毕业论文红外遥控电风扇的设计.doc

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1、 毕业设计 课 题 红外遥控电风扇的设计 学生姓名 张路路 学 号 201231101001 专 业 电子信息工程 班 级 电子G31201 院(系) 机械与电子信息工程学院 指导教师 黄茂飞 职 称 中级 二 年 月 日 毕业设计真实性承诺及指导教师声明学生毕业设计真实性承诺本人郑重声明:所提交的毕业设计是本人在指导教师的指导下,独立进行研究工作所取得的成果,内容真实可靠,不存在抄袭、造假等学术不端行为。除文中已经注明引用的内容外,本设计不含其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式标明。如被发现设计中存在抄袭、造假等学术不端行为,本

2、人愿承担相应的法律责任和一切后果。学生(签名): 日 期: 指导教师关于学生毕业设计真实性审核的声明本人郑重声明:已经对学生毕业设计所涉及的内容进行严格审核,确定其成果均由学生在本人指导下取得,对他人论文及成果的引用已经明确注明,不存在抄袭等学术不端行为。指导教师(签名): 日 期: 注:此声明由指导教师和学生本人亲笔签名。摘要摘要:本论文简单地介绍了红外线遥控发射和接收系统原理,在文中给出了MCS89C51作为遥控接收系统和作为发射系统的重要位置,以及完整的51汇编程序代码和MCS89C51的各种功能简介,尤其是它在作为红外线遥控系统中几个重要的方面如中断、定时器和其与键盘的连接方面作了更详

3、尽的介绍。本文中包括红外线发射和红外线接收的原理图,并给出多种方案。还对红外线遥控的发送程序、红外线接收程序、定时中断程序、发送周期程序、发送数据程序和发送“0”和“1”等程序进行了编制。另外对各种程序的流程图进行了绘制,从而较全面地完成此设计的要点,参考流程方框图的构思过程,就可以编写应用软件,便是本论文的特点。利用MCS89C51多次发送及反码校验功能,防止了其它遥控码和未知代码的干扰,从而提高了产品的可靠性。又由于红外线遥控装置具有体积小,功耗低、功能强和成本低等特点,是现代日常生活中一种重要的遥控设备,因此也是本次作为设计课题的重要理由之一。关键词:MSC89C51、红外线遥控、键盘接

4、口。Summarysummary : And acception system principle that this thesis has recommended infrared remote-control command to launch briefly, provide MCS89C51 as the acception system of remote control in the article and as the important position that launch the system, and brief introduction of 51 intact as

5、sembler codes and various functions of MCS89C51, especially until several important respect such as cut off , timer and their make more exhaustive introduction with connection of keyboard as infrared remote-control command system it. Include the principle picture that the infrared ray was launched a

6、nd the infrared ray received in this text, provide many kinds of schemes. Procedure of sending still to infrared remote-control command, infrared ray receive procedure , cut off procedure , send cycle procedure , send data procedure and send 0 and 1 ,etc. procedure go on , make regularly. In additio

7、n has drawn various flow diagrams of procedure , thus finish this main point designed in an all-round way, consult the plot course of the procedure block-diagram, can write the application software , it is a characteristic of a thesis. Utilize MCS89C51 send and yards of check-up function instead man

8、y times , prevent other remote control yard and unknown interference of code from, thus improved the dependability of the products. Because again because the infrared remote-control command device is small, low power dissipation , function are strong with the low grade characteristic of the cost, it

9、 is a kind of important remote control apparatus in modern daily life, so regarded as one of the important reasons for designing the subject this time too. Keyword: MSC89C51 , infrared remote-control command , keyboard interface目 录摘要3Summary4绪论8第一章红外线遥控简介111.1红外线的概念111.2红外线遥控的特点111.3红外线遥控系统111.4遥控发射

