51單片機(jī)中斷系統(tǒng)及應(yīng)用

【本章提要】本章介紹MCS－51單片機(jī)重要功能硬件中斷系統(tǒng)、定時/計(jì)數(shù)器、串行口的工作原理及應(yīng)用。通過本章學(xué)習(xí)，熟悉中斷的基本概念；掌握中斷系統(tǒng)的硬件組成和中斷系統(tǒng)的程序結(jié)構(gòu)、初始化編程的設(shè)計(jì)方法；掌握定時/計(jì)數(shù)器、串行口的結(jié)構(gòu)工作原理與應(yīng)用。MCS－51單片機(jī)

中斷系統(tǒng)及應(yīng)用

中斷計(jì)數(shù)流水燈電路【項(xiàng)目任務(wù)】

本項(xiàng)目采用外部中斷方式實(shí)現(xiàn)0～9循環(huán)計(jì)數(shù)和流水燈控制電路。在單片機(jī)I/O口連接一個按鍵，當(dāng)開關(guān)斷開時，單片機(jī)電路進(jìn)行循環(huán)計(jì)數(shù)；當(dāng)開關(guān)按下時，計(jì)數(shù)停止，單片機(jī)控制流水燈點(diǎn)亮。當(dāng)流水燈點(diǎn)亮兩輪后，計(jì)數(shù)按照中斷時的計(jì)數(shù)值繼續(xù)計(jì)數(shù)。通過本項(xiàng)目設(shè)計(jì)制作，熟悉單片機(jī)中斷的基本概念，掌握MCS－51單片機(jī)中斷系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)、外部中斷的基本原理和應(yīng)用。4．2．1問題的提出——中斷的概念

中斷是指計(jì)算機(jī)在執(zhí)行某一程序的過程中，由于計(jì)算機(jī)系統(tǒng)內(nèi)、外的某種原因而必須終止原程序的執(zhí)行，轉(zhuǎn)去完成相應(yīng)緊迫任務(wù)的處理程序，待處理結(jié)束之后再返回繼續(xù)執(zhí)行被中斷原程序的過程。實(shí)現(xiàn)這種中斷功能的硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)統(tǒng)稱為中斷系統(tǒng)。中斷方式是單片機(jī)提高工作效率的最佳途經(jīng)，掌握中斷技術(shù)是學(xué)習(xí)單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)的重要內(nèi)容之一。4．2．2中斷響應(yīng)過程

主程序運(yùn)行響應(yīng)中斷時，程序計(jì)數(shù)器PC的值稱為斷點(diǎn)；中斷程序的地址稱為中斷程序入口；響應(yīng)中斷后執(zhí)行的程序稱為中斷服務(wù)程序；中斷程序執(zhí)行完返回?cái)帱c(diǎn)重新執(zhí)行主程序稱為中斷返回。圖4－3中斷響應(yīng)過程流程圖中斷檢測

由于中斷發(fā)生時間是隨機(jī)的，因此程序的斷點(diǎn)是不確定的。當(dāng)中斷發(fā)生時產(chǎn)生時，低電平向CPU發(fā)中斷請求信號，CPU在每個機(jī)器周期的S5P2期間采樣是否為0，如果為0中斷標(biāo)志自動將IE0置1，如圖4－4所示。圖4－4CPU在S5P2檢測中斷請求信號

中斷入口表4－3中斷入口地址表

兩個中斷入口之間只有8個單元，一般情況都放不下中斷服務(wù)程序，因此，通常將中斷入口放置一條無條件轉(zhuǎn)移指令。如LJMPI001單片機(jī)響應(yīng)中斷后，進(jìn)入中斷入口0003H，然后轉(zhuǎn)移到代表I001的地址去執(zhí)行中斷服務(wù)程序I001。

4．2．3MCS－51中斷系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖4－5MCS－51單片機(jī)中斷系統(tǒng)下一頁上一頁P(yáng)3.4P3.2P3.3P3.5P3.0P3.11.5個中斷源

