单片机中断和矩阵键盘PPT讲稿.ppt

《单片机中断和矩阵键盘PPT讲稿.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《单片机中断和矩阵键盘PPT讲稿.ppt（29页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、单片机中断和矩阵键盘单片机中断和矩阵键盘第1页，共29页，编辑于2022年，星期五MCS51的中断系统的中断系统一一.中断的概念中断的概念二二.中断的分类中断的分类三三.外部中断的处理过程外部中断的处理过程四四.外部中断的系统控制外部中断的系统控制五五.外部中断的应用实例外部中断的应用实例第2页，共29页，编辑于2022年，星期五学习目标学习目标o掌握中断的基本概念掌握中断的基本概念o学会配置中断学会配置中断o学会使用外部中断学会使用外部中断第3页，共29页，编辑于2022年，星期五一、中断的概念一、中断的概念o在单片机中，当在单片机中，当CPU在执行程序时，由单在执行程序时，由单片机内部或外

2、部的原因引起的随机事件要片机内部或外部的原因引起的随机事件要求求CPU暂时停止正在执行的程序，而转向暂时停止正在执行的程序，而转向执行一个用于处理该随机事件的程序，处执行一个用于处理该随机事件的程序，处理完后又返回被中止的地方理完后又返回被中止的地方1.1 中断的概念中断的概念中断是一个过程！第4页，共29页，编辑于2022年，星期五1.2中断优先级与嵌套中断优先级与嵌套1.2.1 中断优先级中断优先级 通常单片机有多个中断源，我们可以按照轻重缓急通常单片机有多个中断源，我们可以按照轻重缓急 给给各个中断源赋予不同的中断优先级。当两个或以上中断各个中断源赋予不同的中断优先级。当两个或以上中断源

3、同时请求中断时，源同时请求中断时，CPU可以根据优先级首先处理优先可以根据优先级首先处理优先级较高的中断请求，再处理优先级较低的中断请求。级较高的中断请求，再处理优先级较低的中断请求。1.2.2 中断嵌套中断嵌套 当当CPU在执行某一中断处理程序时，若有优先级别更高的在执行某一中断处理程序时，若有优先级别更高的中断源发出中断请求，中断源发出中断请求，CPU会暂停去执行新的中断处理程序，会暂停去执行新的中断处理程序，结束后再继续执行被暂停的中断服务程序。结束后再继续执行被暂停的中断服务程序。第5页，共29页，编辑于2022年，星期五1.3中断的特点中断的特点1.3.1 提高提高CPU的工作效率的

4、工作效率 中断功能解决了高速工作的中断功能解决了高速工作的CPU与低速工作的外设之间的与低速工作的外设之间的 矛盾。矛盾。CPU分时启动多个外设之后，各外设与分时启动多个外设之后，各外设与CPU并行工作，待并行工作，待外设完成工作之后发出中断请求，从断点转去执行外设完成工作之后发出中断请求，从断点转去执行 相应的中断服务程序，结束后再继续执行主程序。相应的中断服务程序，结束后再继续执行主程序。1.3.2 实现实时处理实现实时处理 在实时控制系统中，被控对象的各种实时参数和信息会随时间不断变化，在实时控制系统中，被控对象的各种实时参数和信息会随时间不断变化，单片机必须及时得到这些参数和信息并进行

5、分析处理，有了中断系统，单片机必须及时得到这些参数和信息并进行分析处理，有了中断系统，这些参数和信息就可以通过中断请求的方式要求这些参数和信息就可以通过中断请求的方式要求CPU及时处理。及时处理。1.33 处理故障处理故障第6页，共29页，编辑于2022年，星期五二二.中断的分类中断的分类 单片机的类型不同，其中断源的单片机的类型不同，其中断源的数量和类型也不同。数量和类型也不同。51单片机单片机的中断源有的中断源有5个个，可分为，可分为3 类类，分别是，分别是2个外部中断个外部中断，2 个个定时器中断，以及定时器中断，以及1个串行口个串行口中断。中断。2.1 外部中断外部中断 2.2 定时器

