第 2章 单片机系统组成原理
2.1 MCS-51单片机组成原理
2.2 单片机复位电路设计
2.3 MCS-51存储器配置
2.4 定时器 /计数器
2.5 中断系统
2.1 MCS-51单片机组成原理
MCS-51单片机的组成,
1,8位 CPU
2,片内 ROM/EPROM,RAM
3,片内并行 I/O接口
4,片内 16位定时器 /计数器
5,片内中断处理系统
6,片内全双工串行 I/O口
不同型号 MCS-51单片机 CPU处理能力和指令系统完全
兼容, 只是存储器和 I/O接口的配置有所不同 。
MCS-51单片机结构
2.2 MCS-51单片机引脚
1,I/O口线功能
4个 8位并行 I/O 接口引脚 P0.0～
P0.7, P1.0～ P1.7, P2.0～ P2.7 和
P3.0～ P3.7
为多功能引脚，可自 动切换用
作数据总线、地址总线、控制总线
和或 I/O 接口外部引脚
2．控制线
ALE,地址锁存允许信号端
PSEN,外部程序存储器读选通信
号端
EA/VPP,程序存储器选择信号端
和编程电源输入端
复位：
RST/VPD,复位信号端和后备电源输入端。 输入 10ms以
上高电平脉冲，单片机复位。 VPD使用后备电源，可实
现掉电保护 。
电源
工作电源,VCC,VSS、
复位电路：
1）上电复位
2）外部信号复位 单片机
RSTK
+5V
200Ω
1K
30μF
时钟
时钟频率, 范围要求在 1.2MHz～ 12MHz之间。
一般从外部振荡器输入时钟信号。
机器周期,完成一个基本操作所需要的时间。
一个机器周期由 12个时钟周期组成。
指令周期,一条指令的执行时间。
以机器周期为单位,单周期, 双周期 和 四周期 指令。
思考题,设应用单片机晶振频率为 12MHz，
问机器周期为多少？指令周期分别为多少？
XTAL1
单片机
XTAL2
0000H
FFFFH
0000H
FFFFH
ROM 内 RAM 外 RAM
00H
FFH
寄存器
区
位寻址区
数据缓
冲区
SFR
20H
30H
80H
E0H
A
2.3 MCS-51寄存器配置
物理上 4个存储器地址空间：
片内 /片外程序存储器空间
片内 /片外数据存储器空间
逻辑上 3个存储器地址空间,
64KB 程序存储器
256B 片内数据存储器
64KB 片外数据存储器
一,物理空间与地址
二,程序和数据存储器逻辑空间
普林斯顿结构,程序和数据共用一个存储器逻辑空间, 统一
编址 。
哈佛结构,程序与数据分为两个独立存储器逻辑空间,
分开编址 。
三,片内 RAM寄存器
MCS-51的寄存器在片内 RAM都有映像地址。使用时，既
可用寄存器名，也可用对应单元地址。
1,片内 RAM
工作寄存器区：
字节地址,00H～ 1FH
位寻址区：
字节地址,20H～ 2FH
位地址为,00H～ 7FH
数据缓冲区 /堆栈区：
字节地址,00H～ 7FH
一般使用 30H～ 7FH
2,特殊功能寄存器 SFR
占用字节地址,80H～ FFH
位寻址寄存器：
其字节地址可被 8整除。
?专用寄存器：
A,B,PSW,DPTR,SP
?I/O接口寄存器：
P0,P1,P2,P3,SBUF、
TMOD,TCON,SCON …
实质是计数器，脉冲每一次下降沿，计数寄存器数值将
加 1。 计数的脉冲如果来源于单片机内部的晶振,由于其周期
极为准确，这时称为定时器。计数的脉冲如果来源于单片机
外部的引脚，由于其周期一般不准确，这时称为计数器。
8031 有 2个可独立控制的 16位定时器 /计数器,T0,T1。
+1计数器 溢出 中断脉冲
控制
开关
2.4 MCS-51定时器 /计数器
2.4.1 MCS-51 计数 /定时器的原理
定时器控制、状态寄存器
1)TMOD定时器方式寄存器（ 89H）
1）功能选择位 C/T：
=0,定时功能，计数内部机器周期脉冲；
=1，计数功能，计数引脚 T0(T1)输入的负脉冲。
2）方式选择位 M1,M0：
3）门控方式选择位 GATE
计数器启动方式的选择
确定定时器工作方式指令：
MOV TMOD,#方式字
例：设 T0用方式 2非门控定时,T1用方式 1门控计数。
MOV TMOD,#0D2H ; 1101 0010 B
G A T E C /T M1 M0 G A T E C /T M1 M0
T1 T0
M 1 M 0 方式 功能描述
0 0 0 13 位
0 1 1 16 位
1 0 2 8 位自动重装
1 1 3 T0 为两个 8 位
2.4.2 定时器工作方式
由方式选择位 M1,M0设定
一, 方式 0
13位定时 /计数器 。 THx 8位和 TLx低 5位组成 13位加 1
计数器, 此种方式与 MCS－ 48系列兼容, 如果不是为了兼容
的目的, 一般不用方式 0.
