《定时与中断系统》PPT课件
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定时器和中断精讲课件
根据中断源、中断方式、中断优先级等不同标准，中断可以 分为多种类型。例如，按中断源可分为硬件中断和软件中断； 按中断方式可分为脉冲中断和电平中断等。
中断优先级
在同一时刻，多个中断源同时请求中断时，系统会根据中断 优先级来决定先处理哪个中断。中断优先级高的中断会打断 优先级低的中断的处理过程。
04
中断处理过程详解
编写步 骤
中断服务程序的编写一般包括 保存现场、处理中断事件、恢 复现场和退出中断四个步骤。
处理中断事件
根据具体的中断事件进行处理， 如定时器溢出、外设数据传输 完成等。
退出中断
退出中断服务程序后，CPU会 继续执行原来的程序。
05
定时器和中断的应用场景
定时器的应用场景
01
02
03
时间间隔测量
定时器可以用于精确测量 两个事件之间的时间间隔， 常用于计算速度、频率等。
用于将系统时钟分频， 为计数器提供时钟信号。
定时器的控制寄存器
控制寄存器A
用于控制定时器的启动、停止和 重置等操作。
控制寄存器B
用于设置定时器的计数模式和时 钟源等参数。
定时器的计数寄存器
• 计数寄存器：用于存储定时器的计数值，通常是一个二进 制计数器。
定时器的比较寄存器
• 比较寄存器：用于设置定时器的比较值，当计数 器的值与比较寄存器的值相等时，定时器溢出。
定时器和中断精讲课件
目 录
• 定时器简介 • 定时器详解 • 中断简介 • 中断处理过程详解 • 定时器和中断的应用场景 • 定时器和中断的编程实例
contents
01
定时器简介
定时器的定义和作用
定义
定时器是一种能够在特定时间间隔后自动计时的电路或处理器寄存器。
中断优先级
在同一时刻，多个中断源同时请求中断时，系统会根据中断 优先级来决定先处理哪个中断。中断优先级高的中断会打断 优先级低的中断的处理过程。
04
中断处理过程详解
编写步 骤
中断服务程序的编写一般包括 保存现场、处理中断事件、恢 复现场和退出中断四个步骤。
处理中断事件
根据具体的中断事件进行处理， 如定时器溢出、外设数据传输 完成等。
退出中断
退出中断服务程序后，CPU会 继续执行原来的程序。
05
定时器和中断的应用场景
定时器的应用场景
01
02
03
时间间隔测量
定时器可以用于精确测量 两个事件之间的时间间隔， 常用于计算速度、频率等。
用于将系统时钟分频， 为计数器提供时钟信号。
定时器的控制寄存器
控制寄存器A
用于控制定时器的启动、停止和 重置等操作。
控制寄存器B
用于设置定时器的计数模式和时 钟源等参数。
定时器的计数寄存器
• 计数寄存器：用于存储定时器的计数值，通常是一个二进 制计数器。
定时器的比较寄存器
• 比较寄存器：用于设置定时器的比较值，当计数 器的值与比较寄存器的值相等时，定时器溢出。
定时器和中断精讲课件
目 录
• 定时器简介 • 定时器详解 • 中断简介 • 中断处理过程详解 • 定时器和中断的应用场景 • 定时器和中断的编程实例
contents
01
定时器简介
定时器的定义和作用
定义
定时器是一种能够在特定时间间隔后自动计时的电路或处理器寄存器。
《定时器和中断》幻灯片
没有同级的中断或更高级别的中断正在处理；
正在执行的指令必须执行完最后 1个机器周期；
假设正在执行RETI，或正在访问IE或IP存放器,须 执行完上述指令和下一条指令以前方能响应中断。
中断处理过程 外部中断(INT0,INT1)申请过程： 在CPU已经开放了外部中断允许的前提下： 在INT0/INT1引脚输入一个负脉冲或低电平， TCON存放器中的IE0/IE1标志位自动变“1〞， 检测到IE0/IE1变“1〞后,将产生指令： LCALL 0003H(/0013H)执行中断效劳程序, 并将IE0/IE1标志位自动清“0〞,以备下次申请。
4.2 定时器/计数器的工作方式
方式0 13位计数方式
当TL1的低5 位溢出时，向TH1进位，而TH1
溢出(回零)时向TF1标志进位〔硬件置位TF1〕，
并申请中断。还可以通过查询TF1是否置位来
判断TH振荡1器是否1回2 零溢出。 C/T=0
TLx THx
Tx端
C/T=1
(5位) (8位) 控制 =1
TLx (8位)
控制 =1 开关接通
THx (8位)
TFx
溢 出 门开位
申请 中断
方式3
TR1位
控制 =1
TH0 (8位)
TF1
申请 中断
振荡器
T0端 TR0位 GATE位 INT0端
12 C/T=0
C/T=1
&
≥1 与门 或门
TL0 (8位)
TF0
申请 中断
控制 =1 开关接通
T0成为双 8位Timer T1不再有Timer功能 TF1，TR1出借给TH0
