51单片机的内部资源

IP各个位的含义： （1）PS——串行口中断优先级控制位 1：高优先级中断； 0：低优先级中断。 （2）PT1——定时器T1中断优先级控制位 1：高优先级中断； 0：低优先级中断。
（3）PX1——外部中断1中断优先级控制位
1：高优先级中断；
0：低优先级中断。 （4）PT0——定时器T0中断优先级控制位 1：高优先级中断； 0：低优先级中断。
（2）电平方式外部中断请求的撤消，需外接电路来取消。
在中断响应后把中断请求信号引脚从低电平强制改变为高电平。可 在系统中加入如图所示电路。
3．应用软件清除相应标志（串行口中断请求的撤消）
对于串行接收／发送中断请求，在 CPU 响应中断后，必 须在中断服务程序中应用软件清除RI、TI中断标志，才能撤 除中断。(硬件置位，软件清除) 。 响应串行口的中断后， CPU 无法知道是接收中断还是发 送中断，还需测试这两个中断标志位的状态，以判定是接收 操作还是发送操作，然后才能清除。所以串行口中断请求的 撤消只能用软件清除 CLR TI ；清TI标志位 CLR RI ；清RI标志位
程序执行转而为申请中断的对象服务称中断响应。 中断服务程序：为服务对象服务的程序称为中断服务程序。 断点：现行程序被中断的地址称为断点。 中断返回：中断服务程序结束后返回到原来程序称中断返回。
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二、MCS-51中断系统的结构
MCS-51有5个中断请求源，两个中断优先级，可两级嵌套。
MCS-51五个中断源中包括二个外部中断源和三个内部中 断源。
0：禁止串行口中断；
1：允许串行口中断。
（3）ET1：定时器/计数器T1的溢出中断允许位
0：禁止T1溢出中断；
1：允许T1溢出中断。 （4）EX1：外部中断1中断允许位 0：禁止外部中断1中断； 1：允许外部中断1中断。
（5）ET0：定时器/计数器T0的溢出中断允许位
0：禁止T0溢出中断； 1：允许T0溢出中断。 （6）EX0：外部中断0中断允许位。 0：禁止外部中断0中断；
3 中断允许寄存器IE
CPU对中断源的开放或屏蔽，由片内的中断允许寄存器IE 控制。字节地址A8H，可位寻址。格式如下：
IE寄存器中各位设置： 为0时，禁止中断；为 1时，允许中断。 系统复位后IE寄存器中各位均为0，即此时禁止所有中断。
MCS-51复位后，IE清0，所有中断请求被禁止。
若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。
（ 3 ） IT1—外部中断请求 1 为跳沿触发方式还是电平触发方式， 意义与IT0类似。
（4）IEBaidu Nhomakorabea—外部中断请求1的中断请求标志位，意义与IE0类似。
（5）TF0—T0溢出中断请求标志位。
T0计数后，溢出时，由硬件置“1”TF0，向CPU申请中断， CPU 响应TF0中断时，硬件自动清“ 0” TF0 ，TF0也可由软件 清0。 （6）TF1—T1的溢出中断请求标志位，功能和TF0类似。 TR1、TR0 2个位与中断无关。 当MCS-51复位后，TCON被清0，则CPU关中断，所有中断 请求被禁止。
中断级别 最高
最低
MCS-51是一个二级中断系统。
优先级对中断响应的影响
– CPU同时接收到几个中断时，首先响应 优先级别最高的中断请求。 – 正在进行的中断过程不能被新的同级或 低优先级的中断请求所中断。
– 正在进行的低优先级中断服务，能被高 优先级中断请求所中断。这称之为“中 断嵌套”。
中断嵌套的概念：
（5）PX0——外部中断0中断优先级控制位
1：高优先级中断； 0：低优先级中断 由软件可改变各中断源的中断优先级。 系统复位后IP寄存器中各位均为0，即此时全部设定为
低中断优先级。
在同时收到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：
中断源 外部中断0 T0溢出中断 外部中断1 T1溢出中断 串行口中断
（2）用字节操作指令 MOV 或： MOV IP，#05H 0B8H，#05H ；B8H为IP寄存器的字节地址
