中断与定时
定时器和中断
定时器和中断的应用前景
工业自动化
定时器和中断在工业自动化领域具有广泛 的应用前景，如生产线控制、机器人控制
等。
智能交通
在智能交通领域，定时器和中断可以实现 交通信号灯的智能控制和车辆的自动化调
度。
智能家居
在智能家居领域，定时器和中断可以实现 家电的智能控制和自动化管理，提高生活 品质。
医疗设备
在医疗设备领域，定时器和中断可以实现 医疗设备的自动化控制和精确计时，提高 医疗设备的可靠性和安全性。
定义
中断是一种硬件或软件事件，它能够打断正在执行的程序，并将其控制权交给 中断处理程序。
作用
中断是计算机系统中非常重要的机制，它使得CPU能够响应各种突发事件，如 硬件故障、外部信号、定时器超时等，从而实现多任务并发处理和实时性要求。
中断的分类
硬件中断
由硬件设备产生的中断，如键 盘输入、时钟中断等。
中断
用于需要实时响应的场景，如键盘输 入、串口通信等。
04
定时器的应用
BIG DATA EMPOWERS TO CREATE A NEW
ERA
定时器的使用场景
01
02
03
04
时间基准和同步
用于提供稳定的时间基准，如 系统时钟。
任务调度
用于安排任务在特定时间执行 。
性能测试和测量
用于测量代码执行时间或系统 性能。
网络定时器
用于网络通信的定时器， 如用于数据包发送间隔控 制的定时器。
定时器的工作原理
硬件定时器工作原理
基于硬件电路的定时器通常由振荡器和计数器组成，振荡器产生固定频率的脉冲信号，计 数器对脉冲信号进行计数，当计数达到预设值时，产生中断或触发信号。
第05章 MCS-51单片机的中断与定时(1-4)
2
1
TH0
；P1.0输出“0” ；P1.0输出“1”
5.2 MCS-51单片机的中断系统
五、外中断应用举例
1. 中断初始化程序
设置外中断源的触发方式 设置中断允许寄存器IE 设置中断优先级寄存器IP
2. 中断服务程序
保护现场 中断处理 恢复现场
23/65
5.2 MCS-51单片机的中断系统
【例5-3】 设外部中断0为下降沿触发方 式，高优先级，试编写中断初始化程序
5.2 MCS-51单片机的中断系统
【例5-4】 将单脉冲接到外中断0（INT0）引脚，利 用P1.0作为输出，经反相器接发光二极管。编写程 序，每按动一次按钮，产生一个外中断信号，使发 光二极管的状态发生变化，由亮变暗，或反之
P1.0 单脉冲 发生器 INT0
1
+5V
8031
26/65
5.2 MCS-51单片机的中断系统
串口：0023H
20/65
5.2 MCS-51单片机的中断系统
四、中断请求的撤除
1.定时/计数器中断请求标志TF0/TF1会自动撤除 2.串行口中断请求标志TI/RI要用指令撤除
CLR TI ；清TI标志位 CLR RI ；清RI标志位
3.负脉冲触发的外中断请求标志IE0/IE1会自动撤除 4.低电平触发的外中断请求信号需要外加电路撤除
下次课前请预习5.3节
30/65
5.3 51单片机的定时器/计数器
MCS-51单片机内部有两个16位定时/计数器 T0和T1，简称定时器0和定时器1
在特殊功能寄存器TMOD和TCON的控制下， 它们既可以设定成定时器使用，也可以设定 成计数器使用
定时/计数器有4种工作方式，具有中断功能， 可以完成定时、计数、脉冲输出等任务
中断与定时器和计数器实验
中断与定时器和计数器实验一、实验目的：1.掌握单片机的中断的原理、中断的设置，掌握中断的处理及应用2.掌握单片机的定时器/计数器的工作原理和工作方式，学会使用定时器/计数器二、实验内容：（一）、定时器/计数器应用程序设计实验1.计数功能：用定时器1方式2计数，每计数满100次，将P1.0取反。
（在仿真时，为方便观察现象，将TL1和TH1赋初值为0xfd，每按下按键一次计数器加1，这样3次就能看到仿真结果。
）分析：外部计数信号由T1（P3.5）引脚输入，每跳变一次计数器加1，由程序查询TF1。
