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：

中断源：即何种事件可以引发中断。
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。
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。
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。
中断处理：执行中断服务程序。
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。
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。

中断源	中断入口地址	中断序号
外部中断0	0003H	0
定时器T0	000BH	1
外部中断1	0013H	2
定时器T1	001BH	3
串行口中断ES	0023H	4

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

位：	7	6	5	4	3	2	1	0
字节地址：88H	TF1	TR1	TF0	TR0	IE1	IT1	IE0	IT0

各标志位功能如下：

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。
TR0——定时器/计数器0的启动控制。功能详见定时器知识。
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。
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。
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

位：	7	6	5	4	3	2	1	0
字节地址：98H	SMD	SM1	SM2	REN	TB8	RB8	T1	R1

各标志位功能如下：

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。
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

位：	7	6	5	4	3	2	1	0
字节地址：A8H	EA	-	-	ES	ET1	EX1	ET0	EX0

各位的功能如下：

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。
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。
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。
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。
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

位：	7	6	5	4	3	2	1	0
字节地址：B8H	-	-	-	PS	PT1	PX1	PT0	PX0

各位的功能如下：

PS——串行口中断优先级控制位。
PT1——TI中断优先级控制位。
PX1——外部中断1中断优先级控制位。
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 charsbit LCD=……         //LCD的有关定义
sbit key=P3^2;     //按键S4uint 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0IT0=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       */ }
}

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