【C51】单片机中断

引言

其实人的一生和单片机的运行很类似。就拿人的一生来说：有些事只需要做一次，比如得了水痘以后，体内产生免疫，以后就不会再生这个病了。有些事需要反复做，比如反复读书，反复工作，反复与困苦打交道，反复地与人相处。而有其他一些事，只有当它突然发生时我们才会去处理的，比如中彩票，钱包丢了......

这个运行机制早被Arduino借鉴了。

/*******Arduino代码框架********/

void setup() {

     //只执行一次的代码

}

void loop() {

    //反复执行的代码

}

//------------经过Arduino编译器转译后的实质代码（有删改）-----------------------

#include <Arduino.h>

int main(void)

{

        init();      //最先调用init，初始化arduino 的硬件

        setup();  //只执行一次的代码

        for (;;)      //反复执行的代码

        {

              loop();

        }

        return ;

}

回想一下写C51代码的模式，其实也是一样的。不过上述代码中，还有一种机制没体现出来：突然发生的事情。这就是下面要剖析的中断机制。

关于中断

无论是Arduino 还是 C51，还有其他硬件平台，都有中断机制。

中断是单片机处理突发性事件的一种机制。只执行一次的代码可以放在大循环外，循环执行的放在大循环内，突发性事件的代码，则通过中断方式处理。我们的PC机，鼠标的点击，键盘的按下，都是以中断的方式处理的。

若程序正常运行的某一时刻，中断发生了，当前执行流程就会暂停，CPU会转去处理中断服务程序（执行中断函数），当中断服务程序执行完后，再返回来接着执行原来的指令。

这个过程就是中断响应和中断返回。

中断源

引起中断的根源，叫中断源。

当有中断发生时，会向单片机申请中断处理。标准C51中有5个中断源，也就是有5种情况会引发中断。

中断源	引发原因	默认优先级	中断序号(C语言)	入口地址（汇编用）中断标号*8 +3得到
INT0	引脚输入低电平或者下降沿引发。此时标志位IE0=1	最高	0	0003
T0	T0对应的TF0溢出时发生。此时标志位TF0 = 1		1	000B
INT1	引脚输入低电平或者下降沿引发。此时标志位IE1=1		2	0013
T1	T1对应的TF1溢出时发生。此时标志位TF1 = 1		3	001B
串口中断	串口完成一帧字符的接受/发送引发。		4	0023
T2（如果有的话）	T2对应的TF2溢出时发生。标志位TF2 = 1	最低	5	002B

若配置好了相应的中断，当中断发生时，单片机就会自动去调用中断函数，来处理中断。

在执行中断函数前，除了串行口中断的标志位需要用代码指令软件归零外，其他的中断标志位都是硬件自动归零。

中断函数

//无返回值，无参数，不用声明

//注意：不要让中断事件处理太复杂耗时的任务。中断函数应该速战速决。

//格式如下：

void functionName() interrupt 中断序号

{

    //.....

}

//如下是计数器/定时器0中断函数
void interrupt_Timer0() interrupt 1
{
　　
      //这里写 计数器/定时器0发生中断时的处理代码
}

中断使能寄存器 IE(interrupt enable)

想要中断发生时，CPU能处理中断函数，就必须使能相应的中断，通过IE配置即可。

为1时使能，为0不使能

EA （enable ALL ）：中断使能总开关位。1开启，0关闭。若EA不开启，即便5个中断都开启，CPU也不会处理中断。

EX0：外部中断INT0使能

EX1：外部中断INT1使能

ET0：定时器0中断使能

ET1：定时器1中断使能

ET2：定时器2中断使能

ES : 串口中断使能

中断优先级寄存器 IP (interrupt priority)

