C的中断系统及定时计数器

2023/1/141第5章80C51的中断系统及定时/计数器80C51单片机的中断系统5.180C51单片机的中断处理过程5.280C51单片机的定时/计数器5.380C52的定时/计数器25.42023/1/1425.1

80C51单片机的中断系统5.1.180C51中断系统的结构

CPU进行工作A时发生了事件B，请求CPU马上处理

CPU暂时中断当前工作A，转去处理事件B

事件B处理完后，回到工作A被中断的地方继续处理A工作

中断的概念中断源中断请求

中断服务中断返回中断系统中断的优点:

CPU利用率高

控制实时性强系统可靠性好2023/1/14380C51中断系统的结构5个中断源、2个优先级2023/1/144中断源5.1.280C51的中断源外部中断0（INT0）外部中断1（INT1）T0溢出中断（TF0）T1溢出中断（TF1）串行口中断（RI或TI）2023/1/145触发方式设置及中断标志

76543210TCONTF1TR1TF0TR0IE1IT1IE0IT0字节地址：88H电平方式（ITx=0），INTx引脚低电平时IEx=1，响应中断后IEx不自动清0（INTx引脚状态）。边沿方式（ITx=1），INTx引脚负跳变时IEx=1，响应中断后IEx自动清0。外部中断标志IE1、IE0（用IEx表示）2023/1/146两种触发方式比较：

电平方式时，INTx低电平必须保持到响应时，否则就会漏掉；在中断服务结束前，INTx低电平必须撤除，否则中断返回之后将再次产生中断。

例，8255的中断请求线在接受读或写操作后即被复位，因此以其去请求电平触发方式的中断比较方便。边沿方式时，采样到有效下降沿后，在IEx中将锁存一个1。若CPU暂时不能响应，申请标志也不会丢失，直到响应时才清0。

例，ADC0809的转换结束信号EOC为正脉冲，经反相后就可以作为80C51的INTx信号。2023/1/147溢出中断标志TF1、TF0（用TFx表示）

溢出中断请求标志TFx，Tx启动后就开始由初值进行加1计数，直至最高位产生溢出使TFx=1向CPU请求中断。CPU响应中断后TFx自动清0。

SCON的中断标志76543210SCONTIRI字节地址：98HRI：串口接收中断标志，响应中断时不能自动清除

TI：串口发送中断标志，响应中断时不能自动清除

2023/1/1485.1.380C51中断的控制中断允许控制中断源的开放和屏蔽由IE控制（1，开放；0，禁止）

76543210IEEAESET1EX1ET0EX0字节地址：A8HEX0:外中断0允许ET0:T0中断允许

EX1:外中断1允许ET1:T1中断允许ES:串口中断允许

EA:CPU中断允许2023/1/149中断优先级控制中断优先级由IP控制（1，高级；0，低级）

76543210IPPSPT1PX1PT0PX0字节地址：B8HPX0:外中断0优先级

PT0:T0中断优先级PX1:外中断1优先级PT1:T1中断优先级PS:串口中断优先级同一优先级的自然顺序：自高至低：INT0、TO、INT1、T1、串口。

2023/1/1410中断优先级遵循的原则几个中断同时申请，先响应高级的中断正进行的中断服务，同级或低级中断不能对其中断，但可以被高级中断所中断。

为此，中断系统内设有对应高、低2个优先级状态触发器（用户不能寻址）。状态触发器的复位由中断返回指令RETI控制。2023/1/14115.2

80C51单片机中断处理过程5.2.1中断响应条件和时间中断响应条件有中断请求

相应的中断允许位为1CPU开中断（即EA=1）

遇下面情况之一将不被响应（此间中断条件失效，中断丢失）

正在处理同级或高级中断

当前选择周期不是所执行指令的最后一个机器周期

正在执行RETI或访问IE或IP

的指令

2023/1/1412中断响应时间中断响应至少需要3个完整的机器周期（3~8个）！受阻时要附加3~5个机器周期（无同级或高级中断正进行）

排序周期不是指令的最后机器周期(如MUL，5个)排序周期恰逢RETI类指令(要再跟指令，若是MUL，8个)2023/1/14135.2.2中断响应过程

CPU响应中断过程将相应优先级状态触发器置1（阻断后来同级或低级中断）执行硬件LCALL指令（PC入栈，中断服务程序入口址送PC

）执行中断服务程序

编写中断服务程序注意中断服务程序入口存放指令LJMP或AJMP现场保护与现场恢复2023/1/14145.2.3中断返回中断服务程序最后指令必须是RETI，其功能：将断点从堆栈弹送PC，CPU从原断点继续执行将相应优先级状态触发器清0，恢复原来工作状态注意不能用RET代替RETI

