單片機(jī)實(shí)驗(yàn)四報(bào)告_外中斷實(shí)驗(yàn)

1、南昌大學(xué)實(shí)驗(yàn)報(bào)告學(xué)生姓名： 學(xué)號(hào)： 專(zhuān)業(yè)班級(jí)： 實(shí)驗(yàn)類(lèi)型： 驗(yàn)證 綜合 設(shè)計(jì) 創(chuàng)新 實(shí)驗(yàn)日期：2018.05.29 實(shí)驗(yàn)成績(jī)： 實(shí)驗(yàn)四 外中斷實(shí)驗(yàn)（一）實(shí)驗(yàn)?zāi)康?.掌握單片機(jī)外部中斷原理；2.掌握數(shù)碼管動(dòng)態(tài)顯示原理。（二）設(shè)計(jì)要求1.使用外部中斷0和外部中斷1；2.在動(dòng)態(tài)數(shù)碼管上顯示中斷0次數(shù)，中斷1用作次數(shù)清0，數(shù)碼管采用74HC595驅(qū)動(dòng)。（三）實(shí)驗(yàn)原理1.中斷所謂中斷是指程序執(zhí)行過(guò)程中，允許外部或內(nèi)部時(shí)間通過(guò)硬件打斷程序的執(zhí)行，使其轉(zhuǎn)向?yàn)樘幚硗獠炕騼?nèi)部事件的中斷服務(wù)程序中去，完成中斷服務(wù)程序后，CPU返回繼續(xù)執(zhí)行被打斷的程序。如下圖所示，一個(gè)完整的中斷過(guò)程包括四個(gè)步驟：中斷請(qǐng)求、中斷響應(yīng)

2、、中斷服務(wù)與中斷返回。當(dāng)中斷請(qǐng)求源發(fā)出中斷請(qǐng)求時(shí)，如果中斷請(qǐng)求被允許的話(huà)，單片機(jī)暫時(shí)中止當(dāng)前正在執(zhí)行的主程序，轉(zhuǎn)到中斷處理程序處理中斷服務(wù)請(qǐng)求。中斷服務(wù)請(qǐng)求處理完后，再回到原來(lái)被中止的程序之處（斷電），繼續(xù)執(zhí)行被中斷的主程序。如果單片機(jī)沒(méi)有終端系統(tǒng)，單片機(jī)的大量時(shí)間可能會(huì)浪費(fèi)在是否有服務(wù)請(qǐng)求發(fā)生的查詢(xún)操作上，即不論是否有服務(wù)請(qǐng)求發(fā)生，都必須去查詢(xún)。因此，采用中斷技術(shù)大大地提高了單片機(jī)的工作效率和實(shí)時(shí)性。2.IAP15W4K58S4單片機(jī)的中斷請(qǐng)求IAP15W4K58S4單片機(jī)的中斷系統(tǒng)有21個(gè)中斷請(qǐng)求源，2個(gè)優(yōu)先級(jí)，可實(shí)現(xiàn)二級(jí)中斷服務(wù)嵌套。由IE、IE2、INT_CLKO等特殊功能寄存器控制C

3、PU是否相應(yīng)中斷請(qǐng)求；由中斷優(yōu)先級(jí)高存器IP、IP2安排各中斷源的優(yōu)先級(jí)；同優(yōu)先級(jí)內(nèi)2個(gè)以中斷同時(shí)提出中斷請(qǐng)求時(shí)，由內(nèi)部的查詢(xún)邏輯確定其響應(yīng)次序。中斷請(qǐng)求源中的外部中斷0（INT0）和外部中斷1（INT1）詳述如下：(1)外部中斷0(INT0)：中斷請(qǐng)求信號(hào)由P3.2引腳輸入。通過(guò)IT0來(lái)設(shè)置中斷請(qǐng)求的觸發(fā)方式。當(dāng)IT0為“1”時(shí)，外部中斷0為下降沿觸發(fā)；當(dāng)IT0為“0”時(shí)，無(wú)論是上升沿還是下降沿，都會(huì)引發(fā)外部中斷0。一旦輸入信號(hào)有效，則置位IE0標(biāo)志，向CPU申請(qǐng)中斷。(2)外部中斷1(INT1)：中斷請(qǐng)求信號(hào)由P3.3引腳輸入。通過(guò)IT1來(lái)設(shè)置中斷請(qǐng)求的觸發(fā)方式。當(dāng)IT1為“1”時(shí)，外部中

