學(xué)習(xí)C51單片機(jī)中斷功能的使用

前面我們學(xué)習(xí)了定時(shí)器的簡(jiǎn)單用法，并且設(shè)計(jì)了幾個(gè)有趣的小項(xiàng)目

今天我們學(xué)習(xí)進(jìn)階操作——中斷

1 認(rèn)識(shí)中斷

一個(gè)生活的小場(chǎng)景……

你拿著手機(jī)，屏幕上顯示著Zi Jin Code的最新文章，一旁的藍(lán)牙音響播放著悠揚(yáng)的古風(fēng)音樂(lè)……目不轉(zhuǎn)睛之刻，朋友給你打來(lái)一個(gè)電話……你調(diào)小了藍(lán)牙音箱的音量，接起了電話，你聊得正歡時(shí)，門外傳來(lái)敲門聲，班主任來(lái)了……

相信這樣的場(chǎng)景，你應(yīng)該也遇到不少，我們常常正在做一件事情，突然另一件事冒出來(lái)打斷我們，讓我們不得不趕快去處理這件事

事實(shí)上，單片機(jī)的世界里，這樣的事件比比皆是。舉個(gè)最簡(jiǎn)單的例子，在一個(gè)秒表電路中，單片機(jī)一直輸出數(shù)碼管掃描顯示，這時(shí)候定時(shí)器溢出了，單片機(jī)不得不先放下手中的活，去處理時(shí)器溢出的操作，處理完后又返回到剛剛停下來(lái)的位置繼續(xù)來(lái)執(zhí)行輸出顯示的操作。這個(gè)過(guò)程中，單片機(jī)放下輸出顯示的任務(wù)，先跑去執(zhí)行定時(shí)器溢出的一些操作，就是一次中斷的過(guò)程，用圖表示如下

單片機(jī)正常執(zhí)行程序的過(guò)程中，一個(gè)特殊的事件讓單片機(jī)停下現(xiàn)在正在執(zhí)行的任務(wù)，跳轉(zhuǎn)去處理這個(gè)事件的任務(wù)，處理完之后再返回到剛剛停下來(lái)的地方，繼續(xù)執(zhí)行最初放下來(lái)的任務(wù)，這個(gè)過(guò)程就叫中斷，觸發(fā)的這個(gè)事件叫做中斷源

到此，相信我們已經(jīng)初步了解中斷的過(guò)程，思考以下，那之前我們寫的代碼（如下）是使用了定時(shí)器中斷嗎

#include< reg52.h >
sbit LED = P1^0;//LED接在P1.0
unsigned char Counter = 0;//溢出次數(shù)記錄
void main()
{
  TH0 = 0x00;
  TL0 = 0x00;
  TR0 = 1;//Timer0初始值設(shè)置，使能定時(shí)器
  LED = 1;//初始化LED引腳電平值
  while(1)
  {
    if(TF0 == 1)
    {
       Counter++;//定時(shí)器溢出次數(shù)++
       TH0 = 0x00;//溢出以后要對(duì)定時(shí)器進(jìn)行簡(jiǎn)單的重新裝載初始值
       TL0 = 0x00;
       TF0 = 0;//重新設(shè)置定時(shí)器溢出位的數(shù)值
     } 
     if(counter == 256)//定時(shí)器累計(jì)溢出256次
     {
      Counter = 0;//復(fù)位
      LED = !LED;//LED電平取反
     }
  }
}

從程序運(yùn)行流程分析，這并不是一個(gè)中斷

我們的程序運(yùn)行到while（1）的時(shí)候就進(jìn)入我們?cè)O(shè)計(jì)的死循環(huán),在這個(gè)死循環(huán)中有兩個(gè)任務(wù)，第一個(gè)是判斷Timer0有沒(méi)有溢出以及如果溢出后的操作，第二個(gè)是判斷定時(shí)器溢出次數(shù)是否累計(jì)達(dá)到我們的需求。

