哈工大单片机课件 (2)5
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哈工大PLC精品课件2
第 2章 PLC的基本原理 输入方式有两种，一种是数字量输入(也称为开关量或接点 输入)，另一种是模拟量输入(也称为电平输入)。后者要经过模拟 /数字变换部件才能进入PLC。 输入部件均带有光电耦合电路，其目的是把PLC与外部电路 隔离开来，以提高PLC的抗干扰能力。为了与现场信号连接，输 入部件上设有输入接线端子排。为了滤除信号的噪声和便于PLC 内部对信号的处理，输入部件内部还有滤波、电平转换、信号锁 存电路。 各PLC生产厂家都提供了多种形式的I/O部件或模块，供用 户选用。
第 2章 PLC的基本原理 4. 网络进行通信的扫描阶段 在配有网络的PLC系统中，才有通信扫描阶段。在这一阶 段，PLC与PLC之间，PLC与磁带机或与上位计算机之间进行信 息交换。 5. 用户程序扫描阶段 PLC处于运行状态时，一个扫描周期中包含了用户程序扫 描阶段。 在用户程序扫描阶段，对应于用户程序存储器所存的指令， PLC从输入状态暂存区和其他软元件的状态暂存区中将有关元 件的通/断状态读出，从第一条指令开始顺序执行，每一步的执 行结果均存入输出状态暂存区。
第 2章 PLC的基本原理 (2) 单片微处理器(即单片机)。它具有集成度高、体积小、价格 低及可扩展性好等优点。如INTEL公司的8位MCS-51系列运行速度 快，可靠性高，体积小，很适合于小型PLC；16位96系列速度更快， 功能更强，适合于大中型PLC使用。 (3) 位片式微处理器。它是独立于微型机的一个分支，多为双 极型电路，4位为一片，几个位片级联可组成任意字长的微处理器， 代表产品有AMD2900系列。PLC中位片式微处理器的主要作用有 两个，一是直接处理一些位指令，从而提高了位指令的处理速度， 减少了位指令对字处理器的压力；二是将PLC的面向工程技术人员 的语言(梯形图、控制系统流程图等)转换成机器语言。 模块式PLC把CPU作为一种模块，备有不同型号供用户选择。
哈工大单片机课件
MCS-51的指令系统 第3章 MCS-51的指令系统 介绍MCS-51汇编语言的指令系统. 介绍MCS-51汇编语言的指令系统. MCS 汇编语言的指令系统 3.1 指令系统概述 MCS-51的基本指令共 111条 按指令所占的字节来分: 的基本指令共111 MCS-51 的基本指令共 111 条 , 按指令所占的字节来分 : (1) 单字节指令49条; 单字节指令49条 指令49 (2) 双字节指令45条; 双字节指令45条 指令45 三字节指令17条 指令17 (3) 三字节指令17条. 按指令的执行时间来分: 按指令的执行时间来分: (1) 1个机器周期(12个时钟振荡周期)指令64条 个机器周期(12个时钟振荡周期)指令64条 个时钟振荡周期 64 个机器周期(24个时钟振荡周期 指令45 个时钟振荡周期) 45条 (2) 2个机器周期(24个时钟振荡周期)指令45条
3. 寄存器间接寻址方式 寄存器中存放的是操作数的地址,在寄存器前加前缀 寄存器中存放的是操作数的地址,在寄存器前加前缀 标志"@" . 标志" 内部RAM RAM的低256个字节 访问内部RAM或外部RAM的低256个字节时 只能采用R0 访问内部RAM或外部RAM的低256个字节时,只能采用R0 R1作为间址寄存器 例如: 作为间址寄存器. 或R1作为间址寄存器.例如: MOV 寻址范围: 寻址范围: (1)访问内部RAM低128个单元,其通用形式为@Ri 访问内部RAM低128个单元,其通用形式为@Ri 内部RAM (2)对外部内部RAM的64K字节的间接寻址,例如: 外部内部RAM的64K字节的间接寻址,例如: RAM 字节的间接寻址 MOVX A,@DPTR A, A, A,@Ri ;i=0或1 i=0或 其中Ri中的内容为40H,把内部RAM40H单元内容送A. 其中Ri中的内容为40H,把内部RAM40H单元内容送A Ri中的内容为40H RAM40H单元内容送
