51单片机中断系统编程

一.外部中断

1.编程思想

中断准备：中断初始化函数打开中断开关，选择中断传输方式
中断处理：为了便于观察，让我们知道单片机进入中断处理函数，在这里我们选择打开流水灯
电路搭建：由于P3^3引脚不便直接接地，我们把P3^3和P3^7连接起来，用P3^7来控制P3^3的电平变化

2.实践代码

#include <reg52.h>
#define uint unsigned int
#define uchar unsigned char
sbit key_s2=P3^0;
sbit flag=P3^7;
	
void delay(uint z)
{
	uint x,y;
	for(x = z; x > 0; x--)
		for(y = 114; y > 0 ; y--); 		
} 
//外部中断1初始化
void clInit()
{
	EA = 1;	//开总中断
	EX1 = 1;//开外部中断1
	IT1 = 1;//外部中断1下降沿触发	
}

void main()//main函数自身会循环
{
	clInit();//外部中断1初始化	
	while(1)
	{
		if(key_s2 == 0)//判断S2是否被按下
		{
			delay(20);//按键消抖
			if(key_s2 == 0)
			{
				flag = 1;
				flag = 0;//产生下降沿
				while(!key_s2);//松手检测
			}	
		}

	}	
}

//外部中断1中断服务程序
void cml() interrupt 2
{
	P1 = ~P1;
}

注意，为了确保时钟信号有两个时钟周期，按键时请自然一些。

二.定时器

1.了解

51单片机有2个16位定时器/计数器：定时器0 (T0为P3.4)和定时器1 (T1为P3.5)

这里所说定时/计数器是因为它有两种功能，既能定时又能计数。

当工作在定时模式时，每经过一个机器周期，内部的16位计数寄存器的值就会加1。当这个寄存器装满时溢出，我们可以算出工作在定时模式时最高单次定时时间为65535*1.085us=时间 (单位us)。

当工作在计数器模式时，T0(P3.4引脚)，T1 (P3.5引脚) 每来一个脉冲计数寄存器加1。

定时器作用：定时计数器可以用于精确事件定时，PWM脉宽调制，波形发生，信号时序测量的方面。

2.使用步骤

定时/计数器使用步骤：

1.启动定时/计数器（通过TCON控制器）
2.设置定时/计数器工作模式（通过TMOD控制器）
3.查询定时。计数器是否一处（读TCON内TF位）

3.了解TMOD控制器

定时和计数功能由特殊功能寄存器TMOD的控制位C/T进行选择，TMOD寄存器的各位信息如下表所列。可以看出，2个定时/计数器有4种操作模式，通过TMOD的M1和M0选择。2个定时/计数器的模式0、1和2都相同，模式3不同，各模式下的功能如下所述。

在这里插入图片描述

该图选自官方STC89C52芯片手册，其中要注意的三个点我已经标出：

不可位寻址：我们在编写程序时不能再像之前一样令某位直接为0或1。
复位值：也就是默认值，如果我们什么也不改的情况下其值全部为0
M1、M0：选择0、1这种模式。

三.定时器编程

#include <reg52.h>
#define uchar unsigned char
#define uint unsigned int
	
sbit DU = P2^6;  //数码管段选
sbit WE = P2^7;  //数码管位选

//共阴数码管段选表0-9
uchar  code tabel[]= {0x3F, 0x06, 0x5B, 0x4F, 0x66, 0x6D, 0x7D, 0x07, 0x7F, 0x6F,};
	
//毫秒级延时函数
void delay(uint z)
{
	uint x,y;
	for(x = z; x > 0; x--)
		for(y = 114; y > 0 ; y--); 		
} 

void display(uchar i)
{
	uchar bai, shi, ge;
	bai = i / 100; 
	shi = i % 100 / 10;	
	ge  = i % 10;
	
	//第一位数码管  		
	P0 = 0XFF;//清除断码
	WE = 1;//打开位选锁存器
	P0 = 0XFE; //1111 1110
	WE = 0;//锁存位选数据
	
	DU = 1;//打开段选锁存器
	P0 = tabel[bai];//
	DU = 0;//锁存段选数据
	delay(5);

	//第二位数码管
	P0 = 0XFF;//清除断码
	WE = 1;//打开位选锁存器
	P0 = 0XFD; //1111 1101
	WE = 0;//锁存位选数据
	
	DU = 1;//打开段选锁存器
	P0 = tabel[shi];//
	DU = 0;//锁存段选数据
	delay(5);

	//第三位数码管
	P0 = 0XFF;//清除断码
	WE = 1;//打开位选锁存器
	P0 = 0XFB; //1111 1011
	WE = 0;//锁存位选数据
	
	DU = 1;//打开段选锁存器
	P0 = tabel[ge];//
	DU = 0;//锁存段选数据
	delay(5);
}

//定时器初始化程序
void timeclInit()
{
	TR0 = 1;//启动定时器0
	TMOD = 0x01; //定时器工作模式选择
	
	//假设定时50ms,初值通过计算而来
	TH0=0x4b;
	TL0=0xfd;
}

void main()
{
	uchar msec,sec;
	timeclInit();
	while(1)
	{
		if(TF0 == 1)   //判断是否溢出，溢出代表50ms完毕
		{
			TF0 = 0;   //软件清零
			TH0 = 0x4b;
			TL0 = 0xfd; //定时50ms
			msec++;
			if(msec==20)  //20个50ms促进秒加1
			{
				msec=0;
				sec++;
			}
		}
		display(sec);
		if(sec>10)
			sec=0;     //秒清零
	}
}