中断服务程序中PUSH和POP必须成对使用2023/1/14155.2.4中断程序举例【例5-1】单外部中断源示例voidEx0()interrupt2

{Flag=～Flag;}main(){while(1){if(Flag==0)//左移{ScanNum=_crol_(ScanNum,1);P0=ScanNum;}else//右移{ScanNum=_cror_(ScanNum,1);P0=ScanNum;}DelayMs(500);}}2023/1/1416【例5-2】如图所示，编写程序实现：系统上电后，数码管显示“P”。按下S0键则数码管进行加计数，S1键则数码管进行减计数。计数值显示在数码管上。voidt0Isr()interrupt1

{if(Flag0==0)Flag0=1;Flag1=0; }voidEx1Isr()interrupt2{ if(Flag1==0)Flag1=1;Flag0=0; }

2023/1/14175.3

80C51单片机的定时/计数器结构基本型：T0，定时、计数。T1，定时、计数、串口波特率发生器。增强型：增加了T2。见5.3.4节。5.3.1定时/计数器的结构和工作原理TH1、TL1TH0、TL0TCONTMOD2023/1/1418工作原理---实质是16位加1计数器定时器模式时，对内部机器周期计数。定时时间=计数值*机器周期计数器模式时，是对外部脉冲计数。脉冲由T0（P3.4）或T1(P3.5)引脚输入。

注意:(若计数值为N,计数初值为X)溢出信号使TF0或TF1置1，并发出中断请求，16位时有：X=65536-N12MHz晶振时，计数频率低于0.5MHz

2023/1/14195.3.2定时/计数器的控制工作方式寄存器TMOD

76543210TMODGATEC/TM1M0GATEC/TM1M0字节地址：89HGATE：门控位。GATE＝0时，只要TRx为1，就可启动计数器工作；GATA＝1时，定时器的启动还要加上INTx引脚为高电平这一条件。

C/T：模式选择位。清0为定时模式，置1为计数方式。M1M0：工作方式设置位。可设置四种工作方式(见下页）。2023/1/1420M1M0工作方式说明00方式013位定时/计数器01方式116位定时/计数器10方式28位自动重装定时/计数器11方式3T0分成两个独立的8位定时/计数器；T1此方式停止计数注意：TMOD不能进行位寻址

2023/1/1421控制寄存器TCON

76543210TCONTF1TR1TF0TR0字节地址：88HTFx：Tx溢出标志位。响应中断后TFx有硬件自动清0。用软件设置TFx可产生同硬件置1或清0同样的效果。TRx：Tx运行控制位。置1时开始工作；清0时停止工作。TRx要由软件置1或清0（即启动与停止要由软件控制）。2023/1/14225.3.3定时/计数器的工作方式T0有方式0、1、2、3；T1有方式0、1、2。以T0为例说明。方式0：13位方式

2023/1/1423C/T=1时，则为计数模式，有：

X=213-N=8192-NC/T=0时，则为定时模式，有：

X=213-N=8192-N，N=t/Tcy【例5-3】若计数个数N为2，求计数初值。公式法计算：X＝8192－2=8190=1FFEH求补法计算：对0000000000010B取反加1为：

1111111111110B(1FFEH)初值计算：公式法

求补法：X=对N求补2023/1/1424门控位作用当GATE=0时仅由TR0控制与门的开启。与门输出1时，控制开关接通，计数开始；当GATE=1时与门的开启由INT0和TR0共同控制。这种方式可以用来测量INT0引脚上正脉冲的宽度。

注意：方式0的计数初值高8位和低5位确定麻烦

，实际应用中常由16位的方式1取代。2023/1/1425方式1：16位方式

X=216-N=65536-N计数范围：1～65536

计数初值要分成2个字节分别送入TH0、TL02023/1/1426【例5-4】若要求定时器T0工作于方式1，定时时间为1ms，当晶振为6MHz时，求送入TH0和TL0的计数初值各为多少？应怎样送入TH0和TL0？由于晶振为6MHz，所以机器周期Tcy为2µS，因此：N=t/Tcy=1×10-3/2×10-6＝500X＝216-N＝65536-500＝65036＝FE0CH也可以利用以下2条语句完成：

TH0=(65536-500)/256;

