【文章內(nèi)容簡介】 Ps— 位為串行口優(yōu)先級設(shè)定位。 PS＝ 1 時(shí)，串行口為高優(yōu)先級．否則為低優(yōu)先級。 PT1— IP． 3 位為定時(shí)器 l 優(yōu)先級設(shè)定位。 PT1＝ 1 時(shí)， T1 為高優(yōu)先級，否則為低先級。 PX1— 位為外部中斷 1 優(yōu)先級設(shè)定位。 PX1＝ 1 時(shí)，外部中斷 l 為高優(yōu)先級，否則為低優(yōu)先級。 PT0— 位為定時(shí)器 0 優(yōu)先級設(shè)定位。 PT0＝ 1 時(shí)， T0 為高優(yōu)先級，否則為低優(yōu)先級。 PX0— 位為外部中斷 0 優(yōu)先級設(shè)定位。 PXO＝ 1 時(shí)，外部中斷 o 為高優(yōu)先級，否則為低優(yōu)先級。 當(dāng)系統(tǒng)復(fù)位后． IP 各位均為 0，所有中斷源設(shè)置為低優(yōu)級中斷。 IP 也是可進(jìn)行字 節(jié)尋址和位尋址的專用寄存器。 （ 4）優(yōu)先級結(jié)構(gòu) 靠設(shè)置 IP 寄存器把各中斷源的優(yōu)先級分為高低 2 級，它們遵循 2 條基本原則； ①低優(yōu)級中斷可以較高優(yōu)先級中斷所中斷，反之不能。 ②一種中斷 (不管是什么優(yōu)先級 )一旦得到響應(yīng)，與它同級的中斷不能再 智能程控打鈴器 8 中斷它。 為了實(shí)現(xiàn)這 2 條規(guī)則，中斷系統(tǒng)內(nèi)部包含 2 個(gè)不可尋址的“優(yōu)先級激活”觸發(fā)器。 其中一個(gè)指示某高優(yōu)級的中斷正在得到服務(wù)，所有后來的中斷都被阻斷。另一個(gè)觸發(fā)器 指示某低優(yōu)先級的中斷正在得到服務(wù)，所有同級的中斷都被阻斷，但不阻斷高優(yōu) 先級的中斷。 當(dāng) CPU 同時(shí)收到幾個(gè)同一優(yōu)先級的中斷請求時(shí)，圓一個(gè)的請求將得到服務(wù)．取決于內(nèi)部的硬件查詢順序， CPU 將按自然優(yōu)級順序確定該響應(yīng)四個(gè)中斷請求。其自然優(yōu)先級 由硬件形成，排列如表 2： 表 2 自然優(yōu)先級 在每一個(gè)機(jī)器周期中， CPU 對所有中斷源都順序地檢查一遍，這樣到任一機(jī)器周期的 S6 狀態(tài)，可找到所有已激活的中斷請求，并排好了優(yōu)先權(quán)。在下一個(gè)機(jī)器周期的 S1 狀態(tài)，只要不受阻斷就開始響應(yīng)其中最高優(yōu)先級的中斷請求。若發(fā)生下列情況，中斷響應(yīng)會受到阻斷： ① r 級或高優(yōu)先級的中斷正在進(jìn)行中 。 ②現(xiàn)在的機(jī)器周期還不是執(zhí)行指令的最后一個(gè)機(jī)器周期，即正在執(zhí)行的指令還沒完成前不響應(yīng)任何中斷； ③正在執(zhí)行的是中斷返回指令 RETI 或是訪問專用寄存器 IE 或 IP 的指令，換而言之，在 RETI 或者讀寫 IE 或 IP 之后，不會馬上響應(yīng)中斷請求，至少要在執(zhí)行其它一條指令之后才會響應(yīng)。 若存在上述任一種情況，中斷查詢結(jié)果就被取消。否則，在緊接著的下一個(gè)機(jī)器周朗，中斷查詢結(jié)果變?yōu)橛行А? （ 5）中斷處理過程 智能程控打鈴器 9 中斷處理過程可分 為三個(gè)階段：即中斷響應(yīng)、中斷處理相中斷返回。由于各計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的中斷系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)不同，中斷響應(yīng)的方式就有所不同。在此說明 AT89S51 單片機(jī)的中斷處理過程。中斷響應(yīng)： ① 中 斷響應(yīng)條件 CPU 響應(yīng)中斷的條件有：一有中斷源發(fā)出中斷請求；二中斷總允許位 EA＝ 1，即 CPU 開中斷；三申請中斷的中斷源的中斷允許位為 1，即沒有被屏蔽。 以上條件滿足，一般 CPU 會響應(yīng)中斷，但在上一節(jié)中所述的中斷受阻斷的情況下，本次的中斷請求 CPU 不會響應(yīng)。 ②中斷響應(yīng)的過程 如果 中斷響應(yīng)條件滿足，而且不存在中斷受阻的情況下，則 CPU 將響應(yīng)中斷。