微机原理与接口技术第4章：单片机及内部功能应用

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1、第4章51系列单片机的功能模块及其应用本章介绍51内部接口的应用。51系列单片机内部集成了：•CPU——111条指令•ROM0K~4K/8K（可扩为64KB）•内RAM——128/256B（可另外单独扩展外部64KB）•定时/计数器接口——2个16位定时/计数器TO、T1,对应6个寄存器TMOD、TCON等•全双工异步串行通信接口——对应2个寄存器SCON、SBUF•并行接口——提供4个8位并行端口，对应4个寄存器PO、Pl、P2、P3•中断控制器——可以管理5个/6个中断源，对应2个寄存器IE、IP接□电路（Interface）——简称“接□”，是

2、连接CPU总线和外设的桥梁。接□卡二适配器（Adapts）——复杂接□电路，仅仅一片IC还不够，需要以某种核心IC芯片搭配外围元器件构造成一个电路板。比如：网卡、声卡、显卡、数据采集卡、图像采集卡等。端口（Port）——简称“□”，是指接□电路中的寄存器，硬件连线决定了每个寄存器的I/O地址，对接□电路的编程实质是对接□寄存器的编程。CPU控制外设的实质就是控制接口电路，控制接口电路的实质就是控制接口寄存器。4.151单片机的中断系统4.1.1中断概念中断是针对“条件I/O”的外设而设置的一种I/O工作方式（另一种方式是查询）。与查询方式相比，中断方

3、式减少了CPU的负担，是计算机系统中重要概念和必不可少的内容。举例：把人看成CPU,手表和电话看成是外设，访问这两个外设就是两种I/O类型：手表——无条件I/O的典型，随时可以访问，自然也不涉及查询和中断方式的选择。电话——条件I/O的典型，可以设计成查询方式，也可以设计成中断方式。显然，查询方式用在这里很“愚蠢”！而采用中断方式就很自如。实现中断工作方式的几个条件:外设能够产生中断申请信号;•CPU支持中断工作方式——PU能够接受外设的中断申请并做出响应;•有一个独立于CPU的中断控制电路——能够区分多路中断源，进行中断允许和优先权设置。正确使用中

4、断需要搞清：中断屏蔽、优先权、响应过程、激活方法、中服调用和返回等。4.1.251单片机的中断系统51单片机内部集成了一个中断接口电路（中断控制电路）。1.中断源51子系列的中断接口电路可以连接5路中断信号（中断源），分别为：INTO、INTI、定时器0、定时器1、串口。前2个是用户可以随意安排使用的，后3个已经固定连接到内部接口电路。图中凡是开关就是控制环节，每个控制环节的通过控制寄存器的设置来实现。级先优II飞llyonnorrloFT。飞咏PT)pxlmps~IP源允许总允许SCON中斷标志52子系列的中断系统：比51子系列多了1个中断源T2。

5、外部中断源——INTO、INTI中断请求低级中断请求内部中断源——3个定时器中断TFO、TF1、TF2+EXF2.1个串口中断RI+TI2.中断控制寄存器51单片机的中断控制寄存器有2个(IE和IP),以及TCON的低4位。定时器2中断允许位,•中断允许寄存器IE(A8H):1允0禁EAXET2ESET1EX1ETOEXOEA：总允许位，EA=O禁止一切中断，EA=1总体允许;EX1=1允许，EX1=O禁止;ET2：ES：串行口中断允许位,ES=1允许，ES=O禁止;ET1：定时器1中断允许位,ET1=1允许，ET1=O禁止;EX1：外部中断1允许位

6、,EX1=1允许,EX1=O禁止;ETO：定时器0中断允许位,ETO=1允许,ETO=O禁止;EXO：外部中断0允许位,EXO=1允许，EXO=O禁止。•中断优先级寄存器IP（B8H）:1高0低XXPT2PSPT1PX1PTOPXO中断源有一个固定的查询顺序，称为内部辅助优先级（同级隐含优先级）。（见上图）•定时器电路有一个TCON中的寄存器，其高4位是关于定时器的控制，而低4位则是关于外部中断INT1和INTO的控制。（后面具体介绍！）TFOR0IE1IT1IE0IT02.中断优先级的作用:两个中断同时申请，高优先级的中断申请先被响应；高优先级的申

7、请可以中断低级的响应（中断嵌套），同级不可中断;内部辅助优先级：同级中断同时申请，由内部定的查询顺序决定响应顺序;中断受阻三情况：同级或高级中断正在服务;当前执行的指令没有结束;正执行RETI指令，则返回后至少再执行一条指令才响应中断。3.中断响应过程（单片机在每个机器周期的S5P2期间对5个中断源检测一次，所以任何中断申请都可以在1个机器周期内被CPU发现）•中断源发出中断申请，单片机检测到某个中断请求，等待当前指令执行完毕（可能是1、2、4个机器周期的指令），从下一个机器周期的S1开始响应中断；优先级激活触发器置位，阻断同级和低级中断，清除中断请

8、求标志;•硬件实现当前PC值入栈（为中断返回做准备）；•5个特定中断入口地址（中断矢量）之一近入PC,（PS