（学习笔记）51单片机的中断功能及其相关的寄存器

51单片机中断系统

引起CPU中断的根源，称为中断源，中断源向CPU提出中断请求，CPU暂时中断原来的事务A，转去处理事件B，对时间B处理完毕后，再回来原来的地方（断点），称为中断返回。实现上述中断功能的部件称为中断系统（中断机构）。
中断优先级决定了中断是否能够实现嵌套，52单片机一共有六个中断源

中断源	序号（C	默认中断级别
INT0	0	最高
T0	1	2
INT1	2	3
T1	3	4
TI/RI	4	5
T2	5	最低

51系列单片机的中断有三种，外部中断， 定时器/计数器中断，串行口中断，中断优先级别如表格

中断允许寄存器IE以及中断优先级寄存器IP

IE

位序	D7	D6	D5	D4	D3	D2	D1	D0
位符	EA	--	ET2	ES	ET1	EX1	ET0	EX0
位地址	AFH	--	ADH	ACH	ABH	AAH	A9H	A8H

IE在特殊功能寄存器中（sfr）可进行位寻址，单片机复位时IE全清零

EA----全局中断允许位
EA=1，打开全局中断控制，由各个中断控制位确定相应的打开或者 关闭中断
EA=0，禁用所有中断
除--为无效位外，其他位分别为各个中断的允许位，置1打开中断，置零关闭中断

IP

位序号	D7	D6	D5	D4	D3	D2	D1	D0
位符号	--	--	--	PS	PT1	PX1	PT0	PX0
位地址	--	--	--	BCH	BBH	BAH	B9H	B8H

IP位于特殊功能寄存器中（sfr）可进行位寻址，单片机复位时IP全清零

51单片机系列中，高优先级 能够打断低优先级中断以形成中断嵌套，同优先级之间或者低级对高优先级中断则不能形成中断嵌套。若几个同级中断同时向CPU请求中断响应，在没有设置的中断优先级的情况下，按照默认中断级别响应中断，在设置中断优先级后，则按设置顺序确定响应的先后顺序

51系列单片机的定时器中断

单片机的定时器系统

51单片机内有两个16位可编程计数器/定时器（16位加1计数器，分由高八位和低八位两个寄存器组成），分别为T0（ TH0，TL0 ）、T1( TH1，TL0 )，另52单片机内部多一个T2。它们既有定时器功能又有计数功能，通过设置相关的特殊功能寄存器可以使用它们。定时器系统是单片机内部一个独立的硬件部分，它与CPU和晶振通过内部某些控制线连接并相互作用，CPU一旦设置开启定时器功能后，定时器便在晶振的作用下自动开始计时，当定时器的计数器计满后，会产生中断。
加1计数器的计数脉冲有两个来源：一个是系统的时钟震荡器输出脉冲经12分频后送来，另一个是由T0或是T1引脚输入的外部脉冲源，每一个脉冲计数加1，计满再一个脉冲则归零，向CPU请求中断。
先来了解定时器，计数器功能暂不介绍

定时器/计数器工作方式寄存器TMOD以及定时器/计数器控制寄存器TCON

TMOD

位	D7	D6	D5	D4	D3	D2	D1	D0
符号	GATE	C/T	M1	M0	GATE	C/T	M1	M0

TMOD位于特殊功能寄存器中，字节地址89H，不能进行位寻址，单片机复位全清零0

GATE----门控制位
GATE=0，定时器计数器启动与停止仅受TCON寄存器中的TRX（X=0,1）控制
GATE=1，定时器计数器启动与停止由外部中断引脚（INT0或INT1）上的电平状态来共同控制
C/T----定时器或者计数器模式选择位
M1M0--工作方式选择位
每个定时器都有4中工作方式，它们由M1M0来设定

定时器/计数器4种工作方式

M1	M0	工作方式
0	0	方式0，为13位定时器/计数器
0	1	方式1，为16位定时器/计数器
1	0	方式2，8位初值自动重装的定时器/计数器
1	1	方式3，仅适用于T0，分成两个8位计数器，T1停止计数

TCON

位序号	D7	D6	D5	D4	D3	D2	D1	D0
位符号	TF1	TR1	TF0	TR0	IE1	IT1	IE0	IT0
位地址	8FH	8EH	8DH	8CH	8BH	8AH	89H	88H

TCON位于特殊功能寄存器中（SFR），可进行位寻址
TF1/TF0--------定时器/计数器溢出标志位
当定时器计满溢出时，由硬件使其置1，并且向CPU申请中断，进入中断服务程序后，由硬件自动清0。
TR1/TR0-------定时器运行控制位
当GATE=1，当相应的外部中断引脚（INT1/INT0）为高电平时，TR1/TR0置1启动定时器，当GATE=0，TR1/TR0置1启动定时器

IE1/IE0--------外部中断请求标志位
IT1/IT0---------外部中断触发方式选择位
0为电平触发模式
1为跳变沿触发模式

定时器中断应用举例->方式1

16位定时器/计数器
在写单片机程序之前，需要对定时器以及中断寄存器做初始化设置
①对TMOD赋值，确定定时器工作方式
TOMD=0x01;-----即系设定定时器0为16位定时器，GATE=0此时仅由TR0控制启动定时器0
②计算初值，并将初值写入TH0/TL0
③对IE赋值，开放中断
④对TR0/TR1置位，开始定时或者计数

关于计算初值，前面提到，加1计数器的脉冲源为一个是系统的时钟震荡器输出脉冲经12分频后送来，另一个是由T0或是T1引脚输入的外部脉冲源，每一个脉冲计数加1，计满再一个脉冲则归零，向CPU请求中断。
这里使用系统的时钟振荡器输送经12分频之后送来的脉冲源，由此，1个机械周期等于12个时钟周期。

令单片机的时钟晶振频率为f，则一个机械周期的时间为[（1/f）*12 ] 。51单片机常用的外部晶振为12MHz和11.0592MHz，若使用12MHz的晶振，则机械周期为1us（微秒），即系定时器寄存器每经一微秒就加1。
我们令定时器寄存器（TH0和TL0）的初值为（2^16 - N)，此时每经N微秒发生一次中断。（2^16=65536）
将初值装入TH0、TL0的方式： TH0=（65536-N）/256; TH0=（65536-N）%256;

#include<reg52.h>
sbit led1=P1^0;
unsigned char num;
void main()
{
TMOD=0x01;<span style="white-space:pre">			</span>//设定定时器0为工作方式1
TH0=(65536-50000)/256;          //定时器寄存器装初值
TL0=(65336-50000)%256;
EA=1;                           //全局中断允许
ET0=1;                          //定时器0中断允许
TR0=1;                          //启动定时器0
while(1);

}
void timer0() interrupt 1
{
TH0=(65536-50000)/256;   //重装初值
TL0=(65536-50000)%256;
num++;
if( 20==num)                   //每20*50ms 即系1秒让led1取反一次
{
num=0;
led1=~led1;
}
}

这是一个简单的程序，让I/O口驱动一个led灯，每一秒改变一次状态。
一旦开启定时器，其便开始计数，当计数溢出时候，自动进入中断服务程序，计数器自动计数，知道程序执行结束才停止。所以，中断服务程序的代码不可以过长，以免中断服务程序未执行完，下一次中端来临，便会丢失中断。