1．：外部中斷0請求，由P3.2腳輸入。它受外部電路控制實(shí)現(xiàn)中斷0請求，由P3.2腳輸入。通過IT0位來決定中斷請求信號是低電平有效還是下降沿有效。一旦輸入信號有效，則向CPU申請中斷，并建立IE0標(biāo)志。

2．：外部中斷1請求，由P3.3腳輸入。通過IT1位來決定是低電平有效還是下降沿有效。一旦輸入信號有效，則向CPU申請中斷，并建立IE1標(biāo)志。

3．T0：定時/計(jì)數(shù)器T0溢出中斷請求。當(dāng)T0工作在計(jì)數(shù)狀態(tài)時，計(jì)數(shù)脈沖從P3.4腳輸入。當(dāng)定時器T0產(chǎn)生溢出時，定時/計(jì)數(shù)器T0中斷請求標(biāo)志位置位（由硬件自動執(zhí)行），請求中斷處理。下一頁上一頁

4．T1：定時器T1溢出中斷請求。當(dāng)T1工作在計(jì)數(shù)狀態(tài)時，計(jì)數(shù)脈沖從P3.5腳輸入。當(dāng)定時器T1產(chǎn)生溢出時，定時器T1中斷請求標(biāo)志位（TCON.7）置位（由硬件自動執(zhí)行），請求中斷處理。

5．RX/TX：串行中斷請求。當(dāng)接收或發(fā)送完一串行幀時，內(nèi)部串行口中斷請求標(biāo)志位RI（SCON.0）或TI（SCON.1）置位（由硬件自動執(zhí)行），請求中斷。串行口應(yīng)用時，一般是RX、TX同時使用，相互配合完成串行數(shù)據(jù)傳輸工作。1.5個中斷源下一頁上一頁2.4個中斷有關(guān)的控制寄存器

（1）中斷控制寄存器TCON

中斷控制寄存器TCON有兩個作用，即除了控制定時/計(jì)數(shù)器T0和T1的溢出中斷外，還控制外部中斷的觸發(fā)方式和鎖存外部中斷請求標(biāo)志位。TCON字節(jié)地址為88H，可位尋址，位地址范圍為88H～8FH。地址位8FH8EH8DH8CH8BH8AH89H88H位定義TF1TR1TF0TR1IE1IT1IE0IT0圖4—6中斷控制寄存器TCON各位定義下一頁上一頁地址位AFHAEHADHACHABHAAHA9HA8H位定義EAESET1EX1ET0IT0（2）串行口控制寄存器SCON

串行口控制寄存器用于外部IO口擴(kuò)展和單片機(jī)與計(jì)算機(jī)、單片機(jī)、外部設(shè)備之間通信，與外部中斷控制無關(guān)，將在串行口應(yīng)用中介紹。（3）中斷允許控制寄存器IEMCS－51對中斷源的開放或屏蔽是由中斷允許寄存器IE控制的。IE的字節(jié)地址為A8H，可以按位尋址。2.4個中斷有關(guān)的控制寄存器下一頁上一頁2.4個中斷有關(guān)的控制寄存器

IP規(guī)定了兩個中斷級別，稱為低級優(yōu)先級和高級優(yōu)先級。每一個中斷源均可由程序設(shè)置為高級優(yōu)先級中斷或低級優(yōu)先級中斷，從而實(shí)現(xiàn)中斷嵌套。同一優(yōu)先級中按照自然優(yōu)先級的次序響應(yīng)中斷。在同一優(yōu)先級同時發(fā)生幾個的中斷請求時，響應(yīng)哪個中斷取決于內(nèi)部查詢次序。（4）中斷優(yōu)先級控制寄存器IP表4－4同級內(nèi)中斷查詢次序下一頁上一頁先同級查詢次序后3．3級中斷控制開關(guān)設(shè)置