五、响应中断请求的条件
一个中断请求被响应，需满足以下必要条件： （1）IE寄存器中的中断总允许位EA=1。 （2）该中断源发出中断请求，即该中断源对应的中断请求标 志为“1”。
（3）该中断源的中断允许位=1，即该中断没有被屏蔽。
2. SCON为串行口控制寄存器
SCON为串行口控制寄存器，字节地址为98H。串行口的发送中 断和接收中断的中断请求标志TI和RI，格式如下：
各标志位的功能： （1）TI—发送中断请求标志位。串口每发送完一帧串行数据 后，硬件自动置“1”TI。响应中断后，必须在中断服务程 序中用软件对TI标志清“0”。 （2）RI—接收中断请求标志位。串口接收完一个数据帧，硬 件自动置“1”RI标志。响应中断后，必须在中断服务程序 中用软件对RI标志清“0”。
主程序
事件1 1 子程序 事件2 2 子程序
中断 中断
例2
设置IP寄存器的初始值，使2个外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 SETB CLR PX0 PX1 PS ；串口为低优先级中断 ；2个外中断为高优先级
CLR
CLR
PT0
PT1
；2个定时器/计数器低优先级中断
中断响应
中断请求
执行主 程序
断点
继续执行 主程序
执行 中断 处理 程序
中断返回
主程序：CPU正常情况下运行的程序称为主程序。 中断源：把向CPU提出中断申请的设备称为中断源。 中断请求：由中断源向 CPU 所发出的请求中断的信号称中断 请求。
中断响应： CPU 在满足条件情况下接受中断申请，终止现行
EX1
EX0 ET0 ET1 EA
；禁止外部中断1中断
；禁止外部中断0中断 ；允许定时器/计数器T0中断 ；允许定时器/计数器T1中断 ；CPU开中断
（2）用字节操作指令来编写： MOV IE，#8AH
或者用：
MOV
0A8H，#8AH
；A8H为IE寄存器字节地址
4 中断优先级寄存器IP
若 CPU 正在执行高优先级的中断，则不能被任何中断源 所中断。 中断优先级寄存器IP，其字节地址为B8H。
二个外部中断源 INT0 和 INT1 ，外部设备的中断请求信
号、掉电等故障信号都可以从INT0或INT1引脚输入。 三个内部中断源为定时器 /计数器 T0 和T1 的定时 / 计数 谥出中断源和串行口发送或接收中断源。 中断系统结构示意图如下图所示。
TCON
IT0 1 0 IE0 1 ET0 1 TF0 IT1 1 0 IE1 1 ET1 1 TF1 EX0 1
（ 1 ） INT0 — 外部中断请求 0 ，由引脚 INT0 (P3.2) 输入，中断 请求标志为IE0。
（ 2 ） INT1— 外部中断请求 1 ，由引脚 INT1 (P3.3) 输入，中断 请求标志为IE1。 外部中断请求有二种信号触发方式，即电平有效方式和 跳变有效方式，可通过设置有关控制位进行定义。 当设定为电平有效方式时，若INT0或INT1引脚上采样到 有效的低电平，则向CPU提出中断请求；当设定为跳变有效 方式时，若 INT0 或 INT1 引脚上采样到有效负跳变，则向 CPU 提出中断请求。
各标志位的功能： （ 1 ） IT0— 选择外中断请求 0 为跳沿触发方式还是电平触发方 式： IT0=0，为电平触发方式。 IT0=1，为跳沿触发方式。 可由软件置“1”或清“0”。
（2）IE0—外部中断请求0的中断请求标志位。
IE0=0，无中断请求。
IE0=1，外部中断0有中断请求。当CPU响应该中断，转向中 断服务程序时，由硬件清“0”IE0。
对于定时器／计数器T0、T1 的溢出中断和采用跳变触发 方式的外部中断请求，在 CPU 响应中断后，由内部硬件自动 清除中断标志TF0和TF1、IE0和IE1，而自动撤除中断请求。 (硬件置位，硬件清除)。
2 ．采用外加 硬件结合软件清除中断请求（外部中断请 求的撤消）
（1）跳沿方式外部中断请求的撤消是自动撤消的。
IE对中断的开放和关闭为两级控制
