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1、YCF正版可修改PPT（中职）单片机原理及应用第三章教学课件第三章单片机翅味实脸的编写设计第三章单片机翅味实脸的编写设计模块概述模块概述单片机单片机SCM(Single Chip Microcomputer)，即，即MicroController，是把微型计算机主要部分都集成在一个，是把微型计算机主要部分都集成在一个芯片上的单芯片微型计算机。主要包括了微处理器芯片上的单芯片微型计算机。主要包括了微处理器(CPU)、存储器存储器(ROM,RAM),输入输入/输出口输出口(I/O口口)和定时器和定时器/计计数器、中断系统等功能部件。单片机自数器、中断系统等功能部件。单片机自20世纪世纪70年代出现
2、年代出现以来，已经有了很大的发展，被广泛应用于机械、测量控制、以来，已经有了很大的发展，被广泛应用于机械、测量控制、工业自动化、智能接口和智能仪表等许多领域。例如工业自动化、智能接口和智能仪表等许多领域。例如:单片机单片机与传统的机械产品相结合后简化产品结构，实现控制智能化，与传统的机械产品相结合后简化产品结构，实现控制智能化，成为新一代的机、电一体化产品成为新一代的机、电一体化产品;利用单片机来构成各种工业利用单片机来构成各种工业控制系统、数据采集系统等控制系统、数据采集系统等;在大型工业测控系统中，单片机在大型工业测控系统中，单片机进行接口的控制与管理，与计算机主机并行工作，可以大大进行接
3、口的控制与管理，与计算机主机并行工作，可以大大提高系统运行速度。为了使单片机初学者更好地了解单片机提高系统运行速度。为了使单片机初学者更好地了解单片机的简单应用，本章介绍六个简单实验电路的设计。的简单应用，本章介绍六个简单实验电路的设计。下一页第三章单片机翅味实脸的编写设计第三章单片机翅味实脸的编写设计教学目标教学目标1.掌握对单片机的掌握对单片机的I/O端口控制、各中断的具体应用设计方端口控制、各中断的具体应用设计方法。法。2.掌握单片机产生音乐的设计方法、发光二极管和多位七段掌握单片机产生音乐的设计方法、发光二极管和多位七段数码管显示的控制方法。数码管显示的控制方法。3.了解键盘输入的控制
4、设计方法以及模拟信号到数字信号的了解键盘输入的控制设计方法以及模拟信号到数字信号的简单转换控制设计方法等。简单转换控制设计方法等。下一页第三章单片机翅味实脸的编写设计第三章单片机翅味实脸的编写设计3.1单片机声控单片机声控LED灯控制器灯控制器3.2可控制的可控制的LED闪烁灯闪烁灯3.3LED流水灯效果的控制流水灯效果的控制3.4LED复杂显示效果的实验复杂显示效果的实验3.5单片机输出音频信号的方法单片机输出音频信号的方法3.6单片机单片机LED数码显示器数码显示器3.7练习练习3.1单片机声控单片机声控LED灯控制器灯控制器单片机声控单片机声控LED灯控制器也是利用计算机中断口来进行信号
5、灯控制器也是利用计算机中断口来进行信号输入的。学生通过本节的学习，可以进一步理解中断过程及输入的。学生通过本节的学习，可以进一步理解中断过程及其原理。其原理。一、实验组织要求一、实验组织要求1.实验目的实验目的.进一步了解计算机中断产生的机理进一步了解计算机中断产生的机理;.了解中断接口电路在实际中的应用。了解中断接口电路在实际中的应用。2.实验器材实验器材下一页返回3.1单片机声控单片机声控LED灯控制器灯控制器下一页上一页返回3.1单片机声控单片机声控LED灯控制器灯控制器3.教学节奏与方式教学节奏与方式下一页上一页返回3.1单片机声控单片机声控LED灯控制器灯控制器二、实验内容二、实验内
