汽车单片机与车载网络技术4-150518
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
(由于中断服务的入口地址0003H、000BH、0013H、 001BH、0023H、002BH被占用，故选在0030H以后。)
在中断服务程序各入口地址处放置一条LJMP指令，指 向实际中断服务程序；
一般将SP指向30H后，避开内部RAM的工作寄存器组 和位寻址区。
(复位后，SP指向内部RAM的07H单元，因内部RAM的 00H~1FH为R0~R7的4个区，而20H~2FH为位寻址区。)
25
由软件可改变各中断源的中断优先级。 • 51的中断系统有两个不可寻址的“优先级激活触发器”:
一个是指示某高优先级的中断正在执行，所有后来的中 断均被阻止。 另一个是指示某低优先级的中断正在执行，所有同级中 断都被阻止，但不阻断高优先级的中断请求。
• 当几个同一优先级的中断请求时，优先响应哪一个中断， 取决于内部的查询顺序。 查询顺序如下：
0 1
高
查 询 循 序
T1 TX RX
TF1
TCON
TI RI
ES1
PS
0
1 0
低
中断 向量地址
SCON
EA
IE
IP
4.1.2 MCS-51单片机中断源
生活中不止一个中断源
1、中断源
门铃响了 接电话
你正在看书
回来接着看书
水开了
4.1.2 MCS-51单片机中断源
1、中断源
中断源是指在计算机系统中向CPU发出中断请 求的来源，可以人为设定，也可以将突发性随机事 件设置成中断源。
返回
RETI
中断服务程序B
执行主程序
日常事务
电话铃响
暂停看书 电话谈话 继续看书
中断信号如INT0
中断请求 保护断点
中断服务 中断返回
暂停执行主程序 中断响应 执行中断程序 返回主程序
书中作记号 当前PC入栈
……
响应
4.1.1
中断的概念
中断处理与子程序调用的区别 调用哪个子程序、完成什么任务是用户设计 程序时事先安排好的，是采用子程序调用指令实 现的；而中断事件发生是随机的，哪个事件发生 、何时调用中断处理程序是事先无法确定的，在 程序中无法事先安排调用指令，调用中断处理程 序的过程是由硬件自动完成的。
EA ET2 ES ET1 EX1 ET0 EX0
23
(2) 中断优先级控制寄存器IP
几件事情同时发生，先 处理哪一个呢？
门铃响了
接电话
你正在看书
回来接着看书
水开了
5个中断源可分2个优先级，由IP通过编程来设置。 (2) 中断优先级控制寄存器IP IP各位如下(“1”选为高级， “0”选为低级)： PX0：INT0优先级设定位； PT0：T/C0优先级设定位； PX1：INT1优先级设定位； PT1：T/C1优先级设定位； PS：串行口优先级设定位； PT2：T/C2优先级设定位(仅52系列有)。 (MSB) (LSB) IP PT2 PS PT1 PX1 PT0 PX0 (0B8H)
4.1.1
中断的概念
中断的作用 实现高速CPU与慢速外设之间的配合； 实现实时处理； 实现故障的紧急处理； 便于人机联系。
及时处理突发事件，大大提升系统 性能！！！
4.1.1
中断的概念
中断的应用 汽车被撬时，车灯闪烁报警，警报声响起 汽车超速时，GPS蜂鸣报警
51单片机中断系统结构
才能响应中断，最长需2个机器周期。
(2)接着再执行一条指令, 按最长指令(MUL和DIV)4个机器周期。 (3)硬件调用LCALL的执行需要2个机器周期。 ※对外部中断请求的响应时间在3~8个机器周期之间。
33
五、程序的初始化
