北航单片机基础与应用PPT

这是一个关于北航单片机基础与应用PPT，包括了中断概述，80C51单片机的中断系统，80C51 单片机的定时器/计数器等内容，单片机基础（第3版）李广弟等编著北京航空航天大学出版社 2007年6 月第5章 80C51单片机的中断与定时 5.1 中断概述当CPU正在处理某事件的时候，CPU暂时中止当前的工作，转到中断服务处理程序处理所请求的事件。处理完该事件后，再回到原来被中止的地方继续原来的工作，这称为中断。中断技术为计算机提供了资源共享。 5.2 80C51单片机的中断系统 5.2.1 中断源与中断向量中断源：产生中断的请求源称为中断源。 80C51的中断系统具有5个中断源：2个外部中断、2个定时器中断、1个串行中断。中断向量：中断服务程序的入口地址。 5.2.2 中断控制中断控制：提供给用户使用的中断控制手段 80C51单片机关于中断的控制包括四项：中断允许控制中断请求控制中断优先控制外中断触发方式控制 涉及四个特殊功能寄存器中断允许控制寄存器IE 定时器控制寄存器TCON 串行口控制寄存器SCON 中断优先级控制寄存器IP 1. 中断允许控制寄存器IE 2. 定时器控制寄存器TCON 3. 串行口控制寄存器SCON 4. 中断优先级控制寄存器IP 【例】若允许外部中断0和定时器1的中断，外部中断0采用脉冲触发方式，并设置为高级中断，其它中断源为低级中断，欢迎点击下载北航单片机基础与应用PPT。

北航单片机基础与应用PPT是由红软PPT免费下载网推荐的一款仪器设备PPT类型的PowerPoint.

单片机基础（第3版）李广弟等编著北京航空航天大学出版社 2007年6 月第5章 80C51单片机的中断与定时 5.1 中断概述当CPU正在处理某事件的时候，CPU暂时中止当前的工作，转到中断服务处理程序处理所请求的事件。处理完该事件后，再回到原来被中止的地方继续原来的工作，这称为中断。中断技术为计算机提供了资源共享。 5.2 80C51单片机的中断系统 5.2.1 中断源与中断向量中断源：产生中断的请求源称为中断源。 80C51的中断系统具有5个中断源：2个外部中断、2个定时器中断、1个串行中断。中断向量：中断服务程序的入口地址。 5.2.2 中断控制中断控制：提供给用户使用的中断控制手段 80C51单片机关于中断的控制包括四项：中断允许控制中断请求控制中断优先控制外中断触发方式控制 涉及四个特殊功能寄存器中断允许控制寄存器IE 定时器控制寄存器TCON 串行口控制寄存器SCON 中断优先级控制寄存器IP 1. 中断允许控制寄存器IE 2. 定时器控制寄存器TCON 3. 串行口控制寄存器SCON 4. 中断优先级控制寄存器IP 【例】若允许外部中断0和定时器1的中断，外部中断0采用脉冲触发方式，并设置为高级中断，其它中断源为低级中断。 也可以写为如下程序段： MOV IE， #89H MOV IP， #01H MOV TCON， #01H 在主程序中编写如下程序段： SETB EA ;CPU开中断 SETB EX0 ;允许外中断0中断 SETB ET1 ;允许定时器1中断 SETB PX0 ;外中断0为高级中断 SETB IT0 ;外中断0为脉冲触发方式 5.2.3 中断优先级控制 1. 中断优先级定义原则 2. 中断优先原则在中断响应时的体现当高、低优先级中断请求同时出现时，高优先级中断请求被响应；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。查询次序是： 3. 中断嵌套 80C51具有两个优先级，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 1. 外部中断请求采样每个机器周期的S5P2对INT0(P3.2)和INT1(P3.3)引脚进行采样，采样结果在TCON中的IE0、IE1位进行设置。 2. 中断查询 CPU每个机器周期的S6进行中断查询，逐个检测TCON、SCON中六个中断标志位的状态。查询按优先级顺序进行，即先高级、后低级。同级中断按“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”。 3. 中断响应中断响应的主要内容由硬件自动生成一条长调用指令“LCALL addr16”。中断响应的封锁： ① 同级的或高级的中断正在发生； ② 查询中断请求的机器周期不是当前指令的最后一个机器周期； ③ 当前指令是返回指令（RET、RETI）或访问IE、IP的指令。这类指令执行完还应再执行一条指令才能响应中断。 4. 中断响应的快慢中断响应的时间为3~8个机器周期。 5.2.5 中断服务程序 1. 