8051单片机实战分析（以STC89C52RC为例） | 10 - 外部中断的使用

Posted 2021-07-14 Neutionwei

在前面九篇博文中，我们认识到了一些基于IO口输入与输出的基础电子器件使用：
《8051单片机实战分析（以STC89C52RC为例） | 01 - 点亮一个LED》
《8051单片机实战分析（以STC89C52RC为例） | 02 - LED延时约5s闪烁》
《8051单片机实战分析（以STC89C52RC为例） | 03 - LED流水灯》
《8051单片机实战分析（以STC89C52RC为例） | 04 - 蜂鸣器驱动》
《8051单片机实战分析（以STC89C52RC为例） | 05 - 静态数码管驱动》
《8051单片机实战分析（以STC89C52RC为例） | 06 - 动态数码管驱动》
《8051单片机实战分析（以STC89C52RC为例） | 07 - 独立按键驱动》
《8051单片机实战分析（以STC89C52RC为例） | 08 - 矩阵按键驱动》
《8051单片机实战分析（以STC89C52RC为例） | 09 - LED点阵显示数字》
但现在我们要开始回到8051单片机内部，通过实战来认识它们的工作原理，你会发现通过它们可以去开发一些更有意思的东西！

这篇博文带领大家认识一下STC89C52RC单片机外部中断的使用，如果你不了解什么是中断，建议你先看这篇：
《STC89C52RC单片机额外篇 | 01 - 认识中断、中断源以及中断优先级》

1 中断系统结构

以下这张图是从中断引脚到中断入口所经过的通道：

从图中不难看出INT0与INT1是中断引脚，其中经过了TCON、IE、IP这些寄存器，因此我们在写程序时得把这些寄存器功能配置好，CPU才会按照我们的想法只执行！下面分别对这些寄存器进行介绍（稍微了解一下即可，忘记的时候再查）。

1.1 TCON寄存器

TCON(Timer Control Register)，中文叫定时器/计数器控制寄存器，TCON寄存器是用于中断触发方式设置以及中断标志。

各寄存器位的作用如下：

TCON寄存器位	作用
TF0(TF1)	计数溢出标志位。当计数器计数溢出时，该位置1
TR0(TR1)	定时器运行控制位。当TR0(TR1)＝0停止定时器/计数器工作；当TR0(TR1)＝1启动定时器/计数器工作
IE0(IE1)	外中断请求标志位。当CPU采样到P3.2(P3.3)出现有效中断请求时，此位由硬件置1。在中断响应完成后转向中断服务时，再由硬件自动清0
IT0(IT1)	外中断请求信号方式控制位。当IT0(IT1) =1 脉冲方式（后沿负跳有效）；当IT0(IT1)＝0电平方式（低电平有效）此位由软件置1或清0
TF0(TF1)	计数溢出标志位。当计数器产生计数溢出时，此位由硬件置1。当转向中断服务时，再有硬件自动清0。计数溢出的标志位的使用有两种情况：采用中断方式时，作中断请求标志位来使用；采用查询方式时，作查询状态位来使用

1.2 IE寄存器

IE(Interrupt Enable)，中文叫中断允许寄存器，它的作用是控制所有中断源的开放或禁止，以及每个中断源是否被允许。

各寄存器位的作用如下：

IE寄存器位	作用
EA	EA = 0时，所有中断禁止(即不产生中断)；EA = 1时，各中断的产生由个别的允许位决定
ES	串行口RX/TX中断允许
ET1	定时器T1中断允许
EX1	外中断INT1中断允许
ET0	定时器T0中断允许
EX0	外部中断INT0中断允许

1.3 IP寄存器

IP(Interrupt Priority)，中文叫中断优先级寄存器，它是用来设定各个中断源属于两级中断中的哪一级。

各寄存器位的作用如下：

IP寄存器位	作用
PS	串行口RX/TX中断优先
PT1	定时器T1中断优先
PX1	外中断INT1中断优先
PT0	定时器T0中断优先
PX0	外部中断INT0中断优先

2 原理图

下面我们进行例子来学习外部中断INT0与INT1的使用，例子很简单：使用外部按键模拟外部中断源，当发生外部中断的时候，我们给一个LED灯的电位值取反。下面我们通过原理图来看看要用到的引脚：