10、器及其编码121.5电路方案:13第二章红外遥控电路图162.1 收发电路图162.2接收电路的电源部分172.3接收电路各功能部分172.3.1 OFF功能172.3.2 定时功能182.3.3 ON/风类功能182.3.4 摇头功能182.3.5 风速控制部分19第三章MCS51的简介203.1 Mcs8051单片机的中断系统233.1.1有关中断的概念233.1.2 中断系统的结构:243.1.3中断允许寄存器IE253.1.4 MCS8051的中断响应过程:273.2 MCS8051的键盘接口与编程283.2.1 按键开关的抖动问题 :283.2.2 键盘与单片机的连接程序:293.3

11、 MCS8951的定时/计数器的方式控制字程序373.3.1计数器与定时器373.4 定时/计数器的四种工作方式403.4.1工作方式403.5定时器/计数器的定时/计数范围42第四章 遥控的键盘控制444.1 遥控的键盘控制电路图454.2 实现程序46结论与展望48致 谢50参考文献51绪论红外线遥控是目前应用最广泛的一种通信和遥控手段。由于红外线遥控器具有体积小、功耗低、功能强、成本低等特点。因此,彩电、录像机、音响设备、空调、玩具、门铃以及遥控汽车路牌等其它小型装置上也纷纷采用红外线遥控。红外线技术和其他通信技术如蓝牙(blue tooth)共享无线接入协议(swap)/homerf等

12、系统一样在发展的过程中有一个相当长的历史时期。1832年莫尔斯发明了电报,它传送的信息是由众所周知的点划码组成的,即人类最早的通信是采用数字方式进行的。以后贝尔又发明了电话,并由此造就一个电信产业。一个多世纪以来,以电话服务为主的电信业走了一条成功之路,取得了极大的发展;无线通信是指采用电磁波或者各种能载波的信号进行信息传递的通信方式。早在1897年,马可尼使用800khz中波信号进行了从英国至北美纽芬兰的世界上第一次横跨大西洋的线无电报通信试验,开创了人类无线通信的新纪元。 在无线通信初期,受技术条件的限制,人们大量使用长波及中波进行通信。20世纪20年代初人们发现的短波通信,直到20世纪6

13、0年代卫星通信兴起前,它一直是远程国际通信的重要手段,并且目前对应急通信和军用通信依然有一定实用价值。在进距离数据传输或者遥控方面多使用红外线蓝牙等技术。20世纪40年代到50年代产生了传输频带较宽、性能较稳定的微波通信,成为长距离大容量地面干线无线传输的重要手段。模拟调频传输容量高达2700路,亦可同时传输高质量彩色电视信号;尔号逐步进入中容量至大容量数字微波传输。80年代中期以来,随着频率选择性色散衰落对数字微波传输中断影响的发现及一系列自适应衰落对抗技术与高状态调制与检测技术的发展,使数字微波传输产生了一个革命性变化。随着国民经济和社会发展的信息化,人们要通信息化开创新的工作方式、管理方

14、式、商贸方式、金融方式、思想交流方式、文化教育方式、医疗保健方式以及消费与生活方式。无线通信和遥控等技术也从固定方式发展为移动方式,移动通信和控制发展至今大约经历了以下五个阶段:第一阶段为20年代初至50年代初,主要用于舰船及军有,采用短波频及电子管技术,至该阶段末期才出现150mhz vhf单工汽车公用移动电话系统mts。第二阶段为50年代到60年代,此时频段扩展至uhf450mhz,器件技术已向半导体过渡,大都为移动环境中的专用系统,并解决了移动电话与公用电话网的接续问题。第三阶段为70年代初至80年代初频段扩展至800mhz,美国bell研究所提出了蜂窝系统概念并于70年代末进行了amp

