51单片机中断系统及应用

【本章提要】本章介绍MCS－51单片机重要功能硬件中断系统、定时/计数器、串行口的工作原理及应用。通过本章学习，熟悉中断的基本概念；掌握中断系统的硬件组成和中断系统的程序结构、初始化编程的设计方法；掌握定时/计数器、串行口的结构工作原理与应用。MCS－51单片机

中断系统及应用

中断计数流水灯电路【项目任务】

本项目采用外部中断方式实现0～9循环计数和流水灯控制电路。在单片机I/O口连接一个按键，当开关断开时，单片机电路进行循环计数；当开关按下时，计数停止，单片机控制流水灯点亮。当流水灯点亮两轮后，计数按照中断时的计数值继续计数。通过本项目设计制作，熟悉单片机中断的基本概念，掌握MCS－51单片机中断系统的硬件结构、外部中断的基本原理和应用。4．2．1问题的提出——中断的概念

中断是指计算机在执行某一程序的过程中，由于计算机系统内、外的某种原因而必须终止原程序的执行，转去完成相应紧迫任务的处理程序，待处理结束之后再返回继续执行被中断原程序的过程。实现这种中断功能的硬件系统和软件系统统称为中断系统。中断方式是单片机提高工作效率的最佳途经，掌握中断技术是学习单片机应用技术的重要内容之一。4．2．2中断响应过程

主程序运行响应中断时，程序计数器PC的值称为断点；中断程序的地址称为中断程序入口；响应中断后执行的程序称为中断服务程序；中断程序执行完返回断点重新执行主程序称为中断返回。图4－3中断响应过程流程图中断检测

由于中断发生时间是随机的，因此程序的断点是不确定的。当中断发生时产生时，低电平向CPU发中断请求信号，CPU在每个机器周期的S5P2期间采样是否为0，如果为0中断标志自动将IE0置1，如图4－4所示。图4－4CPU在S5P2检测中断请求信号

中断入口表4－3中断入口地址表

两个中断入口之间只有8个单元，一般情况都放不下中断服务程序，因此，通常将中断入口放置一条无条件转移指令。如LJMPI001单片机响应中断后，进入中断入口0003H，然后转移到代表I001的地址去执行中断服务程序I001。

4．2．3MCS－51中断系统结构图4－5MCS－51单片机中断系统下一页上一页P3.4P3.2P3.3P3.5P3.0P3.11.5个中断源

1．：外部中断0请求，由P3.2脚输入。它受外部电路控制实现中断0请求，由P3.2脚输入。通过IT0位来决定中断请求信号是低电平有效还是下降沿有效。一旦输入信号有效，则向CPU申请中断，并建立IE0标志。

2．：外部中断1请求，由P3.3脚输入。通过IT1位来决定是低电平有效还是下降沿有效。一旦输入信号有效，则向CPU申请中断，并建立IE1标志。

3．T0：定时/计数器T0溢出中断请求。当T0工作在计数状态时，计数脉冲从P3.4脚输入。当定时器T0产生溢出时，定时/计数器T0中断请求标志位置位（由硬件自动执行），请求中断处理。下一页上一页

4．T1：定时器T1溢出中断请求。当T1工作在计数状态时，计数脉冲从P3.5脚输入。当定时器T1产生溢出时，定时器T1中断请求标志位（TCON.7）置位（由硬件自动执行），请求中断处理。

5．RX/TX：串行中断请求。当接收或发送完一串行帧时，内部串行口中断请求标志位RI（SCON.0）或TI（SCON.1）置位（由硬件自动执行），请求中断。串行口应用时，一般是RX、TX同时使用，相互配合完成串行数据传输工作。1.5个中断源下一页上一页2.4个中断有关的控制寄存器

（1）中断控制寄存器TCON

中断控制寄存器TCON有两个作用，即除了控制定时/计数器T0和T1的溢出中断外，还控制外部中断的触发方式和锁存外部中断请求标志位。TCON字节地址为88H，可位寻址，位地址范围为88H～8FH。地址位8FH8EH8DH8CH8BH8AH89H88H位定义TF1TR1TF0TR1IE1IT1IE0IT0图4—6中断控制寄存器TCON各位定义下一页上一页地址位AFHAEHADHACHABHAAHA9HA8H位定义EAESET1EX1ET0IT0（2）串行口控制寄存器SCON

