第五章 MCS-51单片机中断系统与定时/计数器
本章主要内容
1、中断的基本概念，中断系统结构，中断响应过程， 中断初始化程序及中断服务程序的编写；
2、定时/计数器结构和工作原理，定时/计数器初始 化编程。
5.1 中断系统
5.2 定时/计数器
《单片机原理及应用》
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整体 概述
一 请在这里输入您的主要叙述内容
教
同学提问
师 讲
课
4
2、计算机的中断概念
➢中断是指由于某种随机事件的
发生，计算机暂停现行程序的运
主
行，转去执行另一程序，以处理 中断申请 程
发生的事件，处理完毕后又自动
序
返回原来的程序继续运行。
➢ 能引起中断的事件称为中断源。
➢ CPU现行运行的程序称为主程 序。
➢ 处理随机事件的程序称为中断 服务子程序。
二
请在这里输入您的主要 叙述内容
三 请在这里输入您的主要叙述内容
2
5.1 中断系统
课题引入
CPU与外设之间交换信息的方式有四种： 1）无条件传送 2）查询传送 3）中断传送 4）DMA传送
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5.1 中断系统
一、中断的基本概念
1、日常生活中断的例子
教师讲课过程 中，同学遇有疑问， 随时向老师提问， 教师终止当前的讲 课，解答学生疑问 后再继续之前的讲 课。
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注意
若外部中断定义为电平触发方式：中断标志位 的状态随CPU在每个机器周期采样到的外部中断输 入引脚的电平变化而变化，这样能提高CPU对外部 中断请求的响应速度。但外部中断源若有请求，必 须把有效的低电平保持到请求获得响应时为止，不 然就会漏掉；而在中断服务程序结束之前，中断源 又必须撤消其有效的低电平，否则中断返回之后将 再次产生中断。
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1、中断源
3个内部中断——
3）TF0（TCON.5），片内定时/计数器T0溢出中断请求标 志。当定时/计数器T0发生溢出时，置位TF0，并向 CPU申请中断。
4）TF1（TCON.7），片内定时/计数器T1溢出中断请求标 志。当定时/计数器T1发生溢出时，置位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。
2）实时响应。CPU能够及时处理应用系统的随机事 件，系统的实时性大大增强；
3）可靠性高。CPU具有处理设备故障及掉电等突发 性事件的能力，从而使系统可靠性提高。
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二、MCS-51的中断系统 中断系统应解决如下问题：
1）中断请求信号的产生 ( 中断源如何申请中断？) 2）CPU如何响应？(如何知道有中断请求？是否有求
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2、中断请求标志 2）SCON的中断标志
必应？响应后的处理过程？) 3）中断优先权问题； 4）中断的具体服务； 5）中断服务完毕，如何返回原程序。
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二、MCS-51的中断系统
80C51的中断系统有5个中断源，2个优先级，可 实现二级中断嵌套 ，其结构如下图所示。
IT0=0 INT0
IT0=1
T0
IT1=0 INT1
IT1=1 T1
TXD RXD
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注意
若外部中断定义为边沿触发方式：在相继连续 的两次采样中，一个周期采样到外部中断输入为高 电平，下一个周期采样到为低电平，则在IE0或IE1 中将锁存一个逻辑1。即便是CPU暂时不能响应， 中断申请标志也不会丢失，直到CPU响应此中断时 才清零。这样，为保证下降沿能被可靠地采样到， 外中断引脚上的高低电平（负脉冲的宽度）均至少 要保持一个机器周期（若晶振为12MHz时，为1微 秒）。
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2、中断请求标志
1）TCON的中断标志
TCON (88H)
TF1 TR1 TF0 TR0 IE1 IT1 IE0 IT0
IT0：外部中断0触发方式控制位。 当IT0=0时，为电平触发方式。 当IT0=1时，为边沿触发方式（下降沿有效）。
IE0：外部中断0中断请求标志位。 IT1：外部中断1触发方式控制位。 IE1：外部中断1中断请求标志位。 TF0：定时/计数器T0溢出中断请求标志位。 TF1：定时/计数器T1溢出中断请求标志位。
5.2 中断系统结构 中断系统结构图如图5-2所示。 中断系统有5个中断请求源（简称中断源），两个中断优 先级，可实现两级中断服务程序嵌套。 每一中断源可用软件独立控制为允许中断或关中断状态， 中断优先级均可用软件来设置。
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3、中断技术的优点
1）分时操作。CPU可以分时为多个I/O设备服务， 提高了计算机的利用率；
1）INT0（P3.2）。可由IT0（TCON.0）选择其为低电 平有效还是下降沿有效。当CPU检测到P3.2引脚上 出现有效的中断信号时，中断标志IE0（TCON.1） 置1，向CPU申请中断。
2）INT1（P3.3）。可由IT1（TCON.2）选择其为低电 平有效还是下降沿有效。当CPU检测到P3.3引脚上 出现有效的中断信号时，中断标志IE1（TCON.3） 置1，向CPU申请中断。
返 回
中断示意图
中断服 务程序
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5.1 中断技术概述 中断技术主要用于实时监测与控制，要求单片机能及
时地响应中断请求源提出的服务请求，并作出快速响应、 及时处理。这是由片内的中断系统来实现的。
当中断请求源发出中断请求时，如果中断请求被允许， 单片机暂时中止当前正在执行的主程序，转到中断服务处 理程序处理中断服务请求。
中断服务处理程序处理完中断服务请求后，再回到原 来被中止的程序之处（断点），继续执行被中断的主程序。
图5-1为整个中断响应和处理过程。
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图5-1 中断响应和处理过程
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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查询操作上。
采用中断技术完全消除了单片机在查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。
中断标 志位
TCON
IE0 TF0
IE1
IE
EX0 ET0 EX1
IP
PX0
PT0
PX1
自
高
然
级
优
中
先
断
级
请
求
矢量 地址
PT1
TF1
ET1
TI
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先
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级
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中断源
允许
总允许
中断优 矢量 先级 地址
请 求
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1、中断源 5个中断源包含2个外部中断和3个内部中断。
2个外部中断——