方式2有自动重装初值的功能，初始化后不必再置初值。
将T1设为定时方式2，GATE=0，C/T=1，M1M0=10，T0不使用，可为任意方式，只要不使其进入方式3即可，一般取0。
TMOD=60H。
定时器初值为X=82-100=156=9CH，TH1=TL1=9CH。
（1）硬件设计硬件设计如图所示（2）C源程序#include "reg51.h" sbit P1_0=P1^0;void main(){TMOD=0x60;TH1=0xfd;TL1=0xfd;TR1=1;ET1=1;while(1){if(TF1==1){P1_0=~P1_0;TF1=0;}}}（3）proteus仿真通过Keil编译后，利用protues软件进行仿真。
在protues ISIS 编译环境中绘制仿真电路图，将编译好的“xxx.hex”文件加入AT89C51。
启动仿真，观察仿真结果。
（二）中断应用程序设计实验2.中断定时使用定时器定时，每隔10s使与P0、P1、P2和P3端口连接的发光二极管闪烁10次，设P0、P1、P2和P3端口低电平灯亮，反之灯灭。
分析：中断源T0入口地址000BH；当T0溢出时，TF0为1发出中断申请，条件满足CPU响应，进入中断处理程序。
主程序中要进行中断设置和定时器初始化，中断服务程序中安排灯闪烁；TL0的初值为0xB0，TH0的初值为0x3C，执行200次，则完成10s定时。
天脉(ACoreOS)操作系统培训第六章：异常、中断与定时器
启动（或）重启动看门定时器
STATUS wdStart (WDOG_ID wdId, int delay,
FUNCPTR pRoutine,int parameter )
wdId 看门狗ID，由创建wdCreate返回源自delay 延时的tick值
pRoutine 延时时间到时调用程序
23 parameter
wdStart() + semGive()：更加健壮
28
查询警告
下列代码是正确的，只有当系统时钟频率是15Hz 的整数倍
void myWdISR() {
wdStart(myWdId,sysClkRateGet()/15,myWdISR,0); pollMyDevice(); }
为了防止系统在每个时钟tick开销过大，不能 够将系统时钟频率设置过高
中断的工作原理
10
中断处理示例-PowerPC
11
中断处理示例说明
PowerPC有单独的外部中断引脚。板级支持包 （BSP）可以支持外部中断控制器实现中断嵌套。
中断表中中断入口数量取决于BSP中中断控制器的 能力。目前中断向量表最多可支持256个。
外部中断的处理流程
保存CPU寄存器 从中断控制器中读取中断号 调用用户连接的中断处理程序（用户关心） 清中断控制器状态 12 恢复CPU寄存器并返回
fooDoWork()必须每 10秒运行，如果执行小 于10秒钟，看门狗重新 启动（fooISR()没有被 调用）。如果 fooDoWork()执行时间 超过10秒钟，则看门狗 程序fooISR()将被调用 处理紧急事件
停止看门狗
取消先前启动的看门狗 STATUS wdCancel (WDOG_ID wdId)
单片机中的中断与定时器的原理与应用
单片机中的中断与定时器的原理与应用在单片机（Microcontroller）中，中断（Interrupt）和定时器（Timer）是重要的功能模块，广泛应用于各种嵌入式系统和电子设备中。
本文将介绍中断和定时器的基本原理，并探讨它们在单片机中的应用。
一、中断的原理与应用中断是指在程序执行过程中，当发生某个特定事件时，暂停当前任务的执行，转而执行与该事件相关的任务。
这样可以提高系统的响应能力和实时性。
单片机中的中断通常有外部中断和定时中断两种类型。
1. 外部中断外部中断是通过外部触发器（如按钮、传感器等）来触发的中断事件。
当外部触发器发生状态变化时，单片机会响应中断请求，并执行相应的中断服务程序。
外部中断通常用于处理实时性要求较高的事件，如按键检测、紧急报警等。