3. 寄存器间接寻址方式 寄存器中存放的是操作数的地址,在寄存器前加前缀 寄存器中存放的是操作数的地址,在寄存器前加前缀 标志"@" . 标志" 内部RAM RAM的低256个字节 访问内部RAM或外部RAM的低256个字节时 只能采用R0 访问内部RAM或外部RAM的低256个字节时,只能采用R0 R1作为间址寄存器 例如: 作为间址寄存器. 或R1作为间址寄存器.例如: MOV 寻址范围: 寻址范围: (1)访问内部RAM低128个单元,其通用形式为@Ri 访问内部RAM低128个单元,其通用形式为@Ri 内部RAM (2)对外部内部RAM的64K字节的间接寻址,例如: 外部内部RAM的64K字节的间接寻址,例如: RAM 字节的间接寻址 MOVX A,@DPTR A, A, A,@Ri ;i=0或1 i=0或 其中Ri中的内容为40H,把内部RAM40H单元内容送A. 其中Ri中的内容为40H,把内部RAM40H单元内容送A Ri中的内容为40H RAM40H单元内容送
单片机原理教程(经典)ppt课件
三、Maxim-Dallas单片机
四、WinBond单片机
五、Motorola单片机
六、其他公司的单片机
1）NEC单片机；
2）东芝单片机；
3）Epson单片机；
4) PIC单片机—— M icrochip公司
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第三节 单片机的应用领域及发展
第一章---------9
一、单片机在智能仪器中的应用
第一章---------3
一、微处理器、微机和单片机的概念
微处理器（Microprocessor）——微型计算机的控制和运算器部分；
微型计算机（Microcomputer）——有完整运算及控制功能的计算机，包 括微处理器、存储器、输入/输出(I/O)接口电路以及输入/输出设备等；
单片机(single chip microcomputer)——直译为单片微型计算机，它将 CPU、RAM、ROM、定时器/计数器、输入/输出(I/O)接口电路、中断、串行通 信接口等主要计算机部件集成在一块大规模集成电路芯片上，组成单片微型 计算机简称单片机 。
一种是在通用微型计算机中广泛采用的将程序存储器和数据存储器 合用一个存储空间的结构，称为普林斯顿(Princeton)结构或称冯·诺依曼 结构；
另一种是将程序存储器和数据存储器截然分开，分别寻址的结构， 称为哈佛(Har-vard)结构。Intel公司的MCS-51和80C51系列单片机采用的 是哈佛结构。目前的单片机以采用程序存储器和数据存储器截然分开的 结构较多。
P1口也是—个准双向I／O口，与P0口不同的是，没有多路开关MUX和控 制电路部分。输出驱动电路只有一个FET场效应管，同时内部带上拉电阻， 此电阻与电源相连。P1口可作通用双向I／O口用，而不必再外接上拉电阻。
哈工大单片机张毅刚课件 第1章
器件集成度的不断提高，把众多的外围功能部件集 成在片内－－系统的单片化。
5．低功耗化 CMOS化 CHMOS工艺。 总之，向高性能、高速、低压、低功耗、低价格、 外围电路内装化方向发展。 1.5 单片机的应用 单片机卓越的性能，得到了广泛的应用，已深入 到各个领域。 使用温度： 民品： 0°C —+70°C 工业品： -40°C —+85°C 军品： -65°C —+125°C。
功能介于MCS-51和MCS-96之间。目前已得到了较广 泛的使用。 （6）片内闪烁存储器型
美国ATMEL公司的AT89C51单片机，受到应用设计 者的欢迎。
MCS-51系列以及80C51系列单片机有多种类型， 但 掌握好MCS-51的基本型（8031、8051、8751或80C31、 80C51、87C51）是十分重要的。 它们是具有MCS-51内核的各种型号单片机的基础， 也是各种增强型、扩展型等衍生品种的核心。
8．8051与8751的区别是：
（A）内部数据存储单元数目的不同；（B）内部数 据存储器的类型不同；（C）内部程序存储器的类型 不同；（D）内部的寄存器的数目不同。 9．在家用电器中使用单片机应属于微计算机的 （A）辅助设计应用（B）测量、控制应用（C）数值计 算应用（D）数据处理应用 10．说明单片机主要应用在哪些领域？
（2）专用型
专门针对某些产品的特定用途而制作的单片机 ， 针对性强且数量巨大。 对系统结构的最简化、可靠性和成本的最佳化等 方面都作了全面的考虑 。
“专用”单片机具有十分明显的综合优势。
1.2 单片机的历史及发展概况
四个阶段:
第一阶段(1974年～1976年)：单片机初级阶段。双片 的形式，且功能比较简单。 第二阶段（1976年～1978年）:低性能单片机阶段。 以Intel 公司制造的MCS-48单片机为代表。
5．低功耗化 CMOS化 CHMOS工艺。 总之，向高性能、高速、低压、低功耗、低价格、 外围电路内装化方向发展。 1.5 单片机的应用 单片机卓越的性能，得到了广泛的应用，已深入 到各个领域。 使用温度： 民品： 0°C —+70°C 工业品： -40°C —+85°C 军品： -65°C —+125°C。
