单片机基础(第3版)——第5章
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IE0和IE1：外部中断请求标志位。中断到来时由 硬件置1，请求中断；进入中断服务后硬件清0。
IT0和IT1：外部中断触发方式控制位，靠软件来 置位或清除，来控制触发类型。＝1时，下降沿 触发；＝0时，低电平触发。(interrupt touch)
3. 串行口控制寄存器SCON 用于串行数据通信控制的寄存器。有2位与中断有关。
TF0和TF1：计数溢出标志。溢出时，相应溢出标志硬件置位， 申请中断。中断服务后硬件清除。（软件清也可）
2.定时器方式选择寄存器（TMOD）
GATE：选通门位
“＝1”时，/INT0或/INT1由“0”变为“1”时，且TR0或TR1置 1，定时/计数器T0或T1开始工作。
“＝0”时，不考虑/INT0或/INT1电平，只要TR0或TR1置1，T0或 T1就开始工作。
如果中断查询的机器周期恰好是指令的最后一个 机器周期，则最快只需3个机器周期就可以转向中断服 务程序的入口。其中查询占1个机器周期，在这个机器 周期结束后中断即被响应，生成 LCALL指令；执行这 条长调用指令需要2个机器周期。
如果中断查询刚好是开始执行RET、RETI或访问 IE、IP的指令，则需把当前指令执行完再继续执行一 条指令后，才能进行中断响应。这些指令中最长执行 时间需2个机器周期。而如果接着再执行的指令恰好是 MUL(乘)或DIV(除）指令，则又需4个机器周期。再加 上执行长调用指令LCALL所需的2个机器周期，从而形 成了8个机器周期的最长响应时间。
中断控制是指提供给用户使用的中断控制手段，控制的内容分布在4个 专用寄存器。
1. 中断允许控制寄存器IE(interrupt ennable)
EA：中断允许总控制位。＝0时，禁止所有中断；＝1时，并且相应的 允许位＝1则可中断。(enable all)
EX0和EX1 ：外部中断允许控制位。 ＝0时，禁止外中断； ＝1时，允 许外中断。(enable exterior)
中断嵌套； 同优先级的中断不能嵌套； 低优先级中断请求不能对高优先级的中断进行嵌套。
5.2.4 中断响应过程
从中断请求发生到中断被响应，再转向执行中断 服务程序去完成中断所要求的操作，是一个完整的中 断处理过程。 1. 外部中断请求采样 只有外部中断请求才有采样问题，只有通过采样才能知 道是否有中断请求信号到来。
TI：串行发送中断请求标志位。最后一位数据位被发 送完后，TI由硬件置位，软件查询时TI可作为状态位 使用。
RI：串行接收中断请求标志位，接收数据过程中，当 采样到最后一个数据位有效时，RI由硬件置位，软件 查询时RI可作为状态位使用。必须由软件清0。
4. 中断优先级控制寄存器IP(interrupt priority) 各中断的优先级通过中断优先级控制寄存器IP设定。
第5章 80C51 单片机的中断与定时
5.1 中断概述 5.2 80C51单片机的中断系统 5.3 80C51 单片机的定时器/计数器
5.1 中断概述
中断定义：CPU暂时停止原程序执行转而为外部设备服务（执 行中断服务程序），中断服务完成后自动返回原程序执行的 过程—演示
中断技术实质上是一种资源共享技术。在计算机中通常只有一 个CPU，任何时刻它只能进行一项工作，而它所面对的任务 却可能是多个，资源竞争现象不可避免，使用中断技术可以 解决。
采样是在每个机器周期的S5P2(第5状态第2拍节）对 芯片引脚INT0(P3.2)和INT1(P3.3)进行的，根据采样结果 来设置定时器控制寄存器TCON外部中断标志位的状态。
2. 中断查询 中断查询是查看是否有中断请求发生并确定是哪一个中
断源的中断请求。 中断查询操作是由CPU逐个检测定时器控制寄存器
2. 中断服务流程
① 现场保护和现场恢复 现场是指中断时刻单片机RAM内的数据。为使中断服务程序的执行