在此情況下， CPU 首先使被響應(yīng)中斷的相應(yīng)“優(yōu)先級激活”觸發(fā)器置位，以阻斷同級和低級的中斷。然后．根據(jù)中斷源的類別，在硬件的控制下內(nèi)部自動(dòng)形成長調(diào)用指令 (LCALL)，此指令的作用將自動(dòng)把斷點(diǎn)壓人堆棧，但不自動(dòng)保存 PSW 的內(nèi)容。然后將對應(yīng)的中斷源 的矢量地址裝入程序計(jì)數(shù)器 PC，使程序轉(zhuǎn)向該中斷的矢量地址，以轉(zhuǎn)至中斷服務(wù)程序?qū)?yīng)的入口地址。在使用時(shí)，通常在這些地址單元中存放一條絕對跳轉(zhuǎn)指令，使程序轉(zhuǎn)移到用戶安排的中斷服務(wù)程序入口處。 ③中斷響應(yīng)的時(shí)問 CPU 不是在任何情況下對中斷請求予以響應(yīng)；而不同的情況下對中斷響應(yīng)的時(shí)間也是不同的。現(xiàn)以外部中斷為例，說明中斷響應(yīng)的最短時(shí)間。 在每個(gè)機(jī)器周期的 S5P2 期間， 0 INT 和 1 INT 引腳的電平被鎖存到 TCON的 IE0 和 IE1 標(biāo)志位， CPU 在下一個(gè)機(jī)器周期才會查詢這些值。這時(shí)如果滿足中斷響應(yīng)條件，下一條要執(zhí)行的指令將是一條硬件長調(diào)用指令“ LCALL” ，使程序轉(zhuǎn)至中斷源對應(yīng)的矢量地址入口。硬件長調(diào)用指令本身要化費(fèi) 2 個(gè)機(jī)器周期，這樣，從外部中斷請求有效到開始執(zhí)行中斷服務(wù)程 序的第一條指令，中間要隔 3 個(gè)機(jī)器周期，這是最短的響應(yīng)時(shí)間。 如果遇到中斷受阻的情況，則中斷響 應(yīng)時(shí)間會更長一些。例如，一個(gè)同級或高級優(yōu)先 級的中斷正在進(jìn) 行；則附加的等待時(shí)間將取決于正在進(jìn)行的中斷服務(wù)程序。如果正在執(zhí)行的一條指令還沒有進(jìn)行到最后一個(gè)機(jī)器周期，附加的等待時(shí)間為 1— 3 個(gè)機(jī)器周期，因?yàn)橐粭l指令的最 智能程控打鈴器 10 長執(zhí)行時(shí)間為 4 個(gè)機(jī)器周期 (MUL 和 DIV 指令 )， 如果正在執(zhí)行的是 RETI 指令或者是讀寫 IE 或 IP 的指令，則附加的時(shí)間在 5 個(gè)機(jī)器周期之內(nèi) (為完成正在執(zhí)行的指令，還需要 1 個(gè)機(jī)器周期，加上為完成下一條指令所需的最長時(shí)間為 4個(gè)周期、故最長為 5 個(gè)機(jī)器周期 )。 若系統(tǒng)中只有一個(gè)中斷源， 則響應(yīng)時(shí)間 3—8 個(gè)機(jī)器周期之間。 中斷處理： CPU 響應(yīng)中斷結(jié)束后即轉(zhuǎn)至中 斷服務(wù)程序的入口。從中斷服務(wù)程序的第一條指令開始到返回指令為止、這個(gè)過程稱為中斷處理或稱中斷服務(wù)。不同的中斷源服務(wù)的內(nèi)容及 要求各不相同，其處理過程也就有所區(qū)別。一般情況下，中斷處理包括兩部分內(nèi)容：一是保護(hù)現(xiàn)場，二是為中斷源服務(wù)。 現(xiàn)場通常有 PSW、工作寄存器、專用寄存器等。如果在中斷服務(wù)程序中要用這些寄存器，則在進(jìn)入中斷服務(wù)之前應(yīng)將它們的內(nèi)容保護(hù)起來稱保護(hù)現(xiàn)場；同時(shí)在中斷結(jié)束，執(zhí)行 RETI 指令之前應(yīng)恢復(fù)現(xiàn)場。 中斷服務(wù)是針對中 19t 源的具體要求進(jìn)行處理。 其次， 用戶在編寫中斷服務(wù)程序時(shí)應(yīng)注意以下 幾點(diǎn)； ①各中斷腸的入口矢量地址之間， 只相隔 8 個(gè)單元， 一股中斷服務(wù)程是容納不下的，因而最常用的方法是在中斷人口矢量地址單元處存放一條無條件轉(zhuǎn)移指令，而轉(zhuǎn)至存儲器其它的任何空間去。 ②若要在執(zhí)行當(dāng)前中斷程序時(shí)禁止更高優(yōu)先級中斷，應(yīng)用軟件關(guān)閉 CPU 中斷，或屏 蔽更高級中斷源的中斷，在中斷返回前再開放中斷。 ③在保護(hù)現(xiàn)場和 恢復(fù)現(xiàn)場時(shí)，為了不使現(xiàn)場信息受到破壞或造成混亂一般在此情況下，應(yīng)關(guān) CPU 中斷，使 CPU 暫不響應(yīng)新的中斷請求。