單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)項(xiàng)目式教程課件：八路電子搶答器的設(shè)計(jì)

單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)項(xiàng)目式教程—基于Proteus和KeilCSINGLE-CHIP

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八路電子搶答器的設(shè)計(jì)了解中斷的基本概念010203八路電子搶答器的設(shè)計(jì)04知識(shí)要點(diǎn)外部中斷的簡(jiǎn)單應(yīng)用中斷系統(tǒng)的響應(yīng)過(guò)程學(xué)習(xí)要求掌握中斷的基本概念01掌握ＳＴＣ１５Ｗ４Ｋ３２Ｓ４單片機(jī)的中斷系統(tǒng)0203掌握中斷初始化的方法04學(xué)習(xí)要求05掌握外部中斷的基本設(shè)置

掌握利用外部中斷進(jìn)行程序設(shè)計(jì)的方法３.１中斷的基本概念3.1.1中斷的相關(guān)概念及術(shù)語(yǔ)3.1.2中斷的作用3.1.3中斷源3.1.4中斷系統(tǒng)的基本功能3.2STC15W4K32S4單片機(jī)的中斷系統(tǒng)3.2.1STC15W4K32S4單片機(jī)的中斷源

3.2.2中斷請(qǐng)求標(biāo)志

3.2.3中斷允許標(biāo)志

3.2.4中斷優(yōu)先級(jí)控制3.3中斷的響應(yīng)過(guò)程3.4C51中斷服務(wù)函數(shù)的定義及應(yīng)用3.5電子搶答器的設(shè)計(jì)3.5.1功能描述

3.5.2項(xiàng)目硬件電路圖的設(shè)計(jì)

3.5.3項(xiàng)目程序設(shè)計(jì)

3.5.4項(xiàng)目仿真運(yùn)行圖

3.1中斷的基本概念及相關(guān)屬于：中斷響應(yīng)過(guò)程：由中斷管理系統(tǒng)處理突發(fā)事件的過(guò)程；中斷源：中斷管理系統(tǒng)能夠處理的突發(fā)事件;中斷請(qǐng)求：中斷源向CPU提出的處理請(qǐng)求;中斷函數(shù)：針對(duì)中斷源和中斷請(qǐng)求提供的服務(wù)函數(shù);中斷嵌套：在中斷服務(wù)過(guò)程中執(zhí)行更高級(jí)別的中斷服務(wù)。3.1.1中斷的相關(guān)概念１）一般輸入／輸出設(shè)備。當(dāng)外部設(shè)備準(zhǔn)備就緒時(shí)可以向ＣＰＵ發(fā)出中斷請(qǐng)求，從而實(shí)現(xiàn)外部設(shè)備與ＣＰＵ的通信，如鍵盤、打印機(jī)等。２）實(shí)時(shí)時(shí)鐘或計(jì)數(shù)信號(hào)。如定時(shí)時(shí)間或計(jì)數(shù)次數(shù)一到，則向ＣＰＵ發(fā)出中斷請(qǐng)求，要求ＣＰＵ予以處理。３）故障源。當(dāng)采樣或運(yùn)算結(jié)果出現(xiàn)超出范圍或系統(tǒng)停電時(shí)，可以通過(guò)報(bào)警、掉電等信號(hào)向ＣＰＵ發(fā)出中斷請(qǐng)求，要求ＣＰＵ加以處理。４）為調(diào)試程序而設(shè)置的中斷源。為了便于控制程序的調(diào)試，及時(shí)檢查中間結(jié)果可以在程序中設(shè)置一些斷點(diǎn)或單步執(zhí)行等。１）識(shí)別中斷源２）能實(shí)現(xiàn)中斷響應(yīng)及中斷返回:保護(hù)斷點(diǎn)、保護(hù)現(xiàn)場(chǎng)、執(zhí)行相應(yīng)的中斷服務(wù)程序、恢復(fù)現(xiàn)場(chǎng)、恢復(fù)斷點(diǎn)等。當(dāng)中斷服務(wù)程序執(zhí)行完畢后返回被中斷的程序繼續(xù)執(zhí)行。３）能實(shí)現(xiàn)中斷優(yōu)先權(quán)排隊(duì)。當(dāng)多個(gè)中斷源同時(shí)發(fā)出中斷請(qǐng)求時(shí)，ＣＰＵ能找到優(yōu)先權(quán)級(jí)別最高的中斷源，并優(yōu)先響應(yīng)它的中斷請(qǐng)求；在優(yōu)先權(quán)級(jí)別高的中斷處理完了以后，再響應(yīng)級(jí)別較低的中斷源。４）能實(shí)現(xiàn)中斷嵌套。中斷過(guò)程與調(diào)用一般函數(shù)過(guò)程的相似性:兩者都需要保護(hù)斷點(diǎn)，都可實(shí)現(xiàn)多級(jí)嵌套等。中斷過(guò)程與調(diào)用一般函數(shù)過(guò)程的差異性:中斷響應(yīng)與函數(shù)調(diào)用的異同1、子函數(shù)是程序設(shè)計(jì)者事先安排的（斷點(diǎn)是明確的），而中斷卻是系統(tǒng)根據(jù)工作環(huán)境隨機(jī)決定的（斷點(diǎn)則是隨機(jī)的）。2、主函數(shù)與調(diào)用函數(shù)之間具有主從關(guān)系，而主函數(shù)與中斷函數(shù)之間則是平行關(guān)系；3、一般函數(shù)調(diào)用是純粹軟件處理過(guò)程，而中斷函數(shù)調(diào)用卻是需要軟、硬件配合才能完成的過(guò)程。ＳＴＣ１５Ｗ４Ｋ３２Ｓ４單片機(jī)的提供了２１個(gè)中斷源，具體結(jié)構(gòu)如圖