15、s试验。第四阶段为80年代初至90年代中,为第二代数字移动通信兴起与大发展阶段,并逐步向个人通信业务方向迈进;此时出现了d-amps、tacs、etacs、gsm/dcs、cdmaone、pdc、phs、dect、pacs、pcs等各类系统与业务运行,频段扩展至900mhz1.9ghz,而且除公众蜂窝电话通信系统外,无线寻呼系统、无绳电话系统、集群系统、无中心多信道选址移动通信系统等各类移动通信手段适应用户市场需求同时兴起并各显神通。第五阶段为20世纪90年代中至今,随着数据通信与多媒体业务需求的发展,适应移动数据、移动计算及移动多媒体运作需要的第三代移动通信开始兴起,其全球标准化及相应融合工

16、作与样机研制和现场试验工作在快速推进,包括从第二代至第三代移动通信的平滑过渡问题在内。对于第三代移动tmt-2000纷纷参与标准的制定,经多次融合努力在1999年10月25日至11月5日芬兰赫尔辛基召开的itu-r tg8/1第18次会议上5类rtt技术标准共6种方案成为最终结果。中国的td-scdma方案也已成为其中之一。应该指出,utrawcdma ds及tia cdma2000mc的相应起步样机已经诞生,包括以gsm、csmaone后向兼容为基础的第二代半过渡设备(g)edge、cdma is-95b hdr(2.4mbit/s峰值速率,64qam调制)及cdma2000-1x等亦已推出

17、。此外,为接续internet移动游览应用的无线应用协议(wap)与无线连接技术蓝牙(blue tooth)已经产生。从网络的角度来看,接入网可分成有线接入网和无线接入网、光缆同轴混合接入网、铜线电缆、对绞线、电话(一般为铜线)接入网等等;无线接入技术是近些年迅速发展起来的新技术领域,它从概念上产生了一个重大的飞跃,即不需要缆线类物理传输媒质而采用无线传播手段来代替部分接入网甚至入网的全部,从而达到降低成本、提高灵活性和扩展传输距离的目的,红外线遥控即是采用无线技术将操作者的想法或意识通过无线发射装置将载有控制信号的红外线发射出去,在接收端在通过解码放大等过程达到控制的目的。短距离之内的接入技

18、术主要有蓝牙(blue tooth)、红外线、dect、ieee802.11和共享无线接入协议(swap)/homerf等系统。比较而言,blue tooth系统更具有代表性,它正根据wpan的概念向前发展。事实上,blue tooth和wpan的概念相辅相成,blue tooth已经是wpan的一个雏形。从它最初由ericsson,ibm,inter,nokia和toshiba公司作为原始发起组织而推出,1年多时间已吸引了近2000个国际上有影响的公司参与。1999年底,美国的4家公司3com,lucent,microsoft和motorola,与上述5公司一样作为blue tooth的发起

19、组织,使它在与swap、ieee802.11等类似应用标准的竞争中脱颖而出,发展前景更加明朗。为了推动blue tooth的发展,blue tooth的标准是非专利的,blue tooth已成为目前通信领域的一个新热点,21世纪的无线遥控及通信技术正进入一个关键的转折时期,未来十年将是技术发展最为活跃的时期。信息化社会的到来以及ip技术的兴起,正深刻的改变着无线遥控及通信技术的面貌以及未来技术发展的走向。未来无线遥控及通信技术发展的主要趋势是宽带化、分组化、综合经、个人化。预计不远的将来就可成为小范围无线多媒体通信的国际标准,但就现在而言红外线已经是一个相当成熟的短距离无线传输技术,相对蓝牙虽

20、有它的不足方面但在人们的日常生活中却起着不可缺少的作用。在本文的设计中,由于是电风扇的控制从其功能和实用方面来讲红外线遥控已经足够实现其各种功能而且价格便宜便于生产制造,在使用上也相当方便。因此本文着重讨论红外线的遥控原理以及与其有关的单片机方面的技术和接口方面的知识。 第一章红外线遥控简介1.1红外线的概念红外线又称红外光波,是指在红光以外的,肉眼看不见的、具有热效应的光线。红外线是太阳光中众多不可见光线中的一种。在电磁波谱中,其波长为0.76um1000um的光波为红外光线。红外光按波长范围分为近红外、中红外、远红外、极红外四类。红外线遥控是利用近红外光伟传送遥控指令的。用近红外光作为遥控

