第5讲 中断系统和定时器(一)
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教案首页
(以2课时为单元)
课序授课日期授课班次授课教师批准人
薛凯凯
课题第5讲中断系统和定时器(一)
目的要求掌握单片机的主要功能部件;掌握单片机的引脚及其功能定义;掌握单片机的复位电路、时钟电路;理解单片机的指令周期
教学内容1)AT89S51单片机内部结构(如图)
2)AT89S51单片机的CPU
3)AT89S51单片机的引脚及其功能
重点难点单片机的主要功能部件;单片机的引脚功能定义单片机的时钟电路及指令周期
教学方法
手段
理论讲述为主,结合举例进行讲解
教学步骤1)回顾与提问
2)课程讲解
3)课堂讨论
4)小结
5)布置作业
复习提问题1、单片机的概念
2、单片机的应用环节
作业题目
预习内容
课时分配(以分钟计算)
教学环节复习提问新课讲解课堂讨论每课小结布置作业时间分配 3 85 7 4 1
教学内容课堂组织
【回顾与提问】第5讲中断系统和定时器(一)
一、中断系统的概念
在日常生活中,“中断”是一种很普遍的现象。例如某同学正在教室写作业,忽然被人叫
出去,回来后,继续写作业。单片机中也有同样的问题。CPU正在执行原程序,突然被意外
打断,转去执行新程序;CPU执行新程序技术后,又回到原程序中继续执行。这种停止当前
工作,转而去做其他工作,做完后又返回来做先前工作的现象称为中断。
1.中断源
要让单片机停止当前程序去执行其他程序,需要向他发出请求信号,CPU接收到中断请
求信息号才能产生中断。让MCS-51单片机提供了5个中断源,其中两个为外部中断请求源
INT0(P3.2)和INT1(P3.3),两个片内定时器/计数器T0和T1的益处请求中断源TF0(TCON
的第5位)和TF1(TCON的第7位),1个片内串行口发送或接收中断请求源TI(SCON的
第1位)和RI(SCON的第0位)。
2.中断的优先级
单片机内部的CPU工作时,如果一个中断源向他发出中断请求信号,它就会产生中断。
但是,如果同时收到两个中断源发出中断请求信号,CPU会优先接收级别高的中断请求源,
然后再接收优先级别低的中断请求。表1列出了C51的独立中断请求源由其硬件结构决定的
自然优先级安排顺序。
对应于MCS-51的5个独立中断,应有相应的中断服务程序。这些中断服务程序有专门
规定的存放位置,即表1中的中断入口地址。当有了中断请求后,CPU可以根据入口地址迅
速找到中断服务程序并开始执行,大大提高执行效率。
需要说明的是,为了便于C语言编写单片机中断程序,C51编译器也支持51单片机的
中断服务程序,而且C语言编写中断服务程序,比用汇编语言方便的多。C语言编写中断服务函数的格式如下:
函数类型函数名(形式参数列表)[interrupt n][suing m]
其中interrupt后面的n是中断编号,取值范围0-4,其编号的意义见表1;using中的m 表示使用的工作寄存器组号(如不声明,则默认用第0组)。
例如,定时器T0的中断服务函数可用如下方法编写:
Void Time0(void)interrupt1 using0
//定时器T0的中断服务函数,T0的中断编号为1,使用第0组工作寄存器{
…… //中断服务程序
}
3.中断的处理过程
CPU处理事件的过程称为CPU的中断响应过程。对事件的整个处理过程,称为中断处理。再接着继续执行被中断的程序,这称为中断返回。中断的处理过程和普通子程序调用是有本质区别的。中断的产生是随机的,主要为各种外部或内部事件服务;而普通子程序调用是程序中事先安排的,主要是为程序服务(与外部时间无关)。
二、中断系统的结构
MCS-51系列单片机的中断系统结构如图1所示。
1. 5个中断请求源
MCS-51系列单片机的中断系统有5个中断请求源:
(1)外部中断请求源INT0,由P3.2引脚输入;
(2)外部中断请求源,由P3.3引脚输入;
(3)定时器/计数器溢出中断请求源T0;
(4)定时器/计数器溢出中断请求源T1;
(5)串行口中断请求源TI或RI。
2.中断源寄存器
MCS-51单片机的中断源寄存器有两个,即定时器/计数器控制寄存器TCON和串行通信控制寄存器SCON,它们可以向CPU发出中断请求。
3.中断允许寄存器
MCS-51单片机有一个中断允许寄存器IE,功能是控制各个中断请求能否通过(即是否允许使用各个中断)。
4.中断优先级控制寄存器
MCS-51单片机有1个中断优先级寄存器IP,功能是设置每个中断的优先级。
三、中断系统的控制
MCS-51单片机中断的各种控制是通过设置TCON、SCON、IE、IP四个寄存器来实现的。
1.中断源寄存器的控制
(1)定时器/计数器控制寄存器TCON
TCON的功能是接收外部中断源(INT0、INT1)和定时器/计数器(T0、T1)送来的中断请求信号。字节地址为88H,可以进行位操作。表2列出了TCON的格式。
定时器/计数器控制寄存器TCON格式
▲IT0和IT1分别为外部中断INT0、INT1的触发方式控制位,可以进行置位和复位。以外部中断为例,IT1=0时,INT1为低电平触发方式(即“0”到来触发外部中断INT1);
IT1=1时,为负跳变触发方式(即由“1”到“0”跳变时触发外INT1部中断)▲IE0和IE1分别为外部中断INT0、INT1的中断请求标志位。以外部中断为例,当外部有中断请求信号(低电平或负跳变)输入P3.3引脚时,寄存器TCON的IE1位会被硬件自动置“1”。在CPU响应中断后,硬件自动将IE1自动清零。
▲TF0和TF1分别为定时器/计数器T0和T1的中断请求标志。当定时器/计数器工作产生溢出时,会将TF0或TF1位置“1”。以定时器T0为例,当T0溢出时,TF0被置“1”,同