單片機實驗四報告_外中斷實驗

1、南昌大學(xué)實驗報告學(xué)生姓名： 學(xué)號： 專業(yè)班級： 實驗類型： 驗證 綜合 設(shè)計 創(chuàng)新 實驗日期：2018.05.29 實驗成績： 實驗四 外中斷實驗（一）實驗?zāi)康?.掌握單片機外部中斷原理；2.掌握數(shù)碼管動態(tài)顯示原理。（二）設(shè)計要求1.使用外部中斷0和外部中斷1；2.在動態(tài)數(shù)碼管上顯示中斷0次數(shù)，中斷1用作次數(shù)清0，數(shù)碼管采用74HC595驅(qū)動。（三）實驗原理1.中斷所謂中斷是指程序執(zhí)行過程中，允許外部或內(nèi)部時間通過硬件打斷程序的執(zhí)行，使其轉(zhuǎn)向為處理外部或內(nèi)部事件的中斷服務(wù)程序中去，完成中斷服務(wù)程序后，CPU返回繼續(xù)執(zhí)行被打斷的程序。如下圖所示，一個完整的中斷過程包括四個步驟：中斷請求、中斷響應(yīng)

2、、中斷服務(wù)與中斷返回。當(dāng)中斷請求源發(fā)出中斷請求時，如果中斷請求被允許的話，單片機暫時中止當(dāng)前正在執(zhí)行的主程序，轉(zhuǎn)到中斷處理程序處理中斷服務(wù)請求。中斷服務(wù)請求處理完后，再回到原來被中止的程序之處（斷電），繼續(xù)執(zhí)行被中斷的主程序。如果單片機沒有終端系統(tǒng)，單片機的大量時間可能會浪費在是否有服務(wù)請求發(fā)生的查詢操作上，即不論是否有服務(wù)請求發(fā)生，都必須去查詢。因此，采用中斷技術(shù)大大地提高了單片機的工作效率和實時性。2.IAP15W4K58S4單片機的中斷請求IAP15W4K58S4單片機的中斷系統(tǒng)有21個中斷請求源，2個優(yōu)先級，可實現(xiàn)二級中斷服務(wù)嵌套。由IE、IE2、INT_CLKO等特殊功能寄存器控制C

3、PU是否相應(yīng)中斷請求；由中斷優(yōu)先級高存器IP、IP2安排各中斷源的優(yōu)先級；同優(yōu)先級內(nèi)2個以中斷同時提出中斷請求時，由內(nèi)部的查詢邏輯確定其響應(yīng)次序。中斷請求源中的外部中斷0（INT0）和外部中斷1（INT1）詳述如下：(1)外部中斷0(INT0)：中斷請求信號由P3.2引腳輸入。通過IT0來設(shè)置中斷請求的觸發(fā)方式。當(dāng)IT0為“1”時，外部中斷0為下降沿觸發(fā)；當(dāng)IT0為“0”時，無論是上升沿還是下降沿，都會引發(fā)外部中斷0。一旦輸入信號有效，則置位IE0標(biāo)志，向CPU申請中斷。(2)外部中斷1(INT1)：中斷請求信號由P3.3引腳輸入。通過IT1來設(shè)置中斷請求的觸發(fā)方式。當(dāng)IT1為“1”時，外部中

4、斷1為下降沿觸發(fā)；當(dāng)IT1為“0”時，無論是上升沿還是下降沿，都會引發(fā)外部中斷1。一旦輸入信號有效，則置位E1標(biāo)志，向CPU申請中斷。中斷源是否有中斷請求，是由中斷請求標(biāo)志來表示的。在IAP15W4K58S4單片機中，外部中斷0、外部中斷1等請求源的中斷請求標(biāo)志分別由特殊功能寄存器TCON和SCON控制，格式如下：(1)TCON寄存器中的中斷請求標(biāo)志。TCON為定時器T0與T1的控制寄存器，同時也鎖存T0和T1的溢出中斷請求標(biāo)志及外部中斷0和外部中斷1的中斷請求標(biāo)志等。格式如下圖所示：D7D6D5D4D3D2D1D0TCONTF1TR1TF0TR0IR1IT1IE0IT088H位地址8FH8D