为1时表示为提升中断为高级中断，为0时表示为低级中断级别。

PX0 ：外部中断0优先级提升位

PX1 ：外部中断1优先级提升位

PT0 ：计时器0中断优先级提升位

PT1：计时器1中断优先级提升位

pt2 ：计时器2中断优先级提升位

PS: 串口中断优先级提升位

被设置为1的中断，将提升位高级优先级，否则归纳为低级优先级。

同时发生的中断：

同优先级时，按照默认优先顺序执行

不同优先级时，高优先级先于低优先级执行

验证：

#include<reg51.h>

typedef unsigned int uint;

typedef unsigned char uchar;

/**************函数声明******************/

void delay(uint t);

void enableALL(void);

void init_interrupt(void);

bit isKeyPressed() ;

/********************************/

/***********特殊功能位********************/

sbit redLED_TO = P0^;

sbit blueLED_T1 = P0^;

sbit key = P1^;

/*********************************/

void main()

{

    init_interrupt();

    key = ;

    redLED_TO = ;

    blueLED_T1 = ;

    //PT1 = 1;

    //取消这里的注释，来验证：同时发生的中断，不同优先级时，高优先级 先 于 低优先级执行

    while()

    {

         if(isKeyPressed())

         {

            enableALL();

            TR0 =  ;

            TR1 =   ;

         }

    }

}

void init_interrupt(void)

{

    EA = ;         //关闭总中断使能，默认就是0

    ET0 = ;     //使能定时器0 中断

    ET1 = ;     //使能定时器1 中断

    TMOD = ;    //T0 T1 都是16位存储计数器模式

    //T0

    TH0 =  ;      //都设置为255，以便程序运行后马上就能引发中断

    TL0 = ;

    TR0 = ;      //开启定时器，让定时器跑起来，引发中断

    //T1

    TH1 = ;

    TL1 = ;

    TR1 = ;

}

void enableALL(void)

{

    //使能中断总开关

    EA =;

}

//定时器0 的中断函数

void interrupt_Timer0()  interrupt

{

      redLED_TO = ;   //点亮红色LED

      delay();

}

//定时器1 的中断函数

void interrupt_Timer1()  interrupt

{

      blueLED_T1 = ;    //点亮蓝色色LED

      delay();

}

//按键检测函数，按下返回1，否则返回0

bit isKeyPressed()

{

    bit pressed = ;

    if(key==)

    {

        delay();

        if(key == )

        {

             pressed = ;

             while(key==);

        }

    }

    return pressed;

}

void delay(uint t)

{

    uchar j;

    uint i;

    for(i=t;i>;--i)

     for(j=;j>;--j)

      ;

}

/**************************************

实验效果：当程序跑起来后，2个LED都是熄灭的。

按下按键后，红色LED先亮，1s后蓝色LED亮。

取消  PT1 = 1; 这行注释。

按下按键后，蓝色LED先亮，1s后红色LED亮。

***************************************/

先后发生的中断：

高优先级中断打断正在执行的低优先级程序，执行高优先级中断函数，形成中断嵌套。

低优先级中断不会打断正在执行的高优先级程序。

同级优先级中断不会相互打断（书上如是说，但是我实验结果却不是这样，同级看默认优先级，高优先级的还是会打断低优先级的，求解释 --！）。

连线图同上。

/***高优先级中断打断正在执行的低优先级程序***/
#include<reg51.h>

typedef unsigned int uint;

typedef unsigned char uchar;

/**************函数声明******************/

void delay(uint t);

void enableALL(void);

void init_interrupt(void);

bit isKeyPressed() ;

/********************************/

/***********特殊功能位********************/

sbit redLED_TO = P0^;

sbit blueLED_T1 = P0^;

sbit key = P1^;

/*********************************/

void main()

{

    init_interrupt();

    key = ;

    redLED_TO = ;

    blueLED_T1 = ;

    PT0 = ;

    while()

    {

         if(isKeyPressed())

         {

            enableALL();

            TR0 =  ;

            TR1 =   ;

         }

    }

}

void init_interrupt(void)

