單片機應(yīng)用技術(shù)項目式教程課件：八路電子搶答器的設(shè)計

單片機應(yīng)用技術(shù)項目式教程—基于Proteus和KeilCSINGLE-CHIP

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八路電子搶答器的設(shè)計了解中斷的基本概念010203八路電子搶答器的設(shè)計04知識要點外部中斷的簡單應(yīng)用中斷系統(tǒng)的響應(yīng)過程學習要求掌握中斷的基本概念01掌握ＳＴＣ１５Ｗ４Ｋ３２Ｓ４單片機的中斷系統(tǒng)0203掌握中斷初始化的方法04學習要求05掌握外部中斷的基本設(shè)置

掌握利用外部中斷進行程序設(shè)計的方法３.１中斷的基本概念3.1.1中斷的相關(guān)概念及術(shù)語3.1.2中斷的作用3.1.3中斷源3.1.4中斷系統(tǒng)的基本功能3.2STC15W4K32S4單片機的中斷系統(tǒng)3.2.1STC15W4K32S4單片機的中斷源

3.2.2中斷請求標志

3.2.3中斷允許標志

3.2.4中斷優(yōu)先級控制3.3中斷的響應(yīng)過程3.4C51中斷服務(wù)函數(shù)的定義及應(yīng)用3.5電子搶答器的設(shè)計3.5.1功能描述

3.5.2項目硬件電路圖的設(shè)計

3.5.3項目程序設(shè)計

3.5.4項目仿真運行圖

3.1中斷的基本概念及相關(guān)屬于：中斷響應(yīng)過程：由中斷管理系統(tǒng)處理突發(fā)事件的過程；中斷源：中斷管理系統(tǒng)能夠處理的突發(fā)事件;中斷請求：中斷源向CPU提出的處理請求;中斷函數(shù)：針對中斷源和中斷請求提供的服務(wù)函數(shù);中斷嵌套：在中斷服務(wù)過程中執(zhí)行更高級別的中斷服務(wù)。3.1.1中斷的相關(guān)概念１）一般輸入／輸出設(shè)備。當外部設(shè)備準備就緒時可以向ＣＰＵ發(fā)出中斷請求，從而實現(xiàn)外部設(shè)備與ＣＰＵ的通信，如鍵盤、打印機等。２）實時時鐘或計數(shù)信號。如定時時間或計數(shù)次數(shù)一到，則向ＣＰＵ發(fā)出中斷請求，要求ＣＰＵ予以處理。３）故障源。當采樣或運算結(jié)果出現(xiàn)超出范圍或系統(tǒng)停電時，可以通過報警、掉電等信號向ＣＰＵ發(fā)出中斷請求，要求ＣＰＵ加以處理。４）為調(diào)試程序而設(shè)置的中斷源。為了便于控制程序的調(diào)試，及時檢查中間結(jié)果可以在程序中設(shè)置一些斷點或單步執(zhí)行等。１）識別中斷源２）能實現(xiàn)中斷響應(yīng)及中斷返回:保護斷點、保護現(xiàn)場、執(zhí)行相應(yīng)的中斷服務(wù)程序、恢復(fù)現(xiàn)場、恢復(fù)斷點等。當中斷服務(wù)程序執(zhí)行完畢后返回被中斷的程序繼續(xù)執(zhí)行。３）能實現(xiàn)中斷優(yōu)先權(quán)排隊。當多個中斷源同時發(fā)出中斷請求時，ＣＰＵ能找到優(yōu)先權(quán)級別最高的中斷源，并優(yōu)先響應(yīng)它的中斷請求；在優(yōu)先權(quán)級別高的中斷處理完了以后，再響應(yīng)級別較低的中斷源。４）能實現(xiàn)中斷嵌套。中斷過程與調(diào)用一般函數(shù)過程的相似性:兩者都需要保護斷點，都可實現(xiàn)多級嵌套等。中斷過程與調(diào)用一般函數(shù)過程的差異性:中斷響應(yīng)與函數(shù)調(diào)用的異同1、子函數(shù)是程序設(shè)計者事先安排的（斷點是明確的），而中斷卻是系統(tǒng)根據(jù)工作環(huán)境隨機決定的（斷點則是隨機的）。2、主函數(shù)與調(diào)用函數(shù)之間具有主從關(guān)系，而主函數(shù)與中斷函數(shù)之間則是平行關(guān)系；3、一般函數(shù)調(diào)用是純粹軟件處理過程，而中斷函數(shù)調(diào)用卻是需要軟、硬件配合才能完成的過程。ＳＴＣ１５Ｗ４Ｋ３２Ｓ４單片機的提供了２１個中斷源，具體結(jié)構(gòu)如圖

