學(xué)習(xí)情境3交通燈控制系統(tǒng)的制作-項(xiàng)目1-2知識(shí)擴(kuò)展

項(xiàng)目-1可中斷控制流水燈系統(tǒng)2知識(shí)擴(kuò)展學(xué)習(xí)情境3-交通燈控制系統(tǒng)制作早期的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)是不包含中斷系統(tǒng)的。但是當(dāng)一個(gè)高速主機(jī)和一個(gè)低速外設(shè)連接時(shí)，效率極低，低速外設(shè)工作時(shí)無端占用大量CPU時(shí)間。一個(gè)高速主機(jī)和多個(gè)低速外設(shè)連接時(shí)，高速主機(jī)無法進(jìn)行多任務(wù)并行處理。后來為了解決快速主機(jī)與慢速外設(shè)的數(shù)據(jù)傳送問題，引入中斷系統(tǒng)，并可以實(shí)現(xiàn)如下功能：分時(shí)操作：CPU可以分時(shí)為多個(gè)外設(shè)服務(wù)，提高了計(jì)算機(jī)的利用率；實(shí)時(shí)響應(yīng)：CPU能夠及時(shí)處理應(yīng)用系統(tǒng)的隨機(jī)事件，系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性大大增強(qiáng)；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。1、為什么要采用中斷？

（1）外部中斷源

外部中斷0（INT0）：來自P3.2引腳，外部中斷請(qǐng)求信號(hào)（低電平或負(fù)跳變有效）由INT0引腳輸入，中斷請(qǐng)求標(biāo)志為IE0。外部中斷1（INT1）：來自P3.3引腳，外部中斷請(qǐng)求信號(hào)（低電平或負(fù)跳變有效）由INT1*引腳輸入，中斷請(qǐng)求標(biāo)志為IE1。2、中斷源產(chǎn)生中斷的請(qǐng)求源稱為中斷源。MCS-51單片機(jī)的中斷源可分為兩類：外部中斷和內(nèi)部中斷。

（2）內(nèi)部中斷源定時(shí)器∕計(jì)數(shù)器0（T0）：定時(shí)功能時(shí)，計(jì)數(shù)脈沖來自片內(nèi)；計(jì)數(shù)功能時(shí)，計(jì)數(shù)脈沖來自片外P3.4引腳。發(fā)生溢出時(shí)，產(chǎn)生中斷請(qǐng)求，標(biāo)志為TF0。定時(shí)器∕計(jì)數(shù)器1（T1）：定時(shí)功能時(shí)，計(jì)數(shù)脈沖來自片內(nèi)；計(jì)數(shù)功能時(shí)，計(jì)數(shù)脈沖來自片外P3.5引腳。發(fā)生溢出時(shí)，產(chǎn)生中斷請(qǐng)求，標(biāo)志為TF1。串行口：為完成串行數(shù)據(jù)傳送而設(shè)置。單片機(jī)完成接受或發(fā)送一組數(shù)據(jù)時(shí)，產(chǎn)生中斷請(qǐng)求。RXD：串行口輸入端。P3.0引腳的復(fù)用功能，當(dāng)接收完一幀數(shù)據(jù)時(shí)，硬件自動(dòng)使RI置“1”，請(qǐng)求串行口輸入中斷。TXD：串行口輸出端。P3.1引腳的復(fù)用功能，當(dāng)接收完一幀數(shù)據(jù)時(shí)，硬件自動(dòng)使TI置“1”，請(qǐng)求串行口輸出中斷2、中斷源字節(jié)地址為88H，可位尋址。包括溢出中斷請(qǐng)求標(biāo)志位TF0和TF1，兩個(gè)外部中斷請(qǐng)求的標(biāo)志位IE1與IE0，兩個(gè)外部中斷請(qǐng)求源的中斷觸發(fā)方式選擇位。3、中斷控制寄存器?TF1—定時(shí)器/計(jì)數(shù)器T1的溢出中斷請(qǐng)求標(biāo)志位當(dāng)啟動(dòng)T1計(jì)數(shù)后，T1從初值開始加1計(jì)數(shù)，當(dāng)最高位產(chǎn)生溢出時(shí)，硬件置TF1為“1”，向CPU申請(qǐng)中斷，響應(yīng)TF1中斷時(shí)，TF1標(biāo)志硬件自動(dòng)清“0”，TF1也可由軟件清“0”。?TF0—定時(shí)器/計(jì)數(shù)器T0溢出中斷請(qǐng)求標(biāo)志位，與TF1類似（1）TCON（TimerControlRegister）定時(shí)器/計(jì)數(shù)器控制寄存器