四.计数器

1.编程思路

结合上面的定时器，把一个定时/计数器作为定时器使用，一个作为计数器使用
计数器显示标示：使用LED1作为每加1的标志，需要把单片机的P1.0和P3.4进行连接

2.实践代码

#include <reg52.h>
#define uchar unsigned char
#define uint unsigned int
	
sbit DU = P2^6;  //数码管段选
sbit WE = P2^7;  //数码管位选
sbit LED1 = P1^0;

//共阴数码管段选表0-9
uchar  code tabel[]= {0x3F, 0x06, 0x5B, 0x4F, 0x66, 0x6D, 0x7D, 0x07, 0x7F, 0x6F,};
	
//毫秒级延时函数
void delay(uint z)
{
	uint x,y;
	for(x = z; x > 0; x--)
		for(y = 114; y > 0 ; y--); 		
} 

//数码管显示函数
void display(uchar i)
{
	uchar bai, shi, ge;
	bai = i / 100; 
	shi = i % 100 / 10;	
	ge  = i % 10;
	
	//第一位数码管  		
	P0 = 0XFF;//清除断码
	WE = 1;//打开位选锁存器
	P0 = 0XFE; //1111 1110
	WE = 0;//锁存位选数据
	
	DU = 1;//打开段选锁存器
	P0 = tabel[bai];//
	DU = 0;//锁存段选数据
	delay(5);

	//第二位数码管
	P0 = 0XFF;//清除断码
	WE = 1;//打开位选锁存器
	P0 = 0XFD; //1111 1101
	WE = 0;//锁存位选数据
	
	DU = 1;//打开段选锁存器
	P0 = tabel[shi];//
	DU = 0;//锁存段选数据
	delay(5);

	//第三位数码管
	P0 = 0XFF;//清除断码
	WE = 1;//打开位选锁存器
	P0 = 0XFB; //1111 1011
	WE = 0;//锁存位选数据
	
	DU = 1;//打开段选锁存器
	P0 = tabel[ge];//
	DU = 0;//锁存段选数据
	delay(5);
}


//计数器T0初始化函数
void countclInit()
{
	TR0 = 1;
	TMOD |= 0x05;
	TH0= 0;
	TL0= 0;
}

//定时器T1初始化程序
void timeclInit()
{
	TR1 = 1;//启动定时器0
	TMOD |= 0x10; //定时器工作模式选择
	
	//假设定时50ms,初值通过计算而来
	TH1=(65535 - 46082)/256;
	TL1=(65535 - 46082)%256;
}

void main()
{
	uchar msec,sec;
	countclInit();
	timeclInit();
	while(1)
	{
		if(TF1 == 1)   //判断是否溢出，溢出代表50ms完毕
		{
			TF1 = 0;   //软件清零
			TH1=(65535 - 46082)/256;
			TL1=(65535 - 46082)%256;
			msec++;
			if(msec==5)  //20个50ms促进秒加1
			{
				msec=0;
				LED1 = ~LED1;
			}
		}
		display(TL0);
	}
}

五.定时/计数器中断

1.理论补充

之前我们使用定时器和计数器使用的都是查询的方式（通过都TF0或TF1的状态），而现在我们要使用的是中断的方式，通过之前的外部中断，我们同样需要打开中断开关进行初始化。

2.基础使用

#include <reg52.h>
#define uchar unsigned char
#define uint unsigned int
	
sbit DU = P2^6;  //数码管段选
sbit WE = P2^7;  //数码管位选
uchar msec,sec;

//共阴数码管段选表0-9
uchar  code tabel[]= {0x3F, 0x06, 0x5B, 0x4F, 0x66, 0x6D, 0x7D, 0x07, 0x7F, 0x6F,};
	
//毫秒级延时函数
void delay(uint z)
{
	uint x,y;
	for(x = z; x > 0; x--)
		for(y = 114; y > 0 ; y--); 		
} 

void display(uchar i)
{
	uchar bai, shi, ge;
	bai = i / 100; 
	shi = i % 100 / 10;	
	ge  = i % 10;
	
	//第一位数码管  		
	P0 = 0XFF;//清除断码
	WE = 1;//打开位选锁存器
	P0 = 0XFE; //1111 1110
	WE = 0;//锁存位选数据
	
	DU = 1;//打开段选锁存器
	P0 = tabel[bai];//
	DU = 0;//锁存段选数据
	delay(5);

	//第二位数码管
	P0 = 0XFF;//清除断码
	WE = 1;//打开位选锁存器
	P0 = 0XFD; //1111 1101
	WE = 0;//锁存位选数据
	
	DU = 1;//打开段选锁存器
	P0 = tabel[shi];//
	DU = 0;//锁存段选数据
	delay(5);

