51单片机应用开发---外部中断（按键为例）

实现目标

1、了解51单片机中断51单片机中断系统、中断源、中断响应条件和优先级等，通过外部中断0实现按键控制LED亮灭为例理解中断工作原理和编程实现过程。

2、具体实现：按键事件的外部中断实现，实验现象为，按下第四个独立按键（P3.2），第一个LED（P2.0）亮灭翻转。

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一、中断概述

1.1、中断定义

CPU执行程序时，由于发生了某种随机的事件(包括外部或内部)，让CPU暂时停下正在运行的程序，转而去执行一段处理事件的程序(中断服务子程序或中断处理程序)，当这段程序执行完时（事件处理完时），程序又返回被停下的程序继续执行，这一过程称为中断。引发中断的称为中断源。中断可分为外部中断和内部中断。

中断程序执行中又出现了中断，那么这种情况又叫做中断嵌套。

1.2、中断的作用和意义

中断的最终目的是高效处理紧急程序，并且不会占用CPU资源。还有就是能实现程序的并行化，实现嵌入式系统进程之间的切换等。

实时控制：在确定的时间内对相应事件做出相应；例如：温度控制；

故障处理：检测到故障，需要第一时间进行处理；

数据传输：不确定数据何时会来，利用中断进行控制；

1.3、中断的一些重要概念

中断涉及的概念比较多，先阐释如下：

轮询： 依次询问每一个IO设备，如果检测到需要提供服务，立刻执行服务，再询问下一个设备。

适用场景：频繁需要服务的外设

优点：实现简单

缺点：消耗大量CPU资源。慢速的IO交互无需大量频繁的检测。

中断： 当外部设备需要服务时，CPU接收到中断请求，立刻停止当前程序，转而执行中断服务程序，执行结束后，回到原先处继续执行。

适用场景：慢速交互的情况

优点：实时性高、即刻响应、节约CPU资源

缺点：实现稍复杂

中断源 ：发生中断的源头 。传统51单片机 中一般至少有5个 基础的中断源 （按自然优先级排列）。

中断优先级：
自然优先级：当几个中断同时向CPU发出请求，CPU会根据中断自然优先级依次处理。
抢占优先级： 当进入某个中断时，发生了优先级更高的中断，CPU会打断低优先级的中断，转而执行高优先级中断，形成中断嵌套。同级不会打断。传统51单片机只有2个优先级，设置寄存器IP即可更改默认排序，一般保持默认即可。
**中断嵌套：**在执行中断服务函数的过程中，有优先级更高的中断发生，会暂停当前中断执行，转而执行更高级的中断程序。即形成嵌套。

中断请求： 中断源向CPU申请中断。
中断响应： CPU接收到中断请求转去执行中断服务程序的行为。
中断服务程序： 由开发者预先定义（关键字interrupt + 中断号），处理相应的中断事件。原则上，不要在中断中写任何阻塞程序，以保证其实时性。
中断号： 是CPU进入对应中断服务程序的重要标志，不同的中断源对应不同的中断号。
中断返回： 执行完对应中断服务程序后，返回中断点处继续往下执行。
**中断点：**主函数被中断的地方。

1.4、89C51/52的中断系统结构

二、外部中断

2.1 51单片机的外部中断

51单片机还有两个外部中断源：外部中断0、外部中断1。分别由单片机的12号引脚（INT0/P3.2）、13号（INT1/P3.3）引脚的低电平/负跳变触发。要使用这两个外部中断，首先要进行初始化操作，即写入相关的寄存器。初始化外部中断需要写入两个寄存器。IE -- 中断允许控制寄存器和TCON -- 控制寄存器，如果要修改中断优先级，则要写入IP寄存器(一般采用默认优先级)。

1、中断允许控制寄存器（IE）

2、中断请求标志寄存器（TCON）

3、中断优先级寄存器（IP）

2.2 外部中断配置（INT0 为例）

了解了上述3个寄存器 之后，配置引脚外部中断 其实很简单。具体配置流程如下（以INT0为例）：

1. 设置外部中断 触发方式为下降沿触发 IT0 = 1;
2. 使能外部中断 EX0 = 1;
3. 打开关总中断 EA = 1;

三、程序设计

3.1 外部中断0 程序

#include <REGX52.H>
 
sbit  LED1 = P2^0;
sbit  K3   = P3^2;
 
void Delay10ms()		//@11.0592MHz
{
	unsigned char i, j;
 
	i = 18;
	j = 235;
	do
	{
		while (--j);
	} while (--i);
}
 
 
 
void INT0_Init(void)    //外部中断函数初始化  子程序                  
{   
	
	EA = 1;			//打开总中断开关
	EX0 = 1;		//打开外部中断0 
	IT0 = 1;		//外部中断0设为低电平触发 // 1则为下降沿触发
	
}
 
 
void main()     //主程序  
{
	
	INT0_Init();	  //调用外部中断初始化程序，让它等待条件触发
	
	while(1)	
	{
		
	}
}				       
 
 
void INTO() interrupt 0	   //当按键按下,下降沿触发，满足触发条件进来执行该中断程序
{
		if(K3 == 0)
		{
				Delay10ms();
				// 按下消抖
				if(K3 == 0)
				{
			       LED1 = !LED1;
		        }
	  }
}

3.2 外部中断1 程序

#include <REGX52.H>
 
sbit  LED1 = P2^0;
sbit  K4   = P3^3;
 
void Delay10ms()		//@11.0592MHz
{
	unsigned char i, j;
 
	i = 18;
	j = 235;
	do
	{
		while (--j);
	} while (--i);
}
 
void main()     //主程序  
{
	IT1 = 1;		//外部中断1设为低电平触发 // 1则为下降沿触发
	EX1 = 1;		//打开外部中断1 
	EA = 1;			//打开总中断开关	
	
	while(1)	
	{
		
	}
}				       
 
 
void INT1_1() interrupt 0	   //当按键按下,下降沿触发，满足触发条件进来执行该中断程序
{
		if(K4 == 0)
		{
				Delay10ms();
				// 按下消抖
				if(K4 == 0)
				{
			     LED1 = !LED1;
		    }
	  }
}

四、实验效果

五、仿真实现

5.1 外部中断0仿真图

5.2 外部中断1仿真图

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总结