6、容1.声控前置放大电路与声控原理声控前置放大电路与声控原理本声控本声控LED灯闪亮控制器是利用单片机的中断系统实现控制灯闪亮控制器是利用单片机的中断系统实现控制的，为了使较小的声响触发脉冲也能触发单片机的中断系统，的，为了使较小的声响触发脉冲也能触发单片机的中断系统，必须有一个合适的音频放大器，以便于将微弱的声音信号得必须有一个合适的音频放大器，以便于将微弱的声音信号得到放大，其放大电路如到放大，其放大电路如图图3一一1所示。这里采用的是驻极体话所示。这里采用的是驻极体话筒，三极管几乎可以使用任何一个筒，三极管几乎可以使用任何一个NPN型三极管。其工作原型三极管。其工作原理是理是:话筒话筒MI
7、C拾取了外界的声音之后，将音频信号变为电气拾取了外界的声音之后，将音频信号变为电气信号，经过信号，经过C4传送给传送给VT2进行放大处理，并由进行放大处理，并由VT2的集电极的集电极输出。在话筒刚刚拾取声音的一瞬间，由于三极管的放大作输出。在话筒刚刚拾取声音的一瞬间，由于三极管的放大作用，使得用，使得VT2导通，导通，C极的电位下降，从而触发了单片机的中极的电位下降，从而触发了单片机的中断请求。电路中断请求。电路中C5的作用是为了稳定的作用是为了稳定P3.5端线的电压不发端线的电压不发生瞬间的跳变，以保证中断请求所需要的时间。在实生瞬间的跳变，以保证中断请求所需要的时间。在实下一页上一页返回3
8、.1单片机声控单片机声控LED灯控制器灯控制器际的实验中可根据单片机的设置，适当际的实验中可根据单片机的设置，适当n调整调整C5和和R34的参的参数值。数值。2.工作原理与电路制作工作原理与电路制作 由图可知，音频放大的输出端与由图可知，音频放大的输出端与89C51单片机的单片机的P3.5接接口连接，口连接，P3口是一个具有第二功能的接口，口是一个具有第二功能的接口，P3.5端的第二端的第二功能为定时器功能为定时器/计数器计数器1(T1)的外部脉冲信号输入端。如果的外部脉冲信号输入端。如果单片机内部相关设置被许可，当外部有脉冲信号输入到该脚单片机内部相关设置被许可，当外部有脉冲信号输入到该脚时
9、，定时器时，定时器/计数器的计数值将逐一累加，当累加后的数值大计数器的计数值将逐一累加，当累加后的数值大于计数器的最大值时，定时器于计数器的最大值时，定时器/计数器便向计数器便向CPU发出中断请发出中断请求，进而去执行中断程序。在这里以交通路口的红绿灯为例求，进而去执行中断程序。在这里以交通路口的红绿灯为例进行说明进行说明:当有汽车驶入路口时，该路口为红灯，而另外的路当有汽车驶入路口时，该路口为红灯，而另外的路口又没有车辆，此时红灯路口汽车的驶进而发出声响，此声口又没有车辆，此时红灯路口汽车的驶进而发出声响，此声响由单片机控制器接收到，并控制路口交通灯切换。单片机响由单片机控制器接收到，并控制
10、路口交通灯切换。单片机声控声控LED灯控制器元器件列表如灯控制器元器件列表如表表3一一1所示。所示。下一页上一页返回3.1单片机声控单片机声控LED灯控制器灯控制器本制作也可以选用万用电路板。这里使用了本教材配套的成本制作也可以选用万用电路板。这里使用了本教材配套的成品印制电路板品印制电路板(PCB板板)，装配好的电路板如，装配好的电路板如图图3一一2所示，图所示，图中线框内的电路即为声控电路元件。用一条连接线将中线框内的电路即为声控电路元件。用一条连接线将PCB板板上的上的“A，点与，点与“B”点点(见图见图3-2中白圈处中白圈处)连接起来，将连接起来，将声控放大电路的输出端与单片机的声控放