不破坏这些数据，应送入堆栈中保存起来，以免在中断返回后影响主程序 的运行； 中断服务结束后，在返回主程序之前，应把保存的现场内容从堆 栈恢复给相关存储单元，这就是现场恢复。 ② 关中断
在一个多中断源系统中，为保证重要中断能执行到底，可以在现场保 护之前先关闭中断系统，彻底屏蔽其它中断，中断处理完成后再打开。 ③ 中断处理 — 是中断服务程序的核心内容，即中断要做的事。 ④ 中断返回
C/T：定时/计数区别位
“＝1”时，计数器工作方式，计数输入信号来自T0或T1管脚。 “＝0”时，定时器工作方式，计数输入信号来自内部时钟。
M1，M0：工作方式选择位 M1M0=00,工作方式0； M1M0=01,工作方式1 M1M0=10,工作方式2； M1M0=11,工作方式3
3. 中断允许控制寄存器（IE）
DELAY: MOV R7,#255 DEL2: MOV R6,#255 DEL1: DJNZ R6,DEL1
DJNZ R7,DEL2 RET
END
举例： P2口接8只发光二极管，按键一次产 生一次中断，二极管循环点亮。
P2.0 INT0
P2.7
ORG 0000H
5V
AJMP MAIN
ORG 0003H
5.3.2 用于定时器/计数器控制的寄存器
在80C51中与定时器/计数器应用有关的控制寄存器共有 3个：定时器控制寄存器-TCON、定时器方式选择寄 存器-TMOD、中断允许控制寄存器-IE。
1. 定时器控制寄存器（TCON）
TR0和TR1：运行控制位。＝1，启动定时/计数器工作。控制 启停只需用软件方法使其置1或清0。
SJMP LOOP IN0: RL A
RETI END
5.3 80C51 单片机的定时器/计数器
在单片机控制应用中定时和计数的需求很多， 为此在单片机中都有定时器/计数器。 80C51中有两个16位定时器/计数器： 定时器/计数器0—T0、定时器/计数器1—T1
5.3.1 定时器/计数器的计数和定时功能
表明一个中断的服务程序从这里开始存放。中断发生后要 通过它引导CPU转向相应的中断服务。正因为它具有指向 性，所以称其为中断向量(或中断矢量)。
中断源
外部中断0
定时器0溢出
外部中断1
定时器1溢出 串行发送、串 行接收中断
中断向量
0003H 000BH 0013H 001BH 0023H
5.2.2 中断控制
AJMP MAIN
ORG 0003H
AJMP IN0
MAIN: SETB EA
SETB EX0
SETB IT0
MOV A,#01H
LOOP: MOV P2,A
ACALL DELAY
RL A
SJMP LOOP
IN0: PUSH ACC MOV A,#0FFH MOV P2,A MOV R1,#5
LL: ACALL DELAY DJNZ R1,LL POP ACC RETI
TCON和串行控制寄存器SCON中各中断标志位的状态而 实现的。所有中断请求最终都要汇集到这两个寄存器中。
80C51单片机是在每一个机器周期的最后一个状态S6进 行中断查询，查询按优先级顺序进行。如果查询到有标 志位为1，则表明有中断请求发生，接着就从相邻的下一 个机器周期的S1状态开始进行中断响应。
5.2 80C51单片机的中断系统
在8位单片机中，80C51的中断系统比较简单，但它是其他单 片机中断系统的基础。
5.2.1 中断源与中断向量
中断源：凡是中断请求的来源都统称为中断源。 80C51的中断系统具有5个中断源，即2个外部中断、2个定时
器中断和1个串行中断。 中断向量 (Interrup Vector) ：就是程序存储器的一个地址，
1. 计数功能 计数是对外部事件进行的。外部事件以脉冲形式输入，
作为计数器的计数脉冲。为此芯片上有T0(P3.4） 和T1(P3.5）两个引脚，用于为这两个计数器输入 计数脉冲。计数脉冲是负跳变有效，计数器进行加 法计数。
2. 定时功能 定时功能也是通过计数器的计数来实现的，不过此时
的计数脉冲来自单片机芯片内部，每个机器周期有 一个计数脉冲，即每个机器周期计数器加1。