功能介于MCS-51和MCS-96之间。目前已得到了较广 泛的使用。 （6）片内闪烁存储器型
美国ATMEL公司的AT89C51单片机，受到应用设计 者的欢迎。
MCS-51系列以及80C51系列单片机有多种类型， 但 掌握好MCS-51的基本型（8031、8051、8751或80C31、 80C51、87C51）是十分重要的。 它们是具有MCS-51内核的各种型号单片机的基础， 也是各种增强型、扩展型等衍生品种的核心。
8．8051与8751的区别是：
（A）内部数据存储单元数目的不同；（B）内部数 据存储器的类型不同；（C）内部程序存储器的类型 不同；（D）内部的寄存器的数目不同。 9．在家用电器中使用单片机应属于微计算机的 （A）辅助设计应用（B）测量、控制应用（C）数值计 算应用（D）数据处理应用 10．说明单片机主要应用在哪些领域？
（2）专用型
专门针对某些产品的特定用途而制作的单片机 ， 针对性强且数量巨大。 对系统结构的最简化、可靠性和成本的最佳化等 方面都作了全面的考虑 。
“专用”单片机具有十分明显的综合优势。
1.2 单片机的历史及发展概况
四个阶段:
第一阶段(1974年～1976年)：单片机初级阶段。双片 的形式，且功能比较简单。 第二阶段（1976年～1978年）:低性能单片机阶段。 以Intel 公司制造的MCS-48单片机为代表。
(哈工大)数字电路课件2
(3) 任意两个最小项之积等于0；任意两个最大项之和等于1。
m0 m1 m2 m3
(5) 最小项的反是最大项，最大项的反是最小项。 对于3变量
m0 ABC A B C M 0 m1 ABC A B C M 1 m7 ABC A B C M 7
对偶规则：有一逻辑等式，对等号两边进行对偶变换， 得到的新逻辑函数式仍然相等。
3. 反演规则 逻辑函数式F中，进行加乘互换，0和1互换，原反互换， 得到的新的逻辑式为 。F
3.4 逻辑函数式的代数化简法
1. 逻辑表达式的多样性 F1 AB AC
F2 AB AC BC F3 ABC ABC ABC ABC
例3.5.3：用卡诺图化简逻辑函数
F A, B, C AC AC BC BC
解：
BC 00 A 0 1 01 11 10
BC 00 A 0 1
01 11
10
1
1
1 1
1 1 1
1
1 1
1
1
F A, B, C AB AC BC
或
AC BC AB
用卡诺图化简逻辑函数的结果不唯一。
ABC ABC ABC m7 m6 m0 m 0,6,7
或与标准型：任何一个逻辑式都可以表示成若干个最大项 积的形式。 F A, B, C m 0,6,7
m1 m2 m3 m4 m5 m1 m2 m3 m4 m5 M 1M 2 M 3 M 4 M 5 M 1, 2,3, 4,5
F A( B C AC ) BD AD
( B C AC ) B AD AD AD
单片机原理及应用_哈尔滨工业大学_6 第5讲中断系统_2 52中断控制寄存器
RI—串行口接收中断请求标志位。串行口接收完一个串行数据帧，硬件 自动使RI中断请求标志置“1”。必须在中断服务程序中用指令对RI清 “0”。
5
中断允许寄存器IE（A8H)
D7 D6
IE
EA TR1
位地址 AFH －
D5
D4
D3
D2
D1
D0
TF0 ES ET1 EX1 ET0 EX0
Hale Waihona Puke － ACH ABH AAH A9H A8H
位地址 －
－
－ BCH BBH BAH B9H B8H
PS—串行口中断优先级控制位 PT1—定时器T1中断优先级控制位 PX1—外部中断1中断优先级控制位 PT0—定时器T0中断优先级控制位 PX0—外部中断0中断优先级控制位
1：高优先级，0：低优先级
9
中断嵌套
中断请求源有两个中断优先级，可实现：两级中断嵌套
CLR
EX0
；禁止外部中断0中断
CLR
EX1
；禁止外部中断1中断
SETB
ET0
；允许定时器/计数器T0中断
SETB
ET1
；允许定时器/计数器T1中断
SETB
EA
；总中断开关位开放
（2）用字节操作指令
MOV IE，#8AH
8
中断优先级寄存器IP（B8H)
D7
D6
D5
D4
D3
D2
D1
D0
IE
－
－
－
PS PT1 PX1 PT0 PX0
3
特殊功能寄存器TCON（88H)
D7
D6
D5
D4
D3
D2
D1
5
中断允许寄存器IE（A8H)
D7 D6
IE
EA TR1
位地址 AFH －
D5
D4
D3
D2
D1
D0
TF0 ES ET1 EX1 ET0 EX0
