教学课件单片机创新开发教程ch7 使用中断.pptx

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1、单片机创新开发教程-基于STC8吴险峰第7章 使用中断中断系统是单片机中非常重要的组成部分，它是为了使单片机能够对外部或内部随机发生的事件实时处理而设置的。本章主要论述中断的概念和分类，并以按键外部中断作为例子，和前一章的按键查询方式对比阐述中断的优势。最后给出了项目的开发板演示和Proteus仿真。1.情境导入2.学习目标3.相关知识4.项目设计5.项目实现6.知识拓展7.强化练习7.1情境导入小白：“独立按键操作单片机的LED已完成，你看看我写的代码。”小牛：“你是采用按键查询方式来控制LED的，这种方式占用主循环，效率不高，可以采用中断方式实现。中断是单片机最重要的技能之一，能大幅提高单

2、片机编程效率。”小白：“好的，我好好学习一下中断。”7.2 学习目标【知识目标】1.了解中断的理论知识。2.了解中断的常用寄存器设置。3.理解中断编程特点。【能力目标】1.能掌握中断的基本编程流程。2.能使用中断的图形化指令。3.能进行独立按键的外部中断编程。7.3 相关知识l7.3.1.中断概述 l7.3.2.中断的优点l7.3.3.STC8H中断列表l7.3.4.外部中断l7.3.5.中断函数C语言调用l7.3.6.外部中断寄存器设置7.3 相关知识7.3.1.中断概述中断是为使CPU具有对外界紧急事件的实时处理能力而设置的。当高速CPU和一个低速外设连接时，效率极低，低速外设工作时无端占

3、用大量CPU时间。为了解决这个问题，CPU暂时中止其正在执行的程序，转去执行请求中断的那个外设或事件的服务程序，等处理完毕后再返回执行原来中止的程序。这个过程叫作中断。其运行过程如图7-1所示。7.3 相关知识7.3.1.中断概述 请示CPU中断的请求源称为中断源。微型机的中断系统一般允许多个中断源，当几个中断源同时向CPU请求中断，要求为它服务的时候，这就存在CPU优先响应哪一个中断源请求的问题。通常根据中断源的轻重缓急排队，优先处理最紧急事件的中断请求源，即规定每一个中断源有一个优先级别。CPU总是先响应优先级别最高的中断请求。当CPU正在处理一个中断源请求的时候（执行相应的中断服务程序）

4、，发生了另外一个优先级比它还高的中断源请求。如果CPU能够暂停对原来中断源的服务程序，转而去处理优先级更高的中断请求源，处理完以后，再回到原低级中断服务程序，这样的过程称为中断嵌套，如图7-2所示。7.3 相关知识7.3.2.中断的优点早期的计算机系统是不包含中断系统的。后来为了解决快速主机与慢速外设的数据传送问题，引入了中断系统，它的优点如下所述。（1）分时操作。CPU可以分时为多个外设服务，提高了计算机的利用率；（2）实时响应。CPU能够及时处理应用系统的随机事件，系统的实时性大大增强；（3）可靠性高。CPU具有处理设备故障及掉电等突发性事件能力，从而使系统可靠性提高。7.3 相关知识ST

5、C8H中断列表中断源中断向量次序优先级中断请求位中断允许位INT00003H00/1/2/3IE0EX0Timer0000BH10/1/2/3TF0ET0INT10013H20/1/2/3IE1EX1Timer1001BH30/1/2/3TF1ET1UART10023H40/1/2/3RI|TIESADC002BH50/1/2/3ADC_FLAGEADCLVD0033H60/1/2/3LVDFELVDPCA003BH70/1/2/3CFECFCCF0ECCF0CCF1ECCF1CCF2ECCF2CCF3ECCF3UART20043H80/1/2/3S2RI|S2TIES2SPI004BH90/

6、1/2/3SPIFESPIINT20053H100INT2IFEX2INT3005BH110INT3IFEX3Timer20063H120T2IFET2INT40083H160/1/2/3INT4IFEX4UART3008BH170/1/2/3S3RI|S3TIES3UART40093H180/1/2/3S4RI|S4TIES4Timer3009BH190T3IFET3Timer400A3H200T4IFET4CMP00ABH210/1/2/3CMPIFPIE|NIE中断源中断向量次序优先级中断请求位中断允许位I2C00C3H240/1/2/3MSIFEMSISTAIFESTAIRXIFERX