复位后，PC指向0000H，一般在0000H处放置一条 SJMP或AJMP指令跳转到0030H后，避开被占用区域;
(MSB) SM0 SM1 SM2 REN TB0 RB0 TI (LSB) RI
20
SCON (98H)
3.中断控制
中断申请后，CPU是否相应中断，由IE相应位控制， 可通过对IE编程来设置。 (1) 中断允许控制寄存器IE IE各位如下("1"有效)： EX0：INT0中断允许位； ET0：T/C0中断允许位； EX1：INT1中断允许位； ET1：T/C1中断允许位； ES：串口中断允许位； ET2：T/C2中断允许位(仅52系列有)； EA：CPU中断总允许位。
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, 而必须中止 原程序的执行, 转去执行相应的处理程序, 待处理结 束之后, 再回来继续执行被中止的原程序的过程。
4.1.1
中断的概念
中断系统是计算机的重要指标之一。
4.1.1
中断的概念
主程序A 断点
日常生活中的中断与 计算机中断的比较： 某人看书
汽车单片机与车载网络技术
第4章MCS-51单片机中断、 定时系统及串行数据通信
4.1
MCS-51单片机的中断系统
本节知识点：
1
中断的结构
中断源 中断请求标志 中断允许标志
2
3 4 5
中断优先级
中断初始化过程
6
4.1.1
中断的概念
生活中的中断
电话铃响了
接电话
你正在看书
回来接着看书
4.1.1
中断的概念
IE (0A8H) (MSB)
EA (LSB) EX0 21 ET2 ES ET1 EX1 ET0
51单片机复位后，IE被清“0” ，即所有中断被禁止。
要使某一个中断源被允许中断，除了IE相应的位的 被置“1” ，还必须使EA位=1。 改变IE的内容，可由位操作指令来实现，即： SETB bit；
16
单片机中断系统就是由这4个SFR来控制的。
2.中断请求标志
(1)TCON的中断标志位
水壶是鸣叫几声提醒你，还是一直鸣叫？
水开了
你正在看书
回来接着看书
17
2.中断请求标志
(1)TCON的中断标志位
TCON为T/C控制寄存器，也锁存T0和T1的溢出中 断标志和INT0和INT1的中断标志等。 当中断源有中断时，由硬件自动对相应位置“1” 。 响应中断后由硬件自动清除相应的标志位。
中断选择 中断标志
INT0
0 IT0
中断源 全局中 允许 断允许
EX0
中断优先 级寄存器
PX0
1 0
硬件查询
IE0
高
查 询 循 序
1
T0
PT0 TF0 ET0 PX1
IT1 1
1 0 1
低
中断 向量地址
高 级 中 断 请 求 PC 低 级 中 断 请 求 PC
11
INT1
0
IE1
EX1 PT1 ET1
PT2 PS PT1 PX1 PT0 PX0
；2个外中断为高优先级 ；串口为低优先级中断 ；2个定时器/计数器低优先级中断
SETB PX1
CLR CLR CLR PS PT0 PT1
(2)用字节操作指令 MOV IP，#05H
28
4.1.3 MCS-51单片机中断响应与服务
一、中断响应条件
中断请求被响应需满足以下必要条件： (1)中断源有请求； (2)IE的EA=1，且IE相应的中断允许位为1； (3)无同级或高级中断正在服务；
4.1.1
中断的概念
相关概念 中断系统：实现中断功能的部件 中断源：产生中断的请求源,即产生中断的原因。 中断请求：中断源向CPU提出的处理请求 中断响应过程：CPU暂时中止自身事务,转去执行 所发生的事件. 中断服务(中断处理)：对事件的整个处理过程。 中断返回：处理完毕,再回到原来被中止的地方.
