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1、控制理论基础(II),9.1 关于单片机,9.2 单片机介绍,9.3 单片机的特点,9.4 MCS51的内部资源,9.7.1电路搭建,9.5 单片机的内外结构,9.6 存储器结构和操作,9.7 一个简单电路分析实例,9.7.2 任务分析,9.8 单片机执行程序的过程,9.1 关于单片机,名称：Single Chip Microcomputer总体特点：抗干扰性强、硬件通用化、实 时控制、接口功能，灵活编程方便用途:机电控制的常用方案 方法：专门开发语言、需求决定（I/O，接口、容量、通讯等）,如何学习,理解工作方式和特点熟悉并理解基本电路多实践：从简单到复杂基本技能，常用的控制方案设计，学习电
2、路控制的基础课程,9.2 单片机介绍,一、1、单片机的定义(全名为单片微型计算机、或微控制器）：它是指在一块超大规模集成电路芯片上，集成了CPU、ROM、RAM、I/O接口、定时器、计数器、中断系统等功能部件的电子元件。就其组成结构而言，一块单片机就是一台计算机。2、单片机的种类：(70多个系列、500个机种）Intel MCS-48 MCS-51 MCS-96Motorla 6801 6802 6803Zilog super8Fairchild F8 3870Microchip PIC16xx,Intel单片机按功能可分8种类型,1、基本型(51子系列）8031（无片内ROM）8051（4K
3、ROM)8751(片内4KRAM);2、增大片内存储容量（52子系列）片内存储容量扩大一倍，定时器为3个、中断源6个；3、低功耗基本型：80C51/87C51/80C31，有三种功耗控制方式；4、A/D型 83C51GA、80C51GA/87C51GA带有8路8位A/D，半双工同步串行接口；,5、DMA型 83C452，它有两个DMA通道；6、多并行接口型83C451，增加2个8位的准双向口P4/P5和一个内部具有上拉电阻的8位双向口；7、可编程计数阵列型83C51FA，它有5个比较/捕捉模块、16位高速输出、8位脉冲宽度调制等功能；8、高级语言型 8052AH 片内固化有BASIC52解释程
4、序。,9.3 单片机的特点,体积小、重量轻、价格便宜、功耗小；可靠性高、抗干扰能力强；控制功能强、运算速度快；硬件通用化、应用灵活化；应用系统的研制周期短。,单片机的发展趋势,CPU的改进采用双CPU：Rockwell 公司的 R6500/21;增加数据总线宽度：NEC公司的PD7800（16位）；采用流水线结构：TMS公司的TMS320，指令以队列形式出现在CPU中，从而有很高的运算速度；串行总线结构：菲利浦公司的MAB8420采用I2C总线和DDB总线。存储器的发展增大存储容量、片内EPROM开始 EEPROM化、编程保密化,9.4 MCS51的内部资源,8位的CPU 片内振荡器及时钟电路
5、32根I/O口线64K片外数据存储器 256内部数据寄存器64K的片外程序存储器（包括片内4K）具有2个优先级别的5个中断源结构有2个16位的定时器/计数器；一个全双工的串行口一个布尔处理器,9.5 单片机的内外结构,一、单片机的外部结构（封装）拿到一块芯片，想要使用它，首先必须要知道怎样连线，我们用一块DIP封装的89C51芯片。89C51的引脚排列,三总线结构地址总线数据总线控制总线,9.6 存储器结构和操作,程序存储器：存放指令、常数、表格等,片外程序存储器,1000H,FFFFH,片内程序存储器,片外程序存储器,0000H,0FFFH,EA=1,EA=0,特殊功能寄存器,数据缓冲区,位
6、寻址区,工作寄存器区,00H,1FH,20H,2FH,30H,7FH,80H,FFH,片内数据存储器,0000H,FFFFH,片外数据存储器,9.7 一个简单电路分析实例,9.7.1电路搭建1）电源单片机使用的是5V电源，其中正极接40引脚，负极（地）接20引脚。,2）振蒎电路：单片机是一种时序电路，必须提供脉冲信号才能正常工作，在单片机内部已集成了振荡器，使用晶体振荡器，接18、19脚。只要买来晶振，电容，连上就可以了，按图1接上即可。,3）复位引脚：按图1中画法连好.单片机刚上电时,其内部各寄存器处于随机状态,在该脚输入24个时钟周期宽度以上的高电平后,将使单片机复位.4)/EA引脚：/E