Hale Waihona Puke － ACH ABH AAH A9H A8H
位地址 －
－
－ BCH BBH BAH B9H B8H
PS—串行口中断优先级控制位 PT1—定时器T1中断优先级控制位 PX1—外部中断1中断优先级控制位 PT0—定时器T0中断优先级控制位 PX0—外部中断0中断优先级控制位
1：高优先级，0：低优先级
9
中断嵌套
中断请求源有两个中断优先级，可实现：两级中断嵌套
CLR
EX0
；禁止外部中断0中断
CLR
EX1
；禁止外部中断1中断
SETB
ET0
；允许定时器/计数器T0中断
SETB
ET1
；允许定时器/计数器T1中断
SETB
EA
；总中断开关位开放
（2）用字节操作指令
MOV IE，#8AH
8
中断优先级寄存器IP（B8H)
D7
D6
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D2
D1
D0
IE
－
－
－
PS PT1 PX1 PT0 PX0
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特殊功能寄存器TCON（88H)
D7
D6
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D4
D3
D2
D1
全套课件：数字电子技术基础(哈尔滨工业大学)
IB
3 - 0.7 100
0.023(mA)
IBS
VCC RC
12 60 10
0.020(mA)
∵IB＞IBS ∴三极管饱和。
IC
ICS
VCC RC
12 10
1.2(mA)
+VCC （ +12V） RC 10kΩ
Rb
1
3
T
+
+
100kΩ
2
VO
VI
－
-
VO VCES 0.3V
（2）将RC改为6.8kW，重复以上计算。 图1.4.6 例1.4.1电路
三极管工作在放大状态的条件为：发射结正偏，集电结反偏
+VCC
RC
iC
Rb b
c3
1
T
2
+
VI
iB
－
e
iC VCC/RC E
ICS D C
0.7V
IB5 IB4 = IBS IB3
IB2
B
IB1
A IB=0 v
VCC
CE
（3）饱和状态：保持VI不变，继续减小Rb，当VCE ＝0.7V时，集电
结变为零偏，称为临界饱和状态，对应图（b）中的E点。此时的
1.4 数字电路中的二极管与三极管
一、二极管的开关特性
1．二极管的静态特性
(1)加正向电压VF时，二极管导通，管压降VD可忽略。
二极管相当于一个闭合的开关。
D
V
F
IF
RL
(a)
K
V
F
IF
RL
(b)
(2)加反向电压VR时，二极管截止，反向电流IS可忽略。
《哈工大单片机》课件
控制等。
02
总结词
通过单片机实现对家居设备的智能化控制，提高生活便利性和舒适度。
03
详细描述
单片机作为智能家居系统的核心控制器，能够实现对家居设备的远程控
制、定时控制和语音控制等功能，提高家居生活的便利性和舒适度，同
时降低能耗和节约能源。
工业控制系统
工业控制系统
介绍单片机在工业自动化领域的应用，如数据采集、设备监控、生产过程控制等。
单片机的历史与发展
总结词
单片机的历史与发展
详细描述
单片机的发展历程可以分为三个阶段。第一阶段是单片 机诞生初期，主要代表产品是Intel于1971年为日本名 为名为Mitsubishi的电气集团开发的，该阶段单片机功 能简单，指令集短，位数不一。第二阶段是在20世纪 80年代初，随着微电子技术和计算机技术的发展，单 片机的指令集功能不断增强，位数也得到了统一，形成 了8位、16位、32位等不同位数的单片机。第三阶段是 进入21世纪后，随着嵌入式系统的发展，单片机也向 专业化、智能化方向发展，出现了各种具有特殊功能的 单片机，如DSP、ARM等。
03
C语言具有较好的可读性和可维护性，适合开发大型 项目。
其他编程语言
其他编程语言包括C、Java等 高级语言，也可以用于单片机 的开发。
这些高级语言可以提供更好的 抽象和封装，使开发更加方便 快捷。
但是这些高级语言运行效率较 低，需要经过解释或编译成机 器码才能运行。
04 单片机的开发环境
Keil软件
03
04
支持多种单片机型号， 如PIC系列、AVR系列 等。
支持多种操作系统，如 Windows、Linux等。
05 单片机开发流程
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来的工作，这称为中断。 CPU处理事件的过程，
称为CPU的中断响应过程。
