简易秒表的设计与制作
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项目3 简易秒表的设计与制作
本章内容:
3-1 认识单片机的中断系统
3-2 认识单片机定时器/计数器
3-3 利用单片机输出方波
3-4 简易计时器的设计
3-5 简易秒表的设计与制作
2019/5/20
1
项目3 简易秒表的设计与制作
本章要点:
重点掌握单片机的中断系统及应用 重点掌握单片机的定时器/计数器的结构及
（一）中断源：引起紧急情况的来源，可分为两大类：一类 来自单
片机内部，称之为内部中断源；另一类来自单片机 外部，称之为外部中断源。
中断请求（或中断申请）：中断源要求服务的请求。 中断服务：对中断请求（或中断申请）提供的服务。 中断管理系统：能实现中断功能的硬件和软件。 中断响应过程：中断管理系统处理事件的过程。
能发出中断请求信号的各种事件。
如I/O设备、定时时钟、系统故障、软件设定等。 有3类共5个中断： 1、外中断2个：INT0、INT1
由引脚INT0（P3.2）和INT1（P3.3）引入。 2、定时中断2个：T0、T1
无引入端，请求在芯片内部发生。以记数溢出信号作为中断 请求，去置位一个溢出标志位。 3、串行中断1个：RI/TI 无引入端，请求在芯片内部发生。接收或发送完一帧串行数 据时，就产生一个中断请求。
2019/5/20
3
（1）中断的基本概念
当CPU正在处理某项事件时，如果 外部或内部发生了紧急情况要求CPU迅 速去处理，于是CPU暂停当前正在处理 的工作，转去处理这紧急情况，待紧急 情况处理完以后再回到原来被中断的地 方继续执行原来被中断的程序，这一过 程就称为中断，如图3-1所示。
图3-1 中断示意图
IE1(TCON.3)：外部中断1请求标志位。IEl=1表示外部中断1向 CPU申请中断。当CPU响应外部中断1的中断请求时，由硬件自动使 IE1清0。
TF0(TCON.5)：定时器0溢出标志位。其功能同TF1。 TR0(TCON.4)：定时器0启、停控制位。其功能同TR1。 IE0(TCON.1)：外部中断0请求标志位。其功能同IE1。 IT0(TCON.0)：外部中断0触发方式选择位。其功能同IT1。
定时器控制寄存器TCON ——主要用于保存中断信息。 串行口控制寄存器SCON ——主要用于保存中断信息。 中断允许寄存器IE ——主要用于控制中断的开放和关闭。 中断优先级寄存器IP——主要用于设定优先级别。 硬件查询电路——主要用于判定5个中断源的自然优先级别。
TCON(88H)：定时器控制寄存器，控制定时器的启动与停止， 并保存T0、T1的溢出中断标志和外部中断的中断标志。
TR1(TCON.6)：定时器1启停控制位。
IT1(TCON.2)：外部中断1触发方式选择位。当ITl=0时，外部中断1为电 平触发方式。当ITl=1时，外部中断1为边沿触发方式。
TCON TF1 TR1 TF0 TR0 IE1 IT1 IE0 IT0 位地址 8FH 8EH 8DH 8CH 8BH 8AH 89H 88H
工作原理 重点掌握单片机的定时器/计数器的应用
2019/5/20
2
3.1 任务1 认识单片机的中断系统
单片机都具有实时处理能力，即能对外部或是内部发生的事 件做出及时处理，这是靠中断技术来实现的。
1. 单片机的中断的魅力
单片机对外部或是内部事件的处理方式有两种：查询方式 和中断方式。采用程序查询方式，CPU不能再做别的事，而是 在大部分时间处于等待状态，使CPU的工作效率降低。为了提 高CPU的利用效率和进行实时数据处理，CPU常采用中断方式 对外部或是内部事件进行处理。
（2）MCS-51中断系统
1）MCS-51单片机的中断源
MCS-51单片机的中断源共有5个，可分为如下三类： 外部中断：/INT0、/INT1 定时中断：T0、T1 串行口中断
说明： 外部中断源：当/INT0（P3.2）引脚、INT1（P3.3）引 脚出现低电平或下降沿时 定时中断源：内部定时/计数器T0、T1定时时间到，或 计数值超限溢出时 串行口中断源：一帧串口数据发送/接收完成，即一帧数 据送出，或收到时