主程序中的中断初始化 ORG 0000H AJMP MAIN ;系统复位后转向主程序 ORG 0003H AJMP EXINT0 ;转向外部中断0服务程序 MAIN: MOV TCON， #01H ;脉冲触发方式 MOV IE， #81H ;中断开发，外中断0允许 MOV IP， #01H ;外中断0为高优先级 MOV SP， #03FH ;设置堆栈 ┇ EXINT0: ;外中断0服务程序 ┇ 2. 中断服务流程 ①现场保护和现场恢复 ②关中断和开中断 ③中断处理 ④中断返回 用AT89S51的P1口接8个LED发光二极管，由P3.2（INT0）引脚接一消抖按键开关。开始接P1.0的LED亮，以后每按键一次引发一次中断，则下一个LED亮。顺序下移，且每次只一个LED亮，周而复始。请编制程序。 5.3 80C51 单片机的定时器/计数器 5.3.1 定时器/计数器的计数和定时功能 1. 计数功能 外部计数脉冲由T0（P3.4）和T1(P3.5)引脚引入。每个机器周期的S5P2拍节对计数脉输入引脚进行采样。计数脉冲负跳变有效，若前一机器周期采样为高电平，后一机器周期采样为低电平，即为一个计数脉冲。计数频率不能高于振荡脉冲频率的1/24。 2. 定时功能 计数脉冲来自单片机内部，每个机器周期计数一次。计数频率为振荡频率的1/12。 5.3.2 用于定时器/计数器控制的寄存器 1. 定时器控制寄存器（TCON） 2. 定时器方式选择寄存器（TMOD） 5.3.3 定时器工作方式0 1. 电路逻辑结构 2. 启停控制 3. 定时和计数范围计数功能时，计数范围是1~8192（213）。定时功能时，定时时间的计数公式为： （213—计数初值）×晶振周期×12 或 （213—计数初值）×机器周期 若晶振频率为6MHz，则最小定时时间为： [213-(213-1)]×2us=2us 最大定时时间为： [213-0]×2us=16384us 4. 应用举例【例5.1】设单片机晶振频率为6MHz，使用定时器1以方式0产生周期为500us的等宽方波连续脉冲，并由P1.0输出。计算计数初值（213-X）×2us=250us 求解得：X=8067，表示为二进制为11111100 00011. 高8位放入TH1，即TH1=0FCH； 低5位放入TL1，即TL1=03H。 TMOD寄存器初始化 M1M0=00，C/T=0，GATE=0，则TMOD寄存器初始化为00H。参考程序： MOV TMOD， #00H ;设置T1为工作方式0 MOV TH1， #0FCH ;设置定时器初值 MOV TL1， #03H MOV IE， #00H ;禁止中断 SETB TR1 ;启动定时 LOOP: JBC TF1， LOOP1 ;查询溢出标志 AJMP LOOP LOOP1: MOV TH1， #0FCH ;重置定时器初值 MOV TL1， #03H CPL P1.0 ;输出取反 AJMP LOOP ;重复循环 5.3.4 定时器工作方式1 方式1为16位计数结构的工作方式，计数器由寄存器TH0、TL0（或TH1、TL1）的全部共16位构成T0（或T1）。计数功能时，计数范围是1~65536（216）。定时功能时，定时时间的计数公式为： （216—计数初值）×晶振周期×12 或 （216—计数初值）×机器周期 若晶振频率为6MHz，则最小定时时间为： [216-(216-1)]×2us=2us 最大定时时间为： [216-0]×2us=131072us≈131ms 【例】设单片机晶振频率为6MHz，使用定时器1以方式1产生周期为100ms的等宽方波连续脉冲，并由P1.0输出。计算计数初值（216-X）×2us=50 000us 求解得：X=40536，表示为二进制为9E58H。 高8位放入TH1，即TH1=9EH； 低8位放入TL1，即TL1=58H。 TMOD寄存器初始化 M1M0=01，C/T=0，GATE=0，则TMOD寄存器初始化为10H。参考程序： MOV TMOD， #10H ;设置T1为工作方式0 MOV TH1， #9EH ;设置定时器初值 MOV TL1， #58H MOV IE， #00H ;禁止中断 SETB TR1 ;启动定时 LOOP: JBC TF1， LOOP1 ;查询溢出标志 AJMP LOOP LOOP1: MOV TH1， #9EH ;重置定时器初值 MOV TL1， #58H CPL P1.0 ;输出取反 AJMP LOOP ;重复循环 5.3.5 定时器工作方式2 1. 电路逻辑结构 2. 循环定时应用 【例5.2】使用定时器0以工作方式2产生100us定时，在P1.0输出周期为200us的连续正方波脉冲。已知晶振频率为6MHz。计算计数初值（28-X）×2us=100us 求解得：X=206D=11001110B=0CEH. TH0和TL0分别存入0CEH，即TH0=TL0=0CEH。 TMOD寄存器初始化 M1M0=10，C/T=0，GATE=0，则TMOD寄存器初始化为02H。