中断程序设计的根本任务 〔1〕设置中断允许控制存放器IE，允许相应中断 源中断。 〔2〕设置中断优先级存放器IP，选择分配所使用 中断源的优先级。 〔3〕假设是外部中断源，还要设置中断请求触发 方式IT1或IT0，决定采用边沿触发方式还是电平 触发方式。 〔4〕编写中断效劳程序，处理中断请求。 注意：前3条一般放在初始化主程序中。
正在执行的指令必须执行完最后 1个机器周期；
假设正在执行RETI，或正在访问IE或IP存放器,须 执行完上述指令和下一条指令以前方能响应中断。
中断处理过程 外部中断(INT0,INT1)申请过程： 在CPU已经开放了外部中断允许的前提下： 在INT0/INT1引脚输入一个负脉冲或低电平， TCON存放器中的IE0/IE1标志位自动变“1〞， 检测到IE0/IE1变“1〞后,将产生指令： LCALL 0003H(/0013H)执行中断效劳程序, 并将IE0/IE1标志位自动清“0〞,以备下次申请。
4.2 定时器/计数器的工作方式
方式0 13位计数方式
当TL1的低5 位溢出时，向TH1进位，而TH1
溢出(回零)时向TF1标志进位〔硬件置位TF1〕，
并申请中断。还可以通过查询TF1是否置位来
判断TH振荡1器是否1回2 零溢出。 C/T=0
TLx THx
Tx端
C/T=1
(5位) (8位) 控制 =1
TLx (8位)
控制 =1 开关接通
THx (8位)
TFx
溢 出 门开位
申请 中断
方式3
TR1位
控制 =1
TH0 (8位)
TF1
申请 中断
振荡器
T0端 TR0位 GATE位 INT0端
12 C/T=0
C/T=1
&
≥1 与门 或门
TL0 (8位)
TF0
申请 中断
控制 =1 开关接通
T0成为双 8位Timer T1不再有Timer功能 TF1，TR1出借给TH0
中断程序设计的根本任务 〔1〕设置中断允许控制存放器IE，允许相应中断 源中断。 〔2〕设置中断优先级存放器IP，选择分配所使用 中断源的优先级。 〔3〕假设是外部中断源，还要设置中断请求触发 方式IT1或IT0，决定采用边沿触发方式还是电平 触发方式。 〔4〕编写中断效劳程序，处理中断请求。 注意：前3条一般放在初始化主程序中。
第五章定时计数器与中断系统精品PPT课件
因定时/计数器T1的控制位TF1和TR1被TH0计
数时占用，所以T1无工作方式3。
一般情况下，方式3用于串行通信波特率发生时
选用。
返回本节
5.1.3 定时/计数器控制寄存器
单片机应用技术
定时器共有2个控制寄存器TMOD和TCON，由 软件写入TMOD和TCON 两个8位寄存器，设置各 个定时器的操作模式和控制功能。
2．方式1
单片机应用技术
当GATE = 0时，经非门后，或门输出1，这样 TRx将直接控制定时器的启动和关闭。这时如果 TRx=1，则接通控制开关，定时器从初值开始计数直 至溢出。溢出时，16位计数器为0，TFx置位，并申 请中断。如要循环计数，则计数器需重置初值，且需 用软件将TFx复位。TRx=0，则与门被封锁，控制开 关被关断，停止计数。
图5-2 定时/计数器T1（T0）工作模式1
2．方式1
单片机应用技术
当C/T =0时，多路开关连接12分频器输出，计 数器对机器周期计数，此时为定时器。
当C/T =1时，多路开关与Tx相连，外部计数脉 冲由Tx脚输入，当外部信号电平发生由1到0的负跳 变时，计数器加1，此时为计数器。
方式1下的计数器，其最大计数脉冲为65536。 因此其最长定时时间(晶振为12 MHz时)为： T×65536= 65.536 ms，其中T为机器周期，是晶振 周期的12分频，当晶振为12 MHz时T=1 s。
数启动，TRx=0计数停止。这种方式实际上是用软 件控制启动、停止计数的。
2) 门控方式 当GATE=1、TRx=1时，控制权由INTx决定， INTx=1计数启动，INTx=0计数停止。这种方式实 际上是用外部硬件INTx引脚控制启动、停止计数的。
3．方式2
第5讲 中断与定时器
IT0 和IT1——外部中断请求触发方式控制位 IT0 （IT1）＝1 脉冲触发方式，下降沿有效 IT0 （IT1）＝0 电平触发方式，低电平有效
IE0和IE1——外中断请求标志位 当CPU采样到INT（或 ）端出现有效中断请求时，IE0 INT 0 1 （IE1）位由硬件置“1”。当中断响应完成转向中断服务程序 时，由硬件把IE0（或IE1）清零。 TR0 和TR1——定时器运行控制位 TR0 （TR1 ）＝0 定时器/计数器不工作 TR0 （TR1 ）＝1 定时器/计数器开始工作 TF0和TF1——计数溢出标志位
INT0
入口地址 0003H 000BH 0013H
T0
INT1
T1
S
001BH
