北京航空航天大学出版社 《单片机基础》(第3版)_第5章课件
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单片机基础知识资料-PPT
第1、3章 单片机应用概述与开发步骤 第4章 80C51单片机硬件基础知识 第5章 80C51单片机软件基础知识 第6章 80C51单片机内部资源及应用 第7章 单片机外部扩展资源及应用
第1、3章 单片机应用概述与开发步骤
1. 电子计算机的发展概述
2. 单片机的发展过程及产品近况
3. 单片机的特点 4. 单片机应用系统开发简介
5.1 计算机语言概述
5.2 80C51单片机寻址方式
5.3 80C51单片机指令系统
暂时不讲
5.4 80C51汇编语言程序设计
5.5 80C51单片机C51程序设计语言
5.6 C51的运算符和表达式
5.7 C51的库函数
5.8 C51的应用技巧
第5章 80C51单片机软件基础知识
单片机应用系统
大家有疑问的，可以询问和交流
可以互相讨论下，但要小声点
第1、3章 单片机应用概述与开发步骤
软件系统
• 系统资源分配 • 程序结构 • 数学模型 • 程序流程 • 编制程序
第1、3章 单片机应用概述与开发步骤
程序设计
通常是C语言或者汇编语言，在特定的集成开发环境（IDE）中编程 调试，比如应用最广泛的KEIL uVision3
通过特殊功能寄存器可实现对单片机内部资源的 操作和管理。
常用特殊功能寄存器
第4章 80C51单片机硬件基础知识
常用特殊功能寄存器
第4章 80C51单片机硬件基础知识
常用特殊功能寄存器
端口P0～P3
特殊功能寄存器P0～P3分别是I/O端口P0～P3的锁存 器。80C51单片机是把I/O当作一般的特殊功能寄存器 使用，不专设端口操作指令，使用方便。
•数据缓冲区 30H～7FH是数 据缓冲区，即 用户RAM区， 共80个单元。
第1、3章 单片机应用概述与开发步骤
1. 电子计算机的发展概述
2. 单片机的发展过程及产品近况
3. 单片机的特点 4. 单片机应用系统开发简介
5.1 计算机语言概述
5.2 80C51单片机寻址方式
5.3 80C51单片机指令系统
暂时不讲
5.4 80C51汇编语言程序设计
5.5 80C51单片机C51程序设计语言
5.6 C51的运算符和表达式
5.7 C51的库函数
5.8 C51的应用技巧
第5章 80C51单片机软件基础知识
单片机应用系统
大家有疑问的，可以询问和交流
可以互相讨论下，但要小声点
第1、3章 单片机应用概述与开发步骤
软件系统
• 系统资源分配 • 程序结构 • 数学模型 • 程序流程 • 编制程序
第1、3章 单片机应用概述与开发步骤
程序设计
通常是C语言或者汇编语言，在特定的集成开发环境（IDE）中编程 调试，比如应用最广泛的KEIL uVision3
通过特殊功能寄存器可实现对单片机内部资源的 操作和管理。
常用特殊功能寄存器
第4章 80C51单片机硬件基础知识
常用特殊功能寄存器
第4章 80C51单片机硬件基础知识
常用特殊功能寄存器
端口P0～P3
特殊功能寄存器P0～P3分别是I/O端口P0～P3的锁存 器。80C51单片机是把I/O当作一般的特殊功能寄存器 使用，不专设端口操作指令，使用方便。
•数据缓冲区 30H～7FH是数 据缓冲区，即 用户RAM区， 共80个单元。
单片机基础(第3版)——第5章
2. 中断优先原则在中断响应时的体现 中断优先原则首先体现在中断响应过程中，即保证高优 先级中断请求被优先响应。按以下两种情况安排： ① 当高、低优先级中断请求同时出现时，高优先级 中断请求被响应。 ② 如果同级的多个中断请求同时出现，则按CPU查 询次序确定哪个中断请求被响应。其查询次序为： 外部中断0→定时器0中断→外部中断1→定时器1中 断→串行中断。 中断响应时的中断优先原则是通过由中断标志、中断允 许控制及中断优先级控制所构成的中断系统总体控制 逻辑实现的，如下图所示。
2. 中断服务流程
下图中断服务流程图流程图表明，只有在一条指令全部执行完之后，才 能响应中断请求，以确保指令的完整执行。 ① 现场保护和现场恢复。所谓现场就是指中断时刻单片机中存储单元内 的数据或状态。为了使中断服务程序的执行不破坏这些数据或状态， 就要把它们送入堆栈中保存起来，以免在中断返回后影响主程序的 运行。这就是现场保护，现场保护一定要完成于中断处理程序之前。 中断服务结束后，在返回主程序之前，应把保存的现场内容从堆栈中弹 出，以恢复相关存储单元的原有内容。这就是现场恢复，现场恢复 一定要在中断处理程序之后进行。 ② 关中断和开中断。在一个多中断源系统中，为保证重要中断能执行到 底，不被其他中断所嵌套，除采用设定高优先级之外，还可以采用 关中断的方法来解决。即在现场保护之前先关闭中断系统，彻底屏 蔽其他中断，待中断处理完成后再打开中断系统。 即使中断处理可以被嵌套，但现场保护和恢复不允许打扰，以免影响现 场保护和恢复工作，为此应在现场保护和现场恢复程序段的前后进 行关、开中断。 ③ 中断处理。中断处理是中断服务程序的核心内容，中断要做的事全在 其中体现。 ④ 中断返回。中断服务程序的最后一条指令必须是中断返回指令RETI， CPU执行这条指令时，把响应中断时置位的优先级触发器复位，再 从堆栈中弹出断点地址送入程序计数器PC，以便从断点处重新执行 被中断的主程序。
《单片机原理》第五章课件
《单片机原理》第五章课 件
