单片机内部资源的编程

第6章单片机内部资源的编程中断编程相关知识

1.单片机如何中断原来的工作？在本任务中当按键S1按下后，原来单片机正在进行的工作被打断，按键松开后单片机又恢复了原来的工作，这就是我们在前面所说的中断。或者说，CPU正在执行原程序时，突然，被意外事情打断，转去执行新程序。CPU执行新程序结束后，又回到原程序中继续执行。这样的过程就叫中断。（1）MCS-51的中断结构5个中断源，两个中断优先级控制。（2）中断处理流程CPU响应中断请求后，就立即转入执行中断服务程序。不同的中断源、不同的中断要求可能有不同的中断处理方法，但它们的处理流程一般都如下所述。1）现场保护和现场恢复2）中断打开和中断关闭3）中断服务4）中断返回（3）MCS-51的中断源8051有5个中断源，它们是两个外中断INT0（P3.2）和INT1（P3.3）、两个片内定时/计数器溢出中断TF0和TF1，一个是片内串行口中断TI或RI，这几个中断源由TCON和SCON两个特殊功能寄存器进行控制。TCOND7D6D5D4D3D2D1D0TF1TR1TF0TR0IE1IT1IE0IT0位地址8FH8EH8DH8CH8BH8AH89H88HTCON88HIE1:外部边沿触发中断1请求标志，其功能和操作类似于TF0。IT1:外部中断1类型控制位，通过软件设置或清除，用于控制外中断的触发信号类型。IT1=1，边沿触发。IT=0是电平触发。IE0:外部边沿触发中断0请求标志，其功能和操作类似于IE1。IT0:外部中断0类型控制位，通过软件设置或清除，用于控制外中断的触发信号类型。其功能和操作类似于IE1。必须注意：在不同外部中断触发方式下，标志清除方法不一样。SCON98HSCOND7D6D5D4D3D2D1D0------TIRI位地址

99H98HTI:MCS-51串行口的发送中断标志。中断响应后，必须软件清除标志。RI:MCS-51串行口的接收中断标志。中断响应后，必须软件清除标志。

（4）中断的控制MCS-51的对中断的开放和屏蔽是由中断允许寄存器IE（A8H）控制来实现的，IE的结构格式如下。IED7D6D5D4D3D2D1D0EA--ESET1EX1ET0EX0位地址AFH

ACHABHAAHA9HA8HEA:中断总控制位，EA=1，CPU开放中断。EA=0，CPU禁止所有中断。ES:串行口中断控制位，ES=1允许串行口中断，ES=0，屏蔽串行口中断。ET1:定时/计数器T1中断控制位。ET1=1，允许T1中断，ET1=0，禁止T1中断。EX1:外中断1中断控制位，EX1=1，允许外中断1中断，EX1=0，禁止外中断1中断。ET0:定时/计数器T0中断控制位。ET1=1，允许T0中断，ET1=0，禁止T0中断。EX0:外中断0中断控制位，EX1=1，允许外中断0中断，EX1=0，禁止外中断0中断。MCS-51的中断系统有两个不可寻址的优先级状态触发器，一个指出CPU是否在执行高优先级中断服务程序，另一个指出CPU是否正在执行低优先级的中断服务程序，这两个中断触发器的1状态分别屏蔽所有中断申请和同一级别的其他中断申请。此外，MCS-51还有一个申请优先级寄存IP，IP的格式如下，字节地址是B8H。IPD7D6D5D4D3D2D1D0---PSPT1Px1PT0PX0位地址