21、光源,是因为目前红外发射器件与红外接收器件的发光与受光峰值波长一般为0.8um0.9um。在近红外光波段内,二者的光谱正好重合,能够很好地匹配,可以获得较高的传输效率及较高的可靠性。1.2红外线遥控的特点遥控,就是指对被控对象,按照所确定的意图对其内部参数、工作状态等进行远距离操纵。遥控技术在现代工农业生产、科研、国防等领域均有非常广泛的应用,随着现代科技的发展,它们的应用也越来越普遍。现在各种家电都采用遥控技术,给使用者带来了很在的方便。遥控种类很多,按信息传递方式分为:有线遥控、无线遥控两大类。红外线遥控只能在十几米之内,因此多用于家电方面。1.3红外线遥控系统红外线遥控系统由发射和接收两

22、大部分组成,应用编/解码专用集成电路芯片来进行控制操作。发射过程接收过程1.4遥控发射器及其编码采用脉宽调制的串行码,以脉宽为0.565ms、间隔0.56ms,周期为1.125ms的组合表示二进制的“0”;以脉宽为0.565ms、间隔1.685ms、周期2.25ms的组合表示二进制的“1”,其波形如下图所示:Bit “1“2.25ms0.56msBit ”0”1.125ms0.56ms 上述“0”和“1”组成的32位二进制码经38KHZ的载频进行地次调制以提高发射效率,达到降低电源功耗的目的。然后再通过红外发射二极管产生红外线向空间发射。遥控编码是连续的32位二进制码组,其中前16位为用户识别

23、码,能区别不同的电器设备,防止不同机种遥控码的互相干扰。该芯片的用户识别码固定为十六进制01H;后16位为8位操作码及其反码。用户识别码用户识别码反码操作码操作码反码4.5ms9ms引导码遥控器在按下按键后,周期性的发出同一种32位的二进制码,周期约为了108ms。一组码本身的持续时间随着它包含的二进制“0”和“1”的个数不同而不同,大约在4563ms之间。1.5电路方案:发射芯片BA5104的引脚功能:脚位名称I/O说明1,2C1,C2I用户码:接地代表:“0”,浮空代表“1”37,911K1K8I遥控按键输入,内接上拉电阻8VSS-地位12,13OSC2,OSC1I/O455KHZ OSC

24、的输入,输出脚14LED0接LED显示发射状态15Do038Hz 载波组号输出16VDD-正电源BA8206BA4引脚功能:脚位名称I/O功能说明脚位名称I/O功能说明1DII遥控记号输入10SHOO摆头驱动输出端2OFFI/O关机键或开/关键输入及LED扫描输出端11STRONGO强风驱动输出端3TIMERI/O定时键输入及LED扫描输出端12MEDIUMO中风驱动输出端4SPEEDI/O风速键输入及LED扫描输出端13LOWO弱风驱动输出端5MODEI/O风类键输入及LED扫描输出端14VDD正电源6COM1O用户码C1选择及LED扫描公共端15BUZO蜂鸣器驱动输出端7COM2O用户码C

25、2选择及LED扫描公共端16OSC2O晶振输出端8COM3O用户码C3选择及LED扫描公共端17OSC1O晶振输入端9SWINGI摆头键输入及用户码选择二极管连接端18VSS-负电源第二章红外遥控电路图2.1 收发电路图发射电路原理图接收电路原理图2.2接收电路的电源部分接收电路原理图的第一图为电源部分。220V交流直接接入电路的两端,通过限流、滤波、稳压得到-5V,由V端输出,引入到18脚,为芯片提供直流工作电源。 红外接收部分TL2380(红外接收头)接收到遥控器发射的信号后,经过整形、滤波,从芯片的(2)脚引入,实现风扇的控制功能。2.3接收电路各功能部分2.3.1 OFF功能在电风扇运