本课件介绍了《单片机原理》第五章的内容，包括单片机概述、基本组成、 工作原理、应用领域和课程学习目标。
课程介绍
《单片机原理》是一个深入学习单片机工作原理和应用的课程。通过本课程 的学习，你将深入理解单片机的工作原理及其在现代电子领域中的重要性。
单片机概述
单片机是一种集成电路芯片，可以实现各种功能。它集成了中央处理器、存 储器、输入输出设备等基本组成部分，广泛应用于电子设备控制和嵌入式系 统中。
单片机基本组成
中央处理器（CPU）
负责指令执行和数据处理。
输入输出设备（I/O）
与外部设备进行数据交互。
存储器（Memory）
用于存储程序和数据。
单片机的工作原理
单片机通过运行事先编写好的程序，按照特定的指令和时序进行数据处理和 控制操作。它通过输入输出设备与外部环境交互，并按照设定的逻辑和规则 执行任务。
能够将所学知识应用于实际电 子系统的设计和开发。
总结
经过本章的学习，你将对单片机的概念、原理和应用有更深入的了解。希望你能够通过本课程的学习，掌握单 片机的核心知识，并能够应用于实际的电子系统设计和开发中。
单片机的应用领域
1 工业控制
2 家电电子
用于自动化生产线和机器设备的控制。
用于家用电器和消费电子产品的控制。
3 通信设备
用于无线通信系统和网络设备的控制。
课程学习目标
掌握单片机的基本原理
深入Hale Waihona Puke 解单片机的工作原理和 基本组成部分。
能够进行单片机编程
学会使用编程语言控制单片机 进行各种任务。
应用单片机解决实际问题
本课件介绍了《单片机原理》第五章的内容，包括单片机概述、基本组成、 工作原理、应用领域和课程学习目标。
课程介绍
《单片机原理》是一个深入学习单片机工作原理和应用的课程。通过本课程 的学习，你将深入理解单片机的工作原理及其在现代电子领域中的重要性。
单片机概述
单片机是一种集成电路芯片，可以实现各种功能。它集成了中央处理器、存 储器、输入输出设备等基本组成部分，广泛应用于电子设备控制和嵌入式系 统中。
单片机基本组成
中央处理器（CPU）
负责指令执行和数据处理。
输入输出设备（I/O）
与外部设备进行数据交互。
存储器（Memory）
用于存储程序和数据。
单片机的工作原理
单片机通过运行事先编写好的程序，按照特定的指令和时序进行数据处理和 控制操作。它通过输入输出设备与外部环境交互，并按照设定的逻辑和规则 执行任务。
能够将所学知识应用于实际电 子系统的设计和开发。
总结
经过本章的学习，你将对单片机的概念、原理和应用有更深入的了解。希望你能够通过本课程的学习，掌握单 片机的核心知识，并能够应用于实际的电子系统设计和开发中。
单片机的应用领域
1 工业控制
2 家电电子
用于自动化生产线和机器设备的控制。
用于家用电器和消费电子产品的控制。
3 通信设备
用于无线通信系统和网络设备的控制。
课程学习目标
掌握单片机的基本原理
深入Hale Waihona Puke 解单片机的工作原理和 基本组成部分。
能够进行单片机编程
学会使用编程语言控制单片机 进行各种任务。
应用单片机解决实际问题
单片机基础_80C51
80C51有四个8位的I/O口（P0、P1、P2、P3） ，以实 现数据的并行输入输出。
5. 串行I/O口 目前高档 8 位单片机均设置了全双工串行 I/O 口，用以 实现与某些终端设备进行串行通信，或者和一些特殊功能 的器件相连接的能力，甚至用多个单片机相连构成多机系 统。随着应用的拓宽，有些型号的单片机内部还包含有二 个串行I/O口。 6. 定时器/计数器
3. 控制线：共4根。
· RST（VPD：备用电源引入端，当电源发生故障，电源降到下限值时， 备用电源经此端向内部 RAM提供电压，以保护内部RAM中的数据不 丢失）——复位输入信号，高电平有效。在振荡器工作时，在RST上 作用两个机器周期以上的高电平，将器件复位。 ·/EA（Vpp：编程电压,具体电压值视芯片而定）——片外程序存储 器访问允许信号，低电平有效。/EA=1，选择片内程序存储器(80C51 为4KB，80C52为8KB) ；/EA=0，则程序存储器全部在片外而不管片 内是否有程序存储器。 使用80C31时，必须接地，使用8751编程时，施加 21V的编程电 压。 · ALE（PROG：编程脉冲）——地址锁存允许信号，输出。 在访问片外存储器或 I/O 时，用于锁存低八位地址，以实现低八 位地址与数据的隔离。即使不访问外部存储器，ALE端仍以固定的频 率输出脉冲信号(此频率是振荡器频率的1/6)。在访问外部数据存储器 时，出现一个ALE脉冲。
在单片机中，常把寄存器（如工作寄存器、特殊功能 寄存器、堆栈等）在逻辑上划分在片内 RAM 空间中，所 以可将单片机内部 RAM 看成是寄存器堆，有利于提高运 行速度。
当内部 RAM 容量不够时，还可通过串行总线或并行 总线外扩数据存储器。
4. 并行I/O口
单片机往往提供了许多功能强、使用灵活的并行输入 /输出引脚，用于检测与控制。有些I/O引脚还具有多种功 能，比如可以作为数据总线的数据线、地址总线的地址线、 控制总线的控制线等。单片机 I/O 引脚的驱动能力也逐渐 增大，甚至可以直接驱动外扩的LED显示器。
5. 串行I/O口 目前高档 8 位单片机均设置了全双工串行 I/O 口，用以 实现与某些终端设备进行串行通信，或者和一些特殊功能 的器件相连接的能力，甚至用多个单片机相连构成多机系 统。随着应用的拓宽，有些型号的单片机内部还包含有二 个串行I/O口。 6. 定时器/计数器
