外部中斷按鍵控制流水燈資料說課講解

單片機(jī)應(yīng)用(yìngyòng)技術(shù)第一頁，共48頁。任務(wù)三按鍵(ànjiàn)控制的流水燈任務(wù)導(dǎo)入大多數(shù)的單片機(jī)系統(tǒng)中都含有按鍵,就像PC用鍵盤作為輸入設(shè)備一樣,按鍵可以理解為單片機(jī)系統(tǒng)的輸入設(shè)備。那么按鍵的具體結(jié)構(gòu)是怎么樣的？怎樣(zěnyàng)在具體的單片機(jī)系統(tǒng)中使用它？怎樣(zěnyàng)使之與單片機(jī)中斷系統(tǒng)建立起聯(lián)系？本任務(wù)將把這些疑問逐一解開。第二頁，共48頁。任務(wù)(rènwu)三按鍵控制(kòngzhì)的流水燈一什么是按鍵二按鍵設(shè)計(jì)知識學(xué)習(xí)第三頁，共48頁。一、什么是按鍵任務(wù)三按鍵控制(kòngzhì)的流水燈

作為一種數(shù)據(jù)輸入設(shè)備,按鍵在單片機(jī)的應(yīng)用系統(tǒng)中使用比較廣泛。按鍵有很多種外形,同時也有很多種內(nèi)部結(jié)構(gòu)。第四頁，共48頁。任務(wù)三按鍵(ànjiàn)控制的流水燈按鍵(ànjiàn)實(shí)物圖按鍵內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖第五頁，共48頁。任務(wù)(rènwu)三按鍵控制的流水燈按鍵去抖動的硬件電路第六頁，共48頁。二、按鍵設(shè)計(jì)任務(wù)三按鍵(ànjiàn)控制的流水燈

對于按鍵的使用一般有兩種方式,即獨(dú)立式和矩陣式（也稱為行列式）。獨(dú)立式：按鍵設(shè)計(jì)簡單,但占用單片機(jī)的硬件資源較多。矩陣式：

按鍵設(shè)計(jì)復(fù)雜,但卻能從很大程度上節(jié)省單片機(jī)的硬件資源。第七頁，共48頁。任務(wù)(rènwu)三按鍵控制的流水燈獨(dú)立式按鍵結(jié)構(gòu)電路圖第八頁，共48頁。任務(wù)(rènwu)三任務(wù)實(shí)施一實(shí)現(xiàn)按鍵控制小燈二實(shí)現(xiàn)多路按鍵狀態(tài)指示三實(shí)現(xiàn)按鍵控制流水燈按鍵控制(kòngzhì)的流水燈第九頁，共48頁。任務(wù)三按鍵控制(kòngzhì)的流水燈一、實(shí)現(xiàn)按鍵控制小燈1.硬件電路一個LED控制電路第十頁，共48頁。任務(wù)三按鍵(ànjiàn)控制的流水燈2.程序設(shè)計(jì)按鍵控制小燈的程序框圖第十一頁，共48頁。任務(wù)三按鍵控制(kòngzhì)的流水燈具體程序如下：第十二頁，共48頁。任務(wù)(rènwu)三按鍵控制的流水燈二、實(shí)現(xiàn)多路按鍵狀態(tài)指示1.硬件電路4個LED控制電路第十三頁，共48頁。任務(wù)三按鍵(ànjiàn)控制的流水燈2.程序設(shè)計(jì)多路按鍵狀態(tài)顯示的程序框圖第十四頁，共48頁。任務(wù)(rènwu)三按鍵控制的流水燈具體程序如下：第十五頁，共48頁。任務(wù)三按鍵控制(kòngzhì)的流水燈三、實(shí)現(xiàn)按鍵控制流水燈1.硬件電路4個LED控制電路第十六頁，共48頁。任務(wù)三按鍵(ànjiàn)控制的流水燈2.程序設(shè)計(jì)按鍵控制流水燈的程序框圖第十七頁，共48頁。任務(wù)三按鍵控制(kòngzhì)的流水燈具體程序如下：第十八頁，共48頁。任務(wù)三按鍵(ànjiàn)控制的流水燈具體程序如下：第十九頁，共48頁。任務(wù)三按鍵控制(kòngzhì)的流水燈具體程序如下：第二十頁，共48頁。任務(wù)(rènwu)三按鍵(ànjiàn)控制的流水燈一單片機(jī)的中斷系統(tǒng)二中斷方式實(shí)現(xiàn)流水燈知識拓展第二十一頁，共48頁。任務(wù)三按鍵控制(kòngzhì)的流水燈一、單片機(jī)的中斷系統(tǒng)1.MCS-51系列單片機(jī)的中斷系統(tǒng)