所示。STC15W4K單片機(jī)外部中斷0、外部中斷1、定時(shí)器T0中斷、定時(shí)器T1中斷、串行口1中斷、低壓檢測(cè)中斷等中斷源的中斷請(qǐng)求標(biāo)志分別寄存在TCON、SCON、PCON中。外部中斷2(INT2)、外部中斷3(INT3)和外部中斷4(INT4)，定時(shí)器T2、T3、T4的中斷請(qǐng)求標(biāo)志位被隱藏起來(lái)了，中斷請(qǐng)求標(biāo)志（單片機(jī)如何知道中斷信號(hào)出現(xiàn)了？）當(dāng)中斷信號(hào)出現(xiàn)時(shí)，單片機(jī)中的某些位寄存器（中斷請(qǐng)求標(biāo)志位）可被硬件置1。1、定時(shí)計(jì)數(shù)器中斷控制寄存器TCON：IT0=0：如果P3.2引腳出現(xiàn)低電平信號(hào)，IE0=1；

IT0=1：如果P3.2引腳出現(xiàn)下降沿信號(hào)，IE0=1；

IE0：當(dāng)P3.2引腳出現(xiàn)有效的中斷請(qǐng)求信號(hào)時(shí)，IE0由硬件置“1”，當(dāng)外部中斷0轉(zhuǎn)去執(zhí)行中斷服務(wù)程序時(shí)，IE0由硬件清0

IT1=0：如果P3.3引腳出現(xiàn)低電平信號(hào)，IE0=1；

IT1=1：如果P3.3引腳出現(xiàn)下降沿信號(hào)，IE0=1；

TR0=1;啟動(dòng)定時(shí)器T0開始計(jì)數(shù)；

TF0：當(dāng)定時(shí)器計(jì)滿溢出，TF0由硬件置“1”；當(dāng)轉(zhuǎn)去執(zhí)行T0的中斷服務(wù)程序時(shí)，由硬件清0；

TR1=1;啟動(dòng)定時(shí)器T1開始計(jì)數(shù)；

TF1：當(dāng)定時(shí)器計(jì)滿溢出，TF1由硬件置“1”；當(dāng)轉(zhuǎn)去執(zhí)行T1的中斷服務(wù)程序時(shí)，由硬件清0IE1：當(dāng)P3.3引腳出現(xiàn)有效的中斷請(qǐng)求信號(hào)時(shí)，IE1由硬件置“1”，當(dāng)外部中斷0轉(zhuǎn)去執(zhí)行中斷服務(wù)程序時(shí)，IE1由硬件清0EA：總中斷允許控制位。(EA)=1,開放CPU中斷，各中斷源的允許和禁止還需再通過(guò)相應(yīng)的中斷允許位單獨(dú)加以控制；(EA)=0,禁止所有中斷。EX0、ET0、EX1、ET1、ES、ELVD、EX2、EX3、EX4、ET2、ET3、ET4為常用的12個(gè)課屏蔽中斷，其值等于“1”，是允許對(duì)應(yīng)的中斷請(qǐng)求，其值等于“0”是禁止對(duì)應(yīng)的中斷請(qǐng)求。比如：EX0：外部中斷0(INTO)中斷允許位。(EX0)=l,允許外部中斷0中斷；(EX0)=0,禁止外部中斷0中斷。STC15W4K單片機(jī)中斷優(yōu)先級(jí)分為高優(yōu)先級(jí)和低優(yōu)先級(jí)固定的低優(yōu)先級(jí)中斷有：INT2、INT3、INT4、T2、T3、T4

其他中斷都具有2個(gè)中斷優(yōu)先級(jí)，可實(shí)現(xiàn)二級(jí)中斷服務(wù)嵌套。PX0：外部中斷0中斷優(yōu)先級(jí)控制位。PT0：定時(shí)/計(jì)數(shù)器TO中斷的中斷優(yōu)先級(jí)控制位。PX1：外部中斷1中斷優(yōu)先級(jí)控制位。PT1：定時(shí)/計(jì)數(shù)器T1中斷優(yōu)先級(jí)控制位。PS：串行口1中斷的優(yōu)先級(jí)控制位。