1.第一級開關(guān)——中斷觸發(fā)方式開關(guān)

IT0/IT1=1時，外部中斷信號取下降沿觸發(fā)方式。

IT0/IT1=0時，外部中斷信號取電平觸發(fā)方式，低電平維持時間過長時，一個中斷申請會引發(fā)多個中斷，因此必須采用措施撤消中斷申請。

2.第二級開關(guān)——中斷允許和開放中斷開關(guān)

五個中斷源各有一個開關(guān)進(jìn)行控制，通過軟件對IE的某位置1操作，實(shí)現(xiàn)相應(yīng)中斷允許開關(guān)閉合，于是某個中斷申請被允許。注意，無論哪個或哪幾個中斷被允許，能否實(shí)現(xiàn)中斷還必須開放總中斷，即用軟件設(shè)置EA=1。

3．第三級開關(guān)——中斷優(yōu)先級開關(guān)設(shè)置中斷優(yōu)先級控制寄存器IP的字節(jié)地址是B8H，可以字節(jié)尋址，也可以位尋址。各位定義如下：圖4—8中斷優(yōu)先寄存器IP各位定義3．3級中斷控制開關(guān)設(shè)置

PS：串行口中斷優(yōu)先級控制位

PT1：定時器T1中斷優(yōu)先級控制位

PX1：外部中斷1中斷優(yōu)先級控制位

PT0：定時器T0中斷優(yōu)先級控制位

PX0：外部中斷0中斷優(yōu)先級控制位

2.中斷服務(wù)子程序的結(jié)構(gòu)

（1）保護(hù)現(xiàn)場主程序使用一些

常用特殊功能寄存器和工作存儲器，

例如ACC、DPTR、Rn等。一般在中

斷服務(wù)程序中可能也要應(yīng)用這些常用

的特殊功能寄存器、工作寄存器，執(zhí)

行中斷程序之前，必須將這些單元的

內(nèi)容保存起來，這樣在執(zhí)行完中斷服

務(wù)程序返回主程序是能夠恢復(fù)這些單

元的內(nèi)容，使主程序能夠繼續(xù)按照中

斷前的狀態(tài)繼續(xù)執(zhí)行。

4．2．4中斷服務(wù)程序的結(jié)構(gòu)圖4－9中斷程序結(jié)構(gòu)圖保護(hù)現(xiàn)場的主要指令有PUSH。

下一頁上一頁

（2）中斷服務(wù)程序主體中斷服務(wù)程序主體是中斷系統(tǒng)中獨(dú)立的子程序，根據(jù)中斷的要求來設(shè)計(jì)。（3）恢復(fù)現(xiàn)場為了使中斷服務(wù)程序返回主程序能夠繼續(xù)執(zhí)行主程序，中斷返回之前必須恢復(fù)堆棧的數(shù)據(jù)到原工作寄存器中。注意堆棧操作必須遵循后進(jìn)先出的原則?；謴?fù)現(xiàn)場的指令有POP。（4）中斷返回中斷服務(wù)程序返回指令必須是RETI。CPU執(zhí)行RETI時自動從SP中取回?cái)帱c(diǎn)地址，繼續(xù)執(zhí)行主程序。4．2．4中斷服務(wù)程序的結(jié)構(gòu)下一頁上一頁【例4－2】某中斷系統(tǒng)使用作外部中斷控制端，低電平觸發(fā)方式，設(shè)中斷服務(wù)子程序名為EXINT0,試寫出其初始化程序。ORG0000HLJMPMAINORG0003HLJMPEXINT0

ORG0100HMAIN：……；主程序

CLRIT0；設(shè)置為電平觸發(fā)方式

SETBEX0；允許中斷

SETBEA；開中斷

……EXINT0：……；中斷服務(wù)子程序

RETI；中斷返回

……END4．2．5中斷計(jì)數(shù)流水燈硬件電路設(shè)計(jì)