2. 定时中断定时中断是通过定时器来触发的中断事件。
定时器是一种特殊的计时设备，可以按照设定的时间周期产生中断信号。
当定时器倒计时完成时，单片机会响应中断请求，并执行相应的中断服务程序。
定时中断常用于处理需要精确计时和时序控制的任务，如脉冲计数、PWM波形生成等。
中断的应用具体取决于具体的工程需求，例如在电梯控制系统中，可以使用外部中断来响应紧急停车按钮；在家电控制系统中，可以利用定时中断来实现定时开关机功能。
二、定时器的原理与应用定时器是单片机中的一个重要模块，可以用于计时、延时、频率测量等多种应用。
下面将介绍定时器的工作原理和几种常见的应用场景。
1. 定时器的工作原理定时器是通过内部时钟源来进行计时的。
它通常由一个计数器和若干个控制寄存器组成。
计数器可以递增或递减，当计数值达到设定值时，会产生中断信号或触发其他相关操作。
2. 延时应用延时是定时器最常见的应用之一。
通过设定一个合适的计时器参数，实现程序的精确延时。
例如，在蜂鸣器控制中，可以使用定时器来生成特定频率和持续时间的方波信号，从而产生不同的声音效果。
3. 频率测量应用定时器还可以用于频率测量。
单片机中断系统和定时计数器
单片机中断系统和定时计数器在单片机的世界里，中断系统和定时计数器就像是两个得力的助手，为单片机的高效运行和精确控制发挥着至关重要的作用。
接下来，让我们一起深入了解一下这两个重要的概念。
首先，咱们来聊聊中断系统。
想象一下，单片机正在专心致志地执行着一个任务，突然有个紧急情况发生了，比如外部设备传来了一个重要的数据需要立即处理。
这时候，中断系统就像是一个“紧急警报器”，让单片机暂停当前的任务，迅速去处理这个紧急情况。
处理完之后，再回到原来被中断的地方继续执行之前的任务。
中断系统的好处那可太多了。
它大大提高了单片机的工作效率。
要是没有中断，单片机就得一直按照顺序依次执行任务，可能会错过一些关键的信息或者无法及时响应紧急事件。
有了中断，单片机就能在多个任务之间灵活切换，做到“分身有术”。
中断系统一般由中断源、中断允许控制、中断优先级控制和中断响应等部分组成。
中断源就是那些能引起中断的事件，比如外部中断、定时器中断、串口中断等等。
中断允许控制就像是一道“开关”，决定了是否允许某个中断源发出中断请求。
中断优先级控制则是用来确定当多个中断同时发生时，先处理哪个中断，后处理哪个中断。
再来说说定时计数器。
在很多实际应用中，我们经常需要对时间进行精确的测量和控制，这时候定时计数器就派上用场了。
比如说，我们要控制一个小灯每隔1 秒钟闪烁一次，或者要统计外部脉冲的个数，都可以用定时计数器来实现。
定时计数器的工作原理其实并不复杂。
它就像是一个不断计数的“小闹钟”。
可以设置为定时模式或者计数模式。
在定时模式下，它根据单片机内部的时钟信号进行计数，当计数值达到设定的值时，就会产生一个定时中断。
在计数模式下，它对外部输入的脉冲进行计数，当计数值达到设定值时，也会产生中断。
比如说，我们要实现一个 1 毫秒的定时，假设单片机的时钟频率是12MHz，那么一个机器周期就是 1 微秒。
如果我们要定时 1 毫秒，就需要设置定时计数器的初值，让它经过 1000 个机器周期后产生中断。
实验五 中断与定时(计数)器实验(Keil)
实验五中断与定时/计数器实验一、实验目的1．了解单片机中断与定时器工作原理，掌握中断与定时器程序结构；2．掌握在µVision环境中调试中断与定时器程序的方法。
二、实验仪器和设备Keil软件；THKSCM-2综合实验装置；三、实验原理及实验内容1．示例及相关设置（1）建立一个文件夹：lx51。
（2）利用菜单File的New选项进入编辑界面，输入下面的源文件，以lx51.asm文件名存盘到lx51文件夹中。
ORG 0000HLJMP MAINORG 0003HMOV P2，ARL ARETIORG 0040HMAIN：MOV SP，#5FHMOV A，#0FEHSETB EASETB EX0SETB IT0SJMP $END（3）在lx51文件夹下建立新工程，以文件名lx51存盘（工程的扩展名系统会自动添加）。