（1）TCON（TimerControlRegister）定時(shí)器/計(jì)數(shù)器控制寄存器3、中斷控制寄存器?IE1—外部中斷請(qǐng)求1中斷請(qǐng)求標(biāo)志位。?IE0—外部中斷請(qǐng)求0中斷請(qǐng)求標(biāo)志位，與IE1類似。?IT1—選擇外中斷請(qǐng)求1的觸發(fā)方式0--電平觸發(fā)方式，加到INT0腳上的外中斷請(qǐng)求輸入信號(hào)為低電平有效，并把IE1置“1”。轉(zhuǎn)向中斷服務(wù)程序時(shí)，則由硬件自動(dòng)把IE1清“0”。1---跳沿觸發(fā)方式，加到INT1腳上的外中斷請(qǐng)求輸入信號(hào)從高到低的負(fù)跳變有效，并把IE1置“1”。轉(zhuǎn)向中斷服務(wù)程序時(shí)，則由硬件自動(dòng)把IE1清“0”。?IT0—選擇外中斷請(qǐng)求0為跳沿觸發(fā)方式還是電平觸發(fā)方式，與IT1類似。當(dāng)AT89S51復(fù)位后，TCON被清“0”，5個(gè)中斷源的中斷請(qǐng)求標(biāo)志均為0。對(duì)脈沖觸發(fā)方式的外部中斷，CPU響應(yīng)中斷后硬件自動(dòng)清除中斷請(qǐng)求標(biāo)志IE0和IE1但對(duì)電平觸發(fā)方式的外部中斷，由于CPU響應(yīng)中斷速度較快，容易導(dǎo)致連續(xù)多次中斷因此，選擇外部中斷觸發(fā)方式時(shí)，最好選擇下降沿觸發(fā)方式。1、IT：interrupttypecontrol2、IE:interruptenable3、TF:Timeroverflowflag4、EX:externalinterruptenable5、ET:timerinterruptenable6、PX:externalinterruptpriority

（2）SCON（SerialPortControlRegister）串口控制寄存器3、中斷控制寄存器（1）TI：串口發(fā)送中斷請(qǐng)求標(biāo)志位CPU將1字節(jié)的數(shù)據(jù)寫入串口的發(fā)送緩沖器SBUF時(shí)，就啟動(dòng)一幀串行數(shù)據(jù)的發(fā)送，每發(fā)送完一幀串行數(shù)據(jù)后，硬件使TI自動(dòng)置“1”。CPU響應(yīng)串口發(fā)送中斷時(shí)，并不清除TI中斷請(qǐng)求標(biāo)志，TI標(biāo)志必須在中斷服務(wù)程序中用指令對(duì)其清“0”。（2）RI：串行口接收中斷請(qǐng)求標(biāo)志位在串口接收完一個(gè)串行數(shù)據(jù)幀，硬件自動(dòng)使RI中斷請(qǐng)求標(biāo)志置“1”。CPU在響應(yīng)串口接收中斷時(shí)，RI標(biāo)志并不清“0”，須在中斷服務(wù)程序中用指令對(duì)RI清“0”。串行口控制寄存器，字節(jié)地址為98H，可位尋址。SCON的低二位鎖存串口的發(fā)送中斷和接收中斷的中斷請(qǐng)求標(biāo)志TI和RI。這兩個(gè)標(biāo)志位在CPU響應(yīng)中斷后，硬件無法自動(dòng)使其清零，需要用軟件清零

各中斷源開放或屏蔽，是由片內(nèi)中斷允許寄存器IE控制。IE字節(jié)地址為A8H，可進(jìn)行位尋址3、中斷控制寄存器（3）IE（InterruptEnable）中斷允許控制寄存器IE對(duì)中斷開放和關(guān)閉實(shí)現(xiàn)兩級(jí)控制一個(gè)總的中斷開關(guān)控制位EA（IE.7位），當(dāng)EA=0，所有中斷請(qǐng)求被屏蔽，CPU對(duì)任何中斷請(qǐng)求都不接受；當(dāng)EA=1時(shí)，CPU開中斷但5個(gè)中斷源的中斷請(qǐng)求是否允許，還要由IE中的低5位所對(duì)應(yīng)的5個(gè)中斷請(qǐng)求允許控制位的狀態(tài)來決定