串行口控制寄存器用于外部IO口扩展和单片机与计算机、单片机、外部设备之间通信，与外部中断控制无关，将在串行口应用中介绍。（3）中断允许控制寄存器IEMCS－51对中断源的开放或屏蔽是由中断允许寄存器IE控制的。IE的字节地址为A8H，可以按位寻址。2.4个中断有关的控制寄存器下一页上一页2.4个中断有关的控制寄存器

IP规定了两个中断级别，称为低级优先级和高级优先级。每一个中断源均可由程序设置为高级优先级中断或低级优先级中断，从而实现中断嵌套。同一优先级中按照自然优先级的次序响应中断。在同一优先级同时发生几个的中断请求时，响应哪个中断取决于内部查询次序。（4）中断优先级控制寄存器IP表4－4同级内中断查询次序下一页上一页先同级查询次序后3．3级中断控制开关设置

1.第一级开关——中断触发方式开关

IT0/IT1=1时，外部中断信号取下降沿触发方式。

IT0/IT1=0时，外部中断信号取电平触发方式，低电平维持时间过长时，一个中断申请会引发多个中断，因此必须采用措施撤消中断申请。

2.第二级开关——中断允许和开放中断开关

五个中断源各有一个开关进行控制，通过软件对IE的某位置1操作，实现相应中断允许开关闭合，于是某个中断申请被允许。注意，无论哪个或哪几个中断被允许，能否实现中断还必须开放总中断，即用软件设置EA=1。

3．第三级开关——中断优先级开关设置中断优先级控制寄存器IP的字节地址是B8H，可以字节寻址，也可以位寻址。各位定义如下：图4—8中断优先寄存器IP各位定义3．3级中断控制开关设置

PS：串行口中断优先级控制位

PT1：定时器T1中断优先级控制位

PX1：外部中断1中断优先级控制位

PT0：定时器T0中断优先级控制位

PX0：外部中断0中断优先级控制位

2.中断服务子程序的结构

（1）保护现场主程序使用一些

常用特殊功能寄存器和工作存储器，

例如ACC、DPTR、Rn等。一般在中

断服务程序中可能也要应用这些常用

的特殊功能寄存器、工作寄存器，执

行中断程序之前，必须将这些单元的

内容保存起来，这样在执行完中断服

务程序返回主程序是能够恢复这些单

元的内容，使主程序能够继续按照中

断前的状态继续执行。

4．2．4中断服务程序的结构图4－9中断程序结构图保护现场的主要指令有PUSH。

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（2）中断服务程序主体中断服务程序主体是中断系统中独立的子程序，根据中断的要求来设计。（3）恢复现场为了使中断服务程序返回主程序能够继续执行主程序，中断返回之前必须恢复堆栈的数据到原工作寄存器中。注意堆栈操作必须遵循后进先出的原则。恢复现场的指令有POP。（4）中断返回中断服务程序返回指令必须是RETI。CPU执行RETI时自动从SP中取回断点地址，继续执行主程序。4．2．4中断服务程序的结构下一页上一页【例4－2】某中断系统使用作外部中断控制端，低电平触发方式，设中断服务子程序名为EXINT0,试写出其初始化程序。ORG0000HLJMPMAINORG0003HLJMPEXINT0

ORG0100HMAIN：……；主程序

CLRIT0；设置为电平触发方式

SETBEX0；允许中断

SETBEA；开中断

……EXINT0：……；中断服务子程序

RETI；中断返回

……END4．2．5中断计数流水灯硬件电路设计

中断方式计数流水灯电路如图4－10所示，单片机P2口接一共阳极数码管显示器，实现0～9的循环计数显示。P0口接8个LED作流水灯，图中电阻均为限流电阻。中断由P3.2口（INT0）上连接一个开关SW1，作外部中断控制信号。发光二极管D9是指示开关状态而设立的。当开关断开时，单片机运行循环计数主程序；当开关闭合时，单片机运行流水灯中断程序，执行完中断程序后返回继续执行计数显示主程序。4．2．5中断计数流水灯硬件电路设计