方式 0的全部功能, 方式 1都可以代替 。
二, 方式 1
16位定时 /计数器 。 THx8位和 TLx8位组成 16位加 1计数器
最大计数脉冲个数,1～ 65536(216)，最长定时时间 (晶振 12MHz
T=1?s),1?s ～ 65536× T= 65.54ms
非门控方式：当 GATE＝ 0,
控制权由 TRx 决定
TRx＝ 1 计数开始
TRx ＝ 0 计数停止
门控方式：当 GATE＝ 1,TRx＝ 1
控制权由 INTx 决定
INTx＝ 1 计数开始
INTx ＝ 0 计数停止
启动计数方式：
三,方式 2
用于需要重复定时和计数的场合。
最大计数值,256 (28)
最大定时时间 (晶振 12MHz时 T=1?s),256?s
自动恢复初值 8位定时 /计数器。 TLx为 8位加 1计数器，
THx为 8位初值暂存器。
四,方式 3
T0分成 2个 8位定时器,TL0定时 /计数器和 TH0定时器
TL0占用 T0控制位,C/T,TR0,GATE； TH0占用 T1控制
位,TR1。 T1不能使用方式 3工作
2.4.3 计算时间常数 X(计算初值 )
计数功能,X= 2n -计数值 n,8/13/16
定时功能,X= 2n - t/T
t,定时时间（ s） T,机器周期 ＝ 12/晶振频率
如：晶振为 12MHz时,T＝ 12/12 MHz＝ 12÷（ 12× 10-6）
（ 秒）＝ 1× 10-6＝ 1us
一, MCS-51定时器的应用
定时器初始化编程：使用定时器工作之前, 先写入控
制寄存器, 确定好定时器工作方式 。
初始化编程格式：
MOV TMOD,# 方式字 ；选择方式
MOV THx,#XH ； 装入 Tx时间常数
MOV TLx,#XL
SETB EA ； 开 Tx中断
SETB ETx
SETB TRx ； 启动 Tx定时器 。
例：由 P1.0输出方波信号，周期为 2ms,设 fosc=12MHz。
2ms
解：每隔 1ms改变一次 P1.0的输出状态，即形成方波，用 T0非门控方式 1
定时。
计算时间常数,X = 216 - t/T = 216 –(/1000)/10-6 = 65536-1000
= 64536 = FC18H ORG 0000H
AJMP MAIN
ORG 000BH ； T0中断硬件入口地址
AJMP PT0INT ； 跳到中断服务程序
ORG 0030H
MAIN,MOV TMOD,#01H ； 中断方式
MOV TL0,#18H ； 计数初值
MOV TH0,#0FCH
SETB EA ； 开放总中断
SETB ET0 ； 开放 T0中断
SETB TR0 ； 启动定时器
HERE,SJMP HERE ； 等待中断，相当于执行其
它任务
PT0INT,MOV TL0,#18H ;中断服务程序；置初值
MOV TH0,#0FCH
CPL P1.0 ； 取反，产生方波
RETI ； 中断返回
例 P1.7驱动 LED亮 1秒灭 1秒地闪烁，设时钟频率为 12MHz。
长定时方法：增加一个软件计数器（如 R7),记录中断次数，
计满 n个中断为 1秒。
ORG 0000H
AJMP MAIN
ORG 001BH
AJMP PT1INT
ORG 0030H
START,MOV R7,#00H
MOV TMOD,#10H
MOV TL1,#0F0H
MOV TH1,#0D8H
SETB EA
SETB ET1
SETB TR1
HERE,SJMP HERE
PT1INT,MOV TL1,#0F0H
MOV TH1,#0D8H
INC R7
CJNE R7,#10,PEND
MOV R7,#00H
CPL P1.7
PEND,RETI
例 定时器外部引脚 T0(T1)用作外部中断信号输入端。外部负脉
冲引起中断请求，选计数方式，时间常数为 FFH。
例：门控方式测量正脉冲宽度
解,INT1引脚输入被检测信号，记录在正脉冲的时间内包含
机器脉冲个数。
设脉宽小于 65.5ms
等待查询 INT0,正脉冲过后，读出 TH1TL1。
START,MOV TMOD,#90HMOV TL1,#00H
MOV TH1,#00HWAIT1,JB P3.3,WAIT1