⑴ TCON (88H) :
TF1 TR1 TF0 TR0 IE1 IT1 IE0 IT0
⑵ SCON (98H) :
SM0 SM1 SM2 REN TB0 RB0 TI RI
⑶ IE (0A8H) :
EA ET2 ES ET1 EX1 ET0 EX0
⑷ IP (0B8H) :
PT2 PS PT1 PX1 PT0 PX0
(1) 被响应的中断优先级状态触发器置“1”; (相当于隐含执行一条LCALL指令。) (串口中断标志 RI和TI须由软件清除！) 应的中断服务程序。 各中断源服务程序入口地址是固定的，如下所示：
30
(2) 当前PC的内容压入堆栈，然后执行中断服务程序； (3) 清相应的中断标志位； (4) 被响应的中断服务程序入口地址送入PC，转入相
(MSB) TCON (88H) TF1 TR1 TF0 TR0 IE1 IT1 IE0 (LSB) IT0
19
(2)SCON的中断标志位
SCON为串口控制寄存器, 锁存TI和RI的中断标志。
串口的发送和接收中断(逻辑或)共用一个中断源。 当发送或接收有中断时，由硬件对TI或RI置“1” 。 中断响应后需要由软件判断TI和RI位，并只能由软 件清除TI或RI标志位。
(4)现行指令执行完最后一个机器周期。
若有下列任何一种情况存在，中断响应都会受到阻断。 (1)CPU正在执行一个同级或高优先级的中断服务程序。
(2)正在执行的指令尚未执行完。
(3)正在执行中断返回指令 RETI或者对专用寄存器IE、IP进 行读/写的指令。 29
二、中断的响应
CPU响应中断后由硬件完成以下任务：
26
2个优先级中，同级中断的优先次序如下：
中断源 外部中断0 (INT0) 中断标志 IE0 同级内优先级 最高
定时器0溢出中断 (T0)
外部中断1 (INT1)
TF0
IE1
↓
↓
定时器1溢出中断 (T1)
串口中断 定时器2溢出中断 (T2)
TF1
RI或TI TF2或EXF
↓
↓ 最低
27
例2 设置IP寄存器的初始值，使2个外部中断请求为高优先 级，其它中断请求为低优先级。 (1)用位操作指令 SETB PX0
CLR bit。
也可按自己来实现：MOV IE，#XXH
IE (0A8H) (MSB) (LSB)
EA
ET2
ES
ET1
EX1
ET0
EX0
22
例1 若允许片内2个定时器/计数器中断，禁止其它中断源的 中断请求。编写设置IE的相应程序段。 (1)用位操作指令来编写如下程序段： CLR ES ；禁止串行口中断 CLR EX1 ；禁止外部中断1中断 CLR EX0 ；禁止外部中断0中断 SETB ET0 ；允许定时器/计数器T0中断 SETB ET1 ；允许定时器/计数器T1中断 SETB EA ；CPU开中断 (2)用字节操作指令来编写： MOV IE，#8AH
××××××××
IP
IE
SBUF
PCON
0××00000
0×××00000
32
四、外部中断的响应时间
外部中断的最短响应时间为3个机器周期:
(1)查询中断请求标志位占1个机器周期。
(2)指令LCALL转到相应的中断入口需2个机器周期。 外部中断的最长响应时间为8个机器周期： (1)发生在CPU对中断标志查询时，刚好正要执行RETI或是访问 IE或IP指令，则需把当前指令执行完再继续执行一条指令后
(MSB) TCON (88H) TF1 TR1 TF0 TR0 IE1 IT1 IE0
(LSB) IT0
18
2.中断请求标志
(1)TCON的中断标志位
IT0：外中断0(INT0)请求信号方式控制位(ICON.0) IT0=0，低电平有效，即低电平引起中断； IT0=1，负跳变有效，即高电平跳变到低电平时引起 中断。 IT1：外中断1(INT1)请求信号方式控制位(ICON.2) 作用同IT0
4.1.2 MCS-5ห้องสมุดไป่ตู้单片机中断源
