概念基础

什么是中断

当你正在看动漫时，突然手机来电话了，你暂停动漫，去接电话，在接电话的时候，又有人敲门，你暂时放下电话，去开门。我们可以把看动漫当作在执行主程序，那么电话就是中断源，电话铃响了就是中断请求，暂停动漫即是现场保护，接电话就是中断响应，有敲门声就是更高一级的中断请求，去开门则是中断嵌套，把门打开继续接电话就是中断返回，电话OK后继续看动漫则是现场恢复。

内核与外设之间的主要交互方式有两种轮询和中断，轮询工作效率极低，而且不具有响应紧急事件的功能；中断系统则使内核具备了应对突发事件的能力。

中断既然可以处理紧急事件，也就是不知道中断什么时候发生，所以每个中断都需要一个中断入口地址，即为中断向量，这样的话，无论中断什么时候发生，它都有一个确定的程序执行初始点。中断响应之后，执行的那段程序称之为中断服务函数，顾名思义它是专门为这个中断服务的。

51单片机的中断系统

80C51的中断系统有5个中断源 （忽略定时/计数器2） ，2个优先级，可实现二级中断嵌套。

中断源中断标志中断向量（地址）优先级序号（C语言）
外部中断0 INT0IE00003H10
定时/计数器0 T0TF0000BH21
外部中断1 INT1IE10013H32
定时/计数器1 T1TF1001BH43
串口中断RI/TI0023H54

中断系统结构

从前面的介绍我们可以知道，不管主程序执行到什么地方，只要外部中断0产生请求，内核就要响应该中断，就回到0003H这个地址去执行代码。如果使用汇编语言，则要记住每个中断源对应的地址；C语言则需要记住序号即可。

中断控制

4个特殊功能寄存器来实施中断控制：

  • 中断允许寄存器 IE (Interrupt Enable )
  • 中断优先级寄存器 IP ( Interrupt Priority )
  • 定时/计数器及外部中断控制寄存器 TCON
  • 串口控制寄存器 SCON

中断响应条件：

  • 中断源有中断请求
  • 此中断源的中断允许位为1
  • CPU中断允许位为1

中断允许寄存器 IE

位序76543210
名称EA--ESET1EX1ET0EX0
控制位（0禁止，1允许）总开关串口定时器1外部中断1定时器0外部中断0
位地址AFHACHABHAAHA9HA8H

中断优先级寄存器 IP

位序7654321
名称---PSPT1PX1PT0PX0
优先级控制位（0低，1高）串口定时器1外部中断1定时器0外部中断0
位地址BCHBBHBAHB9HB8H

定时/计数器的控制寄存器 TCON

位序76543210
位名称TF1TR1TF0TR0IE0IT1IE0IT0
  • TF1：定时/计数器T1溢出中断请求位（0：无中断请求，1：有中断请求）
  • TR1：定时/计数器T1启动位（0：停止定时/计数器，1：启动定时/计数器）
  • TF0：定时/计数器T0溢出中断请求位
  • TR0：定时/计数器T0启动位
  • IE1：外部中断1请求标志位
  • IT1：外部中断1触发方式控制位（0：低电平触发，1：下降沿触发）
  • IE0：外部中断0请求标志位
  • IT0：外部中断0触发方式控制位（0：低电平触发，1：下降沿触发）

下降沿：

电平从高电平（数字“1”）变为低电平（数字“0”）的那一瞬间叫作下降沿。

串行口控制寄存器 SCON

位序76543210
位名称------TIRI
  • TI：串行接口发送完成中断请求标志位（ 响应中断时需手动软件清除）
  • RI：串行接口接收完成中断请求标志位（ 响应中断时需手动软件清除）

一次中断的完整步骤

  1. 中断请求

    中断事件一旦发生，中断源提交中断请求（将中断标志位置为1），欲请求CPU暂停目前的工作，转向为该中断作专项服务；

  2. 中断使能

    虽然中断源提交了中断请求，但是能否得到CPU的响应，还要取决于该中断请求能否通过若干的关卡送达CPU（中断使能位为1，关卡放行），关卡有两类：

    • 此中断源的中断允许位
    • 全局中断允许位

  3. 中断响应

    如果一路通畅，则CPU响应该中断请求，记录断点，跳转到中断服务程序。对于INT和TMR中断，中断响应时中断标志位会被硬件自动清零。

  4. 中断处理

    对中断源进行有针对性的服务；

  5. 中断返回

    返回到主程序断点处，继续执行主程序；

1，3，5由硬件自动完成，2，4由用户编程完成。中断响应条件为1，2同时满足。

程序代码

#include<reg52.h>

void Delay(unsigned int ms){
 unsigned int i ,j;
 for(i = ms; i > 0; i--){
  for(j = 112; j>0; j--);
 }
}
void main(){
 P1 =   0x0f; //0000 1111
 EX1 = 1;     //外部中断1 INT1 打开
 EA =1;      //全局中断打开
 IT1 = 1;  //设置触发方式为下降沿触发
 while(1);
}

//中断服务函数
void low() interrupt 2{
 P1 = ~P1;
 Delay(200);
}

首先设置P1管脚连接的排灯为后四个灯亮，把各个卡点开启（如外部中断1 和 全局中断），IT1（P3.3）设置触发方式为下降沿，之后可以将引脚P3.3与P3.6（按键）连接，如此一来就可以通过按键来触发中断；

当按键按下松手时即是一个下降沿，此时会触发中断，执行中断服务函数，转变为前四个灯亮。