各中斷源開放或屏蔽，是由片內(nèi)中斷允許寄存器IE控制。IE字節(jié)地址為A8H，可進(jìn)行位尋址3、中斷控制寄存器（3）IE（InterruptEnable）中斷允許控制寄存器?EX0和EX1—外部中斷0和1允許控制位EX0（EX1）＝0，禁止外部中斷0（1）的中斷；EX0（EX1）＝1，允許外部中斷0（1）的中斷。?ET0和ET1—定時(shí)/計(jì)數(shù)器0和1中斷允許控制位ET0（ET1）＝0，禁止定時(shí)/計(jì)數(shù)器T0（T1）的中斷；ET0（ET1）＝1，允許定時(shí)/計(jì)數(shù)器T0（T1）的中斷。?ES—串行口中斷允許位。ES=0，禁止串行口中斷。ES=1，允許串行口中斷。?ET2—定時(shí)/計(jì)數(shù)器2中斷允許控制位（8052系列單片機(jī)使用）。AT89S51復(fù)位后，IE被清“0”，所有中斷請(qǐng)求被禁止。IE中與各個(gè)中斷源相應(yīng)位可用指令置“1”或清“0”，即可允許或禁止各中斷源的中斷申請(qǐng)。若使某一個(gè)中斷源被允許中斷，除了IE相應(yīng)位被置“1”外，還必須使EA位置“1”。中斷請(qǐng)求源有兩個(gè)中斷優(yōu)先級(jí)，每一個(gè)中斷請(qǐng)求源可由軟件設(shè)置為高優(yōu)先級(jí)中斷或低優(yōu)先級(jí)中斷，也可實(shí)現(xiàn)兩級(jí)中斷嵌套。即正在執(zhí)行低優(yōu)先級(jí)中斷的服務(wù)程序時(shí)，可被高優(yōu)先級(jí)中斷請(qǐng)求所中斷，待高優(yōu)先級(jí)中斷處理完畢后，再返回低優(yōu)先級(jí)中斷服務(wù)程序。中斷優(yōu)先級(jí)寄存器IP，字節(jié)地址為B8H，可位尋址。只要用程序改變其內(nèi)容，即可進(jìn)行各中斷源中斷優(yōu)先級(jí)設(shè)置址3、中斷控制寄存器（4）IP（InterruptPriority）中斷優(yōu)先級(jí)寄存器?PS—串行口中斷優(yōu)先級(jí)控制位，1—高級(jí)，0—低級(jí)。?PT1—T1中斷優(yōu)先級(jí)控制位，1—高級(jí)，0—低級(jí)。?PX1—外部中斷1中斷優(yōu)先級(jí)控制位，1—高級(jí)，0—低級(jí)。?PT0—T0中斷優(yōu)先級(jí)控制位，1—高級(jí)，0—低級(jí)。

?PX0—外部中斷0中斷優(yōu)先級(jí)控制位，1—高級(jí)，0—低級(jí)。位 符號(hào) 描述7 -- 保留6 -- 保留5 PT2 定時(shí)器2中斷優(yōu)先級(jí)控制位4 PS 串口中斷優(yōu)先級(jí)控制位3 PT1 定時(shí)器1中斷優(yōu)先級(jí)控制位2 PX1 外部中斷1中斷優(yōu)先級(jí)控制位1 PT0 定時(shí)器0中斷優(yōu)先級(jí)控制位0 PX0 外部中斷0中斷優(yōu)先級(jí)控制位中斷系統(tǒng)有兩個(gè)不可尋址的“優(yōu)先級(jí)激活觸發(fā)器”，其中一個(gè)指示某高優(yōu)先級(jí)中斷正在執(zhí)行，所有后來中斷均被阻止；另一個(gè)觸發(fā)器指示某低優(yōu)先級(jí)中斷正在執(zhí)行，所有同級(jí)中斷都被阻止，但不阻斷高優(yōu)先級(jí)的中斷請(qǐng)求。在同時(shí)收到幾個(gè)同優(yōu)先級(jí)的中斷請(qǐng)求時(shí)，哪一個(gè)中斷請(qǐng)求能優(yōu)先得到響應(yīng)，取決于內(nèi)部查詢順序。這相當(dāng)于在同一個(gè)優(yōu)先級(jí)還存在另一輔助優(yōu)先級(jí)結(jié)構(gòu)，其查詢順序見表。各中斷源在同一優(yōu)先級(jí)條件下，外部中斷0中斷優(yōu)先權(quán)最高，串行口中斷的優(yōu)先權(quán)最低。4、中斷入口地址及響應(yīng)過程中斷源入口地址中斷號(hào)說明中斷優(yōu)先級(jí)外部中斷00003H0P3.2()引腳上的低電平/下降沿引起的中斷高定時(shí)/計(jì)數(shù)器0000BH1TO計(jì)數(shù)器溢出后引起的中斷

