单片机交流
直播中

杨勇

7年用户 1155经验值
私信 关注
[问答]

中断是指什么?51单片机中断级别有哪几种?

中断是指什么?
51单片机中断级别有哪几种?
定时器的工作方式是什么?
如何去计算计数器的初值?

回帖(1)

李伟

2021-7-16 14:01:28
  一、中断
  中断是指计算机运行过程中,出现某些意外情况需主机干预时,机器能自动停止正在运行的程序并转入处理新情况的程序,处理完毕后又返回原被暂停的程序继续运行。
  二、51单片机中断级别
  中断号
  优先级
  中断源
  中断入口地址
  0
  1(最高)
  INT0
  外部中断0
  0003H
  1
  2
  T0
  定时器/计数器0中断
  000BH
  2
  3
  INT1
  外部中断1
  0013H
  3
  4
  T1
  定时器/计数器1中断
  0018H
  4
  5(最低)
  TX/RX
  串行口中断
  0023H
  三、中断结构图
  四、中断寄存器
  1、 中断允许控制寄存器IE
  位地址
  AFH
  AEH
  ADH
  ACH
  ABH
  AAH
  A9H
  A8H
  位序号
  7
  6
  5
  4
  3
  2
  1
  0
  位名称
  EA
  -
  -
  ES
  ET1
  EX1
  ET0
  EX0
  EX0/EX1:外部中断允许控制位
  EX0=1 外部中断0开关闭合 //开外部0中断
  EX0=0 外部中断0开关断开
  ET0/ET1:定时中断允许控制位
  ET0=1 定时器中断0开关闭合 //开内部中断0
  ET0=0 定时器中断0开关断开
  ES:串口中断允许控制位
  ES=1 串口中断开关闭合 //开串口中断
  ES=0 串口中断开关断开
  2、 定时器控制寄存器TCON
  位地址
  8FH
  8EH
  8DH
  8CH
  8BH
  8AH
  89H
  88H
  位序号
  7
  6
  5
  4
  3
  2
  1
  0
  位名称
  TF1
  TR1
  TF0
  TR0
  IE1
  IT1
  IE0
  IT0
  外部中断:
  IE0/IE1:外部中断请求标志位
  当INT0(INT1)引脚出现有效的请求信号,此位由单片机自动置1,
  CPU开始响应,处理中断,而当入中断程序后由单片机自动置0.
  IT0/IT1:外部中断触发方式控制位 //选择有效信号
  IT0/IT1=1:脉冲触发方式,下降沿有效。
  IT0/IT1=0:电平触发方式,低电平有效。
  内部中断:
  TF0/TF1:内部定时器/计数器溢出中断标志位
  当定时器、计数器计数溢出的时候,此位由单片机自动置1,
  cup开始响应,处理中断,而当进入中断程序后由单片机自动置0.
  //内部中断实际上就是利用内部的计数器,
  只不过提供计数的脉冲来自单片机自身。
  TR0(TR1):定时器/计数器启动位 //启动定时器
  TR0/TR1=1;启动定时器/计数器0
  TR0/TR1=0;关闭定时器/计数器0
  3、 串口控制寄存器SCON
  位地址
  9FH
  9EH
  9DH
  9CH
  9BH
  9AH
  99H
  98H
  位序号
  7
  6
  5
  4
  3
  2
  1
  0
  位名称
  SM0
  SM1
  SM2
  REN
  TB8
  RB8
  TI
  RI
  TI:串行口发送中断标志位
  当单片机串口发送完一帧数据后,此位由单片机自动置1,
  而当进入中断服务程序后是不会自动清0的,
  必须由用户在中断服务中用软件清0.
  RI:串行口接收中断标志位
  当单片机串口接收完一帧数据后,此位由单片机自动置1,
  而当进入中断服务程序后是不会自动清0的,