图5-1所示。对事件的整个处理过程，称为中断处 理（或中断服务）。
能够实现中断处理功能的部件称为中断系统；产生中
断的请求源称为中断请求源。
中断源向CPU提出的处理请求，称为中断请求(或中断
申请)。
进入中断→保护现场→中断处理恢复现场 →中断返回 中断方式优点：大大地提高了CPU的工作效率。 5.2 MCS-51中断系统的结构
（1）跳沿方式外部中断请求的撤消是自动撤消的。
（2）电平方式外部中断请求的撤消:
除了标志位清“0”之外，还需在中断响应后把中断请
求信号引脚从低电平强制改变为高电平，如图5-8所 示。
只要P1.0端输出一个负脉冲就可以使D触发器置“1”，
从而撤消了低电平的中断请求信号。所需的负脉冲 可增加如下两条指令得到： ORL P1，#01H ；P1.0为“1” ANL P1，#0FEH ；P1.0为“0”
0003H
000BH
外部中断1
定时器/计数器T1
0013H
001BH
串行口中断 断响应被封锁：
0023H
中断响应是有条件的，遇到下列三种情况之一时，中 （1）CPU正在处理同级的或更高优先级的中断。
（2）所查询的机器周期不是所当前正在执行指令的
最后一个机器周期。只有在当前指令执行完毕后， 才能进行中断响应。 （3）正在执行的指令是RETI或是访问IE或IP的指令。 需要再去执行完一条指令，才能响应新的中断请求。
5.7 5.7.1
外部中断的触发方式选择 电平触发方式
两种触发方式：电平触发方式和跳沿触发方式。
CPU在每个机器周期采样到的外部中断输入线的电平。
在中断服务程序返回之前，外部中断请求输入必须
无效（即变为高电平），否则CPU返回主程序后会
再次响应中断。 适于外中断以低电平输入且中断服务程序能清除外部 中断请求（即外部中断输入电平又变为高电平）的 情况。
第5章
MCS-51的中断系统
实时测控，单片机能及时地响应和处理单片机外
部事件或内部事件所提出的中断请求。
5.1
中断的概念
CPU正在执行程序时，单片机外部或内部发生的某一 事件，请求CPU迅速去处理。 CPU暂时中止当前的工作，转到中断服务处理程序处 理所发生的事件。
处理完该事件后，再回到原来被中止的地方，继续原
5.4.1 中断允许寄存器IE
CPU对中断源的开放或屏蔽，由片内的中断允许寄存器 IE控制。字节地址为A8H，可位寻址。格式如下：
IE对中断的开放和关闭为两级控制
总的开关中断控制位EA（IE.7位）:
EA=0，所有中断请求被屏蔽。
EA=1，CPU开放中断，但五个中断源的中断请求是
否允许，还要由IE中的5个中断请求允许控制位决
（5）TF0—T0溢出中断请求标志位。
T0计数后，溢出时，由硬件置“1”TF0，向CPU申请 中断，CPU响应TF0中断时，硬件自动清“0”TF0， TF0也可由软件清0。 （6）TF1—T1的溢出中断请求标志位，功能和TF0类 似。 TR1、TR0 2个位与中断无关。 当MCS-51复位后，TCON被清0，则CPU关中断，所有中 断请求被禁止。
改变IE的内容，可由位操作指令来实现，即：
SETB
bit；
CLR bit。 例5-1 若允许片内2个定时器/计数器中断，禁止其它 中断源的中断请求。编写设置IE的相应程序段 （1）用位操作指令来编写如下程序段：
CLR
CLR
ES
EX1
；禁止串行口中断
；禁止外部中断1中断
CLR
EX0
；禁止外部中断0中断
如果存在上述三种情况之一，CPU将丢弃中断查询结
果，不能对中断进行响应。
5.6
外部中断的响应时间
外部中断的最短的响应时间为3个机器周期:
（1）中断请求标志位查询占1个机器周期。
（2）子程序调用指令LCALL转到相应的中断服务程序
入口，需2个机器周期。
外部中断响应的最长的响应时间为8个机器周期： （1）发生在CPU进行中断标志查询时，刚好是开始执 行RETI或是访问IE或IP的指令，则需把当前指令执 行完再继续执行一条指令后，才能响应中断，最长 需2个机器周期。 （2）接着再执行一条指令，按最长指令（乘法指令
5.7.2
跳沿触发方式
连续两次采样，一个机器周期采样到外部中断输入为 高，下一个机器周期采样为低，则置“1”中断请求 标志，直到CPU响应此中断时，该标志才清0。这样 不会丢失中断，但输入的负脉冲宽度至少保持1个机 器周期。 5.8 中断请求的撤消 1．定时器/计数器中断请求的撤消 中断请求被响应后。硬件会自动清TF0或TF1。 2．外部中断请求的撤消
可归纳为下面两条基本规则：
（1）低优先级可被高优先级中断，反之则不能。 （2）同级中断不会被它的同级中断源所中断。