BCHBBHBAHB9HB8HPS:串行口中断口优先级控制位，PS=1，串行口中断声明为高优先级中断，PS=0，串行口定义为低优先级中断。PT1:定时器1优先级控制位。PT1=1，声明定时器1为高优先级中断，PT1=0定义定时器1为低优先级中断。PX1:外中断1优先级控制位。PT1=1，声明外中断1为高优先级中断，PX1=0定义外中断1为低优先级中断。PT0:定时器0优先级控制位。PT1=1，声明定时器0为高优先级中断，PT1=0定义定时器0为低优先级中断。PX0:外中断0优先级控制位。PT1=1，声明外中断0为高优先级中断，PX1=0定义外中断0为低优先级中断。（5）中断的响应MCS-51CPU在每一个机器周期顺序检查每一个中断源，在机器周期的S6按优先级处理所有被激活的中断请求，此时，如果CPU没有正在处理更高或相同优先级的中断，或者现在的机器周期不是所执行指令的最后一个机器周期，或者CPU不是正在执行RETI指令或访问IE和IP的指令（因为按MCS-51中断系统的特性规定，在执行完这些指令之后，还要在继续执行一条指令，才会响应中断），CPU在下一个机器周期响应激活了的最高级中断请求。中断响应的主要内容就是由硬件自动生成一条长调用LCALLaddr16指令，这里的addr16就是程序存储器中相应的中断区入口地址，这些中断源的服务程序入口地址如下：2.单片机中断程序怎样编制？从上面的任务程序中，我们来体会以下中断服务程序的编制方法。（1）首先必须对中断系统进行初始化，包括：1）开中断，即设定IE寄存器。2）设定中断优先级，即设置IP寄存器。如上面程序中的SETB PT0；设定时器0中断为高优先级3）如果是外部中断，还必须设定中断响应方式，即设定IT0、IT1位。中断服务函数采用扩展属性的函数进行语法定义，格式：返回值函数名interruptn其中：n对应中断源的编号，其值0~4分别对应外中断0，定时器0中断，外中断1，定时器1中断和串行口中断例题P3.2引脚接有按钮或开关，按下此按钮式开关P1.0引脚所接的LED点亮，再次按下后该LED熄灭，由此反复小结：1.MCS-51中断系统的结构及与中断有关的寄存器是什么？2.怎样编制中断服务程序？实验实训：项目10中断方式实现流水灯控制

项目11外部中断课题

项目12按键使用课题要求：课外完成编程、相关硬件安装、仿真与调试定时器/计数器相关知识1.单片机是如何进行计数的？本次任务中，单片机完成了对S3键按键次数的累计，那么，单片机是如何进行计数的？在单片机的内部结构中，我们知道在MCS-51的单片机内有两个16位可编程的定时/计数器，它们具有四种工作方式，其控制字和状态均在相应的特殊功能寄存器中，通过对控制寄存器的编程，就可方便地选择适当的工作方式。T1由TH1、TL1构成，字节地址为8DH、8BHT0由TH0、TL0构成，字节地址为8CH、8AHTCON则用于控制定时计数器T0和T1的启动和停止计数，同时管理定时器T0和T1的溢出标志等。特殊功能寄存器TMOD控制定时计数器的工作方式TMOD89HD7D6D5D4D3D2D1D0GATA

M1M0GATAM1M0←T1方式字段→←T0方式字段→GATE——门控位。GATE=0启动不受/INT0或/INT1的控制；GATE=1启动受/INT0或/INT1的控制。

C/T——外部计数器/定时器方式选择位C//T=0定时方式；C//T=1计数方式。

M1M0——

工作模式选择位（编程可决定四种工作模式）。

C//T=0——定时；C//T=1——对外计数。定时：fosc/12=1/（12/fosc）=1/T

N个方波T计数：脉冲不等间隔。

波形等间隔，次数已定，时间确定即对机器周期进行计数。

左图定时时间为N*T每个下降沿计数一次

确认一次负跳变需两个机器周期，

所以，计数频率最高为fosc/24。

TCON88HD7D6D5D4D3D2D1D0TF1TR1TF0TR0TR0——定时/计数器0运行控制位。

软件置位，软件复位。

TR1——定时/计数器1运行控制位。（用法与TR0类似）

TF0、TF1分别是定时、计数器T0、T1的溢出标志位。（1）定时/计数器的工作方式M1M0——工作模式选择位（编程可决定四种工作模式）0013位定时/计数器模式00116位定时/计数器模式108位定时/计数器（自动重装初值）模式211T08位定时/计数模式311T1停止工作模式3

1）工作方式0T0的等效逻辑结构项目10中断方式实现流水灯控制PX0:外中断0优先级控制位。（用法与TR0类似）定时器/计数器相关知识它的D7位SMOD为串行口波特率控制位，可由软件置位或清零。[8192—（8192—1）]×1/6×10-6×12=2×10-6(s)=2(us)串行数据传输速率有两个概念，即每秒转送的位数bps（Bitpersecond）和每秒符号数—波特率（Bandrate），在具有调制解调器的通信中，波特率与调制速率有关。1～8192（2的13方）PT1=1，声明定时器1为高优先级中断，PT1=0定义定时器1为低优先级中断。MCS-51的中断系统有两个不可寻址的优先级状态触发器，一个指出CPU是否在执行高优先级中断服务程序，另一个指出CPU是否正在执行低优先级的中断服务程序，这两个中断触发器的1状态分别屏蔽所有中断申请和同一级别的其他中断申请。如果单片机的晶振选为6.【同步通信】发送器和接收器由同一个时钟源控制，要求：课外完成编程、相关硬件安装、仿真与调试MCS-51的中断系统有两个不可寻址的优先级状态触发器，一个指出CPU是否在执行高优先级中断服务程序，另一个指出CPU是否正在执行低优先级的中断服务程序，这两个中断触发器的1状态分别屏蔽所有中断申请和同一级别的其他中断申请。在物理结构上，有一个串行口接收缓冲器SBUF、一个发缓冲器SBUF，但这两个寄存器具有同一地址（99H）。在计数工作方式下，计数器的计数值范围是：

