单片机基础chapter 5-1-2

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1、单片机原理及应用主讲教师：胡晓娟中国矿业大学理学院物理系2第5章单片机的中断与定时5.1中断概述5.2MCS-51单片机的中断系统5.3MCS-51单片机的定时器/计数器35.1中断概述中断技术实质上是一种资源共享技术，是解决资源竞争的有效方法，最终实现多项任务共享一个资源。在计算机中通常只有一个CPU，任何时刻它只能进行一项工作，而它所面对的任务却可能是多个，资源竞争现象不可避免，而使用中断技术可以解决此问题。中断技术对单片机来说非常重要，因为单片机所具有的复杂实时控制功能与中断技术密不可分，面对控制对象随机发出的中断请求，单片机

2、必须作出快速响应并及时处理，以使被控对象保持在最佳工作状态，达到预定的控制效果。4计算机中的资源竞争，通常是因计算机在运行程序时会发生一些可预测或不可预测的随机事件引起的。这些随机事件包括：与计算机“并行”工作的输入/输出设备发出的中断请求，以进行数据传送。硬件故障、运算错误及程序出错时产生的中断请求，以进行故障报警和程序监测。当对运行中的计算机进行干预时，通过键盘输入的命令，以进行人机联系。来自被控对象的中断请求，以实现自动控制。5.1中断概述51.中断计算机暂时终止正在执行的主程序，转去执行中断服务程序，并在中断服务程序执行完之

3、后能自动回到原主程序处继续执行，这个过程叫做“中断”。中断需要解决两个主要问题：如何从主程序转到中断服务程序；如何从中断服务程序返回主程序。62.中断源中断源是指在计算机系统中向CPU发出中断请求的来源。中断源的产生外设中断请求：如果CPU启动了外设，当外设准备就续时向CPU发出中断请求，要求CPU为它服务。实时时钟中断请求：定时控制中，当定时器到了规定的时间会向CPU发出中断请求，要求CPU转入相应的中断处理程序。故障引起的中断：当出现掉电、溢出等故障时，发出中断请求，CPU转入故障处理程序。人为设置的中断：在编程时或调试程序时人

4、为设置的。73.中断技术的应用有效地解决快速CPU与慢速外设之间的矛盾，可使CPU与外设并行工作，大大提高工作效率。分时操作：有了中断技术，CPU可启动多台外设并行工作，分时进行CPU与各台外设之间的信息交换。实时处理：可以及时处理控制系统中许多随机产生的参数与信息，从而提高了实时控制系统的性能。故障处理：当计算机出现故障时，CPU可自动执行故障处理程序，提高了系统自身的可靠性。计算机与外围设备之间传送数据及实现人机联系也常采用中断方式。85.2MCS-51单片机的中断系统在单片机中，中断技术主要用于实时控制。所谓实时控制，就是要求

5、计算机能及时地响应被控对象提出的分析、计算和控制等请求，使被控对象保持在最佳工作状态，以达到预定的控制效果。由于这些控制参量的请求都是随机发出的，而且要求单片机必须作出快速响应并及时处理，对此，只有靠中断技术才能实现。95.2.1中断源与中断向量中断源：凡是中断请求的来源都统称为中断源。在单片机系统中，中断可以由各种硬件设备产生，以便请求服务或报告故障等；中断也可以由处理器自身产生，如程序错误或对操作系统的请求作出响应等。中断向量（InterruptVector）：是程序存储器的一个地址，表明一个中断的服务程序从这里开始存放。中断发

6、生后要通过它引导CPU转向相应的中断服务。正因为它具有指向性，所以称其为中断向量（或中断矢量）。10MCS-51单片机的中断系统具有5个中断源（52子系列为6个）：2个外部中断、2个定时器中断和1个串行中断。可分为2个中断优先级，可实现两级中断服务程序嵌套。每一个中断源的优先级可用程序设定。中断源中断向量外部中断00003H定时器0中断000BH外部中断10013H定时器1中断001BH串行中断0023H与中断系统工作有关的4个特殊功能寄存器：中断允许控制寄存器：IE中断优先级控制寄存器：IP定时器/计数器控制寄存器：TCON串行口

7、控制寄存器：SCON11（1）外部中断由外部原因引起，共有2个中断源：外部中断0和外部中断1，中断请求信号分别由引脚INT0（P3.2）和INT1（P3.3）引入。外部中断请求有两种信号方式：电平方式和脉冲方式（可通过设置有关控制位进行定义）电平方式：只要单片机在中断请求引入端（INT0或INT1）上采样到有效的低电平信号，就激活外部中断。脉冲方式（脉冲的下降沿有效）：CPU在两个相邻机器周期对中断请求引入端进行的采样中，如前一次为高电平，后一次为低电平，即为有效中断请求。【注意】：脉冲方式下，中断请求信号的高、低电平状态都应至少维

8、持1个机器周期，以确保脉冲的负跳变能被单片机采样到。12（2）定时器中断（内部中断）定时器中断是为满足定时或计数的需要而设置的。单片机内部有2个定时器/计数器T0和T1，以实现定时或计数功能。对应的定时器中断有2个：定时器0中断和定时