MCS-51单片机有5个中断源，2个中断优先级； 它的中断处理程序可实现两级嵌套，有较强的中 断处理能力； 单片机对中断系统的管理是通过相关的专用寄存 器来实现的。
4.1.2 MCS-51单片机中断源
4.1.2 MCS-51单片机中断源 51中断系统有4个SFR：
001BH
0023H 002BH
↓
↓ 最低
31
三、复位状态
寄存器 PC ACC B PSW SP DPTR P0~P3 复位状态 0000H 00H 00H 00H 07H 0000H FFH
×××00000
寄存器 TMOD TCON TH0 TL0 TH1 TL1 SCON
复位状态 00H 00H 00H 00H 00H 00H 00H
中断源服务程序的入口地址
中断源 外部中断0 (INT0) 定时器0溢出中断 (T0) 外部中断1 (INT1) 中断标志 IE0 TF0 IE1 中断入口 同级内优先级 0003H 000BH 0013H 最高 ↓ ↓
定时器1溢出中断 (T1)
串口中断 定时器2溢出中断 (T2)
TF1
RI或TI TF2或EXF
在中断服务程序各入口地址处放置一条LJMP指令，指 向实际中断服务程序；
一般将SP指向30H后，避开内部RAM的工作寄存器组 和位寻址区。
(复位后，SP指向内部RAM的07H单元，因内部RAM的 00H~1FH为R0~R7的4个区，而20H~2FH为位寻址区。)
25
由软件可改变各中断源的中断优先级。 • 51的中断系统有两个不可寻址的“优先级激活触发器”:
一个是指示某高优先级的中断正在执行，所有后来的中 断均被阻止。 另一个是指示某低优先级的中断正在执行，所有同级中 断都被阻止，但不阻断高优先级的中断请求。
• 当几个同一优先级的中断请求时，优先响应哪一个中断， 取决于内部的查询顺序。 查询顺序如下：
0 1
高
查 询 循 序
T1 TX RX
TF1
TCON
TI RI
ES1
PS
0
1 0
低
中断 向量地址
SCON
EA
IE
IP
4.1.2 MCS-51单片机中断源
生活中不止一个中断源
1、中断源
门铃响了 接电话
你正在看书
回来接着看书
水开了
4.1.2 MCS-51单片机中断源
1、中断源
中断源是指在计算机系统中向CPU发出中断请 求的来源，可以人为设定，也可以将突发性随机事 件设置成中断源。
返回
RETI
中断服务程序B
执行主程序
日常事务
电话铃响
暂停看书 电话谈话 继续看书
中断信号如INT0
中断请求 保护断点
中断服务 中断返回
暂停执行主程序 中断响应 执行中断程序 返回主程序
书中作记号 当前PC入栈
……
响应
4.1.1
中断的概念
中断处理与子程序调用的区别 调用哪个子程序、完成什么任务是用户设计 程序时事先安排好的，是采用子程序调用指令实 现的；而中断事件发生是随机的，哪个事件发生 、何时调用中断处理程序是事先无法确定的，在 程序中无法事先安排调用指令，调用中断处理程 序的过程是由硬件自动完成的。
EA ET2 ES ET1 EX1 ET0 EX0
23
(2) 中断优先级控制寄存器IP
几件事情同时发生，先 处理哪一个呢？
门铃响了
接电话
你正在看书
回来接着看书
水开了
5个中断源可分2个优先级，由IP通过编程来设置。 (2) 中断优先级控制寄存器IP IP各位如下(“1”选为高级， “0”选为低级)： PX0：INT0优先级设定位； PT0：T/C0优先级设定位； PX1：INT1优先级设定位； PT1：T/C1优先级设定位； PS：串行口优先级设定位； PT2：T/C2优先级设定位(仅52系列有)。 (MSB) (LSB) IP PT2 PS PT1 PX1 PT0 PX0 (0B8H)
4.1.1
中断的概念
中断的作用 实现高速CPU与慢速外设之间的配合； 实现实时处理； 实现故障的紧急处理； 便于人机联系。
及时处理突发事件，大大提升系统 性能！！！
4.1.1
中断的概念
中断的应用 汽车被撬时，车灯闪烁报警，警报声响起 汽车超速时，GPS蜂鸣报警
51单片机中断系统结构