中斷方式計(jì)數(shù)流水燈電路如圖4－10所示，單片機(jī)P2口接一共陽極數(shù)碼管顯示器，實(shí)現(xiàn)0～9的循環(huán)計(jì)數(shù)顯示。P0口接8個LED作流水燈，圖中電阻均為限流電阻。中斷由P3.2口（INT0）上連接一個開關(guān)SW1，作外部中斷控制信號。發(fā)光二極管D9是指示開關(guān)狀態(tài)而設(shè)立的。當(dāng)開關(guān)斷開時，單片機(jī)運(yùn)行循環(huán)計(jì)數(shù)主程序；當(dāng)開關(guān)閉合時，單片機(jī)運(yùn)行流水燈中斷程序，執(zhí)行完中斷程序后返回繼續(xù)執(zhí)行計(jì)數(shù)顯示主程序。4．2．5中斷計(jì)數(shù)流水燈硬件電路設(shè)計(jì)

圖4－10中斷計(jì)數(shù)流水燈電路下一頁上一頁11醉翁亭記

1．反復(fù)朗讀并背誦課文，培養(yǎng)文言語感。

2．結(jié)合注釋疏通文義，了解文本內(nèi)容，掌握文本寫作思路。

3．把握文章的藝術(shù)特色，理解虛詞在文中的作用。

4．體會作者的思想感情，理解作者的政治理想。一、導(dǎo)入新課范仲淹因參與改革被貶，于慶歷六年寫下《岳陽樓記》，寄托自己“先天下之憂而憂，后天下之樂而樂”的政治理想。實(shí)際上，這次改革，受到貶謫的除了范仲淹和滕子京之外，還有范仲淹改革的另一位支持者——北宋大文學(xué)家、史學(xué)家歐陽修。他于慶歷五年被貶謫到滁州，也就是今天的安徽省滁州市。也是在此期間，歐陽修在滁州留下了不遜于《岳陽樓記》的千古名篇——《醉翁亭記》。接下來就讓我們一起來學(xué)習(xí)這篇課文吧！【教學(xué)提示】結(jié)合前文教學(xué)，有利于學(xué)生把握本文寫作背景，進(jìn)而加深學(xué)生對作品含義的理解。二、教學(xué)新課目標(biāo)導(dǎo)學(xué)一：認(rèn)識作者，了解作品背景作者簡介：歐陽修(1007—1072)，字永叔，自號醉翁，晚年又號“六一居士”。吉州永豐(今屬江西)人，因吉州原屬廬陵郡，因此他又以“廬陵歐陽修”自居。謚號文忠，世稱歐陽文忠公。北宋政治家、文學(xué)家、史學(xué)家，與韓愈、柳宗元、王安石、蘇洵、蘇軾、蘇轍、曾鞏合稱“唐宋八大家”。后人又將其與韓愈、柳宗元和蘇軾合稱“千古文章四大家”。

關(guān)于“醉翁”與“六一居士”：初謫滁山，自號醉翁。既老而衰且病，將退休于潁水之上，則又更號六一居士。客有問曰：“六一何謂也？”居士曰：“吾家藏書一萬卷，集錄三代以來金石遺文一千卷，有琴一張，有棋一局，而常置酒一壺?！笨驮唬骸笆菫槲逡粻?，奈何？”居士曰：“以吾一翁，老于此五物之間，豈不為六一乎？”寫作背景：宋仁宗慶歷五年(1045年)，參知政事范仲淹等人遭讒離職，歐陽修上書替他們分辯，被貶到滁州做了兩年知州。到任以后，他內(nèi)心抑郁，但還能發(fā)揮“寬簡而不擾”的作風(fēng)，取得了某些政績?！蹲砦掏び洝肪褪窃谶@個時期寫就的。目標(biāo)導(dǎo)學(xué)二：朗讀文章，通文順字1．初讀文章，結(jié)合工具書梳理文章字詞。2．朗讀文章，劃分文章節(jié)奏，標(biāo)出節(jié)奏劃分有疑難的語句。節(jié)奏劃分示例

