单片机原理及应用教学课件佟云峰第四章单片机内部功能模块应用
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图4-8 定时/计数器的基本结构
定时\计数器有两个控制字寄存器TMOD和TCON，用来设置T0或 T1的工作方式和控制功能。 （1）方式控制寄存器—TMOD
特殊功能寄存器TMOD为定时\计数器的方式控制寄存器，字地 址89H，寄存器每位定义如下所示。高四位用于定时器T1，低 四位用于定时器T0。
（2）控制寄存器---TCON
每一个中断源对应一个中断请求标志位，它们设置在特殊 功能寄存器TCON和SCON中。当这些中断源请求中断时，分别由 TCON和SCON中相应位来锁存。
2. TCON寄存器 TCON是定时/计数器控制寄存器，字地址88H，它同时也用 来锁存定时/计数器的溢出中断请求源和外部中断请求源。 TCON寄存器中与中断有关的位,如下所示：
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4.1. 单片机的中断系统
4.1.1. 中断的概念
所谓中断，是指单片机在执行程序的过程 中，由于单片机系统外界或内部发生某一紧 急事件，要求CPU暂时中止当前的工作转去 处理所发生的紧急事件，待处理完后再回到 原来被中止的地方，继续原来的工作的过 程。
在单片机中引入中断技术具有以下优点：
2. 中断服务程序
CPU响应中断后即转至中断服务程序的入口，从中断服务程 序的第一条指令开始执行直到返回指令。不同的中断源服务的 内容和要求各不相同，其处理过程也就不同。一般情况下，中 断处理包括两部分内容：一是保护现场，二是为中断源服务。
例1、图4-6为3个故障源显示电路，当系统无故障时，3个故障 源输入端X1～X3全为低电平，对应的三盏显示灯全灭；当某部 分出现故障时，其对应的输入端由低电平变为高电平，引起单 片机中断。中断服务程序判定故障，并点亮对应的显示灯。
2.中断优先级控制
MCS-51单片机中断系源自文库提供2个中断优先级，对每一个中断请 求源都可编程为高优先级中断源和低优先级中断源，以便实现 二级中断嵌套。中断优先级是由片内的中断优先级寄存器IP中 相应的位来设定。IP寄存器中各位的功能如下，字地址B8H。
3.中断优先级结构 当CPU同时收到几个同一优先级的中断时，响应哪一个中断源 取决于内部查询顺序。其优先级排列如下：
3. SCON寄存器 SCON是串行口控制寄存器，字地址98H，SCON中的低2位用 作串行口中断标志，如下图所示。
4.1.3. MCS-51单片机的中断控制 1. 中断允许控制 在MCS-51单片机中断系统中，中断的允许和禁止是由片内的中 断 允 许 控 制 寄 存 器 IE 控 制 的 ， IE 中 各 位 功 能 如 下 ， 字 地 址 A8H。
1. 模式0
定时器T0、T1的工作模式相同，以T0为例说明。模式0时， 定时器0的16位寄存器只用了13位，TL0的高3位未用。由TH0 的8位和TL0的低5位组成一个13位计数器。当TL0的低5位溢出 时，向TH0进位；TH0溢出时，中断标志位TF0置位，并向CPU 申请中断。定时器0操作完成与否，可通过软件查询TF0是否 为1来判断或由定时器T0产生溢出中断来判断。
特殊功能寄存器TCON用于控制定时\计数器的操作及对定时\ 计数器中断的控制，字地址88H。TCON寄存器的每位定义如 下，其中D0~D3位与外部中断有关，已在中断系统一节介绍。
4.2.2. 定时/计时器的工作模式
MCS-51单片机片内的定时/计数器可以通过对特殊功能寄 存器TMOD中控制位C\的设置来选择定时器工作方式或计数器 工作方式；通过对M1、M2位的设置来选择四种工作模式式， 即模式0、模式1、模式2、模式3。
4.1.4. MCS-51单片机的中断处理 计算机中断处理过程可分为三个阶段：中断响应、中断处理和 中断返回。
图4-3 中断处理流程图
4.1.5. 中断系统应用举例