SETB TR1WAIT2, JNB P3.3,WAIT2
WAIT3, JB P3.3,WAIT3CLR TR1
MOV R2,TL1MOV R3,TH1
…
TR1=1 T1启动 TR1=0
T1停止
INT1
一,中断系统 —— 重要指标
日常生活中的中断与计算机中断的比较：
某人看书 执行主程序 日常事务
电话铃响 中断信号如 INT=0 中断请求
暂停看书 暂停执行主程序 中断响应
书中作记号 当前 PC入栈 保护断点
电话谈话 执行中断程序 中断服务
继续看书 返回主程序 中断返回
日
常
事
务
程
序
中
断
服
务
程
序
2.5 中断系统
2.5.1 中断概念
所谓“中断,，是指 CPU执行正常程序时，系统中出
现特殊请求,CPU暂时中止当前的程序，转去处理更紧
急的事件，处理完毕后,CPU返回原程序的过程。
中断与子程序的最主要区别：
子程序是预先安排好的；
中断是随机发生的。
二,中断的定义，与子程序的区别
三,MCS-51中断系统内部结构
2.5.2 中断系统控制
一、中断控制寄存器
1.中断标志位, TF1,TF0,IE1,IE0,RI, TI
登记各中断源请求信号,=1,有中断请求； = 0,无中断请求 。
CPU响应中断后,该中断标志自动清零 。 TI,RI标志必须软件清零 。
2.外部中断 触发方式选择位,IT0,IT1
=1：负边沿触发中断请求； = 0：低电平触发中断请求 。
寄存器名称 D 7 D 6 D 5 D 4 D 3 D 2 D 1 D 0
T CO N (88H
)
T F 1 T F 0 I E 1 I T 1 I E 0 I T 0 定时器控制
寄存器
位地址 8 F H 8 E H 8 D H 8 C H 8 B H 8 A H 8 9 H 8 8 H
S CO N ( 9 8 H ) TI RI 串行口控制
寄存器 位地址 9 F H 9 E H 9 D H 9 C H 9 B H 9 A H 9 9 H 9 8 H
IE ( A 8 H ) EA ES E T 1 E X 1 E T 0 E X 0 中断允许
寄存器 位地址 A F H A C H A B H A A H A 9 H A 8 H
IP ( B 8 H ) PS P T 1 P X 1 P T 0 P X 0 中断优先级
寄存器 位地址 B C H B B H B A H B 9 H B 8 H
二,中断允许寄存器
寄存器名称 D
7
D
6
D
5
D
4
D
3
D
2
D
1
D
0
T C O N ( 8 8 H ) T F 1 T F 0 I E 1 I T 1 I E 0 I T 0定时器控制
寄存器 位地址 8 F H 8 E H 8 D H 8 C H 8 B H 8 A H 8 9 H 8 8 H
S C O N ( 9 8 H ) TI RI串行口控制
寄存器 位地址 9 F H 9 E H 9 D H 9 C H 9 B H 9 A H 9 9 H 9 8 H
IE ( A 8 H ) EA ES ET1 E X 1 ET0 E X 0中断允许
寄存器 位地址 A F H A C H A B H A A H A 9 H A 8 H
IP ( B 8 H ) PS P T 1 P X 1 P T 0 P X 0中断优先级
寄存器 位地址 B C H B B H B A H B 9 H B 8 H
中断允许控制位,EA,ES,ET1,EX1,ET0,EX0
=1开中断； = 0关中断 。
例：允许 CPU响应 INT0的中断请求
SETB EX0
SETB EA
三,中断优先寄存器
寄存器名称 D
7
D
6
D
5
D
4
D
3
D
2
D
1
D
0
T C O N ( 8 8 H ) T F 1 T F 0 I E 1 I T 1 I E 0 I T 0定时器控制
寄存器 位地址 8 F H 8 E H 8 D H 8 C H 8 B H 8 A H 8 9 H 8 8 H
S C O N ( 9 8 H ) TI RI串行口控制
寄存器 位地址 9 F H 9 E H 9 D H 9 C H 9 B H 9 A H 9 9 H 9 8 H
