單片機(jī)學(xué)習(xí)之十一：中斷方式按鍵

　　1、 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象

　　最右面的數(shù)碼管初始顯示0，每次按下外部按鍵K0執(zhí)行加一，計(jì)數(shù)到九時(shí)重新回零。

　　2、 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>

　　掌握中斷方式響應(yīng)按鍵的原理

　　掌握中斷服務(wù)程序的具體編寫：如何進(jìn)行鍵的識(shí)別，如何去抖動(dòng)

　　3、 實(shí)驗(yàn)任務(wù)分析

　　上一個(gè)試驗(yàn)我們了解了查詢方式按鍵的原理。當(dāng)單片機(jī)工作于查詢方式的時(shí)候，要不間斷的對(duì)外部按鍵進(jìn)行查詢，其間單片機(jī)不能干其他的任何工作。如果單片機(jī)的工作量較大，這種方式就很難適應(yīng)。

　　為了進(jìn)一步提高單片機(jī)的工作效率，可以采用中斷方式。

　　中斷方式的按鍵響應(yīng)過(guò)程如下：?jiǎn)纹瑱C(jī)處理自己的工作，如果有按鍵按下，向單片機(jī)發(fā)出中斷請(qǐng)求，單片機(jī)就會(huì)停下現(xiàn)在正在處理的工作，轉(zhuǎn)去執(zhí)行中斷程序，執(zhí)行之后回來(lái)繼續(xù)剛才的工作;如果沒(méi)有按鍵按下，單片機(jī)就作自己的工作，不理睬外部鍵盤。

　　怎樣向單片機(jī)發(fā)出中斷請(qǐng)求呢?發(fā)出中斷請(qǐng)求的來(lái)源叫做中斷源。單片機(jī)可提供五個(gè)中斷源。其中2個(gè)為外部中斷請(qǐng)求INT0和INT1，2個(gè)為片內(nèi)定時(shí)/計(jì)數(shù)器T0和T1的計(jì)滿溢出中斷，還有一個(gè)是片內(nèi)串行口中斷請(qǐng)求TI或者RI。在本試驗(yàn)中，我們用到的是外部中斷INT1。

　　還是先看看電路吧。(注意在作中斷試驗(yàn)之前，我們必須先把JMP4跳線插上，這樣按鍵動(dòng)作才能發(fā)出中斷請(qǐng)求。)

　　我們?cè)谠囼?yàn)一中曾經(jīng)給大家介紹過(guò)，單片機(jī)的P3口是雙功能口，第一種功能可以作通用的I/O口。而在本試驗(yàn)中，我們要用到P3口的第二功能。大家看P3.2和P3.3兩個(gè)引腳，斜線后面標(biāo)示的就是P3口的第二功能，分別是INT0和INT1，也就是單片機(jī)的兩個(gè)外部中斷源。

　　我們發(fā)現(xiàn)，當(dāng)任何一個(gè)按鍵按下的時(shí)候，P3.3引腳，即INT1上就會(huì)出現(xiàn)一個(gè)低電平，向單片機(jī)發(fā)出中斷申請(qǐng)。如果單片機(jī)開放了外部中斷，就響應(yīng)中斷請(qǐng)求，進(jìn)入中斷服務(wù)程序。

　　那么單片機(jī)是否開放中斷功能是由什么控制的呢?在這里就涉及到另外一個(gè)特殊功能寄存器IE啦。還記得單片機(jī)內(nèi)部256字節(jié)的數(shù)據(jù)RAM嗎?其中高128字節(jié)(80h～ffh)是特殊功能寄存器區(qū)。以前我們介紹過(guò)PSW就在這個(gè)區(qū)域，同樣IE也在這個(gè)區(qū)域，它的名字叫做“中斷允許寄存器”，專門負(fù)責(zé)程序是否響應(yīng)中斷的，它的各位功能說(shuō)明如下：

　　EA：CPU中斷允許標(biāo)志。EA=0，CPU禁止各種中斷;EA=1，CPU開放中斷。但是，每個(gè)中斷源的中斷請(qǐng)求是否允許，還需要由各自的允許位決定。所以在本程序中，大家不要忘了首先把EA置1哦!

　　ES：串行口允許中斷。ES=1，允許串行口中斷;ES=0，禁止串行口中斷。所以，在這個(gè)程序中，這一位和我們沒(méi)有關(guān)系，不理它就是啦。

　　ET1：定時(shí)器/計(jì)數(shù)器T1的溢出中斷允許。ET1=1時(shí)，允許T1溢出中斷;ET1=0時(shí)，禁止T1溢出中斷。同樣，這一位和我們也沒(méi)有關(guān)系。

　　EX1：外部中斷1(即INT1)允許中斷。當(dāng)EX1=1時(shí)，允許INT1中斷;當(dāng)EX1=0時(shí)，禁止INT1中斷?？梢姡@一位的值和我們這個(gè)試驗(yàn)密切相關(guān)，所以大家千萬(wàn)不要忘了把這一位置1。

