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    第十一届蓝桥杯信息技术人才大赛-单片机竞赛备赛分享五——外部中断基础知识讲解

    菜鸟
    2020-01-16 23:03:03    评分

    哈喽哈喽大家好,我是阿飞的小蝴蝶,大家可以叫我阿飞或者小飞,真开心又跟大家见面啦


    通过前两天的更新,基础部分已经讲得差不多了,今天开始我们正式进入中级阶段的学习:中断系统。(本节为外部中断的基础知识部分,对中断掌握的比较好的同学可以跳过本节内容直接编写一下我们后边留下的小练习)


    首先来讲一下什么是中断:当程序执行到某个地方时,发生了特殊的事件或请求,CPU暂停执行当前程序,转而去处理上述事件或请求,处理完毕后在返回断点继续执行当前程序。用我们生活中的事情来举个例子:假如你正在吃饭(当前程序),突然接到了快递员的电话让你现在下去拿快递(中断请求),你回答:“好的”(中断响应),然后暂停吃饭下去拿快递(中断处理),拿完快递上来继续吃饭(执行完中断返回执行当前程序)

    image.png

                                            图一


    在我们上课老师讲的时候,很多老师都会说51单片机共有5个中断源分别是:外部中断0、定时器溢出中断0、外部中断1、定时器溢出中断1、串口中断

    image.png

                                           图二


    仔细观察单片机芯片的IO口时就会发现,P3端口是有第二功能的

    我们来看一下与中断有关的P3端口各引脚第二功能的定义:

    P3^0:RXD串行口输入

    P3^1:TXD串行口输出

    P3^2:INT0外部中断0输入

    P3^3:INT1外部中断1输入

    P3^4:T0定时计数器0外部输入

    P3^5:T1定时计数器1外部输入

    其中P3^0、P3^1引脚用来与外部设备进行串口通信P3^2、P3^3引脚用于接收外部电平变化来产生外部中断P3^4、P3^5引脚用于接收外部脉冲来计数


    接下来我们看一下中断系统的内部结构图

    TIM截图20200116171522.png

                                            图三


    今天我们主要结合这个框图讲解一下外部中断0、外部中断1

    我们先来看图中红色框中的IE寄存器

    image.png

                                         图四

    IE寄存器主管中断的允许与禁止,图三中IE寄存器画成了一个个的开关,也就是说我们要开启需要的中断时,就要把对应的开关打开,那么假设我们要开启外部中断0,需要打开哪些开关呢?图中INT0通道中IE寄存机共有两个开关,分别是“EX0”(这个是数字0,可别看成字母O了)、“EA”,都是需要打开的。好的,我们来看图四的介绍中,“EA”为总中断允许控制位,EA = 0 的时候会屏蔽掉所有的中断请求,所以要配置“EA = 1”EX0为外部中断0的中断允许位,同样的要配置“EX0 = 1”,这样一来,外部中断0的IE寄存器就配置好了(同理,外部中断1也是这样配置哦)。


    接下来我们看蓝色框里的TCON寄存器

    image.png            

                                        图五

    还是先以外部中断0(INT0)为例,在图三的通道中,我们可以看到,TCON寄存器中与INT0有关的共有两位,分别是“IT0”、“IE0”,再看图五中的介绍可知,IT0用来控制INT0的触发方式,这里我们一般使用下降沿发方式,所以配置成:“IT0 = 1”。IE0则是INT0中断的标志位,当产生中断后,IE0将被自动置1,当CPU相应了中断以后,IE0又会被硬件置1,所以说,这一位我们不需要配置。(外部中断1也是一样的)


    接下来是绿色框里的“IP”寄存器

    在这之前,先来讲一下中断优先级的概念,每个中断都有不同的优先级,当两个中断同时触发时,优先级高的先执行,执行完以后再执行优先级低的中断,所以说:优先级高的中断可以中断优先级低的中断,而高优先级中断不可被低优先级或者同级优先级中断打断(你细品

    image.png

    PX0:外部中断0优先级设定

    PT0:定时计数器0中断优先级设定

    PX1:外部中断1优先级设定

    PT1:定时计数器1中断优先级设定

    PS:串行口中断优先级设定

    PT2:定时计数器2中断优先级设定


    IP寄存器用来分配各个中断的优先级,每一位都可以将对应的中断设置为高优先级模式或者低优先级模式(配置成1为高优先级模式,0为低优先级模式),当同时收到优先级相同的中断时,中断响应顺序取决于内部查询顺序(外部中断0 > 定时计中断0 > 外部中断1 > 定时计中断1 > 串行口中断,该顺序与图二中中断编号相同),由于51单片机中断相对来说还是比较少的,所以IP寄存器一般情况下并不会用到。


    好的,关于外部中断的配置到这里就讲完了,接下来是中断处理函数的编写:

    与其他的自定义函数相类似,中断处理函数只需要在声明自定义函数时,在后边加上“  interrupt ‘中断编号’  ”就可以了,我举个栗子:

    我们写一下外部中断0的处理函数:

    void int_0 () interrupt 0  (写外部中断1时,把这里的0改为2就可以)

    {

        /*  中断处理程序在这里写  */

        (执行完这里的程序再返回执行主程序)

    }    


    最后,我用程序来编写一下有关于外部中断0的使用方法(外部中断1也是类似的):

    #include “reg52.h”


    void mian()

    {

        EA = 1;  EX0 = 1;  //打开总中断和INT0中断

        IT0 = 1;    //配置INT0为下降沿触发模式

        while(1)

        {

            /*  运行主程序  */

        }

    }


    void int_0() interrupt 0

    {

        /*  中断处理程序  */

    }

    这个中断服务函数可以写在任何地方,所以为了方便一点,我通常会写在最后边,嘻~ (#^.^#)


    到这里了有的同学可能会有疑问,这些我都写好了,那么外部中断到底在什么时候才能触发呢,还记得我前边讲的P3端口的第二功能嘛?对的,当P3^2端口接收到下降沿以后中断就被触发啦,而P3^2引脚又连接了板子上的S5按键,所以,当我们按下S5按键时,外部中断0就被触发啦(外部中断1也是一样的),如果我们想用其他的按键或是其他的外设、引脚来触发外部中断0怎么办呢?只要用一根杜邦线把P3^2引脚与对应的引脚连接起来就可以啦。


    好的,外部中断差不多讲完啦,留下来两个小练习给大家做一下吧:

    1、使用外部中断0,通过按键S5来控制流水灯的方向 [ 初始为 P1^0 -> P1^7,按下按键时改为P1^7 -> P1^0,再次按下时改为P1^0 -> P1^7... ] 

    2、数码管任意一位显示数字0,通过LED灯来触发外部中断,让任意LED灯以一定间隔闪烁,每当灯亮起来的时候数码管显示的数字加1(做这题时仔细品一下上面那段话)


    好的,今天的内容到这里就结束啦,码字不易,希望大家支持一下,你们的支持就是我更新下去的动力,最后再次预祝大家取得好成绩!




    菜鸟
    2020-01-16 23:15:05    评分
    2楼

    今天更新的晚是有原因的,今天我们家的冰箱非要拉我一起唠嗑,我急着说我还要更帖子呢,正要走,结果。。。冰箱竟然打我了


    专家
    2020-01-17 09:18:21    评分
    3楼

    被中断了...


    菜鸟
    2020-01-17 21:43:47    评分
    4楼

    下一局讲什么内容


    助工
    2020-01-18 21:32:00    评分
    5楼

    中断还是相当重要的


    助工
    2020-01-23 18:54:59    评分
    6楼

    中断很重要 


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