51单片机的中断系统

一、中断系统简介

程序中断

CPU 执行现行程序 的过程中，出现某些急需处理的异常情况或特殊请求，CPU 暂时中止现行程序，而转去对异常情况或特殊请求进行处理，处理完毕后再返回现行程序断点处，继续执行原程序。

中断可以实现的主要功能

• CPU与I/O设备并行工作。
• CPU切换到内核态，执行系统调用。
• 实现多道程序切换、分时操作系统。
• 人机交互。
• 处理硬件故障和软件错误。

中断执行过程

更详细的中断系统介绍可以去学习《计算机组成原理》

二、51单片中断系统使用

中断源

8051单片机系统提供5个中断源，两个外部中断源 $\overline{INT0}$、$\overline{INT1}$，定时/计数器T0和T1、一个串口中断源 。
每个中断源都被分配了一个编号以及相应的中断服务程序入口地址，通过该入口地址中的跳转指令转到相应的中断服务程序。中断服务程序入口地址也被称作中断向量。

需要熟悉五个中断源的中断优先级和中断源编号。

中断控制

在8051单片机的定时/计数实现中，了解到定时/计数控制寄存器TCON的高4位控制定时/计数器 T0和T1启停或者判断溢出，低4位控制外部中断$\overline{INT0}$、$\overline{INT1}$的工作方式。

• IE0和IE1分别是$\overline{INT0}$、$\overline{INT1}$ 中断请求标志位，外部中断发生后，该位自动置1，CPU响应中断后硬件清0。
• IT0和IT1分别是$\overline{INT0}$、$\overline{INT1}$ 中断触发方式设置位。
  • 例 IT0=0时，低电平触发外部中断$\overline{INT0}$。
  • 例 IT0=1时，负跳变(前一机器周期高电平，后一机器周期低电平) 触发外部中断$\overline{INT0}$。

中断允许

位序	D7	D6	D5	D4	D3	D2	D1	D0
位符号	EA	—	—	ES	ET1	EX1	ET0	EX0
置1允许中断	中断允许总开关			串行口中断	INT1中断	定时/计数器T1中断	INT0中断	定时/计数T0中断

中断判优

中断判优：系统运行过程中，当有多个中断源同时请求中断时，根据中断排队事先规定的次序判断中断请求的响应优先次序。
8051单片机可设置中断优先级寄存器IP的值控制中断优先级，对应位置1，设置为高优先级。两种中断优先级，高优先级>低优先级，同为高优先级或者低优先级时，从高到低按照

外部中断$\overline{INT0}$ > 定时/计数器T0 > 外部中断$\overline{INT1}$ > 定时/计数器T1 > 串行口中断。

中断优先级寄存器IP支持位寻址。

中断函数定义

void 函数名(void) interrupt n using m
{
	中断函数内容//尽量精简
}

• 编译器会把该函数转化为中断函数，interrupt n表示中断源编号为n，中断源对应一个中断入口地址，而中断入口地址的内容为跳转指令，转入本函数。
• using m 用于指定本函数内部使用的工作寄存器组，m取值为0~3。该修饰符可省略，由编译器自动分配。
  中断函数必须由中断源触发而自动调用，不得直接调用，不用提前声明。中断函数要精简，避免因执行时间过长影响其它中断的响应。

三、中断系统使用案例

例一:P3.2 引脚上接了一个按键，P0口连接了8个发光二极管， 要求每次按键均能改变发光二级管的亮灭。

#include <reg51.h>
#include <stdio.h>
bit flag=0;
sbit KEY = P3^2;//INT0接收

void delay(){
	unsigned int i=0;
	for(;i<100;i++);
}
void main(void)
{
	unsigned char led[]={0xfe,0xfd,0xfb,0xf7,0xef,0xdf,0xbf,0x00};
	unsigned char cnt=0;
	P0=0xff;

	IT0=1;//TCON  负跳变触发方式
	IE=0x81;//IE 中断允许
	IP=0x00;//IP中断优先级
	while(1){
		if(flag==1){//出现中断
			delay();//防止按键抖动，键帽闭合和断开瞬间会有抖动现象，如果延迟后仍然闭合那么不是抖动
			if(!KEY){//键帽闭合，按键接电源的取反 ， 外部中断 INT0  即 P 3.2口为低电平
				while(!KEY);//直到松开键帽，一直按着也不行啊
				P0=led[cnt];
				cnt=(cnt+1)%8;
			}
			flag=0;
			EX0=1;
		}
	}
}

void init1(void) interrupt 0 //定义外部中断 INT0 中断函数
{
	flag=1;//标明出现中断
	EX0=0;// 暂时不再允许出现新中断
}

例二：要求使用定时器T0中断实现流水灯操作，流水频率为每0.5秒钟更替一次。

#include <reg51.h>
#include <stdio.h>
unsigned char cnt=0;
unsigned char style=0;
unsigned char led[]={0xfe,0xfd,0xfb,0xf7,0xef,0xdf,0xbf,0x00};
void main(void)
{
	P0=0xff;
	TMOD=0x01;//设置定时/计数器工作方式 工作方式1
	TH0=75;//(65536-46083)/256初值
	TL0=253;//(65536-46083)%256;
	TR0=1;//启动定时器T0
	IE=0x82;//IE 中断允许
	IP=0x00;//IP中断优先级，全部为低优先级
	
	while(1){
		if(cnt==10){
			P0=led[style];
			style=(style+1)%8;
			cnt=0;
		}
	}
}

void init1(void) interrupt 1 //定义定时/计数器T0 中断函数
{
	cnt++;
	TH0=75;//方式1需要手动赋初值
	TL0=253; 
}