第4章 MCS-51单片机中断与定时应用
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MCS-51单⽚机的中断系统单⽚机中断技术概述在任何⼀款事件驱动型的CPU⾥⾯都应该会有中断系统,因为中断就是为响应某种事件⽽存在的。
中断的灵活应⽤不仅能够实现想要的功能,⽽且合理的中断安排可以提⾼事件执⾏的效率,因此中断在单⽚机应⽤中的地位是⾮常重要的。
单⽚机中断(Interrupt)是硬件驱动事件,它使得CPU暂停当前的主程序,转⽽去执⾏⼀个中断服务⼦程序。
为了更形象地理解中断,下⾯以学⽣上⾃习时接电话为例阐述⼀下中断的概念。
单⽚机的中断系统有5个中断源、2个中断优先级,可实现两级中断服务程序嵌套。
如果单⽚机没有中断系统,单⽚机的⼤量时间可能会浪费在查询是否有服务请求发⽣的定时査询操作上。
采⽤中断技术完全消除了单⽚机在査询⽅式中的等待现象,⼤⼤地提⾼了单⽚机的⼯作效率和实时性。
单⽚机中断系统结构及中断控制中断系统结构图如图5-2所⽰。
由图5-2可见,MCS-51中断系统共有5个中断请求源:INT0——外部中断请求0,中断请求信号由INT0引脚输⼊。
定时/计数器T0计数溢出发出的中断请求。
INT1——外部中断请求1,中断请求信号由INT1引脚输⼊。
定时/计数器T1计数溢出发出的中断请求。
串⾏⼝中断请求。
中断优先级从⾼到底排列。
单⽚机如何知道有中断请求信号?是否能够响应该中断?若5个中断源请求信号同时到来,单⽚机如何响应?这些问题都可以由中断寄存器来解决。
单⽚机中断寄存器有中断标志寄存器TCON和SCON、中断使能寄存器IE和中断优先级寄存器IP,这些寄存器均为8位。
中断标志寄存器5个中断请求源的中断请求标志分别由TCON和SCON的相应位锁存,单⽚机通过这些中断标志位的状态便能知道具体是哪个中断源正在申请中断。
TCON寄存器TCON寄存器为定时/计数器的控制寄存器,字节地址为88H,可位寻址。
特殊功能寄存器TCON的格式如图5-3所⽰。
TCON各标志位功能如下。
TF1——定时/计数器T1的溢出中断请求标志位。
第4章单片机中断系统习题解答一、填空题1.MCS-51单片机有 5 个中断源。
上电复位时,同级中断的自然优先级从高至低依次为外中断0、定时器/计数器0、外中断1、定时器/计数器1、串行口,若IP=00010100B,优先级别最高者为外中断1、最低者为定时器/计数器1。
2.外部中断请求有低电平触发和下降沿触发两种触发方式。
3.MCS-51单片机5个中断源的中断入口地址为:0003H、000BH、0013H、001BH、0023H。
4.当定时器/计数器1申请中断时,TF1为 1 ,当中断响应后,TF1为 0 。
当串口完成一帧字符接收时,RI为 1 ,当中断响应后,RI为 1 ,需要软件清零。
5.中断源扩展有三种方式,分别是定时器/计数器扩展、查询方式扩展、中断控制芯片扩展。
二简答题1.MCS-51单片机有几个中断源?各中断标志是如何产生的?如何撤销的?各中断源的中断矢量分别是什么?答:MCS-51单片机有5个中断源。
外中断0/1电平触发方式,在对应引脚上检测到低电平将中断标志位IE0/1置1向CPU申请中断,边沿触发方式,在对应引脚上检测到负跳变将中断标志位IE0/1置1向CPU申请中断;定时器/计数器0/1在计数溢出时将TF0/1置1向CPU申请中断;串行口发送1帧结束将TI置1或接收1帧数据将RI置1向CPU申请中断。
对于T0/T1和边沿触发的INT0/INT1中断标志在进入中断服务程序后自动撤销;对于电平触发的INT0/INT1需在中断申请引脚处加硬件撤销电路;对于串行口中断标志TI/RI需在进入中断服务程序后用软件CLR RI或CLR TI,撤销。
它们的中断矢量分别是:0003H、000BH、0013H、001BH、0023H。
2.简述MCS-51中断过程答:中断过程分中断申请、中断响应、中断处理、中断返回4个阶段。
中断请求:各中断源根据自身特点施加合适的信号,将对应的中断标志位置1向CPU申请中断。
第四章习题1、何为“准双向I/O接口”?在MCS-51单片机的四个并口中,哪些是“准双向I/O接口”?准双向I/O接口是能实现输入输出功能,但在使用时只能从输入和输出中选择一个。
MCS-51单片机的四个并口中P1、P2、P3是准双向I/O接口。
2、80C51单片机有几个定时/计数器?它们由哪几个功能寄存器组成?怎样实现定时功能和计数功能?80C51单片机内部有两个16位的可编程定时/计数器,由TH0,TL0,TH1,TL1,TMOD和TCON功能寄存器组成。
通过TMOD中的C/T位选择对机器周期计数实现计数功能,选择对外部脉冲计数实现计数功能。
3、定时/计数器T0有几种工作方式?各自的特点是什么?M1M0工作方式方式说明00013位定时/计数器01116位定时/计数器1028位自动重置定时/计数器113两个8位定时/计数器(只有T0有)4、定时/计数器的四种工作方式各自的计数范围是多少?如果要计10个单位,不同的方式的初值应是多少?有四种方式。
方式0计数范围:1~8192;方式1计数范围:1~65536;方式2计数范围:1~256;方式3计数范围:1~256。
如果计10个单位,方式0初值为:8192-10=8182;方式1初值为:65536-10=65526;方式2初值为:256-10=246;方式2初值为:256-10=246。
5、设振荡频率为12MHz,如果要用定时器T0产生周期为100ms的方波,可以选择哪几种方式,其初值分别是多少?只能选择方式1,初值为65536-50000=155366、何为同步通信?何为异步通信?各自的特点是什么?异步通信方式的特点是数据在线路上传送时是以一个字符(字节)为单位,未传送时线路处于空闲状态,空闲线路约定为高电平“1”。
特点是对发送时钟和接收时钟的要求相对不高,线路简单,但传送速度较慢。
同步通信方式的特点是数据在线路上传送时以字符块为单位,一次传送多个字符,传送时须在前面加上一个或两个同步字符,后面加上校验字符。