6、中断（内部中断）定时器中断（内部中断）2.3 串行口中断串行口中断第7页，共29页，编辑于2022年，星期五2.1外部中断外部中断o外部中断是由外部原因（打印机，键盘，控制开外部中断是由外部原因（打印机，键盘，控制开关，外部故障）引起的，可以通过两个固定的引关，外部故障）引起的，可以通过两个固定的引脚将信息输入到单片机内。脚将信息输入到单片机内。o在物理层面讲，经常是通过在物理层面讲，经常是通过“边沿触发边沿触发”，“电电平触发平触发”，“脉冲触发脉冲触发”等实现的。等实现的。第8页，共29页，编辑于2022年，星期五2.2定时器中断定时器中断2.3串行口中断串行口中断o定时中断是由定时器对单

7、片机内部定时脉冲进行计数定时中断是由定时器对单片机内部定时脉冲进行计数而发生计数溢出时或定时器对单片机外部计数脉冲进而发生计数溢出时或定时器对单片机外部计数脉冲进行计数而发生计数溢出时引起的中断。行计数而发生计数溢出时引起的中断。51内部有两内部有两个定时器，定时器个定时器，定时器0及定时器及定时器1 o串行口中断是为接收或发送串行数据而设置的，单片机串行口中断是为接收或发送串行数据而设置的，单片机接收或发送完一帧数据时，硬件会自动发出中断请求。接收或发送完一帧数据时，硬件会自动发出中断请求。第9页，共29页，编辑于2022年，星期五三三.外部中断的处外部中断的处理过程理过程3.1 中断请求中

8、断请求 在中断允许的情况下，单片在中断允许的情况下，单片机收到外部的低电平或者下机收到外部的低电平或者下降沿时，可认为外部发出了降沿时，可认为外部发出了中断请求。中断请求。外电路如何发出低电平信号或外电路如何发出低电平信号或者下降沿信号呢？者下降沿信号呢？第10页，共29页，编辑于2022年，星期五3.11 中断响应条件中断响应条件在满足以下在满足以下2个条件时，个条件时，CPU将响应中断。将响应中断。1）有中断源发出中断请求；）有中断源发出中断请求；2）中断允许）中断允许 a 中断总允许位中断总允许位 EA=1；b 发出请求的中断源被允许中断；发出请求的中断源被允许中断；c CPU没有在执行

9、一个同级或者优先级更高的中断服务没有在执行一个同级或者优先级更高的中断服务程序。程序。第11页，共29页，编辑于2022年，星期五3.12 中断优先级裁决中断优先级裁决o如果没有重新设置中断源的优先级，则按照自然如果没有重新设置中断源的优先级，则按照自然优先级进行裁决，优先级进行裁决，o如果通过中断优先级寄存器重新设置中断源的优如果通过中断优先级寄存器重新设置中断源的优先级，则按照重新设定的进行裁决先级，则按照重新设定的进行裁决第12页，共29页，编辑于2022年，星期五3.13 中断的响应过程中断的响应过程o优先级状态触发器置优先级状态触发器置1，屏蔽同级，屏蔽同级别以及低级别的中断源的中断

10、请别以及低级别的中断源的中断请求；求；o生成长调用指令（生成长调用指令（LCALL），把），把断点地址压入堆栈保护，将中断断点地址压入堆栈保护，将中断源的中断入口地址装入程序计数源的中断入口地址装入程序计数器器PC中，开始执行中断子中，开始执行中断子 程序。程序。中断入口地址称为中断矢量第13页，共29页，编辑于2022年，星期五3.2中断处理中断处理 o保护现场（在此之前关中断，在此之后开中断）保护现场（在此之前关中断，在此之后开中断）o处理中断源请求处理中断源请求o恢复现场（在此之前关中断，在此之后开中断）恢复现场（在此之前关中断，在此之后开中断）第14页，共29页，编辑于2022年，星期