才能响应中断，最长需2个机器周期。
(2)接着再执行一条指令, 按最长指令(MUL和DIV)4个机器周期。 (3)硬件调用LCALL的执行需要2个机器周期。 ※对外部中断请求的响应时间在3~8个机器周期之间。
33
五、程序的初始化
复位后，PC指向0000H，一般在0000H处放置一条 SJMP或AJMP指令跳转到0030H后，避开被占用区域;
(MSB) SM0 SM1 SM2 REN TB0 RB0 TI (LSB) RI
20
SCON (98H)
3.中断控制
中断申请后，CPU是否相应中断，由IE相应位控制， 可通过对IE编程来设置。 (1) 中断允许控制寄存器IE IE各位如下("1"有效)： EX0：INT0中断允许位； ET0：T/C0中断允许位； EX1：INT1中断允许位； ET1：T/C1中断允许位； ES：串口中断允许位； ET2：T/C2中断允许位(仅52系列有)； EA：CPU中断总允许位。
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, 而必须中止 原程序的执行, 转去执行相应的处理程序, 待处理结 束之后, 再回来继续执行被中止的原程序的过程。
4.1.1
中断的概念
中断系统是计算机的重要指标之一。
4.1.1
中断的概念
主程序A 断点
日常生活中的中断与 计算机中断的比较： 某人看书
汽车单片机与车载网络技术
第4章MCS-51单片机中断、 定时系统及串行数据通信
4.1
MCS-51单片机的中断系统
本节知识点：
1
中断的结构
中断源 中断请求标志 中断允许标志
2
3 4 5
中断优先级
中断初始化过程
6
4.1.1
中断的概念
生活中的中断
电话铃响了
接电话
你正在看书
回来接着看书
4.1.1
中断的概念
IE (0A8H) (MSB)
EA (LSB) EX0 21 ET2 ES ET1 EX1 ET0
51单片机复位后，IE被清“0” ，即所有中断被禁止。
要使某一个中断源被允许中断，除了IE相应的位的 被置“1” ，还必须使EA位=1。 改变IE的内容，可由位操作指令来实现，即： SETB bit；
16
单片机中断系统就是由这4个SFR来控制的。
2.中断请求标志
(1)TCON的中断标志位
水壶是鸣叫几声提醒你，还是一直鸣叫？
水开了
你正在看书
回来接着看书
17
2.中断请求标志
(1)TCON的中断标志位
TCON为T/C控制寄存器，也锁存T0和T1的溢出中 断标志和INT0和INT1的中断标志等。 当中断源有中断时，由硬件自动对相应位置“1” 。 响应中断后由硬件自动清除相应的标志位。
中断选择 中断标志
INT0
0 IT0
中断源 全局中 允许 断允许
EX0
中断优先 级寄存器
PX0
1 0
硬件查询
IE0
高
查 询 循 序
1
T0
PT0 TF0 ET0 PX1
IT1 1
1 0 1
低
中断 向量地址
高 级 中 断 请 求 PC 低 级 中 断 请 求 PC
11
INT1
0
IE1
EX1 PT1 ET1
PT2 PS PT1 PX1 PT0 PX0
；2个外中断为高优先级 ；串口为低优先级中断 ；2个定时器/计数器低优先级中断
SETB PX1
CLR CLR CLR PS PT0 PT1
(2)用字节操作指令 MOV IP，#05H
28
4.1.3 MCS-51单片机中断响应与服务
一、中断响应条件
中断请求被响应需满足以下必要条件： (1)中断源有请求； (2)IE的EA=1，且IE相应的中断允许位为1； (3)无同级或高级中断正在服务；
4.1.1
中断的概念
相关概念 中断系统：实现中断功能的部件 中断源：产生中断的请求源,即产生中断的原因。 中断请求：中断源向CPU提出的处理请求 中断响应过程：CPU暂时中止自身事务,转去执行 所发生的事件. 中断服务(中断处理)：对事件的整个处理过程。 中断返回：处理完毕,再回到原来被中止的地方.