（4）在Project菜单的下拉选项中，单击Opt ions for Target ‘Target1’，在弹出的窗口中要完成一下设置：○1单片机芯片选择A T89C51选择完器件，按“确定”后会弹出一个提示信息框，提示“Copy Startup Code to Project Folder and Add File to Project？”，选择“是”。
○2晶振频率设为11.0592MHz。
○3Output标签下的Create HEX File前小框中要打钩。
○4在Debug标签选择Use Simulator（软件模拟）。
（5）在Project菜单的下拉选项中，单击build Target 选项完成汇编，生成目标文件（．HEX）。
按F5运行程序。
（6）在P3窗口的P3.2位单击鼠标（模拟INT0引脚信号），观察P2窗口变化。
（7）修改程序，使之适合字节数大于8的中断服务情况。
（8）利用单片机最小系统板演示该程序的运行情况。
2．示例及相关设置（1）建立一个文件夹：lx52。
（2）利用菜单File的New选项进入编辑界面，输入下面的源文件，以lx52.asm文件名存盘到lx52文件夹中。
中断及定时器实验报告
一、实验目的1. 理解中断和定时器的基本概念及工作原理。
2. 掌握51单片机中断系统和定时器的配置方法。
3. 学会使用中断和定时器实现特定功能，如延时、计数等。
4. 培养动手实践能力和问题解决能力。
二、实验原理中断是计算机系统中的一种机制，允许CPU在执行程序过程中，暂停当前程序，转去执行另一个具有更高优先级的程序。
51单片机具有5个中断源，包括两个外部中断（INT0、INT1）、两个定时器中断（定时器0、定时器1）和一个串行口中断。
定时器是51单片机内部的一种计数器，可以用于产生定时中断或实现定时功能。
51单片机有两个定时器，即定时器0和定时器1。
定时器可以工作在模式0、模式1、模式2和模式3。
三、实验内容及步骤1. 实验内容一：外部中断实验（1）实验目的：掌握外部中断的使用方法，实现按键控制LED灯的亮灭。
（2）实验步骤：- 使用Keil for 8051编译器创建项目。
- 根据电路原理图连接电路。
- 编写程序，配置外部中断，实现按键控制LED灯的亮灭。
2. 实验内容二：定时器中断实验（1）实验目的：掌握定时器中断的使用方法，实现LED灯闪烁。
（2）实验步骤：- 使用Keil for 8051编译器创建项目。
- 根据电路原理图连接电路。
- 编写程序，配置定时器中断，实现LED灯闪烁。
3. 实验内容三：定时器与外部中断结合实验（1）实验目的：掌握定时器与外部中断结合使用的方法，实现按键控制LED灯闪烁频率。
（2）实验步骤：- 使用Keil for 8051编译器创建项目。
- 根据电路原理图连接电路。
- 编写程序，配置定时器中断和外部中断，实现按键控制LED灯闪烁频率。
四、实验结果与分析1. 外部中断实验：成功实现了按键控制LED灯的亮灭。
当按下按键时，LED灯亮；松开按键时，LED灯灭。
2. 定时器中断实验：成功实现了LED灯闪烁。
LED灯每隔一定时间闪烁一次，闪烁频率可调。
3. 定时器与外部中断结合实验：成功实现了按键控制LED灯闪烁频率。
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fosc/12
/12
fosc OSC
控制 中断 TF0
（8位） （低5位）
C/T=0 C/T=1 T0(P3.4)
TH0 TL0
TR0
1
图6.4 定时T0方式0逻辑图
1
GATE INT0(P3.2)
34