7、A引脚接到正电源端时CPU从片内程序存储器0000H开始执行程序,当地址超过4K时,将自动执行片外程序存储器中的程序.,图1,R1,9.7.2 任务分析,要用单片机点亮一只发光二极管LED，显然，这个LED必须要和单片机的某个引脚相连，否则单片机就没法控制它了，那么和哪个引脚相连呢？单片机上除了刚才用掉的几个引脚，还有很多个，将这个LED和1脚相连。（见图1，其中R1是限流电阻）,按照这个图的接法，当1脚是高电平时，LED不亮，只有1脚是低电平时，LED才发亮。因此1脚我们要能够控制，也就是说，我们要能够让1引脚按要求变为高或低电平。即然我们要控制1脚，就得给它起个名字，设计51芯片的INTE
8、L公司已经起好了，叫它P1.0，这规定不可以由我们来更改。,让一个引脚输出高电平的指令是SETB，让一个引脚输出低电平的指令是CLR。因此，我们要P1.0输出高电平，只要写SETB P1.0，要P1.0输出低电平，只要写 CLR P1.0,现在我们已经有办法让计算机去将P1.0输出高或低电平了.但是我们怎样才能让计算机执行这条指令呢？,要解决这个问题，还得有几步要走。第一步，计算机看不懂SETB CLR之类的指令，我们得把指令翻译成计算机能懂的方式，再让计算机去读。计算机能懂什么呢？它只懂一样东西数字0和1。因此我们把SETB P1.0变为（D2H,90H），把CLR P1.0变为（C2H,9
9、0H），至于为什么是这两个数字，这也是由51芯片的设计者-INTEL规定的.,第二步，在得到这两个数字后，怎样让这两个数字进入单片机的内部呢？这要借助于一个硬件工具编程器。,我们将编程器与电脑连好，运行编程器的软件，然后在编缉区内写入（D2H,90H）见图2，写入,好，拿下片子，把片子插入做好的电路板，接通电源灯不亮？因为我们写进去的指令就是让 P1.0输出高电平，灯当然不亮。,现在我们再拨下这块芯片，重新放回到编程器上，将编缉区的内容改为（C2H,90H），也就是CLR P1.0，写片，拿下片子，把片子插进电路板，接电，好，灯亮了。,因为我们写入的就是让P1.0输出低电平的指令。这样我们看到
10、，硬件电路的连线没有做任何改变，只要改变写入单片机中的内容，就可以改变电路的输出效果。,单片机内部结构分析,我们来思考一个问题，当我们在编程器中把一条指令写进单片机内部，然后取下单片机，单片机就可以执行这条指令，那么这条指令一定保存在单片机的某个地方，并且这个地方在单片机掉电后依然可以保持这条指令不会丢失，这是个什么地方呢？这个地方就是单片机内部的只读存储器即ROM（READ ONLY MEMORY）。,为什么称它为只读存储器呢？刚才我们不是明明把两个数字写进去了吗？原来这ROM是一种电可擦除的ROM，称为FLASH ROM，刚才我们是用的编程器，在特殊的条件下由外部设备对ROM进行写的操作，
11、在单片机正常工作条件下，只能从那面读，不能把数据写进去，所以我们还是把它称为ROM。,9.8 单片机执行程序的过程,分三个阶段:1)取指令阶段2)分析指令阶段3)执行指令阶段,1)取指令阶段,根据程序计数器PC中的值,从 程序存储器中取出现行指令,送到 指令寄存器.,2)分析指令阶段,将指令寄存器 中的指令操作码 取出,进行译码,分析其指令性质.如果指令需要操作数,寻找操作数的地址，即“寻址”。,3)执行指令阶段,取出操作数,按照操作码的性质进行操作.逐条指令地重复上述操作,直到遇到停机或等待指令.,This is End of Chapter 9,13.1 中断系统特点,13.2 定时器控制
12、寄存器TCON,13.3 中断的嵌套与优先级处理,13.4 中断的响应过程,13.5 中断请求源,13.7 中断系统结构,13.6 TCON 控制寄存器,13.9 外部中断（P3.2/P3.3),13.8 五个中断源的自然优先级与中断服务入口地址,13.10 定时器/计数器中断,13.11 串行口接收/发送中断,13.12 中断允许控制,继续:,13.13 中断优先级控制,13.14 例子,13.15 基本规则,13.16 注意的问题,5个中断源它们分别是：INT0、INT1、C0/T0、C1/T1、串行口中断；具有优先级管理功能,即可分为2个优先级，其中每个中断源的优先级可由程序指定；每个中