7、ITXIFETXISTOIFESTOIUSB00CBH250/1/2/3USBEventsEUSBPWMA00D3H260/1/2/3PWMA_SRPWMA_IERPWMB00DDH270/1/2/3PWMB_SRPWMB_IERTKSU011BH350/1/2/3TKIFETKSUIRTC0123H360/1/2/3ALAIFEALAIDAYIFEDAYIHOURIFEHOURIMINIFEMINISECIFESECISEC2IFESEC2ISEC8IFESEC8ISEC32IFESEC32IP0中断012BH370P0INTFP0INTEP1中断0133H380P1INTFP1INTEP2

8、中断013BH390P2INTFP2INTEP3中断0143H400P3INTFP3INTEP4中断014BH410P4INTFP4INTEP5中断0153H420P5INTFP5INTEP6中断015BH430P6INTFP6INTEP7中断0163H440P7INTFP7INTE前前5个中断（中断源编号个中断（中断源编号0-4）就是经典）就是经典51单片机的中断。单片机的中断。STC8系列已经扩充到了支持最多系列已经扩充到了支持最多44个中断源。个中断源。图形化模块编程的最大优势之一就是可以直接通过下拉菜单选择，而不用死记这些参数。7.3 相关知识7.3.4.外部中断 触发外部中断的方式有

9、两种：边沿触发（包括上升沿和下降沿）、电平触发（高低电平变化），如图7-3所示。基于STC8H8K64U的天问51只支持下降沿和电平变化2种触发方式。下降沿触发方式条件下，在产生中断请求时由硬件置位（置1）中断请求标记，当CPU响应中断时由硬件清除（清0）。电平触发方式条件下，中断请求标记由外部中断源控制。具体是：当CPU检测到INT引脚上出现低电平时，中断标志IE由硬件置位，INT引脚上出现高电平时，中断标志IE由硬件清除。边沿触发一般时间都是微秒级的，响应快。而电平触发只需是高和低就可以了，没时间要求，电平触发一般用于时间要求不高的场合。7.3 相关知识7.3.4.外部中断7.3 相关知识

10、7.3.5.中断函数C语言调用 void INT0(void)interrupt 0 using 1 void INT1(void)interrupt 2 using 1void INT2(void)interrupt 10 using 1void INT3(void)interrupt 11 using 1void INT4(void)interrupt 16 using 11.interrupt和using是为编写C51中断服务程序而引入的关键字，interrupt表示该函数是一个中断函数，interrupt后的整数表示中断源指定的中断编号，在表7-1已经详细列出。2.using指定该中断

11、程序要使用的工作寄存器组号，m为03。3.关键字interrupt和using只能用于中断函数的说明，而不能用于其他函数。若不使用关键字using，则编译系统会将当前工作寄存器组的8个寄存器都压入堆栈。4.程序中的任何函数都不能调用中断函数，中断函数是由系统调用的，中断函数中的函数名其实并没有什么作用。7.3 相关知识7.3.6.外部中断寄存器设置符号地址B7B6B5B4B3B2B1B0IEA8HEAELVDEADCESET1EX1ET0EX0（1）EA：总中断允许控制位。EA的作用是使中断允许形成多级控制。即各中断源首先受EA控制；其次还受各中断源自己的中断允许控制位控制。0：CPU屏蔽所有

12、的中断申请 1：CPU开放中断（2）ELVD：低压检测中断允许位。LVD（低压检测）的系统中断号为6，在电池供电的场合需要考虑设置此中断。0：禁止低压检测中断 1：允许低压检测中断（3）EADC：A/D转换中断允许位。其系统中断号为5，在后续的ADC章节有更详细介绍。0：禁止A/D转换中断 1：允许A/D转换中断（4）ES：串行口1中断允许位。其系统中断号为4，为经典51款的5中断之一，在后续的串口章节有更详细介绍。0：禁止串行口1中断 1：允许串行口1中断（5）ET1：定时/计数器T1的溢出中断允许位。其系统中断号为3，为经典51款的5中断之一，在后续的定时器章节有更详细介绍。0：禁止T1中

13、断 1：允许T1中断（6）EX1：外部中断1中断允许位。其系统中断号为2，为经典51款的5中断之一，使用方式和EX0外部中断0类似。0：禁止INT1中断 1：允许INT1中断（7）ET0：定时/计数器T0的溢出中断允许位。其系统中断号为1，为经典51款的5中断之一，使用方法和ET1类似。0：禁止T0中断 1：允许T0中断（8）EX0：外部中断0中断允许位。其系统中断号为0，为经典51款的5中断之一，在本章有相关任务介绍其使用。0：禁止INT0中断 1：允许INT0中断从从表表7-3可以可以看出，系统中断号和其在表中的位编号是一致的，方便记忆。看出，系统中断号和其在表中的位编号是一致的，方便记忆

