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（以2课时为单元）
课 序 授课日期 授课班次 授课教师 薛凯凯 批准人 课 题 第5讲 中断系统和定时器（一） 掌握单片机的主要功能部件；掌握单片机的引脚及其功能定义 ； 掌握单片机的复位电路、时钟电路；理解单片机的指令周期 目的要求 1) AT89S51单片机内部结构（如图） 教学内容 2) AT89S51单片机的CPU 3) AT89S51单片机的引脚及其功能 重点难点 单片机的主要功能部件 ；单片机的引脚功能定义 单片机的时钟电路及指令周期 教学方法 理论讲述为主，结合举例进行讲解 手 段 1) 回顾与提问 2) 课程讲解 教学步骤 3) 课堂讨论 4) 小结 5) 布置作业 复 习 1、单片机的概念 提 问 题 2、 单片机的应用环节 作业题目 预习内容 课时分配(以分钟计算) 教学环节 时间分配
复习提问 3 新课讲解 85 课堂讨论 7 每课小结 4 布置作业 1 教 学 内 容 课堂组织 【回顾与提问】 第5讲 中断系统和定时器（一） 一、中断系统的概念 在日常生活中，“中断”是一种很普遍的现象。例如某同学正在教室写作业，忽然被人叫出去，回来后，继续写作业。单片机中也有同样的问题。CPU正在执行原程序，突然被意外打断，转去执行新程序；CPU执行新程序技术后，又回到原程序中继续执行。这种停止当前工作，转而去做其他工作，做完后又返回来做先前工作的现象称为中断。 1.中断源 要让单片机停止当前程序去执行其他程序，需要向他发出请求信号，CPU接收到中断请求信息号才能产生中断。让MCS-51单片机提供了5个中断源，其中两个为外部中断请求源INT0（P3.2）和INT1（P3.3），两个片内定时器/计数器T0和T1的益处请求中断源TF0（TCON的第5位）和TF1（TCON的第7位）,1个片内串行口发送或接收中断请求源TI（SCON的第1位）和RI（SCON的第0位）。 2.中断的优先级 单片机内部的CPU工作时，如果一个中断源向他发出中断请求信号，它就会产生中断。但是，如果同时收到两个中断源发出中断请求信号，CPU会优先接收级别高的中断请求源，然后再接收优先级别低的中断请求。表1列出了C51的独立中断请求源由其硬件结构决定的自然优先级安排顺序。 对应于MCS-51的5个独立中断，应有相应的中断服务程序。这些中断服务程序有专门规定的存放位置，即表1中的中断入口地址。当有了中断请求后，CPU可以根据入口地址迅速找到中断服务程序并开始执行，大大提高执行效率。 需要说明的是，为了便于C语言编写单片机中断程序，C51编译器也支持51单片机的中断服务程序，而且C语言编写中断服务程序，比用汇编语言方便的多。C语言编写中断服 务函数的格式如下： 函数类型 函数名（形式参数列表）[interrupt n][suing m] 其中interrupt后面的n是中断编号，取值范围0-4，其编号的意义见表1；using中的m表示使用的工作寄存器组号（如不声明，则默认用第0组）。 例如，定时器T0的中断服务函数可用如下方法编写： Void Time0（void）interrupt1 using0 //定时器T0的中断服务函数，T0的中断编号为1，使用第0组工作寄存器 { …… //中断服务程序 } 3.中断的处理过程 CPU处理事件的过程称为CPU的中断响应过程。对事件的整个处理过程，称为中断处理。再接着继续执行被中断的程序，这称为中断返回。中断的处理过程和普通子程序调用是 有本质区别的。中断的产生是随机的，主要为各种外部或内部事件服务；而普通子程序调用是程序中事先安排的，主要是为程序服务（与外部时间无关）。 二、中断系统的结构 MCS-51系列单片机的中断系统结构如图1所示。 1. 