11、大电路的输出端与单片机的T1端连接，即完成本电路端连接，即完成本电路的全部制作过程。的全部制作过程。下一页上一页返回3.1单片机声控单片机声控LED灯控制器灯控制器3.单片机声音控制程序单片机声音控制程序本程序可以在交通灯程序的基础上加以改制。由于使用了定本程序可以在交通灯程序的基础上加以改制。由于使用了定时器时器/计数器的中断资源，因此中断入口地址为计数器的中断资源，因此中断入口地址为001 BH。但目前有一个新的问题，定时器但目前有一个新的问题，定时器/计数器要通过计数脉冲来工计数器要通过计数脉冲来工作的，怎样才能使其变为外部中断端口使用呢作的，怎样才能使其变为外部中断端口使用呢?其实只要
12、将定其实只要将定时器时器/计数器的预置初值设置为计数器的预置初值设置为FFH，那么，只要再增力口，那么，只要再增力口一个脉冲，就可使定时器一个脉冲，就可使定时器/计数器因记满数字而发生溢出现象，计数器因记满数字而发生溢出现象，进而向进而向CPU发出中断请求。因此，本实验的中心内容是综合发出中断请求。因此，本实验的中心内容是综合训练中断系统与定时器训练中断系统与定时器/计数器的参数设置及编程技巧，具体计数器的参数设置及编程技巧，具体程序如程序如表表3一一2所示。所示。下一页上一页返回3.1单片机声控单片机声控LED灯控制器灯控制器4.单片机声控单片机声控LED灯的调试灯的调试电路的供电电压为电路
13、的供电电压为5V，电阻器和电容器除了阻值和容量有要，电阻器和电容器除了阻值和容量有要求外，其他参数随意，在以上条件下本实验的制作和调试过求外，其他参数随意，在以上条件下本实验的制作和调试过程如下程如下:.接通接通5V电源，可以看到交通灯在按照正常的流程进行。将电源，可以看到交通灯在按照正常的流程进行。将万用表拨至万用表拨至lOV直流电压档，黑表笔接地，红表笔与直流电压档，黑表笔接地，红表笔与89C51单片机的单片机的15脚连接，目的是测量该脚的电压值脚连接，目的是测量该脚的电压值;.进行测量，此时表指针应大于进行测量，此时表指针应大于3V，对于单片机来说，此电，对于单片机来说，此电压值为高电平
14、，说明一切准备就绪压值为高电平，说明一切准备就绪;.对着话筒，两手猛然合击，此时万用表的指针会随之快速摆对着话筒，两手猛然合击，此时万用表的指针会随之快速摆动，说明前级放大电路工作正常，如果程序编写正确，那么动，说明前级放大电路工作正常，如果程序编写正确，那么可以看到路口上的实物交通灯会发生翻转，则本训练顺利完可以看到路口上的实物交通灯会发生翻转，则本训练顺利完成。成。上一页返回3.2可控制的可控制的LED闪烁灯闪烁灯通常情况下，单片机根据程序流程自动运行，还可根据传感通常情况下，单片机根据程序流程自动运行，还可根据传感器接收到的外界信息进行自动控制，但有时也需要人工输入器接收到的外界信息进行
15、自动控制，但有时也需要人工输入一些参数甚至强行加以控制，这时单片机就需要有人机对话一些参数甚至强行加以控制，这时单片机就需要有人机对话功能。单片机人机对话功能即根据单片机的输入功能。单片机人机对话功能即根据单片机的输入/输出等功能输出等功能引脚，将控制指令或数据输入到单片机内部，从而对系统运引脚，将控制指令或数据输入到单片机内部，从而对系统运行进行控制等。本节将就上述情况的实现进行讲解。行进行控制等。本节将就上述情况的实现进行讲解。一、实验组织要求一、实验组织要求1.实验目的实验目的.学会利用查询方式进行输入控制信息的方法学会利用查询方式进行输入控制信息的方法;.了解中断过程及其简单指令的使用