13、断源都有各自的中断标志位。,13.1 中断系统特点,外部中断请求标志位,IT0=0电平触发IT0=1边沿触发,IE1,IT1,IE0,IT0,TF1,TR1,TF0,TR0,13.2 定时器控制寄存器TCON,13.3 中断的嵌套与优先级处理,1 设想一下，我们正在看书，电话铃响了，同时又有人按了门铃，你该先做那样呢？2 又比如你正接电话，有人按门铃，你该怎样做呢？,13.4 中断的响应过程,当有事件产生，进入中断之前我们必须先记住现在看书的第几页了，或拿一个书签放在当前页的位置，然后去处理不同的事情（因为处理完了，我们还要回来继续看书）：电话铃响我们要到放电话的地方去，门铃响我们要到门那边去
14、，也说是不同的中断，我们要在不同的地点处理，而这个地点通常还是固定的。,计算机中也是采用的这种方法，五个中断源，每个中断产生后都到一个固定的地方去找处理这个中断的程序，当然在去之前首先要保存下面将执行的指令的地址，以便处理完中断后回到原来的地方继续往下执行程序。,1、保护断点，即保存下一将要执行的指令的地址，就是把这个地址送入堆栈。2、寻找中断入口，根据5个不同的中断源所产生的中断，查找5个不同的入口地址。以上工作是由计算机自动完成的，与编程者无关。,中断响应步骤:,3、保护现场,执行中断处理程序。4、恢复现场,中断返回：执行完中断指令后，就从中断处返回到主程序，继续执行。,中断处理过程一般分
15、为3阶段：中断响应、中断处理、中断返回。,中断申请,响应条件是否满足,中断是否受阻,断点地址压栈,中断地址入PC,EA=1IE=1,EA=0,Y,N,中断响应条件：EA=1并且中断源的中断允许,中断受阻的情况,1、同级或高级的中断已在进行中；2、当前的机器周期不是正在执行的指令的最后一个周期；3、正在执行的指令是返回指令或是对专用寄存器IE、IP进行读写的指令，只有在执行这些指令之后，至少在执行一条其它指令后，才会响应。,关中断,保护现场,开中断,中断服务,关中断,开中断,中断请求撤回,中断返回,恢复现场,中断地址弹出PC断点地址入PC,13.5 中断请求源,（1）外部中断请求源：即外中断0和
16、1，经由外部引脚引入的，在单片机上有两个引脚，名称为INT0、INT1，也就是P3.2、P3.3这两个引脚。在内部的TCON中有四位是与外中断有关的。IT0：INT0触发方式控制位，可由软件进和置位和复位IE0：INT0中断请求标志位。当有外部的中断请求时，这位就会置1（这由硬件来完成），在CPU响应中断后，由硬件将IE0清0。IT1、IE1的用途和IT0、IE0相同。,（2）内部中断请求源TF0：定时器T0的溢出中断标记，当T0计数产生溢出时，由硬件置位TF0。当CPU响应中断后，再由硬件将TF0清0。TF1：与TF0类似。TI、RI：串行口发送、接收中断，由软件清除。,13.6 TCON
17、控制寄存器,13.7 中断系统结构,优先级：单片机采用了自然优先级和人工设置高、低优先级的策略，即可以由程序员设定那些中断是高优先级、哪些中断是低优先级，由于只有两级，必有一些中断处于同一级别，处于同一级别的，就由自然优先级确定。,13.8 五个中断源的自然优先级与中断服务入口地址,外中断0：0003H定时器0：000BH外中断1：0013H定时器1：001BH串口：0023H它们的自然优先级由高到低排列。写到这里，大家应当明白，为什么前面有一些程序一始我们这样写：ORG0000HLJMPSTARTORG0030HSTART：,这样写的目的，就是为了让出中断源所占用的向量地址。当然，在程序中没
18、用中断时，直接从0000H开始写程序，在原理上并没有错，但在实际工作中最好不这样做。,13.9 外部中断（P3.2/P3.3),激活方式：电平触发（低电平有效）、边沿触发(下降沿有效）；激活方式由特殊寄存器TCON的低4位决定：,IE1,IT1,IE0,IT0,中断标志,IT0=0电平触发IT0=1边沿触发,两种触发方式的区别,边沿触发方式:CPU响应中断后，硬件自动将标志位清零。电平触发方式:响应中断后，不能自动清除中断请求信号。因此要立即撤除INT0,INT1引脚上的低电平.,INT0,P1.0,Q,S,CLR,D,外接中断请求信号正脉冲,中断程序ANL P1,#0FEHORL P1,#0