3. 控制线：共4根。
· RST（VPD：备用电源引入端，当电源发生故障，电源降到下限值时， 备用电源经此端向内部 RAM提供电压，以保护内部RAM中的数据不 丢失）——复位输入信号，高电平有效。在振荡器工作时，在RST上 作用两个机器周期以上的高电平，将器件复位。 ·/EA（Vpp：编程电压,具体电压值视芯片而定）——片外程序存储 器访问允许信号，低电平有效。/EA=1，选择片内程序存储器(80C51 为4KB，80C52为8KB) ；/EA=0，则程序存储器全部在片外而不管片 内是否有程序存储器。 使用80C31时，必须接地，使用8751编程时，施加 21V的编程电 压。 · ALE（PROG：编程脉冲）——地址锁存允许信号，输出。 在访问片外存储器或 I/O 时，用于锁存低八位地址，以实现低八 位地址与数据的隔离。即使不访问外部存储器，ALE端仍以固定的频 率输出脉冲信号(此频率是振荡器频率的1/6)。在访问外部数据存储器 时，出现一个ALE脉冲。
在单片机中，常把寄存器（如工作寄存器、特殊功能 寄存器、堆栈等）在逻辑上划分在片内 RAM 空间中，所 以可将单片机内部 RAM 看成是寄存器堆，有利于提高运 行速度。
当内部 RAM 容量不够时，还可通过串行总线或并行 总线外扩数据存储器。
4. 并行I/O口
单片机往往提供了许多功能强、使用灵活的并行输入 /输出引脚，用于检测与控制。有些I/O引脚还具有多种功 能，比如可以作为数据总线的数据线、地址总线的地址线、 控制总线的控制线等。单片机 I/O 引脚的驱动能力也逐渐 增大，甚至可以直接驱动外扩的LED显示器。
单片机基础(第3版)_第5章
中断系统初始化主要步骤如下： （1）开总中断及相应中断源的中断；
（2）设定所用中断源的中断优先级；
（3）若为外部中断，则应确定低电平还是下降沿触发方式。
以设置外部中断0为例： ORG AJMP ORG AJMP MAIN: MOV MOV MOV MOV … EXINT0: … 0000H MAIN 0003H EXINT0 TCON, #01H IE, #81H IP, #01H SP, #3FH
5.3.4 定时器工作方式1 5.3.5 定时器工作方式2
5.3.6 定时器工作方式3
IE TCON
EA
— —
TR1
— —
ES
TR0
ET1 EX1 ET0 EX0
TF1
TF0
IE1
IT1
IE0 TI
IT0 RI
SCON SM0 SM1 SM2 REN
TB8 RB8
IP
—— —— ——
PS
PT1 PX1 PT0 PX0
例5-1 假设允许片内定时器/计数器0中断，禁止其他中断。 试根据假设条件设置IE的相应值。
解：（IE）=10000010B=82H
（a）用字节操作指令
MOV IE，#82H；或 MOV A8H，#82H；
（b）用位操作指令
SETB
SETB
ET0；定时器/计数器0允许中断
EA ；CPU开中断
5.2.3 中断优先级控制
1、优先级排列顺序 中断源 同级内的中断优先级
外部中断0中断 定时器/计数器T0溢出中断 外部中断1 定时器/计数器T1溢出中断 串行口中断
K
K+1
N 保护现场 为外设服务 恢复现场 N+m 返回
（2）设定所用中断源的中断优先级；
（3）若为外部中断，则应确定低电平还是下降沿触发方式。
以设置外部中断0为例： ORG AJMP ORG AJMP MAIN: MOV MOV MOV MOV … EXINT0: … 0000H MAIN 0003H EXINT0 TCON, #01H IE, #81H IP, #01H SP, #3FH
5.3.4 定时器工作方式1 5.3.5 定时器工作方式2
5.3.6 定时器工作方式3
IE TCON
EA
— —
TR1
— —
ES
TR0
ET1 EX1 ET0 EX0
TF1
TF0
IE1
IT1
IE0 TI
IT0 RI
SCON SM0 SM1 SM2 REN
TB8 RB8
IP
—— —— ——
PS
PT1 PX1 PT0 PX0
例5-1 假设允许片内定时器/计数器0中断，禁止其他中断。 试根据假设条件设置IE的相应值。
解：（IE）=10000010B=82H
（a）用字节操作指令
MOV IE，#82H；或 MOV A8H，#82H；
（b）用位操作指令
SETB
SETB
ET0；定时器/计数器0允许中断
EA ；CPU开中断
5.2.3 中断优先级控制
1、优先级排列顺序 中断源 同级内的中断优先级
外部中断0中断 定时器/计数器T0溢出中断 外部中断1 定时器/计数器T1溢出中断 串行口中断
K
K+1
N 保护现场 为外设服务 恢复现场 N+m 返回
单片机基础第3版
+5V
P1.0 P1.1 P1.2 P1.3 P1.4 P1.5 P1.4 P1.5 P3.2 AT89S51
红 黄 绿
5.3 80C51 单片机的定时器/计数器
5.3.1 定时器/计数器的计数和定时功能 1. 计数功能 外部计数脉冲由T0（P3.4）和T1(P3.5)引脚 引入。每个机器周期的S5P2拍节对计数脉输入引 脚进行采样。计数脉冲负跳变有效，若前一机器 周期采样为高电平，后一机器周期采样为低电平， 即为一个计数脉冲。计数频率不能高于振荡脉冲 频率的1/24。 2. 定时功能 计数脉冲来自单片机内部，每个机器周期计数 一次。计数频率为振荡频率的1/12。
涉及四个特殊功能寄存器
1. 2. 3. 4.