IE ( A 8 H ) EA ES ET1 E X 1 ET0 E X 0中断允许
寄存器 位地址 A F H A C H A B H A A H A 9 H A 8 H
IP ( B 8 H ) PS P T 1 P X 1 P T 0 P X 0中断优先级
寄存器 位地址 B C H B B H B A H B 9 H B 8 H
中断优先级控制位,PS,PT1,PX1,PT0,PX0
2级优先级,=1为高优先级, = 0为低优先级 。
同一优先级别按内部查询顺序排列优先级：
高 INT0,T0,INT1,T1,SIO 低 。
2.5.3 中断响应和中断返回
一, 中断响应周期时序
每个机器周期采样中断标志位, 若有中断请求, 将在下一
个机器周期按优先级顺序进行中断查询 。
二, 各中断源中断服务程序的入口地址
中断源 中断入口地址
I N T 0 0003H
T0 0 0 0 B H
I N T 1 0013H
T1 0 0 1 B H
S I O 0023H
三, 中断响应阻断
1, 当 CPU未执行完一条指令 。
2,当有同级或高级中断服务 。
3,执行 RETI指令或访问 IE,IP
的指令后, 不能立即响应中断 。
四, 中断返回
中断返回指令,RETI= RET指令 + 通知 CPU中断服务已
结束 。
中断响应时间：
正常中断响应时间至少为 3～ 8个机器周期, 如果有同级
或高级中断服务, 将延长中断响应时间 。
2.5.4 中断处理过程（基本理解的要求）
一, 中断响应条件
1,有中断请求信号
2,系统处于开中断状态
二,中断响应过程
1,保护断点：将断点地址压入堆栈保存，即当前 PC值入
栈。
2,寻找中断源：中断服务程序硬件入口 ?PC,转入中断
服务。
3,中断处理：执行中断源所要求的程序处理段。
4,中断返回：执行 RETI指令，栈顶内容 ?PC,程序跳转
回断点处。
2.5.5 多中断源系统
当外部中断源多于中断输入引脚时，可采取以下措施：
1.用定时器计数输入信号端 T0,T1作外部中断入口引脚
2.用串行口接收端 RXD作外部中断入口引脚
3.用一个中断入口接受多个外部中断源，并加入中断查询电路。
2.5.6 处理外部中断举例
要求每次按动按键，使外接发光二极管 LED改变一次亮灭状态。
解,INT0输入按键信号,P1.0输出改变 LED状态。
一,跳变触发：每次跳变引起一次中断请求
ORG 0000H
AJMP MAIN
ORG 0003H ； 中断入口
AJMP PINT0
ORG 0100H ； 主程序
MAIN,SETB EA ； 开总允许开关
SETB EX0 ； 开 INT0中断
SETB IT0 ； 负跳变触发中断
Here,SJMP Here ； 相当于执行其
它任务
ORG 0200H ； 中断服务程序
PINT0,CPL P1.0 ； 改变 LED
RETI ； 返回主程序
单片机
INT0
P1.0 1
+5V
1．软件等待按键释放。
2．硬件清除中断信号。
二,电平触发：避免一次按键引起多次中断响应。
单片机
INT0
P1.0 1
+5VORG 0000H；
AJMP MAIN
ORG 0003H ； 中断入口
AJMP PINT0
ORG 0100H ； 主程序
MAIN,SETB EA ； 开总允许开关
SETB EX0 ； 开 INT0中断
CLR IT0 ； 低电平触发中断
Here,SJMP Here ； 相当于执行其它
任务
ORG 0200H； 中断服务程序
PINT0,CPL P1.0 ； 改变 LED
WAIT,JNB P3.2,WAIT； 等按键释放
RETI ； 返回主程序
2.1 MCS-51单片机组成原理
2.2 单片机复位电路设计
2.3 MCS-51存储器配置
2.4 定时器 /计数器
2.5 中断系统
2.1 MCS-51单片机组成原理
MCS-51单片机的组成,
1,8位 CPU
2,片内 ROM/EPROM,RAM
3,片内并行 I/O接口
4,片内 16位定时器 /计数器
5,片内中断处理系统
6,片内全双工串行 I/O口
不同型号 MCS-51单片机 CPU处理能力和指令系统完全
兼容, 只是存储器和 I/O接口的配置有所不同 。