80C51 中断系统控制逻辑
3. 中断嵌套 中断优先级的作用不仅体现在中断响应时，而且也体现 在中断服务过程中，即允许把正在进行的中断服务暂停下来 ，而转去进行优先级高的中断服务，这就是中断嵌套。
中断可以多层嵌套。80C51因为只具有两个优先级，所 以中断嵌套只能一层，其原则是： 高优先级中断请求可以打断低优先级的中断服务，进行
PX0：外部中断0优先级设定位，＝1时为高级 PT0：定时器0中断优先级设定位，＝1时为高级。 PX1：外部中断1优先级设定位，＝1时为高级。 PT1：定时器1中断优先级设定位，＝1时为高级。 PS：串口中断优先级设定位，＝1时为高级。
5.2.3 中断优先级控制
1、中断优先级定义原则 中断的轻重缓急程度；中断设备的工作速度；中断处理的工作量；中 断请求发生的频繁程度。
3. 中断响应
中断响应的主要内容是由硬件自动生成一条长调用指 令，指令格式为： “LCALL addr16”。addr16是程序存储器中断区中相应中 断源的入口地址，在80C51单片机中，这些入口地址已由 系统设定。 主要内容：保护断点地址 ，把中断入口地址送给PC—运行 中断服务程序
4. 中断响应的快慢
计算机中的资源竞争，通常是因计算机在运行程序时会发生一 些可预测或不可预测的随机事件引起的。这些随机事件包括：
与计算机“并行”工作的输入/输出设备发出的中断请求，。 硬件故障、运算错误及程序出错时产生的中断请求。 当对运行中的计算机进行干预时，通过键盘输入的命令。 来自被控对象的中断请求。
2、 中断优先原则在中断响应时的体现 中断优先原则：保证高优先级中断请求被优先响应。 按以下两种情况安排： ① 当高、低优先级中断请求同时出现时，高优先级中断请求被响应。 ② 如果同级的多个中断请求同时出现，则按CPU查询次序确定哪个中 断请求被响应。其查询次序为： 外部中断0→定时器0中断→外部中断 1→定时器1中断→串行中断。
AJMP IN0
MAIN: SETB EA
SETB EX0
SETB IT0
MOV A,#01H
MOV P2,A
SJMP $
IN0: RL A
MOV P2,A
RETI
END
ORG 0000H AJMP MAIN ORG 0003H AJMP IN0 MAIN: SETB EA
SETB EX0 SETB IT0 MOV A,#01H LOOP: MOV P2,A
中断服务程序的最后一条指令必须是中断返回指令RETI，CPU执行这 条指令时，从堆栈中弹出断点地址送入程序计数器PC，以便从断点处重新 执行被中断的主程序。
举例： P2口接8只发光二极管，二极管循环点亮。
按键产生中断，所有二极管全点亮，亮一秒后返 回。
P2.0 INT0
P2.7
ORG 0000H
5V
ET0和ET1：定时器中断允许控制位。＝0时，禁止定时器中断； ＝1时， 允许定时器中断。
ES：串行中断允许控制位。 ＝0时，禁止串行中断； ＝1时，允许串行 中断。 练习：设置允许INT0、T0、串口中断
2. 定时器控制寄存器TCON
TF0和TF1：定时器（ T0和T1 ）溢出标志位。 硬件置1，并自动产生定时中断请求。也可作为 状态位供查询。
5.2.5 中断服务程序
1. 主程序中的中断初始化
中断都是在运行主程序时发生的，是主程序的随机 事件是否允许发生以及如何发生，都应该在主程序中预 先设置，这就是中断初始化。
中断初始化的内容包括： 堆栈设置、中断允许设置、 中断请求方式设置(只限外部中断)和中断优先级设置等。பைடு நூலகம்
练习：允许INT0、INT1、T1中断，T1中断为高优先级， 其它是一 般优先级。INT0是低电平有效，INT1是负 跳变有效，进行初始化设置。
ET0和ET1：＝0，禁止定时器中断； ＝1，允许定 时器中断。
练习：T0以方式1做定时器，T1以方式2做计数器， 允许T0、T1中断。
5.3.4 定时器工作方式1
