单片机简易秒表的设计.ppt

情境三 简易秒表 子情境一 中断系统 子情境二 定时/计数器 子情境三 基于单片机控制的秒表 子情境一 中断系统 一、任务目标 通过学习使读者了解中断的基本概念，中断的执行过程，中断的控制方法和具有中断的单片机控制程序编写。 二、任务分析 当CPU正在处理某项事务的时候，如果系统出现了某些急需处理的异常情况或特殊的请求，这时要求CPU暂停正在处理的工作，而转去处理这个随机发生的紧急或特殊事件，待该事件处理完后，自动回到原来被中断的地方，继续执行被中断的程序，这个过程称做中断。 子情境一 中断系统 51系列单片机中断系统，是众多8位单片机中功能较强的一种，可以提供5个中断源，分别是外部中断0、外部中断1、定时/计数器T0、定时/计数器T1和串行口中断。 中断处理过程由以下几个阶段完成。 （1）中断请求 当中断源发出中断请求时，将相应的中断请求标志位置“1”。 子情境一 中断系统 （2）中断允许控制 51系列单片机有专门的中断允许寄存器IE对中断源的开放或屏蔽进行两级控制。当IE的控制位EA=“0”时，屏蔽所有的中断申请；当EA=“1”时，CPU开放允许控制的第一级，但5个中断源是否响应中断请求，还要看IE中与这5个中断源直接对应的中断允许控制位的状态，当对应位的状态为“1”时，则允许响应相应的中断请求，否则不响应中断请求。 子情境一 中断系统 （3）中断查询 CPU查询TCON和SCON中的各个中断标志位的状态，确定有哪个中断源发生请求，查询时根据中断优先级控制寄存器IP的状态，按优先级顺序进行，如果查询某个中断源所对应的中断标志位为“1”，表明有中断请求发生，在中断允许的情况下，紧接着从下一机器周期开始进行中断响应。 子情境一 中断系统 （4）中断响应 1）中断响应条件 51系列单片机CPU响应中断的条件有以下3个。 ① 有中断源发出中断请求。 ② 中断总允许控制位EA=“1”，即CPU允许所有中断源申请中断。 ③ 申请中断的中断源其中断允许控制位为“1”，即该中断源可以向CPU申请中断。 当以上3个条件都满足时，中断请求才可能被CPU响应。 子情境一 中断系统 2）中断响应过程 当中断源发出中断请求后，满足中断响应条件，且不存在受阻情况时，CPU将立即响应该中断请求，如有多个中断源同时提出中断请求时，将按中断源的优先级别做出响应，先响应高优先级的中断源，后响应低优先级的中断源。在响应中断请求后，先将断点地址压入堆栈保存，以备中断结束后返回原程序；接着将相应中断处理程序的入口地址送入程序计数器PC，使程序转向该中断入口地址，并执行中断服务程序。 子情境一 中断系统 （5）中断处理 中断处理分保护现场、中断服务、恢复现场和中断返回4个步骤。保护现场是指中断响应后，在中断服务程序的开头采用PUSH指令将服务程序中要使用的累加器、通用寄存器中的数据压入堆栈。在现场保护时应关闭中断，预防正在保护数据时又响应中断级别更高（中断嵌套）的中断请求，而丢失数据；然后紧接着根据中断事件的要求编写中断服务程序；在中断服务结束后，立即关闭中断，然后通过POP指令恢复现场；最后用中断返回指令RETI，硬件自动将存放在堆栈中的断点地址弹出至PC，使CPU继续执行原来的程序。 子情境一 中断系统 三、相关知识 下面对中断控制中用到的4个专用寄存器的相关知识进行讲解。 51系列单片机为用户提供了4个专用寄存器：定时/计数器控制寄存器TCON、串行口控制寄存器SCON、中断允许控制寄存器（IE）、中断优先级控制寄存器IP，来控制单片机的中断系统。 子情境一 中断系统 1．定时/计数器控制寄存器 该寄存器用于锁存外部中断请求标志以及定时/计数器的溢出中断请求标志等。进行字节操作时，寄存器地址为88H；按位操作时，各位的地址为88H～8FH。寄存器各位的含义及位地址如表4-2所示。 子情境一 中断系统 子情境一 中断系统 2．串行口控制寄存器 进行字节操作时，寄存器地址为98H；按位操作时，各位的地址为98H～9FH。寄存器的各位含义及位地址如表4-3所示。 子情境一 中断系统 其中与中断有关的控制位共两位。 （1）TI——串行口发送中断请求标志位 当发送完一帧串行数据后，由硬件置1；在转向中断服务程序后，用软件清0。 （2）RI——串行口接收中断请求标志位 当接收完一帧串行数据后，由硬件置1；在转向中断服务程序后，用软件清0。串行中断请求由TI和RI的逻辑或得到，即无论是发送