  必须由用户在中断服务软件中用软件清0.
  4、 中断优先控制寄存器IP
  位序号
  7
  6
  5
  4
  3
  2
  1
  0
  位名称
  -
  -
  -
  PS
  PT1
  PX1
  PT0
  PX0
  PS---串行口中断优先级控制位。
  PS=1,串行口中断定义为高优先级中断。
  PS=0,串行口中断定义为低优先级中断。
  PT1---定时器/计数器1中断优先级控制位。
  PT1=1,定时器/计数器1中断定义为高优先级中断。
  PT1=0,定时器/计数器1中断定义为低优先级中断。
  PX1---外部中断1中断优先级控制位。
  PX1=1,外部中断1中断定义为高优先级中断。
  PX1=0,外部中断1中断定义为低优先级中断。
  PT0---定时器/计数器0中断优先级控制位。
  PT0=1,定时器/计数器0中断定义为高优先级中断。
  PT0=0,定时器/计数器0中断定义为低优先级中断。
  PX0---外部中断0中断优先级控制位。
  PX0=1,外部中断0中断定义为高优先级中断。
  PX0=0,外部中断0中断定义为低优先级中断。
  5、 定时器工作方式控制寄存器TMOD
  位序号
  7
  6
  5
  4
  3
  2
  1
  0
  定时器
  定时器/计数器1(ET1)
  定时器/计数器0(ET0)
  位名称
  GATE
  C/T
  M1
  MO
  GATE
  C/T
  M1
  M0
  GATE——门控制。
  GATE=1时,由外部中断引脚INT0、INT1来启动定时器T0、T1。
  当INT0引脚为高电平时TR0置位,启动定时器T0;
  当INT1引脚为高电平时TR1置位,启动定时器T1。
  GATE=0时,仅由TR0,TR1置位分别启动定时器T0、T1。
  C/T——功能选择位
  C/T=0时为定时功能,
  C/T=1时为计数功能。
  M0、M1——方式选择功能
  M1
  M0
  工作方式
  功 能
  0
  0
  工作方式0
  13位计数器
  0
  1
  工作方式1
  16位计数器
  1
  0
  工作方式2
  自动再装入8位计数器
  1
  1
  工作方式3
  定时器0:分成两个8位计数器
  定时器1:停止计数
  6、 定时器初值赋予寄存器(TH0/TH1,TL0/TL1)
  五、定时器、计数器
  1、 工作方式
  2、 定时器初值计算
  1.计数器初值的计算
  设计数器的最大计数值为M(根据不同工作方式,M可以是2^13、2^16或2^8),则计算初值X的公式如下:
  X=M-要求的计数值
  2.定时器初值的计算
  在定时器模式下,计数器由单片机主脉冲fosc经12分频后计数。因此,定时器定时初值计算公式:
  X=M-(要求的定时值)/(12/fosc)
  式中,M为定时器模值(根据不同工作方式,M可以是213、216或28)
  关于如何确定定时器T0的初值问题。定时器一但启动,它便在原来的数值上开始加1计数,若在程序开始时,我们没有设置TH0和TL0,它们的默认值都是0,假设时钟频率为12MHz,12个时钟周期为一个机器周期,那么此时机器周期为1us,记满TH0和TL0就需要216 -1个数,再来一个脉冲计数器溢出,随即向CPU申请中断。因此溢出一次共需65536us,约等于65.6ms,如果我们要定时50ms的话,那么就需要先给TH0和TL0装一个初值,在这个初值的基础上记50000个数后,定时器溢出,此时刚好就是50ms中断一次,当需要定时1s时,我们写程序时当产生20次50ms的定时器中断后便认为是1s,这样便可精确控制定时时间啦。要计50000个数时,TH0和TL0中应该装入的总数是65536-50000=15536.,把15536对256求模:15536/256=60装入TH0中,把15536对256求余:15536/256=176装入TL0中。