若CPU正在执行高优先级的中断，则不能被任何中断 源所中断。 中断优先级寄存器IP，其字节地址为B8H。
IP各个位的含义： （1）PS——串行口中断优先级控制位 1：高优先级中断； 0：低优先级中断。
MUL和除法指令DIV）来算，也只有4个机器周期。
（3）加上硬件子程序调用指令LCALL的执行，需要2个 机器周期。 所以，外部中断响应最长时间为8个机器周期。 如果已在处理同级或更高级中断，响应时间无法计算。
在一个单一中断的系统里，MCS-51单片机对外部中断
请求的响应的时间总是在3～8个机器周期之间。
电平方式的外部中断请求信号的完全撤消，是通过软
硬件相结合的方法来实现的。
3．串行口中断请求的撤消 响应串行口的中断后，CPU无法知道是接收中断还是 发送中断，还需测试这两个中断标志位的状态，以
判定是接收操作还是发送操作，然后才能清除。所
以串行口中断请求的撤消只能用软件清除
CLR
CLR 5.9
TI
RI
（2）PT1——定时器T1中断优先级控制位
1：高优先级中断；
0：低优先级中断。
（3）PX1——外部中断1中断优先级控制位
1：高优先级中断；
0：低优先级中断。
（4）PT0——定时器T0中断优先级控制位
1：高优先级中断；
0：低优先级中断。
（5）PX0——外部中断0中断优先级控制位
1：高优先级中断；
0：低优先级中断。
可由软件置“1”或清“0”。 （2）IE0—外部中断请求0的中断请求标志位。 IE0=0，无中断请求。 IE0=1，外部中断0有中断请求。当CPU响应该中断， 转向中断服务程序时，由硬件清“0”IE0。 （3）IT1— 外部中断请求1为跳沿触发方式还是电平 触发方式，意义与IT0类似。 （4）IE1— 外部中断请求1的中断请求标志位，意义 与IE0类似。
SETB
SETB SETB
ET0
ET1 EA
；允许定时器/计数器T0中断
；允许定时器/计数器T1中断 ；CPU开中断
（2）用字节操作指令来编写： MOV IE，#8AH
或者用： MOV 0A8H，#8AH ；A8H为IE寄存器字节地址
5.4.2 中断优先级寄存器IP 两个中断优先级，可实现两级中断嵌套。如图5-6示。
（2）用字节操作指令
MOV 或： MOV 5.5 0B8H，#05H ；B8H为IP寄存器的字节地址 IP，#05H
响应中断请求的条件
一个中断请求被响应，需满足以下必要条件： （1）IE寄存器中的中断总允许位EA=1。 （2）该中断源发出中断请求，即该中断源对应的中 断请求标志为“1”。
（3）该中断源的中断允许位=1，即该中断没有被屏
；清TI标志位
；清RI标志位
中断服务程序的设计
一、中断服务程序设计的任务 基本任务：
（1）设置中断允许控制寄存器IE。
（2）设置中断优先级寄存器IP。 （3）对外中断源，是采用电平触发还是跳沿触发。
（4）编写中断服务程序，处理中断请求。
前2条一般放在主程序的初始化程序段中。
例5-3 假设允许外部中断0中断，并设定它为高级中 断，其它中断源为低级中断，采用跳沿触发方式。 在主程序中编写如下程序段： SETB EA ；CPU开中断 SETB ET0 ；允许外中断0产生中断 SETB PX0 ；外中断0为高级中断 SETB IT0 ；外中断0为跳沿触发方式
SCON为串行口控制寄存器，字节地址为98H。串行口的 发送中断和接收中断的中断请求标志TI和RI，格式 如下：
各标志位的功能： （1）TI—发送中断请求标志位。串口每发送完一帧 串行数据后，硬件自动置“1”TI。必须在中断服务 程序中用软件对TI标志清“0”。
Hale Waihona Puke （2）RI—接收中断请求标志位。串口接收完一个数据 帧，硬件自动置“1”RI标志。必须在中断服务程序 中用软件对RI标志清“0”。 5.4 中断控制
定。 IE中各位的功能如下： （1）EA：中断允许总控制位 0：CPU屏蔽所有的中断请求(CPU关中断)； 1：CPU开放所有中断(CPU开中断)。
（2）ES：串行口中断允许位
0：禁止串行口中断；
1：允许串行口中断。
（3）ET1：定时器/计数器T1的溢出中断允许位
0：禁止T1溢出中断；
1：允许T1溢出中断。
二、采用中断时的主程序结构
常用的主程序结构如下： ORG LJMP ORG 0000H MAIN 中断入口地址
LJMP
⋮ ORG
INT
XXXXH
MAIN：主 程 序 INT：中断服务程序
三、中断服务程序的流程
例5-4 根据图5-9的中断服务程序流程，编出中断 服务程序。假设，现场保护只需将PSW和A的内容 压入堆栈中保护。典型的中断服务程序如下： INT： CLR
称为CPU的中断响应过程。