MCS-51单片机结构
2.2 MCS-51单片机引脚
1,I/O口线功能
4个 8位并行 I/O 接口引脚 P0.0～
P0.7, P1.0～ P1.7, P2.0～ P2.7 和
P3.0～ P3.7
为多功能引脚，可自 动切换用
作数据总线、地址总线、控制总线
和或 I/O 接口外部引脚
2．控制线
ALE,地址锁存允许信号端
PSEN,外部程序存储器读选通信
号端
EA/VPP,程序存储器选择信号端
和编程电源输入端
复位：
RST/VPD,复位信号端和后备电源输入端。 输入 10ms以
上高电平脉冲，单片机复位。 VPD使用后备电源，可实
现掉电保护 。
电源
工作电源,VCC,VSS、
复位电路：
1）上电复位
2）外部信号复位 单片机
RSTK
+5V
200Ω
1K
30μF
时钟
时钟频率, 范围要求在 1.2MHz～ 12MHz之间。
一般从外部振荡器输入时钟信号。
机器周期,完成一个基本操作所需要的时间。
一个机器周期由 12个时钟周期组成。
指令周期,一条指令的执行时间。
以机器周期为单位,单周期, 双周期 和 四周期 指令。
思考题,设应用单片机晶振频率为 12MHz，
问机器周期为多少？指令周期分别为多少？
XTAL1
单片机
XTAL2
0000H
FFFFH
0000H
FFFFH
ROM 内 RAM 外 RAM
00H
FFH
寄存器
区
位寻址区
数据缓
冲区
SFR
20H
30H
80H
E0H
A
2.3 MCS-51寄存器配置
物理上 4个存储器地址空间：
片内 /片外程序存储器空间
片内 /片外数据存储器空间
逻辑上 3个存储器地址空间,
64KB 程序存储器
256B 片内数据存储器
64KB 片外数据存储器
一,物理空间与地址
二,程序和数据存储器逻辑空间
普林斯顿结构,程序和数据共用一个存储器逻辑空间, 统一
编址 。
哈佛结构,程序与数据分为两个独立存储器逻辑空间,
分开编址 。
三,片内 RAM寄存器
MCS-51的寄存器在片内 RAM都有映像地址。使用时，既
可用寄存器名，也可用对应单元地址。
1,片内 RAM
工作寄存器区：
字节地址,00H～ 1FH
位寻址区：
字节地址,20H～ 2FH
位地址为,00H～ 7FH
数据缓冲区 /堆栈区：
字节地址,00H～ 7FH
一般使用 30H～ 7FH
2,特殊功能寄存器 SFR
占用字节地址,80H～ FFH
位寻址寄存器：
其字节地址可被 8整除。
?专用寄存器：
A,B,PSW,DPTR,SP
?I/O接口寄存器：
P0,P1,P2,P3,SBUF、
TMOD,TCON,SCON …
实质是计数器，脉冲每一次下降沿，计数寄存器数值将
加 1。 计数的脉冲如果来源于单片机内部的晶振,由于其周期
极为准确，这时称为定时器。计数的脉冲如果来源于单片机
外部的引脚，由于其周期一般不准确，这时称为计数器。
8031 有 2个可独立控制的 16位定时器 /计数器,T0,T1。
+1计数器 溢出 中断脉冲
控制
开关
2.4 MCS-51定时器 /计数器
2.4.1 MCS-51 计数 /定时器的原理
定时器控制、状态寄存器
1)TMOD定时器方式寄存器（ 89H）
1）功能选择位 C/T：
=0,定时功能，计数内部机器周期脉冲；
=1，计数功能，计数引脚 T0(T1)输入的负脉冲。
2）方式选择位 M1,M0：
3）门控方式选择位 GATE
计数器启动方式的选择
确定定时器工作方式指令：
MOV TMOD,#方式字
例：设 T0用方式 2非门控定时,T1用方式 1门控计数。
MOV TMOD,#0D2H ; 1101 0010 B
G A T E C /T M1 M0 G A T E C /T M1 M0
T1 T0
M 1 M 0 方式 功能描述
0 0 0 13 位
0 1 1 16 位
1 0 2 8 位自动重装
1 1 3 T0 为两个 8 位
2.4.2 定时器工作方式
由方式选择位 M1,M0设定
一, 方式 0
13位定时 /计数器 。 THx 8位和 TLx低 5位组成 13位加 1
计数器, 此种方式与 MCS－ 48系列兼容, 如果不是为了兼容
的目的, 一般不用方式 0.