4、斷1為下降沿觸發(fā)；當(dāng)IT1為“0”時(shí)，無(wú)論是上升沿還是下降沿，都會(huì)引發(fā)外部中斷1。一旦輸入信號(hào)有效，則置位E1標(biāo)志，向CPU申請(qǐng)中斷。中斷源是否有中斷請(qǐng)求，是由中斷請(qǐng)求標(biāo)志來(lái)表示的。在IAP15W4K58S4單片機(jī)中，外部中斷0、外部中斷1等請(qǐng)求源的中斷請(qǐng)求標(biāo)志分別由特殊功能寄存器TCON和SCON控制，格式如下：(1)TCON寄存器中的中斷請(qǐng)求標(biāo)志。TCON為定時(shí)器T0與T1的控制寄存器，同時(shí)也鎖存T0和T1的溢出中斷請(qǐng)求標(biāo)志及外部中斷0和外部中斷1的中斷請(qǐng)求標(biāo)志等。格式如下圖所示：D7D6D5D4D3D2D1D0TCONTF1TR1TF0TR0IR1IT1IE0IT088H位地址8FH8D

5、H8BH8AH89H88H與中斷有關(guān)的各標(biāo)志位功能如下： TF1：T1的溢出中斷請(qǐng)求標(biāo)志。T1被啟動(dòng)計(jì)數(shù)后，從初值做加1計(jì)數(shù)，計(jì)滿(mǎn)溢出后由硬件置位TFI,同時(shí)向CPU發(fā)出中斷請(qǐng)求，此標(biāo)志一直保持到CPU 響應(yīng)中斷后才由硬件自動(dòng)清0。也可由軟件查詢(xún)?cè)摌?biāo)志，并由軟件清0。 TF0：T0的溢出中斷請(qǐng)求標(biāo)志。T0被啟動(dòng)計(jì)數(shù)后，從初值做加1計(jì)數(shù)，計(jì)滿(mǎn)溢出后由硬件置位TF0，同時(shí)向CPU發(fā)出中斷請(qǐng)求，此標(biāo)志一直保持到CPU響應(yīng)中斷后才由硬件自動(dòng)清0。也可由軟件查詢(xún)?cè)摌?biāo)志，并由軟件清0。 IE1：外部中斷1的中斷請(qǐng)求標(biāo)志。當(dāng)INT1(P3.3)引腳的輸入信號(hào)滿(mǎn)足中斷觸發(fā)要求時(shí)，置位IE1，外部中斷1向CPU

6、申請(qǐng)中斷。中斷響應(yīng)后中斷請(qǐng)求標(biāo)志自動(dòng)清0。 IT1：外部中斷1(INT1)中斷觸發(fā)方式控制位。當(dāng)(IT1)=1時(shí)，外部中斷1為下降沿觸發(fā)方式。在這種方式下，若CPU檢測(cè)到INT1出現(xiàn)下降沿信號(hào)，則認(rèn)為有中斷申請(qǐng)，隨即使IE1標(biāo)志置位。中斷響應(yīng)后中斷請(qǐng)求標(biāo)志會(huì)自動(dòng)清0，無(wú)須做其他處理。當(dāng)(T1)=0時(shí)，外部中斷1為上升沿觸發(fā)和下降沿觸發(fā)觸發(fā)方式。在這種方式下，無(wú)論CPU檢測(cè)到INT1引腳出現(xiàn)下降沿信號(hào)還是上升沿信號(hào)，都認(rèn)為有中斷申請(qǐng)，隨即使IE1標(biāo)志置位。中斷響應(yīng)后中斷請(qǐng)求標(biāo)志會(huì)自動(dòng)清0，無(wú)須做其他處理。 IE0：外部中斷0的中斷請(qǐng)求標(biāo)志。當(dāng)INT0(P3.2)引腳的輸入信號(hào)滿(mǎn)足中斷觸發(fā)要求時(shí)，

