第10講 51單片機(jī)中斷系統(tǒng)

第十講51單片機(jī)中斷系統(tǒng)一、單片機(jī)中斷系統(tǒng)1.中斷的定義

所謂中斷，是指CPU正在處理某些事務(wù)的時(shí)候，外部又發(fā)生了某一事件，請(qǐng)求CPU及時(shí)處理。于是，CPU暫時(shí)中斷當(dāng)前的工作，轉(zhuǎn)而處理所發(fā)生的事件。處理完畢，再回到原來被中斷的地方，繼續(xù)原來的工作。這樣的過程，稱為中斷。中斷示意圖中斷方式流程圖中斷嵌套流程圖①中斷源②中斷申請(qǐng)③開放中斷④保護(hù)現(xiàn)場(chǎng)⑤中斷服務(wù)⑥恢復(fù)現(xiàn)場(chǎng)⑦中斷返回2.中斷涉及的幾個(gè)環(huán)節(jié)（單片機(jī)最多只能實(shí)現(xiàn)二級(jí)嵌套）手機(jī)手機(jī)鈴聲響了提醒你去接你準(zhǔn)備去接電話一開始你正在電腦上看視頻在電腦上暫停我的這個(gè)視頻你開始接電話掛斷電話回來繼續(xù)看我的視頻3.AT89S52單片機(jī)的中斷源S52系列有6個(gè)中斷源（比S51多一個(gè)T2）

⑴2個(gè)外部中斷請(qǐng)求：INT0，INT1

⑵3個(gè)片內(nèi)定時(shí)器/計(jì)數(shù)器T0、T1和T2中斷請(qǐng)求：TF0，TF1，(TF2）

⑶1個(gè)串行口中斷請(qǐng)求：TI/RI1.定時(shí)器控制寄存器TCON(88H)TF1TR1TF0TR0IE1IT1IE0IT0TCONTF0/TF1：定時(shí)器0/定時(shí)器1溢出中斷申請(qǐng)標(biāo)志位：=0：定時(shí)器未溢出；=1：定時(shí)器溢出申請(qǐng)中斷，進(jìn)中斷后自動(dòng)清零。TR0/TR1：定時(shí)器運(yùn)行啟?？刂莆唬?0：定時(shí)器停止運(yùn)行；=1：定時(shí)器啟動(dòng)運(yùn)行。是管理定時(shí)器工作的SFR（其中低4位管外部中斷，高4位管定時(shí)器/計(jì)數(shù)器中斷）二、與中斷相關(guān)的特殊功能寄存器IE0/IE1：外部中斷申請(qǐng)標(biāo)志位：=0：沒有外部中斷申請(qǐng)；=1：有外部中斷申請(qǐng)。IT0/IT1：外部中斷請(qǐng)求的觸發(fā)方式選擇位：=0：在INT0/INT1端申請(qǐng)中斷的信號(hào)低電平觸發(fā);=1：在INT0/INT1端申請(qǐng)中斷的信號(hào)負(fù)跳變觸發(fā).TF1TR1TF0TR0IE1IT1IE0IT0TCON

EA—ET2ESET1EX1ET0EX0IE2.中斷允許寄存器IE(0A8H)EX0/EX1/ET1/ET0/ES位：分別是INT0/1，Timer0/1，串行口的中斷允許控制位:=0時(shí)禁止中斷；=1時(shí)允許中斷。ET2：T2中斷允許控制位（僅52系列有）=0時(shí)禁止中斷；=1時(shí)允許中斷。EA：總的中斷允許控制位（總開關(guān)）：=0時(shí)禁止全部中斷；=1時(shí)允許中斷。——PT2PSPT1