① 单片机：

② 独立按键：

③ 上拉电阻：

④ LED灯：

3 程序

① 中断服务函数：

我们知道我们编写的C程序，函数的执行是从main主函数开始执行，现在有了中断，自然就产生一个中断服务函数：

从图中我们可以知道单片机在发生中断的时候，程序的执行过程会从主程序A跳到中断服务程序B，在执行完中断服务程序B后，会返回到之前主程序A被中断打断处继续执行程序。

那么我们如何指定中断服务程序？具体参考以下模板（对于函数名你可以随便写，当然最好贴近有意义的命名）。

外部中断0的中断服务函数：

void Int0()	interrupt 0
{
	... // 中断服务程序中要执行内容
}

定时器0的中断服务函数：

void Timer0()	interrupt 1
{
	... // 中断服务程序中要执行内容
}

外部中断1的中断服务函数：

void Int1()	interrupt 2
{
	... // 中断服务程序中要执行内容
}

定时器1的中断服务函数：

void Timer1()	interrupt 3
{
	... // 中断服务程序中要执行内容
}

串行口的中断服务函数：

void Serial()	interrupt 4
{
	... // 中断服务程序中要执行内容
}

② 使用外部中断0控制LED：

#include "reg52.h"			 //此文件中定义了单片机的一些特殊功能寄存器

typedef unsigned int u16;	  //对数据类型进行声明定义
typedef unsigned char u8;

sbit k3=P3^2;  //定义按键K3
sbit led=P2^0;	 //定义P20口是led

/*******************************************************************************
* 函 数 名         : delay
* 函数功能		   : 延时函数，i=1时，大约延时10us
*******************************************************************************/
void delay(u16 i)
{
	while(i--);	
}

/*******************************************************************************
* 函 数 名         : Int0Init()
* 函数功能		   : 初始化外部中断0
* 输    入         : 无
* 输    出         : 无
*******************************************************************************/
void Int0Init()
{
	//设置INT0，只有一个中断不需要考虑优先级
	IT0=1;//跳变沿出发方式（下降沿）
	EX0=1;//打开INT0的中断允许。	
	EA=1;//打开总中断	
}

/*******************************************************************************
* 函 数 名       : main
* 函数功能		 : 主函数
* 输    入       : 无
* 输    出    	 : 无
*******************************************************************************/
void main()
{	
	Int0Init();  //	初始化外部中断0
	while(1);		
}

/*******************************************************************************
* 函 数 名         : Int0()	interrupt 0
* 函数功能		   : 外部中断0的中断函数
* 输    入         : 无
* 输    出         : 无
*******************************************************************************/

void Int0()	interrupt 0		//外部中断0的中断函数
{
	delay(1000);	 //延时消抖
	if(k3==0)
	{
		led=~led;
	}
}

③ 使用外部中断1控制LED：

#include "reg52.h"			 //此文件中定义了单片机的一些特殊功能寄存器

typedef unsigned int u16;	  //对数据类型进行声明定义
typedef unsigned char u8;

sbit k4=P3^3;  //定义按键K4
sbit led=P2^0;	 //定义P20口是led

/*******************************************************************************
* 函 数 名         : delay
* 函数功能		   : 延时函数，i=1时，大约延时10us
*******************************************************************************/
void delay(u16 i)
{
	while(i--);	
}

/*******************************************************************************
* 函 数 名         : Int1Init()
* 函数功能		   : 初始化外部中断1
* 输    入         : 无
* 输    出         : 无
*******************************************************************************/
void Int1Init()
{
	//设置INT1，只有一个中断不需要考虑优先级
	IT1=1;//跳变沿出发方式（下降沿）
	EX1=1;//打开INT1的中断允许。	
	EA=1;//打开总中断	
}

/*******************************************************************************
* 函 数 名       : main
* 函数功能		 : 主函数
* 输    入       : 无
* 输    出    	 : 无
*******************************************************************************/
void main()
{	
	Int1Init();  //	初始化外部中断1
	while(1);		
}

/*******************************************************************************
* 函 数 名         : Int1()	interrupt 2
* 函数功能		   : 外部中断1的中断服务函数
* 输    入         : 无
* 输    出         : 无
*******************************************************************************/

void Int1()	interrupt 2		//外部中断1的中断服务函数
{
	delay(1000);	 //延时消抖
	if(k4==0)
	{
		led=~led;
	}
}

④ 简要分析：

1. 主程序首先执行中断初始化函数。
2. 在中断初始化函数中，因为8051单片机这些中断相关的寄存器支持位操作，所以直接以位操作的形式写入TCON、IE这些寄存器，分别设置中断触发方式与打开中断接口，以及总中断，最好的理解回顾之前的中断系统结构图。
3. 在中断服务程序中，我们在延时消除按键抖动后再进行按键判断，确认按键按下后进行LED电位反转。