第8課 中斷

單片機(jī)中斷功能的強(qiáng)弱因單片機(jī)的種類不同而不同，51單片機(jī)的中斷功能相對簡單，內(nèi)部有5個(gè)中斷源，像一些高級的單片如飛思卡爾有上百個(gè)中斷源。但知識(shí)都是相通的，51單片機(jī)中斷的概念弄懂白了，其它單片機(jī)的也就是一個(gè)了解和熟悉的過程。

51單片機(jī)內(nèi)部總共有5個(gè)中斷源，分別外部中斷0、定時(shí)器中斷0、外部中斷0、定時(shí)器中斷1、串行中斷。后面的章節(jié)我們分別的進(jìn)行介紹，這一課我們以主要外部中斷0進(jìn)行介紹。

這里我們先介紹一些基本的概念、

一、中斷的概念

我們先來舉日常生活中的一個(gè)例子，如圖1所示，你正在專心看書，突然電話鈴響，于是你記下正在看的書的頁數(shù)，去接電話，接完電話后再回來接著看書。這實(shí)際就是中斷的一個(gè)例子。

在單片機(jī)中，CPU在處理某一事件A時(shí)，發(fā)生了另一事件B（中斷發(fā)生）；CPU暫時(shí)中斷當(dāng)前的工作，轉(zhuǎn)去處理事件B（中斷響應(yīng)和中斷服務(wù)）；處理完畢后，再回到原來事件A被中斷的地方繼續(xù)處理事件A（中斷返回），這一過程稱為中斷，如圖2。

              圖1 日常生活中中斷例子               圖2 單片機(jī)中中斷例子

     下面有幾個(gè)中斷的概念需要記住：

   中斷源：將能引起中斷的事件稱為中斷源，如電話鈴響，51單片機(jī)共有5個(gè)中斷源，分別為外部中斷0、定時(shí)器中斷0、外部中斷1、定時(shí)器中斷1、串口中斷。

   斷點(diǎn)：中斷發(fā)生的地方稱為斷點(diǎn)。

   主程序：CPU現(xiàn)行運(yùn)行的程序稱為主程序，如看書。

   中斷服務(wù)子程序：處理隨機(jī)事件的程序稱為中斷服務(wù)子程序，如接電話。

   中斷系統(tǒng)：實(shí)現(xiàn)中斷功能的部件稱為中斷系統(tǒng)。

二、MCS-51的中斷系統(tǒng)

51單片機(jī)中斷系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖如圖3所求，總共有51個(gè)中斷源，分別如下。

 

圖3 51單片機(jī)中斷系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

（1）INT0-外部中斷0，由P3.2端口引入，可設(shè)置為低電平觸發(fā)或下降沿觸發(fā)。

（2）INT1-外部中斷1，由P3.3端口引入，可設(shè)置為低電平觸發(fā)或下降沿觸發(fā)。

（3）T0-定時(shí)器/計(jì)數(shù)器中斷0，由內(nèi)部計(jì)數(shù)器計(jì)滿溢出觸發(fā)。

（4）T1-定時(shí)器/計(jì)數(shù)器中斷1，由內(nèi)部計(jì)數(shù)器計(jì)滿溢出觸發(fā)。

（5）TI/RI-串行口中斷，由串行口完成一幀字符發(fā)送/接受后觸發(fā)。

中斷系統(tǒng)是單片機(jī)內(nèi)部一個(gè)種要的功能模塊，從程序開發(fā)的角度講，對單片機(jī)內(nèi)部功能模塊結(jié)構(gòu)上不需要掌握得太深，因?yàn)橐�讓各功能模塊發(fā)揮其強(qiáng)大的功能，只需要正確設(shè)置相應(yīng)寄存器就可以了，所以這里我們中斷的具體結(jié)構(gòu)這里我不過多分析，下面介紹相關(guān)的寄存器。

三、51單片機(jī)相關(guān)寄存器

  51單片機(jī)內(nèi)部共有21個(gè)特殊功能寄存器， 編程時(shí)如用C語言編程中我們只需要撐握IP、IE、SCON、TCON、P1、P2、P3、P4、PCON TMOD、TL0、TH0、TL1、TH1、SBUF15個(gè)寄存器，如圖4所示，已用紅線和藍(lán)線標(biāo)出，注意紅線的能進(jìn)行位操作，藍(lán)線的不能進(jìn)行位操作。

圖4 51單片機(jī)特殊功能寄存器

這15寄存器中，根據(jù)前面講的51單片機(jī)內(nèi)部四大功能模塊又可分為四大部分:

I/O口相關(guān)：P1、P2、 P3、 P4

中斷相關(guān)：IP、 IE

定時(shí)器相關(guān)：TMOD、 TCON、 TL0、TH0、TL1、TH1

串口通信相關(guān)：SCON、 PCON、 SBUF

需要注意的是，在這四大部分中，除I/O口操作相關(guān)的P1、P2、P3、P4相對獨(dú)立外，其它11個(gè)寄存器使用時(shí)通常會(huì)相互結(jié)合使用，也就是說中斷、定時(shí)器和串口通信三者通常會(huì)結(jié)合起來用，如外部中斷時(shí)，設(shè)置邊沿觸發(fā)還是電平觸發(fā)需設(shè)置TCON寄存器中的TR0和TR1位，使用定時(shí)器時(shí)又可能用到中斷，而串口通信時(shí)設(shè)置波特率又直接跟定時(shí)器相關(guān)。

這節(jié)里因?yàn)槲覀冎饕�介紹外部中斷0，所以跟外部中斷相關(guān)的寄存器就只有IE、IP、TCON三個(gè)，而對于初學(xué)都來說，IP寄存器(中斷優(yōu)先寄存器)一般用不到，所里這里只介紹IE（中斷允許寄存器）和TCON(定時(shí)器控制寄存器)。

（1）IE中斷允許寄存器

EA：EA=0時(shí)，所有中斷禁止（即不產(chǎn)生中斷）；EA=1時(shí)，各中斷的產(chǎn)生由個(gè)別的允許位決定

ET2：定時(shí)2溢出中斷允許（8052用1允許， 0禁止）

ES：串行口中斷允許（1允許， 0禁止）

ET1）：定時(shí)1中斷允許（1允許， 0禁止）

EX1：外中斷INT1中斷允許（1允許， 0禁止）

ET0：定時(shí)器0中斷允許（1允許， 0禁止）

EX0：外部中斷INT0的中斷允許（1允許， 0禁止） 

（2）TCON定時(shí)器控制寄存器

TF1：定時(shí)器T1溢出標(biāo)志，可由程序查詢和清零，TF1也是中斷請求源，當(dāng)CPU響應(yīng)T1中斷時(shí)由硬件清零。

TF0：定時(shí)器T0溢出標(biāo)志，可由程序查詢和清零，TF0也是中斷請求源，當(dāng)CPU響應(yīng)T0中斷時(shí)由硬件清零。

TR1：T1充許計(jì)數(shù)控制位，為1時(shí)充許T1計(jì)數(shù)（定時(shí)）。

TR0：T0充許計(jì)數(shù)控制位，為1時(shí)充許T0計(jì)數(shù)（定時(shí)）。

IE1：外部中斷1請示源（INT1，P3.3）標(biāo)志。IE1＝1，外部中斷1正在向CPU請求中斷，當(dāng)CPU響應(yīng)該中斷時(shí)由硬件清“0”IE1（邊沿觸發(fā)方式）。

IT1：外部中斷源1觸發(fā)方式控制位。IT1＝0，外部中斷1程控為電平觸發(fā)方式，當(dāng)INT1（P3.3）輸入低電平時(shí)，置位IE1。此位為1設(shè)置為電平觸發(fā)，為0設(shè)置為下降沿觸發(fā)。

IE0：外部中斷0請示源（INT0，P3.2）標(biāo)志。IE0＝1，外部中斷1正在向CPU請求中斷，當(dāng)CPU響應(yīng)該中斷時(shí)由硬件清“0”IE0（邊沿觸發(fā)方式）。

IT0：外部中斷源0觸發(fā)方式控制位。IT0＝0，外部中斷1程控為電平觸發(fā)方式，當(dāng)INT0（P3.2）輸入低電平時(shí)，置位IE0。此位為1設(shè)置為電平觸發(fā)，為0設(shè)置為下降沿觸發(fā)。

四、外部中斷程序舉例

明白了寄存器后，下面我以外部中斷0為例寫一個(gè)程序，程序的功能為：在主程序里L(fēng)1燈常亮，當(dāng)外部腳P32檢測到有下降沿時(shí)，L1燈熄滅。

我們先來分析下該程序的書寫思路。首先在主程序里我們應(yīng)該讓L1燈常亮；然后需要對中斷相關(guān)的寄存器進(jìn)行設(shè)置，主要為打開總中斷、打開外部中斷0，并且還需要設(shè)置外部中斷為低電平觸發(fā)方式；最后我們要寫一個(gè)中斷子函數(shù)。

相應(yīng)的程序如例一所示。

例一 外部中斷0程序

#include<reg52.h>

#define uint unsigned int

#define uchar unsigned char

 

sbit D1=P1^0;

 

void delay(uint z);

 

void main()

{

       IT0=0;//設(shè)置為0低電平觸發(fā)

       Eaa=1;//開總中斷

       EX0=1;//開外部中斷0

       while(1)

       {

              D1=1;

       }

}

 

void exter0() interrupt 0

{

       D1=0;

       delay(500);//下降沿觸發(fā)時(shí)如果不延時(shí)觀察不到再現(xiàn)象

}

 

void delay(uint z)

{

       uint x,y;

       for(x=z;x>0;x--)

              for(y=110;y>0;y--);

}