PX1

PT0PX0IPPX0/PX1：INT0/1優(yōu)先級(jí)控制位：=0時(shí)屬低優(yōu)先級(jí)；=1時(shí)屬高優(yōu)先級(jí)。PT0/PT1/PT2：T0/1/2中斷優(yōu)先級(jí)控制位：=0時(shí)屬低優(yōu)先級(jí)；=1時(shí)屬高優(yōu)先級(jí)。PS1：串行口中斷優(yōu)先級(jí)控制位：=0時(shí)屬低優(yōu)先級(jí)；=1時(shí)屬高優(yōu)先級(jí)。3.中斷優(yōu)先級(jí)控制寄存器IP(0B8H)【例】PX1=1；外中斷INT1被設(shè)置成高優(yōu)先級(jí)PT0=0；定時(shí)器T0被設(shè)置成低優(yōu)先級(jí)總線方式IP=0x04；//IP=00000100將PX1設(shè)為1PT0設(shè)為0；對(duì)同時(shí)發(fā)生多個(gè)中斷申請(qǐng)時(shí)：?不同優(yōu)先級(jí)的中斷同時(shí)申請(qǐng)(很難遇到)——先高后低?相同優(yōu)先級(jí)的中斷同時(shí)申請(qǐng)(很難遇到)——按序執(zhí)行?正處理低優(yōu)先級(jí)中斷又接到高級(jí)別中斷——高打斷低?正處理高優(yōu)先級(jí)中斷又接到低級(jí)別中斷——高不理低4.中斷優(yōu)先級(jí)處理原則三、中斷系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)四、單片機(jī)的中斷矢量與優(yōu)先級(jí)中斷矢量：?jiǎn)纹瑱C(jī)的6個(gè)中斷源分別對(duì)應(yīng)有各自的中斷服務(wù)程序入口地址——中斷矢量000BHTF0定時(shí)/計(jì)數(shù)器0(T0)002BHTF2定時(shí)/計(jì)數(shù)器2(T2)0023HRI/TI串行口接收/發(fā)送001BHTF1定時(shí)/計(jì)數(shù)器1(T1)0013HIE1外部中斷1(INT1)0003HIE0外部中斷0(INT0)中斷優(yōu)先級(jí)中斷矢量申請(qǐng)標(biāo)志中斷源最高優(yōu)先級(jí)最低優(yōu)先級(jí)五、外部中斷(INT0,INT1)申請(qǐng)過程1.實(shí)驗(yàn)開發(fā)板中的外部中斷接口電路K1：外部中斷1的按鍵，接P3.2線K2：外部中斷2的按鍵，接P3.3線2.外部中斷的申請(qǐng)過程⑴在CPU已經(jīng)開放了外部中斷允許的前提下;⑵在INT0/INT1引腳輸入一個(gè)負(fù)脈沖或低電平;⑶TCON寄存器中的IE0/IE1標(biāo)志位自動(dòng)變“1”，⑷檢測(cè)到IE0/IE1變“1”后,將產(chǎn)生指令：執(zhí)行中斷服務(wù)程序;⑸并將IE0/IE1標(biāo)志位自動(dòng)清“0”,以備下次申請(qǐng)。1．interruptm修飾符interruptmC51中斷函數(shù)必須通過它進(jìn)行修飾。在C51程序設(shè)計(jì)中，當(dāng)函數(shù)定義時(shí)用了interruptm修飾符，系統(tǒng)編譯時(shí)把對(duì)應(yīng)函數(shù)轉(zhuǎn)化為中斷函數(shù)，自動(dòng)加上程序頭段和尾段，并按51系統(tǒng)中斷的處理方式自動(dòng)把它安排在程序存儲(chǔ)器中的相應(yīng)位置。

