定时与中断系统.doc

第五章单片机的中断与定时系统
中断是一项重要的计算机技术，采用中断技术可以使多项任务共享一个资源，所以中断技术实质上就是一种资源共享技术。

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中断源
MCS-51是一个多中断源的单片机，以80C51为例，有三类共五个中断源，分别是外部中断两个，定时中断两个和串行中断一个。
1.外中断
外中断是由外部原因引起的，共有两个中断源，即外部中断0和外部中断1。它们的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，即电平方式和脉冲方式，可通过有关控制位进行定义。
2.定时中断
定时中断是为满足定时或计数的需要而设置的。
3.串行中断
串行中断是为串行数据传送的需要而设置的。
中断控制
这里所说的中断控制是指提供给用户使用的中断控制手段，实际上就是一些专用寄存器。在MCS-51单片机中，用于此目的的控制寄存器共有四个，即定时器控制寄存器、中断允许控制寄存器、中断优先控制寄存器以及串行口控制寄存器。
1.定时器控制寄存器（TCON）
该寄存器用于保存外部中断请求和以及定时器的计数溢出。寄存器地址88H，位地址8FH～88H。
位地址8F8E8D8C8B8A8988位符号TF1TR1TF0TR0IE1IT1IE0IT0这个寄存器既有定时器/计数器的控制功能又有中断控制功能，其中与中断有关的控制位共六位：IE0和IE1、IT0和IT1以及TF0和TF1。
2.中断允许控制寄存器（IE）
寄存器地址A8H，位地址AFH～A8H。
位地址AFAEADACABAAA9A8位符号EA／／ESET1EX1ET0EX0其中与中断有关的控制位共六位：EA、EX0和EX1、ET0和ET1、ES。
3.中断优先级控制寄存器（IP）
MCS-51的中断优先级控制只定义了高、低两个优先级。各中断源的优先级由优先寄存器（IP）进行设定。IP寄存器地址B8H，位地址为BFH～B8H。寄存器的内容及位地址表示如下：
位地址BFBEBDBCBBBAB9B8位符号／／／PSPT1PX1PT0PX0PX0外部中断0优先级设定位
PT0定时中断0优先级设定位
PX1外部中断1优先级设定位
PT1定时中断1优先级设定位
PS串行中断优先级设定位
为0的位优先级为低；为1的位优先级为高。
中断响应
中断响应就是对中断源提出的中断请求的接受，是在中断查询之后进行的，当查询到有效的中断请求时，紧接着就进行中断响应。中断响应的主要内容是由硬件自动生成一条长调用指令LCALL。其格式为LCALLaddr16，这里的addr16就是程序存储器中断区中相应中断的入口地址。在MCS-51单片机中，这些入口地址已由系统设定。
例如，对于外部中断0的响应，产生的长调用指令为：
LCALL0003H
生成LCALL指令后，紧接着就由CPU执行。首先将程序计数器PC的内容压入堆栈以保护断点，再将中断入口地址装入PC，使程序执行转向相应的中断区入口地址。但由于各中断区只有8个单元。一般情况下难以安排下一个完整的中断服务程序。因此通常总是在各中断区入口地址处放置一条无条件转移指令，使程序执行转向在其它地址存放的中断服务程序。
中断返回
中断响应后就转去执行中断服务程序，完成所需要的操作。中断服务程序的最后一条指令必须是中断返回指令RETI，CPU执行这条指令时，把响应中断时置位的优先级触发器复位，再从堆栈中弹出断点地址送入程序计数器PC，以便从断点处重新执行被中断的主程序。
MCS-51单片机的定时器/计数器
MCS-51单片机共有两个可编程的定时器/计数器，分别称定时器/计数器0和定时器/计数器1。它们都是十六位加法计数结构，分别由TH0（地址8CH）和TL0（地址8AH）及TH1（地址8DH）和TL1（地址8BH）两个8位计数器组成。这四个计数器均属专用寄存器之列。MCS-51的每个定时器/计数器都具有定时和计数两种功能。
1.计数功能
所谓计数是指对外部事件进行计数。外部事件的发生以输入脉冲表示，因此计数功能的实质就是对外来脉冲进行计数。
2.定时功能
定时功能也是通过计数器的计数来实现的。不过此时的计数脉冲来自单片机的内部，即每个机器周期产生一个计数脉冲。也就是每个机器周期计数器加1。由于一个机器周期等于12个振荡脉冲周期，因此计数频率为振荡频率的1/12。
定时器/计数器的控制寄存器
与定时器/计数器应用有关的控制寄存器有：
1.定时器控制寄存器（TCON）
TCON寄存器既参与中断控制又参与定时控制。其中有关定时的控制位共有四位：TF0和TF1、TR0和TR1。
2.工作方式控制寄存器（TMOD）
TMOD寄存器是一个专用寄存器，用于设定两个定时器/计数器的工作方式。但TMOD寄存器不能位寻址，只能用字节传送指令设置其内容。各位定义