C51学习 —— 外部中断 and 定时器中断

古城微笑少年丶 2021-07-25 16:06 702阅读 0赞

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzMzNjA4MDAw_size_16_color_FFFFFF_t_70]

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### 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。

中断跟硬件有关。可以说是硬件来让单片机中断。

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#### 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

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#### 3.双重功能的P3引脚 ####

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzMzNjA4MDAw_size_16_color_FFFFFF_t_70 1]

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。

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### 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 引脚P3.4和P3.5

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：  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzMzNjA4MDAw_size_16_color_FFFFFF_t_70 2]  
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  
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。

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### 5.中断特寄存器 ###

TCON寄存器

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzMzNjA4MDAw_size_16_color_FFFFFF_t_70 3]  
IE寄存器  
![在这里插入图片描述][20201220164809300.png]  
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）  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzMzNjA4MDAw_size_16_color_FFFFFF_t_70 4]

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#### 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

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#### 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

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### 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）

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#### 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：

![在这里插入图片描述][20201220165451693.png]  
（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。

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzMzNjA4MDAw_size_16_color_FFFFFF_t_70 5]

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#### 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：

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzMzNjA4MDAw_size_16_color_FFFFFF_t_70 6]  
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
    }

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