在該修飾符中，m的取值為0~31，對(duì)應(yīng)的中斷情況如下：0——外部中斷01——定時(shí)/計(jì)數(shù)器T02——外部中斷13——定時(shí)/計(jì)數(shù)器T14——串行口中斷5——定時(shí)/計(jì)數(shù)器T2其它值預(yù)留。六、C51中斷函數(shù)的編寫C51編譯器從絕對(duì)地址8m+3處產(chǎn)生一個(gè)中斷向量，其中m為中斷號(hào)，也即interrupt后面的數(shù)字。該向量包含一個(gè)到中斷函數(shù)入口地址的絕對(duì)跳轉(zhuǎn)。3.中斷函數(shù)注意如下：（1）中斷函數(shù)不能進(jìn)行參數(shù)傳遞，如果中斷函數(shù)中包含任何參數(shù)聲明都將導(dǎo)致編譯出錯(cuò)。（2）中斷函數(shù)沒有返回值，如果企圖定義一個(gè)返回值將得不到正確的結(jié)果，建議在定義中斷函數(shù)時(shí)將其定義為void類型，以明確說明沒有返回值。2.usingn修飾符修飾符usingn用于指定本函數(shù)內(nèi)部使用的工作寄存器組，其中n的取值為0~3，表示寄存器組號(hào)?？梢允÷允÷院笙到y(tǒng)自動(dòng)選擇七、C51編程舉例本節(jié)通過幾個(gè)例程介紹有關(guān)中斷應(yīng)用的程序的編寫。1.單一外中斷的應(yīng)用【例】在51單片機(jī)的P1口上接有8只LED。在外部中斷0輸入引腳P3.2（INT0*）引腳接有一只按鈕開關(guān)K1。程序要求將外部中斷0設(shè)置為負(fù)跳沿觸發(fā)。在程序啟動(dòng)時(shí)，P1口上的8只LED亮。按一次按鈕開關(guān)K1，使引腳接地，產(chǎn)生一個(gè)負(fù)跳沿觸發(fā)的外中斷0中斷請(qǐng)求，在中斷服務(wù)程序中，讓低4位的LED和高4位的LED交替閃爍。具體電路如下圖所示。1819控制8只LED交替閃爍的電路參考程序如下：#include<reg51.h>voidDelay(unsignedinti) /*延時(shí)函數(shù)Delay()，i為形式參數(shù)，不能賦初值*/{ unsignedintj；for(；i>0；i--) for(j=0；j<333；j++) /*晶振為12MHz，j的選擇與晶振頻率有關(guān)*/{；} /*空函數(shù)*/}voidmain() /*主函數(shù)*/{ EA=1； /*總中斷允許*/EX0=1； /*允許外部中斷0中斷*/IT0=1； /*選擇外部中斷0為跳沿觸發(fā)方式*/{P1=0；} /*P1口的8只LED全亮*/20While(1) /*循環(huán)*/｝voidint0()interrupt0using0 /*外中斷0的中斷服務(wù)函數(shù)*/{ EX0=0； /*禁止外部中斷0中斷*/P1=0x0f； /*低4位LED滅，高4位LED亮*/Delay(800)； /*延時(shí)800ms*/P1=0xf0； /*高4位LED滅，低4位LED亮*/Delay(800)； /*延時(shí)800ms*/EX0=1； /*中斷返回前，打開外部中斷0中斷*/}本例程包含了兩個(gè)部分，一是中斷系統(tǒng)初始化部分，另一是中斷處理服務(wù)函數(shù)部分。212.兩個(gè)外中斷的應(yīng)用當(dāng)多個(gè)中斷源時(shí)，只需增加相應(yīng)的中斷服務(wù)函數(shù)即可。例5-3是處理兩個(gè)外中斷請(qǐng)求的例子【例】如下圖所示，在51單片機(jī)的P1口上接有8只LED。在外部中斷0輸入引腳P3.2（INT0*）引腳接有一只按鈕開關(guān)K1。在外部中斷1輸入引腳P3.3（INT1*）引腳接有一只按鈕開關(guān)K2。程序要求K1和K2都未按下時(shí)，P1口的8只LED呈流水燈顯示，僅K1（P3.2）按下時(shí)，左右4只LED交替閃爍。僅按下K2（P3.3），P1口的8只LED全部閃亮。兩個(gè)外中斷的優(yōu)先級(jí)相同。2223兩個(gè)外中斷控制8只LED顯示的電路參考程序如下。