当 C / T 0 时，多 路 转换开关接通 振 荡 脉冲的12分频输出， 13位计数器以此作为计数 脉冲，这时实现定时功能. 当 C / T 1 时， 多路换开关接通计数引脚（T0），计 数 脉冲由外部引入，当计数 脉冲发生负跳变时，计数器加1，这时实现计数功能。不管哪种功 能，当13位计数 发生溢 出时，硬件自动把13位清零，同时硬件置 位溢出标志位TF0。 在这里需要说明门控位（GATE）的用途，当GATE = 0时，或 输出的高电平与 INT0 无关，此时与门的输出只受运行控制位T R0控 制。如果TR0=0，则与门输出为低电平，则模 拟开关断开，定时器 /计数 器不工作。如果TR0＝1，则与门输出为高电平，则模 拟开关 闭合，定时器/计数器工作。 当GATE=1时，只有TR0和 INT0 同时为高电平，定时器/计数 器 才工作，否则，定时器/计数器不工作。
相应位为1，对应的中断源被设置为高优先级，相应位为0，对应 的中断源被设置为低优先级 系统复位时，均为低优先级 该寄存器可以位寻址
16
中断处理过程
中断处理过程分为三个阶段：中断响应、中断 处理和中断返回。 中断响应 中断处理(又称中断服务)
应 响 断 中 中 断 返 回
中断返回
中断请求的撤除
17
中断响应
中断响应：在满足CPU的中断 响应条件之后，CPU对中断源 中断请求予以处理。 中断响应过程： 保护断点地址； 把程序转向中断服务程序的
应 响 断 中
中断服务 子程序的 入口地址
入口地址(通常称矢量地址)。 特别注意：这些工作是硬件 自动完成的！
断点 地址
18
INT1 INT0 (P3.3)(P3.2)
定时器T1 TH1 启动 TL1 启动
T1(P3.5) fosc/12
TH0 定时器T0 TL0
T0(P3.4)
CPU
溢出
溢出
内部总线 中断 TCON 工作方式 TMON
工 作 方 式
fosc/12
30
图6.3 定时器/计数器结构
在作定时器使用时，输入的时钟脉冲是由晶体振荡器的输出 经12分频后得到的。 当它用作对外部事件计数时，接相应的外部输入引脚T0（P3.4） 或T1（P3.5）。
31
不能位寻址，TMOD各位的定义： D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0
GATE C / T
M1
M0
GATE
C/T
M1
M0
GATE：门控位 ＝0：定时器/计数器仅受TR的控制 ＝1：只有 INT 为高电平，且TR=1时，定时器/计数器才工作 C / T：功能选择位 ＝0：定时功能 ＝1：计数功能 M 1 M 0：工作方式选择位 ＝00 方式0 ＝01 方式1 ＝10 方式2 ＝11 方式3 32
边沿激活的外部中断：CPU在响应中断后，也是用硬件自动
清除有关的中断请求标志IE0或IE1。
串行口中断：CPU响应中断后，没有用硬件清除T1、R1，
故这些中断不能自动撤除，而要靠软件来清除相应的标志。
28
电平激活的外部中断源中断标志的撤除 电平触发外部中断撤除方法较复杂。
因为在电平触发方式中，CPU响应中断时不会自动清 除IE1或IE0标志，所以在响应中断后应立即撤除INT0或 INT1引脚上的低电平。
9
MCS-51的中断系统——中断优先级
自然优先级 中断源 中断标志位 中断允许 优先控制
PX0
CPU
高
INT0 T0 INT1 T1
IE0 TF0 IE1 TF1 TI SI
EX0
ET0 EX1 ET1 ES EA
PT0
PX1 PT1 PS
主 程 序
低
串口
单片机中有两个中断优先级，即高优先级中断和低优先级中断，前 者优先权高于后者（在程序中设置，相应位=1，为高优先级）；
5
MCS-51中断系统
中断源 中断标志 中断允许 中断优先级 MCS-51中断系统结构 中断寄存器
6
MCS-51的中断系统——中断源
8051单片机有5个中断请求源：
单片机
外部输入中断源INT0(P3.2) 外部输入中断源INT1(P3.3) 片内定时器T0的溢出 片内定时器T1的溢出 片内串行口发送或接收中断源
第 章
中 断 系 统
1. 2. 3. 4. 5. 6. 7.