⑴ TCON (88H) :
TF1 TR1 TF0 TR0 IE1 IT1 IE0 IT0
⑵ SCON (98H) :
SM0 SM1 SM2 REN TB0 RB0 TI RI
⑶ IE (0A8H) :
EA ET2 ES ET1 EX1 ET0 EX0
⑷ IP (0B8H) :
PT2 PS PT1 PX1 PT0 PX0
(1) 被响应的中断优先级状态触发器置“1”; (相当于隐含执行一条LCALL指令。) (串口中断标志 RI和TI须由软件清除！) 应的中断服务程序。 各中断源服务程序入口地址是固定的，如下所示：
30
(2) 当前PC的内容压入堆栈，然后执行中断服务程序； (3) 清相应的中断标志位； (4) 被响应的中断服务程序入口地址送入PC，转入相
(MSB) TCON (88H) TF1 TR1 TF0 TR0 IE1 IT1 IE0 (LSB) IT0
19
(2)SCON的中断标志位
SCON为串口控制寄存器, 锁存TI和RI的中断标志。
串口的发送和接收中断(逻辑或)共用一个中断源。 当发送或接收有中断时，由硬件对TI或RI置“1” 。 中断响应后需要由软件判断TI和RI位，并只能由软 件清除TI或RI标志位。
(4)现行指令执行完最后一个机器周期。
若有下列任何一种情况存在，中断响应都会受到阻断。 (1)CPU正在执行一个同级或高优先级的中断服务程序。
(2)正在执行的指令尚未执行完。
(3)正在执行中断返回指令 RETI或者对专用寄存器IE、IP进 行读/写的指令。 29
二、中断的响应
CPU响应中断后由硬件完成以下任务：
26
2个优先级中，同级中断的优先次序如下：
中断源 外部中断0 (INT0) 中断标志 IE0 同级内优先级 最高
定时器0溢出中断 (T0)
外部中断1 (INT1)
TF0
IE1
↓
↓
定时器1溢出中断 (T1)
串口中断 定时器2溢出中断 (T2)
TF1
RI或TI TF2或EXF
↓
↓ 最低
27
例2 设置IP寄存器的初始值，使2个外部中断请求为高优先 级，其它中断请求为低优先级。 (1)用位操作指令 SETB PX0
CLR bit。
也可按自己来实现：MOV IE，#XXH
IE (0A8H) (MSB) (LSB)
EA
ET2
ES
ET1
EX1
ET0
EX0
22
例1 若允许片内2个定时器/计数器中断，禁止其它中断源的 中断请求。编写设置IE的相应程序段。 (1)用位操作指令来编写如下程序段： CLR ES ；禁止串行口中断 CLR EX1 ；禁止外部中断1中断 CLR EX0 ；禁止外部中断0中断 SETB ET0 ；允许定时器/计数器T0中断 SETB ET1 ；允许定时器/计数器T1中断 SETB EA ；CPU开中断 (2)用字节操作指令来编写： MOV IE，#8AH
××××××××
IP
IE
SBUF
PCON
0××00000
0×××00000
32
四、外部中断的响应时间
外部中断的最短响应时间为3个机器周期:
(1)查询中断请求标志位占1个机器周期。
(2)指令LCALL转到相应的中断入口需2个机器周期。 外部中断的最长响应时间为8个机器周期： (1)发生在CPU对中断标志查询时，刚好正要执行RETI或是访问 IE或IP指令，则需把当前指令执行完再继续执行一条指令后
(MSB) TCON (88H) TF1 TR1 TF0 TR0 IE1 IT1 IE0
(LSB) IT0
18
2.中断请求标志
(1)TCON的中断标志位
IT0：外中断0(INT0)请求信号方式控制位(ICON.0) IT0=0，低电平有效，即低电平引起中断； IT0=1，负跳变有效，即高电平跳变到低电平时引起 中断。 IT1：外中断1(INT1)请求信号方式控制位(ICON.2) 作用同IT0
4.1.2 MCS-5ห้องสมุดไป่ตู้单片机中断源
MCS-51单片机有5个中断源，2个中断优先级； 它的中断处理程序可实现两级嵌套，有较强的中 断处理能力； 单片机对中断系统的管理是通过相关的专用寄存 器来实现的。
4.1.2 MCS-51单片机中断源
4.1.2 MCS-51单片机中断源 51中断系统有4个SFR：
001BH
0023H 002BH
↓
↓ 最低
31
三、复位状态
寄存器 PC ACC B PSW SP DPTR P0~P3 复位状态 0000H 00H 00H 00H 07H 0000H FFH
×××00000
寄存器 TMOD TCON TH0 TL0 TH1 TL1 SCON
复位状态 00H 00H 00H 00H 00H 00H 00H
中断源服务程序的入口地址
中断源 外部中断0 (INT0) 定时器0溢出中断 (T0) 外部中断1 (INT1) 中断标志 IE0 TF0 IE1 中断入口 同级内优先级 0003H 000BH 0013H 最高 ↓ ↓
定时器1溢出中断 (T1)
串口中断 定时器2溢出中断 (T2)
TF1
RI或TI TF2或EXF