商为计数初值的高字节

TL0=(65536-500)%256;余数为计数初值的低字节分别将FEH送入TH0中，0CH送入TL0中即可。2023/1/1427方式2：8位自动重装方式

X=28-N=256-N计数范围：1～256

特别适合与脉冲信号发生器2023/1/1428方式3：（仅T0有此方式，T1的方式3将停止计数）

TL0进行8位定时/计数TH0进行8位定时（T1方式2时，可出借TR1、TF1）2023/1/14295.3.4定时/计数器应用举例初始化程序应完成：对TMOD赋值，以确定T0和T1的工作方式；求初值,并写入TH0、TL0或TH1、TL1；中断方式时，要对IE赋值，开放中断；使TR0或TR1置位，启动定时/计数器工作。2023/1/1430计数应用【例5-3】有一包装流水线，产品每计数24瓶时发出一个包装控制信号。试编写程序完成这一计数任务。用T0完成计数，用P1.0发出控制信号。确定方式字：T0在计数的方式2时：M1M0=10，GATE=0，C/T=1方式控制字为06H

求计数初值X:N=24X=256-24=232=E8H应将E8H送入TH0和TL0中2023/1/1431while(1){

if(Flag==1){Flag=0;P37=0;P0=SegCode[Counter];DelayMs(20);P37=1; }}主程序（部分）

中断服务程序

voidC0Isr()interrupt1{Flag=1;Counter++;

if(Counter==13)Counter=0;}2023/1/1432定时应用

定时时间较小时（小于70ms）。晶振为11.0592MHz时，Tcy为1.085µS。可直接采用方式1完成定时任务。

【例5-4】利用定时/计数器T0的方式1，产生10ms的定时，并使P2.7引脚上输出周期为20ms的方波，采用中断方式，设系统的晶振频率为11.0592MHz。确定方式字：T0在定时的方式1时：M1M0=01，GATE=0，C/T=0方式控制字为01H

求计数初值X:Tcy为1.085µSN=10ms/1.085µS=9216X=65536-9216=DC00H应将DC送TH0,00H送TL0

2023/1/1433voidmain(void){TMOD=0x01;TL0=0xDC;TH0=0x00;IE=0x82;TR0=1;while(1); }主程序

中断服务程序

voidT0Isr()interrupt1{P27=～P27;TL0=0xDC;TH0=0x00;}2023/1/1434

定时时间较大时（大于70ms）。实现方法：一是采用1个定时器定时一定的间隔（如20ms），然后用软件进行计数；二是采用2个定时器级联，其中一个定时器用来产生周期信号（如20ms为周期），然后将该信号送入另一个计数器的外部脉冲输入端进行脉冲计数。

【例5-5】编写程序，实现用定时/计数器T0定时，使P2.7引脚输出周期为1s的方波。设系统的晶振频率为11.0592MHz。确定方式字：T0在定时的方式1时：M1M0=01，GATE=0，C/T=0方式控制字为01H

求计数初值X:Tcy为1µSN=20ms/12/11.0592=18432X=65536-18432=B800H应将B8送TH0,00H送TL0

采用定时20ms，然后再计数25次的方法实现2023/1/1435voidmain(void){TMOD=0x01; TL0=0x00;TH0=0xB8;IE=0x82;TR0=1;while(1); }voidT0Isr()interrupt1{staticucharCounter;Counter++;

if(Counter==25){P27=~P27;Counter=0; } TL0=0x00;TH0=0xB8;}主程序

中断服务程序

2023/1/1436门控位的应用【例5-6】测量INT0引脚上出现的正脉冲宽度，并将结果（以机器周期的形式）存放在30H和31H两个单元中。

将T0设置为方式1的定时方式，且GATE=1，计数器初值为0，将TR0置1。

INT0引脚上出现高电平时，加1计数器开始对机器周期计数。INT0引脚上信号变为低电平时，停止计数然后读出TH0、TL0的值

单定时器产生多定时间隔（略）2023/1/1437while(1){TMOD=0x09;TL0=0;TH0=0;while(P32);TR0=1;while(!P32);while(P32);TR0=0;Low=TL0;High=TH0;}

主程序（部分）

5.4

80C52的定时/计数器T2T2矢量地址002BH；T2还增加了16位自动重装、捕获及加减计数方式；1.0为计数输入(T2)，还可输出脉冲；P1.1（T2EX)有捕获/重装方式触发和检测功能。5.4.1T2的相关控制寄存器工作方式寄存器T2MOD

76543210T2MODT2OEDCEN字节地址：C9HT2OE：输出允许位。为1时，允许定时时钟从P1.0输出。DCEN：计数方向控制使能位。为1时，计数方向与P1.1有关，P1.1为1时，为减计数，P1.1为0时，为加计数。控制寄存器T2CONTF2：溢出标志位。不自动清0(与TF0和TF1不同)。EXF2：T2外部中断标志位。在捕捉和自动重装