本章内容
中断的基本概念 MCS-51的中断系统 中断源和中断标志 中断的允许和优先权 中断的处理过程 外部中断源的扩展 中断的应用
1
中断的基本概念
日常生活中断的例子 单片机中的中断概念 中断技术的优点
2
日常中断的例子
你正在专心看书，突 然电话铃响，于是你记下 正在看的书的页数，去接 电话，接完电话后再回来 接着看书。
0003H：外部中断0入口
20
0000H：复位后，程序的入口地址(PC=0000H)
中断处理
入口地址
中断服务程序从入口地址开始 执行，直到返回指令RETI为止，
应 响 断 中
这个过程称为中断处理(或中断
服务)。 中断服务子程序一般包括两部 分内容，一是保护和恢复现场， 二是处理中断源的请求。
同一优先级别的中断源按照自然优先级顺序确定优先级别（硬件 形成，无法改变）。
10
MCS-51的中断系统结构图
TCON
IT0=0 INT0 IT0=1
IE
EX0
IP
PX0 PT0
IE0 TF0
T0
IT1=0 INT1 IT1=1
自 然 优 先 级 矢量 地址 自 然 优 先 级
ET0 PX1 EX1 PT1 ET1 PS ES EA
例：允许定时器T0中断： SETB EA SETB ET0 或 MOV IE，#82H 注意：该寄存器可以位寻址。
15
IP寄存器——中断优先级寄存器
IP B8H 7 6 5 4 PS 3 2 1 0 PT1 PX1 PT0 PX0
51单片机有两个中断优先级——高级和低级
专用寄存器IP为中断优先级寄存器，用户可用软件设定
中断源 中断标志位 中断允许
CPU
INT0 T0 INT1 T1 串口
IE0 TF0 IE1 TF1 TI RI
EX0 ET0 EX1 ET1 ES EA
主 程 序
EA——总中断允许位，EA=1开放所有中断，EA=0，禁止所有中断；
某一个中断源还有相应的中断允许位，1允许相应中断源的中断，0禁 止相应中断源的中断。
13
SCON寄存器——串行口控制寄存器
SCON 98H 7 6 5 4 3 2 1 TI 0 RI
TI (SCON.1)——串行发送中断标志。 RI (SCON.0)——串行接收中断标志。 注意：该寄存器可以位寻址。
14
IE寄存器——中断允许寄存器
IE A8H 7 EA 6 5 4 ES 3 2 1 0 ET1 EX1 ET0 EX0
RETI
21
中断处理
INTT0: PUSH ACC PUSH PUSH PUSH DPH DPL PSW 保护现场
中断源服务 POP POP PSW DPL 恢复现场
POP
POP RETI
DPH
ACC
22
中断返回
中断返回是指中断服务完
应 响 断 中 中 断 返 回
后，计算机返回到原来暂停
的位置(即断点)，继续执行 原来的程序。
3. 中断允许控制寄存器（IE）
AFH EA AEH / ADH / ACH ES ABH ET1 AAH EX1 A9H EF0 A8H EX0
每一位的内容在前面已作详细介绍，在此不作赘述。 查询方式时：关闭中断，使用软件查询TF0/TF1 中断方式时：开放中断，使用硬件自动查询TF0/TF1
3. 工作方式
3
计算机中的中断概念
中断是指由于某种随机事件的发生， 计算机暂停现行程序的运行，转去 执行另一程序，以处理发生的事件， 处理完毕后又自动返回原来的程序 继续运行。 将能引起中断的事件称为中断源。
CPU现行运行的程序称为主程序。
处理随机事件的程序称为中断服务 子程序。
4
中断技术的优点
分时操作 ——CPU可以同多个外设“同时”工作 实时处理 ——CPU及时处理随机事件 故障处理 ——电源掉电、存储出错、运算溢出
2. 控制寄存器
1. 定时器控制寄存器（TCON） 各位定义： 位地址 8FH 8EH 8DH 8CH 8BH 8AH 89H 88H
位符号
TF1
TR1
TF0
TR0
IE1
IT1
IE0
IT0
TF0/TF1： 查询方式：禁止中断，软件查询TF0的值，软件清“0” 中断方式：硬件查询TF0的值，硬件自动清“0” 2. 工作方式寄存器（TMOD） 功能：确定定时器的工作方式及功能选择。
中断响应
中断服务子程序入口地址又称 为中断矢量或中断向量。 单片机中5个中断源的矢量地 址是固定的，不能改动。
应 响 断 中
中断服务 子程序的 入口地址
断点 地址
19
程序存储器ROM
002AH 0023H：串行口中断入口
001BH：定时器1溢出中断入口