方式1是16位计数结构的工作方式，计数器由TH0的全 部8位和TL0的全部8位构成。
使用工作方式1的计数功能时，计数值的范围是： 1～65536(216)
IT0和IT1：外部中断触发方式控制位，靠软件来 置位或清除，来控制触发类型。＝1时，下降沿 触发；＝0时，低电平触发。(interrupt touch)
3. 串行口控制寄存器SCON 用于串行数据通信控制的寄存器。有2位与中断有关。
TF0和TF1：计数溢出标志。溢出时，相应溢出标志硬件置位， 申请中断。中断服务后硬件清除。（软件清也可）
2.定时器方式选择寄存器（TMOD）
GATE：选通门位
“＝1”时，/INT0或/INT1由“0”变为“1”时，且TR0或TR1置 1，定时/计数器T0或T1开始工作。
“＝0”时，不考虑/INT0或/INT1电平，只要TR0或TR1置1，T0或 T1就开始工作。
如果中断查询的机器周期恰好是指令的最后一个 机器周期，则最快只需3个机器周期就可以转向中断服 务程序的入口。其中查询占1个机器周期，在这个机器 周期结束后中断即被响应，生成 LCALL指令；执行这 条长调用指令需要2个机器周期。
如果中断查询刚好是开始执行RET、RETI或访问 IE、IP的指令，则需把当前指令执行完再继续执行一 条指令后，才能进行中断响应。这些指令中最长执行 时间需2个机器周期。而如果接着再执行的指令恰好是 MUL(乘)或DIV(除）指令，则又需4个机器周期。再加 上执行长调用指令LCALL所需的2个机器周期，从而形 成了8个机器周期的最长响应时间。
中断控制是指提供给用户使用的中断控制手段，控制的内容分布在4个 专用寄存器。
1. 中断允许控制寄存器IE(interrupt ennable)
EA：中断允许总控制位。＝0时，禁止所有中断；＝1时，并且相应的 允许位＝1则可中断。(enable all)
EX0和EX1 ：外部中断允许控制位。 ＝0时，禁止外中断； ＝1时，允 许外中断。(enable exterior)
中断嵌套； 同优先级的中断不能嵌套； 低优先级中断请求不能对高优先级的中断进行嵌套。
5.2.4 中断响应过程
从中断请求发生到中断被响应，再转向执行中断 服务程序去完成中断所要求的操作，是一个完整的中 断处理过程。 1. 外部中断请求采样 只有外部中断请求才有采样问题，只有通过采样才能知 道是否有中断请求信号到来。
TI：串行发送中断请求标志位。最后一位数据位被发 送完后，TI由硬件置位，软件查询时TI可作为状态位 使用。
RI：串行接收中断请求标志位，接收数据过程中，当 采样到最后一个数据位有效时，RI由硬件置位，软件 查询时RI可作为状态位使用。必须由软件清0。
4. 中断优先级控制寄存器IP(interrupt priority) 各中断的优先级通过中断优先级控制寄存器IP设定。
第5章 80C51 单片机的中断与定时
5.1 中断概述 5.2 80C51单片机的中断系统 5.3 80C51 单片机的定时器/计数器
5.1 中断概述
中断定义：CPU暂时停止原程序执行转而为外部设备服务（执 行中断服务程序），中断服务完成后自动返回原程序执行的 过程—演示
中断技术实质上是一种资源共享技术。在计算机中通常只有一 个CPU，任何时刻它只能进行一项工作，而它所面对的任务 却可能是多个，资源竞争现象不可避免，使用中断技术可以 解决。
采样是在每个机器周期的S5P2(第5状态第2拍节）对 芯片引脚INT0(P3.2)和INT1(P3.3)进行的，根据采样结果 来设置定时器控制寄存器TCON外部中断标志位的状态。
2. 中断查询 中断查询是查看是否有中断请求发生并确定是哪一个中
断源的中断请求。 中断查询操作是由CPU逐个检测定时器控制寄存器
2. 中断服务流程
① 现场保护和现场恢复 现场是指中断时刻单片机RAM内的数据。为使中断服务程序的执行
不破坏这些数据，应送入堆栈中保存起来，以免在中断返回后影响主程序 的运行； 中断服务结束后，在返回主程序之前，应把保存的现场内容从堆 栈恢复给相关存储单元，这就是现场恢复。 ② 关中断