参考程序： MOV IE， #00H ;禁止中断 MOV TMOD， #02H ;设置定时器0为方式2 MOV TH0， #0CEH ;保存计数初值 MOV TL0， #0CEH ;预置计数初值 SETB TR0 ;启动定时 LOOP: JBC TF0， LOOP1 ;查询计数溢出 AJMP LOOP LOOP1: CPL P1.0 ;输出方波 AJMP LOOP ;重复循环 3. 循环计数应用【例5.3】用定时器1以工作方式2实现计数，每计100次进行累加器加1操作。按查询方式编程。计算计数初值 28-100=156D=9CH，则TH1=TL1=9CH。 TMOD寄存器初始化 M1M0=10，C/T=1，GATE=0， 则TMOD=60H。参考程序： MOV IE， #00H ;禁止中断 MOV TMOD， #60H ;设置定时器1为方式2 MOV TH1， #9CH ;保存计数初值 MOV TL1， #9CH ;预置计数初值 SETB TR1 ;启动定时 DEL: JBC TF1， LOOP ;查询计数溢出 AJMP DEL LOOP: INC A ;累加器加1 AJMP DEL ;重复循环 5.3.6 定时器工作方式3 1. 工作方式3下的定时器/计数器0 2. 当定时器0工作方式3下的定时器/计数器1 【例】假设系统时钟为6MHz，编写定时器T0产生1秒定时的程序。（1）T0工作方式的确定 定时时间较长，采用哪一种工作方式？ 方式0最长可定时16.384ms; 方式1最长可定时131.072ms; 方式2最长可定时512s。 选方式1，每隔100ms中断一次，中断10次为1s。 （2）计算计数初值 因为：(216-X)×2us = 100 000us 所以：X=15536=3CB0H， 因此：TH0=3CH，TL0=0B0H （3）10次计数的实现 采用循环计数法。 4）程序设计（查询方式） MAIN: MOV TMOD，#01H ;设T0工作在方式1 MOV TH0，#3CH ;给T0设初值 MOV TL0，#0B0H MOV B，#0AH ;设循环次数10次 SETB TR0 ;启动T0 LOOP:JNB TF0，$ ;100ms定时是否到 CLR TF0 MOV TH0，#3CH ;重装T0初值 MOV TL0，#0B0H DJNZ B，LOOP ;判断T0定时溢出10次是否到 CLR TR0 SJMP $ 4）程序设计（中断方式） ORG 0000H LJMP MAIN ;上电转主程序入口MAIN ORG 000BH ;T0的中断入口 MOV TH0，#3CH MOV TL0，#0B0H ;T0重装初值 DJNZ B，LOOP ;判断T0是否中断10次 CLR TR0 ;1s定时时间到，停止T0工作 LOOP:RETI ORG 0030H MAIN: MOV TMOD，#01H ;设T0工作在方式1 MOV TH0，#3CH ;给T0设初值 MOV TL0，#0B0H MOV IE，#82H ;允许T0中断 MOV B，#0AH ;设循环次数10次 SETB TR0 ;启动T0 SJMP $ ;等待一次次中断 【例】设MCS-51单片机系统时钟频率为6MHz，请编出利用定时/计数器T0在P1.0引脚上产生周期为2秒，占空比为50%的方波信号的程序。 1、主程序 任务： 1）T0工作方式的设定： 选择方式1（16位方式），最大定时131ms，本题拟定时时长为100ms。因此TMOD为01H。 2）定时常数的设定： X=216-100ms/2us =15536=3CB0H 即：TH0应装3CH，TL0应装0B0H。 3）中断管理： 允许T0中断，开放总中断 即：IE应装10000010B。 4）启动定时器T0： SETB TR0 5）设置软件计数器初值：（如使用R7） 即R7应装0AH 6）动态停机：SJMP $ 主程序如下： MAIN:MOV TMOD，#01H;设定T0为方式1定时 MOV TH0，#3CH ;装入定时常数高8位 MOV TL0，#0B0H;装入定时常数低8位 MOV IE，#82H ;开放T0中断 SETB TR0 ;启动T0 MOV R7，#0AH ;设置软件计数器 SJMP $ ;等待一次次中断 2、中断服务程序任务： 1）恢复T0计数初值； 2）软件计数器R7减1，并判断是否为0。若为0时，则改变P1.0状态，并恢复R7初值，中断返回；若不为0，则直接中断返回。