方式 0的全部功能, 方式 1都可以代替 。
二, 方式 1
16位定时 /计数器 。 THx8位和 TLx8位组成 16位加 1计数器
最大计数脉冲个数,1～ 65536(216)，最长定时时间 (晶振 12MHz
T=1?s),1?s ～ 65536× T= 65.54ms
非门控方式：当 GATE＝ 0,
控制权由 TRx 决定
TRx＝ 1 计数开始
TRx ＝ 0 计数停止
门控方式：当 GATE＝ 1,TRx＝ 1
控制权由 INTx 决定
INTx＝ 1 计数开始
INTx ＝ 0 计数停止
启动计数方式：
三,方式 2
用于需要重复定时和计数的场合。
最大计数值,256 (28)
最大定时时间 (晶振 12MHz时 T=1?s),256?s
自动恢复初值 8位定时 /计数器。 TLx为 8位加 1计数器，
THx为 8位初值暂存器。
四,方式 3
T0分成 2个 8位定时器,TL0定时 /计数器和 TH0定时器
TL0占用 T0控制位,C/T,TR0,GATE； TH0占用 T1控制
位,TR1。 T1不能使用方式 3工作
2.4.3 计算时间常数 X(计算初值 )
计数功能,X= 2n -计数值 n,8/13/16
定时功能,X= 2n - t/T
t,定时时间（ s） T,机器周期 ＝ 12/晶振频率
如：晶振为 12MHz时,T＝ 12/12 MHz＝ 12÷（ 12× 10-6）
（ 秒）＝ 1× 10-6＝ 1us
一, MCS-51定时器的应用
定时器初始化编程：使用定时器工作之前, 先写入控
制寄存器, 确定好定时器工作方式 。
初始化编程格式：
MOV TMOD,# 方式字 ；选择方式
MOV THx,#XH ； 装入 Tx时间常数
MOV TLx,#XL
SETB EA ； 开 Tx中断
SETB ETx
SETB TRx ； 启动 Tx定时器 。
例：由 P1.0输出方波信号，周期为 2ms,设 fosc=12MHz。
2ms
解：每隔 1ms改变一次 P1.0的输出状态，即形成方波，用 T0非门控方式 1
定时。
计算时间常数,X = 216 - t/T = 216 –(/1000)/10-6 = 65536-1000
= 64536 = FC18H ORG 0000H
AJMP MAIN
ORG 000BH ； T0中断硬件入口地址
AJMP PT0INT ； 跳到中断服务程序
ORG 0030H
MAIN,MOV TMOD,#01H ； 中断方式
MOV TL0,#18H ； 计数初值
MOV TH0,#0FCH
SETB EA ； 开放总中断
SETB ET0 ； 开放 T0中断
SETB TR0 ； 启动定时器
HERE,SJMP HERE ； 等待中断，相当于执行其
它任务
PT0INT,MOV TL0,#18H ;中断服务程序；置初值
MOV TH0,#0FCH
CPL P1.0 ； 取反，产生方波
RETI ； 中断返回
例 P1.7驱动 LED亮 1秒灭 1秒地闪烁，设时钟频率为 12MHz。
长定时方法：增加一个软件计数器（如 R7),记录中断次数，
计满 n个中断为 1秒。
ORG 0000H
AJMP MAIN
ORG 001BH
AJMP PT1INT
ORG 0030H
START,MOV R7,#00H
MOV TMOD,#10H
MOV TL1,#0F0H
MOV TH1,#0D8H
SETB EA
SETB ET1
SETB TR1
HERE,SJMP HERE
PT1INT,MOV TL1,#0F0H
MOV TH1,#0D8H
INC R7
CJNE R7,#10,PEND
MOV R7,#00H
CPL P1.7
PEND,RETI
例 定时器外部引脚 T0(T1)用作外部中断信号输入端。外部负脉
冲引起中断请求，选计数方式，时间常数为 FFH。
例：门控方式测量正脉冲宽度
解,INT1引脚输入被检测信号，记录在正脉冲的时间内包含
机器脉冲个数。
设脉宽小于 65.5ms