  以上就是定时器初值的计算法,总结后得出如下结论:当用定时器的方式1时,设机器周期为TCY,定时器产生一次中断的时间为t,那么需要计数的个数为N=t/TCY ,装入THX和TLX中的数分别为:
  THX=(65536-N)/256 , TLX=(65536-N)%256
  设置为计数器模式时,外部计数脉冲由T0或T1引脚输入到计数器。在每个机器周期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,则计时器加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的下降沿需要两个机器周期,因此要求被采样的电平至少维持一个机器周期。当晶振频率位12MHz时,最高计数频率不超过1/2MHz,即技术脉冲的周期要大于2us。
  补充,
  定时计数器2: MCS-52单片机新增的定时计数器。
  特点:
  --16位定时计数器
  --具有捕捉、自动重装、波特率发生器3种工作模式
  --可作为编程时钟发生器
  寄存器:
  T2CON-定时器2控制寄存器
  T2MOD定时器2方式寄存器
  TH2,TL2定时计数寄存器
  RCAP2H,RCAP2L-捕获/重装寄存器
  引脚:
  T2(P1.0):定时器2外部时钟输入/时钟输出
  T2EXP(P1.1):定时器2重装/捕获/方向控制
  IE, IP, IPH中有定时器2的中断允许,终端优先控制位。
  T2CON 寄存器
  地址:0C8H 复位值:00000000B
  7
  6
  5
  4
  3
  2
  1
  0
  TF2
  EXF2
  RCLK
  TCLK
  EXEN2
  TR2
  C/T2
  CP/RL2
  位
  符号
  功能
  T2CON.7
  TF2
  定时器2溢出标志位。
  RCLK或TCLK=1时不置位。
  T2CON.6
  EXF2
  定时器2外部标志。
  当EXEN2=1时,T2EX的负跳变产生捕获或重装时,EXF2=1.
  T2CON.5
  RCLK
  接受时钟标志
  T2CON.4
  TCLK
  发送时钟标志
  T2CON.3
  EXEN2
  定时器2外部使能标志。
  T2CON.2
  TR2
  定时器2启动/停止控制位。0停止,1启动。
  T2CON.1
  C/T2
  定时器计数器选择:0定时,1计数。
  T2CON.0
  CP/RL2
  捕获重装标志,1捕获,0重装。
  定时器2可以产生2个中断请求信号,分别是TF2和EXF2,这2中断请求信号通过逻辑“或”的关系共享一个终端请求通道。
  定时器2溢出时,TF2置1,向CPU申请中断。若在定时器2工作在重装模式时候,使RCAP2H,RCAP2L的值自动装入TH2,TL2。
  当EXEN2=1时,T2EX引脚的负跳变使EX2F置1,这个信号除了向CPU申请中断外,根据定时器2的工作方式,还有2个作用:一是将TH2,TL2的值装入RCAP2H,RCAP2L,称为捕获;二是将RCAP2H,RCAP2L的值装入TH2,TL2,称为重装。
  TF2,EXF2必须由软件清除。
  RCLK:当该位置1时,定时器2做串口接受波特率发生器,即接受时钟。否则使用定时器1做波特率发生器。
  TCLK:当该位置1时,定时2做串口波特率发生器,即发送时钟。否则使用定时器1做波特率发生器。
  TR2:置1时允许T2计数,置0时禁止T2计数
  C/T2:置1时定时器2对T2引脚输入的脉冲计数。置0时定时器2对内部震荡信号的12分频或6分频计数。
  CP/RL2:捕获/重装标志,置1时捕获,置0时重装。当定时器2做波特率发生器时,强制自动重装,不管该位状态。
  捕获模式:
  CKCON的X2位控制内部振荡信号是12分频还是6分频。
  T2CON的C/T2位控制T2对内部脉冲计数还是对外部脉冲计数。
