单片机应用系统设计技术 第6章.pptVIP

本章小结 6.1 中断系统和外中断 6.2 定时器/计数器 6.3 串行通信 为了进一步突出单片机的控制特性，许多半导体公司在单片机内部又集成了许多功能单元，如中断、定时器/计数器、串行通信、模拟/数字转换（ADC）、脉冲宽度调制（PWM）等单元。我们把这些单片机内部的功能单元统称为单片机内部资源。 标准的80C51单片机的内部资源有中断系统、定时器/计数器和串行口。80C51单片机片内RAM 的80H～FFH空间有21个特殊功能寄存器SFR，通过这些特殊功能寄存器可实现对全部内部资源的运行操作。 6.1 中断系统和外中断 中断是一项重要的计算机技术，采用中断技术可以使多个任务共享一个资源，所以中断技术实质上就是一种资源共享技术。 80C51是一个多中断源的单片机，有3类共5个中断源，分别是外部中断2个，定时中断2个和串行中断1个。 外部中断是由外部原因引起的，共有2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80C51外部引脚 （P3.2）和 （P3.3）输入。 定时中断是为满足定时或计数的需要而设置的。 串行中断是为串行数据传送的需要而设置的。 6.1.1 中断技术概述 当中央处理器CPU正在执行某程序时，由于某种原因，外界向CPU发出了暂停目前工作去处理更重要事件的请求，程序被打断，CPU响应该请求并转入相应的处理程序，处理程序完成以后，再返回到原来程序被打断的位置，继续原来的工作，这一过程称为中断。实现中断功能的部件称为中断系统。 在以上过程中，原来运行的、被中断的程序被称为主程序；从主程序中转入的相应事件处理程序被称为中断服务程序；主程序被打断的位置被称为断点；向CPU发出中断的请求信号被称为中断源。 中断技术主要用于分时操作、实时处理、故障及时处理等。 中断系统一般要完成以下功能。 1）现场保护和现场恢复 为了CPU完成中断服务后，能够返回到原主程序的位置，就要保护断点处的现场状态，即将断点处的PC值、相关寄存器的内容、标志位等状态压入堆栈保存，该操作被称为保护断点和现场。 中断服务结束后，在返回主程序前，要将被保护的断点和现场恢复，即弹出堆栈中被保存的内容至各相关寄存器，该操作被称为现场恢复。 2）中断优先权排队 不同的中断源享有不同的优先响应权利，称为中断优先权 ,CPU对多个中断源响应的优先权由高到低的排队，称为优先权排队。 3）中断嵌套 CPU将暂停当前的优先级别低的中断服务，转而去处理优先级更高的中断申请，处理完后，再回到原低级中断处理程序，这一过程称为中断嵌套，该中断系统称为多级中断系统。没有中断嵌套功能的中断系统称为单级中断系统。 6.1.2 80C51单片机中断系统 80C51中断系统结构图，它由中断源、中断标志、中断允许控制、中断优先级控制、中断查询硬件以及相应的特殊功能寄存器组成，相应的特殊功能寄存器TCON和SCON用来存储来自中断源的中断请求标志，IE为中断允许控制寄存器，IP为中断优先级控制寄存器。 1. 中断源 80C5l共有3类5个中断源，分别是2个外部中断源、2个定时中断源、1个串行口接收/发送中断源。 外部中断是由外部请求信号或掉电等异常事故引起的，共有2个中断源：外部中断0和1，分别由引脚（P3.2）和（P3.3）引入。 80C5l单片机内有两个定时器/计数器T0、T1，通过一种计数结构，实现定时/计数功能，当计数值发生溢出时，表明已经达到预期定时时间或计数值，定时器/计数器的中断请求标志位TF0或TF1被置1，也就向CPU发出了中断请求的申请。 当串行口接收或发送完一组数据时，便产生一个中断请求，特殊功能寄存器SCON中的RI或TI被置1 2. 中断请求标志 要实现中断，首先中断源要提出中断请求，单片机内中断请求的过程是特殊功能寄存器TCON和SCON相关状态位——中断请求标志位置1的过程，当CPU响应中断时，中断请求标志位才由硬件或软件清0。 1）TCON中的中断标志位 位 地 址 8F 8E 8D 8C 8B 8A 89 88 位 符 号 TF1 TR1 TF0 TR0 IE1 IT1 IE0 IT0 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6位：IE0和IE1、IT0和IT1以及TF0和TF1。 定时控制寄存器TCON各位的功能 位 地 址 位 符 号 功 能 8FH TF1 定时器/计数器T1溢出标志位 8EH TR1 定时器/计数器T1运行控制位 8DH TF0 定时器/计数器T0溢出标志位 8CH TR0 定时器/计数器T0运行控制位 8BH IE1 外部中断1请求标志位 8AH IT1 外部中断1触发类型选择位 89H IE0 外部中断0请求标志位