等待查询 INT0,正脉冲过后，读出 TH1TL1。
START,MOV TMOD,#90HMOV TL1,#00H
MOV TH1,#00HWAIT1,JB P3.3,WAIT1
SETB TR1WAIT2, JNB P3.3,WAIT2
WAIT3, JB P3.3,WAIT3CLR TR1
MOV R2,TL1MOV R3,TH1
…
TR1=1 T1启动 TR1=0
T1停止
INT1
一,中断系统 —— 重要指标
日常生活中的中断与计算机中断的比较：
某人看书 执行主程序 日常事务
电话铃响 中断信号如 INT=0 中断请求
暂停看书 暂停执行主程序 中断响应
书中作记号 当前 PC入栈 保护断点
电话谈话 执行中断程序 中断服务
继续看书 返回主程序 中断返回
日
常
事
务
程
序
中
断
服
务
程
序
2.5 中断系统
2.5.1 中断概念
所谓“中断,，是指 CPU执行正常程序时，系统中出
现特殊请求,CPU暂时中止当前的程序，转去处理更紧
急的事件，处理完毕后,CPU返回原程序的过程。
中断与子程序的最主要区别：
子程序是预先安排好的；
中断是随机发生的。
二,中断的定义，与子程序的区别
三,MCS-51中断系统内部结构
2.5.2 中断系统控制
一、中断控制寄存器
1.中断标志位, TF1,TF0,IE1,IE0,RI, TI
登记各中断源请求信号,=1,有中断请求； = 0,无中断请求 。
CPU响应中断后,该中断标志自动清零 。 TI,RI标志必须软件清零 。
2.外部中断 触发方式选择位,IT0,IT1
=1：负边沿触发中断请求； = 0：低电平触发中断请求 。
寄存器名称 D 7 D 6 D 5 D 4 D 3 D 2 D 1 D 0
T CO N (88H
)
T F 1 T F 0 I E 1 I T 1 I E 0 I T 0 定时器控制
寄存器
位地址 8 F H 8 E H 8 D H 8 C H 8 B H 8 A H 8 9 H 8 8 H
S CO N ( 9 8 H ) TI RI 串行口控制
寄存器 位地址 9 F H 9 E H 9 D H 9 C H 9 B H 9 A H 9 9 H 9 8 H
IE ( A 8 H ) EA ES E T 1 E X 1 E T 0 E X 0 中断允许
寄存器 位地址 A F H A C H A B H A A H A 9 H A 8 H
IP ( B 8 H ) PS P T 1 P X 1 P T 0 P X 0 中断优先级
寄存器 位地址 B C H B B H B A H B 9 H B 8 H
二,中断允许寄存器
寄存器名称 D
7
D
6
D
5
D
4
D
3
D
2
D
1
D
0
T C O N ( 8 8 H ) T F 1 T F 0 I E 1 I T 1 I E 0 I T 0定时器控制
寄存器 位地址 8 F H 8 E H 8 D H 8 C H 8 B H 8 A H 8 9 H 8 8 H
S C O N ( 9 8 H ) TI RI串行口控制
寄存器 位地址 9 F H 9 E H 9 D H 9 C H 9 B H 9 A H 9 9 H 9 8 H
IE ( A 8 H ) EA ES ET1 E X 1 ET0 E X 0中断允许
寄存器 位地址 A F H A C H A B H A A H A 9 H A 8 H
IP ( B 8 H ) PS P T 1 P X 1 P T 0 P X 0中断优先级
寄存器 位地址 B C H B B H B A H B 9 H B 8 H
中断允许控制位,EA,ES,ET1,EX1,ET0,EX0
=1开中断； = 0关中断 。
例：允许 CPU响应 INT0的中断请求
SETB EX0
SETB EA
三,中断优先寄存器
寄存器名称 D
7
D
6
D
5
D
4
D
3
D
2
D
1
D
0
T C O N ( 8 8 H ) T F 1 T F 0 I E 1 I T 1 I E 0 I T 0定时器控制