中斷是通過硬件來改變CPU的運(yùn)行方向。計(jì)算機(jī)在執(zhí)行程序的過程中,當(dāng)出現(xiàn)CPU以外的某種情況,由服務(wù)對象向CPU發(fā)出中斷請求信號,要求CPU暫時中斷當(dāng)前程序的執(zhí)行而轉(zhuǎn)去執(zhí)行相應(yīng)的處理程序,待處理程序執(zhí)行完畢后,再繼續(xù)執(zhí)行原來被中斷的程序。這種程序在執(zhí)行過程中由于外界的原因而被打斷的情況稱為“中斷”。1）中斷(zhōngduàn)的概念第二十二頁，共48頁。引起CPU中斷的根源，稱為中斷源。中斷源向CPU提出的中斷請求。CPU暫時中斷原來的事務(wù)A，轉(zhuǎn)去處理事件B。對事件B處理完畢后，再回到原來被中斷的地方(dìfāng)（即斷點(diǎn)），稱為中斷返回。實(shí)現(xiàn)上述中斷功能的部件稱為中斷系統(tǒng)（中斷機(jī)構(gòu)）。2）其他(qítā)概念第二十三頁，共48頁。任務(wù)三按鍵(ànjiàn)控制的流水燈3）中斷(zhōngduàn)的特點(diǎn)（1）分時操作

（2）實(shí)時處理（3）故障處理

第二十四頁，共48頁。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用，人們發(fā)現(xiàn)中斷技術(shù)不僅解決了快速主機(jī)(zhǔjī)與慢速I/O設(shè)備的數(shù)據(jù)傳送問題，而且還具有如下優(yōu)點(diǎn)：分時操作。CPU可以分時為多個(duōɡè)I/O設(shè)備服務(wù)，提高了計(jì)算機(jī)的利用率；實(shí)時響應(yīng)。CPU能夠及時處理應(yīng)用系統(tǒng)的隨機(jī)事件，系統(tǒng)的實(shí)時性大大(dàdà)增強(qiáng)；故障處理(可靠性高)。CPU具有處理設(shè)備故障及掉電等突發(fā)性事件能力，從而使系統(tǒng)可靠性提高。第二十五頁，共48頁。MCS-51系列單片機(jī)中斷系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖任務(wù)三按鍵(ànjiàn)控制的流水燈4）MCS-51系列單片機(jī)中斷(zhōngduàn)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)第二十六頁，共48頁。任務(wù)三按鍵(ànjiàn)控制的流水燈2.中斷源和中斷標(biāo)志（5）RI/TI

（1）INT1（3）T0（2）INT0（4）TI1）中斷(zhōngduàn)源第二十七頁，共48頁。任務(wù)(rènwu)三按鍵控制的流水燈（1）TCON

寄存器中的中斷標(biāo)志（2）SCON寄存器中的中斷標(biāo)志（3）IE寄存器中斷的開放和禁止標(biāo)志（4）IP寄存器中斷優(yōu)先級標(biāo)志2）中斷(zhōngduàn)標(biāo)志第二十八頁，共48頁。（P3.2）可由IT0(TCON.0)選擇其為低電平有效還是下降(xiàjiàng)沿有效。當(dāng)CPU檢測到P3.2引腳上出現(xiàn)有效的中斷信號時，中斷標(biāo)志IE0(TCON.1)置1，向CPU申請中斷。第二十九頁，共48頁。第三十頁，共48頁。同一優(yōu)先級中的中斷申請不止一個時，則有中斷優(yōu)先權(quán)排隊(duì)問題。同一優(yōu)先級的中斷優(yōu)先權(quán)排隊(duì)，由中斷系統(tǒng)硬件確定(quèdìng)的自然優(yōu)先級形成，其排列如所示：第三十一頁，共48頁。任務(wù)三按鍵(ànjiàn)控制的流水燈3.中斷處理（2）（1）（3）