图5-1所示。对事件的整个处理过程，称为中断处 理（或中断服务）。
能够实现中断处理功能的部件称为中断系统；产生中
断的请求源称为中断请求源。
中断源向CPU提出的处理请求，称为中断请求(或中断
申请)。
进入中断→保护现场→中断处理恢复现场 →中断返回 中断方式优点：大大地提高了CPU的工作效率。 5.2 MCS-51中断系统的结构
（1）跳沿方式外部中断请求的撤消是自动撤消的。
（2）电平方式外部中断请求的撤消:
除了标志位清“0”之外，还需在中断响应后把中断请
求信号引脚从低电平强制改变为高电平，如图5-8所 示。
只要P1.0端输出一个负脉冲就可以使D触发器置“1”，
从而撤消了低电平的中断请求信号。所需的负脉冲 可增加如下两条指令得到： ORL P1，#01H ；P1.0为“1” ANL P1，#0FEH ；P1.0为“0”
0003H
000BH
外部中断1
定时器/计数器T1
0013H
001BH
串行口中断 断响应被封锁：
0023H
中断响应是有条件的，遇到下列三种情况之一时，中 （1）CPU正在处理同级的或更高优先级的中断。
（2）所查询的机器周期不是所当前正在执行指令的
最后一个机器周期。只有在当前指令执行完毕后， 才能进行中断响应。 （3）正在执行的指令是RETI或是访问IE或IP的指令。 需要再去执行完一条指令，才能响应新的中断请求。
5.7 5.7.1
外部中断的触发方式选择 电平触发方式
两种触发方式：电平触发方式和跳沿触发方式。
CPU在每个机器周期采样到的外部中断输入线的电平。
在中断服务程序返回之前，外部中断请求输入必须
无效（即变为高电平），否则CPU返回主程序后会
再次响应中断。 适于外中断以低电平输入且中断服务程序能清除外部 中断请求（即外部中断输入电平又变为高电平）的 情况。
第5章
MCS-51的中断系统
实时测控，单片机能及时地响应和处理单片机外
部事件或内部事件所提出的中断请求。
5.1
中断的概念
CPU正在执行程序时，单片机外部或内部发生的某一 事件，请求CPU迅速去处理。 CPU暂时中止当前的工作，转到中断服务处理程序处 理所发生的事件。
处理完该事件后，再回到原来被中止的地方，继续原
5.4.1 中断允许寄存器IE
CPU对中断源的开放或屏蔽，由片内的中断允许寄存器 IE控制。字节地址为A8H，可位寻址。格式如下：
IE对中断的开放和关闭为两级控制
总的开关中断控制位EA（IE.7位）:
EA=0，所有中断请求被屏蔽。
EA=1，CPU开放中断，但五个中断源的中断请求是
否允许，还要由IE中的5个中断请求允许控制位决
（5）TF0—T0溢出中断请求标志位。
T0计数后，溢出时，由硬件置“1”TF0，向CPU申请 中断，CPU响应TF0中断时，硬件自动清“0”TF0， TF0也可由软件清0。 （6）TF1—T1的溢出中断请求标志位，功能和TF0类 似。 TR1、TR0 2个位与中断无关。 当MCS-51复位后，TCON被清0，则CPU关中断，所有中 断请求被禁止。
改变IE的内容，可由位操作指令来实现，即：
SETB
bit；
CLR bit。 例5-1 若允许片内2个定时器/计数器中断，禁止其它 中断源的中断请求。编写设置IE的相应程序段 （1）用位操作指令来编写如下程序段：
CLR
CLR
ES
EX1
；禁止串行口中断
；禁止外部中断1中断
CLR
EX0
；禁止外部中断0中断
如果存在上述三种情况之一，CPU将丢弃中断查询结
果，不能对中断进行响应。
5.6
外部中断的响应时间
外部中断的最短的响应时间为3个机器周期:
（1）中断请求标志位查询占1个机器周期。
（2）子程序调用指令LCALL转到相应的中断服务程序
入口，需2个机器周期。
外部中断响应的最长的响应时间为8个机器周期： （1）发生在CPU进行中断标志查询时，刚好是开始执 行RETI或是访问IE或IP的指令，则需把当前指令执 行完再继续执行一条指令后，才能响应中断，最长 需2个机器周期。 （2）接着再执行一条指令，按最长指令（乘法指令
5.7.2
跳沿触发方式
连续两次采样，一个机器周期采样到外部中断输入为 高，下一个机器周期采样为低，则置“1”中断请求 标志，直到CPU响应此中断时，该标志才清0。这样 不会丢失中断，但输入的负脉冲宽度至少保持1个机 器周期。 5.8 中断请求的撤消 1．定时器/计数器中断请求的撤消 中断请求被响应后。硬件会自动清TF0或TF1。 2．外部中断请求的撤消
可归纳为下面两条基本规则：
（1）低优先级可被高优先级中断，反之则不能。 （2）同级中断不会被它的同级中断源所中断。