  T2CON的TR2位启动或停止计数
  T2CON的CP/RL位置1,使T2工作在捕获模式
  T2CON的EXEN2置1,连接T2EX引脚到捕获控制端。
  在T2EX引脚的负跳变时刻,使TH2的值捕获到RCAP2H,TL2的值捕获到RCAP2L,同时使T2CON的EXF2置1,向CPU申请中断。
  当T2溢出时,T2CON的TF2置1向CPU申请中断。
  捕获方式可以用来测量外部脉冲的周期。
  自动重装模式
  自动重装模式下定时器的初值由硬件自动恢复。这个特性降低了软件开销。
  T2的工作在自动重装模式时计数方向可变,即定时器2即可工作在增量式计数方式,也可工作在减量式计数方式。计数方式的选择由T2MOD寄存器的DCEN位控制使能,由T2EX引脚控制计数方向。
  定时器2也可以在T2(P1.0)引脚输出可编程时钟。
  通过配置T2MOD寄存器选择以上功能。
  T2MOD寄存器
  地址0C9H 复位值:XXXXXX00B
  7
  6
  5
  4
  3
  2
  1
  0
  -
  -
  -
  -
  -
  -
  T2OE
  DCEN
  位
  符号
  功能
  T2CON.1
  T2OE
  定时器2输出使能
  T2CON.0
  DCEN
  向下计数使能位,置1使能。
  其他不用的位在编程时不要置1.
  自动重装载模式
  自动重装模式(DCEN=0)说明
  CKCON的X2位控制内部振荡信号是12分频还是6分频。
  T2CON的C/T2位控制T2对内部脉冲计数还是对外部脉冲计数。
  T2CON的TR2位启动或停止计数
  T2CON的CP/RL位置0,使T2工作在自动重装模式
  T2CON的EXEN2置1,连接T2EX引脚到重装控制端。
  在T2EX引脚的负跳变时刻,使RCAP2H 的值重装到TH2 , RCAP2L 的值重装到TL2 ,同时使T2CON的EXF2置1,向CPU申请中断。
  当T2溢出时,T2CON的TF2置1,使RCAP2H 的值重装到TH2 , RCAP2L 的值重装到TL2 ,同时向CPU申请中断。
  在DCEN=0时,定时器2增量式计数。
  自动重装模式(DCEN=1)
  自动重装模式(DCEN=1)说明
  CKCON的X2位控制内部振荡信号是12分频还是6分频。
  T2CON的C/T2位控制T2对内部脉冲计数还是对外部脉冲计数。
  T2CON的TR2位启动或停止计数
  T2CON的CP/RL位置0,使T2工作在自动重装模式
  T2CON的EXEN2置1,连接T2EX引脚到重装控制端。
  在定时器2溢出时,自动装入初值。
  当T2EX=0时,定时器2减量方式计数,FFH自动装入TH2和TL2。
  当T2EX=1时,定时器2增量方式计数,RCAP2H自动装入TH2,RCAP2L自动装入TL2。
  波特率发生器模式
  当T2CON的RCLK=1,或TCLK=1,或RCLK=TCLK=1时,定时器2做波特率发生器。
  这时定时器2强制自动重装。
  T2CON的C/T2=0时,定时器2对内部振荡脉冲的2分频计数。
  T2CON的TR2位启动或停止T2计数
  定时器2溢出时不向CPU申请中断,溢出信号16分频后做串口的发送或接收时钟。由RCLK,TCLK的状态决定。
  当T2CON的EXEB2=1时,T2EX引脚可做为外部中断源,该引脚的负跳变使EXF2=1向CPU申请中断
  可编程时钟输出
  通过对定时器2的设置,可在T2(P10)引脚上输出频率可编程的时钟脉冲。
  T2CON的设置
  RCLK=TCLK=0
  C/T2=0
  CP/RL=0
  TMOD2的T2OE=1
  RCAPH2,RCAPL2的值控制输出时钟频率。
  输出时钟频率=
  振荡器频率/4*[65536-(RCAP2H,RCAP2H)]
举报

更多回帖

发帖
×
20
完善资料,
赚取积分