"这篇资料详细介绍了单片机的中断与定时系统,重点讲解了中断系统的基本概念、工作原理以及定时/计数器的功能和使用。资料涵盖了中断的现场保护和恢复机制,中断服务主程序的流程,以及中断系统的相关寄存器。同时,对51单片机的中断系统进行了深入剖析,包括中断的概念、中断源、中断请求、中断响应、中断处理和中断返回等。此外,还介绍了定时/计数器的主要特性、结构、控制寄存器、工作方式,以及如何进行初始化编程和实际应用。"
在单片机系统中,中断是一种重要的处理机制,它允许CPU在执行当前任务时,能够快速响应来自外部或内部的突发事件,如硬件故障、数据传输完成、定时到期等。中断系统的核心概念包括中断源、中断请求、中断允许、中断响应、中断处理和中断返回。中断源可以是外部设备的信号,也可以是内部定时器或计数器的溢出。中断请求是中断源向CPU发出的服务信号,中断允许则是CPU是否接受中断请求的控制。中断响应是指CPU停止当前任务,转向执行中断服务程序,而中断处理是实际处理中断事件的过程。中断返回则意味着中断服务结束,CPU返回到中断前的状态,继续执行被打断的程序。
现场保护和恢复是中断处理中的关键步骤。现场保护是为了保存中断发生时CPU的状态,包括寄存器的值,通常通过压栈操作将这些数据存储在堆栈中,以防止在中断服务期间被修改。而现场恢复则是在中断处理结束后,通过弹栈操作恢复这些寄存器的原始值,确保程序能准确地从中断点继续执行。
中断服务主程序通常包含以下几个步骤:首先,设置跳转指令转移到中断服务程序;然后,根据需要保护现场;执行中断源请求的操作;恢复现场,遵循先进后出的原则;最后,执行中断返回指令RETI。
51系列单片机的中断系统具有5个中断源,包括2个外部中断INT0和INT1,2个定时器中断TIM0和TIM1,以及1个串行中断TX/RX。中断系统通过相应的控制寄存器来配置中断的触发方式和使能状态。定时/计数器作为重要的中断源,可以设置不同的工作模式,用于定时、计数或者波特率发生器等功能,其初始化编程和应用是单片机开发中的常见任务。
理解和掌握中断系统和定时/计数器的原理与应用,对于单片机编程和实时系统设计至关重要,它们能够有效地提高系统的响应速度和处理效率。