11、五3.3中断返回中断返回1.中断返回：中断返回：CPU返回程序断点处继续执行原来的程序返回程序断点处继续执行原来的程序 RETI指令：指令：置零优先级状态触发器，置零优先级状态触发器，取出断点处地址送回到取出断点处地址送回到PC2.中断请求的撤除中断请求的撤除 硬件清除定时器中断请求标志硬件清除定时器中断请求标志TF0和和TF1 软件清除串口中断请求标志软件清除串口中断请求标志T1和和R1（硬件无法完成）（硬件无法完成）外部中断的清除：硬件自动清除外部中断的清除：硬件自动清除第15页，共29页，编辑于2022年，星期五 响应条件响应条件o中断请求中断请求 优先级裁决优先级裁决 响应过程响应过程

12、 保护现场保护现场o中断处理中断处理 处理中断的请求处理中断的请求 恢复现场恢复现场o中断返回中断返回 中断返回中断返回 中断请求的撤除中断请求的撤除第16页，共29页，编辑于2022年，星期五四四.外部中断系统控制外部中断系统控制模块概念模块概念 一个模块的应用离不开两个一个模块的应用离不开两个东西，一个是硬件电路，个东西，一个是硬件电路，个是寄存器的配置。例如：是寄存器的配置。例如：中断中断控制控制系统系统外围电路控制寄存器TCON串行口控制寄存器SCON中断允许寄存器IE中断优先级控制寄存器IE第17页，共29页，编辑于2022年，星期五4.1 控制寄存器控制寄存器 TCONo定时器控制

13、寄存器定时器控制寄存器TCON的作用是控制定时器的启的作用是控制定时器的启动与停止，保存定时器动与停止，保存定时器0，定时器，定时器1的溢出中断标的溢出中断标志，以及选择外部中断的触发方式，保存外部中断志，以及选择外部中断的触发方式，保存外部中断0，外部中断，外部中断1的溢出中断标志。的溢出中断标志。第18页，共29页，编辑于2022年，星期五定时器控制位定时器控制位oTF1:定时器定时器1溢出标志位。当定时器计数满溢溢出标志位。当定时器计数满溢 出出之后，硬件自动使之后，硬件自动使TF1置置1，申请中断。，申请中断。oTR1:定时器定时器1的启动与停止控制位。的启动与停止控制位。oTF0:定

14、时器定时器0溢出标志位，功能如溢出标志位，功能如TF1。oTR0:定时器定时器1的启动与停止控制位，功能如的启动与停止控制位，功能如TR1。第19页，共29页，编辑于2022年，星期五外部中断控制位外部中断控制位oIE1:外部中断外部中断1请求中断标志请求中断标志位。位。oIT1:外部中断外部中断1触发方式选择触发方式选择位。当位。当IT1=0时，时，外部中断外部中断1为低电平触发方式。当为低电平触发方式。当IT1=1时，外部中断时，外部中断1为为下降边沿触发方式。下降边沿触发方式。oIE0:外部中断外部中断1请求中断标志请求中断标志位，功能如位，功能如IE1。oIT0:外部中断外部中断1触发

15、方式选择触发方式选择位，功能如位，功能如IT1。第20页，共29页，编辑于2022年，星期五4.2 中断允许寄存器中断允许寄存器 IEo 中断允许寄存器中断允许寄存器IE的作用是控制的作用是控制CPU对中断的开对中断的开放或屏蔽以及每个中断源是否允许中断。放或屏蔽以及每个中断源是否允许中断。第21页，共29页，编辑于2022年，星期五oEA:CPU中断总允许位。中断总允许位。EA=1时，时，CPU开放中断，开放中断，EA=0时，时，CPU屏蔽所屏蔽所有中断。有中断。oES:串行口中断允许位。串行口中断允许位。ES=1时，允许串行口中断，时，允许串行口中断，ES=0时，禁止串行口时，禁止串行口中