C51中不必考虑中断向量，使用中断号即可。C51中断服务 函数声明的格式：
函数名 ( ) interrupt n [using m] { 函数体语句 }
2）MCS-51单片机中断系统的结构 MCS-51单片机中断系统结构图如图3-3所示。
图3-3 MCS-51单片机中断系统结构图
3）与MCS-51单片机中断系统有关的SFR
TCON 位地址
TF1 8FH
TR1 8EH
TF0 8DH
TR0 8CH
IE1 IT1 IE0 IT0 8BH 8AH 89H 88H
TF1(TCON.7)：定时器1溢出标志位。定时器1被启动计数后，从初值开 始进行加1计数，当定时器1计满溢出时，由硬件自动使TF1置1，并申请 中断。该标志一直保持到CPU响应中断后，才由硬件自动清0。也可用 软件查询该标志，并由软件清0。
单片机处理中断有4个步骤：中断请求、中断响应、中 断处理和中断返回。
（二）两种中断
1．可屏：蔽中断：
可程控“开中断/关中断”。软件设置
允许/禁止CPU响应中断。
2．非屏蔽中断：
不可程控“关中断”。有中断请求信号，
ຫໍສະໝຸດ Baidu
CPU必须响应。
INTR(Interrupt Request)：可屏蔽中断请求
（三）51单片机的中断源：NMI（Non-Maskable Interrupt)：非屏蔽中断
CPU响应中断后，只知道有中断源请求中断服务，但并不知 道是5个中断源中的哪个中断源，CPU寻找哪个中断源发出中断 请求的过程即为中断识别。中断识别的目的是获取中断服务程 序入口地址。每个中断源都有一个位于ROM内的中断服务程序 入口地址。中断服务程序入口地址如表3-1所示。
表3-1 中断服务程序入口地址
SCON(98H)：串行口控制寄存器，低2位TI和RI保存串行口 的接收中断和发送中断标志。
SCON SM0 位地址 9FH
SM1 9EH
SM2 9DH
REN 9CH
TB8 RB8 TI RI 9BH 9AH 99H 98H
本章内容:
3-1 认识单片机的中断系统
3-2 认识单片机定时器/计数器
3-3 利用单片机输出方波
3-4 简易计时器的设计
3-5 简易秒表的设计与制作
2019/5/20
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项目3 简易秒表的设计与制作
本章要点:
重点掌握单片机的中断系统及应用 重点掌握单片机的定时器/计数器的结构及
（一）中断源：引起紧急情况的来源，可分为两大类：一类 来自单
片机内部，称之为内部中断源；另一类来自单片机 外部，称之为外部中断源。
中断请求（或中断申请）：中断源要求服务的请求。 中断服务：对中断请求（或中断申请）提供的服务。 中断管理系统：能实现中断功能的硬件和软件。 中断响应过程：中断管理系统处理事件的过程。
能发出中断请求信号的各种事件。
如I/O设备、定时时钟、系统故障、软件设定等。 有3类共5个中断： 1、外中断2个：INT0、INT1
由引脚INT0（P3.2）和INT1（P3.3）引入。 2、定时中断2个：T0、T1
无引入端，请求在芯片内部发生。以记数溢出信号作为中断 请求，去置位一个溢出标志位。 3、串行中断1个：RI/TI 无引入端，请求在芯片内部发生。接收或发送完一帧串行数 据时，就产生一个中断请求。
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（1）中断的基本概念
当CPU正在处理某项事件时，如果 外部或内部发生了紧急情况要求CPU迅 速去处理，于是CPU暂停当前正在处理 的工作，转去处理这紧急情况，待紧急 情况处理完以后再回到原来被中断的地 方继续执行原来被中断的程序，这一过 程就称为中断，如图3-1所示。
图3-1 中断示意图
IE1(TCON.3)：外部中断1请求标志位。IEl=1表示外部中断1向 CPU申请中断。当CPU响应外部中断1的中断请求时，由硬件自动使 IE1清0。
TF0(TCON.5)：定时器0溢出标志位。其功能同TF1。 TR0(TCON.4)：定时器0启、停控制位。其功能同TR1。 IE0(TCON.1)：外部中断0请求标志位。其功能同IE1。 IT0(TCON.0)：外部中断0触发方式选择位。其功能同IT1。