5个中断请求源 MCS-51系列单片机的中断系统有5个中断请求源： （1）外部中断请求源INT0，由P3.2引脚输入； （2）外部中断请求源，由P3.3引脚输入； （3）定时器/计数器溢出中断请求源T0； （4）定时器/计数器溢出中断请求源T1； （5）串行口中断请求源TI或RI。 2.中断源寄存器 MCS-51单片机的中断源寄存器有两个，即定时器/计数器控制寄存器TCON和串行通信控制寄存器SCON，它们可以向CPU发出中断请求。 3.中断允许寄存器 MCS-51单片机有一个中断允许寄存器IE，功能是控制各个中断请求能否通过（即是否允许使用各个中断）。 4.中断优先级控制寄存器 MCS-51单片机有1个中断优先级寄存器IP，功能是设置每个中断的优先级。 三、中断系统的控制 MCS-51单片机中断的各种控制是通过设置TCON、SCON、IE、IP四个寄存器来实现的。 1.中断源寄存器的控制 （1）定时器/计数器控制寄存器TCON TCON的功能是接收外部中断源（INT0、INT1）和定时器/计数器（T0、T1）送来的中断请求信号。字节地址为88H，可以进行位操作。表2列出了TCON的格式。 定时器/计数器控制寄存器TCON格式 ▲IT0和IT1分别为外部中断INT0、INT1的触发方式控制位，可以进行置位和复位。以外部中断为例，IT1=0时，INT1为低电平触发方式（即“0”到来触发外部中断INT1）; IT1=1时，为负跳变触发方式（即由“1”到“0”跳变时触发外INT1部中断） ▲IE0和IE1分别为外部中断INT0、INT1的中断请求标志位。以外部中断为例，当外部有中断请求信号（低电平或负跳变）输入P3.3引脚时，寄存器TCON的IE1位会被硬件自动 置“1”。在CPU响应中断后，硬件自动将IE1自动清零。 ▲TF0和TF1分别为定时器/计数器T0和T1的中断请求标志。当定时器/计数器工作产生溢出时，会将TF0或TF1位置“1”。以定时器T0为例，当T0溢出时，TF0被置“1”，同时向CPU发出中断请求。在CPU响应中断后，硬件自动将TF0自动清0.注意和定时器查询方式的区别，查询到TF0被置“1”后，需由软件清0. ▲TR0和TR1分别为定时器/计数器T0和T1的启动/停止位。 在编写程序时，若将TR0或TR1设置为“1”，那么响应的定时器/计数器就开始工作；若设置为“0”，定时器/计数器则会停止工作。单片机复位时，寄存器TCON的各位均被初始化“0”。 2.串行通信控制寄存器SCON SCON的功能主要是接收串行通信口送到的中断请求信号，具体格式在第7章介绍。 3.中断允许寄存器IE 在MCS-51中断系统中，中断的允许或禁止可由8位中断允许寄存器IE来控制。它通过CPU控制着所有中断源的总开关和每个中断源的分支开关，如图1中的总开关EA，只要将EA断开，所有中断源都将被禁止使用。只有总开关EA和分支开关均闭合时，相应的中断源才被允许使用。例如，要使用定时器T0的中断，需闭合总开关EA和分支开关ET0。IE的字节地址为A8H，可位操作，其格式见表3. 表3 中断允许控制寄存器IE的格式 下面介绍IE中各位的功能。 ▲EA：中断允许控制位，EA=0，禁止所有中断；EA=1，开放总中断 ▲ES：串行口中断允许，ES=0，禁止串行口中断；ES=1，允许禁止串行口中断 ▲ET1：定时器/计数器T1的溢出中断允许位，ET1=0，禁止T1中断；ET1=1，允许T1中断 ▲EX1：外部中断1中断允许位，EX1=0，禁止INT1中断;EX1=1，允许INT1中断 ▲EX0：外部中断0中断允许位，EX0=0，禁止INT0中断;EX0=1，允许INT0中断 4.中断优先级控制寄存器IP 由于MCS-51的5个独立中断源的硬件结构不同，在同时发生中断请求时，CPU会按照表4-1所示的自然优先级顺序接收它们的中断请求。然而在某些场合，系统需要优先级先接 受某些自然优先级较低的中断源请求，这时需要通过中断优先级控制寄存器IP来进行设置。
第5讲 中断系统和定时器(一)
