51单片机的中断系统及编程（附案例）

本文简单粗暴地阐述了中断的一些概念、中断源、中断寄存器各位的作用，并写出了编写一个中断函数的流程/要点。不在意细节时，可直接查看照搬“三、中断程序的编程”。

一、中断概念

中断定义（比喻）：

​ A同学得知B同学今天会送一本书过来给他，但是不知道B什么时候来。所以A会一直做自己的事情，直到B发信息告诉他“我来了”才下楼拿书，而后又回去做自己的事情。

​ 如此便是中断的好处——可以让程序进行自己的工作，当有中断请求时再去执行中断服务程序，完成后继续自己的原工作。

中断的主要名词：

1. 中断源：即何种事件可以引发中断。

2. 中断请求：即告诉处理器，有一个中断事件出现了。

   • 发生中断后，微处理器要识别中断请求来自哪个中断源。

3. 中断优先级：先执行哪个中断呢。

   • 同时出现多个中断请求时，处理器会按优先级从高到低依次执行中断服务程序。

4. 中断响应：处理器接受中断至执行用户设置的程序的此段时间内发生的事情。

   • 先完成当前正在执行的指令，并保存下一条指令的地址（断点）；
   • 暂停主程序的执行后，将程序执行的地址接入到中断入口地址；
   • 一般此时会在找中断入口地址的单元内写一条无条件转移指令（因为该地址仅8字节），使得程序跳转到中断服务程序中执行。

5. 中断处理：执行中断服务程序。

6. 中断嵌套：当前正在进行的中断服务程序，可以被更高优先级的中断请求打断。

7. 中断返回：程序回到断点处，继续执行主程序。

二、51的中断系统

中断系统的结构:

中断源：

1）中断源种类：

​ 51的中断系统共有5个中断源

• 外部中断0（INT0）：由P3.2引脚输入的中断请求信号。
• 外部中断1（INT1）：由P3.3引脚输入的中断请求信号。
• 定时器T0中断（T0）：由定时器/计数器T0的定时、计数溢出产生的中断请求。
• 定时器T1中断（T0）：由定时器/计数器T1的定时、计数溢出产生的中断请求。
• 串行口中断（ES）：由串行数据发生完成（TI）或串行数据接收完成（RI）产生的中断请求。

2）中断地址入口：

​ 5个中断源有其固定的中断地址入口，编写中断服务程序时要附带对应的中断序号，以控制程序进行对应的中断响应。

中断的寄存器：

注：在<reg51.h>和<reg52.h>中，各寄存器对应的位已被定义，意味着无需宏定义便可直接进行“EA=1”之类的编程。

1）中断请求标志：

​ 1.TCON寄存器

各标志位功能如下：

1. TF0——定时器T0的溢出中断请求标志位。溢出时由硬件置1，即开始发送中断请求；单片机响应中断后，重新由硬件清0。
2. TR0——定时器/计数器0的启动控制。功能详见定时器知识。
3. IE0——外部中断0的中断请求标志位。触发中断时由硬件置1，即开始发送中断请求；单片机响应中断后，重新由硬件清0。
4. IT0——外部中断0的触发方式选择位。令它为1，则对应引脚为下降沿触发中断；令它为0，则对应引脚为低电平触发方式。
5. TF1、TR1，IE1、IT1则为定时器1、外部中断1的相关标志位，功能与上述相同。

​ 2.SCON寄存器

各标志位功能如下：

1. TI——串行口发送完成中断请求标志位。串行口发送数据后，TI位被硬件置1；单片机响应串行口中断后，必须在服务程序中将TI手动清0。
2. RI——串行口接收完成中断请求标志位。串行口接收数据后，TI位被硬件置1；单片机响应串行口中断后，必须在服务程序中将TI手动清0。

2）中断控制：

​ 1.中断允许寄存器IE

各位的功能如下：

1. EA——总中断允许控制位。用来开启或屏蔽所有的中断请求，令它为1，则开放中断请求，可以响应中断；令它为0，则屏蔽所有中断请求。
2. ES——串行口中断允许控制位。为1时开放串行口中断请求，为0时屏蔽。
3. ET1——定时器/计数器T1中断允许控制位。为1时开放TI的中断请求，为0时屏蔽。
4. EX1——外部中断1中断允许控制位。为1时开放外部中断1的中断请求，为0时屏蔽。
5. ET0、EX0则为T0、外部中断0的中断允许控制位。功能与上述相同。

​ 2.中断优先级寄存器IR

各位的功能如下：

1. PS——串行口中断优先级控制位。
2. PT1——TI中断优先级控制位。
3. PX1——外部中断1中断优先级控制位。
4. PT0、PX0则为T0、外部中断0的中断优先级控制位。功能与上述相同。

中断响应的条件：

• 中断源发出有效的中断请求，相应的中断请求标志位被置1；
• 中断允许寄存器IE中的EA=1;
• 相应中断源的中断请求被开放，即IE中相应位被置1。

三、中断系统的编程

中断初始化：

使用中断前，必须打开中断。

EA=1;	//打开总中断，必备。
ET0=1;	//根据中断源打开相应的中断允许位，必备。

TR0=1；	//如果使用定时器，则记得打开定时器
EX0=1;	//如果检测外部中断，则记得选择中断触发方式

中断优先级的设置：

非必需，需要则设置寄存器IP。

中断服务程序：

void name() interrupt 1
{
    中断服务程序
}

// name是自定义的中断名字；
// interrupt必须有，表明此为中断服务程序；
// 1是中断序号，必须有。（51中有0~4号中断源）

四、应用实例

下面是使用中断控制LCD显示按键操作次数的源码，其中有关于LCD的函数、定义已被忽略。

▲重点在全局变量的应用、服务程序的编写、中断初始化函数

#include <reg52.h>
#define uint unsigned int
#define uchar unsigned char

sbit LCD=……			//LCD的有关定义
sbit key=P3^2;		//按键S4

uint num=0;		//记录按下的次数

/*函数功能：粗略延时*/
void delay(uint ms){
	uint i=0,j=0;
	for(;i<=ms;i++){
		for(;j<=110;j++);
	}
}

/*函数功能：LCD写入指令*/
void write_com(uchar command)；

/*函数功能：LCD写入数据*/
void write_datas(uchar datas)；

/*函数功能：初始化LCD*/
void init()；

/*函数功能：中断初始化-下降沿触发*/
void interr(){
	 EA=1;		//开总中断
	 EX0=1;		//开外部中断0
	 IT0=1;		//设定外部中断0为下降沿触发
}

void main()
{
	init();
	interr();
	while(1){
		write_com(0x80);	//将数值的显示位置固定在此
		delay(5);
		write_datas(num);		//显示按键操作次数
		delay(5);
	}
}

void key_num() interrupt 0
{
	delay(100);		//延时消抖
	if(key==0){
		if(num==4) num=0;	 /*注：先if再++，则按下超过4次*/
		num++;				 /*		后，会复位为1		 */	
	}	
}