19、1H,13.10 定时器/计数器中断,当C/T溢出时，由硬件自动置位TF0/TF1，CPU响应中断后，由硬件自动清除中断标志。另可由程序对TF0/TF1置位或清除。,13.11 串行口接收/发送中断,完成一帧信号的接收/发送时，由硬件自动置中断标志位（特殊寄存器SCON的RI/TI)，CPU响应中断后，必须由软件清除。,13.12 中断允许控制寄存器IE,5个中断源的中断请求是否响应由特殊寄存器IE决定，其格式为：,EA,ES,ET1,EX1,ET0,EX0,总允许中断,串行口,定时计数,外部1,1中断允许、0中断禁止,13.13 中断优先级控制寄存器IP,PS,PT1,PX1,PT0,PX0
20、,1高优先级、0低优先级,开机时，每个中断都处于低优先级，我们可以用指令对优先级进行设置。,例1：设有如下要求，将T0、外中断1设为高优先级，其它为低优先级，求IP的值。IP的首3位没用，可任意取值，设为000，后面根据要求写就可以了XXX PS PT1 PX1 PT0 PX00 0 0 0 0 1 1 0因此，最终，IP的值就是06H。,13.14 例子,例2：在上例中，如果5个中断请求同时发生，求中断响应的次序。答:响应次序为：定时器0外中断1外中断0实时器1串行中断。,例3 如果我们要设置允许外中断1，定时器1中断允许，其它不允许，则IE可以为:,即8CH，当然，我们也可以用位操作指令S
21、ETBEASETBET1SETBEX1来实现它。,13.15 基本规则,同一级别的各种中断源同时请求中断时，CPU响应中断的顺序为：INT0、T0、INT1、T1、串行口；低优先级中断可被高优先级中断所中断；一种中断一旦被响应，与它同级的中断不能再响应；几个中断同时发生，CPU响应优先级最高的中断。,在下列三种情况之一时，CPU将封锁对中断的响应：1.CPU正在处理一个同级或更高级别的中断请求。2.现行的机器周期不是当前正执行指令的最后一个周期。我们知道，单片机有单周期、双周期、三周期指令，当前执行指令是单字节没有关系，如果是双字节或四字节的，就要等整条指令都执行完了，才能响应中断。,3.当前
22、正执行的指令是返回指令（RETI）或访问IP、IE寄存器的指令，则CPU至少再执行一条指令才响应中断。这些都是与中断有关的，如果正访问IP、IE则可能会开、关中断或改变中断的优先级，而中断返回指令则说明本次中断还没有处理完，所以都要等本指令处理结束，再执行一条指令才可以响应中断。,13.16 注意的问题,这里还有个问题，大家是否注意到，每个中断向量地址只间隔了8个单元，如0003000B，在如此少的空间中如何完成中断程序呢？很简单，你在中断处安排一个LJMP指令，不就可以把中断程序跳转到任何地方了吗？,一个完整的主程序看起来应该是这样的：,ORG0000HLJMPSTARTORG0003HLJ
23、MPINT0；转外中断0ORG000BHRETI；没有用定时器0中断，在此放一条RETI，万一“不小心“产生了中断，也不会有太大的后果。,中断程序完成后，一定要执行一条RETI指令，执行这条指令后，CPU将会把堆栈中保存着的地址取出，送回PC，那么程序就会从主程序的中断处继续往下执行了。,CPU所做的保护工作是很有限的，只保护了一个地址，而其它的所有东西都不保护，所以如果你在主程序中用到了如A、PSW等，在中断程序中又要用它们，还要保证回到主程序后,这里面的数据还是没执行中断以前的数据，就得自己保护起来.,This is End of Chapter 11,11.1概述,11.2 指令分类,1
24、1.3 寻址方式,11.4 指令系统,11.5 数据传送类29条,11.6 算术操作类24条,11.7 逻辑运算类24条,11.8 控制转移指令17条,11.9 位操作指令17条,一台计算机所能执行的指令集合就是它的指令系统。重点掌握寻址方式指令分类,11.1概述,机器语言（指令的二进制编码表示）但机器语言具有程序长、不易书写、难于阅读和调试、容易出错等缺点，那么使用符号指令就显得十分必要，通常把表示指令的符号称之为助记符。,汇编语言而以助记符表示的指令就是计算机的汇编语言.一条指令通常由两部分组成，即操作码和操作数。操作码用来规定指令进行什么操作，而操作数则表示指令的操作的对象。单片机的指令
