单片机功能部件1.ppt

MCS-51单片机内部功能部件 MCS-51系统扩展 MCS-51功能扩展;MCS-51单片机内部功能部件;中断的概念 现代的计算机都具有实时处理功能，能对外部发 生的事件如人工干预、外部事件及意外故障做出及时 的响应或处理，这是依靠计算机的中断系统来实现的。 在MCS－51应用系统中，经常需要处理如下问题： 1．定时器问题 在温度控制系统中，需对受控对象的温度进行定 时采样，两次采样之间的时间间隔是固定的，如每秒 一次。在电机恒速控制系统中，需对受控电机的转速 进行定时采样，两次采样之间的时间间隔也是固定的， 如每秒两次。为了定时采样，就必须使用定时器。当 CPU启动定时器后，就要等待定时器的定时超时标志， 然后就进行采样，周而复始，循环不止。 ;2．键盘按键问题 键盘是计算机系统操作者对系统进行参数设置和状态控制的常用设备，操作者何时对键盘进行操作是无法事先确定的。单片机应快速响应键盘操作。 3．串行通信问题 一个单片机控制系统可能与另一个计算机系统有联系，它们之间的数据交换是通过异步串行通信接口RS-232C进行的。MCS－51单片机有一个串行通信控制器，当CPU将要发送的一个字节数据提交给串行通信控制器后，需要等串行通信控制器把这个字节数据发送完毕，才能发送下一个字节数据。这时，CPU要等待串行通信控制器的一个标志，表明串行通信控制器的发送缓冲器空闲，才能把下一个要发送字节数据提交给串行通信控制器。CPU除了发送数据之外，还要接收对方发送来的数据，而对方什么时候要发送数据是无法确定的。MCS－51单片机的串行通信控制器会自动处理数据接收，一旦接收到一个字节的数据，串行通信控制器会设置数据接收完成标志，CPU检测到该标志后，就从串行通信控制器中将数据读出。 ; 上述三个问题中，一个共性的问题是：CPU需要对 一个标志进行检测判断，以决定是否进行一项预定的工 作（即执行一个特定的程序段）。对一个可能随机出现 的标志进行检测判断，可以采用两种方法：查询/中断。 查询是指CPU在程序流程中循环判断标志的改变。 如：启动定时器时，??时器的定时超时标志TF为0，定 时间隔到时，定时器将定时超时标志TF置为1，程序中 CPU用循环结构判断该标志是否为1等待定时结束： while（TF = = 0）； TF = 1； 调用采样函数， （TF定时到标志）; 或者在主函数的流程中按顺序判断各个标志的状态，以确定要做的工作。 while（1） { if（TI） 调用发送函数； if（RI） 调用接受函数； if（keypress）调用按键处理函数； …… } 这里，TI、RI、keypress分别为定时到标志、发送缓冲器空标志、接收缓冲器满标志和有键按下标志。; 所谓中断是指，单片机内部有一个中断管理系统，它对内部的定时器事件、串行通信的发送和接收事件及外部事件（如键盘按键动作）等进行自动的检测判断，当有某个事件产生时，中断管理系统会置位相应标志通知CPU，请求CPU迅速去处理。CPU检测到某个标志时，会停止当前正在处理的程序流程，转去处理所发生的事件（针对发生的事件，调用某一特定的函数，称为该事件的中断服务函数），处理完以后，再回到原来被中断的地方，继续执行原来的程序。这个过程称为中断。（CPU对中断标志的检测是在程序指令执行的周期中顺带进行的，不影响指令的连续执行。 ） 注：程序中的一般函数是由主函数或其它函数调用的，而中断服务函数不能被其它函数调用，它的执行完全是随机的。 ; 中断管理系统可以处理的事件称为中断源。一般计算机系统允许有多个中断源，当几个中断源同时向CPU请求中断，要求为它们服务的时候，就存在CPU优先响应哪一个中断请求源的问题，一般根据中断源（所发生的实时事件）的轻重缓急排队，优先处理最紧急事件的中断请求，于是规定每一个中断源都有自己的中断优先级别。 当CPU正在处理一个中断源请求时，又发生了另一个优先级比它高的中断请求，如果CPU能够暂时中止执行当前的中断服务程序，转而去处理优先级更高的中断请求，待处理完以后，再继续执行原来的低级中断处理程序，这样的过程称为中断嵌套，这样的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。 ;中断系统要解决的问题;MCS－51中断系统 MCS－51系列中不同型号单片机的中断源数量是不同的（5～11个），最典型的8051单片机有5个中断源（外部中断0、1，内部定时器中断0、1，串口中断），具有两个中