2009单片机终极学习（五）-中断及数码管的静态显示

中断系统

一、中断的概念






引起CPU中断的根源，称为中断源。中断源向CPU提出的中断请求。CPU暂时中断原来的事务A，转去处理事件B。对事件B处理完毕后，再回到原来被中断的地方（即断点），称为中断返回。实现上述中断功能的部件称为中断系统（中断机构）。

随着计算机技术的应用，人们发现中断技术不仅解决了快速主机与慢速I/O设备的数据传送问题，而且还具有如下优点：
? 分时操作。CPU可以分时为多个I/O设备服务，提高了计算机的利用率；
? 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；
? 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。

80C51中断系统的结构
80C51的中断系统有5个中断源（8052有 6个） ，2个优先级，可实现二级中断嵌套 。



RX TX是一个中断源！！


外部中断0
T0 定时器 0


外部中断1
T1 定时器 1
RX TX 串行接收发送



5个中断源的中断要求是否得到响应，受允许中断寄存器IE的控制；

它们的优先级分别由中断优先级寄存器IP的各位确定。

IE——允许中断寄存器

EA X ET2 ES ET1 EX1 ET0 EX0
1. EA 总允许位。EA=0，禁止一切中断。EA=1，则每个中断源是允许还是禁止，分别由各自的允许位确定；
2. — 保留位；
3. ET2 定时器2中断允许位。ET2=0，禁止定时器2中断；（80c52有的）
4. ES串行口中断允许位。ES=0，禁止串行口中断；
5. ET1 定时器中断允许位，ET1=0,禁止定时器1中断；
6. EX1 外部中断1允许位，EX1=0,禁止外部中断1允许位；
7. ET0 定时器0中断允许位，ET0=0,禁止定时器0中断；
8. EX0 外部中断0允许位，EX=0,禁止外部中断0.。

IP——允许中断优先级寄存器

X X PT2 PS PT1 PX1 PT0 PX0

1) — 保留位；
2) — 保留位；
3) PT2 定时器2中断优先级设定位。PT2=1，设定为高优先级；
4) PS 串行口中断优先级设定位，PS=1，设定为高优先级；
5) PT1 定时器1中断优先级，PT1=1，设定为高优先级；
6) PX1 外部中断1优先级，PX1=1,设定为高优先级；
7) PT0 定时器0中断优先级设定位，PT0=1.设定为高优先级；
8) PX0 外部中断0优先级设定位，PX0=1,设定为高优先级。

优先级结构
靠IP寄存器把各中断源的优先级分为高低两级。它们遵循这样两条基本规则：
1 低优先级中断可被高优先级所中断，反之不能；
2 一种中断（不管是什么优先级）一旦得到响应，与他同级的中断不能再中断它。

为了实现上述两条原则， 中断系统内部设有两个用户不能寻址的优先级状态触发器。其中一个置1，表示正在响应高优先级的中断，它将阻断后来所有的中断请求；另一个置1，表示正在响应低优先级中断，它将阻断后来所有的低优先级中断请求。


当同时收到几个同一优先级的中断要求时，哪一个要求得到服务，取决于内部的查询顺序，相当于在每个优先级内，还同时存在另一个辅助优先级结构。





二、中断请求标志
1、TCON的中断标志（控制外部中断的中断标志）



外部中断的激活方式分为两种:一种是电平激活；另外一种是边沿激活。
这两种方式可以靠TCON寄存器中的中断方式IT1或IT0来控制。
ITx=0. 采用电平激活方式；在INTx引脚上测到低电平，则触发外部中断。
ITx=1.采用边沿激活方式； 在相继的两个周期中，对INTx引脚进行连续两次采样，若第一次采样值为高（就是一个下降沿），第二次为低时，则TCON寄存器中的中断请求标志位被置1，以请求中断。
由于外部中断引脚每个机器周期被采样一次，为确保采样，由引脚INTx输入的信号应至少保持一个机器周期，即12个振荡周期。如果外部中断为边沿激活方式，则引脚处的高电平和低电平值至少各保持一个机器周期，才能保持 CPU测到电平的跳变，而把中断请求标志IEx置1。
IT0（TCON.0），外部中断0触发方式控制位。
当IT0=0时，为电平触发方式。
当IT0=1时，为边沿触发方式（下降沿有效）。
IE0（TCON.1），外部中断0中断请求标志位。
IT1（TCON.2），外部中断1触发方式控制位。
IE1（TCON.3），外部中断1中断请求标志位。
TF0（TCON.5），定时/计数器T0溢出中断请求标志位。
TF1（TCON.7），定时/计数器T1溢出中断请求标志位。

2、SCON的中断标志（控制串口的中断标志）




? RI（SCON.0），串行口接收中断标志位。当允许串行口接收数据时，每接收完一个串行帧，由硬件置位RI。注意，RI必须由软件清除。
? TI（SCON.1），串行口发送中断标志位。当CPU将一个发送数据写入串行口发送缓冲器时，就启动了发送过程。每发送完一个串行帧，由硬件置位TI。CPU响应中断时，不能自动清除TI，TI必须由软件清除。