总的开关中断控制位EA（IE.7位）: EA=0，所有中断请求被屏蔽。 EA=1，CPU开放中断，但五个中断源的中断请求是否允许， 还要由IE中的5个中断请求允许控制位决定。
IE中各位的功能如下：
（1）EA：中断允许总控制位 0：CPU屏蔽所有的中断请求(CPU关中断)； 1：CPU开放所有中断(CPU开中断)。 （2）ES：串行口中断允许位
去执行完一条指令，才能响应新的中断请求。
六、中断请求的撤消
CPU 响应中断请求，转向中断服务程序执行，在其执行 中断返回指令（RETI）之前，中断请求信号必须撤除，否则 将会再一次引起中断而出错。 中断请求撤除的方式有三种，即： 1． 由单片微机内部硬件自动复位 (定时器/计数器中断 请求的撤消 )。
1：允许外部中断0中断。
改变IE的内容，可由位操作指令来实现，即：
SETB
bit；
CLR bit。 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
CLR SETB SETB SETB
IE
EA 1
IP
PX0 1 0 PT0 1 0 1
硬件查询
自 然 优 先 级 中断源 高 级
INT0 T0 INT1 T1 RX TX
中断入口
EX1 1
PX1 1 0 PT1 1 0 0 自 然 优 先 级 中断源
低 级
RI TI
ES 1 ≥1
PS 1 0
中断入口
SCON
三、中断请求源
51单片机的五个中断请求源 ：
（4）无同级或更高级中断正在被服务。
中断响应是有条件的，遇到下列三种情况之一时，中断 响应被封锁： （1）CPU正在处理同级的或更高优先级的中断。 （2）所查询的机器周期不是所当前正在执行指令的最后一个 机器周期。只有在当前指令执行完毕后，才能进行中断响应。 （3）正在执行的指令是RETI或是访问IE或IP的指令。需要再
七、中断矢量（中断入口地址）：
当CPU响应中断时，由硬件直接 产生一个固定的地址，即矢量地址 ，由矢量地址指出每个中断源设备 的中断服务程序的入口，这种方法
中断源 外部中断0 （INT0） 定时器/计数器0 （T0） 外部中断1 （INT1） 定时器/计数器1 （T1） 中断矢量 地址 0003H 000BH 0013H 001BH
（ 3 ）定时器 / 计数器 T0 溢出中断请求，中断请求标志为 TF0 (P3.4) 。
（ 4 ）定时器 / 计数器 T1 溢出中断请求，中断请求标志为 TF1 (P3.5) 。 定时中断是为满足定时或计数的需要而设置的。当计数 器发生计数溢出时，表明设定的定时时间到或计数值已满， 这时可以向CPU申请中断。由于定时器/计数器在单片微机芯 片内部，所以定时中断属于内部中断。 （5）串行口中断请求，中断请求标志为TI或RI。 串行中断是为串行数据传送的需要而设置的。每当串行 口发送或接收一组串行数据时，就产生一个中断请求。
四、中断有关的寄存器
1. 特殊功能寄存器TCON
特殊功能寄存器TCON和SCON的相应位锁存各中断请求标志。 TCON为定时器/计数器的控制寄存器，字节地址为88H。 包含INT0,INT1,T0 及 T1的中断标志。
（1）T0和T1的溢出中断请求标志位TF1和TF0 （2）外部中断请求标志位IE1与IE0。
第5章 51单片机的内部资源
本章介绍了51单片机的内部资源，包括： 1、中断系统 2、定时/计数器
3、串口接口。
中断功能使单片机具有了实时处理能力，定时功能使 单片能够处理与时间和计数相关的问题的能力，串口通信 使单片机可以与其他单片机、计算机或其它设备相连。
5.1
51单片机的中断系统
中断系统主要用于实时测控，要求单片机能及时地响应和 处理单片机外部事件或内部事件所提出的中断请求。中断方 式大大地提高了CPU的工作效率。
一、中断的概念
CPU正在执行程序时，单片机外部或内部发生的某一事件，
请求CPU迅速去处理。CPU暂时中止当前的工作，转到中断服 务处理程序处理所发生的事件。
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。 CPU处理事件的过程，称为CPU的中断 响应过程。
如下图所示。对事件的整个处理过程，称为中断处理（或 中断服务）。