0023H
编写中断服务程序的格式一般如下： ORG 0000H SJMP MAIN ORG 0003H AJMP 1NJERRVP MAIN： · · · HERE： SJMP HERE 1NJERRVP： · · · ；中断响应程序 RETI
外部中断子程序框图
• • • • • • • • • • • • • •
Org 0000h jmp Start org 0003h Int0: push PSW ; 保护现场 cpl P1.0 ; 取反LED pop PSW ; 恢复现场 reti Start: clr P1.0 mov TCON, #01h ; 外部中断0 下降沿触发 mov IE, #81h ;开中断 ljmp $ ；等待中断 end
EA——中断允许总控制位 EA＝0 中断总禁止，禁止所有中断 EA＝1 中断总允许，总允许后中断的禁止或允许由各中断 源的中断允许控制位进行设置。 EX0和EX1——外部中断允许控制位 EX0（EX1）＝0 禁止外部中断 EX0（EX1）＝1 允许外部中断 ET0和ET1——定时器/计数器中断允许控制位 ET0（ET1）＝0 禁止定时器/计数器中断 ET0（ET1）＝0 允许定时器/计数器中断 ES——串行中断允许控制位 ES=0 禁止串行中断 ES=1 允许串行中断
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自
高
然
级
1
优
先
级 中断入口
中断源
0
自 然
低 级
优
先
级 中断入口
中断源
4、T1（P3.5），片内定时/计数器T1溢出中断请求标志。 当定时/计数器T1发生溢出时，置位TF1，并向CPU申请 中断。
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10
TCON
IE
IP
硬件查询
INT0 IT0 1
01
T0 INT1 IT1 1
01
T1
RX TX
TF0（TCON.5）：定时/计数器T0溢出中断请求标 志位。
TF1（TCON.7）：定时/计数器T1溢出中断请求标
志位。
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12
2、SCON的中断标志
RI（SCON.0）：串行口接收中断标志位。当允许 串行口接收数据时，每接收完一个串行帧，由硬件 置位RI。注意，RI必须由软件清除。
TI（SCON.1）：串行口发送中断标志位。当CPU 将一个发送数据写入串行口发送缓冲器时，就启动 了发送过程。每发送完一个串行帧，由硬件置位TI。 CPU响应中断时，不能自动清除TI，TI必须由软件 清除。
中断源
自
低
0
然
级
优
先
级 中断入口
中断源
SCON
1、INT0（P3.2）可由IT0（TCON.0）选择其为低电
平有效还是下降沿有效。当CPU检测到P3.2引脚上出
现有效的中断信号时，中断标志IE0（TCON.1）置1，
向CPU申请中断。
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7
TCON
IE
IP
硬件查询
INT0 IT0 1
01
断功能的部件称为中断系统（中断机构）。
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4
随着计算机技术的应用，人们发现中断技术 不仅解决了快速主机与慢速I/O设备的数据传送 问题，而且还具有如下优点：
▪分时操作。CPU可以分时为多个I/O设备服 务，提高了计算机的利用率；
▪实时响应。CPU能够及时处理应用系统的 随机事件，系统的实时性大大增强；
▪可靠性高。CPU具有处理设备故障及掉电 等突发性事件能力，从而使系统可靠性提高。
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5
4.3.2 MCS-51中断系统的结构
80C51的中断系统有5个中断源（8052有 6 个），2个优先级，可实现二级中断嵌套 。
一、中断源
TCON
IE
IP
硬件查询
INT0 IT0 1
01
T0 INT1 IT1 1
01
T1
RX TX
IE 0
EX0 1 EA 1
ET0 1 TF0
EX1 1 IE1
ET1 1 TF1
ES 1
RI
TI
≥1
SCON
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PX0 1
0 PT0 1
0 PX1 1
0 PT1 1
0 PS 1
0
自
高
然
级
1
优
先
级 中断入口
中断源
自
低
0
然
级
优
先
级 中断入口
中断源
6
4.3.3 中断有关寄存器