這個(gè)代碼中，只有執(zhí)行到if（TF0==0）的時(shí)候才會(huì)執(zhí)行判斷定時(shí)器是否溢出，倘若我們的程序執(zhí)行到if（Counter==256）的代碼的時(shí)候定時(shí)器已經(jīng)溢出，那么機(jī)器也會(huì)繼續(xù)執(zhí)行完這個(gè)if的語(yǔ)句，直到再次執(zhí)行到if（TF0==0）才會(huì)對(duì)timer溢出做出處理。顯然不是定時(shí)器中斷

這種使用定時(shí)器的優(yōu)點(diǎn)是代碼簡(jiǎn)單，而且應(yīng)對(duì)簡(jiǎn)單的定時(shí)器任務(wù)的時(shí)候可以簡(jiǎn)潔的代碼完成任務(wù)（比如說(shuō)一秒點(diǎn)亮一個(gè)led燈），但是應(yīng)對(duì)稍微復(fù)雜的任務(wù)（例如做一個(gè)單片機(jī)電子時(shí)鐘，只有執(zhí)行到判斷Timer溢出的代碼才做出判斷，這樣就可能發(fā)生定時(shí)不準(zhǔn)確的問(wèn)題了）

至此，希望你跟我一樣，也明白了定時(shí)器和中斷不是一回事，也希望大家不要把定時(shí)器和中斷搞混

2 中斷使用第一步， 中斷的分類，認(rèn)識(shí)中斷源

C51中的中斷，可以這樣分類

不難發(fā)現(xiàn)，按照功能分，一共有三類：

Timer中斷，當(dāng)定時(shí)器溢出的時(shí)候觸發(fā)這個(gè)中斷

外部中斷，C51提供兩組外部中斷，當(dāng)外部中斷引腳的電平變化的時(shí)候觸發(fā)中斷

分別是外部中斷0，對(duì)應(yīng)INT0，在P3.2引腳

分別是外部中斷0，對(duì)應(yīng)INT1，在P3.3引腳

串口中斷

串口中斷等到我們使用串口的時(shí)候再介紹，這里先放一放。

在單片機(jī)中，凡是能觸發(fā)中斷信號(hào)就叫中斷源，以上的定時(shí)器，外部中斷，串口都是中斷源。

換句話說(shuō)，就是這些信號(hào)觸發(fā)了單片機(jī)的中斷。

3 中斷使用第二步，打開(kāi)中斷

中斷使能寄存器，地址0xA8，可位尋址

下面說(shuō)明一下，假設(shè)我們要使用Timer0中斷，需要這樣操作：

EA = 1;//中斷總使能開(kāi)關(guān)
//現(xiàn)在先對(duì)中斷使能，確保我們能使用中斷


ET0 = 1;//使能timer0中斷

4 中斷使用第三步，認(rèn)識(shí)外部中斷

前面我們知道了，C51的外部中斷INT0，INT1和串口中斷ES分別在P3.2，P3.3，P3.1。這里我們先不介紹串口中斷，我們介紹兩個(gè)外部中斷INT0和INT1，串口中斷我們學(xué)串口的時(shí)候再研究。

還記得我們之前學(xué)習(xí)定時(shí)器的時(shí)候提到的TCON寄存器嗎

TCON寄存器

上次我們沒(méi)有介紹低四位的功能，這回我們?cè)敿?xì)的介紹一下：

首先，IE1，IT1屬于外部中斷1，也就是外部中斷INT1。IE0，IT0屬于外部中斷0，也就是外部中斷INT0。

相信這點(diǎn)不難理解，接下來(lái)介紹IE，IT的功能

IE是外部中斷請(qǐng)求標(biāo)識(shí)，當(dāng)外部中斷被觸發(fā)的時(shí)候，IE會(huì)變成1，表示外部中斷在向CPU請(qǐng)求中斷。當(dāng)CPU響應(yīng)這個(gè)外部中斷的時(shí)候，IE會(huì)自動(dòng)變成0。所以，IE就是用于中斷請(qǐng)求的標(biāo)識(shí)，一般使用的時(shí)候我們不用操作這一位寄存器