26、行状态下,红外接收头接收到OFF信号后,由芯片内部控制,(2)脚产生触发电平,使OFF功能实现,此时风扇停止运转。2.3.2 定时功能在电风扇运行中,红外接收头收到定时信号后,由芯片内部控制,(3)脚产生触发电平,使定时功能实现。2.3.3 ON/风类功能若风扇在停止状态,红外接收头接收到ON信号后,由芯片内部控制,(4)脚产生触发电平,使风扇开始以上一次停机的模式运转。若风扇在运行状态,红外接收头接收到风类信号后,由芯片内部控制,(4)脚产生触发电平,使风扇的风类依次产生睡眠风,正常风,自然风的转换。2.3.4 摇头功能在电风扇运行状态下,红外接收头接收到摇头信号后,由芯片内部控制,(9)脚

27、产生触发电平,使(10)脚的双向可控硅导通,使摇头电机工作,实现摇头功能。若电风扇工作在摇头状态下,则实现静止功能。 2.3.5 风速控制部分 在电风扇运行状态下,红外接收头接收到风速改变信号后,由芯片内部控制,(11)(12)(13)脚中对应信号的引脚产生触发电平,使其双向可控硅导通,进而改变电机中电抗器的电感大小。第三章MCS51的简介8051是MCS-51系列单片机中的代表产品,它内部集成了功能强大的中央处理器,包含了硬件乘除法器、21个专用控制寄存器、4kB的程序存储器、128字节的数据存储器、4组8位的并行口、两个16位的可编程定时/计数器、一个全双工的串行口以及布尔处理器。但在本设

28、计中电风扇的遥控将使用和MCS8051除程序存储器不一样其他完全一样的MCS89C51进行设计。 MCS-51具有比较大的寻址空间,地址线宽达16条,即外部数据存储器和程序存储器的寻址范围达216=64kB,这作为单片机控制来说已是比较大的,这同时具备对I/O口的访问能力。此外,MCS-51采用模块化结构,可方便地增删一个模块就可引脚和指令兼容的新产品。从而容易使产品形成系列化。 由于MCS-51集成了几乎完善的8位中央处理单元,处理功能强,中央处理单元中集成了方便灵活的专用寄存器,硬件的加、减、乘、除法器和布尔处理机及各种逻辑运算和转移指令,这给应用提供了极大的便利。 MCS-51的指令系统

29、近乎完善,指令系统中包含了全面的数据传送指令、完善的算术和逻辑运算指令、方便的逻辑操作和控制指令、对于编程来说,是相当灵活和方便的。 MCS-51单片机的工作频率为2-12MHz,当振荡频率为12MHz时,一个机器周期为1us,这个速度应该说是比较快的。 8051中集成了完善的各种中断源,用户可十分方便地控制和使用其功能,使得它的应用范围加大,可以说它可以满足绝大部分的应用场合。 MCS-51把微型计算机的主要部件都集成在一块心片上,使得数据传送距离大大缩短,可靠性更高,运行速度更块。由于属于芯片化的微型计算机,各功能部件在芯片中的布局和结构达最优化,抗干扰能力加强,工作亦相对稳定。因此,在工

30、业测控系统中,使用单片机是最理想的选择。单片机属于典型的嵌入式系统,所以它是低端控制系统最佳器件。 80C51是INTEL公司MCS-51系列单片机中最基本的产品,它采用INTEL公司可靠的CHMOS工艺技术制造的高性能8位单片机,属于标准的MCS-51的HCMOS产品。它结合了HMOS的高速和高密度技术及CHMOS的低功耗特征,它继承和扩展了MCS-48单片机的体系结构和指令系统。 80C51内置中央处理单元、128字节内部数据存储器RAM、32个双向输入/输出(I/O)口、2个16位定时/计数器和5个两级中断结构,一个全双工串行通信口,片内时钟振荡电路。 此外,80C51还可工作于低功耗模