　　下面的ET0和EX0的功能與ET1和EX1類似，是分別控制定時(shí)器T0和外部中斷INT0的，這里就不再贅述啦。

　　在前面分析時(shí)，我們發(fā)現(xiàn)，四個(gè)按鍵中任何一個(gè)按下，都會(huì)發(fā)出中斷請(qǐng)求。那么，如何判斷中斷請(qǐng)求是由那個(gè)按鍵發(fā)出的呢?這就是中斷服務(wù)程序的工作了。在中斷服務(wù)程序中，需要完成如下工作：鍵識(shí)別、去抖動(dòng)、和鍵功能處理。

　　那么，鍵識(shí)別是如何完成的呢?它的思路是這樣的。

　　(1)、先把P1口的狀態(tài)讀入a寄存器，然后把高四位屏蔽掉

　　(2)、判斷是否k0按鍵按下，(即判斷a中的數(shù)是否00001101)，如果是就調(diào)用延時(shí)程序去抖，否則，表示不是K0按下，退出中斷返回主程序

　　(3)、調(diào)用延時(shí)程序后，重復(fù)上面的(1)(2)步。如果確定k0按下，轉(zhuǎn)中斷服務(wù)程序，否則就是抖動(dòng)，退出中斷返回主程序。

　　在這里還需要說(shuō)明一點(diǎn)：在進(jìn)入中斷服務(wù)程序之后，我們首先應(yīng)該關(guān)閉中斷，因?yàn)槿绻魂P(guān)閉中斷，就有可能會(huì)引起混亂。在中斷服務(wù)程序返回主程序之前，再把中斷打開。

　　4、實(shí)驗(yàn)程序

　　org 0000h

　　ljmp start ;(1)為什么這里要放一條跳轉(zhuǎn)指令呢，我們?cè)诤竺娼忉尠?/p>

　　org 0013h

　　ljmp ext1 ;(2)同上

　　org 0030h

　　start: clr p1.5 ;主程序開始

　　mov r7,#0ffh

　　setb ea ;cpu開放中斷

　　setb ex1 ;允許外部中斷1申請(qǐng)中斷

　　setb it1 ;(3)設(shè)置外部中斷1觸發(fā)方式為跳變觸發(fā)，原因在后面詳細(xì)解釋

　　lcall play1 ;調(diào)用初始狀態(tài)顯示子程序

　　ajmp $ ;等待按鍵發(fā)出中斷申請(qǐng)

　　ext1: clr ea ;進(jìn)入中斷，先關(guān)閉中斷

　　lcall key_reader ;調(diào)用鍵識(shí)別子程序

　　pass: setb ea ;返回主程序之前先開中斷

　　reti ;(4)中斷返回指令，

　　key_reader: mov a,p1 ;讀入P1口的狀態(tài)

　　anl a,#0fh ;屏蔽高四位

　　cjne a,#0dh,pass;如果a的內(nèi)容不是00001101(表示不是k0按下)，就退出中斷

　　lcall del10ms ;否則，表示k0按下，調(diào)用10ms延時(shí)去抖

　　mov a,p1 ;再次讀入p1口的內(nèi)容

　　anl a,#0fh ;屏蔽高四位

　　cjne a,#0dh,pass ;如果a的內(nèi)容不是00001101，就是抖動(dòng)，退出中斷

　　lcall play2 ;否則，確定按鍵按下，轉(zhuǎn)數(shù)碼顯示程序

　　ret

　　play1: mov a,#48h ;讓最右面的數(shù)碼管顯示0的子程序

　　mov p0,a

　　mov p2,#01h;

　　ret

　　play2: inc r7 ;查表求段碼，然后送到P0口的子程序，大家很熟了

　　mov a,r7

　　mov dptr,#tab

　　movc a,@a+dptr

　　mov p0,a

　　mov p2,#01h

　　cjne a,#48h,next;如果沒(méi)有顯示到最后一個(gè)數(shù)字0，就繼續(xù)查表顯示

　　mov r7,#0ffh ;否則，重新從表頭開始顯示

　　next: ret

　　del10ms: mov r5,#10 ;延時(shí)10ms子程序

　　del1: mov r4,#02h

　　del2: mov r3,#0ffh

　　del3: djnz r3,del3

　　djnz r4,del2

　　djnz r5,del1

　　ret

　　tab: db 0ebh,52h,62h,0e1h,64h,44h,0eah,40h,60h,48h ;存放0～9的段碼表

　　end

　　相信通過(guò)上面的詳細(xì)注釋，大家基本上已經(jīng)看懂這個(gè)程序了。下面我就幾個(gè)小問(wèn)題再給大家作一些解釋。

　　5、注釋

　　1、先看(1)語(yǔ)句，我們發(fā)現(xiàn)程序開始的時(shí)候，在地址為0000h的地方，放了一條跳轉(zhuǎn)指令。主程序是從程序存儲(chǔ)器中0030h的地方開始存放的，為什么要把前面的空間空出來(lái)呢?這是因?yàn)榍懊娴目臻g我們是有用處的。

