51单片机中断学习
一、中断的概念
CPU在处理某一事件A时,发生了另一事件B请求CPU迅速去处理(中断发生);
CPU暂时中断当前的工作,转去处理事件B(中断响应和中断服务);
待CPU将事件B处理完毕后,再回到原来事件A被中断的地方继续处理事件A(中断返回),这一过程称为中断
二、中断源
在51单片机中有5个中断源
中断号 优先级 中断源 中断入口地址
0 1(最高) 外部中断0 0003H
1 2 定时器0 000BH
2 3 外部中断1 0013H
3 4 定时器1 0018H
4 5 串口总段 0023H
三、中断寄存器
单片机有10个寄存器主要与中断程序的书写控制有关
1.中断允许控制寄存器IE
2.定时器控制寄存器TCON
3.串口控制寄存器SCON
4.中断优先控制寄存器IP
5.定时器工作方式控制寄存器TMOD
6.定时器初值赋予寄存器(TH0/TH1,TL0/TL1)
寄存器详细说明:http://blog.sina.com.cn/s/blog_a05b986d0101545c.html
四、寄存器功能与赋值说明
注:在用到中断时,必须要开总中断EA,即EA=1。 //开总中断
1.中断允许控制寄存器IE
EX0(EX1):外部中断允许控制位
EX0=1 外部中断0开关闭合 //开外部0中断
EX0=0 外部中断0开关断开
ET0(ET1):定时中断允许控制位
ET0=1 定时器中断0开关闭合 //开内部中断0
ET0=0 定时器中断0开关断开
ES: 串口中断允许控制位
ES=1 串口中断开关闭合 //开串口中断
ES=0 串口中断开关断开
2.定时器控制寄存器 TCON //控制外部中断和定时器中断
外部中断:
IE0(IE1):外部中断请求标志位
当INT0(INT1)引脚出现有效的请求信号,此位由单片机自动置1,cpu开始响应,处理终端,而当入
中断程序后由单片机自动置0.
//外部中断,即外部中断相应的引脚接入低电平或下降沿信号时,中断开始响应。
IT0(IT1):外部中断触发方式控制位 //选择有效信号
IT0(IT1)=1:脉冲触发方式,下降沿有效。
IT0(IT1)=0:电平触发方式,低电平有效。
内部中断:
TF0(TF1):内部定时器/计数器溢出中断标志位
当定时器、计数器计数溢出的时候,此位由单片机自动置1,cup开始响应,处理中断,而当进入中
断程序后由单片机自动置0.
//内部中断实际上就是利用内部的计数器,只不过提供计数的脉冲来自单片机自身。
TRO(TR1):定时器/计数器启动位 //启动定时器
TRO(TR1)=1; 启动定时器/计数器0
TR0(TR1)=0; 关闭定时器/计数器0
3.串口控制寄存器SCON
TI:串行口发送中断标志位
当单片机串口发送完一帧数据后,此位由单片机自动置1,而当进入中断服务程序后是不会自动清0的,
必须由用户在中断服务中用软件清0.
RI:串行口接收中断标志位
当单片机串口接收完一帧数据后,此位由单片机自动置1,而当进入中断服务程序后是不会自动清0的,
必须由用户在中断服务软件中用软件清0.
(IP以后补上,TMOD,TL0/TH0 在定时器/计数器中讲)
五、中断结构图:
六、定时器/计数器
1.计数的定义:
计数是指对外部事件进行计数,外部事件的发生以输入脉冲的形式表示,因此计数功能的实质就是对外来
的脉冲进行计数,在单片机中对应引脚T0和T1,两个脉冲输入端。
外部输入的脉冲在负跳变时有效(即外部脉冲由1变化到0),计数器加1.
2.定时器:
定时器是通过计数器的计数来实现的,不过此时的计数脉冲来自单片机的内部,因此定时器的实质是对内
部脉冲的计数,在单片机中,每个机器周期产生一次计数脉冲,计数器加1.
