“1”计数，直至最高位产生溢出由硬件置位(TF0)，向CPU