若CPU正在执行高优先级的中断，则不能被任何中断 源所中断。 中断优先级寄存器IP，其字节地址为B8H。
IP各个位的含义： （1）PS——串行口中断优先级控制位 1：高优先级中断； 0：低优先级中断。
MUL和除法指令DIV）来算，也只有4个机器周期。
（3）加上硬件子程序调用指令LCALL的执行，需要2个 机器周期。 所以，外部中断响应最长时间为8个机器周期。 如果已在处理同级或更高级中断，响应时间无法计算。
在一个单一中断的系统里，MCS-51单片机对外部中断
请求的响应的时间总是在3～8个机器周期之间。
电平方式的外部中断请求信号的完全撤消，是通过软
硬件相结合的方法来实现的。
3．串行口中断请求的撤消 响应串行口的中断后，CPU无法知道是接收中断还是 发送中断，还需测试这两个中断标志位的状态，以
判定是接收操作还是发送操作，然后才能清除。所
以串行口中断请求的撤消只能用软件清除
CLR
CLR 5.9
TI
RI
（2）PT1——定时器T1中断优先级控制位
1：高优先级中断；
0：低优先级中断。
（3）PX1——外部中断1中断优先级控制位
1：高优先级中断；
0：低优先级中断。
（4）PT0——定时器T0中断优先级控制位
1：高优先级中断；
0：低优先级中断。
（5）PX0——外部中断0中断优先级控制位
1：高优先级中断；
0：低优先级中断。
可由软件置“1”或清“0”。 （2）IE0—外部中断请求0的中断请求标志位。 IE0=0，无中断请求。 IE0=1，外部中断0有中断请求。当CPU响应该中断， 转向中断服务程序时，由硬件清“0”IE0。 （3）IT1— 外部中断请求1为跳沿触发方式还是电平 触发方式，意义与IT0类似。 （4）IE1— 外部中断请求1的中断请求标志位，意义 与IE0类似。
SETB
SETB SETB
ET0
ET1 EA
；允许定时器/计数器T0中断
；允许定时器/计数器T1中断 ；CPU开中断
（2）用字节操作指令来编写： MOV IE，#8AH
或者用： MOV 0A8H，#8AH ；A8H为IE寄存器字节地址
5.4.2 中断优先级寄存器IP 两个中断优先级，可实现两级中断嵌套。如图5-6示。
（2）用字节操作指令
MOV 或： MOV 5.5 0B8H，#05H ；B8H为IP寄存器的字节地址 IP，#05H
响应中断请求的条件
一个中断请求被响应，需满足以下必要条件： （1）IE寄存器中的中断总允许位EA=1。 （2）该中断源发出中断请求，即该中断源对应的中 断请求标志为“1”。
（3）该中断源的中断允许位=1，即该中断没有被屏
；清TI标志位
；清RI标志位
中断服务程序的设计
一、中断服务程序设计的任务 基本任务：
（1）设置中断允许控制寄存器IE。
（2）设置中断优先级寄存器IP。 （3）对外中断源，是采用电平触发还是跳沿触发。
（4）编写中断服务程序，处理中断请求。
前2条一般放在主程序的初始化程序段中。
例5-3 假设允许外部中断0中断，并设定它为高级中 断，其它中断源为低级中断，采用跳沿触发方式。 在主程序中编写如下程序段： SETB EA ；CPU开中断 SETB ET0 ；允许外中断0产生中断 SETB PX0 ；外中断0为高级中断 SETB IT0 ；外中断0为跳沿触发方式
SCON为串行口控制寄存器，字节地址为98H。串行口的 发送中断和接收中断的中断请求标志TI和RI，格式 如下：
各标志位的功能： （1）TI—发送中断请求标志位。串口每发送完一帧 串行数据后，硬件自动置“1”TI。必须在中断服务 程序中用软件对TI标志清“0”。
Hale Waihona Puke （2）RI—接收中断请求标志位。串口接收完一个数据 帧，硬件自动置“1”RI标志。必须在中断服务程序 中用软件对RI标志清“0”。 5.4 中断控制
定。 IE中各位的功能如下： （1）EA：中断允许总控制位 0：CPU屏蔽所有的中断请求(CPU关中断)； 1：CPU开放所有中断(CPU开中断)。
（2）ES：串行口中断允许位
0：禁止串行口中断；
1：允许串行口中断。
（3）ET1：定时器/计数器T1的溢出中断允许位
0：禁止T1溢出中断；
1：允许T1溢出中断。
二、采用中断时的主程序结构
常用的主程序结构如下： ORG LJMP ORG 0000H MAIN 中断入口地址
LJMP
⋮ ORG
INT
XXXXH
MAIN：主 程 序 INT：中断服务程序
三、中断服务程序的流程
例5-4 根据图5-9的中断服务程序流程，编出中断 服务程序。假设，现场保护只需将PSW和A的内容 压入堆栈中保护。典型的中断服务程序如下： INT： CLR