中断系统——80C51单片机学习笔记

• 中断的概念
• • 中断系统的结构
  • 中断请求标志
  • • 1、TCON的中断标志
    • 2、SCON的中断标志位
  • 80C51中断的控制
  • • 中断允许控制——IE
    • 中断优先级控制——IP
    • 中断优先级的原则
• 80C51的定时/计数器
• • 一、定时/计数器的结构
  • 二、定时/计数器的工作原理
  • 三、定时/计数器的控制
  • • 1、工作方式寄存器TMOD
    • 2、控制寄存器TCON
  • 四、定时/计数器的工作方式
  • • 1、方式O
    • 2、方式1
    • 3、方式2
    • 4、方式3
  • 五、定时/计数器应用举例
• 补充说明
• • 中断响应的条件为：
  • 中断服务函数要与中断一一照应

本篇略长，请以目录为导航；这是我观看郭天祥老师的单片机视频后的整体汇结；

中断的概念

CPU在处理某一事件A时，发生了另一事件B请求CPU迅速去处理（中断发生）；
CPU暂停中断当前的工作，转去处理事件B（中断响应和中断服务）；
待CPU将事件B处理完毕后，再回到原来事件A被中断的地方继续处理事件A（中断返回）；
这一过程称为—— 中断。

中断系统的结构

80C51的中断系统有5个中断源（8052有6个），2个优先级，可实现二级中断嵌套。

IT0（TCON.0），外部中断0触发方式控制位。
当IT0=0时，为电平触发方式。
当IT0=1时，为边沿触发方式（下降沿有效）。
IE0（TCON.1），外部中断0中断请求标志位。
IT1（TCON.2），外部中断1触发方式控制位。
IE1（TCON.3），外部中断1中断请求标志位。
TF0（TCON.5），定时器/计数器T0溢出中断请求标志位
TF1（TCON.7），定时器/计数器T1溢出中断请求标志位

2、SCON的中断标志位

EXO(IE.0)，外部中断0允许位;
ETO(IE.1)，定时/计数器TO中断允许位;
EX1(IE.2)，外部中断0允许位;
ET1(IE.3)，定时/计数器T1中断允许位;
ES(IE.4)，串行口中断允许位;
EA(IE.7)，CPU中断允许（总允许）位。

中断优先级控制——IP

80C51单片机有两个中断优先级，即可实现二级中断服务嵌套。每个中断源的中断优先级都是由中断优先级寄存器IP中的相应位的状态来规定的。

PXO （IPH.0），外部中断0优先级设定位;
PTO （IPH.1），定时/计数器TO优先级设定位;
PX1 （IPH.2），外部中断0优先级设定位;
PT1 （IPH.3），定时/计数器T1优先级设定位;
PS （IPH.4），串行口优先级设定位;
PT2 （IPH.5)，定时/计数器T2优先级设定位。

中断优先级的原则

同一优先级中的中断申请不止一个时，则有中断优先权排队问题。同一优先级的中断优先权排队，由中断系统硬件确定的自然优先级形成，排列如下：

定时/计数器的实质是加1计数器（16位），由高8位和低8位两个寄存器组成。TMOD是定时/计数器的工作方式寄存器，确定工作方式和功能;TCON是控制寄存器，控制TO、T1的启动和停止及设置溢出标志。

二、定时/计数器的工作原理

加1计数器输入的计数脉冲有两个来源，一个是由系统的时钟振荡器输出脉冲经12分频后送来;一个是TO或T1引脚输入的外部脉冲源。每来一个脉冲计数器加1，当加到计数器为全1时，再输入一个脉冲就使计数器回零，且计数器的溢出使TCON中TFO或TF1置1，向CPU发出中断请求（定时/计数器中断允许时）。如果定时/计数器工作于定时模式，则表示定时时间已到;如果工作于计数模式，则表示计数值已满。可见，由溢出时计数器的值减去计数初值才是加1计数器的计数值。
■设置为定时器模式时，加1计数器是对内部机器周期计数（1个机器周期等于12个振荡周期，即计数频率为晶振频率的1/12）。计数值N乘以机器周期Tcy就是定时时间t。
■设置为计数器模式时，外部事件计数脉冲由TO或T1引脚输入到计数器。在每个机器周期的S5P2期间采样TO、T1引脚电平。当某周期采样到一高电平输入，而下一周期又采样到一低电平时，则计数器加1，更新的计数值在下一个机器周期的S3P1期间装入计数器。由于检测一个从1到0的下降沿需要2个机器周期，因此要求被采样的电平至少要维持一个机器周期。当晶振频率为12MHz时，最高计数频率不超过1/2MHz，即计数脉冲的周期要大于2us。

三、定时/计数器的控制

80C51单片机定时/计数器的工作由两个特殊功能寄存器控制。TMOD用于设置其工作方式;TCON用于控制其启动和中断申请。

1、工作方式寄存器TMOD

工作方式寄存器TMOD用于设置定时/计数器的工作方式，低四位用于TO，高四位用于T1。其格式如下:

2、控制寄存器TCON

TCON的低4位用于控制外部中断,已在前面介绍。TCON的高4位用于控制定时/计数器的启动和中断申请。其格式如下:

定时器模式时有:N = t / Tcy
计数初值计算的公式为 : X=2¹³ – N
定时器的初值还可以采用计数个数直接取补法获得。
计数模式时，计数脉冲是TO引脚上的外部脉冲。
门控位GATE具有特殊的作用。当GATE=O时，经反相后使或门输出为1，此时仅由TRO控制与门的开启，与门输出1时，控制开关接通，计数开始;当GATE=1时，由外中断引脚信号控制或门的输出，此时控制与门的开启由外中断引脚信号和TRO共同控制。当TRO=1时，外中断引脚信号引脚的高电平启动计数，外中断引脚信号引脚的低电平停止计数。这种方式常用来测量外中断引脚上正脉冲的宽度。

2、方式1

方式1的计数位数是16位，由TLO作为低8位、THO作为高8位，组成了16位加1计数器。

计数个数与计数初值的关系为： X=2⁸ – N
工作方式2特别适合于用作较精确的脉冲信号发生器。

4、方式3

方式3只适用于定时/计数器T0，定时器T1处于方式3时相当于TR1=0，停止计数。

补充说明

中断响应的条件为：

1. 中断源有中断请求；
2. 此中断源的中断允许位为1；
3. CPU开中断（EA=1）；
以上三条必须同时满足时，CPU才有可能响应中断。

中断服务函数要与中断一一照应

外部中断0 —— interrupt 0
外部中断1 —— interrupt 2
定时/计数器0 —— interrupt 1
定时/计数器1 —— interrupt 3
串口中断 —— interrupt 4

来源：Mr.小白白