在前面九篇博文中,我们认识到了一些基于IO口输入与输出的基础电子器件使用:
《8051单片机实战分析(以STC89C52RC为例) | 01 – 点亮一个LED》
《8051单片机实战分析(以STC89C52RC为例) | 02 – LED延时约5s闪烁》
《8051单片机实战分析(以STC89C52RC为例) | 03 – LED流水灯》
《8051单片机实战分析(以STC89C52RC为例) | 04 – 蜂鸣器驱动》
《8051单片机实战分析(以STC89C52RC为例) | 05 – 静态数码管驱动》
《8051单片机实战分析(以STC89C52RC为例) | 06 – 动态数码管驱动》
《8051单片机实战分析(以STC89C52RC为例) | 07 – 独立按键驱动》
《8051单片机实战分析(以STC89C52RC为例) | 08 – 矩阵按键驱动》
《8051单片机实战分析(以STC89C52RC为例) | 09 – LED点阵显示数字》
但现在我们要开始回到8051单片机内部,通过实战来认识它们的工作原理,你会发现通过它们可以去开发一些更有意思的东西!
这篇博文带领大家认识一下STC89C52RC单片机外部中断的使用,如果你不了解什么是中断,建议你先看这篇:
《STC89C52RC单片机额外篇 | 01 – 认识中断、中断源以及中断优先级》
1 中断系统结构
以下这张图是从中断引脚到中断入口所经过的通道:
从图中不难看出INT0
与INT1
是中断引脚,其中经过了TCON、IE、IP
这些寄存器,因此我们在写程序时得把这些寄存器功能配置好,CPU才会按照我们的想法只执行!下面分别对这些寄存器进行介绍(稍微了解一下即可,忘记的时候再查)。
1.1 TCON寄存器
TCON(Timer Control Register),中文叫定时器/计数器控制寄存器,TCON寄存器是用于中断触发方式设置以及中断标志。
各寄存器位的作用如下:
TCON寄存器位 | 作用 |
---|---|
TF0(TF1) |
计数溢出标志位。当计数器计数溢出时,该位置1 |
TR0(TR1) |
定时器运行控制位。当TR0(TR1)=0 停止定时器/计数器工作;当TR0(TR1)=1 启动定时器/计数器工作 |
IE0(IE1) |
外中断请求标志位。当CPU采样到P3.2(P3.3) 出现有效中断请求时,此位由硬件置1。在中断响应完成后转向中断服务时,再由硬件自动清0 |
IT0(IT1) |
外中断请求信号方式控制位。当IT0(IT1) =1 脉冲方式(后沿负跳有效);当IT0(IT1)=0 电平方式(低电平有效)此位由软件置1 或清0 |
TF0(TF1) |
计数溢出标志位。当计数器产生计数溢出时,此位由硬件置1 。当转向中断服务时,再有硬件自动清0 。计数溢出的标志位的使用有两种情况:采用中断方式时,作中断请求标志位来使用;采用查询方式时,作查询状态位来使用 |
1.2 IE寄存器
IE(Interrupt Enable),中文叫中断允许寄存器,它的作用是控制所有中断源的开放或禁止,以及每个中断源是否被允许。
各寄存器位的作用如下:
IE寄存器位 | 作用 |
---|---|
EA |
EA = 0 时,所有中断禁止(即不产生中断);EA = 1 时,各中断的产生由个别的允许位决定 |
ES |
串行口RX/TX 中断允许 |
ET1 |
定时器T1 中断允许 |
EX1 |
外中断INT1 中断允许 |
ET0 |
定时器T0 中断允许 |
EX0 |
外部中断INT0 中断允许 |
1.3 IP寄存器
IP(Interrupt Priority),中文叫中断优先级寄存器,它是用来设定各个中断源属于两级中断中的哪一级。
各寄存器位的作用如下:
IP寄存器位 | 作用 |
---|---|
PS |
串行口RX/TX 中断优先 |
PT1 |
定时器T1 中断优先 |
PX1 |
外中断INT1 中断优先 |
PT0 |
定时器T0 中断优先 |
PX0 |
外部中断INT0 中断优先 |
2 原理图
下面我们进行例子来学习外部中断INT0
与INT1
的使用,例子很简单:使用外部按键模拟外部中断源,当发生外部中断的时候,我们给一个LED灯的电位值取反。下面我们通过原理图来看看要用到的引脚:
① 单片机:
② 独立按键:
③ 上拉电阻:
④ LED灯:
3 程序
① 中断服务函数:
我们知道我们编写的C程序,函数的执行是从main主函数开始执行,现在有了中断,自然就产生一个中断服务函数:
从图中我们可以知道单片机在发生中断的时候,程序的执行过程会从主程序A跳到中断服务程序B,在执行完中断服务程序B后,会返回到之前主程序A被中断打断处继续执行程序。
那么我们如何指定中断服务程序?具体参考以下模板(对于函数名你可以随便写,当然最好贴近有意义的命名)。
外部中断0的中断服务函数:
void Int0() interrupt 0
{
... // 中断服务程序中要执行内容
}
定时器0的中断服务函数:
void Timer0() interrupt 1
{
... // 中断服务程序中要执行内容
}
外部中断1的中断服务函数:
void Int1() interrupt 2
{
... // 中断服务程序中要执行内容
}
定时器1的中断服务函数:
void Timer1() interrupt 3
{
... // 中断服务程序中要执行内容
}
串行口的中断服务函数:
void Serial() interrupt 4
{
... // 中断服务程序中要执行内容
}
② 使用外部中断0控制LED:
#include "reg52.h" //此文件中定义了单片机的一些特殊功能寄存器
typedef unsigned int u16; //对数据类型进行声明定义
typedef unsigned char u8;
sbit k3=P3^2; //定义按键K3
sbit led=P2^0; //定义P20口是led
/*******************************************************************************