所示。STC15W4K單片機外部中斷0、外部中斷1、定時器T0中斷、定時器T1中斷、串行口1中斷、低壓檢測中斷等中斷源的中斷請求標志分別寄存在TCON、SCON、PCON中。外部中斷2(INT2)、外部中斷3(INT3)和外部中斷4(INT4)，定時器T2、T3、T4的中斷請求標志位被隱藏起來了，中斷請求標志（單片機如何知道中斷信號出現(xiàn)了？）當中斷信號出現(xiàn)時，單片機中的某些位寄存器（中斷請求標志位）可被硬件置1。1、定時計數(shù)器中斷控制寄存器TCON：IT0=0：如果P3.2引腳出現(xiàn)低電平信號，IE0=1；

IT0=1：如果P3.2引腳出現(xiàn)下降沿信號，IE0=1；

IE0：當P3.2引腳出現(xiàn)有效的中斷請求信號時，IE0由硬件置“1”，當外部中斷0轉(zhuǎn)去執(zhí)行中斷服務(wù)程序時，IE0由硬件清0

IT1=0：如果P3.3引腳出現(xiàn)低電平信號，IE0=1；

IT1=1：如果P3.3引腳出現(xiàn)下降沿信號，IE0=1；

TR0=1;啟動定時器T0開始計數(shù)；

TF0：當定時器計滿溢出，TF0由硬件置“1”；當轉(zhuǎn)去執(zhí)行T0的中斷服務(wù)程序時，由硬件清0；

TR1=1;啟動定時器T1開始計數(shù)；

TF1：當定時器計滿溢出，TF1由硬件置“1”；當轉(zhuǎn)去執(zhí)行T1的中斷服務(wù)程序時，由硬件清0IE1：當P3.3引腳出現(xiàn)有效的中斷請求信號時，IE1由硬件置“1”，當外部中斷0轉(zhuǎn)去執(zhí)行中斷服務(wù)程序時，IE1由硬件清0EA：總中斷允許控制位。(EA)=1,開放CPU中斷，各中斷源的允許和禁止還需再通過相應(yīng)的中斷允許位單獨加以控制；(EA)=0,禁止所有中斷。EX0、ET0、EX1、ET1、ES、ELVD、EX2、EX3、EX4、ET2、ET3、ET4為常用的12個課屏蔽中斷，其值等于“1”，是允許對應(yīng)的中斷請求，其值等于“0”是禁止對應(yīng)的中斷請求。比如：EX0：外部中斷0(INTO)中斷允許位。(EX0)=l,允許外部中斷0中斷；(EX0)=0,禁止外部中斷0中斷。STC15W4K單片機中斷優(yōu)先級分為高優(yōu)先級和低優(yōu)先級固定的低優(yōu)先級中斷有：INT2、INT3、INT4、T2、T3、T4

其他中斷都具有2個中斷優(yōu)先級，可實現(xiàn)二級中斷服務(wù)嵌套。PX0：外部中斷0中斷優(yōu)先級控制位。PT0：定時/計數(shù)器TO中斷的中斷優(yōu)先級控制位。PX1：外部中斷1中斷優(yōu)先級控制位。PT1：定時/計數(shù)器T1中斷優(yōu)先級控制位。PS：串行口1中斷的優(yōu)先級控制位。