　　由于不同類型的中斷，具有不同的中斷入口地址。CPU在響應(yīng)中斷的時(shí)候，會(huì)根據(jù)中斷源的類別，轉(zhuǎn)到相應(yīng)的入口去執(zhí)行中斷服務(wù)程序。外部中斷1的入口地址是0013h(其余4個(gè)中斷的入口地址大家可以查閱相關(guān)資料)，那么cpu在響應(yīng)了外部中斷1后，會(huì)自動(dòng)的到這個(gè)地址來(lái)，從這個(gè)地址開始往下執(zhí)行程序。所以我們要把前面的一段空出來(lái)，以免覆蓋這個(gè)地址。

　　2、再看看(2)語(yǔ)句，它在中斷1的入口處放了一個(gè)跳轉(zhuǎn)指令，所以，cpu在響應(yīng)外部中斷后，會(huì)到這個(gè)入口處往下執(zhí)行程序。于是CPU就會(huì)從這里轉(zhuǎn)去中斷服務(wù)程序。大家可能會(huì)說(shuō)，為什么要跳轉(zhuǎn)，直接從這里開始存放中斷服務(wù)程序 不就可以了嘛。

　　由于我們很難預(yù)料中斷服務(wù)程序的長(zhǎng)度，所以我們就拿不準(zhǔn)主程序應(yīng)該從什么單元開始存放。這樣就容易造成整個(gè)程序的結(jié)構(gòu)混亂。

　　所以還是采用上面的方法吧，看起來(lái)結(jié)構(gòu)清楚規(guī)范，容易理解。

　　3、(3)語(yǔ)句的意思是設(shè)置外部中斷1為跳變方式觸發(fā)。大家可能覺(jué)得，當(dāng)K0按下的時(shí)候，INT1上會(huì)出現(xiàn)一個(gè)低電平，為什么不能采用電平方式觸發(fā)呢?解釋如下：當(dāng)我們選外部中斷為電平方式觸發(fā)的時(shí)候，當(dāng)INT1輸入低電平的時(shí)候，cpu響應(yīng)中斷。在中斷返回之前，INT1必須回到高電平，否則就會(huì)第二次產(chǎn)生中斷。所以，如果我們按下按鍵的時(shí)間較長(zhǎng)，就會(huì)產(chǎn)生多次的中斷，導(dǎo)致程序混亂。所以我們?cè)谶@里要采用邊沿方式觸發(fā)。

　　順便說(shuō)說(shuō)it1，它是外部中斷觸發(fā)方式控制位，為1的時(shí)候選擇跳變方式觸發(fā)，為0的時(shí)候選擇電平方式觸發(fā)。那么它在哪里呢?

　　it1是tcon寄存器其中的一位，tcon和我們知道的psw，ie一樣，也是一個(gè)特殊功能寄存器。位置當(dāng)然也在特殊功能寄存器區(qū)啦。

　　TCON是定時(shí)器/計(jì)數(shù)器(T0，T1)的控制寄存器，關(guān)于它的應(yīng)用我們以后通過(guò)例子詳細(xì)說(shuō)明。它的各位的功能說(shuō)明如下：

　　TF1：定時(shí)器/計(jì)數(shù)器(T1)的溢出中斷標(biāo)志，當(dāng)T1產(chǎn)生溢出試，由硬件置1，CPU響應(yīng)中斷后，由硬件置0;TF0類似。(以后通過(guò)試驗(yàn)詳細(xì)說(shuō)明)

　　TR1：置1時(shí)啟動(dòng)定時(shí)/計(jì)數(shù)器，置0時(shí)停止定時(shí)/計(jì)數(shù)器;TR0類似。(以后通過(guò)試驗(yàn)詳細(xì)說(shuō)明)

　　IE1：外部中斷1請(qǐng)求標(biāo)志。當(dāng)它置一的時(shí)候，請(qǐng)求中斷。

　　IT1：外部中斷1觸發(fā)方式控制位。如果IT1是1，則外部中斷為跳變方式觸發(fā)，否則，為電平方式觸發(fā)。選擇何種方式觸發(fā)，視程序的具體情況來(lái)定。

　　IE0：外部中斷0請(qǐng)求標(biāo)志，含義同IE1。

　　IT0：外部中斷0觸發(fā)方式控制位，含義同IT1。

　　4、語(yǔ)句(4)是中斷返回指令，功能和子程序返回指令ret相類似，通常被安排在中斷服務(wù)程序的最后。CPU執(zhí)行完這條指令后，從原來(lái)被中斷處開始，重新執(zhí)行被中斷的程序。

　　現(xiàn)在大家對(duì)中斷的基本概念和簡(jiǎn)單的編程處理方法有所了解了把，下面一個(gè)試驗(yàn)“按鍵控制跑馬燈”，在這個(gè)試驗(yàn)里面，我們要了解關(guān)于中斷現(xiàn)場(chǎng)保護(hù)的問(wèn)題。