25、是不定长的，在MCS-51指令系统中，有一字节、二字节、三字节等不同长度的指令.,11.2 指令分类,MCS-51 单片机指令系统共有指令111条，分为五大类数据传送类：29条算术运算类：24条逻辑运算类：24条控制转移类：17条位操作类：17条,11.3 寻址方式,寻址的“址”是指操作数所在的单元地址。因此寻址就是如何确定操作数单元地址的问题。共有七种寻址方式寄存器寻址 MOV A,R2直接寻址 MOV A,3AH立即寻址 MOV A,#3AH寄存器间接寻址 MOV A,R0变址寻址 MOVC A,A+DPTR相对寻址 JC 03H位寻址 SETB 3DH,1立即寻址,指令码中直接含有所需地
26、址的操作数MOV A，#30HMOV DPTR，#3000H注意：#是唯一区别与地址的标志。,2直接寻址,指令码中含有操作数的地址，机器根据地址找到操作数MOV A，30H注意：若直接寻址的地址是SFR中的某一个时，可用名称符号MOV A，TH0MOV A，8CH,3寄存器寻址,所需的操作数在某个工作寄存器中（R0R7）INC R0注意：指令表中INC Rn，n取07,4寄存器间接寻址,指令码中含有操作数地址的寄存器号。实际上是二次寻址间接寻址采用Ri或DPTR,是区别寄存器寻址的标记若(RO)=30H,(30H)=0FFHMOV A，R0MOV A，R0,5相对寻址,指令码中含有相对地址的偏
27、移量MOV A，40H ADD A，#30HSJMP SOUT；PC=PC+2+rel。；。SOUT：MOV 50H，A,SJMP rel,(PC)=(PC)+2+rel例:835AH SJMP 35H目的地址=835AH+02H+35H=8391H例:835AH SJMP E7H目的地址=835AH+02H-19H=8343H-19H=-0001 1001=1110 0111(补码),6变址寻址,基地址寄存器和偏移量MOVC A，A+PCMOVC A，A+DPTR注意：变址寻址区是程序存储器而不是数据存储器。执行前，应预先在DPTR和A中存放地址，为指令执行提供条件。,7位寻址,指令中含有位
28、地址位地址和字节地址的区分通过指令区分：MOV A，20HMOV C，20H,可供位寻址的区域片内RAM的20H2FH为位寻址空间（007FH）某些SFR：地址能被8整除的SFR，共11个。位地址的表示方法MOV C，ACC.7MOV 20H，C MOV 24H.0，C,11.4 指令系统,MCS-51汇编语言是用42种操作码助记符描述33种操作功能，一种功能可能有几种助记符，与寻址方式结合共产生111条指令。数据传送类：29条算术运算类：24条逻辑运算类：24条控制转移类：17条位操作类：17条,11.5 数据传送类29条,传送数据可在ACC，R0R7，内部RAM，外部RAM间进行，其中A，
29、R0R7的操作最多传送类指令不影响PSW（除P位）数据传送指令表,续表,例1 已知（70H）=60H，（60H）=20H,分析如下程序.,MOV R0，#70H;(R0)=#70HMOV A，R0;(A)=#60HMOV R1,A;(R1)=#60H MOV 40H,R1;(40H)=#20HMOV R0,R1;(60H)=#60H,例2 查表指令举例1,ORG 8000H8000H:MOV A,#40H8002H:MOVC A,A+PC;(8003H+40H-PC);(44H-A)ORG 8040HDB 41H 42H 43H 44H,查表指令举例2,ORG 8000HMOV A,#03HM