	//第三位数码管
	P0 = 0XFF;//清除断码
	WE = 1;//打开位选锁存器
	P0 = 0XFB; //1111 1011
	WE = 0;//锁存位选数据
	
	DU = 1;//打开段选锁存器
	P0 = tabel[ge];//
	DU = 0;//锁存段选数据
	delay(5);
}

//定时器初始化程序
void timer0Init()
{
	EA = 1;//打开总中断
	ET0 = 1;//打开对应中断开关
	TR0 = 1;//启动定时器0
	TMOD = 0x01; //定时器工作模式选择
	
	//假设定时50ms,初值通过计算而来
	TH0=0x4b;
	TL0=0xfd;
}

//中断函数
void timer0() interrupt 1
{
	TH0=0x4b;
	TL0=0xfd;
	msec=msec+1;
	if(msec==20)  //20个50ms促进秒加1
	{
		msec=0;
		sec++;
	}
}

void main()
{
	timer0Init();
	while(1)
	{
		display(sec);
	}
}

该部分同样实现的是秒表的功能，只不过使用的是中断方式的硬件清零。

3.与数码管相结合

之前的独立键盘与数码管结合，已经在独立键盘做过介绍，但是在那里有一个问题，就是每次按下独立按键时，当且只有松开时数码管才会加1，而如果你松开慢点，就会发现按下时显示的只有一位数字，这是为什么呢？因为独立键盘的延时缘故，只有在松手检测完成后才会加1，而我们想要的效果是只要你按下无论是否松开，都会加1。所以这里要用到定时器与独立键盘和数码管相结合。

#include <reg52.h>
#define uchar unsigned char
#define uint unsigned int
	
sbit DU = P2^6;  //数码管段选
sbit WE = P2^7;  //数码管位选
sbit key_s2 = P3^0; //定义独立键盘S2的IO口
sbit key_s3 = P3^1; //定义独立键盘S2的IO口
uchar num = 0;

//共阴数码管段选表0-9
//数码管段选表
uchar code tabel[]={ 
 
                0x3F,  //"0"
                0x06,  //"1"
                0x5B,  //"2"
                0x4F,  //"3"
                0x66,  //"4"
                0x6D,  //"5"
                0x7D,  //"6"
                0x07,  //"7"
                0x7F,  //"8"
                0x6F,  //"9"
                0x77,  //"A"
                0x7C,  //"B"
                0x39,  //"C"
                0x5E,  //"D"
                0x79,  //"E"
                0x71,  //"F"
                0x76,  //"H"
                0x38,  //"L"
                0x37,  //"n"
                0x3E,  //"u"
                0x73,  //"P"
                0x5C,  //"o"
                0x40,  //"-"
                0x00,  //熄灭
                0x00  //自定义
 
                         };
uchar code SMGwei[] = {0xfe, 0xfd, 0xfb};
	
//毫秒级延时函数
void delay(uint z)
{
	uint x,y;
	for(x = z; x > 0; x--)
		for(y = 114; y > 0 ; y--); 		
} 

void display(uchar i)
{
	static uchar wei; 		
	P0 = 0XFF;//清除断码
	WE = 1;//打开位选锁存器
	P0 = SMGwei[wei];
	WE = 0;//锁存位选数据
	switch(wei)
	{
		case 0: DU = 1; P0 = tabel[i / 100]; DU = 0; break;
		case 1: DU = 1; P0 = tabel[i % 100 / 10]; DU = 0; break;	
		case 2: DU = 1; P0 = tabel[i % 10]; DU = 0; break;		
	}
	wei++;
	if(wei == 3)
		wei = 0;
}

//定时器初始化程序
void timer0Init()
{
	EA = 1;//打开总中断
	ET0 = 1;//打开对应中断开关
	TR0 = 1;//启动定时器0
	TMOD = 0x01; //定时器工作模式选择
	
	//假设定时5ms,初值通过计算而来
	TH0=0xED;
	TL0=0xED;
}

//定时器0中断函数
void timer0() interrupt 1
{
	TH0 = 0xED;
	TL0 = 0xFF; //定时5ms
	display(num); //数码管显示函数	
} 

void main()//main函数自身会循环
{	
	timer0Init();//定时器0初始化
	while(1)
	{
		if(key_s2 == 0)//判断S2是否被按下
		{
			delay(20);//按键消抖
			if(key_s2 == 0)
			{
				if(num != 120)
				num++;
				while(!key_s2);//松手检测
			}	
		}
		if(key_s3 == 0)//判断S3是否被按下
		{
			delay(20);//按键消抖
			if(key_s3 == 0)
			{
				if(num > 0)
					num--;
				while(!key_s3);//松手检测
			}	
		}
	}	
}

注意这里的display()函数，由于原来的display()函数采用的是一位一位的表示，中间用5ms延时来消除其余辉效果，但是如果使用定时器后，每个5ms来显示num的值，其值直接给3个对应的数码管赋值，而不需要延时函数，所以我们显示一个值相当于调用display函数三次，而即使原来的display()函数去掉5ms延时任然显示一个数才调用一次，这就是二者的区别。