7、置位IE0，外部中斷0向CPU申請(qǐng)中斷。中斷響應(yīng)后中斷請(qǐng)求標(biāo)志自動(dòng)清0。 IT0：外部中斷0的中斷觸發(fā)方式控制位。當(dāng)(IT0)=1時(shí)，外部中斷1為下降沿觸發(fā)方式。在這種方式下，若CPU檢測(cè)到INT0(P3.2)出現(xiàn)下降沿信號(hào)，則認(rèn)為有中斷申請(qǐng)，隨即使IE0標(biāo)志置位。中斷響應(yīng)后中斷請(qǐng)求標(biāo)志會(huì)自動(dòng)清0，無(wú)須做其他處理。當(dāng)（IT0)=0時(shí)，外部中斷0為上升沿觸發(fā)和下降沿觸發(fā)觸發(fā)方式。在這種方式下，無(wú)論CPU檢測(cè)到INT0(P3.2)引腳出現(xiàn)下降沿信號(hào)還是上升沿信號(hào)，都認(rèn)為有中斷申請(qǐng)，隨即使IE0標(biāo)志置位。中斷響應(yīng)后中斷請(qǐng)求標(biāo)志會(huì)自動(dòng)清0，無(wú)須做其他處理。(2)SCON寄存器中的中斷請(qǐng)求標(biāo)志。SCON

8、是串行口控制寄存器，其低2位TI和RI鎖存串行口1的發(fā)送中斷請(qǐng)求標(biāo)志和接收中斷請(qǐng)求標(biāo)志格式如下：D7D6D5D4D3D2D1D0TCONTIRI98H位地址99H98H中斷請(qǐng)求標(biāo)志和接收中斷請(qǐng)求標(biāo)志的功能如下： TI：串行口1發(fā)送中斷請(qǐng)求標(biāo)志。CPU將數(shù)據(jù)寫(xiě)入發(fā)送緩沖器SBUF時(shí)，就啟動(dòng)發(fā)送，每發(fā)送完一個(gè)串行幀，硬件將使TI置位。但CPU響應(yīng)中斷時(shí)并不清除TI，必須由軟件清除。 RI：串行口1接收中斷請(qǐng)求標(biāo)志。在串行口1允許接收時(shí)，每接收完一個(gè)串行幀，硬件將使RI置位。同樣，CPU在響應(yīng)中斷時(shí)不會(huì)清除RI，必須由軟件清除。中斷請(qǐng)求源中的外部中斷0（INT0）和外部中斷1（INT1）等都是可屏蔽

9、中斷，由片內(nèi)的中斷允許寄存器IE控制，可對(duì)中斷的開(kāi)放和關(guān)閉實(shí)現(xiàn)兩級(jí)控制。所謂兩級(jí)控制，就是有一個(gè)總的開(kāi)關(guān)中斷控制位EA（IE.7位），當(dāng)EA=0時(shí)，所有的中斷請(qǐng)求被屏蔽，CPU對(duì)任何中斷請(qǐng)求都不接受，因此稱(chēng)EA為系統(tǒng)中斷允許總開(kāi)關(guān)控制位；當(dāng)EA=1時(shí)，CPU開(kāi)放中斷，但5個(gè)中斷源的中斷請(qǐng)求是否允許，還要由其對(duì)應(yīng)的中斷請(qǐng)求允許控制位狀態(tài)決定。格式如下：D7D6D5D4D3D2D1D0IEEAET2ESET1EX1ET0EX0A8H位地址AFHADHACHABHAAHA9HA8H其中EX1是外部中斷1中斷允許位，EX1=0,禁止外部中斷1中斷；EX1=1，允許外部中斷1中斷。EX0是外部中斷0中斷

10、允許位，EX0=0,禁止外部中斷0中斷；EX0=1，允許外部中斷0中斷。另外，單片機(jī)中的中斷請(qǐng)求源還具有兩個(gè)中斷優(yōu)先級(jí)，存放在特殊功能寄存器IP中，只要利用程序改變其內(nèi)容就可以對(duì)各個(gè)中斷源的中斷優(yōu)先級(jí)進(jìn)行控制，其格式如下：D7D6D5D4D3D2D1D0IPPT2PSPT1PX1PT0PX0B8H位地址BDHBCHBBHBAHB9HB8H其中PX1是外部中斷1的中斷優(yōu)先級(jí)控制位，PX1=1,外部中斷1為高優(yōu)先級(jí)；PX1=0，外部中斷1為低優(yōu)先級(jí)。PX0是外部中斷0的中斷優(yōu)先級(jí)控制位，PX0=1,外部中斷0為高優(yōu)先級(jí)；PX0=1，外部中斷0為低優(yōu)先級(jí)。根據(jù)上述原理分析，單片機(jī)要相應(yīng)中斷請(qǐng)求，首先