30、OV DPTR,#8040HMOVC A,A+DPTR;A=?(44H)ORG 8040HDB 41H 42H 43H 44H,例3 分析如下程序执行完成后A,R0,PC的内容.1010H:02H1011H:04H1012H:06H1013H:08H1000H:MOV A,#0DH;0DH-A1002H:MOVC A,A+PC;(0DH+1003H)-A1003H:MOV R0,A;A-R0,A=02H,R0=02H,PC=1004H,例4.将累加器A中的低4位数据传送到数据存储器3000H单元中去.,MOV DPTR,#3000HANL A,#0FHMOVX DPTR,A,数据传送类指令小结
31、,内部RAM的数据传送方式,11.6 算术操作类24条,加、减、乘、除、增1、减1影响PSW中的CY、AC、OV、P不带进位加法4带进位加法4带借位减法4加1指令5减1指令4十进制调整指令1乘除法指令2 算术操作指令,加、减法指令（ADD ADDC SUBB INC DEC）,无符号数和有符号数由用户自己决定均以ACC作为目的操作数带符号数运算时，必须检查溢出位OV若进行不带进位的减法时，用CLR C，将进位位清零即可。,DA A为十进制调整指令，紧跟加法指令ADD或ADDC之后,对BCD码加法运算进行修正.,1)BCD 码:000010012)计算机内是4位2进制数是逢16进位,不符合十进制
32、的要求.3)例如 0101+1000=1101 不是BCD码 如果1101+0110=0001 0011则变为BCD码.4)在加法指令后直接 加上指令 DA A,计算机的硬件自动进行加6运算,乘除法指令,只能进行无符号的乘除法虽影响OV，但意义不同MUL AB；BA，OV=1表示乘积大于FFHDIV AB；AB，0V=1，B=0，除法无意义,举例,MOV A，#5AHADD A，#6B H0101101001101011（+-11000101CY=?AC=?OV=?,11.7 逻辑运算类24条,读-修改-写指令对数据进行逻辑处理模拟各种硬件电路的逻辑功能逻辑与ANL逻辑或ORL逻辑异或XRL逻
33、辑移位 RR RRC RL RLC累加器清零与取反 CLR CPL,例:,A=7AH=0111 1010,CY=1RLC A1111 0101=F5H,CY=0,P=0,带进位移位和不带进位移位,例:M1和M1+1单元存有16位二进制数，试编程将其扩大二倍,程序,CLR CMOV R1，#M1MOV A，R1RLC AMOV R1，AINC R1MOV A，R1RLC AMOV R1，A,11.8 控制转移指令17条,无条件转移绝对转移LJMP、AJMP短转移SJMP间接转移JMP A+DPTR有条件转移JZ、CJNE、DJNZ子程序调用与返回ACALL、LCALL、RET中断返回RETI,R
34、ET 空操作NOP,举例:把从40H单元开始的10个单元中的内容相加.,MOV R2，#0AH MOV R0，#40H CLR ALOOP：ADD A，R0 INC R0 DJNZ R2，LOOP MOV SUM，A,11.9位操作指令17条,位传送MOV BIT，BIT（错误）位逻辑操作与ANL、或ORL、取反CPL位条件转移JC、JNC、JB、JNB、JBC位置位，清零（SETB、CLR）,例1,例 1 内部数据存储器的60H、61H单元中连续存放着4位BCD码。试编写一段程序将这4位BCD码倒序排列,程序,MOV R0,#60HMOV R1,#61HMOV A,R0SWAP AXCH A
35、,R1SWAP AMOV R0,A,例2,已知片内RAM 50H单元中存放数值AAH,设堆栈指针为30H,把此数值压入堆栈,然后再弹出到40H单元中.,MOV SP,#30H;30H-SPPUSH 50H;SP+1-SP,(50H)-(31H)POP 40H;(31H)-(40H),SP-1-SP,例3,试编写计算1234H+0FE7H的程序,将和的高8位存入41H单元,低8位存入40H单元.,MOV A,#34H;34H-AADD A,#0E7H;A+E7H-AMOV 40H,A;A-(40H)MOV A,#12H;12H-AADDC A,#0FH;A+0FH+CY-AMOV 41H,A;A