1. 中断初始化程序 中断的初始化程序是指用户对中断控制的相关寄存器中的各有 关控制位进行赋值。一般按以下步骤进行： 1）置位相应中断源的中断允许标志位及EA。 2）设定所用中断源的中断优先级。 3）对外部中断应设定中断请求信号形式（电平触发/脉冲触 发）。对于定时/计数器中断应设置工作方式（定时方式/计数 方式）。
第四章 单片机内部功能模块
学习要点： • 单片机的中断系统及应用。 • 单片机的定时/计数器及应用。 • 单片机的串行通信接口及应用。 • 单片机的看门狗、I2C总线、SPI总线
第四章 单片机内部功能模块
• 4.1. 单片机的中断系统 • 4.2. MCS-51单片机的定时/计数器 • 4.3. MCS-51单片机的串行通信接口 • 4.4. 单片机的其它内部功能模块 • 本章小节
1. 可以提高CPU的工作效率
2. 便于实时处理
图4-1 中断流程示意图
3. 便于故障处理，提高系统的稳定性
4.1.2. MCS-51单片机中断系统结构 MCS-51单片机中断系统由4个与中断有关的特殊功能寄存器 （TCON、SCON），中断允许控制寄存器IE，中断优先级寄存器 IP和中断顺序查询逻辑等组成。
图4-9 定时器T0 模式0逻辑图
图4-6 中断应用实例1
例2、如图4-7所示电路,P1口的8个发光二极管作左移或右移循 环点亮,当外部中断时使P1口的8个发光二极管闪烁5次。
图4-7 中断应用实例2
4.2. MCS-51单片机的定时/计数器
4.2.1. 定时/计时器的组成 MCS-51单片机内部有两个16位的可编程的定时\计数器，分 别 称 为 T0 和 T1 。 它 们 既 可 作 定 时 器 使 用 ， 又 可 作 计 数 器 使 用。
图4-2 MCS-51单片机中断系统结构示意图
1. 中断源和中断请求标志
MCS-51单片机有五个中断源，它们是： （1）外部中断0(INT0)中断，低电平有效。通过P3.2引脚引 入。 （2）外部中断1(INT1)中断，低电平有效。通过P3.3引脚引 入。 （3）定时/计数器0（T0）溢出中断。 （4）定时/计数器1（T1）溢出中断。 （5）串行口中断，当串行口完成一帧数据的发送和接收时，便 请求中断。
定时\计数器有两个控制字寄存器TMOD和TCON，用来设置T0或 T1的工作方式和控制功能。 （1）方式控制寄存器—TMOD
特殊功能寄存器TMOD为定时\计数器的方式控制寄存器，字地 址89H，寄存器每位定义如下所示。高四位用于定时器T1，低 四位用于定时器T0。
（2）控制寄存器---TCON
每一个中断源对应一个中断请求标志位，它们设置在特殊 功能寄存器TCON和SCON中。当这些中断源请求中断时，分别由 TCON和SCON中相应位来锁存。
2. TCON寄存器 TCON是定时/计数器控制寄存器，字地址88H，它同时也用 来锁存定时/计数器的溢出中断请求源和外部中断请求源。 TCON寄存器中与中断有关的位,如下所示：
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4.1. 单片机的中断系统
4.1.1. 中断的概念
所谓中断，是指单片机在执行程序的过程 中，由于单片机系统外界或内部发生某一紧 急事件，要求CPU暂时中止当前的工作转去 处理所发生的紧急事件，待处理完后再回到 原来被中止的地方，继续原来的工作的过 程。
在单片机中引入中断技术具有以下优点：
2. 中断服务程序
CPU响应中断后即转至中断服务程序的入口，从中断服务程 序的第一条指令开始执行直到返回指令。不同的中断源服务的 内容和要求各不相同，其处理过程也就不同。一般情况下，中 断处理包括两部分内容：一是保护现场，二是为中断源服务。
例1、图4-6为3个故障源显示电路，当系统无故障时，3个故障 源输入端X1～X3全为低电平，对应的三盏显示灯全灭；当某部 分出现故障时，其对应的输入端由低电平变为高电平，引起单 片机中断。中断服务程序判定故障，并点亮对应的显示灯。
2.中断优先级控制