1～8192（2的13方）当为定时工作方式时，定时时间的计算公式为：

（8192-计数初值）×晶振周期×12或

（8192-计数初值）×机器周期其时间单位与晶振周期或机器周期相同。如果单片机的晶振选为6.000MHz，则最小定时时间为：

[8192—（8192—1）]×1/6×10-6×12=2×10-6(s)=2(us)最长定时时间为：

(8192—0)×1/6×10-6×12=16384×10-6(s)=16384(us)。2）工作方式1T0的等效逻辑结构在工作方式1下，计数器的计数值范围是：

1～65536（2的16方）当为定时工作方式1时，定时时间的计算公式为：

（65536—计数初值）×晶振周期×12或

（65536—计数初值）×机器周期其时间单位与晶振周期或机器周期相同。如果单片机的晶振选为6.000MHz，则最小定时时间为：

[65536—（65536—1）]×1/6×10-6×12=2×10-6(s)=2(us)最长定时时间为：

(65536—0)×1/6×10-6×12=131072×10-6(s)=131072(us)。3）工作方式2T0的等效逻辑结构方式2与方式0、1的区别：工作方式0和工作方式1的最大特点就是计数溢出后，计数器为全0，因而循环定时或循环计数应用时就存在反复设置初值的问题，这给程序设计带来许多不便，同时也会影响计时精度。工作方式2就具有自动重装载功能，即自动加载计数初值，所以也有的文献称之为自动重加载工作方式。在这种工作方式中，16位计数器分为两部分，即以TL0为计数器，以TH0作为预置寄存器，初始化时把计数初值分别加载至TL0和TH0中，当计数溢出时，不再象方式0和方式1那样需要“人工干预”，由软件重新赋值，而是由预置寄存器TH以硬件方法自动给计数器TL0重新加载。方式2在串口通讯时，常用作波特率发生器。4）工作方式32.怎样编制定时程序？例题：用定时器实现P1.0引脚所接的LED每60ms亮或灭一次，设系统晶振频率为12HZ2.怎样编制计数程序？例题1：计数到预定值即报警例题2：将T0口计数值显示出来小结：1.定时计数器的基本结构及其四种工作方式？2.定时计数程序的编制方法？实验实训项目8定时器控制流水灯课题

项目9计数器课题要求：课外完成编程、相关硬件安装、仿真与调试串行口编程相关知识

1.单片机如何能收、发数据？

MCS-51单片机内部有一个全双工的串行通信口，即串行接收和发送缓冲器（SBUF），这两个在物理上独立的接收发送器，既可以接收数据也可以发送数据。但接收缓冲器只能读出不能写入，而发送缓冲器则只能写入不能读出，它们的地址为99H。这个通信口既可以用于网络通信，亦可实现串行异步通信，还可以构成同步移位寄存器使用。（1）基本概念0010001001P1.0P1.1P1.2P1.3RXDTXD单片机外设1外设21111110101000【并行通信和串行通信】并行通信：数据的各位同时送出。串行通信：数据的各位逐位送出。1）数据通信的传输方式【单工方式】数据仅按一个固定方向传送。【半双工方式】数据可实现双向传送，但不能同时进行，实际的应用采用某种协议实现收/发开关转换。【全双工方式】允许双方同时进行数据双向传送,但一般全双工传输方式的线路和设备较复杂。2）串行数据通信两种形式【异步通信】在这种通信方式中，接收器和发送器有各自的时钟，它们的工作是非同步的，异步通信用一帧来表示一个字符，其内容如下：一个起始位，仅接着是若干个数据位。【同步通信】发送器和接收器由同一个时钟源控制，同步传输方式去掉了起始位和停止位，只在传输数据块时先送出一个同步头（字符）标志即可。这两种方式各有何优劣？3）串行数据通信的传输速率串行数据传输速率有两个概念，即每秒转送的位数bps（Bitpersecond）和每秒符号数—波特率（Bandrate），在具有调制解调器的通信中，波特率与调制速率有关。举例：设有一帧信息，1个起始位、8个数据位、1个停止位，传输速率为每秒240个字符。求波特率。解