1.什么是中断
2.中断有什么用
3.双重功能的P3引脚
4.8051的 中断体系
5.中断特殊寄存器
6.中断的优先级
7.中断服务程序的编写
8.外部中断实现代码
9.定时器/计数器中断工作原理
10.定时器/计数器定时值的计算
11.定时器/计数器实现代码
1.什么是中断
中断就是指CPU正在执行一项任务A,然后突然停止任务A去执行任务B,执行完任务B再回来继续执行任务A的过程。
例如:你正在看电视,然后电话响了,你就停止看电视,跑去接电话,接完电话后由回来继续看电视。这个过程叫中断。
中断跟硬件有关。可以说是硬件来让单片机中断。
2.中断有什么用
1.中断能让CPU同时执行多项任务,例如CPU在执行流水灯程序,就无法执行 按下按键时,蜂鸣器发声了。
2.当然上面的例子可以用软件轮询检擦案件是否按下来实现,但这样就消耗了CPU一部分资源来轮询检测 按键是否有按下了,所以中断的另一个优点就是
节省CPU资源
3.双重功能的P3引脚
由最小系统板的原理图可知,P3.0~P3.7的引脚对应着RXD,TXD,INTO,INT1,T0,T1等,说明P3引脚既是 I/O口,由有别的功能,这个功能就是中断功能。
4.8051中断体系
8051的单片机有5个中断源,2个优先级
由上图可知,INT0是通过引脚P3.2,INI1时通过引脚P3.3,定时器T0和T1是分别通过引脚P3.4和P3.5的
中断源:INT0(外部中断0),INT1(外部中断1),T0(定时器0),T1(定时器1),RXD和TXD(同属串口中断)
中断相关的特殊寄存器:
(1)中断允许控制寄存器(IE)--------控制各中断的开放和屏蔽
(2)定时器/计数器控制寄存器(TCON)-------定时器和外部中断的控制
(3)串行口控制寄存器(SCON)-------串行中断的控制
(4)中断优先级控制寄存器(IP)-------设置各中断的优先级
各寄存器的控制范围如下图:
从上图可看出从中断源产生请求到请求进入CPU的过程:
以INT0为例,INT0产生中断源,经过TCON寄存器中的IT0为选择是下边沿触发的还是低电平触发的中断请求(当然IT0是程序人工设置的),当中断请求到达IE0的时候,
IE0会被硬件置1(当CPU响应此中断请求时,IE0被硬件置0),然后就到 IE寄存器的地方了,EX0是外部中断INT0的开关,而 EA 是所有中断的总开关,这都由 IE寄存器
控制,最后经过 IP寄存器 设置优先级,这个一般比较少用,默认的优先级为,INT0 > T0 > INT1 > T1 >串口中断。最后把中断请求传给CPU。
5.中断特寄存器
TCON寄存器
IE寄存器
EA:中断的总开关,EA=1才能允许中断传给CPU
ES:串行口中断开关
ET1:定时器1中断开关
EX1:外部中断1开关
ET0:定时器0中断开关
EX0:外部中断0开关
IP优先级寄存器(对应为设置成1说明优先级设置成高,8051只有高低两种优先级)
6.中断的优先级
8051只有高低两种优先级,默认下优先级从高到低:INT0 > T0 > INT1 > T1 > 串行中断。
1.高优先级的中断可以打断低优先级的中断。
2.正在响应的中断,不能被同级或者低级的中断打断。
3.同时发生几个中断,先响应优先级高的中断
7.中断服务程序的编写
中断服务程序就是中断发生后,CPU去执行的函数。
1.中断服务函数没有返回值
2.中断服务函数不能传入参数
例如:
void 函数名 (void) interrupt x using y
{
}
x 范围为0~4,分别代表5个中断源,例如外部中断INT0就是0,T0就是1,INT1就是2,T1就是3,串行中断就是4
y 的范围为0~3,分别表示4组工作寄存器,不写就用0. 不写也可以
8.外部中断实现代码
#include<reg52.h>
sbit LED=P1^0;
void main()
{
IT0=0; //中断触发方式为低电平触发,IT0=1则为下边沿触发
