1.中断简介
51单片机里面有5个中断源：
- 两个外部中断
- 两个定时器中断
- 一个串口中断
中断类型
| 中断源名称 | 类型号 | 默认优先级 |
|---|---|---|
| 外部中断0 | 0 | 最高 |
| 定时/计数器T0 | 1 | 第2 |
| 外部中断1 | 2 | 第3 |
| 定时/计数器T1 | 3 | 第4 |
| 串口中断 | 4 | 第5 |
IE寄存器
中断控制寄存器
| 位序 | D7 | D6 | D5 | D4 | D3 | D2 | D1 | D0 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 位名 | EA | – | – | ES | ET1 | EX1 | ET0 | EX0 |
- EA位：全局中断允许控制位，EA = 0时，禁止所有中断
- ES位：串口接收中断使能
- EX位：外部中断允许位，EX = 0时，禁止外部中断
- ET位：定时/计数允许位，ET = 0时，禁止定时/计数器中断
IP寄存器
中断优先级寄存器
TCON寄存器
主要用于控制定时/计数器、中断的启动与停止、标示定时器的溢出和中断的情况。
| 位序 | D7 | D6 | D5 | D4 | D3 | D2 | D1 | D0 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 位名 | TF1 | TR1 | TF0 | TR0 | IE1 | IT1 | IE0 | IT0 |
TF位
定时/计数器溢出中断位，这个位一般不需要人为操作。当定时/计数器溢出时，硬件自动将这个位置1，并向CPU发出中断指令，CPU进入中断服务程序的时候，自动清除该位。
TR位
定时/计数器使能位。
- 0：停止计数
- 1：启动计数
IE位
外部中断请求标志位，这个位一般不需要人为操作。当外部中断无中断请求时，IE=0；当外部中断有中断请求时，IE=1.在CPU响应该中断后，由硬件自动将IE清零
IT位
外部中断的触发方式。 0：低电平触发 1：下降沿触发
定时/计数器
51单片机中有两个定时/计数器T1和T0，有以下相关寄存器：
- TH：高8位定时/计数器。有TH1和TH0两个
- TL：低8位定时/计数器。有TL1和TL0两个
- TMOD：工作方式选择寄存器
- TCON：控制寄存器
TMOD寄存器
用于配置定时器的工作模式，作用如下：
- 设置定时器是软件启动还是硬件启动
- 设置T0、T1的工作方式
- 设置T0或T1是用做计数器还是定时器 位定义如下(高4位为T1，低4位为T0)：
| 位序 | D7 | D6 | D5 | D4 | D3 | D2 | D1 | D0 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 位名 | GATE | $C/ \overline T$ | M1 | M0 | GATE | $C/ \overline T$ | M1 | M0 |
注意 如果只使用T1，建议TMOD低4位都置0
GATE
门控位。用于选择定时/计数器的启动方式。 定时/计数器的启动方式有两种，位设置如下:
- 0：软启动，通过配置TCON寄存器中的TR位直接启动
- 1：硬启动，通过外部中断启动。 注意：
- 硬启动之前，也需要配置TCON寄存器中的TR位。
- 外部中断引脚为INT0(P3.2)和INT1(P3.3)
- 外部中断启动条件为置“1”
$C/ \overline T$
功能选择位。用于选择定时/计数器的脉冲源。 脉冲源有两种，位设置如下：
- 0：内部脉冲，单片机内部提供一个12分频的时钟脉冲
- 1：外部脉冲
M1、M0
定时/计数器工作方式选择位，含义如下表：
| M1 | M0 | 工作方式 | 功能说明 |
|---|---|---|---|
| 0 | 0 | 方式0 | 13位 |
| 0 | 1 | 方式1 | 16位 |
| 1 | 0 | 方式2 | 8位自动重载 |
| 1 | 1 | 方式3 | T0分为两个8位；T1停止计数 |
工作方式
TMOD寄存器可以设置定时/计数器的工作方式。工作方式有4种：
- 方式0：13位
- 方式1：16位
- 方式2：8位自动重载
- 方式3：T0分为两个8位；T1停止计数
方式0
定时/计数器为13位定时/计数方式，它由TL的低5位和TH的全部8位构成13位的计数器，此时TL的高3位为无效位：
| TH | TL | ||||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| D12 | D11 | D10 | D9 | D8 | D7 | D6 | D5 | * | * | * | D4 | D3 | D3 | D1 | D0 |
当定时/计数器开始工作时，每经过一个机器周期就往TL里加1，当TL溢出的时候TH加1，直到TH溢出引发中断，然后停止定时或者计数。 如果想要重新定时或者计数，需要手动重置TH和TL寄存器。 13位最大计数次数为8192次，下表是晶振与计数时间的关系：
| 晶振 | 单个周期时间 | 总时间 |
|---|---|---|
| 12MHz | 1μs | 8192μs |
| 11.0592 | 约1.085μs | 约8888.89μs |
假设需要定时的时间长度为t(μs),晶振频率为f(MHz)，定时器初始值count计算公式如下：
$$ count=2^{13}- \frac {tf}{12} $$
由于TL寄存器高三位未被使用，所以要将count拆开低五位到TL，剩下的位放到TH：
方式1
定时/计数器为16位定时/计数方式，原理和工作方式一致：
| TH | TL | ||||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| D15 | D14 | D13 | D12 | D11 | D10 | D9 | D8 | D7 | D6 | D5 | D4 | D3 | D3 | D1 | D0 |
当定时/计数器开始工作时，每经过一个机器周期就往TL里加1，当TL溢出的时候TH加1，直到TH溢出引发中断，然后停止定时或者计数。 如果想要重新定时或者计数，需要手动重置TH和TL寄存器。 16位最大计数次数为65536次，下表是晶振与计数时间的关系：
| 晶振 | 单个周期时间 | 总时间 |
|---|---|---|
| 12MHz | 1μs | 65536μs |
| 11.0592 | 约1.085μs | 约60397.98μs |
假设需要定时的时间长度为t(μs),晶振频率为f(MHz)，定时器初始值count计算公式如下：
$$ count=2^{16}- \frac {tf}{12} $$
由于TL寄存器高三位未被使用，所以要将count拆开低五位到TL，剩下的位放到TH：