在一个多中断源系统中，为保证重要中断能执行到底，可以在现场保 护之前先关闭中断系统，彻底屏蔽其它中断，中断处理完成后再打开。 ③ 中断处理 — 是中断服务程序的核心内容，即中断要做的事。 ④ 中断返回
C/T：定时/计数区别位
“＝1”时，计数器工作方式，计数输入信号来自T0或T1管脚。 “＝0”时，定时器工作方式，计数输入信号来自内部时钟。
M1，M0：工作方式选择位 M1M0=00,工作方式0； M1M0=01,工作方式1 M1M0=10,工作方式2； M1M0=11,工作方式3
3. 中断允许控制寄存器（IE）
DELAY: MOV R7,#255 DEL2: MOV R6,#255 DEL1: DJNZ R6,DEL1
DJNZ R7,DEL2 RET
END
举例： P2口接8只发光二极管，按键一次产 生一次中断，二极管循环点亮。
P2.0 INT0
P2.7
ORG 0000H
5V
AJMP MAIN
ORG 0003H
5.3.2 用于定时器/计数器控制的寄存器
在80C51中与定时器/计数器应用有关的控制寄存器共有 3个：定时器控制寄存器-TCON、定时器方式选择寄 存器-TMOD、中断允许控制寄存器-IE。
1. 定时器控制寄存器（TCON）
TR0和TR1：运行控制位。＝1，启动定时/计数器工作。控制 启停只需用软件方法使其置1或清0。
SJMP LOOP IN0: RL A
RETI END
5.3 80C51 单片机的定时器/计数器
在单片机控制应用中定时和计数的需求很多， 为此在单片机中都有定时器/计数器。 80C51中有两个16位定时器/计数器： 定时器/计数器0—T0、定时器/计数器1—T1
5.3.1 定时器/计数器的计数和定时功能
表明一个中断的服务程序从这里开始存放。中断发生后要 通过它引导CPU转向相应的中断服务。正因为它具有指向 性，所以称其为中断向量(或中断矢量)。
中断源
外部中断0
定时器0溢出
外部中断1
定时器1溢出 串行发送、串 行接收中断
中断向量
0003H 000BH 0013H 001BH 0023H
5.2.2 中断控制
AJMP MAIN
ORG 0003H
AJMP IN0
MAIN: SETB EA
SETB EX0
SETB IT0
MOV A,#01H
LOOP: MOV P2,A
ACALL DELAY
RL A
SJMP LOOP
IN0: PUSH ACC MOV A,#0FFH MOV P2,A MOV R1,#5
LL: ACALL DELAY DJNZ R1,LL POP ACC RETI
TCON和串行控制寄存器SCON中各中断标志位的状态而 实现的。所有中断请求最终都要汇集到这两个寄存器中。
80C51单片机是在每一个机器周期的最后一个状态S6进 行中断查询，查询按优先级顺序进行。如果查询到有标 志位为1，则表明有中断请求发生，接着就从相邻的下一 个机器周期的S1状态开始进行中断响应。
5.2 80C51单片机的中断系统
在8位单片机中，80C51的中断系统比较简单，但它是其他单 片机中断系统的基础。
5.2.1 中断源与中断向量
中断源：凡是中断请求的来源都统称为中断源。 80C51的中断系统具有5个中断源，即2个外部中断、2个定时
器中断和1个串行中断。 中断向量 (Interrup Vector) ：就是程序存储器的一个地址，
1. 计数功能 计数是对外部事件进行的。外部事件以脉冲形式输入，
作为计数器的计数脉冲。为此芯片上有T0(P3.4） 和T1(P3.5）两个引脚，用于为这两个计数器输入 计数脉冲。计数脉冲是负跳变有效，计数器进行加 法计数。
2. 定时功能 定时功能也是通过计数器的计数来实现的，不过此时
的计数脉冲来自单片机芯片内部，每个机器周期有 一个计数脉冲，即每个机器周期计数器加1。
80C51 中断系统控制逻辑