MCS-51单片机中断系源自文库提供2个中断优先级，对每一个中断请 求源都可编程为高优先级中断源和低优先级中断源，以便实现 二级中断嵌套。中断优先级是由片内的中断优先级寄存器IP中 相应的位来设定。IP寄存器中各位的功能如下，字地址B8H。
3.中断优先级结构 当CPU同时收到几个同一优先级的中断时，响应哪一个中断源 取决于内部查询顺序。其优先级排列如下：
3. SCON寄存器 SCON是串行口控制寄存器，字地址98H，SCON中的低2位用 作串行口中断标志，如下图所示。
4.1.3. MCS-51单片机的中断控制 1. 中断允许控制 在MCS-51单片机中断系统中，中断的允许和禁止是由片内的中 断 允 许 控 制 寄 存 器 IE 控 制 的 ， IE 中 各 位 功 能 如 下 ， 字 地 址 A8H。
1. 模式0
定时器T0、T1的工作模式相同，以T0为例说明。模式0时， 定时器0的16位寄存器只用了13位，TL0的高3位未用。由TH0 的8位和TL0的低5位组成一个13位计数器。当TL0的低5位溢出 时，向TH0进位；TH0溢出时，中断标志位TF0置位，并向CPU 申请中断。定时器0操作完成与否，可通过软件查询TF0是否 为1来判断或由定时器T0产生溢出中断来判断。
特殊功能寄存器TCON用于控制定时\计数器的操作及对定时\ 计数器中断的控制，字地址88H。TCON寄存器的每位定义如 下，其中D0~D3位与外部中断有关，已在中断系统一节介绍。
4.2.2. 定时/计时器的工作模式
MCS-51单片机片内的定时/计数器可以通过对特殊功能寄 存器TMOD中控制位C\的设置来选择定时器工作方式或计数器 工作方式；通过对M1、M2位的设置来选择四种工作模式式， 即模式0、模式1、模式2、模式3。
4.1.4. MCS-51单片机的中断处理 计算机中断处理过程可分为三个阶段：中断响应、中断处理和 中断返回。
图4-3 中断处理流程图
4.1.5. 中断系统应用举例
1. 中断初始化程序 中断的初始化程序是指用户对中断控制的相关寄存器中的各有 关控制位进行赋值。一般按以下步骤进行： 1）置位相应中断源的中断允许标志位及EA。 2）设定所用中断源的中断优先级。 3）对外部中断应设定中断请求信号形式（电平触发/脉冲触 发）。对于定时/计数器中断应设置工作方式（定时方式/计数 方式）。
第四章 单片机内部功能模块
学习要点： • 单片机的中断系统及应用。 • 单片机的定时/计数器及应用。 • 单片机的串行通信接口及应用。 • 单片机的看门狗、I2C总线、SPI总线
第四章 单片机内部功能模块
• 4.1. 单片机的中断系统 • 4.2. MCS-51单片机的定时/计数器 • 4.3. MCS-51单片机的串行通信接口 • 4.4. 单片机的其它内部功能模块 • 本章小节
1. 可以提高CPU的工作效率
2. 便于实时处理
图4-1 中断流程示意图
3. 便于故障处理，提高系统的稳定性
4.1.2. MCS-51单片机中断系统结构 MCS-51单片机中断系统由4个与中断有关的特殊功能寄存器 （TCON、SCON），中断允许控制寄存器IE，中断优先级寄存器 IP和中断顺序查询逻辑等组成。
图4-9 定时器T0 模式0逻辑图
图4-6 中断应用实例1
例2、如图4-7所示电路,P1口的8个发光二极管作左移或右移循 环点亮,当外部中断时使P1口的8个发光二极管闪烁5次。
图4-7 中断应用实例2
4.2. MCS-51单片机的定时/计数器
4.2.1. 定时/计时器的组成 MCS-51单片机内部有两个16位的可编程的定时\计数器，分 别 称 为 T0 和 T1 。 它 们 既 可 作 定 时 器 使 用 ， 又 可 作 计 数 器 使 用。
图4-2 MCS-51单片机中断系统结构示意图
1. 中断源和中断请求标志
MCS-51单片机有五个中断源，它们是： （1）外部中断0(INT0)中断，低电平有效。通过P3.2引脚引 入。 （2）外部中断1(INT1)中断，低电平有效。通过P3.3引脚引 入。 （3）定时/计数器0（T0）溢出中断。 （4）定时/计数器1（T1）溢出中断。 （5）串行口中断，当串行口完成一帧数据的发送和接收时，便 请求中断。