中断响应条件
? 中断源有中断请求；
? 此中断源的中断允许位为1；
? CPU开中断（即EA=1）。
以上三条同时满足时，CPU才有可能响应中断。

那我们就先来写个外部中断的程序练习练习吧！
我们想在外部中断1发生时（电平激活方式），发光二级管第一个亮起来 ，当中断结束时，发光二级管灭，主函数我们让数码管依次两1~f数字！
#include<reg52.h>
#define uint unsigned int
#define uchar unsigned char
sbit wela=P1^5;//位选定义
sbit dula=P1^4;//段选定义
sbit d1= P0^0;
uchar num;
unsigned char code Tab[]={0xc0,0xF9,0xA4,0xB0,0x99,0x92,0x82,0xF8,
0x80,0x90,0x88,0x83,0xC6,0xA1,0x86,0x8E};
void delay(uint z);
void main()
{
EA=1;//最先改打开总中断
EX0=1;//开外部中断0（就是你想打开哪个中断）
IT0=0;//用的是电平激活方式（再设置你想使用什么的方式激活中断）
// TCON=0x01;//用TCON形式定义边沿激活方式，如果不设置就是默认为电平激活方式，这里使用的是边沿触发方式，就是当CPU检测到一个下降沿的时候，中断启动
led_cs=0;//流水灯锁存器锁存端
wela=1;
P0=0xea;
wela=0;
while(1)
{
led_cs=1;
P0=0xff;
led_cs=0; 这为什么会这样 大家讨论下 呵呵 讨论才有进步是吧
for(num=0;num<16;num++)
{

d1=0;//中断结束，关闭发光二极管
dula=1;
P0=table[num];
dula=0;
delay(1000);
}
}
}

void delay(uint z)
{
uint x,y;
for(x=z;x>0;x--)
for(y=110;y>0;y--);
}

void exter0() interrupt 0//这就是中断子程序，与子函数不同的就是它有个 interrupt 以及后面的数字是代表 你用的是哪个中断源，上面的图中（带黄色数字的）我已经编号了，中断子程序是不用申明的。
{
dula=0;
wela=0;
led_cs=1;
P0=0xfe;//中断发生，我们让第一个发光二极管亮起来，

led_cs=0;
P0=0xff;
}
我们再来学习下80C51的定时/计数器

实现定时功能，比较方便的办法是利用单片机内部的定时/计数器。也可以采用下面三种方法：
软件定时：软件定时不占用硬件资源，但占用了CPU时间，降低了CPU的利用率。
采用时基电路定时：例如采用555电路，外接必要的元器件（电阻和电容），即可构成硬件定时电路。但在硬件连接好以后，定时值与定时范围不能由软件进行控制和修改，即不可编程。
采用可编程芯片定时：这种定时芯片的定时值及定时范围很容易用软件来确定和修改，此种芯片定时功能强，使用灵活。在单片机的定时/计数器不够用时，可以考虑进行扩展。
定时/计数器的结构和工作原理
一、定时/计数器的结构
定时/计数器的实质是加1计数器（16位），由高8位和低8位两个寄存器组成。TMOD是定时/计数器的工作方式寄存器，确定工作方式和功能；TCON是控制寄存器，控制T0、T1的启动和停止及设置溢出标志。



加1计数器输入的计数脉冲有两个来源：
一个是由系统的时钟振荡器输出脉冲经12分频后送来（定时器）；
一个是T0或T1引脚输入的外部脉冲源。每来一个脉冲计数器加1（计数器），当加到计数器为全1时，再输入一个脉冲就使计数器回零，且计数器的溢出使TCON中TF0或TF1置1，向CPU发出中断请求（定时/计数器中断允许时）。如果定时/计数器工作于定时模式，则表示定时时间已到；如果工作于计数模式，则表示计数值已满。
可见，由溢出时计数器的值减去计数初值才是加1计数器的计数值。

80C51单片机定时/计数器的工作由两个特殊功能寄存器控制。TMOD用于设置其工作方式；TCON用于控制其启动和中断申请。
一、工作方式寄存器TMOD
工作方式寄存器TMOD用于设置定时/计数器的工作方式，低四位用于T0，高四位用于T1。其格式如下：




GATE：门控位。GATE＝0时，只要用软件使TCON中的TR0或TR1为1，就可以启动定时/计数器工作；GATA＝1时，要用软件使TR0或TR1为1，同时外部中断引脚或也为高电平时，才能启动定时/计数器工作。即此时定时器的启动多了一条件。
:定时/计数模式选择位。 ＝0为定时模式； =1为计数模式。