16、断。中断。oET1:定时器定时器1中断允许位。中断允许位。ET1=1时，允许定时器时，允许定时器1中断，中断，ET1=0时禁止定时器时禁止定时器1中断。中断。oEX1:外部中断外部中断1中断允许位。中断允许位。EX1=1时，允许外部中断时，允许外部中断1中断，中断，EX1=0时时禁止。禁止。oET0:定时器定时器0中断允许位。中断允许位。ET0=1时，允许定时器时，允许定时器0中断，中断，ET0=0时禁止时禁止定时器定时器0中断。中断。oEX0:外部中断外部中断0中断允许位。中断允许位。EX0=1时，允许外部中时，允许外部中 断断0中断，中断，EX0=0时禁止。时禁止。第22页，共29页，编辑

17、于2022年，星期五4.3 中断优先级寄存器中断优先级寄存器IPo中断优先级寄存器中断优先级寄存器IP的作用是设定各中断源的优先级别。的作用是设定各中断源的优先级别。oPS:PS=1时，串行口中断为高优先级中断。时，串行口中断为高优先级中断。oPT1:PT1=1时，定时器时，定时器1中断为高优先级中断。中断为高优先级中断。oPX1:PX1=1时，外部中断时，外部中断1中断为高优先级中断。中断为高优先级中断。oPT0:PT0=1时，定时器时，定时器0中断为高优先级中断。中断为高优先级中断。oPX0:PX0=1时，外部中断时，外部中断0中断为高优先级中断。中断为高优先级中断。第23页，共29页，编

18、辑于2022年，星期五自然优先级：自然优先级：低低 高高串串口口中中断断外外部部中中断断0定定时时器器中中断断0外外部部中中断断1定定时时器器中中断断1第24页，共29页，编辑于2022年，星期五中断系统结构图中断系统结构图第25页，共29页，编辑于2022年，星期五五、中断的应用五、中断的应用o初始化步骤：初始化步骤：a.开放开放CPU中断并允许有关中断源中断（中断并允许有关中断源中断（IE）b.确定中断优先级（确定中断优先级（IP）c.确定中断触发方式（确定中断触发方式（TCON）o配置实例：配置实例：void init_int1(void)/初始化初始化INT1IP=0 x00;/使用自

19、然中断优先级使用自然中断优先级EX1=1;/INT1中断开中断开IT1=1;/INT1下降沿触发下降沿触发(为为0则为低电平触发则为低电平触发)第26页，共29页，编辑于2022年，星期五矩阵键盘矩阵键盘一、按键的抖动与消抖一、按键的抖动与消抖 为什么要消抖为什么要消抖 l按键按下瞬间会产生一段时间的毛刺(持续10mS左右)然后才稳定的现象，如果不加消抖措施会在程序中误判为多次按下按键l通常采取软件消抖的方法，即程序检测到按键按下后，延时10mS以上再次检测按键状态，如果状态仍然按下则为一次可靠的按下。第27页，共29页，编辑于2022年，星期五二、矩阵键盘电路与扫描二、矩阵键盘电路与扫描第2

20、8页，共29页，编辑于2022年，星期五三、扫描的语言描述三、扫描的语言描述 检测第一行是否有按键按下：先将行的数据赋值为检测第一行是否有按键按下：先将行的数据赋值为1000，检测列的值，如果列的值是，检测列的值，如果列的值是0000，则说明没，则说明没有按键按下，如果有一位不是有按键按下，如果有一位不是0，则有按键按下，例如，则有按键按下，例如，读取的值为读取的值为0001，则第四列的按键被按下。，则第四列的按键被按下。如果要检测其他行则将行的数据赋值为其他值如如果要检测其他行则将行的数据赋值为其他值如0010 检测第三行。检测第三行。为了实现扫描我们将行的值一次赋为为了实现扫描我们将行的值一次赋为1000、0100、0010、0001就行了就行了第29页，共29页，编辑于2022年，星期五