#include<reg51.h>voidDelay(unsignedinti) /*延時(shí)函數(shù)Delay()，i為形式參數(shù)，不能賦初值*/{ unsignedintj；for(；i>0；i--) for(j=0；j<125；j++) {；} /*空函數(shù)*/}voidmain() /*主函數(shù)*/{unsignedcharplay[9]={0xff，0xfe，0xfd，0xfb，0xf7，0xef，0xdf，0xbf，0x7f}；/*定義了流水燈的顯示數(shù)據(jù)*/unsignedchara；for(；；) { for(a=0；a<9；a++) { { Delay(500) /*延時(shí)*/P1=play[a]； /*將已經(jīng)定義的流水燈顯示數(shù)據(jù)送到P1口*/} EA=1； /*總中斷允許*/ EX0=1； /*允許外部中斷0中斷*/ EX1=1 /*允許外部中斷1中斷*/ IT0=1； /*選擇外部中斷0為跳沿觸發(fā)方式*/ IT1=1； /*選擇外部中斷1為跳沿觸發(fā)方式*/ IP=0； /*兩個(gè)外部中斷均為低優(yōu)先級(jí)*/}}25voidint0_isr(void)interrupt0using0/*外中斷0的中斷服務(wù)函數(shù)*/{ for(；；) P1=0x0f； /*低4位LED滅，高4位LED亮*/ Delay(500)； /*延時(shí)*/ P1=0xf0； /*高4位LED滅，低4位LED亮*/ Delay(500)； /*延時(shí)*/}voidint1_isr(void)interrupt2using1 /*外中斷1的中斷服務(wù)函數(shù)*/{ for(；；) { P1=0xff； /*全滅*/ Delay(500)； /*延時(shí)*/ P1=0； /*全亮*/ Delay(500)；} /*延時(shí)*/}26八、中斷控制實(shí)例分析實(shí)例1:用外部中斷0來改變P1口LED燈的亮滅實(shí)例2:用LED數(shù)碼管顯示計(jì)數(shù)器對(duì)INT0的計(jì)數(shù)值（1位數(shù)碼管顯示）實(shí)例3：用LED數(shù)碼管顯示計(jì)數(shù)器對(duì)INT1的計(jì)數(shù)值（2位數(shù)碼管顯示）【例】編寫一個(gè)用于統(tǒng)計(jì)外中斷0的中斷次數(shù)的中斷服務(wù)程序intx;voidint0()interrupt0using1{x++;}九、中斷嵌套中斷嵌套只能發(fā)生在單片機(jī)正在執(zhí)行一個(gè)低優(yōu)先級(jí)中斷服務(wù)程序的時(shí)候，此時(shí)又有一個(gè)高優(yōu)先級(jí)中斷產(chǎn)生，就會(huì)產(chǎn)生高優(yōu)先級(jí)中斷打斷低優(yōu)先級(jí)中斷服務(wù)程序，去執(zhí)行高優(yōu)先級(jí)中斷服務(wù)程序。高優(yōu)先級(jí)中斷服務(wù)程序完成后，再繼續(xù)執(zhí)行低優(yōu)先級(jí)中斷服務(wù)程序?！纠?-4】電路如圖5-10所示，設(shè)計(jì)一個(gè)中斷嵌套程序。要求K1和K2都未按下時(shí)，P1口的8只LED呈流水燈顯示，當(dāng)K1按下再松開時(shí)，產(chǎn)生一個(gè)低優(yōu)先級(jí)的外中斷0請(qǐng)求（跳沿觸發(fā)），進(jìn)入外中斷0中斷服務(wù)程序，左右4只LED交替閃爍。此時(shí)按下K2再松開時(shí)，產(chǎn)生一個(gè)高優(yōu)先級(jí)的外中斷1請(qǐng)求29（跳沿觸發(fā)），進(jìn)入外中斷1中斷服務(wù)程序，P1口的8只LED全部閃爍。當(dāng)顯示一段時(shí)間后，再從外中斷1返回繼續(xù)執(zhí)行外中斷0中斷服務(wù)程序，即P1口控制8只LED左右4只LED交替閃爍。。設(shè)置外中斷1為高優(yōu)先級(jí)，外中斷0為低優(yōu)先級(jí)。3031兩個(gè)外中斷嵌套控制8只LED顯示的電路參考程序如下。#include<reg51.h>unsignedcharplay[9]={0xff，0xfe，0xfd，0xfb，0xf7，0xef，0xdf，0xbf，0x7f}；/*定義流水燈的顯示數(shù)據(jù)*/voidDelay(unsignedinti) /*延時(shí)函數(shù)Delay()*/{unsignedintj；for(；i>0；i--) for(j=0；j<125；j++) {；} /*空函數(shù)*/}32voidmain() /*主函數(shù)*/{unsignedchara；EA=1； /*總中斷允許*/ EX0=1； /*允許外部中斷0中斷*/ EX1=1 /*允許外部中斷1中斷*/ IT0=1； /*選擇外部中斷0為跳沿觸發(fā)方式*/ IT1=1； /*選擇外部中斷1為跳沿觸發(fā)方式*PX0=0； /*外部中斷0為低優(yōu)先級(jí)*/PX1=1； /*外部中斷1為高優(yōu)先級(jí)*/for(；；) { for(a=0；a<9；a++) {Delay(500) /*延時(shí)*/P1=play