1. 中断允许控制寄存器IE
IE
位地址 AFH
EA
AEH
-
ADH
-
ACH
ES
ABH
ET1
AAH
EX1
A9H
ET0
A8H
EX0
（A8H） 位符号
①EA—中断允许总控制位。 EA=0，屏蔽所有的中断请求； EA=1，中断总允许，各中断的禁止与允许取决于各自允 许控制位。 ②EX0和EX1—外部中断的中断允许控制位。 EX0（EX1）=0，禁止外部中断； EX0（EX1）=1，允许外部中断。 ③ET0和ET1—定时器中断允许控制位。 ET0（ET1）=0，禁止定时器中断； ET0（ET1）=1，允许定时器中断。 ④ES—串行口中断允许位。 ES=0，禁止串行口中断；ES=1，允许串行口中断。
参考程序：
MOV TMOD, #00H ;设置T1为工作方式0 MOV TH1, #0FCH ;设置定时器初值 MOV TL1, #03H MOV IE, #00H ;禁止中断 SETB TR1 ;启动定时 JBC TF1, LOOP1 ;查询溢出标志 AJMP LOOP MOV TH1, #0FCH ;重置定时器初值 MOV TL1, #03H CPL P1.0 ;输出取反 AJMP LOOP ;重复循环
单片机原理与应用 第3版课件-第5章拓展 项目5 中断控制LED
项目相关知识
❖ 独立式按键
按键抖动 按键消抖有两种方式，一种是硬件消抖，另一种是软件消抖。为了使 电路更加简单，通常采用软件消抖。 一般来说一个简单的按键消抖就是先读取按键的状态， 如果检测到按 键按下之后， 延时10ms， 再次读取按键的状态，如果按键还是按下状 态，那么说明按键已经按下。
项目相关知识
❖ 最小系统+应用电路
硬件电路
❖ 汇编语言程序
程序编制
❖ C51语言程序
程序编制
程序下载调试
程序下载调试
TTHHEE EENNDD
❖ 中断的概念
中断向量入口 中断标志位 优先级控制 中断允许控制
项目相关知识
项目相关知识
❖ 中断的概念
中断标志位
定时器/计数器控制寄存器TCON
位 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0
优先级控制
位名称 TF1 TR1 TF0 TR0 IE1 IT1 IE0 IT0
中断优先级控制寄存器IP
位 D7 D6 D5 D4
中断允许控制
位名称 — PLVD PADC PS
D3 D2 D1 D0 PT1 PX1 PT0 PX0
中断允许控制寄存器IE
位 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 位名称 EA ELVD EADC ES ET1 EX1 ET0 EX0
项目相关知识
❖ 中断的概念
»RETI
C51语言编写
void 函数名() interrupt m [using n]
❖ 独立式按键
项目相关知识
项目相关知识
❖ 独立式按键
通常的按键所用开关为机械弹性开关,当机械触点断开、闭合时， 电压信号，如下图所示：
单片机第三版{李广弟主编}ppt(完全版)
1.单片机概念
单片微机是早期Single Chip Microcomputer的直译， 反映了早期单片微机的形态本质. 将计算机的基本部件CPU、ROM、RAM、并行I/O、串行 I/O、定时器/计数器、中断控制、系统时钟及总线等微型化， 使之集成在一块芯片上构成单片机。 按照面向对象、突出控制功能，在片内集成了许多外 围电路及外设接口，突破了传统意义的计算机结构，发展成 microcontroller的体系结构，目前国外已普遍称之为微控制 器MCU（Micro Controller Unit）。 鉴于它完全作嵌入式应 用，故又称为嵌入式微控制器Embedded Microcontroller）。
n 1
i m
例如, 二进制数 1011.01 可表示为 (1011.01)2=1×23+0×22+1×21+1×20+0×2-1+1×2-2
2. 八进制数 当R=8 时, 称为八进制。在八进制中, 有 0、1、2、…、 7 共 8 个不同的数码, 采用“逢八进一”的原则进行计数。 如（503)8可表示为 (503)8=5×82+0×81+3×80
(46.12)8=4×81+6×80+1×8-1+2×8-2=38.156 25
(2D.A4)16=2×161+13×160+10×16-1+4×16-2=45.640 62
2. 十进制数转换成二、八、十六进制数 任意十进制数 N 转换成 R 进制数, 需将整数部分和小 数部分分开, 采用不同方法分别进行转换, 然后用小数点将 这两部分连接起来。 (1) 整数部分: 除基取余法。 分别用基数 R 不断地去除 N 的整数, 直到商为零为止, 每次所得的余数依次排列即为相应进制的数码。最初得到 的为最低有效数字, 最后得到的为最高有效数字。