图4－10中断计数流水灯电路下一页上一页11醉翁亭记

1．反复朗读并背诵课文，培养文言语感。

2．结合注释疏通文义，了解文本内容，掌握文本写作思路。

3．把握文章的艺术特色，理解虚词在文中的作用。

4．体会作者的思想感情，理解作者的政治理想。一、导入新课范仲淹因参与改革被贬，于庆历六年写下《岳阳楼记》，寄托自己“先天下之忧而忧，后天下之乐而乐”的政治理想。实际上，这次改革，受到贬谪的除了范仲淹和滕子京之外，还有范仲淹改革的另一位支持者——北宋大文学家、史学家欧阳修。他于庆历五年被贬谪到滁州，也就是今天的安徽省滁州市。也是在此期间，欧阳修在滁州留下了不逊于《岳阳楼记》的千古名篇——《醉翁亭记》。接下来就让我们一起来学习这篇课文吧！【教学提示】结合前文教学，有利于学生把握本文写作背景，进而加深学生对作品含义的理解。二、教学新课目标导学一：认识作者，了解作品背景作者简介：欧阳修(1007—1072)，字永叔，自号醉翁，晚年又号“六一居士”。吉州永丰(今属江西)人，因吉州原属庐陵郡，因此他又以“庐陵欧阳修”自居。谥号文忠，世称欧阳文忠公。北宋政治家、文学家、史学家，与韩愈、柳宗元、王安石、苏洵、苏轼、苏辙、曾巩合称“唐宋八大家”。后人又将其与韩愈、柳宗元和苏轼合称“千古文章四大家”。

关于“醉翁”与“六一居士”：初谪滁山，自号醉翁。既老而衰且病，将退休于颍水之上，则又更号六一居士。客有问曰：“六一何谓也？”居士曰：“吾家藏书一万卷，集录三代以来金石遗文一千卷，有琴一张，有棋一局，而常置酒一壶。”客曰：“是为五一尔，奈何？”居士曰：“以吾一翁，老于此五物之间，岂不为六一乎？”写作背景：宋仁宗庆历五年(1045年)，参知政事范仲淹等人遭谗离职，欧阳修上书替他们分辩，被贬到滁州做了两年知州。到任以后，他内心抑郁，但还能发挥“宽简而不扰”的作风，取得了某些政绩。《醉翁亭记》就是在这个时期写就的。目标导学二：朗读文章，通文顺字1．初读文章，结合工具书梳理文章字词。2．朗读文章，划分文章节奏，标出节奏划分有疑难的语句。节奏划分示例

环滁/皆山也。其/西南诸峰，林壑/尤美，望之/蔚然而深秀者，琅琊也。山行/六七里，渐闻/水声潺潺，而泻出于/两峰之间者，酿泉也。峰回/路转，有亭/翼然临于泉上者，醉翁亭也。作亭者/谁？山之僧/曰/智仙也。名之者/谁？太守/自谓也。太守与客来饮/于此，饮少/辄醉，而/年又最高，故/自号曰/醉翁也。醉翁之意/不在酒，在乎/山水之间也。山水之乐，得之心/而寓之酒也。节奏划分思考“山行/六七里”为什么不能划分为“山/行六七里”？

明确：“山行”意指“沿着山路走”，“山行”是个状中短语，不能将其割裂。“望之/蔚然而深秀者”为什么不能划分为“望之蔚然/而深秀者”？明确：“蔚然而深秀”是两个并列的词，不宜割裂，“望之”是总起词语，故应从其后断句。【教学提示】引导学生在反复朗读的过程中划分朗读节奏，在划分节奏的过程中感知文意。对于部分结构复杂的句子，教师可做适当的讲解引导。目标导学三：结合注释，翻译训练1．学生结合课下注释和工具书自行疏通文义，并画出不解之处。【教学提示】节奏划分与明确文意相辅相成，若能以节奏划分引导学生明确文意最好；若学生理解有限，亦可在解读文意后把握节奏划分。2．以四人小组为单位，组内互助解疑，并尝试用“直译”与“意译”两种方法译读文章。3．教师选择疑难句或值得翻译的句子，请学生用两种翻译方法进行翻译。翻译示例：若夫日出而林霏开，云归而岩穴暝，晦明变化者，山间之朝暮也。野芳发而幽香，佳木秀而繁阴，风霜高洁，水落而石出者，山间之四时也。直译法：那太阳一出来，树林里的雾气散开，云雾聚拢，山谷就显得昏暗了，朝则自暗而明，暮则自明而暗，或暗或明，变化不一，这是山间早晚的景色。野花开放，有一股清幽的香味，好的树木枝叶繁茂，形成浓郁的绿荫。天高气爽，霜色洁白，泉水浅了，石底露出水面，这是山中四季的景色。意译法：太阳升起，山林里雾气开始消散，烟云聚拢，山谷又开始显得昏暗，清晨自暗而明，薄暮又自明而暗，如此暗明变化的，就是山中的朝暮。春天野花绽开并散发出阵阵幽香，夏日佳树繁茂并形成一片浓荫，秋天风高气爽，霜色洁白，冬日水枯而石底上露，如此，就是山中的四季。【教学提示】翻译有直译与意译两种方式，直译锻炼学生用语的准确性，但可能会降低译文的美感；意译可加强译文的美感，培养学生的翻译兴趣，但可能会降低译文的准确性。因此，需两种翻译方式都做必要引导。全文直译内容见《我的积累本》。目标导学四：解读文段，把握文本内容1．赏析第一段，说说本文是如何引出“醉翁亭”的位置的，作者在此运用了怎样的艺术手法。