IT是中斷觸發(fā)方式，一共有兩種觸發(fā)方式

這里講一下什么叫負(fù)跳變，假設(shè)現(xiàn)在中斷引腳電平為高電平，外部電路變化讓外部中斷觸發(fā)引腳從高電平變化成低電平，這個(gè)時(shí)候外部中斷引腳的電平變化是1—>0,這就是個(gè)負(fù)跳變的變化過(guò)程。就在這個(gè)過(guò)程中，觸發(fā)了中斷。1—>0的負(fù)跳變過(guò)程后，單片機(jī)外部中斷IO但凡是保持在1或者保持在0都不會(huì)觸發(fā)中斷，只有再次發(fā)生電平1—>0的變化才會(huì)再次觸發(fā)外部中斷

而低電平觸發(fā)，只要中斷引腳的電平為低電平就能直接觸發(fā)中斷。

靈活使用外部中斷IT模式的設(shè)置，配合我們的程序，玩出新花樣?。?！

這里不得不聲明一下，之前我們學(xué)習(xí)定時(shí)器的時(shí)候，我們總是會(huì)寫這樣一行代碼

這個(gè)代碼之前我們說(shuō)是判斷定時(shí)器是否溢出的標(biāo)志，溢出后需要我們手動(dòng)清零

事實(shí)上，當(dāng)我們使用定時(shí)器的時(shí)候，就已經(jīng)不再需要我們手動(dòng)清零了，如果我們使能定時(shí)器的中斷，這里的TF就相當(dāng)于IE一樣的中斷請(qǐng)求信號(hào)，當(dāng)CPU接受請(qǐng)求（也就是CPU處理中斷函數(shù)之后，這個(gè)TF就自動(dòng)清零了）

所以我們使用定時(shí)器中斷的時(shí)候就不必要使用

來(lái)進(jìn)行手動(dòng)清零了。

5 中斷使用第四步，中斷索引和中斷函數(shù)的使用

前面我們學(xué)習(xí)了中斷源和中斷觸發(fā)的配置。

中斷觸發(fā)了，我們總要讓單片機(jī)做一點(diǎn)事情。單片機(jī)依靠中斷索引知道是哪個(gè)中斷觸發(fā)了，并且找到中斷函數(shù)，執(zhí)行中斷函數(shù)的內(nèi)容。

先來(lái)看中斷函數(shù)的格式,這個(gè)是一個(gè)典型的中斷函數(shù)

void Timer1Interrupt() interrupt 1
{
   counter++;
}

void 【中斷函數(shù)名字】() interrupt 【中斷索引編號(hào)】
{
   counter++;
}

【中斷函數(shù)名字】可以是任何符合函數(shù)名規(guī)則的函數(shù)名

但是括號(hào)后的關(guān)鍵字“interrupt”一定不能寫錯(cuò)，這個(gè)是中斷函數(shù)的關(guān)鍵字，關(guān)鍵字后面的數(shù)字是中斷索引

中斷索引，單片機(jī)靠這個(gè)找到中斷

單片機(jī)靠這個(gè)索引，知道是哪個(gè)中斷被觸發(fā)了，并且找到這個(gè)中斷觸發(fā)要執(zhí)行的對(duì)應(yīng)函數(shù)上

小總結(jié)（一）中斷的初始化

到這里，我們來(lái)簡(jiǎn)單總結(jié)，對(duì)中斷進(jìn)行初始化，中斷初始化在main函數(shù)中完成，值得一提，必須放在main函數(shù)的死循環(huán)前面

中斷使能寄存器，0xA8,可位尋址

中斷控制寄存器，0x88，可位尋址

這里還是再次說(shuō)明一次

IE是中斷請(qǐng)求觸發(fā)器，當(dāng)中斷觸發(fā)的時(shí)候自動(dòng)寫1，CPU請(qǐng)求后自動(dòng)寫0

IT設(shè)置中斷觸發(fā)模式

我們使用了timer的中斷，這時(shí)候TF相當(dāng)于Timer的中斷請(qǐng)求位，cpu響應(yīng)中斷后就自動(dòng)清零，所以我們就不需要在中斷函數(shù)里面對(duì)TF進(jìn)行干預(yù)