单片微机是早期Single Chip Microcomputer的直译， 反映了早期单片微机的形态本质. 将计算机的基本部件CPU、ROM、RAM、并行I/O、串行 I/O、定时器/计数器、中断控制、系统时钟及总线等微型化， 使之集成在一块芯片上构成单片机。 按照面向对象、突出控制功能，在片内集成了许多外 围电路及外设接口，突破了传统意义的计算机结构，发展成 microcontroller的体系结构，目前国外已普遍称之为微控制 器MCU（Micro Controller Unit）。 鉴于它完全作嵌入式应 用，故又称为嵌入式微控制器Embedded Microcontroller）。
n 1
i m
例如, 二进制数 1011.01 可表示为 (1011.01)2=1×23+0×22+1×21+1×20+0×2-1+1×2-2
2. 八进制数 当R=8 时, 称为八进制。在八进制中, 有 0、1、2、…、 7 共 8 个不同的数码, 采用“逢八进一”的原则进行计数。 如（503)8可表示为 (503)8=5×82+0×81+3×80
(46.12)8=4×81+6×80+1×8-1+2×8-2=38.156 25
(2D.A4)16=2×161+13×160+10×16-1+4×16-2=45.640 62
2. 十进制数转换成二、八、十六进制数 任意十进制数 N 转换成 R 进制数, 需将整数部分和小 数部分分开, 采用不同方法分别进行转换, 然后用小数点将 这两部分连接起来。 (1) 整数部分: 除基取余法。 分别用基数 R 不断地去除 N 的整数, 直到商为零为止, 每次所得的余数依次排列即为相应进制的数码。最初得到 的为最低有效数字, 最后得到的为最高有效数字。
单片机基础(第3版)——第5章
(1)编制主程序
第一部分：主程序初始化 此部分必须编写
功能：
用于设置堆栈位置； 定义触发方式（低电平触发或脉冲下降沿触发） 对IE和IP赋值等； 第二部分：须由主程序完成的其它功能。
1．中断系统的程序编制
(2)选择中断服务程序的入口地址。 (3)编制中断服务程序。
即明确中断服务程 序的起始位置
DJNZ R6,D2 DJNZ R5,D1 RET INT0: PUSH PSW ;保护PSW,ACC值 PUSH ACC MOV A,#00H ；使8个LED全亮 MOV R2,#6 ；闪烁3次（全亮全灭各3次） L4：MOV P1,A ；A值送出 LCALL DELAY ；延时0.2秒 CPL A ；A值取反 DJNZ R2，L4 ；闪烁3次？ POP ACC ；恢复保护的A值 POP PSW ；恢复保护的PSW值 RETI ；返回主程序 END
４.3定时／计数器
1. 日常生活中定时、计数的例子： 2 . 单片机应用系统中定时计数的需求：
如用单片机控制的打铃器、空调的定时开关、啤酒自 动生产线上对酒瓶的计数装置等。 3 . 80C51单片机片内的定时/计数器： 两个１６位可编程的定时／计数器：T0和T1，都能定 时和对外部事件进行计数。 此外，T1还可以作为串行接口的波特率发生器。
说明：此时串口的优先级高于外部中断0的优先级
答案：
此时CPU按自然优先级顺序确定该响应哪个
中断请求。
如果几个同级别的中断 源同时申请中断，CPU 如何响应？
注意： 自然优先级由硬件决定，用户不能更改。 排列见表4－2
表4－2
中断入口地址及自然优先级
3．定时/计数器及外部中断控制寄存器TCON • 功能：
3.中断系统
第一部分：主程序初始化 此部分必须编写
功能：
用于设置堆栈位置； 定义触发方式（低电平触发或脉冲下降沿触发） 对IE和IP赋值等； 第二部分：须由主程序完成的其它功能。
1．中断系统的程序编制
(2)选择中断服务程序的入口地址。 (3)编制中断服务程序。
即明确中断服务程 序的起始位置
DJNZ R6,D2 DJNZ R5,D1 RET INT0: PUSH PSW ;保护PSW,ACC值 PUSH ACC MOV A,#00H ；使8个LED全亮 MOV R2,#6 ；闪烁3次（全亮全灭各3次） L4：MOV P1,A ；A值送出 LCALL DELAY ；延时0.2秒 CPL A ；A值取反 DJNZ R2，L4 ；闪烁3次？ POP ACC ；恢复保护的A值 POP PSW ；恢复保护的PSW值 RETI ；返回主程序 END
４.3定时／计数器
1. 日常生活中定时、计数的例子： 2 . 单片机应用系统中定时计数的需求：
如用单片机控制的打铃器、空调的定时开关、啤酒自 动生产线上对酒瓶的计数装置等。 3 . 80C51单片机片内的定时/计数器： 两个１６位可编程的定时／计数器：T0和T1，都能定 时和对外部事件进行计数。 此外，T1还可以作为串行接口的波特率发生器。
说明：此时串口的优先级高于外部中断0的优先级
答案：
此时CPU按自然优先级顺序确定该响应哪个
中断请求。
如果几个同级别的中断 源同时申请中断，CPU 如何响应？
注意： 自然优先级由硬件决定，用户不能更改。 排列见表4－2
表4－2
中断入口地址及自然优先级
3．定时/计数器及外部中断控制寄存器TCON • 功能：
3.中断系统
单片机基础(第3版)_第5章 80C51单片机的中断与定时
和累加器A需保护，则编制程序为：
18