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返回 9
TCON
IE
IP
硬件查询
INT0 IT0 1
01
T0 INT1 IT1 1
01
T1
RX TX
EX0 1 EA 1 IE 0
ET0 1 T F0
EX1 1 I E1
ET1 1 T F1
RI
ES 1
TI
≥1
SCON
PX0 1
0 PT0 1
0 PX1 1
0 PT1 1
0 PS 1
0
ET1 1 T F1
ES 1
RI
TI
≥1
SCON
PX0 1
0 PT0 1
0 PX1 1
0 PT1 1
0 PS 1
0
自
高
然
级
1
优
先
级 中断入口
中断源
0
自 然
低 级
优
先
级 中断入口
中断源
3、T0（P3.4），片内定时/计数器T0溢出中断请求标 志 。 当 定 时 / 计 数 器 T0 发 生 溢 出 时 ， 置 位 TF0 ， 并 向 CPU申请中断。
一、中断源
TCON
IE
IP
硬件查询
INT0 IT0 1
01
T0 INT1 IT1 1
01
T1
RX TX
EX0 1 EA 1 IE 0
ET0 1 T F0
EX1 1 I E1
ET1 1 T F1
RI
ES 1
TI
≥1
PX0 1
0 PT0 1
0 PX1 1
0 PT1 1
0 PS 1
0
自
高
然
级
1
优
先
级 中断入口
T0 INT1 IT1 1
01
T1
RX TX
EX0 1 EA 1 IE 0
ET0 1 T F0
EX1 1 I E1
ET1 1 T F1
RI
ES 1
TI
≥1
SCON
PX0 1
0 PT0 1
0 PX1 1
0 PT1 1
0 PS 1
0
自
高
然
级
Hale Waihona Puke 1优先级 中断入口
中断源
0
自 然
低 级
优
先
级 中断入口
中断源
2、INT1（P3.3）可由IT1（TCON.2）选择其为低电平
EX0 1 EA 1 IE 0
ET0 1 T F0
EX1 1 I E1
ET1 1 T F1
ES 1
RI
TI
≥1
SCON
PX0 1
0 PT0 1
0 PX1 1
0 PT1 1
0 PS 1
0
自
高
然
级
1
优
先
级 中断入口
中断源
0
自 然
低 级
优
先
级 中断入口
中断源
5、RX（P3.0）或TX（P3.1），串行口中断请求标志。 当串行口接收完一帧串行数据时置位RI或当串行口发 送完一帧串行数据时置位TI，向CPU申请中断。
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11
二、中断请求标志
1、TCON的中断标志
IT0（TCON.0）：外部中断0触发方式控制位。
当IT0=0时，为电平触发方式。
当IT0=1时，为边沿触发方式（下降沿有效）。
IE0（TCON.1）：外部中断0中断请求标志位。
IT1（TCON.2）：外部中断1触发方式控制位。
IE1（TCON.3）：外部中断1中断请求标志位。
事件A被中断的地方继续处理事件A（中
断返回），这一过程称为中断 。
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2
MCS-51单片机的中断系统结构
中断请求
主程序 执行主 程序
断点
继续执行 主程序
中断响应
执行 中断 处理 程序
中断返回
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3
引起CPU中断的根源，称为中断源。中断源向 CPU提出的中断请求。CPU暂时中断原来的事务A， 转去处理事件B。对事件B处理完毕后，再回到原来被 中断的地方（即断点），称为中断返回。实现上述中
有效还是下降沿有效。当CPU检测到P3.3引脚上出现
有效的中断信号时，中断标志IE1（TCON.3）置1，向
CPU申请中断。
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8
TCON
IE
IP
硬件查询
INT0 IT0 1
01
T0 INT1 IT1 1
01
T1
RX TX
IE 0
EX0 1 EA 1
ET0 1 T F0
EX1 1 I E1
第4章 定时与中断系统
本章内容
中断系统 定时/计数器 C语言的函数
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1
§4.3中断系统
4.3.1 什么是中断
CPU在处理某一事件A时，发生了另一事
件B请求CPU迅速去处理（中断发生）；
CPU暂时中断当前的工作，转去处理事件
B（中断响应和中断服务）；
待CPU将事件B处理完毕后，再回到原来