寄存器 位地址 8 F H 8 E H 8 D H 8 C H 8 B H 8 A H 8 9 H 8 8 H
S C O N ( 9 8 H ) TI RI串行口控制
寄存器 位地址 9 F H 9 E H 9 D H 9 C H 9 B H 9 A H 9 9 H 9 8 H
IE ( A 8 H ) EA ES ET1 E X 1 ET0 E X 0中断允许
寄存器 位地址 A F H A C H A B H A A H A 9 H A 8 H
IP ( B 8 H ) PS P T 1 P X 1 P T 0 P X 0中断优先级
寄存器 位地址 B C H B B H B A H B 9 H B 8 H
中断优先级控制位,PS,PT1,PX1,PT0,PX0
2级优先级,=1为高优先级, = 0为低优先级 。
同一优先级别按内部查询顺序排列优先级：
高 INT0,T0,INT1,T1,SIO 低 。
2.5.3 中断响应和中断返回
一, 中断响应周期时序
每个机器周期采样中断标志位, 若有中断请求, 将在下一
个机器周期按优先级顺序进行中断查询 。
二, 各中断源中断服务程序的入口地址
中断源 中断入口地址
I N T 0 0003H
T0 0 0 0 B H
I N T 1 0013H
T1 0 0 1 B H
S I O 0023H
三, 中断响应阻断
1, 当 CPU未执行完一条指令 。
2,当有同级或高级中断服务 。
3,执行 RETI指令或访问 IE,IP
的指令后, 不能立即响应中断 。
四, 中断返回
中断返回指令,RETI= RET指令 + 通知 CPU中断服务已
结束 。
中断响应时间：
正常中断响应时间至少为 3～ 8个机器周期, 如果有同级
或高级中断服务, 将延长中断响应时间 。
2.5.4 中断处理过程（基本理解的要求）
一, 中断响应条件
1,有中断请求信号
2,系统处于开中断状态
二,中断响应过程
1,保护断点：将断点地址压入堆栈保存，即当前 PC值入
栈。
2,寻找中断源：中断服务程序硬件入口 ?PC,转入中断
服务。
3,中断处理：执行中断源所要求的程序处理段。
4,中断返回：执行 RETI指令，栈顶内容 ?PC,程序跳转
回断点处。
2.5.5 多中断源系统
当外部中断源多于中断输入引脚时，可采取以下措施：
1.用定时器计数输入信号端 T0,T1作外部中断入口引脚
2.用串行口接收端 RXD作外部中断入口引脚
3.用一个中断入口接受多个外部中断源，并加入中断查询电路。
2.5.6 处理外部中断举例
要求每次按动按键，使外接发光二极管 LED改变一次亮灭状态。
解,INT0输入按键信号,P1.0输出改变 LED状态。
一,跳变触发：每次跳变引起一次中断请求
ORG 0000H
AJMP MAIN
ORG 0003H ； 中断入口
AJMP PINT0
ORG 0100H ； 主程序
MAIN,SETB EA ； 开总允许开关
SETB EX0 ； 开 INT0中断
SETB IT0 ； 负跳变触发中断
Here,SJMP Here ； 相当于执行其
它任务
ORG 0200H ； 中断服务程序
PINT0,CPL P1.0 ； 改变 LED
RETI ； 返回主程序
单片机
INT0
P1.0 1
+5V
1．软件等待按键释放。
2．硬件清除中断信号。
二,电平触发：避免一次按键引起多次中断响应。
单片机
INT0
P1.0 1
+5VORG 0000H；
AJMP MAIN
ORG 0003H ； 中断入口
AJMP PINT0
ORG 0100H ； 主程序
MAIN,SETB EA ； 开总允许开关
SETB EX0 ； 开 INT0中断
CLR IT0 ； 低电平触发中断
Here,SJMP Here ； 相当于执行其它
任务
ORG 0200H； 中断服务程序
PINT0,CPL P1.0 ； 改变 LED
WAIT,JNB P3.2,WAIT； 等按键释放
RETI ； 返回主程序