ORG 0000H AJMP MAIN ORG 0013H LJMP INT1 … ORG 0100H MAIN: … … ORG 1000H INT1: PUSH ACC PUSH DPH PUSH DPL PUSH R0 …… POP R0 POP DPL POP DPH POP ACC RETI
23
5.3 80C51 单片机的定时器/计数器 5.3.1 定时器/计数器的计数和定时功能 1. 计数功能 外部事件以脉冲形式输入，脉冲由芯片P3.4 （T0）和P3.5（T1）两个引脚输入，供计数器加法 计数。使用计数功能时，单片机在每个机器周期的 S5P2期间采样P3.4、P3.5引脚电平。当某周期采样 到一高电平输入，而下一周期又采样到一低电平时， 则计数器加1，更新的计数值在下一个机器周期的 S3P1期间装入计数器。由于检测一个从1到0的下降 沿需要2个机器周期，因此要求被采样的电平至少要 维持一个机器周期，所以计数脉冲频率不能高于振 荡脉冲频率的1/24。
10
5.2.3 中断优先级控制
1. 中断优先级定义原则 a、中断的轻重缓急程度; b、中断设备的工作速度; c、中断处理的工作量; d、中断发生的频繁程度。 2. 中断优先原则在中断响应时的体现 a、低优先级中断请求不能打断高优先级中断请求; 高优先级中断请求可以打断低优先级中断请求; b、如果一个中断请求已被响应，则同级的其他 中断响应将被禁止; c、如果同级的多个中断请求同时出现，则按CPU 查询次序确定哪个中断请求被响应。
对中断源提出中断请求的接受。首先将程序计数器PC的内 容压入堆栈以保护断点，再将中断入口地址装入PC，使程序执 行转向相应中断的人口地址，执行步骤为： a、将相应的优先级状态触发器置1（以阻断后来的同级或低 级的中断请求）; b、执行一条硬件LCALL指令，即把程序计数器PC的内容压 入堆栈保存，再将相应的中断服务程序的入口地址送入PC; c、执行中断服务程序; d、中断返回 RETI指令的具体功能是：将中断响应时压入堆栈保存的断 点地址从栈顶弹出送回PC，CPU从原来中断的地方继续执行程序; 将相应中断优先级状态触发器清0，通知中断系统，中断服 务程序已执行完毕。
单片机新5章.
1. 使程序指针PC=0;使程序从起始位置运行；
2019年7月16日1时29分
7
§5-1 复位电路设计
2. SFR被初始化 : SP=07H; P0~P3=0ffH(全部输出高电平)；(注意上电) IE=0;(关闭全部中断请求)； IP=0；中断优先级控制寄存器为0 TMOD=0 ； TCON=0 ； 其它特殊功能寄存器的复位状态见书，应基本记住；
在实际工程中，经常会由于上电或者掉电过程使单 片机的存储数据丢失；
2019年7月16日1时29分
13
§5-1 复位电路设计
ⅱ复位电路: a.简单的RC构成：
5V
0V
+5v C
R
8051
9 RESET
结论：复位波形不好：波形边沿
不陡峭；
+5v
可用门电路整形：见图：
C
R
8051
9 RESET
2019年7月16日1时29分
外部扩展应注意：
①外部器件应与CPU的读写时序一致（对于并口电 路扩展，器件挂在总线上时）；
②逻辑电平应一致；
CPU为5V，有的器件是3.6V等，输入/输出电平 应符合CPU的逻辑电平；否则无法正常信号的传输 或损坏器件；
+24V
如图所示，是非常危险的。
不仅指示灯无法熄灭，且给单 P1.0 片机引脚加了一个高压；
14
§5-1 复位电路设计
注意：门电路的工作电压。集成电路一般采用cmos电 路，工作电压可在3～5V正常工作，书上用 74LS系列电路不太好，（因为TTL电路必须 4.5V以上才能工作）。
该复位电路的缺点：
反映速度慢：电容的放电时间较长，也可以加二
极管提高反映速度（见图虚线）， 但有限；
2019年7月16日1时29分
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§5-1 复位电路设计
2. SFR被初始化 : SP=07H; P0~P3=0ffH(全部输出高电平)；(注意上电) IE=0;(关闭全部中断请求)； IP=0；中断优先级控制寄存器为0 TMOD=0 ； TCON=0 ； 其它特殊功能寄存器的复位状态见书，应基本记住；
在实际工程中，经常会由于上电或者掉电过程使单 片机的存储数据丢失；
2019年7月16日1时29分
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§5-1 复位电路设计
ⅱ复位电路: a.简单的RC构成：
5V
0V
+5v C
R
8051
9 RESET
结论：复位波形不好：波形边沿
不陡峭；
+5v
可用门电路整形：见图：
C
R
8051
9 RESET
2019年7月16日1时29分
外部扩展应注意：
①外部器件应与CPU的读写时序一致（对于并口电 路扩展，器件挂在总线上时）；
②逻辑电平应一致；
CPU为5V，有的器件是3.6V等，输入/输出电平 应符合CPU的逻辑电平；否则无法正常信号的传输 或损坏器件；
