C51单片机学习（二）：中断系统和定时器

中断系统：

中断概念

CPU在处理某一事件A时，发生了另一事件B请求CPU迅速去处理（中断发生）； 

CPU暂时中断当前的工作，转去处理事件B（中断响应和中断服务）； 

待CPU将事件B处理完毕后，再回到原来事件A被中断的地方继续处理事件A（中断返回），这一过程称为中断 。

中断的结构图

其中一些说明： 

1、（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、(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。 

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。

TCON的中断标志

说明: 

T0（TCON.0），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（TCON.1），外部中断0中断请求标志位。 

IT1（TCON.2），外部中断1触发方式控制位。 

IE1（TCON.3），外部中断1中断请求标志位。 

TF0（TCON.5），定时/计数器T0溢出中断请求标志位。 

TF1（TCON.7），定时/计数器T1溢出中断请求标志位。

SCON中断标志

RI（SCON.0），串行口接收中断标志位。当允许串行口接收数据时，每接收完一个串行帧，由硬件置位RI。注意，RI必须由软件清除。 

TI（SCON.1），串行口发送中断标志位。当CPU将一个发送数据写入串行口发送缓冲器时，就启动了发送过程。每发送完一个串行帧，由硬件置位TI。CPU响应中断时，不能自动清除TI，TI必须由软件清除。

关于优先级：

51单片机中断优先级： 

CPU同时接收到几个中断时，首先响应优先级别最高的中断请求。 

正在进行的中断过程不能被新的同级或低优先级的中断请求所中断。 

正在进行的低优先级中断服务，能被高优先级中断请求所中断。

为了实现上述后两条原则，中断系统内部设有两个用户不能寻址的优先级状态触发器。其中一个置1，表示正在响应高优先级的中断，它将阻断后来所有的中断请求；另一个置1，表示正在响应低优先级中断，它将阻断后来所有的低优先级中断请求。

同一优先级中的中断申请不止一个时，则有中断优先权排队问题。同一优先级的中断优先权排队，由中断系统硬件确定的自然优先级形成，其排列如所示：

中断响应条件：

中断源有中断请求； 

此中断源的中断允许位为1； 

CPU开中断（即EA=1）。

实例（外部中断0）

 /*以下设置的时候数码管开始从0到f循环，当触发中断（杜邦线将GND和P3^2口连接）

 此时因为IT0默认为0，所以是低电平触发，由此LED灯亮，松开时，灯灭。将IT0置为1是，即下降沿有效

 此时将P3^2引脚杜邦线接入瞬间LED灯亮，继续接入或者拔开灯灭*/

#include

#define uint unsigned int 

#define uchar unsigned char 

sbit dula=P2^6;

sbit wela=P2^7;

sbit d1=P1^0;

uchar num,flag = 0;

uchar code table[]={

0x3f,0x06,0x5b,0x4f,

0x66,0x6d,0x7d,0x07,

0x7f,0x6f,0x77,0x7c,

0x39,0x5e,0x79,0x71};

void delay(uint z);

void init(){

    EA=1;//开总中断

    EX0=1;//开外部中断0

    //IT0=1;   //寄存器内默认全为0，IT0为1则是下降沿有效，否则是低电平有效，可以通过杜邦线和GND接口连接达到测试目的

    //TCON=0x01;  //和上面一句含义一样，具体看上面TCON的说明

    wela=1;//11111110   //位选第一个数码管

    P0=0xfe;

    wela=0;

}

void main(){

    init();

    while(1){

        for(num=0;num<16;num++){

                d1=1;

                dula=1;

                P0=table[num];

                dula=0;

                delay(1000);    

            }

    }

}

void delay(uint z){

    uint x,y;

    for(x=z;x>0;x--)

        for(y=110;y>0;y--); 

}

void exter0() interrupt 0{ //中断控制的函数

    d1=0;

}

定时/计数器

51单片的定时器可以使用1.软件中断（就是上面的delay函数），2.可编程芯片定时，3.时基电路定时（定时值和范围不能由软件控制）

这里主要阐述第二种:

定时/计数器的工作原理

加1计数器输入的计数脉冲有两个来源,一个是由系统的时钟振荡器输出脉冲经12分频后送来；一个是T0或T1引脚输入的外部脉冲源。每来一个脉冲计数器加1，当加到计数器为全1时，再输入一个脉冲就使计数器回零，且计数器的溢出使TCON中TF0或TF1置1，向CPU发出中断请求（定时/计数器中断允许时）。如果定时/计数器工作于定时模式，则表示定时时间已到；如果工作于计数模式，则表示计数值已满。 

可见，由溢出时计数器的值减去计数初值才是加1计数器的计数值。

设置为定时器模式时，加1计数器是对内部机器周期计数（1个机器周期等于12个振荡周期，即计数频率为晶振频率的1/12）。计数值N乘以机器周期Tcy就是定时时间t 。 

设置为计数器模式时，外部事件计数脉冲由T0或T1引脚输入到计数器。在每个机器周期的S5P2期间采样T0、T1引脚电平。当某周期采样到一高电平输入，而下一周期又采样到一低电平时，则计数器加1，更新的计数值在下一个机器周期的S3P1期间装入计数器。由于检测一个从1到0的下降沿需要2个机器周期，因此要求被采样的电平至少要维持一个机器周期。当晶振频率为12MHz时，最高计数频率不超过1/2MHz，即计数脉冲的周期要大于2 s。 (了解下就好）

50c51主要由两个寄存器TMOD，TCON控制

TMOD

GATE：门控位。GATE＝0时，只要用软件使TCON中的TR0或TR1为1，就可以启动定时/计数器工作；GATA＝1时，要用软件使TR0或TR1为1，同时外部中断引脚或也为高电平时，才能启动定时/计数器工作。即此时定时器的启动多了一条件。（一般置为0） 

:定时/计数模式选择位。 ＝0为定时模式； =1为计数模式。 

M1M0：工作方式设置位。定时/计数器有四种工作方式，由M1M0进行设置。

定时器4种工作方式

TCON

TF1（TCON.7）：T1溢出中断请求标志位。T1计数溢出时由硬件自动置TF1为1。CPU响应中断后TF1由硬件自动清0。T1工作时，CPU可随时查询TF1的状态。所以，TF1可用作查询测试的标志。TF1也可以用软件置1或清0，同硬件置1或清0的效果一样。 

TR1（TCON.6）：T1运行控制位。TR1置1时，T1开始工作；TR1置0时，T1停止工作。TR1由软件置1或清0。所以，用软件可控制定时/计数器的启动与停止。 

TF0（TCON.5）：T0溢出中断请求标志位，其功能与TF1类同。 

TR0（TCON.4）：T0运行控制位，其功能与TR1类同。

关于定时器的初始化

推荐：定时器的初始化

定时器实例（定时器工作方式1）

//关键：init函数和中断的time0函数

//通过定时器控制数码管从0到f循环显示

#include

#define uint unsigned int 

#define uchar unsigned char 

sbit dula=P2^6;

sbit wela=P2^7;

sbit d1=P1^0;

uchar num,num1;tt;

uchar code table[]={

0x3f,0x06,0x5b,0x4f,

0x66,0x6d,0x7d,0x07,

0x7f,0x6f,0x77,0x7c,

0x39,0x5e,0x79,0x71};

void delay(uint z);

void init(){    

    TMOD=0x1;//设置定时器0为工作方式1

    TH0=(65536-10000)/256;

    TL0=(65536-10000)%256;

    EA=1;//开总中断

    ET0=1;//开定时器0中断

    TR0=1;//启动定时器0

    wela=1;//11101010

    P0=0xea;

    wela=0;

    dula=1;

    P0=0x3f;

    dula=0;

}

void main()

{

    num=0;

    tt=0;

    init();

    while(1){

        if(tt==100)

           {

                tt=0;

                num++;

                if(num==16)

                num=0;

                dula=1;

                P0=table[num];

                dula=0; 

            }

    }

}

void delay(uint z)

{

    uint x,y;

    for(x=z;x>0;x--)

        for(y=110;y>0;y--); 

}

void time0() interrupt 1

{

    TH0=(65536-10000)/256;

    TL0=(65536-10000)%256;

    tt++;

}

声明

大多数代码实例借鉴郭天祥的视频，我只是添加了部分注释，看起来更清晰。^-^