3.工作方式控制寄存器TMOD:
TMOD的低半字节(D0,D1,D2,D3)用来控制定时器/计数器0
TMOD的高半字节(D4,D5,D6,D7)用来控制定时器/计数器1
对TMOD中的内容说明:
GATE——门控制。
GATE=1时,由外部中断引脚INT0、INT1来启动定时器T0、T1。
当INT0引脚为高电平时TR0置位,启动定时器T0;
当INT1引脚为高电平时TR1置位,启动定时器T1。
GATE=0时,仅由TR0,TR1置位分别启动定时器T0、T1。
C/T——功能选择位
C/T=0时为定时功能,C/T=1时为计数功能。
M0、M1——方式选择功能
由于有2位,因此有4种工作方式
4.根据单片机晶振,所选TMOD的的工作方式,所要定的时间,来确定THO和TLO所要赋予的初值
(以12M晶振,工作方式1,16位计数器为例,设所定时间为Xus(16为计数器最大数65536,即65536us,若所
定时间大于65535,则要用if语句控制,现假设X<65535))
1.时钟周期的时间t=1/12M=1/12 us
2.机器周期的时间T=12*1/12=1 us
3.因为每经过一个机器周期计数器+1,所以,计数器+1,经过的时间为 1 us。
若所定时间为X,则要求经过Xus,中断响应,又因为16为计数器要全部置1(即达到65535)+1后,中断才会
响应,所以,初值=(65536-X)
4.将初值转化为16进制码,分别付给THO和TLO
eg:所定时间5ms
初值=(65536-5000)=60536=EC78
TH0=0XEC; TL0=0X78;
(当工作方式不同时,TH0/TL0的赋值也不同,个人觉得有了16位计数器了,其余的没什么用,不介绍了)
5.写程序时另一种THO/TLO赋值方法
TH0=(65536-20000)/256;
TL0=(65536-20000)%6;
这样设置,每经过20ms,发生一次中断,中断时间一般以秒为单位,所以经过n次中断即可。
PLC如何与单片机进行通讯?共有三种方法!你会用几个?
原创不易,请勿抄袭!
通讯是一个工控朋友学习或者工作到一定程度不得不面对的一个难题,可也是区别新手和高手的一道分水岭,新手遇到通讯问题往往会比较抓狂,不知道如何着手,而老手即使面对没有经验的设备也会有一个大概的思路.有朋友问我关于西门子PLC与单片机通讯的问题,今天给大家汇总一下.
首先西门子PLC与单片机共有三种办法进行信号交换:
1 信号线连接.这是一种最简单的方式,即在单片机和PLC之间进行连接信号线,PLC的输入接单片机输出;PLC输出接单片机输入,这是一种最普遍的方式,通过这种方式PLC几乎可以和任何工控的控制装置连接,比如伺服系统,变频器,机器人等等!缺点是如果需要传递的信号太多,那么电缆数量也会很大,而且一旦电缆损坏,维护起来很困难!
2 自由口通讯,以前我们多次讲到过自由口通讯,而且专门讲解过ASCII码,有需要的朋友可以去我以前的文章里去找,今天不重复了。
3 第三种方法是利用ModBus协议进行通讯。
本节主要讲解以PLC作主站,51单片机作从站,用ModBus协议进行通讯。PLC读取单片机保持寄存器区的数据。S7-200PLC程序主要通过调用Modubs RTU 主站指令库完成。
一、调用 Modbus RTU 主站初始化和控制子程序
使用 SM0.0 调用 MBUS_CTRL 完成主站的初始化,并启动其功能控制:
各参数意义如下:
1 EN 使能:必须保证每一扫描周期都被使能(使用 SM0.0)
2 Mode 模式:为 1 时,使能 Modbus 协议功能;为 0 时恢复为系统 PPI 协议
3 Baud 波特率:支持的通讯波特率为1200,2400,4800,9600,19200,38400,57600,115200。
4 Parity 校验:校验方式选择;0=无校验,1=奇较验,2=偶较验。
5 Timeout 超时:主站等待从站响应的时间,以毫秒为单位,典型的设置值为 1000 毫秒(1 秒),允许设置的范围为 1 - 32767。
注意: 这个值必须设置足够大以保证从站有时间响应。
6 Done 完成位:初始化完成,此位会自动置1。可以用该位启动 MBUS_MSG 读写操作(见例程)
7 Error 初始化错误代码(只有在 Done 位为1时有效): 0= 无错误,1= 校验选择非法,2= 波特率选择非法,3= 模式选择非法。
二、调用 Modbus RTU 主站读写子程序MBUS_MSG,发送一个Modbus 请求;
各参数意义如下:
常见的错误:
如果多个 MBUS_MSG 指令同时使能会造成 6 号错误库存储区被程序其它地方复用,有时也会造成6 号错误从站 delay 参数设的时间过长会造成主站 3 号错误从站掉电或不运行,网络故障都会造成主站 3 号错误。
含义如下:
1 EN 使能:同一时刻只能有一个读写功能(即 MBUS_MSG)使能
注意:建议每一个读写功能(即 MBUS_MSG)都用上一个 MBUS_MSG 指令的 Done 完成位来激活,以保证所有读写指令循环进行(见例程)。
2 First 读写请求位:每一个新的读写请求必须使用脉冲触发
3 Slave 从站地址:可选择的范围 1 - 247
4 RW 从站地址:0 = 读, 1 = 写;注意:
1. 开关量输出和保持寄存器支持读和写功能
2. 开关量输入和模拟量输入只支持读功能
5 Addr 读写从站的数据地址:选择读写的数据类型