PLVD：電源低電壓檢測中斷優(yōu)先級控制位。自然優(yōu)先級，其從高到低的優(yōu)先級排列如下：外部中斷0、定時器T0中斷、外部中斷1、定時器T1中斷、串行口中斷、A/D轉(zhuǎn)換中斷、LVD中斷、PCA中斷、串行口2中斷、SPI中斷、外部中斷2、外部中斷3、定時器T2中斷、外部中斷4、串行口3中斷、串行口4中斷、定時器T3中斷、定時器T4中斷、比較器中斷、PWM中斷、PWM異常中斷響應(yīng)中斷的基本原則是１）若多個中斷請求同時有效，ＣＰＵ優(yōu)先響應(yīng)優(yōu)先權(quán)最高的中斷請求。２）同級的或更低級的中斷不能中斷ＣＰＵ正在響應(yīng)的中斷過程。3）中斷可以嵌套：低優(yōu)先權(quán)的中斷響應(yīng)過程可以被高優(yōu)先權(quán)的中斷請求所中斷，CPU會暫時中止當前低優(yōu)先權(quán)的中斷過程，而優(yōu)先響應(yīng)高優(yōu)先權(quán)中斷。等到高優(yōu)先權(quán)中斷響應(yīng)結(jié)束后再繼續(xù)響應(yīng)原低優(yōu)先權(quán)的中斷過程，形成中斷的嵌套(1)置相應(yīng)的優(yōu)先級觸發(fā)器狀態(tài)為1，指明了CPU正在響應(yīng)的中斷優(yōu)先權(quán)的級別，并通過它屏蔽所有同級或更低級的中斷請求，允許更高級的中斷請求。(2)清相應(yīng)的中斷請求標志位為0(RI、TI和電平觸發(fā)的外部中斷除外)。(3)保護斷點。即將被中斷程序的斷點位置(PC的值)壓人堆棧保存起來。(4)根據(jù)中斷向量找到對應(yīng)的中斷服務(wù)程序

(5)執(zhí)行相應(yīng)的中斷服務(wù)程序。中斷源入口地址(中斷向量)中斷號外部中斷00003H0定時/計數(shù)器T0中斷0003H1外部中斷10013H2定時/計數(shù)器T1中斷001BH3串行口1中斷0023H4A/D轉(zhuǎn)換中斷002BH5LVD中斷0033H6PCA中斷003BH7串行口2中斷0043H8SPI中斷004BH9外部中斷20053H10外部中斷3005BH11定時器T2中斷0063H12中斷源入口地址中斷號預(yù)留中斷006BH、0073H、007BH13、14、15外部中斷40083H16串行口3中斷008BH17串行口4中斷0093H18定時器T3中斷009BH19定時器T4中斷00A3H20比較器中斷00ABH21PWM中斷00B3H22PWM異常中斷00BBH23在單一中斷系統(tǒng)中，外部中斷響應(yīng)時間總是在3～8個機器周期。中斷服務(wù)與中斷返回是通過執(zhí)行中斷服務(wù)程序完成的。中斷服務(wù)程序從中斷入口地址開始執(zhí)行，到返回指令“ＲＥＴＩ”為止，一般包括４部分內(nèi)容：保護現(xiàn)場、中斷服務(wù)、恢復(fù)現(xiàn)場和中斷返回。5、編寫中斷服務(wù)程序時的注意事項：（1）在中斷響應(yīng)入口地址單元通常存放的是一條無條件轉(zhuǎn)移指令

（2）若要在執(zhí)行當前中斷服務(wù)程序時禁止其他更高優(yōu)先級中斷，需先用軟件關(guān)閉CPU中斷，（3）在保護和恢復(fù)現(xiàn)場時，為了不使現(xiàn)場數(shù)據(jù)遭到破壞或造成混亂，一般規(guī)定此時ＣＰＵ不再響應(yīng)新的中斷請求中斷服務(wù)函數(shù)的一般形式如下：函數(shù)類型函數(shù)名（形式參數(shù)表）【interruptn】［usingｎ］編寫中斷程序時，應(yīng)遵循以下規(guī)則：1）中斷函數(shù)沒有返回值,定義為void類型，以明確說明沒有返回值。2）中斷函數(shù)不能進行參數(shù)傳遞，如果