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一、中断及中断处理过程

在生活中，中断现象随处可见，假如你在看一本书，突然手机铃响了，这时，你会放下书本，去接电话。电话接完后，你再继续看书。这一过程就是中断的“产生—处理—返回”过程，相对于看书而言，电话这一事件就是看书的中断源。中断也是单片机处理器必备的基本功能，通过中断可以有效地提高处理器应对突发事件的能力，使其在执行一个任务的同时，监视和处理其他几个任务，达到“一芯多用”，提高CPU工作效率的目的。

8051系列单片机对中断的处理可以概括为中断请求、中断响应、中断返回3个过程。8051系列单片机对中断的处理流程如图4-3-2所示。

当中断发生时，中断源向CPU提出请求；CPU接收到中断源的中断请求后，开始对事件进行处理；当CPU处理完事件后，会返回到主程序停止处，继续执行主程序，这一过程称为中断返回。

图4-3-2　中断处理流程

1.中断源

引起CPU中断的触发源称为中断源。8051系列单片机的中断源分为外部中断源（触发源来自单片机外部）和内部中断源（触发源来自单片机内部）。单片机中断源见表4-3-1。

表4-3-1　单片机中断源

2.中断系统的结构

中断系统的结构如图4-3-3所示。它由与中断有关的特殊功能寄存器、中断入口、顺序查询逻辑电路等组成。中断系统包括5个中断源和4个特殊寄存器（IE、IP、TCON和SCON），共同用于控制中断的类型。5个中断源有两个优先级，每个中断源可以被编程为高优先级或低优先级，可以实现二级中断嵌套。5个中断源有对应的5个固定中断入口地址。

图4-3-3　中断系统的结构

二、定时/计数器

定时/计数器是单片机系统的一个重要部件，其工作方式灵活、编程简单、使用方便，可用来实现定时控制、延时、频率测量、信号检测等。此外，定时/计数器还可作为串行通信中的特率发生器。

1.定时/计数器的结构

单片机内部的定时/计数器的结构如图4-3-4所示，定时/计数器T0由特殊功能寄存器TL0和TH0构成，定时/计数器T1由特殊功能寄存器TL1和TH1构成。特殊功能寄存器TMOD控制定时/计数器的工作方式，TCON控制定时/计数器的启动和停止，同时管理定时/计数器的溢出标志等。程序开始时需对TL0、TH0、TL1、TH1和TCON进行初始化编程，定义它们的工作方式和控制定时/计数器T0和T1的启动和停止。

图4-3-4　定时/计数器的结构

2.定时/计数器控制寄存器TMOD

特殊功能寄存器TMOD是用来控制定时/计数器的工作方式。其基本格式见表4-3-2，其中高4位用于对定时器T1的方式进行控制，而低4位用于对定时器T0的方式进行控制，由于TMOD只能进行字节寻址，因此对T0和T1的工作方式只能整字节写入。其功能如下：

表4-3-2　定时/计数器方式控制寄存器TMOD的格式

●GATE：门控位。由GATE、软件控制位TR（1/0）和INT（1/0）共同决定定时/计数器的打开和关闭。

GATE=0：只要用指令置TR（1/0）为1即可启动定时/计数器，不管INT的状态如何。

GATE=1：只有INT（1/0）为高电平且TR（1/01）为1时，才能启动定时/计数器。

●：定时/计数器选择位。

：以计数器方式工作。

：以定时器方式工作。

●M1M0：定时器工作方式选择位。通过对M1M0的设置，可使定时器以4种工作方式之一进行工作。

M1M0=00：定时器以方式0工作；

M1M0=01：定时器以方式1工作；

M1M0=10：定时器以方式2工作；

M1M0=11：定时器以方式3工作。

3.定时/计数器控制寄存器TCON

特殊功能寄存器TCON，高4位为定时/计数器的运行控制和溢出标志，低4位与外部中断有关，其中高4位的含义见表4-3-3所示。

表4-3-3　定时/计数器控制寄存器TCON的格式

●TF1/TF0：T1/T0溢出标志位。当T1或T0产生溢出时，由硬件自动置位中断触发器TF（1/0），并向CPU申请中断。如果用中断方式，则CPU在响应中断服务程序后，TF（1/0）被硬件自动清0。如果用软件查询方式对TF（1/0）进行查询，则在定时/计数器回0后，应当用指令将TF（1/0）清0。

●TR1/TR0：T1/T0运行控制位。可用于对TR1或TR0进行置位或清0，即可启动或关闭T1或T0的运行。

4.定时/计数器工作方式

T0或T1的定时器功能可由TMOD中的C/T位选择，而T0、T1的工作方式则由TMOD中的M1M0共同决定。定时/计数器的4种工作方式中，方式0、方式1、方式2的T0和T1完全相同，方式3只有T0。

●工作方式0

工作方式0的逻辑电路结构如图4-3-5所示。定时/计数器工作方式0为13位计数器工作方式，由TL（1/0）的低5位和TH（1/0）高8位构成13位计数器。(https://www.daowen.com)

当时，T（1/0）为定时器。定时信号来自单片机内的机器周期进行计数定时。