外部中斷10013H2P3.3()引腳上的低電平/下降沿引起的中斷定時(shí)/計(jì)數(shù)器1001BH3T1計(jì)數(shù)器溢出后引起的中斷串口中斷0023H4串行口接收或發(fā)送完一幀數(shù)據(jù)后引起的中斷定時(shí)/計(jì)數(shù)器2002BH5T2計(jì)數(shù)脂溢出后引起的中斷(51系列單片機(jī)沒冇此中斷)低5、中斷響應(yīng)條件單片機(jī)并非任何時(shí)刻都能響應(yīng)中斷請(qǐng)求，而是在滿足中斷響應(yīng)條件下才能響應(yīng)，須滿足以下必要條件：(1)總中斷允許開關(guān)接通，即IE寄存器中的中斷總允許位EA=1。(2)該中斷源發(fā)出中斷請(qǐng)求，即該中斷源對(duì)應(yīng)的中斷請(qǐng)求標(biāo)志為“1”。(3)該中斷源的中斷允許位=1，即該中斷被允許。(4)無同級(jí)或更高級(jí)中斷正在被服務(wù)。中斷響應(yīng)禁止的3種情況：中斷響應(yīng)是有條件的，當(dāng)遇到下列3種情況之一時(shí)，中斷響應(yīng)被封鎖：（1）CPU正在處理同級(jí)或更高優(yōu)先級(jí)的中斷。（2）所查詢機(jī)器周期不是當(dāng)前正在執(zhí)行指令的最后一個(gè)機(jī)器周期。（3）正在執(zhí)行的指令是RETI或是訪問IE或IP的指令。任務(wù)7：兩個(gè)優(yōu)先級(jí)相同的外中斷應(yīng)用任務(wù)要求：如下圖所示，在51單片機(jī)的P1口上接有8只LED。在外部中斷0輸入引腳P3.2（INT0*）引腳接有一只按鈕開關(guān)K1。在外部中斷1輸入引腳P3.3（INT1*）引腳接有一只按鈕開關(guān)K2。程序要求K1和K2都未按下時(shí)，P1口的8只LED呈流水燈顯示，僅K1（P3.2）按下時(shí)，左右4只LED交替閃爍。僅按下K2（P3.3），P1口的8只LED全部閃亮。兩個(gè)外中斷的優(yōu)先級(jí)相同。#include<reg51.h>void

Delay(unsigned

int

i)

{

unsigned

int

j;

for(;i>0;i--)

for(j=0;j<125;j++)

{;;}

/*空函數(shù)*/}void

main(){

unsigned

char

play[9]={0xff,0xfe,0xfd,0xfb,0xf7,0xef,0xdf,0xbf,0x7f};

unsigned

char

a;

for(;;)

{

for(a=0;a<9;a++)

{

{

Delay(500);

P1=play[a];

}

EA=1;

/*總中斷允許*/

EX0=1;

/*允許外部中斷0中斷*/

EX1=1;

/*允許外部中斷1中斷*/

IT0=1;

/*選擇外部中斷0為跳沿觸發(fā)方式*/

IT1=1;

/*選擇外部中斷1為跳沿觸發(fā)方式*/

IP=0;

}

}}void

int0_isr(void)interrupt0using

0/*外中斷0的中斷服務(wù)函數(shù)*/{

for(;;)

P1=0x0f;

/*低4位LED滅，高4位LED亮*/

Delay(500);

/*延時(shí)*/

P1=0xf0;

/*高4位LED滅，低4位LED亮*/

Delay(500);

/*延時(shí)*/}void

int1_isr(void)interrupt2using

1/*外中斷1的中斷服務(wù)函數(shù)*/{

for(;;)

{

P1=0xff;

/*全滅*/

Delay(500);

/*延時(shí)*/

P1=0;

/*全亮*/

Delay(500);

}}任務(wù)8兩個(gè)優(yōu)先級(jí)不同的外中斷應(yīng)用（中斷嵌套）任務(wù)要求：設(shè)計(jì)一個(gè)中斷嵌套程序。要求K1和K2都未按下時(shí)，P1口的8只LED呈流水燈顯示，當(dāng)K1按下再松開時(shí)，產(chǎn)生一個(gè)低優(yōu)先級(jí)的外中斷0請(qǐng)求（跳沿觸發(fā)），進(jìn)入外中斷0中斷服務(wù)程序，左右4只LED交替閃爍。此時(shí)按下K2再松開時(shí)，產(chǎn)生一個(gè)高優(yōu)先級(jí)的外中斷1請(qǐng)求（跳沿觸發(fā)），進(jìn)入外中斷1中斷服務(wù)程序，P1口的8只LED全部閃爍。當(dāng)顯示一段時(shí)間后，再從外中斷1返回繼續(xù)執(zhí)行外中斷0中斷服務(wù)程序，即P1口控制8只LED左右4只LED交替閃爍。。設(shè)置外中斷1為高優(yōu)先級(jí)，外中斷0為低優(yōu)先級(jí)。#include<reg51.h>unsigned

char

play[9]={0xff,0xfe,0xfd,0xfb,0xf7,0xef,0xdf,0xbf,0x7f};

void

Delay(unsigned

int

i)

{

unsigned

int

j;

for(;i>0;i--)

for(j=0;j<125;j++)

{;}

}void

main()

{unsigned

char

a;EA=1;

/*總中