中断服务程序如下： T0INT:MOV TH0，#3CH ;恢复定时常数 MOV TL0，#0B0H DJNZ R7，NEXT CPL P1.0 MOV R7，#0AH ;重装R7初值 NEXT:RETI ORG 0000H AJMP MAIN ORG 000BH AJMP T0INT ORG 0030H MAIN: MOV TMOD， #01H;设定T0为方式1定时 MOV TH0， #3CH ;装入定时常数高8位 MOV TL0， #0B0H ;装入定时常数低8位 MOV IE， #82H ;开放T0中断 SETB TR0 ;启动T0 MOV R7， #0AH ;设置软件计数器 SJMP $ T0INT:MOV TH0， #3CH ;恢复定时常数 MOV TL0， #0B0H DJNZ R7， NEXT CPL P1.0 MOV R7， #0AH NEXT:RETI END 例：已知8051单片机的fosc=6MHz， 请利用T0和P1.0输出矩形波。矩形波高电平宽50μs，低电平宽200μs。采用查询方式编程实现。 例：已知8051单片机的fosc=6MHz， 请利用T0和P1.0输出矩形波。矩形波高电平宽50μs，低电平宽200μs。采用中断方式编程实现。 例：已知8051单片机fosc=12MHz， 用T1定时。试编程由P1.0和P1.1引脚分别输出周期为 2ms和500μs的方波。采用查询方式编程。 例：已知8051单片机fosc=12MHz， 用T1定时。试编程由P1.0和P1.1引脚分别输出周期为 2ms和500μs的方波。采用中断方式编程。 【例】以定时器1对外部外部事件计数，每计数1000个脉冲后，定时器1转为定时工作方式，定时10ms后，又转为计数方式，如此循环不止。假定单片机晶振频率为6MHz，请编程实现。 分析： 确定工作方式及初值定时器1计数时的工作方式设置：TMOD=50H 定时器1计数1000次的初值：TH1=0FCH，TL1=18H 定时器1定时时的工作方式设置：TMOD=10H 定时器1定时10ms的初值设置：TH1=0ECH，TL1=78H ORG 0H MAIN:MOV TMOD， #50H MOV TH1， #0FCH MOV TL1， #18H MOV IE， #88H SETB TR1 JNB TF1，$ CLR TF1 MOV TMOD， #10H MOV TH1， #0ECH MOV TL1， #78H JNB TF1，$ CLR TF1 SJMP MAIN END ORG 0H LJMP MAIN ORG 1BH MOV A， TMOD JB ACC.6， TM MOV TMOD， #50H MOV TH1， #0FCH MOV TL1， #18H RETI TM: MOV TMOD， #10H MOV TH1， #0ECH MOV TL1， #78H RETI MAIN: MOV TMOD， #50H MOV TH1， #0FCH MOV TL1， #18H MOV IE， #88H SETB TR1 SJMP $ END 【例】利用定时器T0确定P3.2引脚上出现的正脉冲的宽度，将检测到的机器周期的个数存入30H、31H中（假定计数值小于216）。 参考程序： ORG 0000H MAIN:MOV TMOD， #01H MOV TL0， #00H MOV TH0， #00H CLR TR0 WAIT1:JNB P3.2， WAIT1 SETB TR0 WAIT2:JB P3.2， WAIT2 CLR TR0 MOV 30H， TL0 MOV 31H， TH0 SJMP $ END 作 业用中断方式实现P115-[例5.3]。分别采用中断方式和查询方式，由定时器1定时产生一个50Hz的方波，并由P1.0输出，fosc=12MHz。利用P1.0输出周期为60ms的方波，在一个方波周期中高电平持续时间20ms，低电平持续时间40ms。系统晶振为12MHz。分别用中断方式和查询方式编程实现。 【P97-题1】把长度为10H的字符串从内部RAM的输入缓冲区inbuf向位于外部RAM的输出缓冲区outbuf传送，一直进行到遇见回车符CR或整个字符串传送完毕，试编程实现。（请参考P83例题） 【P97-题2】内部RAM从list单元开始存放一正数表，表中数作无序排列并以-1作结束标志。编程实现找出表中最小数。 MOV R0， #list MOV 30H， @R0 LOOP: INC R0 MOV A， @R0 CJNE A， #0FFH， NEQ SJMP $ NEQ: CJNE A， 30H， LK LK: JNC LOOP MOV 30H， A SJMP LOOP 【P97-题6】试编程实现比较两个ASCII码字符串是否相等。字符串的长度在内部RAM 41H单元中，第一个字符串的首地址为42H，第二个字符串的首地址为52H。如果两个字符串相等，则置内部RAM 40H单元为00H；否则置内部RAM 40H单元为0FFH。 【P97-题7】在外部RAM首地址为table的数据表中，有10个字节数据，试编程实现将每个字节的最高位无条件置1。 MOV R7，#10 MOV DPTR，#table LOOP:MOVX A，@DPTR SETB ACC.7 MOVX @DPTR，A INC DPTR DJNZ R7，LOOP SJMP $BTD红软基地