36、-(41H),例4,试编写计算17H*68H 的程序,将乘积的高8位存入31H单元,低8位存入30H单元.,MOV A,#17H;17H-AMOV B,#68H;68H-BMUL AB;A*B-BAMOV 30H,A;A-(30H)MOV 31H,B;B-(31H),This is End of Chapter 10,12.1 中断系统特点,12.2 定时器控制寄存器TCON,12.3 中断的嵌套与优先级处理,12.4 中断的响应过程,12.5 中断请求源,12.7 中断系统结构,12.6 TCON 控制寄存器,12.9 外部中断（P3.2/P3.3),12.8 五个中断源的自然优先级与中断服
37、务入口地址,12.10 定时器/计数器中断,12.11 串行口接收/发送中断,12.12 中断允许控制,继续:,12.13 中断优先级控制,12.14 例子,12.15 基本规则,12.16 注意的问题,5个中断源它们分别是：INT0、INT1、C0/T0、C1/T1、串行口中断；具有优先级管理功能,即可分为2个优先级，其中每个中断源的优先级可由程序指定；每个中断源都有各自的中断标志位。,12.1 中断系统特点,IT0=0电平触发IT0=1边沿触发,12.2 定时器控制寄存器TCON,12.3 中断的嵌套与优先级处理,1 设想一下，我们正在看书，电话铃响了，同时又有人按了门铃，你该先做那样呢？
38、2 又比如你正接电话，有人按门铃，你该怎样做呢？,12.4 中断的响应过程,当有事件产生，进入中断之前我们必须先记住现在看书的第几页了，或拿一个书签放在当前页的位置，然后去处理不同的事情（因为处理完了，我们还要回来继续看书）：电话铃响我们要到放电话的地方去，门铃响我们要到门那边去，也说是不同的中断，我们要在不同的地点处理，而这个地点通常还是固定的。,计算机中也是采用的这种方法，五个中断源，每个中断产生后都到一个固定的地方去找处理这个中断的程序，当然在去之前首先要保存下面将执行的指令的地址，以便处理完中断后回到原来的地方继续往下执行程序。,1、保护断点，即保存下一将要执行的指令的地址，就是把这个
39、地址送入堆栈。2、寻找中断入口，根据5个不同的中断源所产生的中断，查找5个不同的入口地址。以上工作是由计算机自动完成的，与编程者无关。,中断响应步骤:,3、保护现场,执行中断处理程序。4、恢复现场,中断返回：执行完中断指令后，就从中断处返回到主程序，继续执行。,中断处理过程一般分为3阶段：中断响应、中断处理、中断返回。其流程图如下：,中断申请,响应条件是否满足,中断是否受阻,断点地址压栈,中断地址入PC,EA=1IE=1,EA=0,Y,N,中断响应条件：EA=1并且中断源的中断允许,中断受阻的情况,1、同级或高级的中断已在进行中；2、当前的机器周期不是正在执行的指令的最后一个周期；3、正在执行
40、的指令是返回指令或是对专用寄存器IE、IP进行读写的指令，只有在执行这些指令之后，至少在执行一条其它指令后，才会响应。,12.5 中断请求源,（1）外部中断请求源：即外中断0和1，经由外部引脚引入的，在单片机上有两个引脚，名称为INT0、INT1，也就是P3.2、P3.3这两个引脚。在内部的TCON中有四位是与外中断有关的。IT0：INT0触发方式控制位，可由软件进和置位和复位IE0：INT0中断请求标志位。当有外部的中断请求时，这位就会置1（这由硬件来完成），在CPU响应中断后，由硬件将IE0清0。IT1、IE1的用途和IT0、IE0相同。,（2）内部中断请求源TF0：定时器T0的溢出中断标
41、记，当T0计数产生溢出时，由硬件置位TF0。当CPU响应中断后，再由硬件将TF0清0。TF1：与TF0类似。TI、RI：串行口发送、接收中断，由软件清除。,12.6 TCON 控制寄存器,12.7 中断系统结构,优先级：单片机采用了自然优先级和人工设置高、低优先级的策略，即可以由程序员设定那些中断是高优先级、哪些中断是低优先级，由于只有两级，必有一些中断处于同一级别，处于同一级别的，就由自然优先级确定。,12.8 五个中断源的自然优先级与中断服务入口地址,外中断0：0003H定时器0：000BH外中断1：0013H定时器1：001BH串口：0023H它们的自然优先级由高到低排列。写到这里，大家