{

    EA = ;         //关闭总中断使能，默认就是0

    ET0 = ;     //使能定时器0 中断

    ET1 = ;     //使能定时器1 中断

    TMOD = ;    //T0 T1 都是16位存储计数器模式

    //T0

    TH0 =  ;      //T0比T1慢溢出

    TL0 = ;

    TR0 = ;      //开启定时器，让定时器跑起来，引发中断

    //T1

    TH1 = ;      //T1先于T0溢出

    TL1 = ;

    TR1 = ;

}

void enableALL(void)

{

    //使能中断总开关

    EA =;

}

//定时器0 的中断函数

void interrupt_Timer0()  interrupt

{

      redLED_TO = ;   //点亮红色LED

      delay();

}

//定时器1 的中断函数

void interrupt_Timer1()  interrupt

{

      delay();

      blueLED_T1 = ;    //点亮蓝色色LED

}

//按键检测函数，按下返回1，否则返回0

bit isKeyPressed()

{

    bit pressed = ;

    if(key==)

    {

        delay();

        if(key == )

        {

             pressed = ;

             while(key==);

        }

    }

    return pressed;

}

void delay(uint t)

{

    uchar j;

    uint i;

    for(i=t;i>;--i)

     for(j=;j>;--j)

      ;

}

/**************************************

实验效果：当程序跑起来后，2个LED都是熄灭的。

按下按键后，红色LED先亮， 后蓝色LED亮。

由于T1的初始值大，会先发生中断，进入中断处理函数后，延时10s，在延时期间，T1对应的蓝色LED

来不及点亮，后来的T0 发生中断，由于T0设置了高优先级，打断了T1的中断，进入T0的中断，红色LED点亮。

然后回到T1的中断，最终点亮蓝色LED。

***************************************/

使用中断的一个例子：数码管显示跑秒

#include<reg51.h>

typedef unsigned int uint;

typedef unsigned char uchar;

/**************函数声明******************/

void delay(uint t);

void showDigit(uint num);

void destroy_Timer0(void);

void init_Timer0(void);

/********************************/

uchar code TABLE[] = {0x3F, 0x06, 0x5B, 0x4F, 0x66, 0x6D, 0x7D, 0x07, 0x7F, 0x6F};

#define DUAN_XUAN P0

sbit Add0 = P2^;

sbit Add1 = P2^ ;

sbit Add2 = P2^ ;

uchar T0_interruptCount = ;

uint times = ;

void main()

{

    init_Timer0();

    while()

    {

       showDigit(times);

    }

}

void showDigit(uint num)

{

    uchar c = ;

    do{

           switch(c)

           {

                case : Add2= ; Add1 = ; Add0= ; break;

                case : Add2= ; Add1 = ; Add0= ; break;

                case : Add2= ; Add1 = ; Add0= ; break;

                case : Add2= ; Add1 = ; Add0= ; break;

                case : Add2= ; Add1 = ; Add0= ; break;

                case : Add2= ; Add1 = ; Add0= ; break;

                case : Add2= ; Add1 = ; Add0= ; break;

                case : Add2= ; Add1 = ; Add0= ; break;

                default :break;

           }

           DUAN_XUAN = TABLE[num%] ;

           delay();

           DUAN_XUAN = ;

           ++c;

    }while(num/=);

}

void init_Timer0(void)

{

    TMOD = ;

    TL0 = ;

    TH0 = ;

    EA = ;

    ET0  =;

    TR0 =;

}

void interrupt_Timer0() interrupt

{

    TL0 = ;

    TH0 = ;

    ++T0_interruptCount   ;

    if(T0_interruptCount == )

    {

           ++times;

           T0_interruptCount = ;

    }

}

void delay(uint t)

{

    uchar j;

    uint i;

    for(i=t;i>;--i)

     for(j=;j>;--j)

      ;

}

计数器中断的运用

以后补。

INTx外部中断的运用

以后用到再补。