14、。经典经典8051只有只有5个中断源，个中断源，STC8完全兼容。但是完全兼容。但是52系列（如系列（如AT89C52）增加的）增加的ET2使用了使用了B5位，所以程序（调用定时器位，所以程序（调用定时器T2）是无法和）是无法和STC8兼容的，需要修改源代码！兼容的，需要修改源代码！7.3 相关知识7.3.6.外部中断寄存器设置（1）EX4：外部中断4中断允许位。0：禁止INT4中断1：允许INT4中断（2）EX3：外部中断3中断允许位。0：禁止INT3中断1：允许INT3中断（3）EX2：外部中断2中断允许位。0：禁止INT2中断1：允许INT2中断其他的位T2CLKO/T1CLKO/T0C

15、LKO和STC8的编程时钟输出功能相关，注意本章仅涉及外部中断，没有涉及外部中断的位就不展开叙述了。符号地址B7B6B5B4B3B2B1B0INTCLKO8FH-EX4EX3EX2-T2CLKOT1CLKOT0CLKO7.4 项目设计基于STC8H8K64U芯片的天问 51 开发板上有5个外部中断:INT0 到 INT4。具体设置如下。INT0 为 P32 连接到了独立按键 KEY1。INT1 为 P33 连接到了独立按键 KEY2。INT2 为 P36 连接到了红外接收引脚。INT3为 P37 连接到了加速度传感器的中断引脚。INT4 为 P30 连接到了 USB 接口的“D-”。外部中断设

16、置基本雷同，仅以INT0为例子进行项目演示。7.4 项目设计任务 KEY1按键中断控制LEDvoid INT0(void)interrupt 0 using 1 P4_1=!P4_1;void setup()P3M1|=0 x04;P3M0&=0 x04;/高阻输入 P4M1&=0 x02;P4M0|=0 x02;/推挽输出 IT0=1;EX0=1;EA=1;上一章的任务1中，需要CPU不断查询按键接口的状态，效率低下。现在中断完全不占用CPU主循环，CPU可以在loop（）中执行其他功能。这种中断方式才是单片机业界的主流编程方式。这里“IT0=1;”是下降沿中断。对于键盘来说此方式更优。图形

17、化编程不用记忆图形化编程不用记忆IT0状态状态，直接选择下降沿中文选项。更重要的是，如果选择外部中断2以上，就只有下降沿中断一个选项，系统自动识别中断许可范围。而直接用C语言编程，难免会设置错误，花费大量的调试时间。另外，IT0所在寄存器是TCON，我们会在下一章定时器中讲述。7.5 项目实现7.5.1 开发板功能演示按键Key1按下灯亮，再按熄灭。具体操作请扫描二维码观看。本任务的仿真图和第本任务的仿真图和第6章相同，此章相同，此处不再重复。本任务中没有加入防抖处不再重复。本任务中没有加入防抖代码，所以用仿真实验效果非常准，代码，所以用仿真实验效果非常准，按键触发一次变换一次。而用开发板按键

18、触发一次变换一次。而用开发板就不一定了，经常会有误判。所以用就不一定了，经常会有误判。所以用在实际开发中，必须考虑按键防抖设在实际开发中，必须考虑按键防抖设计。计。7.5.2 Proteus仿真7.6 知识拓展【案例】中断的延迟处理l中断是一种电信号，由硬件设备生成，在处理该中断的时候，其他中断都是屏蔽的，除非有更高优先级的中断产生。所以中断本身只适合处理少量的工作。如果工作内容比较多，我们需要在编程中采用一种中断的延迟处理策略，让中断事件中的工作在主任务中完成。也就是说，在中断函数中，我们的指令和代码都必须简洁，计算量大的代码要转移到主循环里完成。l在生活中，中断的延迟处理是一种重要的时间管理技巧。我们可以把生活中的中断事件按照重要和紧急两个不同的程度进行了划分，基本上可以分为四个“象限”：既紧急又重要、重要但不紧急、紧急但不重要、既不紧急也不重要。利用此原则可以更直观地安排事件的优先级，减少时间浪费。l【思考与启示】l1.现实生活里你是如何利用中断原则来处理事务的？l2.单片机中断机制还给了你哪些启示？7.7强化练习1采用电平触发方式检测按键开关，对比一下效果。2给本章任务加入按键消抖代码，感受下开发板下按键效果的不同。3模拟双控开关，采用KEY1和KEY2按键中断控制P60的LED亮与灭。谢谢观看