環(huán)滁/皆山也。其/西南諸峰，林壑/尤美，望之/蔚然而深秀者，瑯琊也。山行/六七里，漸聞/水聲潺潺，而瀉出于/兩峰之間者，釀泉也。峰回/路轉(zhuǎn)，有亭/翼然臨于泉上者，醉翁亭也。作亭者/誰？山之僧/曰/智仙也。名之者/誰？太守/自謂也。太守與客來飲/于此，飲少/輒醉，而/年又最高，故/自號曰/醉翁也。醉翁之意/不在酒，在乎/山水之間也。山水之樂，得之心/而寓之酒也。節(jié)奏劃分思考“山行/六七里”為什么不能劃分為“山/行六七里”？

明確：“山行”意指“沿著山路走”，“山行”是個狀中短語，不能將其割裂?！巴?蔚然而深秀者”為什么不能劃分為“望之蔚然/而深秀者”？明確：“蔚然而深秀”是兩個并列的詞，不宜割裂，“望之”是總起詞語，故應(yīng)從其后斷句?！窘虒W(xué)提示】引導(dǎo)學(xué)生在反復(fù)朗讀的過程中劃分朗讀節(jié)奏，在劃分節(jié)奏的過程中感知文意。對于部分結(jié)構(gòu)復(fù)雜的句子，教師可做適當(dāng)?shù)闹v解引導(dǎo)。目標(biāo)導(dǎo)學(xué)三：結(jié)合注釋，翻譯訓(xùn)練1．學(xué)生結(jié)合課下注釋和工具書自行疏通文義，并畫出不解之處?！窘虒W(xué)提示】節(jié)奏劃分與明確文意相輔相成，若能以節(jié)奏劃分引導(dǎo)學(xué)生明確文意最好；若學(xué)生理解有限，亦可在解讀文意后把握節(jié)奏劃分。2．以四人小組為單位，組內(nèi)互助解疑，并嘗試用“直譯”與“意譯”兩種方法譯讀文章。3．教師選擇疑難句或值得翻譯的句子，請學(xué)生用兩種翻譯方法進(jìn)行翻譯。翻譯示例：若夫日出而林霏開，云歸而巖穴暝，晦明變化者，山間之朝暮也。野芳發(fā)而幽香，佳木秀而繁陰，風(fēng)霜高潔，水落而石出者，山間之四時也。直譯法：那太陽一出來，樹林里的霧氣散開，云霧聚攏，山谷就顯得昏暗了，朝則自暗而明，暮則自明而暗，或暗或明，變化不一，這是山間早晚的景色。野花開放，有一股清幽的香味，好的樹木枝葉繁茂，形成濃郁的綠蔭。天高氣爽，霜色潔白，泉水淺了，石底露出水面，這是山中四季的景色。意譯法：太陽升起，山林里霧氣開始消散，煙云聚攏，山谷又開始顯得昏暗，清晨自暗而明，薄暮又自明而暗，如此暗明變化的，就是山中的朝暮。春天野花綻開并散發(fā)出陣陣幽香，夏日佳樹繁茂并形成一片濃蔭，秋天風(fēng)高氣爽，霜色潔白，冬日水枯而石底上露，如此，就是山中的四季。【教學(xué)提示】翻譯有直譯與意譯兩種方式，直譯鍛煉學(xué)生用語的準(zhǔn)確性，但可能會降低譯文的美感；意譯可加強(qiáng)譯文的美感，培養(yǎng)學(xué)生的翻譯興趣，但可能會降低譯文的準(zhǔn)確性。因此，需兩種翻譯方式都做必要引導(dǎo)。全文直譯內(nèi)容見《我的積累本》。目標(biāo)導(dǎo)學(xué)四：解讀文段，把握文本內(nèi)容1．賞析第一段，說說本文是如何引出“醉翁亭”的位置的，作者在此運(yùn)用了怎樣的藝術(shù)手法。