小總結(jié)（二）中斷索引與中斷函數(shù)

中斷函數(shù)格式

void [中斷函數(shù)名] () interrupt [中斷索引編號(hào)]
{


}

這里再次說(shuō)明，中斷函數(shù)寫在main函數(shù)后面

[中斷函數(shù)名]可以是任何一個(gè)符合函數(shù)名規(guī)則的函數(shù)名

interrupt是中斷函數(shù)的關(guān)鍵字，必須寫對(duì)

[中斷索引編號(hào)參考以上的編號(hào)]

實(shí)踐（一）timer中斷

下面我們就來(lái)實(shí)踐一下吧

這個(gè)程序里面對(duì)定時(shí)器Timer0初始化（設(shè)置一個(gè)基本的16位定時(shí)器），并且設(shè)置定時(shí)器中斷

#include< reg51.h >
void main ()
{
 EA = 1;//【第一步】總中斷開(kāi)關(guān)使能
 TMOD = 0x01;//【第二步】設(shè)置定時(shí)器T0的模式為標(biāo)準(zhǔn)的16位定時(shí)器
 TH0 = 0x00;//【第三步】設(shè)置定時(shí)器初始值
 TL0 = 0xEE;
 ET0 = 1;//【第四步】定時(shí)器Timer0中斷使能
 TR0 = 1;//【第五步】激活定時(shí)器
 while(1)
  {
  
  }
}


void Tmr0Int () interrupt 1
{
  TH0 = 0x00;
  TL0 = 0xFF;//只需要重新設(shè)置初始值，不需要復(fù)位TF
}

分析一下代碼，我們很容易的發(fā)現(xiàn)，新的代碼里面多了兩個(gè)對(duì)中斷的操作：

EA = 1;//【第一步】總中斷開(kāi)關(guān)使能
 ET0 = 1;//【第四步】定時(shí)器Timer0中斷使能

EA=1使能總中斷開(kāi)關(guān)

ET0=1打開(kāi)Timer0中斷開(kāi)關(guān)

還有一些注意事項(xiàng)：

定時(shí)器中斷設(shè)置的順序

EA=1 > TMOD設(shè)置 > 定時(shí)器初始值設(shè)置 > ET=1使能定時(shí)器中斷 > TR=1使能定時(shí)器
初始化在main函數(shù)的死循環(huán)前

中斷函數(shù)一般寫在main函數(shù)后面

我們使用了timer的中斷，這時(shí)候TF相當(dāng)于Timer的中斷請(qǐng)求位，cpu響應(yīng)中斷后就自動(dòng)清零，所以我們就不需要在中斷函數(shù)里面對(duì)TF進(jìn)行干預(yù)

使用16位定時(shí)器中斷，模式1，定時(shí)器溢出中斷后我們?nèi)匀恍枰獙?duì)定時(shí)器初始值進(jìn)行干預(yù)

實(shí)踐（二）timer中斷 ****

下面我們就來(lái)實(shí)踐一下吧

這里我們要用上外部中斷0，設(shè)置外部中斷觸發(fā)的方式是低電平觸發(fā)

以下是代碼

#include< reg51.h >
void main ()
{
 EA = 1;//【第一步】總中斷開(kāi)關(guān)使能
 IT0 = 0;//【第二步】設(shè)置外部中斷模式，低電平觸發(fā)
 EX0 = 1;//【第三步】打開(kāi)外部中斷0的使能開(kāi)關(guān)
 while(1)
  {

  }
}


void ExInit0 () interrupt 0
{


}

不難發(fā)現(xiàn)，這段代碼比設(shè)置定時(shí)器中斷的代碼更簡(jiǎn)單，不過(guò)仍然有兩個(gè)地方需要注意：

第一個(gè)當(dāng)然是初始化操作的順序

第二個(gè)是注意中斷函數(shù)的索引編號(hào)絕對(duì)不能錯(cuò)

好了，介紹就到這里了，希望能幫助你更好的了解單片機(jī)，如果您覺(jué)得還不錯(cuò)的話歡迎關(guān)注我