外部中斷按鍵控制流水燈

單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)任務(wù)三按鍵控制的流水燈任務(wù)導(dǎo)入

大多數(shù)的單片機(jī)系統(tǒng)中都含有按鍵,就像PC用鍵盤(pán)作為輸入設(shè)備一樣,按鍵可以理解為單片機(jī)系統(tǒng)的輸入設(shè)備。那么按鍵的具體結(jié)構(gòu)是怎么樣的？怎樣在具體的單片機(jī)系統(tǒng)中使用它？怎樣使之與單片機(jī)中斷系統(tǒng)建立起聯(lián)系？本任務(wù)將把這些疑問(wèn)逐一解開(kāi)。任務(wù)三按鍵控制的流水燈一什么是按鍵二按鍵設(shè)計(jì)知識(shí)學(xué)習(xí)一、什么是按鍵任務(wù)三按鍵控制的流水燈

作為一種數(shù)據(jù)輸入設(shè)備,按鍵在單片機(jī)的應(yīng)用系統(tǒng)中使用比較廣泛。按鍵有很多種外形,同時(shí)也有很多種內(nèi)部結(jié)構(gòu)。任務(wù)三按鍵控制的流水燈按鍵實(shí)物圖按鍵內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖任務(wù)三按鍵控制的流水燈按鍵去抖動(dòng)的硬件電路二、按鍵設(shè)計(jì)任務(wù)三按鍵控制的流水燈

對(duì)于按鍵的使用一般有兩種方式,即獨(dú)立式和矩陣式（也稱(chēng)為行列式）。獨(dú)立式：按鍵設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單,但占用單片機(jī)的硬件資源較多。矩陣式：

按鍵設(shè)計(jì)復(fù)雜,但卻能從很大程度上節(jié)省單片機(jī)的硬件資源。任務(wù)三按鍵控制的流水燈獨(dú)立式按鍵結(jié)構(gòu)電路圖任務(wù)三任務(wù)實(shí)施一實(shí)現(xiàn)按鍵控制小燈二實(shí)現(xiàn)多路按鍵狀態(tài)指示三實(shí)現(xiàn)按鍵控制流水燈按鍵控制的流水燈任務(wù)三按鍵控制的流水燈一、實(shí)現(xiàn)按鍵控制小燈1.硬件電路一個(gè)LED控制電路任務(wù)三按鍵控制的流水燈2.程序設(shè)計(jì)按鍵控制小燈的程序框圖任務(wù)三按鍵控制的流水燈具體程序如下：任務(wù)三按鍵控制的流水燈二、實(shí)現(xiàn)多路按鍵狀態(tài)指示1.硬件電路4個(gè)LED控制電路任務(wù)三按鍵控制的流水燈2.程序設(shè)計(jì)多路按鍵狀態(tài)顯示的程序框圖任務(wù)三按鍵控制的流水燈具體程序如下：任務(wù)三按鍵控制的流水燈三、實(shí)現(xiàn)按鍵控制流水燈1.硬件電路4個(gè)LED控制電路任務(wù)三按鍵控制的流水燈2.程序設(shè)計(jì)按鍵控制流水燈的程序框圖任務(wù)三按鍵控制的流水燈具體程序如下：任務(wù)三按鍵控制的流水燈具體程序如下：任務(wù)三按鍵控制的流水燈具體程序如下：任務(wù)三按鍵控制的流水燈一單片機(jī)的中斷系統(tǒng)二中斷方式實(shí)現(xiàn)流水燈知識(shí)拓展任務(wù)三按鍵控制的流水燈一、單片機(jī)的中斷系統(tǒng)1.MCS-51系列單片機(jī)的中斷系統(tǒng)

中斷是通過(guò)硬件來(lái)改變CPU的運(yùn)行方向。計(jì)算機(jī)在執(zhí)行程序的過(guò)程中,當(dāng)出現(xiàn)CPU以外的某種情況,由服務(wù)對(duì)象向CPU發(fā)出中斷請(qǐng)求信號(hào),要求CPU暫時(shí)中斷當(dāng)前程序的執(zhí)行而轉(zhuǎn)去執(zhí)行相應(yīng)的處理程序,待處理程序執(zhí)行完畢后,再繼續(xù)執(zhí)行原來(lái)被中斷的程序。這種程序在執(zhí)行過(guò)程中由于外界的原因而被打斷的情況稱(chēng)為“中斷”。1）中斷的概念引起CPU中斷的根源，稱(chēng)為中斷源。中斷源向CPU提出的中斷請(qǐng)求。CPU暫時(shí)中斷原來(lái)的事務(wù)A，轉(zhuǎn)去處理事件B。對(duì)事件B處理完畢后，再回到原來(lái)被中斷的地方（即斷點(diǎn)），稱(chēng)為中斷返回。實(shí)現(xiàn)上述中斷功能的部件稱(chēng)為中斷系統(tǒng)（中斷機(jī)構(gòu)）。2）其他概念任務(wù)三按鍵控制的流水燈3）中斷的特點(diǎn)（1）分時(shí)操作