實(shí)現(xiàn)優(yōu)先級排隊(duì)實(shí)現(xiàn)中斷響應(yīng)和中斷返回

實(shí)現(xiàn)中斷嵌套1）中斷系統(tǒng)(xìtǒng)的功能第三十二頁，共48頁。MCS-51單片機(jī)的中斷(zhōngduàn)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)執(zhí)行(zhíxíng)主程序主程序繼續(xù)執(zhí)行主程序斷點(diǎn)(duàndiǎn)中斷請求中斷響應(yīng)執(zhí)行中斷處理程序中斷返回第三十三頁，共48頁。中斷響應(yīng)條件中斷源有中斷請求；此中斷源的中斷允許位為1；CPU開中斷（即EA=1）。以上三條同時(tóngshí)滿足時，CPU才有可能響應(yīng)中斷。中斷源：8051的中斷系統(tǒng)有5個中斷源，2個優(yōu)先級。第三十四頁，共48頁。80C51單片機(jī)的中斷優(yōu)先級有三條(sāntiáo)原則CPU同時接收到幾個中斷時，首先響應(yīng)優(yōu)先級別(jíbié)最高的中斷請求。正在進(jìn)行的中斷過程不能被新的同級或低優(yōu)先級的中斷請求所中斷。正在進(jìn)行的低優(yōu)先級中斷服務(wù)，能被高優(yōu)先級中斷請求所中斷。為了實(shí)現(xiàn)上述后兩條原則(yuánzé)，中斷系統(tǒng)內(nèi)部設(shè)有兩個用戶不能尋址的優(yōu)先級狀態(tài)觸發(fā)器。其中一個置1，表示正在響應(yīng)高優(yōu)先級的中斷，它將阻斷后來所有的中斷請求；另一個置1，表示正在響應(yīng)低優(yōu)先級中斷，它將阻斷后來所有的低優(yōu)先級中斷請求。第三十五頁，共48頁。中斷(zhōngduàn)嵌套流程圖第三十六頁，共48頁。中斷處理流程圖任務(wù)三按鍵(ànjiàn)控制的流水燈2）中斷(zhōngduàn)處理過程第三十七頁，共48頁。一次中斷過程的完整(wánzhěng)步驟1、中斷請求：中斷事件一旦發(fā)生，中斷源就提交中斷請求（將中斷標(biāo)志(biāozhì)位置1），欲請求CPU暫時放下目前的工作轉(zhuǎn)向?yàn)樵撝袛嘧鲗ｍ?xiàng)服務(wù)。2、中斷使能：雖然中斷源提交了中斷請求，但是，能否得到CPU的響應(yīng)，還要取決于該中斷請求能否通過若干關(guān)卡送達(dá)CPU（中斷使能位等于1，關(guān)卡放行），這些關(guān)卡有以下兩類：此中斷源的中斷允許位；全局中斷允許位。3、中斷響應(yīng)：如果一路放行，則CPU響應(yīng)該中斷請求，記錄斷點(diǎn)，跳轉(zhuǎn)到中斷服務(wù)程序。對于INT和TMR中斷，中斷響應(yīng)時中斷標(biāo)志(biāozhì)位會被硬件自動清零。4、中斷處理：對中斷源進(jìn)行有針對性的服務(wù)。5、中斷返回：返回到主程序斷點(diǎn)處，繼續(xù)執(zhí)行主程序。1、3、5由硬件自動完成。2、4是用戶編程完成。中斷響應(yīng)條件為1、2同時滿足。第三十八頁，共48頁。任務(wù)三按鍵(ànjiàn)控制的流水燈Eye-CatchingVisual（1）定時器中斷請求的撤除。（2）串行口中斷請求的撤除。（3）外部中斷請求的撤除。3）中斷請求的撤除(chèchú)外部中斷下降沿觸發(fā)方式條件下，在產(chǎn)生中斷請求時由硬件置位（置1）中斷請求標(biāo)記，當(dāng)CPU響應(yīng)中斷時由硬件清除（清0）。電平觸發(fā)方式條件下，中斷請求標(biāo)記由外部中斷源控制(kòngzhì)。具體是：當(dāng)CPU檢測到INT引腳上出現(xiàn)低電平時，中斷標(biāo)志IE由硬件置位，INT引腳上出現(xiàn)高電平時，中斷標(biāo)志IE由硬件清除。第三十九頁，共48頁。

中斷響應(yīng)時間是指從中斷請求標(biāo)志位置位到CPU開始執(zhí)行中斷服務(wù)程序的第一條指令所持續(xù)的時間。任務(wù)三按鍵控制(kòngzhì)的流水燈4）中斷響應(yīng)(xiǎngyìng)時間第四十頁，共48頁。每個中斷(zhōngduàn)源的幾個位優(yōu)先級定義位：每個中斷源可以選擇(xuǎnzé)中斷優(yōu)先權(quán)中斷使能位：每個中斷源均可使能（Enable）或使不能(Disable)中斷請求標(biāo)記位：每個中斷源均有獨(dú)立的中斷請求標(biāo)記（Flag）中斷請求標(biāo)記的產(chǎn)生：中斷事件發(fā)生時，由硬件自動產(chǎn)生中斷請求標(biāo)記的清除：中斷事件被響應(yīng)時，由硬件自動清除全局(quánjú)中斷使能位：EA：全局(quánjú)中斷使能位（總允許位）。=0：全局(quánjú)中斷禁止；=1：全局(quánjú)中斷允許。第四十一頁，共48頁。中斷服務(wù)(fúwù)函數(shù)中斷函數(shù)(hánshù)的寫法void函數(shù)(hánshù)名()interrupt中斷編號 { ； }第四十二頁，共48頁。第四十三頁，共48頁。任務(wù)三按鍵(ànjiàn)控制的流水燈二、中斷方式實(shí)現(xiàn)流水燈1.硬件電路中斷方式實(shí)現(xiàn)流水燈的電路圖第四十四頁，共48頁。任務(wù)三按鍵控制(kòngzhì)的流水燈2.程序設(shè)計(jì)第四十五頁，共48頁。任務(wù)(rènwu)三按鍵控制的流水燈第四十六頁，共48頁。