C51单片机开发板A4标准版套餐7

程序实验1112.外部中断-定时器中断中断系统中断概念中断结构中断寄存器IE

外部中断硬件设计实验11

定时器中断定时器介绍CPU时序定时器原理定时器结构工作方式寄存器TMOD控制寄存器TCON

定时器工作方式方式0方式1方式2方式3

中断是为使单片机具有对外部或内部随机发生的事件实时处理而设置的中断功能的存在很大程度上提高了单片机处理外部或内部事件的能力。

引起程序中断的根源称为中断源。

单片机的中断系统允许有多个中断源当几个中断源同时向CPU发出中断请求时需要解决中断优先级的问题CPU会先执行优先级高的中断程序。

单片机中对中断源有默认的优先级别也可以通过对应的寄存器修改优先级。

如果CPU在执行中断源A的中断程序时发生了优先级更高的中断源B那么CPU将转而执行B的中断程序再回到原来的位置继续执行A的中断程序称为中断嵌套。

中断嵌套在51单片机中应用很少在STM32、DSP等中断较为复杂的单片机中经常遇到。

中断结构

一个增强型51单片机提供了8个中断源分别为外部中断INT0~3、定时器中断TIME0~2和一个串行口中断UART而普通系列的51单片机均有的5个中断源为INT0、INT1、T0、T1、UART。

如图是一个中断结构从上到下中断的优先级从高到低左侧连接单片机管脚。

在中断标志之前外部中断需要先通过IT0、IT1选择中断触发方式0为低电平触发1为下降沿触发。

中断标志在接收到中断后自动置为1其中串行中断的中断标志经过一个或运算。

IE寄存器

设置中断在程序中的有效与否源允许分别控制每个中断的有效性而总允许控制所有中断的有效性只有中断对应的源允许和总允许都接通时才能被CPU接收。

IP寄存器

中断寄存器

位76543210字节地址A8HEAESET1EX1ET0EX0

TCON寄存器

位76543210字节地址88HTF1TR1TF0TR0IE1IT1IE0IT0

IT0和IT1控制相应外部中断的触发方式0为低电平触发1为下降沿触发。

TR0、TR1为定时器控制位在定时器中断中会讲到。

其余中断请求标志位皆由单片机内部自动设置。

中断优先级

中断源中断标志中断服务程序入口优先级顺序外部中断0INT0IE00003H高定时/计数器0T0TF0000BH↓外部中断1INT1IE10013H↓定时/计数器1T1TF1001BH↓串行口R1或T10023H低

中断号

中断号在程序中指引CPU定位哪个中断并进入相应的中断服务程序。

中断源符号名称中断引起原因中断号INT0外部中断0P3.2引脚低电平或下降沿信号0T0定时器中断0定时/计数器0计数回0溢出1INT1外部中断1P3.3引脚低电平或下降沿信号2T1定时器中断1定时/计数器1计数回0溢出3T1/R1串行口中断串行通信完成一帧数据发送或接收引起中断4

中断响应条件

外部中断INT0和INT1分别为单片机管脚P32和P33的附加功能而这两个管脚又与独立按键K3和K4连接。

管脚自带上拉电阻默认为高电平按键按下时管脚接地变为低电平假如将外部中断配置为下降沿的触发方式则按键按下瞬间触发外部中断。

实验11

{exti0_init();while(1){//当检测到中断CPU会自动跳到主函数外的中断服务函数}

}//外部中断0服务函数

振荡周期为单片机提供定时信号的振荡源的周期。

状态周期两个振荡周期。

机器周期六个状态周期。

指令周期完成一条指令占用的时间通常为1~4个机器周期。

1\mathrm{\mu

定时器的实质是一种加一计数器随着脉冲的输入自动加一可存储16位分为高八位TH和低八位TL。

当计数器数位全为1时下一个脉冲将使计数器溢出计数器归零的同时会使相应的中断标志置一。

定时和计数的次数通过计数器的初值来设定

溢出值

51单片机定时器的工作由两个特殊八位寄存器TCON和TMOD来控制。

TMOD确定定时器的工作方式和功能TCON低四位控制外部中断高四位控制定时器的启停及溢出。

定时器的两个功能分别为定时功能和计数功能。

定时功能接收来自CPU振荡器OSC的机器周期脉冲计数功能接收来自单片机管脚P3.4和P3.5的脉冲。

工作方式寄存器TMOD

GATE门控位控制定时器启动是否受外部中断影响。

当GATE0只需通过寄存器TCON的TR0/TR11来使对应定时器启动当GATE1在前面的基础上还需要来自外部中断引脚INT0/INT1的高电平才能启动。

C/

\bar{\mathrm{T}}

Tˉ定时/计数模式选择位定时器模式设为0计数器模式设为1。

M1M0工作方式选择位见下表

M1M0工作方式说明00方式013位定时/计数器01方式116位定时/计数器10方式28位自动重装定时/计数器11方式3T0分成两个独立的8位定时/计数器T1此方式停止计数我们常用的为方式1和方式2方式1用于定时/计数器工作方式2用于串口通信波特率的生成将在下一个实验涉及。

控制寄存器TCON

位76543210字节地址88HTF1TR1TF0TR0TF0/TF1定时器溢出中断请求标志由硬件自动完成可通过调用查询定时器溢出状态。

TR0/TR1定时器的运行控制位设置为1时定时器开始工作设置为0时定时器停止工作。

定时器工作方式

GATE控制原理GATE经过一个非门后和INT引脚进行或门运算若GATE0非门后为1无论INT引脚为0还是1或运算结果都为1若GATE1非门后为0只有INT引脚为1或运算结果才为1。

随后再和TR运行控制位进行与运算当TR1且或运算结果为1时定时器启动。

\bar{\mathrm{T}}

方式1与方式0的区别为定时器TH的八位和TL的八位都参与计数。

方式2

方式2中用TL进行计数TH进行装载。

当TL溢出时TH会自动将设置好的值装载进TL重新开始计数适用于精确的脉冲信号发生器例如串口通信。

方式3

方式3只适用于T0此时T1停止工作。

其中TL0可用于定时和计数与中断标志TF0连接TH0仅用于定时与中断标志TF1连接。

定时器配置

对TMOD赋值以确定T0和T1的工作方式。

根据所要定时的时间计算初值并写入TH0、TL0或TH1、TL1。

如果使用中断则对EA赋值并开放定时器中断。

设置TR0或TR1为1启动定时/计数器定时或计数。

65536

21665536减去1ms对应的机器周期数1000将结果64536转化为十六进制FC对应高八位写入TH18对应低八位写入TL。

void

}其中TMOD使用了或运算是为了不干扰高四位对定时器1的配置赋值符号右侧将高四位都设为0不会改变原有高四位的值如果配置定时器1则将低四位都设为0。

实验12