明确：首先以“环滁皆山也”五字领起，将滁州的地理环境一笔勾出，点出醉翁亭坐落在群山之中，并纵观滁州全貌，鸟瞰群山环抱之景。接着作者将“镜头”全景移向局部，先写“西南诸峰，林壑尤美”，醉翁亭坐落在有最美的林壑的西南诸峰之中，视野集中到最佳处。再写琅琊山“蔚然而深秀”，点山“秀”，照应上文的“美”。又写酿泉，其名字透出了泉与酒的关系，好泉酿好酒，好酒叫人醉。“醉翁亭”的名字便暗中透出，然后引出“醉翁亭”来。作者利用空间变幻的手法，移步换景，由远及近，为我们描绘了一幅幅山水特写。2．第二段主要写了什么？它和第一段有什么联系？明确：第二段利用时间推移，抓住朝暮及四季特点，描绘了对比鲜明的晦明变化图及四季风光图，写出了其中的“乐亦无穷”。第二段是第一段“山水之乐”的具体化。3．第三段同样是写“乐”，但却是写的游人之乐，作者是如何写游人之乐的？明确：“滁人游”，前呼后应，扶老携幼，自由自在，热闹非凡；“太守宴”，溪深鱼肥，泉香酒洌，美味佳肴，应有尽有；“众宾欢”，投壶下棋，觥筹交错，说说笑笑，无拘无束。如此勾画了游人之乐。4．作者为什么要在第三段写游人之乐？明确：写滁人之游，描绘出一幅太平祥和的百姓游乐图。游乐场景映在太守的眼里，便多了一层政治清明的意味。太守在游人之乐中酒酣而醉，此醉是为山水之乐而醉，更是为能与百姓同乐而醉。体现太守与百姓关系融洽，“政通人和”才能有这样的乐。5．第四段主要写了什么？明确：写宴会散、众人归的情景。目标导学五：深入解读，把握作者思想感情思考探究：作者以一个“乐”字贯穿全篇，却有两个句子别出深意，不单单是在写乐，而是另有所指，表达出另外一种情绪，请你找出这两个句子，说说这种情绪是什么。明确：醉翁之意不在酒，在乎山水之间也。醉能同其乐，醒能述以文者，太守也。这种情绪是作者遭贬谪后的抑郁，作者并未在文中袒露胸怀，只含蓄地说：“醉能同其乐，醒能述以文者，太守也。”此句与醉翁亭的名称、“醉翁之意不在酒，在乎山水之间也”前后呼应，并与“滁人游”“太守宴”“众宾欢”“太守醉”连成一条抒情的线索，曲折地表达了作者内心复杂的思想感情。目标导学六：赏析文本，感受文本艺术特色1．在把握作者复杂感情的基础上朗读文本。2．反复朗读，请同学说说本文读来有哪些特点，为什么会有这些特点。(1)句法上大量运用骈偶句，并夹有散句，既整齐又富有变化，使文章越发显得音调铿锵，形成一种骈散结合的独特风格。如“野芳发而幽香，佳木秀而繁阴”“朝而往，暮而归，四时之景不同，而乐亦无穷也”。(2)文