這樣就要求在編寫中斷服務(wù)程序時(shí)，應(yīng)注意在保護(hù)現(xiàn)場之前要關(guān)中斷，在保護(hù)現(xiàn)場之后若允許高優(yōu)先級中斷打斷它，則應(yīng)開中斷。同樣在恢復(fù)現(xiàn)場之前應(yīng)關(guān)中斷，恢復(fù)之后再開中斷。中斷返回： 中斷處理程序的最后一條指令是中斷返回指令 RET1。它的功能是將斷點(diǎn)彈出送回 PC 中，使程序能返回到原來被中斷的程序繼續(xù)執(zhí)行。 AT89S51 的 RET1 指令除了彈出斷點(diǎn)之外，它還通知中斷系統(tǒng) 已完成中斷處理，并將“優(yōu)先級激活”觸發(fā)器清除 (該觸發(fā)器在響應(yīng)中斷時(shí)放置位 )。應(yīng) 與于程序區(qū)分開來 中斷系統(tǒng)的應(yīng)用 。 從軟件角度看，中斷控制實(shí)質(zhì)上是對 4 個(gè)特殊功能寄存器 TCON、 SCON、 IE 和 IP 行進(jìn)管理和控制。只要這些寄存器的相應(yīng)位， 智能程控打鈴器 11 按照人們的要求進(jìn)行狀態(tài)預(yù)置， CPU 就會按人們的意志對中斷源進(jìn)行管理和控制。在 AT89S51 單片機(jī)中，管理和控制的項(xiàng)目有： 某個(gè)中斷源中斷請求的允許或屏蔽 ； 各中斷腸優(yōu)先級別的設(shè)定； 外部中斷請求的觸發(fā)方式。中斷管理和控制程序一般都包含在主程序中，根據(jù)需要通過幾條指令來 完成。 定時(shí)器／計(jì)數(shù)器的結(jié)構(gòu)與工作原理 （ 1）定時(shí)器的結(jié)構(gòu) AT89S51 單片機(jī)內(nèi)部沒有兩個(gè) 16 位可編程的定時(shí)器／計(jì)數(shù)器，簡稱定時(shí)器0 和定時(shí)器 1． 分別用 T0 和 Tl 表示。它們的工作方式、定時(shí)時(shí)間、量程、啟動(dòng)方式等均可以通過程序來設(shè)置和改變。 AT89S51 單片機(jī)內(nèi)部定時(shí)器的邏輯結(jié)構(gòu)見圖 2。它由兩個(gè)特殊功能寄存器TCON 和 TMOD 及 T0、 Tl 組成。其中 TMOD 為模式控制寄存器，主要用來設(shè)置定時(shí)器／計(jì)數(shù)器的操作模式； TCOK 為控制寄存器，主要用來控制定時(shí)器的啟動(dòng)與停止。兩個(gè) 16 位的 定時(shí)器／計(jì)數(shù) T0 和 T1 均可以分成 2 個(gè)獨(dú)立的 8 位計(jì)數(shù)器即 TH0、 TL0、 THl、 TLl，它們用于存定時(shí)或計(jì)數(shù)的初值。它們是 — 個(gè)加 1 的計(jì)數(shù)器。 圖 2 AT89S51 定時(shí)器邏輯結(jié)構(gòu)框圖 智能程控打鈴器 12 時(shí)鐘芯片 DS12C887 介紹 隨著 2022 年的即將來臨， “千年蟲”問題成為困擾當(dāng)今世界的一大難題。過去采用兩位數(shù)表示年度的日歷系統(tǒng)將要用四位數(shù)來表示，因此有關(guān)的計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)和應(yīng)用軟件都要作相應(yīng)的修改。據(jù)此，美國 Dallas 公 司推出兩款數(shù)字時(shí)鐘芯片 DS12887/DS12C887，兩款時(shí)鐘芯片都將 在 1999 年 12 月 31 日 23 時(shí) 59 分 59 秒時(shí)利地跳到 2022年 1月 1日零時(shí)， 并能實(shí)現(xiàn) 2022年 2月 29 日的閏年提示， 是時(shí)鐘芯片 DS1287 的增強(qiáng)品種，結(jié)構(gòu)上相當(dāng)于 MC146818 的改進(jìn)型。芯片都采用 24 引腳雙列直插式封裝，其引腳接口邏輯和內(nèi)部操作方式與 MC146818 基本一致，所不同的是 DS12887/DS12C887 芯片的晶體振蕩、振蕩電路、充電電路和可充電鋰電池等一起封裝在芯片的上方，組成一個(gè)加厚的集成電路模塊，因此， DS12887/DS12C887 時(shí)鐘片 無需 MC146818 的電源電位檢測端（ PS），電路通電時(shí)其充電電路便自動(dòng)