明確：首先以“環(huán)滁皆山也”五字領(lǐng)起，將滁州的地理環(huán)境一筆勾出，點(diǎn)出醉翁亭坐落在群山之中，并縱觀滁州全貌，鳥瞰群山環(huán)抱之景。接著作者將“鏡頭”全景移向局部，先寫“西南諸峰，林壑尤美”，醉翁亭坐落在有最美的林壑的西南諸峰之中，視野集中到最佳處。再寫瑯琊山“蔚然而深秀”，點(diǎn)山“秀”，照應(yīng)上文的“美”。又寫釀泉，其名字透出了泉與酒的關(guān)系，好泉釀好酒，好酒叫人醉?！白砦掏ぁ钡拿直惆抵型赋?，然后引出“醉翁亭”來。作者利用空間變幻的手法，移步換景，由遠(yuǎn)及近，為我們描繪了一幅幅山水特寫。2．第二段主要寫了什么？它和第一段有什么聯(lián)系？明確：第二段利用時間推移，抓住朝暮及四季特點(diǎn)，描繪了對比鮮明的晦明變化圖及四季風(fēng)光圖，寫出了其中的“樂亦無窮”。第二段是第一段“山水之樂”的具體化。3．第三段同樣是寫“樂”，但卻是寫的游人之樂，作者是如何寫游人之樂的？明確：“滁人游”，前呼后應(yīng)，扶老攜幼，自由自在，熱鬧非凡；“太守宴”，溪深魚肥，泉香酒洌，美味佳肴，應(yīng)有盡有；“眾賓歡”，投壺下棋，觥籌交錯，說說笑笑，無拘無束。如此勾畫了游人之樂。4．作者為什么要在第三段寫游人之樂？明確：寫滁人之游，描繪出一幅太平祥和的百姓游樂圖。游樂場景映在太守的眼里，便多了一層政治清明的意味。太守在游人之樂中酒酣而醉，此醉是為山水之樂而醉，更是為能與百姓同樂而醉。體現(xiàn)太守與百姓關(guān)系融洽，“政通人和”才能有這樣的樂。5．第四段主要寫了什么？明確：寫宴會散、眾人歸的情景。目標(biāo)導(dǎo)學(xué)五：深入解讀，把握作者思想感情思考探究：作者以一個“樂”字貫穿全篇，卻有兩個句子別出深意，不單單是在寫樂，而是另有所指，表達(dá)出另外一種情緒，請你找出這兩個句子，說說這種情緒是什么。明確：醉翁之意不在酒，在乎山水之間也。醉能同其樂，醒能述以文者，太守也。這種情緒是作者遭貶謫后的抑郁，作者并未在文中袒露胸懷，只含蓄地說：“醉能同其樂，醒能述以文者，太守也?！贝司渑c醉翁亭的名稱、“醉翁之意不在酒，在乎山水之間也”前后呼應(yīng)，并與“滁人游”“太守宴”“眾賓歡”“太守醉”連成一條抒情的線索，曲折地表達(dá)了作者內(nèi)心復(fù)雜的思想感情。目標(biāo)導(dǎo)學(xué)六：賞析文本，感受文本藝術(shù)特色1．在把握作者復(fù)雜感情的基礎(chǔ)上朗讀文本。2．反復(fù)朗讀，請同學(xué)說說本文讀來有哪些特點(diǎn)，為什么會有這些特點(diǎn)。(1)句法上大量運(yùn)用駢偶句，并夾有散句，既整齊又富有變化，使文章越發(fā)顯得音調(diào)鏗鏘，形成一種駢散結(jié)合的獨(dú)特風(fēng)格。如“野芳發(fā)而幽香，佳木秀而繁陰”“朝而往，暮而歸，四時之景不同，而樂亦無窮也”。(2)文