（2）實(shí)時(shí)處理（3）故障處理

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用，人們發(fā)現(xiàn)中斷技術(shù)不僅解決了快速主機(jī)與慢速I(mǎi)/O設(shè)備的數(shù)據(jù)傳送問(wèn)題，而且還具有如下優(yōu)點(diǎn)：

分時(shí)操作。CPU可以分時(shí)為多個(gè)I/O設(shè)備服務(wù)，提高了計(jì)算機(jī)的利用率；實(shí)時(shí)響應(yīng)。CPU能夠及時(shí)處理應(yīng)用系統(tǒng)的隨機(jī)事件，系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性大大增強(qiáng)；故障處理(可靠性高)。CPU具有處理設(shè)備故障及掉電等突發(fā)性事件能力，從而使系統(tǒng)可靠性提高。MCS-51系列單片機(jī)中斷系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖任務(wù)三按鍵控制的流水燈4）MCS-51系列單片機(jī)中斷系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)任務(wù)三按鍵控制的流水燈2.中斷源和中斷標(biāo)志（5）RI/TI

（1）INT1（3）T0（2）INT0（4）TI1）中斷源任務(wù)三按鍵控制的流水燈（1）TCON

寄存器中的中斷標(biāo)志（2）SCON寄存器中的中斷標(biāo)志（3）IE寄存器中斷的開(kāi)放和禁止標(biāo)志（4）IP寄存器中斷優(yōu)先級(jí)標(biāo)志2）中斷標(biāo)志（P3.2）可由IT0(TCON.0)選擇其為低電平有效還是下降沿有效。當(dāng)CPU檢測(cè)到P3.2引腳上出現(xiàn)有效的中斷信號(hào)時(shí)，中斷標(biāo)志IE0(TCON.1)置1，向CPU申請(qǐng)中斷。

同一優(yōu)先級(jí)中的中斷申請(qǐng)不止一個(gè)時(shí)，則有中斷優(yōu)先權(quán)排隊(duì)問(wèn)題。同一優(yōu)先級(jí)的中斷優(yōu)先權(quán)排隊(duì)，由中斷系統(tǒng)硬件確定的自然優(yōu)先級(jí)形成，其排列如所示：任務(wù)三按鍵控制的流水燈3.中斷處理（2）（1）（3）

實(shí)現(xiàn)優(yōu)先級(jí)排隊(duì)實(shí)現(xiàn)中斷響應(yīng)和中斷返回

實(shí)現(xiàn)中斷嵌套1）中斷系統(tǒng)的功能MCS-51單片機(jī)的中斷系統(tǒng)結(jié)構(gòu)執(zhí)行主程序主程序繼續(xù)執(zhí)行主程序斷點(diǎn)中斷請(qǐng)求中斷響應(yīng)執(zhí)行中斷處理程序中斷返回中斷響應(yīng)條件中斷源有中斷請(qǐng)求；此中斷源的中斷允許位為1；CPU開(kāi)中斷（即EA=1）。以上三條同時(shí)滿足時(shí)，CPU才有可能響應(yīng)中斷。中斷源：8051的中斷系統(tǒng)有5個(gè)中斷源，2個(gè)優(yōu)先級(jí)。80C51單片機(jī)的中斷優(yōu)先級(jí)有三條原則CPU同時(shí)接收到幾個(gè)中斷時(shí)，首先響應(yīng)優(yōu)先級(jí)別最高的中斷請(qǐng)求。正在進(jìn)行的中斷過(guò)程不能被新的同級(jí)或低優(yōu)先級(jí)的中斷請(qǐng)求所中斷。正在進(jìn)行的低優(yōu)先級(jí)中斷服務(wù)，能被高優(yōu)先級(jí)中斷請(qǐng)求所中斷。