31、式,可通过两种软件选择空闲和掉电模式。在空闲模式下冻结CPU而RAM定时器、串行口和中断系统维持其功能。掉电模式下,保存RAM数据,时钟振荡停止,同时停止芯片内其它功能。80C51有PDIP(40pin)和PLCC(44pin)两种封装形式 主要功能特性: 标准MCS-51内核和指令系统 4kB内部ROM(外部可扩展至64kB) 32个可编程双向I/O口 128x8bit内部RAM(可扩充64kB外部存储器) 2个16位可编程定时/计数器 时钟频率0-16MHz 5个中断源 5.0V工作电压 可编程全双工串行通信口 布尔处理器 2层优先级中断结构 电源空闲和掉电模式 快速脉冲编程 2层程序加密

32、位 PDIP和PLCC封装形式 兼容TTL和CMOS逻辑电平表格21 80C51主要功能特性其图形如下:图21 80C51的结构图87C51是INTEL公司MCS-51系列单片机中基本型产品,它采用INTEL公司可靠的CHMOS工艺技术制造的高性能8位单片机,属于标准的MCS-51的体系结构和指令系统。它结合了HMOS的高速和高密度技术及CHMOS的低功耗特征,是80C51BH的EPROM版本,电改写光擦除的片内4kB EPROM。 87C51内置中央处理单元、128字节内部数据存储器RAM、32个双向输入/输出(I/O)口、2个16位定时/计数器和5个两级中断结构,一个全双工串行通信口,片内

33、时钟振荡电路。快速脉冲编程,如编写4kB片内ROM仅需12秒。 此外,87C51还可工作于低功耗模式,可通过两种软件选择空闲和掉电模式。在空闲模式下冻结CPU而RAM定时器、串行口和中断系统维持其功能。掉电模式下,保存RAM数据,时钟振荡停止,同时停止芯片内其它功能。87C51有PDIP和PLCC两种封装形式。主要功能特性: 标准MCS-51内核和指令系统 4kB内部ROM(外部可扩展至64kB) 32个可编程双向I/O口 128x8bit内部EPRAM(可扩充64kB外部存储器) 2个16位可编程定时/计数器 时钟频率0-16MHz 5个中断源 5.0V工作电压 可编程全双工串行通信口 布尔

34、处理器 2层优先级中断结构 电源空闲和掉电模式 快速脉冲编程 2层程序加密位 PDIP和PLCC封装形式 兼容TTL和CMOS逻辑电平表格22 87C51主要功能特性其图形如下:图22 87C51的结构图3.1 Mcs8051单片机的中断系统3.1.1有关中断的概念 什么是中断,我们从一个生活中的例子引入。如你正在家中看书,突然电话铃响了,你放下书本,去接电话,和来电话的人交谈,然后放下电话,回来继续看你的书。这就是生活中的“中断”现象,就是正常的工作过程被外部的事件打断了。第一、什么可引起中断,生活中很多事件可以引起中断:有人按了门铃,电话铃响了,你的闹钟响了,你烧的水开了.等等诸如此类的事

35、件,我们把可以引起中断的事件称之为中断源,单片机中也有一些可以引起中断的事件,其中一共有五个:两个外部中断,两个计数/定时器中断,一个串行口中断。第二、中断的嵌套与优先级处理: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?如果你正是在等一个很重要的电话,你一般不会去理会门铃的,而反之,你正在等一个重要的客人,则可能就不会去理会电话了。如果不是这两者(即不等电话,也不是等人上门),你可能会按你通常的习惯去处理。总之这里存在一个优先级的问题,单片机中也是如此,也有优先级的问题。优先级的问题不仅仅发生在两个中断同时产生的情况,也发生在一个中断已产生,又有一个中断产生的情况,

36、比如你正接电话,又有人按门铃的情况,或你正开门与人交谈,又有电话响了情况。考虑一下我们会怎么办吧。第三、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,门铃响我们要到门口去,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处理这个中断程序,当然在去之前首先要保存下面将要执行指令的地址,以便处理完中断后回到原来的地方继续往下执行程序。具体地说,中断响应可以分为以