定时器控制寄存器TCON ——主要用于保存中断信息。 串行口控制寄存器SCON ——主要用于保存中断信息。 中断允许寄存器IE ——主要用于控制中断的开放和关闭。 中断优先级寄存器IP——主要用于设定优先级别。 硬件查询电路——主要用于判定5个中断源的自然优先级别。
TCON(88H)：定时器控制寄存器，控制定时器的启动与停止， 并保存T0、T1的溢出中断标志和外部中断的中断标志。
TR1(TCON.6)：定时器1启停控制位。
IT1(TCON.2)：外部中断1触发方式选择位。当ITl=0时，外部中断1为电 平触发方式。当ITl=1时，外部中断1为边沿触发方式。
TCON TF1 TR1 TF0 TR0 IE1 IT1 IE0 IT0 位地址 8FH 8EH 8DH 8CH 8BH 8AH 89H 88H
工作原理 重点掌握单片机的定时器/计数器的应用
2019/5/20
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3.1 任务1 认识单片机的中断系统
单片机都具有实时处理能力，即能对外部或是内部发生的事 件做出及时处理，这是靠中断技术来实现的。
1. 单片机的中断的魅力
单片机对外部或是内部事件的处理方式有两种：查询方式 和中断方式。采用程序查询方式，CPU不能再做别的事，而是 在大部分时间处于等待状态，使CPU的工作效率降低。为了提 高CPU的利用效率和进行实时数据处理，CPU常采用中断方式 对外部或是内部事件进行处理。
（2）MCS-51中断系统
1）MCS-51单片机的中断源
MCS-51单片机的中断源共有5个，可分为如下三类： 外部中断：/INT0、/INT1 定时中断：T0、T1 串行口中断
说明： 外部中断源：当/INT0（P3.2）引脚、INT1（P3.3）引 脚出现低电平或下降沿时 定时中断源：内部定时/计数器T0、T1定时时间到，或 计数值超限溢出时 串行口中断源：一帧串口数据发送/接收完成，即一帧数 据送出，或收到时
C51中不必考虑中断向量，使用中断号即可。C51中断服务 函数声明的格式：
函数名 ( ) interrupt n [using m] { 函数体语句 }
2）MCS-51单片机中断系统的结构 MCS-51单片机中断系统结构图如图3-3所示。
图3-3 MCS-51单片机中断系统结构图
3）与MCS-51单片机中断系统有关的SFR
TCON 位地址
TF1 8FH
TR1 8EH
TF0 8DH
TR0 8CH
IE1 IT1 IE0 IT0 8BH 8AH 89H 88H
TF1(TCON.7)：定时器1溢出标志位。定时器1被启动计数后，从初值开 始进行加1计数，当定时器1计满溢出时，由硬件自动使TF1置1，并申请 中断。该标志一直保持到CPU响应中断后，才由硬件自动清0。也可用 软件查询该标志，并由软件清0。
单片机处理中断有4个步骤：中断请求、中断响应、中 断处理和中断返回。
（二）两种中断
1．可屏：蔽中断：
可程控“开中断/关中断”。软件设置
允许/禁止CPU响应中断。
2．非屏蔽中断：
不可程控“关中断”。有中断请求信号，
ຫໍສະໝຸດ Baidu
CPU必须响应。
INTR(Interrupt Request)：可屏蔽中断请求
（三）51单片机的中断源：NMI（Non-Maskable Interrupt)：非屏蔽中断
CPU响应中断后，只知道有中断源请求中断服务，但并不知 道是5个中断源中的哪个中断源，CPU寻找哪个中断源发出中断 请求的过程即为中断识别。中断识别的目的是获取中断服务程 序入口地址。每个中断源都有一个位于ROM内的中断服务程序 入口地址。中断服务程序入口地址如表3-1所示。
表3-1 中断服务程序入口地址
SCON(98H)：串行口控制寄存器，低2位TI和RI保存串行口 的接收中断和发送中断标志。
SCON SM0 位地址 9FH
SM1 9EH
SM2 9DH
REN 9CH
TB8 RB8 TI RI 9BH 9AH 99H 98H