42、应当明白，为什么前面有一些程序一始我们这样写：ORG0000HLJMPSTARTORG0030HSTART：,这样写的目的，就是为了让出中断源所占用的向量地址。当然，在程序中没用中断时，直接从0000H开始写程序，在原理上并没有错，但在实际工作中最好不这样做。,12.9 外部中断（P3.2/P3.3),激活方式：电平触发（低电平有效）、边沿触发(下降沿有效）；激活方式由特殊寄存器TCON的低4位决定：,IE1,IT1,IE0,IT0,中断标志,IT0=0电平触发IT0=1边沿触发,两种触发方式的区别,边沿触发方式:CPU响应中断后，硬件自动将标志位清零。电平触发方式:响应中断后，不能自动清除中
43、断请求信号。因此要立即撤除INT0,INT1引脚上的低电平.,INT0,P1.0,Q,S,CLR,D,外接中断请求信号正脉冲,中断程序ANL P1,#0FEHORL P1,#01H,12.10 定时器/计数器中断,当C/T溢出时，由硬件自动置位TF0/TF1，CPU响应中断后，由硬件自动清除中断标志。另可由程序对TF0/TF1置位或清除。,12.11 串行口接收/发送中断,完成一帧信号的接收/发送时，由硬件自动置中断标志位（特殊寄存器SCON的RI/TI)，CPU响应中断后，必须由软件清除。,12.12 中断允许控制寄存器IE,5个中断源的中断请求是否响应由特殊寄存器IE决定，其格式为：,EA
44、,ES,ET1,EX1,ET0,EX0,总允许中断,串行口,定时计数,外部1,1中断允许、0中断禁止,12.13 中断优先级控制寄存器IP,PS,PT1,PX1,PT0,PX0,1高优先级、0低优先级,开机时，每个中断都处于低优先级，我们可以用指令对优先级进行设置。,例1：设有如下要求，将T0、外中断1设为高优先级，其它为低优先级，求IP的值。IP的首3位没用，可任意取值，设为000，后面根据要求写就可以了XXX PS PT1 PX1 PT0 PX00 0 0 0 0 1 1 0因此，最终，IP的值就是06H。,12.14 例子,例2：在上例中，如果5个中断请求同时发生，求中断响应的次序。答:
45、响应次序为：定时器0外中断1外中断0实时器1串行中断。,例3 如果我们要设置允许外中断1，定时器1中断允许，其它不允许，则IE可以为:,即8CH，当然，我们也可以用位操作指令SETBEASETBET1SETBEX1来实现它。,12.15 基本规则,同一级别的各种中断源同时请求中断时，CPU响应中断的顺序为：INT0、T0、INT1、T1、串行口；低优先级中断可被高优先级中断所中断；一种中断一旦被响应，与它同级的中断不能再响应；几个中断同时发生，CPU响应优先级最高的中断。,在下列三种情况之一时，CPU将封锁对中断的响应：1.CPU正在处理一个同级或更高级别的中断请求。2.现行的机器周期不是当前
46、正执行指令的最后一个周期。我们知道，单片机有单周期、双周期、三周期指令，当前执行指令是单字节没有关系，如果是双字节或四字节的，就要等整条指令都执行完了，才能响应中断。,3.当前正执行的指令是返回指令（RETI）或访问IP、IE寄存器的指令，则CPU至少再执行一条指令才响应中断。这些都是与中断有关的，如果正访问IP、IE则可能会开、关中断或改变中断的优先级，而中断返回指令则说明本次中断还没有处理完，所以都要等本指令处理结束，再执行一条指令才可以响应中断。,12.16 注意的问题,这里还有个问题，大家是否注意到，每个中断向量地址只间隔了8个单元，如0003000B，在如此少的空间中如何完成中断程序
47、呢？很简单，你在中断处安排一个LJMP指令，不就可以把中断程序跳转到任何地方了吗？,一个完整的主程序看起来应该是这样的：,ORG0000HLJMPSTARTORG0003HLJMPINT0；转外中断0ORG000BHRETI；没有用定时器0中断，在此放一条RETI，万一“不小心“产生了中断，也不会有太大的后果。,中断程序完成后，一定要执行一条RETI指令，执行这条指令后，CPU将会把堆栈中保存着的地址取出，送回PC，那么程序就会从主程序的中断处继续往下执行了。,CPU所做的保护工作是很有限的，只保护了一个地址，而其它的所有东西都不保护，所以如果你在主程序中用到了如A、PSW等，在中断程序中又要用它们，还要保证回到主程序后,这里面的数据还是没执行中断以前的数据，就得自己保护起来.,This is End of Chapter 12,