* 函 数 名 : delay
* 函数功能 : 延时函数,i=1时,大约延时10us
*******************************************************************************/
void delay(u16 i)
{
while(i--);
}
/*******************************************************************************
* 函 数 名 : Int0Init()
* 函数功能 : 初始化外部中断0
* 输 入 : 无
* 输 出 : 无
*******************************************************************************/
void Int0Init()
{
//设置INT0,只有一个中断不需要考虑优先级
IT0=1;//跳变沿出发方式(下降沿)
EX0=1;//打开INT0的中断允许。
EA=1;//打开总中断
}
/*******************************************************************************
* 函 数 名 : main
* 函数功能 : 主函数
* 输 入 : 无
* 输 出 : 无
*******************************************************************************/
void main()
{
Int0Init(); // 初始化外部中断0
while(1);
}
/*******************************************************************************
* 函 数 名 : Int0() interrupt 0
* 函数功能 : 外部中断0的中断函数
* 输 入 : 无
* 输 出 : 无
*******************************************************************************/
void Int0() interrupt 0 //外部中断0的中断函数
{
delay(1000); //延时消抖
if(k3==0)
{
led=~led;
}
}
③ 使用外部中断1控制LED:
#include "reg52.h" //此文件中定义了单片机的一些特殊功能寄存器
typedef unsigned int u16; //对数据类型进行声明定义
typedef unsigned char u8;
sbit k4=P3^3; //定义按键K4
sbit led=P2^0; //定义P20口是led
/*******************************************************************************
* 函 数 名 : delay
* 函数功能 : 延时函数,i=1时,大约延时10us
*******************************************************************************/
void delay(u16 i)
{
while(i--);
}
/*******************************************************************************
* 函 数 名 : Int1Init()
* 函数功能 : 初始化外部中断1
* 输 入 : 无
* 输 出 : 无
*******************************************************************************/
void Int1Init()
{
//设置INT1,只有一个中断不需要考虑优先级
IT1=1;//跳变沿出发方式(下降沿)
EX1=1;//打开INT1的中断允许。
EA=1;//打开总中断
}
/*******************************************************************************
* 函 数 名 : main
* 函数功能 : 主函数
* 输 入 : 无
* 输 出 : 无
*******************************************************************************/
void main()
{
Int1Init(); // 初始化外部中断1
while(1);
}
/*******************************************************************************
* 函 数 名 : Int1() interrupt 2
* 函数功能 : 外部中断1的中断服务函数
* 输 入 : 无
* 输 出 : 无
*******************************************************************************/
void Int1() interrupt 2 //外部中断1的中断服务函数
{
delay(1000); //延时消抖
if(k4==0)
{
led=~led;
}
}
④ 简要分析:
- 主程序首先执行中断初始化函数。
- 在中断初始化函数中,因为8051单片机这些中断相关的寄存器支持位操作,所以直接以位操作的形式写入
TCON、IE
这些寄存器,分别设置中断触发方式与打开中断接口,以及总中断,最好的理解回顾之前的中断系统结构图。 - 在中断服务程序中,我们在延时消除按键抖动后再进行按键判断,确认按键按下后进行LED电位反转。