3. 中断嵌套 中断优先级的作用不仅体现在中断响应时，而且也体现 在中断服务过程中，即允许把正在进行的中断服务暂停下来 ，而转去进行优先级高的中断服务，这就是中断嵌套。
中断可以多层嵌套。80C51因为只具有两个优先级，所 以中断嵌套只能一层，其原则是： 高优先级中断请求可以打断低优先级的中断服务，进行
PX0：外部中断0优先级设定位，＝1时为高级 PT0：定时器0中断优先级设定位，＝1时为高级。 PX1：外部中断1优先级设定位，＝1时为高级。 PT1：定时器1中断优先级设定位，＝1时为高级。 PS：串口中断优先级设定位，＝1时为高级。
5.2.3 中断优先级控制
1、中断优先级定义原则 中断的轻重缓急程度；中断设备的工作速度；中断处理的工作量；中 断请求发生的频繁程度。
3. 中断响应
中断响应的主要内容是由硬件自动生成一条长调用指 令，指令格式为： “LCALL addr16”。addr16是程序存储器中断区中相应中 断源的入口地址，在80C51单片机中，这些入口地址已由 系统设定。 主要内容：保护断点地址 ，把中断入口地址送给PC—运行 中断服务程序
4. 中断响应的快慢
计算机中的资源竞争，通常是因计算机在运行程序时会发生一 些可预测或不可预测的随机事件引起的。这些随机事件包括：
与计算机“并行”工作的输入/输出设备发出的中断请求，。 硬件故障、运算错误及程序出错时产生的中断请求。 当对运行中的计算机进行干预时，通过键盘输入的命令。 来自被控对象的中断请求。
2、 中断优先原则在中断响应时的体现 中断优先原则：保证高优先级中断请求被优先响应。 按以下两种情况安排： ① 当高、低优先级中断请求同时出现时，高优先级中断请求被响应。 ② 如果同级的多个中断请求同时出现，则按CPU查询次序确定哪个中 断请求被响应。其查询次序为： 外部中断0→定时器0中断→外部中断 1→定时器1中断→串行中断。
AJMP IN0
MAIN: SETB EA
SETB EX0
SETB IT0
MOV A,#01H
MOV P2,A
SJMP $
IN0: RL A
MOV P2,A
RETI
END
ORG 0000H AJMP MAIN ORG 0003H AJMP IN0 MAIN: SETB EA
SETB EX0 SETB IT0 MOV A,#01H LOOP: MOV P2,A
中断服务程序的最后一条指令必须是中断返回指令RETI，CPU执行这 条指令时，从堆栈中弹出断点地址送入程序计数器PC，以便从断点处重新 执行被中断的主程序。
举例： P2口接8只发光二极管，二极管循环点亮。
按键产生中断，所有二极管全点亮，亮一秒后返 回。
P2.0 INT0
P2.7
ORG 0000H
5V
ET0和ET1：定时器中断允许控制位。＝0时，禁止定时器中断； ＝1时， 允许定时器中断。
ES：串行中断允许控制位。 ＝0时，禁止串行中断； ＝1时，允许串行 中断。 练习：设置允许INT0、T0、串口中断
2. 定时器控制寄存器TCON
TF0和TF1：定时器（ T0和T1 ）溢出标志位。 硬件置1，并自动产生定时中断请求。也可作为 状态位供查询。
5.2.5 中断服务程序
1. 主程序中的中断初始化
中断都是在运行主程序时发生的，是主程序的随机 事件是否允许发生以及如何发生，都应该在主程序中预 先设置，这就是中断初始化。
中断初始化的内容包括： 堆栈设置、中断允许设置、 中断请求方式设置(只限外部中断)和中断优先级设置等。பைடு நூலகம்
练习：允许INT0、INT1、T1中断，T1中断为高优先级， 其它是一 般优先级。INT0是低电平有效，INT1是负 跳变有效，进行初始化设置。
ET0和ET1：＝0，禁止定时器中断； ＝1，允许定 时器中断。
练习：T0以方式1做定时器，T1以方式2做计数器， 允许T0、T1中断。
5.3.4 定时器工作方式1
方式1是16位计数结构的工作方式，计数器由TH0的全 部8位和TL0的全部8位构成。
使用工作方式1的计数功能时，计数值的范围是： 1～65536(216)