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51单片机——外部中断
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EndlessCodeEndlessBug 最近修改于 2023-03-27 13:57:17

一、外部中断

1.1 中断

关于中断的概念在上一篇博客中已经提到了。(传送门:51单片机入门教程(5)——定时器中断)

中断是指计算机运行过程中,出现某些意外情况需主机干预时,机器能自动停止正在运行的程序并转入处理新情况的程序,处理完毕后又返回原被暂停的程序继续运行。

51单片机的中断源优先级与向量号如下表:

INT0 – 外部中断0    最高    0

  • T0 – 定时器/计数器0中断    第2     1

  • INT1 – 外部中断1     第3    2

  • T1 – 定时器/计数器1中断    第4     3

  • 串口中断    第5     4

  • T2 – 定时器/计数器2中断    最低     5

1.2 外部中断

除了定时器中断外,51单片机还有两个外部中断源——外部中断0、外部中断1。分别由单片机的12号引脚(INT0/P3.2)、13号(INT1/P3.3)引脚的低电平/负跳变触发。

和定时器中断一样,要使用这两个外部中断,首先要进行初始化操作,即写入相关的寄存器。初始化外部中断需要写入下面两个寄存器。

1、IE – 中断允许控制寄存器\ 2、TCON – 控制寄存器

以初始化0号外部中断为例,说明寄存器的设置方法。

IE 中断允许控制寄存器\ 序号    D7    D6    D5    D4    D3     D2       D1       D0\ 符号    EA    –    ET2    ES    ET1    EX1    ET0    EX0\ 说明:\ EA    全局中断允许位,当此位是1时中断可用。(重要)\ ET2  定时器/计数器2中断允许位\ ES   串口中断允许位\ ET1 定时器/计数器1中断允许位\ EX1 外部中断1允许位\ ET0 定时器/计数器0中断允许位\ EX0 外部中断0允许位 (重要)\ 和定时器中断类似,使用外部中断需要开启全局中断允许位EA,以及开启外部中断0允许位EX0

EA = 1;       //开启总中断\ EX0 = 1;     //开启外部中断0\ \ TCON 控制寄存器\ 序号    D7      D6      D5      D4      D3     D2     D1    D0\ 符号    TF1    TR1    TF0    TR0    IE1    IT1    IE0    IT0\ 说明:\ TF1 定时器1溢出标志位\ TR1 定时器1运行控制位\ TF0 定时器0溢出标志位\ TR0 定时器0运行控制位\ IE1 外部中断1请求标志   IE1=1则外部中断1在向CPU请求中断,当CPU响应中断时硬件清0。一般不用手动设置。\ IT1 外部中断1触发方式选择位 该位为0时INT1引脚上的低电平信号可触发外部中断1。该位为1时INT1引脚上的负跳变信号可触发外部中断1。\ IE0 外部中断0请求标志 IE0=1则外部中断0在向CPU请求中断,当CPU响应中断时硬件清0。一般不用手动设置。\ IT0 外部中断0触发方式选择位 该位为0时INT0引脚上的低电平信号可触发外部中断1。该位为1时INT1引脚上的负跳变信号可触发外部中断1。(重要)

IE1和IE0为状态位,即表示CPU对当前的中断执行状态,一般无需手动设置。需要设置的寄存器位是IT0,以选择低电平信号触发还是负跳变信号触发。

低电平信号 :即该引脚电平信号为0时有效。\ 负跳变信号 :意思是电平从高跳至低时有效,即1→0的信号,而一直维持低电平则不会触发中断。

IT0 = 1;     //设置外部中断0触发方式 \ \ 由以上内容可知,如果要使用外部中断0,并设置为负跳变信号触发,程序写法如下:

void initEx0(){
     //中断允许寄存器IE

     EA = 1;     //开启总中断

     EX0 = 1;    //开启0号外部中断


     //控制寄存器TCON

     IT0 = 1;   // 设置外部中断触发方式. // 0-低电平触发 // 1-负跳变触发

   }

假如要实现以下功能:

按键与INT0引脚相连,按下按键触发外部中断。\ 每触发一次外部中断,计数加一,并将次数显示在一位数码管上。

搭建仿真电路如下:

image.png

代码如下:

# include <reg52.h>
# define uchar unsigned char
# define uint unsigned int

//共阳数码管编码表
uchar code table[] =
    {0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,
    0x99,0x92,0x82,0xf8,
    0x80,0x90,0x88,0x83,
    0xc6,0xa1,0x86,0x8e};

//初始化0号外部中断
void initEx0();

//计数变量
uint count = 0;

void main()
{
  initEx0();
  while(1){
    P2 = table[count];   //在数码管上显示中断次数
  }
}

void initEx0()
{
  EA  = 1;     //开启总中断
  EX0 = 1;     //开启0号外部中断
  IT0 = 1;     //设置外部中断触发方式 //0 - 低电平触发 //1 - 负跳变触发
}

void ex0_intr() interrupt 0 
{ 
  //每进入一次中断,则次数加一
  count = count + 1;
  if(count == 10)
    count = 0;
}

二、中断优先级

51单片机的中断系统有6个中断源,可实现二级中断嵌套 。\ 再次放出这张表

INT0 – 外部中断0    最高    0

  • T0 – 定时器/计数器0中断    第2     1

  • INT1 – 外部中断1     第3    2

  • T1 – 定时器/计数器1中断    第4     3

  • 串口中断    第5     4

  • T2 – 定时器/计数器2中断    最低     5

假设外部中断0、1同时向CPU申请中断,由上表可知,优先执行0号外部中断的服务程序。\ 修改仿真电路如下(按键同时连接INT0与INT1)。按键按下,则CPU同时收到两个中断请求:

image.png

修改程序功能如下:

在0号外部中断服务程序中数码管显示0\ 在1号外部中断服务程序中数码管显示1

代码如下

# include <reg52.h>
# define uchar unsigned char
# define uint unsigned int

//共阳数码管编码表
uchar code table[] =
{0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,
0x99,0x92,0x82,0xf8,
0x80,0x90,0x88,0x83,
0xc6,0xa1,0x86,0x8e};

//初始化0、1号外部中断
void init();

void main()
{
  init();
  while(1);  //等待中断发生
}

void init() 
{
  EA = 1;     //开启总中断
  EX0 = 1;     //开启0号外部中断
  IT0 = 1;     //设置外部中断0触发方式 
  EX1 = 1;   //开启1号外部中断
  IT1 = 1;   //设置外部中断1触发方式 
}

void ex0_intr() interrupt 0 
{ 
  P2 = table[0];  //显示0
}

void ex1_intr() interrupt 2 
{ 
  P2 = table[1];  //显示1
}

编译程序,并下载进仿真.按下按键即可看到数码管显示1,说明当两个外部中断同时向CPU请求中断时,CPU优先处理中断优先级高的那个,即0号外部中断。

image.png

————————————————\  PS:

由于按键按下和弹起的过程存在抖动,可能会多次进入中断,导致实际按下一次却增加了多次。

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