00001 至 0xxxx - 开关量输出
10001 至 1xxxx - 开关量输入
30001 至 3xxxx - 模拟量输入
40001 至 4xxxx - 保持寄存器
6 Count 数据个数;通讯的数据个数(位或字的个数)
注意: Modbus主站可读/写的最大数据量为120个字(是指每一个 MBUS_MSG 指令)
7 DataPtr 数据指针:
1. 如果是读指令,读回的数据放到这个数据区中
2. 如果是写指令,要写出的数据放到这个数据区中
8 Done 完成位 读写功能完成位
9 Error 错误代码:只有在 Done 位为1时,错误代码才有效
0 = 无错误
1 = 响应校验错误
2 = 未用
3 = 接收超时(从站无响应)
4 = 请求参数错误(slave address, Modbus address, count, RW)
5 = Modbus/自由口未使能
6 = Modbus正在忙于其它请求
7 = 响应错误(响应不是请求的操作)
8 = 响应CRC校验和错误
-
101 = 从站不支持请求的功能
102 = 从站不支持数据地址
103 = 从站不支持此种数据类型
104 = 从站设备故障
105 = 从站接受了信息,但是响应被延迟
106 = 从站忙,拒绝了该信息
107 = 从站拒绝了信息
108 = 从站存储器奇偶错误
三、需要从站支持的功能及Modbus 保持寄存器地址映射
为了支持上述 Modbus 地址的读写,Modbus Master 协议库需要从站支持下列功能:
Modbus 保持寄存器地址映射举例:
四、S7-200PLC程序
五、单片机程序;STC11F04E单片机,9600波特率
START: MOV TMOD,#21H ;定时器1是8位再装入,定时器0为16位定时器
MOV TH1,#0FDH;预置初值(按照波特率9600BPS预置初值)
MOV TL1,#0FDH; 0FDH=9600=11.0592
MOV TH0, #0DCH;88H ;8800=12t,7000=stc1t
MOV TL0, #00H
ORL IE, #92H ;EA=1,ES=1;ET0=1
SETB PS ;串口中断优先
SETB TR1 ;启动定时器1
MOV 98H,#50H ;scon
MOV P1M0,#01000000b ; P1M0=0 P1M1=0双向口 P1M0=1 P1M1=0输入口 P1M0=0 P1M1=1推挽输出20ma
MOV P1M1,#10000000b
MOV WDT_CONTR ,#27H 看门狗设置使能
QL0: MOV A,#00H
MOV R0,#10H
MOV R2,#9BH ;10-ABH清零
CLEAR: MOV @R0,A
INC R0
DJNZ R2,CLEAR
CLR FLAG
CLR FLAG_0
SETB TR0 ;启动定时器0
;ANL AUX,#07FH ;p3.0p3.1当串口
ORL AUX,#80H ;p1.7,p1.6当串口
CLR P3.7 ;485芯片接收使能
WA1: ;MOV WDT_CONTR ,#37H;喂狗; SETB CW
JNB FLAG_0,WA1 ;FLAG_0=1表示已经接收到上位机数据
CLR TR0
MOV A,2CH ;检查设备地址是01h码,设本机地址码是1
MOV R2,A
XRL A,#01H
JNZ QL0
ACALL FSZJ ;FH: DB 01H,03H,16,00H,01H,02H,03H,04H,05H,06H,07H,08H,09H,10H,11H,12H,0DH,0EH,0FH,10H,11H,12H,13H,14H,15H,16H,17H,18H,19H,1AH,1BH,1CH,1DH,1EH,1FH;18
ACALL DELAY
CALL FZJ
AJMP QL0
FZJ: MOV R0,#2cH ;向主机发送数据子程序
FZJ0: MOV R2,#10H
FZJ1: CLR EA
ANL AUX,#07FH ;p3.0p3.1当串口
FZL1: MOV A,@R0
MOV SBUF,A
JNB TI,$
CLR TI
INC R0
DJNZ R2,FZL1
SETB EA
RET
FSZJ: MOV DPTR,#FH
MOV R2,#19;
ORL AUX,#80H
SETB P3.7 ;发送数据
MOV R0,#40H
FSZJA: MOV A,#0H
MOVC A,@A+DPTR
MOV @R0,A
INC R0
INC DPTR
DJNZ R2,FSZJA
MOV R0,#40H
MOV CRCCD,#19
LCALL CRC1
MOV R2,#21
MOV R0,#40H
FSZJ2: MOV A,@R0
MOV SBUF,A
JNB TI,$
CLR TI
INC R0
DJNZ R2,FSZJ2
SETB EA
RET
FH:DB 01H,03H,16,00H,01H,02H,03H,04H,05H,06H,07H,08H,09H,10H,11H,12H,0DH,0EH,0FH,10H,11H,12H,13H,14H,15H,16H,17H,18H,19H,1AH,1BH,1CH,1DH,1EH,1FH;18
用串口助手检测到的数据如下图。
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