单片机在执行程序的过程中,暂时中断执行当前的程序,转而去执行其他的应急处理程序,称为中断。例如。小米手机1s青春版你正在餐厅吃饭,有朋友喊你去接电话,于是你就收到小米手机1s青春版了来自朋友的一个中断(可以叫做外部中断),当你准备去接电话时,突然肚子疼,需要上厕所(内部中断),这又是一个中断,我们把引起中断的事件叫中断源(例如接电话、上厕所等,外部引起的叫外部中断,内部引起的叫内部中断),产生中断就要去处理它,这称为中断的响应。在接电话、上厕所这些中断源中,显然上厕所更需要立刻处理,这就是中断的优先级。
好了,对中断的几个基本概念有了感性了解后,下面来详细介绍。
51的中断系统有5个中断源,中断系统的结构及级别如下:
与中断系统相关的特殊寄存器:
中断寄存器就是用于存贮中断状态的,包含是否启用中断或者是否发生中断。
1)中断允许控制寄存器(IE)------ 控制各中断的开放和屏蔽
2)中断优先级控制寄存器(IP)------设置各中断的优先级
3)定时器/计数器控制寄存器(TCON)----定时器和外部中断的控制
4)串行口控制寄存器(SCON)------串行中断的控制
后面将给出详细解释。
中断类型分为三类:
1)T0、T1是2个定时器/计数器中断,由片内定时器提供小米手机1s青春版;
2)INT0、INT1是2个外部中断,由引脚P3.2和P3.2提供;
3)RX、TX为串行口中断所用,由片内串口提供。
1、(P3.2)/(P3.3)可由IT0(TCON.0)/IT1(TCON.2)选择其为低电平有效还是下降沿有效。当CPU检测到P3.2/P3.3引脚上出现有效的中断信号时,中断标志IE0(TCON.1)/IE1(TCON.3)置1,向CPU申请中断。
3、TF0(TCON.5)/TF1(TCON.7),片内定时/计数器T0/T1溢出中断请求标志。当定时/计数器T0/T1发生溢出时,置位TF0/TF1,并向CPU申请中断。
5、RI(SCON.0)或TI(SCON.1),串行口中断请求标志。当串行口接收完一帧串行数据时置位RI或当串行口发送完一帧串行数据时置位TI,向CPU申请中断。
上述只是向CPU申请中断,如果要得到CPU的相应,还要设置相应的中断允许IE和优先级IP,中断方能得到响应。
以下为特殊寄存器详细介绍。
中断允许寄存器IE
EA---全局中允许位。
EA=1,打开全局中断控制,在此条件下,由各个中断控制位确定相应中断的打开或关闭。
EA=0,关闭全部中断。
-------,无效位。
ET2---定时器/计数器2中断允许位。 EA总中断开关,置1为开;
ET2=1,打开T2中断。 EX0为外部中断0(INT0)开关,……
ET2=0,关闭T2中断。 ET0为定时器/计数器0(T0)开关,……
ES---串行口中断允许位。 EX1为外部中断1(INT1)开关,……
ES=1,打开串行口中断。 ET1为定时器/计数器1(T1)开关,……
ES=0,关闭串行口中断。 ES为串行口(TX/RX)中断开关,……
ET1---定时器/计数器1中断允许位。 ET2为定时器/计数器2(T2)开关,……
ET1=1,打开T1中断。
ET1=0,关闭T1中断。
EX1---外部中断1中断允许位。
EX1=1,打开外部中断1中断。
EX1=0,关闭外部中断1中断。
ET0---定时器/计数器0中断允许位。
ET0=1,打开T0中断。
ET0=0,关闭T0中断。
EX0---外部中断0中断允许位。
EX0=1,打开外部中断0中断。
EX0=0,关闭外部中断0中断。
中断优先级寄存器IP
-------,无效位。
PS---串行口中断优先级控制位。
PS=1,串行口中断定义为高优先级中断。
PS=0,串行口中断定义为低优先级中断。
PT1---定时器/计数器1中断优先级控制位。
PT1=1,定时器/计数器1中断定义为高优先级中断。
PT1=0,定时器/计数器1中断定义为低优先级中断。
PX1---外部中断1中断优先级控制位。
PX1=1,外部中断1中断定义为高优先级中断。
PX1=0,外部中断1中断定义为低优先级中断。
PT0---定时器/计数器0中断优先级控制位。
PT0=1,定时器/计数器0中断定义为高优先级中断。
PT0=0,定时器/计数器0中断定义为低优先级中断。
PX0---外部中断0中断优先级控制位。
PX0=1,外部中断0中断定义为高优先级中断。
PX0=0,外部中断0中断定义为低优先级中断。
定时器/计数器工作模式寄存器TMOD
GATE---门控制位。
GATE=0,定时器/计数器启动与停止仅受TCON寄存器中TRX(X=0,1)来控制。
GATE=1,定时器计数器启动与停止由TCON寄存器中TRX(X=0,1)和外部中断引脚(INT0或INT1)上的电平状态来共同控制。
C/T---定时器和计数器模式选择位。
C/T=1,为计数器模式;C/T=0,为定时器模式。
