80C51单片机中断与定时系统详解

"学习目标-单片机的中断与定时系统" 在单片机系统中，中断和定时系统是两个非常关键的组成部分，它们对于实时性处理和高效能操作至关重要。中断系统允许单片机在执行正常程序的过程中，能够响应突发事件，而定时/计数系统则用于精确的时间控制和周期性任务的执行。 5.1 中断系统 中断系统的基本概念涉及到以下几个方面： 1. 中断：中断是指当单片机接收到外部或内部的中断请求时，暂时停止当前任务，转而执行处理中断的程序，处理完成后返回原来的任务，这种机制使得单片机能够灵活应对多任务环境。 2. 中断源：中断源是触发中断的事件，例如外部硬件信号、定时器溢出等。 3. 中断请求：中断源发出的请求信号，表示需要CPU的注意力。 4. 中断允许：中断允许控制是否接受中断请求，可以通过设置相应的寄存器位来开启或关闭中断。 5. 中断响应：CPU识别到中断请求并开始执行中断处理的过程。 6. 中断处理：执行中断服务子程序，完成特定任务。 7. 中断返回：中断处理完成后，通过中断返回指令回到原来的程序执行点。 5.1.5 中断处理过程通常包括： a. 保存现场：保存CPU的状态，如寄存器值、程序计数器等，以便中断处理后恢复。 b. 转入中断服务子程序：根据中断向量定位并跳转到中断处理代码。 c. 执行中断处理：处理中断事件。 d. 恢复现场：中断处理完成后，恢复之前保存的CPU状态。 e. 中断返回：使用中断返回指令，回到中断发生前的位置继续执行原程序。 5.2 定时/计数器接口 定时/计数器是单片机中的重要模块，用于实现定时或计数功能： 1. 主要特性：定时/计数器可以工作在多种模式，如计数、定时、捕获和比较等。 2. 结构：通常包含至少2个独立的定时/计数器单元，如51系列的T0和T1。 3. 控制寄存器：通过设置这些寄存器，可以配置定时/计数器的工作方式和参数。 4. 工作方式：包括自由运行、波特率发生器、定时器、计数器等。 5. 初始化编程：设置初始计数值、工作模式等，使定时/计数器按需工作。 6. 应用：广泛应用于延时、频率测量、脉冲发生、波特率设定等领域。 5.3 中断及定时系统综合应用 结合中断系统和定时/计数器，单片机可以实现更复杂的应用，如： - 响应外部事件：例如，当外部设备触发中断时，单片机可以立即响应，处理紧急任务。 - 定时触发：定时器可以周期性地产生中断请求，用于执行周期性任务，如刷新显示屏、发送数据等。 - 时序控制：通过精确的时间间隔控制，实现精准的同步操作，如在通信协议中的帧同步。 中断系统和定时/计数器是单片机高效、灵活处理任务的核心工具，理解和掌握它们的原理和编程方法对于进行单片机开发至关重要。通过熟练运用这些知识，可以设计出满足各种需求的嵌入式系统。