5、H8BH8AH89H88H與中斷有關(guān)的各標(biāo)志位功能如下： TF1：T1的溢出中斷請求標(biāo)志。T1被啟動計數(shù)后，從初值做加1計數(shù)，計滿溢出后由硬件置位TFI,同時向CPU發(fā)出中斷請求，此標(biāo)志一直保持到CPU 響應(yīng)中斷后才由硬件自動清0。也可由軟件查詢該標(biāo)志，并由軟件清0。 TF0：T0的溢出中斷請求標(biāo)志。T0被啟動計數(shù)后，從初值做加1計數(shù)，計滿溢出后由硬件置位TF0，同時向CPU發(fā)出中斷請求，此標(biāo)志一直保持到CPU響應(yīng)中斷后才由硬件自動清0。也可由軟件查詢該標(biāo)志，并由軟件清0。 IE1：外部中斷1的中斷請求標(biāo)志。當(dāng)INT1(P3.3)引腳的輸入信號滿足中斷觸發(fā)要求時，置位IE1，外部中斷1向CPU

6、申請中斷。中斷響應(yīng)后中斷請求標(biāo)志自動清0。 IT1：外部中斷1(INT1)中斷觸發(fā)方式控制位。當(dāng)(IT1)=1時，外部中斷1為下降沿觸發(fā)方式。在這種方式下，若CPU檢測到INT1出現(xiàn)下降沿信號，則認(rèn)為有中斷申請，隨即使IE1標(biāo)志置位。中斷響應(yīng)后中斷請求標(biāo)志會自動清0，無須做其他處理。當(dāng)(T1)=0時，外部中斷1為上升沿觸發(fā)和下降沿觸發(fā)觸發(fā)方式。在這種方式下，無論CPU檢測到INT1引腳出現(xiàn)下降沿信號還是上升沿信號，都認(rèn)為有中斷申請，隨即使IE1標(biāo)志置位。中斷響應(yīng)后中斷請求標(biāo)志會自動清0，無須做其他處理。 IE0：外部中斷0的中斷請求標(biāo)志。當(dāng)INT0(P3.2)引腳的輸入信號滿足中斷觸發(fā)要求時，

7、置位IE0，外部中斷0向CPU申請中斷。中斷響應(yīng)后中斷請求標(biāo)志自動清0。 IT0：外部中斷0的中斷觸發(fā)方式控制位。當(dāng)(IT0)=1時，外部中斷1為下降沿觸發(fā)方式。在這種方式下，若CPU檢測到INT0(P3.2)出現(xiàn)下降沿信號，則認(rèn)為有中斷申請，隨即使IE0標(biāo)志置位。中斷響應(yīng)后中斷請求標(biāo)志會自動清0，無須做其他處理。當(dāng)（IT0)=0時，外部中斷0為上升沿觸發(fā)和下降沿觸發(fā)觸發(fā)方式。在這種方式下，無論CPU檢測到INT0(P3.2)引腳出現(xiàn)下降沿信號還是上升沿信號，都認(rèn)為有中斷申請，隨即使IE0標(biāo)志置位。中斷響應(yīng)后中斷請求標(biāo)志會自動清0，無須做其他處理。(2)SCON寄存器中的中斷請求標(biāo)志。SCON

8、是串行口控制寄存器，其低2位TI和RI鎖存串行口1的發(fā)送中斷請求標(biāo)志和接收中斷請求標(biāo)志格式如下：D7D6D5D4D3D2D1D0TCONTIRI98H位地址99H98H中斷請求標(biāo)志和接收中斷請求標(biāo)志的功能如下： TI：串行口1發(fā)送中斷請求標(biāo)志。CPU將數(shù)據(jù)寫入發(fā)送緩沖器SBUF時，就啟動發(fā)送，每發(fā)送完一個串行幀，硬件將使TI置位。但CPU響應(yīng)中斷時并不清除TI，必須由軟件清除。 RI：串行口1接收中斷請求標(biāo)志。在串行口1允許接收時，每接收完一個串行幀，硬件將使RI置位。同樣，CPU在響應(yīng)中斷時不會清除RI，必須由軟件清除。中斷請求源中的外部中斷0（INT0）和外部中斷1（INT1）等都是可屏蔽

9、中斷，由片內(nèi)的中斷允許寄存器IE控制，可對中斷的開放和關(guān)閉實現(xiàn)兩級控制。所謂兩級控制，就是有一個總的開關(guān)中斷控制位EA（IE.7位），當(dāng)EA=0時，所有的中斷請求被屏蔽，CPU對任何中斷請求都不接受，因此稱EA為系統(tǒng)中斷允許總開關(guān)控制位；當(dāng)EA=1時，CPU開放中斷，但5個中斷源的中斷請求是否允許，還要由其對應(yīng)的中斷請求允許控制位狀態(tài)決定。格式如下：D7D6D5D4D3D2D1D0IEEAET2ESET1EX1ET0EX0A8H位地址AFHADHACHABHAAHA9HA8H其中EX1是外部中斷1中斷允許位，EX1=0,禁止外部中斷1中斷；EX1=1，允許外部中斷1中斷。EX0是外部中斷0中斷