+24V
如图所示，是非常危险的。
不仅指示灯无法熄灭，且给单 P1.0 片机引脚加了一个高压；
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§5-1 复位电路设计
注意：门电路的工作电压。集成电路一般采用cmos电 路，工作电压可在3～5V正常工作，书上用 74LS系列电路不太好，（因为TTL电路必须 4.5V以上才能工作）。
该复位电路的缺点：
反映速度慢：电容的放电时间较长，也可以加二
极管提高反映速度（见图虚线）， 但有限；
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3. 中断嵌套
80C51具有两个优先级，中断嵌套只能一 层，其原则是： 高优先级中断请求可以打断低优先级的中断 服务，进行中断嵌套； 同优先级的中断不能嵌套； 低优先级中断请求不能对高优先级的中断进 行嵌套。
5.2.4 中断响应过程
1. 外部中断请求采样
每个机器周期的S5P2对INT0(P3.2)和INT1(P3.3) 引脚进行采样，采样结果在TCON中的IE0、IE1 位进行设置。
2. 中断查询
CPU每个机器周期的S6进行中断查询，逐个检测 TCON、SCON中六个中断标志位的状态。 查询按优先级顺序进行，即先高级、后低级。 同级中断按“外部中断0定时器0中断外部 中断1定时器1中断串行中断”。
3. 中断响应
中断响应的主要内容由硬件自动生成一条长调 用指令“LCALL addr16”。 中断响应的封锁： ① 同级的或高级的中断正在发生； ② 查询中断请求的机器周期不是当前指令的最 后一个机器周期； ③ 当前指令是返回指令（RET、RETI）或访问 IE、IP的指令。这类指令执行完还应再执行一 条指令才能响应中断。
MOV MOV MOV SETB SETB SETB SETB SETB IE, #89H IP, #01H TCON, #01H EA EX0 ET1 PX0 IT0 ;CPU开中断 ;允许外中断0中断 ;允许定时器1中断 ;外中断0为高级中断 ;外中断0为脉冲触发方式
在主程序中编写如下程序段：
5.2.3 中断优先级控制
MAIN:
EXINT0:
执行主程序
2. 中断服务流程
①现场保护和现场恢复 ②关中断和开中断
取下一条指令 N
主 程 序
有中断请求？
Y 关中断 保护现场和断点
开中断
中断服务
关中断
恢复现场
中 断 服 务 程 序
图5.2 中断服务程序流程图
开中断 中断返回
用AT89S51的P1口接8个LED发光二极管，由 P3.2（INT0）引脚接一消抖按键开关。开始接P1.0 的LED亮，以后每按键一次引发一次中断，则下一 个LED亮。顺序下移，且每次只一个LED亮，周而 复始。请编制程序。
5.3.3 定时器工作方式0
1. 电路逻辑结构 2. 启停控制
图5.3 定时器/计数器0的工作方式0逻辑结构
3. 定时和计数范围
计数功能时，计数范围是1~8192（213）。 定时功能时，定时时间的计数公式为： （213—计数初值）×晶振周期×12 或 （213—计数初值）×机器周期 若晶振频率为6MHz，则最小定时时间为： [213-(213-1)]×2us=2us 最大定时时间为： [213-0]×2us=16384us
+5V
P1.0 P1.1 P1.2 P1.3 P1.4 P1.5 P1.4 P1.5 P3.2 AT89S51
红 黄 绿
5.3 80C51 单片机的定时器/计数器
5.3.1 定时器/计数器的计数和定时功能 1. 计数功能 外部计数脉冲由T0（P3.4）和T1(P3.5)引脚 引入。每个机器周期的S5P2拍节对计数脉输入引 脚进行采样。计数脉冲负跳变有效，若前一机器 周期采样为高电平，后一机器周期采样为低电平， 即为一个计数脉冲。计数频率不能高于振荡脉冲 频率的1/24。 2. 定时功能 计数脉冲来自单片机内部，每个机器周期计数 一次。计数频率为振荡频率的1/12。
4. 应用举例
【例5.1】设单片机晶振频率为6MHz，使用定时器1 以方式0产生周期为500us的等宽方波连续脉冲， 并由P1.0输出。
计算计数初值
（213-X）×2us=250us 求解得：X=8067，表示为二进制为11111100 00011. 高8位放入TH1，即TH1=0FCH； 低5位放入TL1，即TL1=03H。 TMOD寄存器初始化 M1M0=00，C/T=0，GATE=0，则TMOD寄存器初始化为 00H。
①PX0 —外部中断0优先级设定位； ②PT0 —定时器0中断优先级设定位； ③PX1 —外部中断1优先级设定位； ④PT1 —定时器1中断优先级设定位； ⑤PS —串行中断优先级设定位。
【例】若允许外部中断0和定时器1的中断，外部中 断0采用脉冲触发方式，并设置为高级中断，其它 中断源为低级中断。 也可以写为如下程序段：
2. 定时器控制寄存器TCON
TCON 位地址 8FH （88H） 位符号 TF1
8EH TR1 8DH TF0 8CH TR0 8BH IE1 8AH IT1 89H IE0 88H IT0