M1M0：工作方式设置位。定时/计数器有四种工作方式，由M1M0进行设置。



二、控制寄存器TCON?
TF1（TCON.7）：T1溢出中断请求标志位。T1计数溢出时由硬件自动置TF1为1。CPU响应中断后TF1由硬件自动清0。T1工作时，CPU可随时查询TF1的状态。所以，TF1可用作查询测试的标志。TF1也可以用软件置1或清0，同硬件置1或清0的效果一样。
? TR1（TCON.6）：T1运行控制位。TR1置1时，T1开始工作；TR1置0时，T1停止工作。TR1由软件置1或清0。所以，用软件可控制定时/计数器的启动与停止。
? TF0（TCON.5）：T0溢出中断请求标志位，其功能与TF1类同。
? TR0（TCON.4）：T0运行控制位，其功能与TR1类同。
（我们主要用方式1讲解）
定时/计数器的工作方式
一、方式0
方式0为13位计数，由TL0的低5位（高3位未用）和TH0的8位组成。TL0的低5位溢出时向TH0进位，TH0溢出时，置位TCON中的TF0标志，向CPU发出中断请求。



? 设置为定时器模式时，加1计数器是对内部机器周期计数（1个机器周期等于12个振荡周期，即计数频率为晶振频率的1/12）。计数值N乘以机器周期Tcy就是定时时间t 。
? 设置为计数器模式时，外部事件计数脉冲由T0或T1引脚输入到计数器。在每个机器周期的S5P2期间采样T0、T1引脚电平。当某周期采样到一高电平输入，而下一周期又采样到一低电平时，则计数器加1，更新的计数值在下一个机器周期的S3P1期间装入计数器。由于检测一个从1到0的下降沿需要2个机器周期，因此要求被采样的电平至少要维持一个机器周期。当晶振频率为12MHz时，最高计数频率不超过1/2MHz，即计数脉冲的周期要大于2 ms。
定时器模式时有:N＝t/ Tcy
计数初值计算的公式为：X=213—N（N为你想设计中断发生地时间）
定时器的初值还可以采用计数个数直接取补法获得。
计数模式时，计数脉冲是T0引脚上的外部脉冲。
二、方式1
方式1的计数位数是16位，由TL0作为低8位、TH0作为高8位，组成了16位加1计数器 。



计数个数与计数初值的关系为： X=2 16-N
三、方式2
方式2为自动重装初值的8位计数方式。



计数个数与计数初值的关系为： X=28-N
工作方式2特别适合于用作较精确的脉冲信号发生器。

四、方式3
方式3只适用于定时/计数器T0，定时器T1处于方式3时相当于TR1=0，停止计数。



工作方式3将T0分成为两个独立的8位计数器TL0和TH0 。

初始化程序应完成如下工作：
? 对TMOD赋值，以确定T0和T1的工作方式。
? 计算初值,并将其写入TH0、TL0或TH1、TL1。
? 中断方式时，则对IE赋值，开放中断。
? 使TR0或TR1置位，启动定时/计数器定时或计数。
好！我们现在就来写个程序，让我们看看定时器是怎么用起来的。
我们主程序是这样进行的，还是数码管的第一个数码管在从1到F的亮着，定时中断发生时，我们让它进入定时器延时！
#include<reg52.h>
#define uint unsigned int
#define uchar unsigned char
sbit wela=P1^5;//位选定义
sbit dula=P1^4;//段选定义
sbit d1=P0^0;
uchar num,num1;tt;
unsigned char code Tab[]={0xc0,0xF9,0xA4,0xB0,0x99,0x92,0x82,0xF8,
0x80,0x90,0x88,0x83,0xC6,0xA1,0x86,0x8E};//共阴极数码管编码
//void delay(uint z);
void main()
{
num=0;
tt=0;
TMOD=0x01;//设置定时器0为工作方式1
TH0=(65536-10000)/256;//给定时器0的高八位写入初值
TL0=(65536-10000)%256;// 给定时器0的低八位写入初值
这个可能大家不明白为什么，可以讨论讨论，大家只要记住是这样赋初值的就好了！
EA=1;//开总中断
ET0=1;//开定时器0中断
TR0=1;//启动定时器0

wela=1;
P0=0xea;
wela=0;

dula=1;
P0=0x3f;
dula=0;

while(1)
{
if(tt==100)
{
tt=0;
num++;
if(num==16)
num=0;
dula=1;
P0=Tab[num];
dula=0;
}
}
}

/*void delay(uint z)
{
uint x,y;
for(x=z;x>0;x--)
for(y=110;y>0;y--);
}*/

void time0() interrupt 1
{
TH0=(65536-10000)/256;
TL0=(65536-10000)%256;
tt++;
}

好 ，由于内容很多，但不影响我们学习的热情，我现在给大家几个题，让我们彻底记住外部中断和定时器的编程
1.主函数自己设计，流水灯也好 ，数码管也好 ，中断发生时，流水灯一秒间隔流动起来
2、利用定时/计数器T1产生定时时钟,由P1口控制8个发光二极管,使8个指示灯依次一个一个闪动，闪动频率为10次/秒(8个灯依次亮一遍为一个周期)，循环













大家动起来，终极学习单片机，好的程序，我将做为答案置顶
让我们一起学好单片机！！！
[ 此贴被mai1258在2009-06-03 00:38重新编辑 ]