EX0=1; //打开外部中断0
EA=1; //打开中断总开关
while(1)
{
LED=1; //在没有中断发生时,LED关闭
}
}
void INTERR(void) interrupt 0
{
LED=0;//有中断发生时,LED亮起
}
把开发板的P3.2用杜邦线接到GND上,就会触发中断,发现LED亮起来了。(为什么是P3.2?因为由最上面的原理图可知道INT0的引脚是P3.2)
9.定时器/计数器中断工作原理
1.由最上面的最小系统原理图可以看出,定时器T0和T1分别对应的引脚是P3.4和P3.5
2.定时器/计数器 的计数脉冲来源可以有两个,一个是芯片内部晶振振荡器输出脉冲12分频后的脉冲,一个是从外部接入的外部脉冲
3.TLx和THx寄存器,x=0,1。
以TL0和TH0为例,TL0和TH0 都是8位寄存器(8051的寄存器都是8位),所以TL0和TH0形成高八位和低八位寄存器,用于计数,一共16位。
2^16=65536,所以 TL0和TH0加一起最大能计数的值是0~65536,一共65536.
4.定时器/计数器的两个寄存器:TCON和TMOD,其中TCON用于开启定时器/计数器中断,TMOD用于设置定时器/计数器的工作方式(TCON上面 已经说过了)
TMOD寄存器:
(由图:低八位为定时器T0,高八位为定时器T1)
GATE:门控制。
当GATE=1:INTx引脚为高电平且TRx 要同时为1,定时器Tx才启动。
当GATE=0:只要TRx =1,定时器Tx就启动,不用理会INTx引脚的电平高低。
C/T:决定是使用 定时功能,还是 计数功能
当C/T=0:定时功能。加1计数器对芯片晶振12分频的脉冲计数,一个脉冲过来,就加一,直到 TFx 加满了溢出。(TFx在TCON寄存器中)
当C/T=1:计数功能。加1计数器对来自输入引脚T0(P3.4)或T1(P3.5)的外部脉冲进行计数,一个脉冲加一,直到TFx加满溢出。
M1和M0:工作方式选择位
M0 | M1 | 工作方式 | 功能说明 |
0 | 0 | 方式0 | 13位定时器/计数器,最大计数为2^13 = 8192 |
0 | 1 | 方式1 | 16位定时器/计数器,最大计数为2^16 = 65536 |
1 | 0 | 方式2 | 自动重载8位定时器/计数器,最大计数为 2^8 = 256 |
1 | 1 | 方式3 | T0分为2个独立的8位独立计数器,T1停止工作 |
10.定时器/计数器定时数值的计算
例:我要定时10ms。晶振频率是12M,工作模式在方式1
f = 12M/12 =1M (因为要12分频),也就是说 1秒 1000000个机器周期,10ms有10000个机器周期。
65536 - 10000 = 55536 ,意思是 计数器从65536 一直减到 55536 所用的时间就是10ms。
55536的十六进制是0xD8F0
所以设置 TH0 = 0XD8,TL0=0XF0
下面给出代码
或者直接下载一个C51定时器计算器:
11.定时器/计数器代码
#include<reg52.h>
sbit LED0=P1^0;
unsigned char i;
void main()
{
TMOD=0X01; //设置使用定时器0,16位的定时/计数寄存器
TL0=0xD8; //低八位赋初值
TH0=0XF0; //高八位赋初值
ET0=1; //开启定时器0中断
TR0=1; //运行定时器0
EA=1; //开启中断总开关
while(1);
}
void Delay(void) interrupt 1 using 0
{
i++;
TR0=0; //进入中断函数时,关闭定时器
TL0=0XD8; //重新赋初值
TH0=0XF0;
if(i==20) //因为10ms一次处罚看不出明显结果,所以让20次触发才让灯变一次
{
LED0=~LED0;
}
TR0=1; //重新开启定时器
}