① TF0和TF1—定时器（T0和T1）计数溢出标志位。 ② IE0和IE1 —外部中断请求标志位。 ③ IT0和IT1 —外中断触发方式控制位。 IT0（IT1）=0时，为电平触发方式，低电平有效； IT0（IT1）=1时，为脉冲触发方式，下降沿有效。
单片机基础（第3版）
李广弟等编著 北京航空航天大学出版社 2007年6 月
第5章
80C51单片机的中断与定时
5.1 中断概述
当CPU正在处理某事件的时候，CPU暂时中止当前 的工作，转到中断服务处理程序处理所请求的事 件。处理完该事件后，再回到原来被中止的地方 继续原来的工作，这称为中断。
中断技术为计算机提供了资源共享。
4. 中断响应的快慢
中断响应的时间为3~8个机器周期。
5.2.5 中断服务程序
1. 主程序中的中断初始化
ORG 0000H AJMP MAIN ORG 0003H AJMP EXINT0 MOV TCON, #01H MOV IE, #81H MOV IP, #01H MOV SP, #03FH ┇ ┇ ;系统复位后转向主程序 ;转向外部中断0服务程序 ;脉冲触发方式 ;中断开发，外中断0允许 ;外中断0为高优先级 ;设置堆栈 ;外中断0服务程序
串行中断
0023H
5.2.2 中断控制
中断控制：提供给用户使用的中断控制手段 80C51单片机关于中断的控制包括四项：
1. 2. 3. 4.
中断允许控制 中断请求控制 中断优先控制 外中断触发方式控制 中断允许控制寄存器IE 定时器控制寄存器TCON 串行口控制寄存器SCON 中断优先级控制寄存器IP
涉及四个特殊功能寄存器
1. 2. 3. 4.
1. 中断允许控制寄存器IE
IE
位地址 AFH
EA
AEH
-
ADH
-
ACH
ES
ABH
ET1
AAH
EX1
A9H
ET0
A8H
EX0
（A8H） 位符号
①EA—中断允许总控制位。 EA=0，屏蔽所有的中断请求； EA=1，中断总允许，各中断的禁止与允许取决于各自允 许控制位。 ②EX0和EX1—外部中断的中断允许控制位。 EX0（EX1）=0，禁止外部中断； EX0（EX1）=1，允许外部中断。 ③ET0和ET1—定时器中断允许控制位。 ET0（ET1）=0，禁止定时器中断； ET0（ET1）=1，允许定时器中断。 ④ES—串行口中断允许位。 ES=0，禁止串行口中断；ES=1，允许串行口中断。
3. 串行口控制寄存器SCON
SCON 位地址 9FH （98H） 位符号 SM0 9EH SM1 9DH SM2 9CH REN 9BH TB8 9AH RB8 99H TI 98H RI
①TI —串行发送中断请求标志位。 ②RI —串行接收中断请求标志位。
4. 中断优先级控制寄存器IP
位地址 BFH IP （B8H） 位符号 BEH BDH BCH PS BBH PT1 BAH PX1 B9H PT0 B8H PX0
2. 定时器方式选择寄存器（TMOD）
D7 D6 TMOD （89H） GATE C/T D5 M1 D4 M0 D3 GATE D2 C/T D1 M1 D0 M0
① GATE—门控位。 GATE=0，仅由定时器启动位TR0控制定时器的启动； GATE=1，以外中断请求输入引脚(INT0或INT1)和定时器 启动位TR共同决定定时器的启动。 ② C/T —定时方式或计数方式选择位。 C/T=0，定时工作方式； C/T=1，计数工作方式。 ③ M0和M1 —工作方式位。 M1M0=00时，工作方式0； M1M0=01时，工作方式1； M1M0=10时，工作方式2； M1M0=11时，工作方式3。
5.2 80C51单片机的中断系统
5.2.1 中断源与中断向量
中断源：产生中断的请求源称为中断源。 80C51的中断系统具有5个中断源：2个外部中断、2个 定时器中断、1个串行中断。 中断向量：中断服务程序的入口地址。
表5.1 5个中断入口地址 中断名称 外部中断0 定时器0中断 外部中断1 定时器1中断 中断向量 0003H 000BH 0013H 001BH
【例】设单片机晶振频率为6MHz，使用定时 器1以方式1产生周期为100ms的等宽方波连 续脉冲，并由P1.0输出。
计算计数初值 （216-X）×2us=50 000us 求解得：X=40536，表示为二进制为9E58H。 高8位放入TH1，即TH1=9EH； 低8位放入TL1，即TL1=58H。 TMOD寄存器初始化 M1M0=01，C/T=0，GATE=0，则TMOD寄存器 初始化为10H。
参考程序：
MOV TMOD, #00H ;设置T1为工作方式0 MOV TH1, #0FCH ;设置定时器初值 MOV TL1, #03H MOV IE, #00H ;禁止中断 SETB TR1 ;启动定时 JBC TF1, LOOP1 ;查询溢出标志 AJMP LOOP MOV TH1, #0FCH ;重置定时器初值 MOV TL1, #03H CPL P1.0 ;输出取反 AJMP LOOP ;重复循环