51 中断与定时器

中断系统

5 个中断源

中断源	说明	中断号（m）	入口地址
INT0	外部中断 0（P3.2）	0	0003H
T0	定时器 0 溢出	1	000BH
INT1	外部中断 1（P3.3）	2	0013H
T1	定时器 1 溢出	3	001BH
UART	串行口中断	4	0023H

2 个优先级，可实现两级中断嵌套。每个中断源的优先级可用软件（IP 寄存器）设定。

C51 中断函数声明

void ISR_Name() interrupt m
{
    // 中断服务程序
}

其中 m 为中断号，由中断源决定。

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中断相关寄存器

IE — 中断允许控制寄存器

• 字节地址：0A8H
• 位地址：0A8H ~ 0AFH（可位寻址）

位地址	0AFH	0AEH	0ADH	0ACH	0ABH	0AAH	0A9H	0A8H
名称	EA	\	\	ES	ET1	EX1	ET0	EX0
功能	中断总允许	—	—	串行口中断	T1 中断	INT1 中断	T0 中断	INT0 中断

复位后 IE = 00H（所有中断关闭）。 中断响应后硬件不会自动关闭中断，需软件处理。

示例：开串口和 T0，其它禁用：

EA = 1; ES = 1; ET0 = 1;   // 位操作
// 或
IE = 0x92;                   // 寄存器操作

TCON — 定时器控制寄存器

• 字节地址：88H
• 位地址：88H ~ 8FH（可位寻址）

位地址	8FH	8EH	8DH	8CH	8BH	8AH	89H	88H
名称	TF1	TR1	TF0	TR0	IE1	IT1	IE0	IT0
功能	T1 溢出标志	T1 启停	T0 溢出标志	T0 启停	INT1 标志	INT1 触发方式	INT0 标志	INT0 触发方式

TF1/TF0：中断方式硬件自动清 0，查询方式需软件清 0 TR1/TR0：1=启动计数，0=停止计数 IT1/IT0：0=低电平触发，1=下降沿触发

SCON — 串行口控制寄存器

• 字节地址：98H
• 位地址：98H ~ 9FH（可位寻址）

位地址	名称	功能
99H	TI	发送完成标志，必须软件清零
98H	RI	接收完成标志，必须软件清零

硬件不会自动清除 TI/RI，必须在中断服务函数中软件清零！

IP — 中断优先级控制寄存器

• 字节地址：0B8H
• 位地址：0B8H ~ 0BFH（可位寻址）

位地址	0BCH	0BBH	0BAH	0B9H	0B8H
名称	PS	PT1	PX1	PT0	PX0
功能	串行口优先级	T1 优先级	INT1 优先级	T0 优先级	INT0 优先级

0 = 低优先级，1 = 高优先级。复位后均为 0。

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中断优先级与嵌套

优先级规则

1. 低优先级中断不能打断高优先级中断服务
2. 高优先级可以打断低优先级，实现中断嵌套
3. 同优先级中断不能嵌套
4. 同优先级同时请求 → 按硬件查询次序：

51 单片机只有两级优先级，最多一层嵌套。

中断响应条件

下列情况会封锁中断响应：

1. CPU 正在执行同级或高级的中断服务程序
2. 当前指令不是最后一个机器周期
3. 当前指令是 RET、RETI 或访问 IE/IP 的指令

关键：单片机对中断查询结果不记忆，被拖延的查询结果将丢失！

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定时器/计数器

特性

• 数量：2 个 16 位可编程定时/计数器（T0、T1）
• 核心：16 位加 1 计数器（THx + TLx）
• 工作模式：定时（对片内时钟计数）| 计数（对外部脉冲计数）
• 计满溢出时发出中断申请（TF0/TF1）

TMOD — 定时器方式选择寄存器

• 字节地址：89H（不可位寻址）

高 4 位（T1）	低 4 位（T0）	说明
GATE	C/T	门控位 / 定时/计数选择
M1	M0	工作方式选择

M1	M0	方式	位数	计数范围
0	0	方式 0	13 位	1～8192
0	1	方式 1	16 位	1～65536
1	0	方式 2	8 位自动重装	1～256
1	1	方式 3	T0 拆为两个 8 位	—

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四种工作方式

方式 0（13 位定时/计数）

• 计数范围：1～8192（）
• 定时时间：

// 12MHz 晶振，定时 5ms（计数 5000 次）
#define count  5000
#define TH0_X  (8192 - count) / 32    // 高 8 位
#define TL0_X  (8192 - count) % 32    // 低 5 位

方式 1（16 位定时/计数）

• 计数范围：1～65536（）
• 最常用

#define count  5000
#define TH0_X  (65536 - count) / 256   // 高 8 位
#define TL0_X  (65536 - count) % 256   // 低 8 位

方式 2（8 位自动重装）

• 计数范围：1～256（）
• THx 存初值，TLx 计数。溢出后 THx 自动重装到 TLx
• 适用于：循环定时、固定脉宽脉冲、波特率发生器

方式 3（仅 T0 可用）

• T0 拆为两个独立 8 位计数器 TL0 和 TH0
• TH0 借用 T1 的 TR1 和 TF1
• TH0 只能作定时器，TL0 可定时/计数
• T1 仍可工作于方式 0/1/2

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初值计算

通用公式

示例

需求	晶振	方式	初值
定时 1ms	12MHz	方式 1	65536 - 1000
定时 5ms	12MHz	方式 1	65536 - 5000
定时 50ms	12MHz	方式 1	65536 - 50000
波特率 9600	11.0592MHz	方式 2	256 - 3 = 253 (0xFD)

11.0592MHz 特殊计算

11.0592MHz 常用于需精确波特率的串口通信场景。

练习：

#include <reg51.h>
#define TL1_X  (65536-30000)%256
#define TH1_X  (65536-30000)/256

void main()
{
    TMOD = 0x10;  // 设置 T1 为方式 1
    TL1 = TL1_X;  // 设置定时器初值
    TH1 = TH1_X;
    EA = 1; ET1 = 1;// 允许 T1 中断
    TR1 = 1;  // 启动 T1
    P1 = 0;   // 默认 P1 输出低电平，8 只灯全亮
    while(1); // 主循环，不能缺
}

void isr_t0( ) interrupt 3  // T1 中断
{
    // 重装初值
    TL1 = TL1_X;  // 设置定时器初值
    TH1 = TH1_X;
    P1 = ~P1;     // 翻转 P1 状态，亮灭互换
}