37、下几个步骤:1、保护断点,即保存下一个将要执行指令的地址,就是把这个地址送入堆栈。2、寻找中断程序入口,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。在这5个入口地址处存放有中断处理程序(这是程序编写时放在那儿的,如果没把中断程序放在那儿,就错了,中断程序就不能被执行)。3、执行中断处理程序。4、中断返回:执行完中断指令后,就从中断处返回到主程序,继续执行后面程序。3.1.2 中断系统的结构: 由与中断有关的特殊功能寄存器、中断入口、顺序查询逻辑电路等组成,包括5个中断请求源,4个用于中断控制的寄存器IE、IP、ECON和SCON来控制中

38、断,中断的开、关和各种中断源的优先级确定。(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,可由软件进行置位和复位,IT0=0,INT0为低电平触发方式,IT0=1,INT0为负跳变触发方式。这两种方式的差异将在以后再谈。IE0:INT0中断请求标志位。当有外部的中断请求时,该位就会置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。TF0:定时器T0的溢出中断标记,当T0计数

39、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,在串口中再讲解。3.1.3中断允许寄存器IE在MCS8051中断系统中,中断的允许或禁止是由片内可进行位寻址的8位中断允许寄存器IE来控制的。见下表EAXXESET1EX1ET0EX0表格23 8位中断允许寄存器的控制其中EA是总开关,如果它等于0,则所有中断都不允许。ES串行口中断允许ET1定时器1中断允许EX1外中断1中断允许。ET0定时器0中断允许EX0外中断0中断允许。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可以是EAXXESET1EX

40、1ET0EX010001100表格24 MCS8051中断系统中的IE即8CH,当然,我们也可以用位操作指令SETB EASETB ET1SETB EX1来实现它。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开始我们这样写:ORG 0000HLJMP STARTORG 0030HSTART:这样写的目地,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

41、好不这样做。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。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。看表2-5中断优先级中由中断优先级寄存器IP来高置的,IP中某位设为1,相应的中断就是高优先级,否则就是低优先级。XXXPSPT1PX1PT0PX0表格25例: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XXXPSPT1PX1PT0PX0

42、00000110 表格26因此,最终,IP的值就是06H。例:在上例中,如果5个中断请求同时发生,求中断响应的次序。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。3.1.4 MCS8051的中断响应过程: 1、中断响应的条件:讲到这儿,我们依然对于计算机响应中断感到神奇,我们人可以响应外界的事件,是因为我们有多种“传感器“眼、耳可以接受不同的信息,计算机是如何做到这点的呢?其实说穿了,一点都不希奇,MCS8051工作时,在每个机器周期中都会去查询一下各个中断标记,看他们是否是“1“,如果是1,就说明有中断请求了,所以所谓中断,其实也是查询,不过是每个周期都查一下而已。这要换成人来说,就

43、相当于你在看书的时候,每一秒钟都会抬起头来看一看,查问一下,是不是有人按门铃,是否有电话。很蠢,不是吗?可计算机本来就是这样,它根本没人聪明。了解了上述中断的过程,就不难理解中断响应的条件了。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(因为中断查询是在每个机器周期都可能查到的)。 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

44、,则CPU至少再执行一条指令才能响应中断。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,再执行下一条指令才可以响应中断。 2、中断响应过程CPU响应中断时,首先把当前指令的下一条指令(就是中断返回后将要执行的指令)的地址送入堆栈,然后根据中断标记,将相应的中断入口地址送入PC,PC是程序指针,CPU取指令就根据PC中的值,PC中是什么值,就会到什么地方去取指令,所以程序就会转到中断入口处继续执行。这些工作都是由硬件来完成的,不必我们去考虑。这里还有个问题,即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?一个完整的主程序看起来应该是这样的:ORG 0000HLJMP STARTORG 0003HLJMP INT0 ;转外中断0

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