PLVD：電源低電壓檢測(cè)中斷優(yōu)先級(jí)控制位。自然優(yōu)先級(jí)，其從高到低的優(yōu)先級(jí)排列如下：外部中斷0、定時(shí)器T0中斷、外部中斷1、定時(shí)器T1中斷、串行口中斷、A/D轉(zhuǎn)換中斷、LVD中斷、PCA中斷、串行口2中斷、SPI中斷、外部中斷2、外部中斷3、定時(shí)器T2中斷、外部中斷4、串行口3中斷、串行口4中斷、定時(shí)器T3中斷、定時(shí)器T4中斷、比較器中斷、PWM中斷、PWM異常中斷響應(yīng)中斷的基本原則是１）若多個(gè)中斷請(qǐng)求同時(shí)有效，ＣＰＵ優(yōu)先響應(yīng)優(yōu)先權(quán)最高的中斷請(qǐng)求。２）同級(jí)的或更低級(jí)的中斷不能中斷ＣＰＵ正在響應(yīng)的中斷過(guò)程。3）中斷可以嵌套：低優(yōu)先權(quán)的中斷響應(yīng)過(guò)程可以被高優(yōu)先權(quán)的中斷請(qǐng)求所中斷，CPU會(huì)暫時(shí)中止當(dāng)前低優(yōu)先權(quán)的中斷過(guò)程，而優(yōu)先響應(yīng)高優(yōu)先權(quán)中斷。等到高優(yōu)先權(quán)中斷響應(yīng)結(jié)束后再繼續(xù)響應(yīng)原低優(yōu)先權(quán)的中斷過(guò)程，形成中斷的嵌套(1)置相應(yīng)的優(yōu)先級(jí)觸發(fā)器狀態(tài)為1，指明了CPU正在響應(yīng)的中斷優(yōu)先權(quán)的級(jí)別，并通過(guò)它屏蔽所有同級(jí)或更低級(jí)的中斷請(qǐng)求，允許更高級(jí)的中斷請(qǐng)求。(2)清相應(yīng)的中斷請(qǐng)求標(biāo)志位為0(RI、TI和電平觸發(fā)的外部中斷除外)。(3)保護(hù)斷點(diǎn)。即將被中斷程序的斷點(diǎn)位置(PC的值)壓人堆棧保存起來(lái)。(4)根據(jù)中斷向量找到對(duì)應(yīng)的中斷服務(wù)程序

(5)執(zhí)行相應(yīng)的中斷服務(wù)程序。中斷源入口地址(中斷向量)中斷號(hào)外部中斷00003H0定時(shí)/計(jì)數(shù)器T0中斷0003H1外部中斷10013H2定時(shí)/計(jì)數(shù)器T1中斷001BH3串行口1中斷0023H4A/D轉(zhuǎn)換中斷002BH5LVD中斷0033H6PCA中斷003BH7串行口2中斷0043H8SPI中斷004BH9外部中斷20053H10外部中斷3005BH11定時(shí)器T2中斷0063H12中斷源入口地址中斷號(hào)預(yù)留中斷006BH、0073H、007BH13、14、15外部中斷40083H16串行口3中斷008BH17串行口4中斷0093H18定時(shí)器T3中斷009BH19定時(shí)器T4中斷00A3H20比較器中斷00ABH21PWM中斷00B3H22PWM異常中斷00BBH23在單一中斷系統(tǒng)中，外部中斷響應(yīng)時(shí)間總是在3～8個(gè)機(jī)器周期。中斷服務(wù)與中斷返回是通過(guò)執(zhí)行中斷服務(wù)程序完成的。中斷服務(wù)程序從中斷入口地址開始執(zhí)行，到返回指令“ＲＥＴＩ”為止，一般包括４部分內(nèi)容：保護(hù)現(xiàn)場(chǎng)、中斷服務(wù)、恢復(fù)現(xiàn)場(chǎng)和中斷返回。5、編寫中斷服務(wù)程序時(shí)的注意事項(xiàng)：（1）在中斷響應(yīng)入口地址單元通常存放的是一條無(wú)條件轉(zhuǎn)移指令

（2）若要在執(zhí)行當(dāng)前中斷服務(wù)程序時(shí)禁止其他更高優(yōu)先級(jí)中斷，需先用軟件關(guān)閉CPU中斷，（3）在保護(hù)和恢復(fù)現(xiàn)場(chǎng)時(shí)，為了不使現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)遭到破壞或造成混亂，一般規(guī)定此時(shí)ＣＰＵ不再響應(yīng)新的中斷請(qǐng)求中斷服務(wù)函數(shù)的一般形式如下：函數(shù)類型函數(shù)名（形式參數(shù)表）【interruptn】［usingｎ］編寫中斷程序時(shí)，應(yīng)遵循以下規(guī)則：1）中斷函數(shù)沒有返回值,定義為void類型，以明確說(shuō)明沒有返回值。2）中斷函數(shù)不能進(jìn)行參數(shù)傳遞，如果