10、允許位，EX0=0,禁止外部中斷0中斷；EX0=1，允許外部中斷0中斷。另外，單片機中的中斷請求源還具有兩個中斷優(yōu)先級，存放在特殊功能寄存器IP中，只要利用程序改變其內(nèi)容就可以對各個中斷源的中斷優(yōu)先級進行控制，其格式如下：D7D6D5D4D3D2D1D0IPPT2PSPT1PX1PT0PX0B8H位地址BDHBCHBBHBAHB9HB8H其中PX1是外部中斷1的中斷優(yōu)先級控制位，PX1=1,外部中斷1為高優(yōu)先級；PX1=0，外部中斷1為低優(yōu)先級。PX0是外部中斷0的中斷優(yōu)先級控制位，PX0=1,外部中斷0為高優(yōu)先級；PX0=1，外部中斷0為低優(yōu)先級。根據(jù)上述原理分析，單片機要相應(yīng)中斷請求，首先

11、要使IE寄存器中的中斷總允許位EA=1，再使外部中斷0和1所對應(yīng)的中斷請求標(biāo)志為1和中斷允許位為1即可。本實驗要求對中斷0計數(shù)再利用中斷1清0，只需要在中斷0的中斷服務(wù)子程序加上一個計數(shù)器，在中斷1的中斷服務(wù)子程序?qū)υ撚嫈?shù)器清0，最后利用數(shù)碼管顯示該計數(shù)器的值便可實現(xiàn)。（四）實驗設(shè)備硬件：PC機、USB數(shù)據(jù)傳輸線、STC單片機綜合實驗箱軟件：兼容51單片機的Keil uvision5集成開發(fā)環(huán)境、STC-ISP單片機燒錄軟件（五）實驗結(jié)果實驗源代碼如（七）所示。對代碼進行編譯，提示0錯誤0警告，生成hex文件。將單片機試驗箱和電腦通過USB數(shù)據(jù)線連接，打開STC-ISP檢測串口點擊點開程序文件

12、，選擇剛才生成的hex文件，點擊下載程序，燒錄成功（六）結(jié)果討論與心得體會結(jié)果分析討論：將程序燒錄至單片機后，可觀察到數(shù)碼管的高三位顯示000，其他位消隱。按下SW17（外部中斷0），數(shù)碼管對此計數(shù)，當(dāng)按下SW18（外部中斷1），數(shù)碼管顯示000，即定時器清零，與預(yù)期效果一致，完成實驗。心得體會：通過本次實驗，我掌握了外部中斷的原理，學(xué)會了利用按鍵來產(chǎn)生中斷，還了解了如何使用數(shù)碼管顯示，希望通過自己多次嘗試能在今后實驗中熟練使用外部中斷并將其運用到其他方面。（七）附錄：實驗源代碼P4DATA 0C0H;P5DATA0C8H;P4M1DATA0xB3;P4M0DATA0xB4;P5M1DATA0

13、xC9;P5M0DATA0xCA;*/P_HC595_SERBITP4.0;P_HC595_RCLKBITP5.4;P_HC595_SRCLKBITP4.3;*/LED8DATA30H;display_indexDATA38H;INT0_cntDATA39H;*/ORG0000H;LJMPF_Main;ORG0003H;LJMPF_INT0_Interrupt;ORG0013H;LJMPF_INT1_Interrupt;*/ORG0100H;F_Main:CLRA;MOVP4M1,A; MOVP4M0,A;MOVP5M1,A; MOVP5M0,A;MOVdisplay_index,#0;MOV

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15、71H; DB000HT_COM:DB020H,040H,080H;F_Send_595:PUSH02H;MOVR2, #8;L_Send_595_Loop:RLCA;MOVP_HC595_SER,C;SETBP_HC595_SRCLK;CLRP_HC595_SRCLK;DJNZR2,L_Send_595_Loop;POP02H;RETF_DisplayScan:PUSHDPH;PUSHDPL;PUSH00H;MOVA,INT0_cnt;MOVB,#100;DIVABMOVLED8+0,A;MOVA, #10;XCHA, B;DIVAB;MOVLED8+1,A;MOVLED8+2, B;MOVDPTR,#T_COM;MOVA,display_index;MOVCA,A+DPTR;CPLA ;LCALLF_Send_595;MOVDPTR, #T_Display;MOVA, display_index;ADDA, #LED8;MOVR0, A;MOVA, R0;MOVCA, A+DPTR;LCALLF_Se