11、要使IE寄存器中的中斷總允許位EA=1，再使外部中斷0和1所對(duì)應(yīng)的中斷請(qǐng)求標(biāo)志為1和中斷允許位為1即可。本實(shí)驗(yàn)要求對(duì)中斷0計(jì)數(shù)再利用中斷1清0，只需要在中斷0的中斷服務(wù)子程序加上一個(gè)計(jì)數(shù)器，在中斷1的中斷服務(wù)子程序?qū)υ撚?jì)數(shù)器清0，最后利用數(shù)碼管顯示該計(jì)數(shù)器的值便可實(shí)現(xiàn)。（四）實(shí)驗(yàn)設(shè)備硬件：PC機(jī)、USB數(shù)據(jù)傳輸線(xiàn)、STC單片機(jī)綜合實(shí)驗(yàn)箱軟件：兼容51單片機(jī)的Keil uvision5集成開(kāi)發(fā)環(huán)境、STC-ISP單片機(jī)燒錄軟件（五）實(shí)驗(yàn)結(jié)果實(shí)驗(yàn)源代碼如（七）所示。對(duì)代碼進(jìn)行編譯，提示0錯(cuò)誤0警告，生成hex文件。將單片機(jī)試驗(yàn)箱和電腦通過(guò)USB數(shù)據(jù)線(xiàn)連接，打開(kāi)STC-ISP檢測(cè)串口點(diǎn)擊點(diǎn)開(kāi)程序文件

12、，選擇剛才生成的hex文件，點(diǎn)擊下載程序，燒錄成功（六）結(jié)果討論與心得體會(huì)結(jié)果分析討論：將程序燒錄至單片機(jī)后，可觀(guān)察到數(shù)碼管的高三位顯示000，其他位消隱。按下SW17（外部中斷0），數(shù)碼管對(duì)此計(jì)數(shù)，當(dāng)按下SW18（外部中斷1），數(shù)碼管顯示000，即定時(shí)器清零，與預(yù)期效果一致，完成實(shí)驗(yàn)。心得體會(huì)：通過(guò)本次實(shí)驗(yàn)，我掌握了外部中斷的原理，學(xué)會(huì)了利用按鍵來(lái)產(chǎn)生中斷，還了解了如何使用數(shù)碼管顯示，希望通過(guò)自己多次嘗試能在今后實(shí)驗(yàn)中熟練使用外部中斷并將其運(yùn)用到其他方面。（七）附錄：實(shí)驗(yàn)源代碼P4DATA 0C0H;P5DATA0C8H;P4M1DATA0xB3;P4M0DATA0xB4;P5M1DATA0

13、xC9;P5M0DATA0xCA;*/P_HC595_SERBITP4.0;P_HC595_RCLKBITP5.4;P_HC595_SRCLKBITP4.3;*/LED8DATA30H;display_indexDATA38H;INT0_cntDATA39H;*/ORG0000H;LJMPF_Main;ORG0003H;LJMPF_INT0_Interrupt;ORG0013H;LJMPF_INT1_Interrupt;*/ORG0100H;F_Main:CLRA;MOVP4M1,A; MOVP4M0,A;MOVP5M1,A; MOVP5M0,A;MOVdisplay_index,#0;MOV

14、R0,#LED8;MOVR2,#8;CLRIE1;CLRIE0;SETBEX1;SETBEX0;SETBIT0;SETBIT1;SETBEA;MOVINT0_cnt, #0;L_MainLoop:LCALLF_delay_ms;LCALLF_DisplayScan;LJMPL_MainLoop;F_delay_ms:MOVR2,#20;D1:MOVR3,#20;D2: DJNZR3, D2;DJNZR2, D1;RETT_Display:;DB03FH,006H,05BH,04FH,066H,06DH,07DH,007H,07FH,06FH,077H,07CH,039H,05EH,079H,0

15、71H; DB000HT_COM:DB020H,040H,080H;F_Send_595:PUSH02H;MOVR2, #8;L_Send_595_Loop:RLCA;MOVP_HC595_SER,C;SETBP_HC595_SRCLK;CLRP_HC595_SRCLK;DJNZR2,L_Send_595_Loop;POP02H;RETF_DisplayScan:PUSHDPH;PUSHDPL;PUSH00H;MOVA,INT0_cnt;MOVB,#100;DIVABMOVLED8+0,A;MOVA, #10;XCHA, B;DIVAB;MOVLED8+1,A;MOVLED8+2, B;MOVDPTR,#T_COM;MOVA,display_index;MOVCA,A+DPTR;CPLA ;LCALLF_Send_595;MOVDPTR, #T_Display;MOVA, display_index;ADDA, #LED8;MOVR0, A;MOVA, R0;MOVCA, A+DPTR;LCALLF_Se