為了實(shí)現(xiàn)上述后兩條原則，中斷系統(tǒng)內(nèi)部設(shè)有兩個(gè)用戶不能尋址的優(yōu)先級(jí)狀態(tài)觸發(fā)器。其中一個(gè)置1，表示正在響應(yīng)高優(yōu)先級(jí)的中斷，它將阻斷后來(lái)所有的中斷請(qǐng)求；另一個(gè)置1，表示正在響應(yīng)低優(yōu)先級(jí)中斷，它將阻斷后來(lái)所有的低優(yōu)先級(jí)中斷請(qǐng)求。中斷嵌套流程圖中斷處理流程圖任務(wù)三按鍵控制的流水燈2）中斷處理過(guò)程一次中斷過(guò)程的完整步驟1、中斷請(qǐng)求：中斷事件一旦發(fā)生，中斷源就提交中斷請(qǐng)求（將中斷標(biāo)志位置1），欲請(qǐng)求CPU暫時(shí)放下目前的工作轉(zhuǎn)向?yàn)樵撝袛嘧鲗?zhuān)項(xiàng)服務(wù)。2、中斷使能：雖然中斷源提交了中斷請(qǐng)求，但是，能否得到CPU的響應(yīng)，還要取決于該中斷請(qǐng)求能否通過(guò)若干關(guān)卡送達(dá)CPU（中斷使能位等于1，關(guān)卡放行），這些關(guān)卡有以下兩類(lèi)：此中斷源的中斷允許位；全局中斷允許位。3、中斷響應(yīng)：如果一路放行，則CPU響應(yīng)該中斷請(qǐng)求，記錄斷點(diǎn)，跳轉(zhuǎn)到中斷服務(wù)程序。對(duì)于INT和TMR中斷，中斷響應(yīng)時(shí)中斷標(biāo)志位會(huì)被硬件自動(dòng)清零。4、中斷處理：對(duì)中斷源進(jìn)行有針對(duì)性的服務(wù)。5、中斷返回：返回到主程序斷點(diǎn)處，繼續(xù)執(zhí)行主程序。1、3、5由硬件自動(dòng)完成。2、4是用戶編程完成。中斷響應(yīng)條件為1、2同時(shí)滿足。任務(wù)三按鍵控制的流水燈Eye-CatchingVisual（1）定時(shí)器中斷請(qǐng)求的撤除。（2）串行口中斷請(qǐng)求的撤除。（3）外部中斷請(qǐng)求的撤除。3）中斷請(qǐng)求的撤除外部中斷下降沿觸發(fā)方式條件下，在產(chǎn)生中斷請(qǐng)求時(shí)由硬件置位（置1）中斷請(qǐng)求標(biāo)記，當(dāng)CPU響應(yīng)中斷時(shí)由硬件清除（清0）。電平觸發(fā)方式條件下，中斷請(qǐng)求標(biāo)記由外部中斷源控制。具體是：當(dāng)CPU檢測(cè)到INT引腳上出現(xiàn)低電平時(shí)，中斷標(biāo)志IE由硬件置位，INT引腳上出現(xiàn)高電平時(shí)，中斷標(biāo)志IE由硬件清除。

中斷響應(yīng)時(shí)間是指從中斷請(qǐng)求標(biāo)志位置位到CPU開(kāi)始執(zhí)行中斷服務(wù)程序的第一條指令所持續(xù)的時(shí)間。任務(wù)三按鍵控制的流水燈4）中斷響應(yīng)時(shí)間每個(gè)中斷源的幾個(gè)位優(yōu)先級(jí)定義位：每個(gè)中斷源可以選擇中斷優(yōu)先權(quán)中斷使能位：每個(gè)中斷源均可使能（Enable）或使不能(Disable)中斷請(qǐng)求標(biāo)記位：每個(gè)中斷源均有獨(dú)立的中斷請(qǐng)求標(biāo)記（Flag）中斷請(qǐng)求標(biāo)記的產(chǎn)生：中斷事件發(fā)生時(shí)，由硬件自動(dòng)產(chǎn)生中斷請(qǐng)求標(biāo)記的清除：中斷事件被響應(yīng)時(shí)，由硬件自動(dòng)清除全局中斷使能位：EA：全局中斷使能位（總允許位）。=0：全局中斷禁止；=1：全局中斷允許。中斷服務(wù)函數(shù)中斷函數(shù)的寫(xiě)法void函數(shù)名()interrupt中斷編號(hào) {

； }任務(wù)三按鍵控制的流水燈二、中斷方式實(shí)現(xiàn)流水燈1.硬件電路中斷方式實(shí)現(xiàn)流水燈的電路圖任務(wù)三按鍵控制的流水燈2.程序設(shè)計(jì)任務(wù)三按鍵控制的流水燈實(shí)驗(yàn)：1、利用庫(kù)函數(shù)、邏輯運(yùn)算實(shí)現(xiàn)流水燈。2、根據(jù)51單片機(jī)電路，用4個(gè)獨(dú)立按鍵控制對(duì)應(yīng)的LED亮滅：K1控