M1M0---工作模式选择位。
定时器/控制器控制寄存器TCON
TF1---定时器1溢出标志位。
当定时器1记满溢出时,由硬件使TF1置1,并且申请中断。进入中断服务程序后,由硬件自动清0。需要注意的是,如果使用定时器中断,那么该位完全不用人为去操作,但是如果使用软件查询方式的话,当查询到该位置1后,就需要用软件清0。
TR1---定时器1运行控制位。
由软件清0关闭定时器1。当GATE=1,且INIT为高电平时,TR1置1启动定时器1;当GATE=0时,TR1置1启动定时器1。
TF0---定时器0溢出标志,其功能及其操作方法同TF1。
TR0---定时器0运行控制位,其功能及操作方法同TR1。
IE1---外部中断1请求标志。
当IT1=0时,位电平触发方式,每个机器周期的S5P2采样INT1引脚,若NIT1脚为定电平,则置1,否则IE1清0。
当IT1=1时,INT1为跳变沿触发方式,当第一个及其机器周期采样到INIT1为低电平时,则IE1置1。IE1=1,表示外部中断1正向CPU中断申请。当CPU响应中断,转向中断服务程序时,该位由硬件清0。
IT1外部中断1触发方式选择位。
IT1=0,为电平触发方式,引脚INT1上低电平有效。
IT1=1,为跳变沿触发方式,引脚INT1上的电平从高到低的负跳变有效。
IE0---外部中断0请求标志,其功能及操作方法同IE1。
IT0---外部中断0触发方式选择位,其功能及操作方法同IT1。
从上面的知识点可知,每个定时器都有4种工作模式,可通过设置TMOD寄存器中的M1M0位来进行工作方式选择。
方式1的计数位数是16位,对T0来说,由TL0寄存器作为低8、TH0寄存器作为高8位,组成了16位加1计数器。
关于如何确定定时器T0的初值问题。定时器一但启动,它便在原来的数值上开始加1计数,若在程序开始时,我们没有设置TH0和TL0,它们的默认值都是0,假设时钟频率为12MHz,12个时钟周期为一个机器周期,那么此时机器周期为1us,记满TH0和TL0就需要216 -1个数,再来一个脉冲计数器溢出,随即向CPU申请中断。因此溢出一次共需65536us,约等于65.6ms,如果我们要定时50ms的话,那么就需要先给TH0和TL0装一个初值,在这个初值的基础上记50000个数后,定时器溢出,此时刚好就是50ms中断一次,当需要定时1s时,我们写程序时当产生20次50ms的定时器中断后便认为是1s,这样便可精确控制定时时间啦。要计50000个数时,TH0和TL0中应该装入的总数是65536-50000=15536.,把15536对256求模:15536/256=60装入TH0中,把15536对256求余:15536/256=176装入TL0中。
以上就是定时器初值的计算法,总结后得出如下结论:当用定时器的方式1时,设机器周期为TCY,定时器产生一次中断的时间为t,那么需要计数的个数为N=t/TCY ,装入THX和TLX中的数分别为:
THX=(65536-N)/256 , TLX=(65536-N)%256 <x为0或1>
中断服务程序的写法
void 函数名()interrupt 中断号 using 工作组
{
中断服务程序内容
}
在写单片机的定时器程序时,在程序开始处需要对定时器及中断寄存器做初始化设置,通常定时器初始化过程如下:
(1)对TMOD赋值,以确定T0和 T1的工作方式。
(2)计算初值,并将初值写入TH0、TL0或TH1、TL1。
(3)中断方式时,则对IE赋值,开放中断。
(4)使TR0和TR1置位,启动定时器/计数器定时或计数。
例:利用定时器0工作方式1,实现一个发光管以1s亮灭闪烁。
程序代码如下:
#include<reg52.h>
#define uchar unsigned char
#define uint unsigned int
sbit led1=P1^0;
uchar num;
void main()
{
TMOD=0x01; //设置定时器0位工作模式1(M1,M0位0,1)
TH0=(65536-45872)/256; //装初值11.0592M晶振定时50ms数为45872
TL0=(65536-45872)%256;
EA=1; //开总中断
ET0=1; //开定时器0中断
TR0=1; //启动定时器0
while(1)
{
if(num==20) //如果到了20次,说明1秒时间
{
led1=~led1; //让发光管状态取反
num=0;
}
}
}
void T0_time()interrupt 1
{
TH0=(65536-45872)/256; //重新装载初值
TL0=(65536-45872)%256;
num++;
}
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