16、了解中断过程及其简单指令的使用;.掌握中断子程序的编写方法。掌握中断子程序的编写方法。下一页返回3.2可控制的可控制的LED闪烁灯闪烁灯下一页上一页返回3.2可控制的可控制的LED闪烁灯闪烁灯二、实验内容二、实验内容可控可控LED流水灯是通过外接开关与单片机的输入流水灯是通过外接开关与单片机的输入/输出接口相连，输出接口相连，利用开关通、断的变化，来改变程序的运行状态，一般来说，有利用开关通、断的变化，来改变程序的运行状态，一般来说，有两种控制方式两种控制方式:查询方式和中断方式。下面将结合实际，介绍单查询方式和中断方式。下面将结合实际，介绍单片机信息的输入与控制原理。片机信息的输入与控制原理
17、。1.按键的查询方式按键的查询方式顾名思义，查询方式就是通过主动检查和询问的方式来获取端口顾名思义，查询方式就是通过主动检查和询问的方式来获取端口信息的方式，是一个事先安排好了的计划和步骤的行为。因此，信息的方式，是一个事先安排好了的计划和步骤的行为。因此，单片机的程序运行时，中央处理器单片机的程序运行时，中央处理器CPU的注意力将定时在既定的注意力将定时在既定的窗口上出现，并检查端口状态。当查询窗口时间内，如果该引的窗口上出现，并检查端口状态。当查询窗口时间内，如果该引脚出现电平的变化，将被脚出现电平的变化，将被CPU发现，进而执行相应的开关程序，发现，进而执行相应的开关程序，单片机端口作为
18、输入端口使用时的结构示意图如单片机端口作为输入端口使用时的结构示意图如图图3-3所示。所示。当开关管当开关管VT截止时，端口因电阻截止时，端口因电阻R的存的存下一页上一页返回3.2可控制的可控制的LED闪烁灯闪烁灯在而显现出高电平在而显现出高电平;当开关当开关S闭合时，端口的电位被强行下拉闭合时，端口的电位被强行下拉至至0V，端口变为低电平，此时若有指令查询端口状态，那么，端口变为低电平，此时若有指令查询端口状态，那么开关被按下的信息将被开关被按下的信息将被CPU获取，进而可依据预期安排执行获取，进而可依据预期安排执行相应程序。相应程序。(1)单片机按键查询方式的控制电路原理在本节中，单片机单
19、片机按键查询方式的控制电路原理在本节中，单片机按键实验的输入电路如按键实验的输入电路如图图3-4所示。所示。89C51单片机的单片机的12脚脚和和14脚分别是属于脚分别是属于P3.2端口和端口和P3.4端口，通过开关端口，通过开关S1和和S2与地相连接。如果与地相连接。如果12脚和脚和14脚原来为高电平，当开关脚原来为高电平，当开关S1或或S2被按下时，相应的引脚因与地相连而变成低电平，这里被按下时，相应的引脚因与地相连而变成低电平，这里就有一个量的变化就有一个量的变化;反过来说，如果该引脚出现量的变化，就反过来说，如果该引脚出现量的变化，就说明该引脚上的开关被按下，根据程序的预先设置要求，说
20、明该引脚上的开关被按下，根据程序的预先设置要求，CPU将作出相应的程序处理，进而完成了开关的预置使命。将作出相应的程序处理，进而完成了开关的预置使命。下一页上一页返回3.2可控制的可控制的LED闪烁灯闪烁灯(2)单片机按键查询方式的程序流程以单片机按键查询方式的程序流程以12脚开关脚开关S1为例，当为例，当按键按下时，按键按下时，12脚的电平应由高电平变为低电平，这就要求脚的电平应由高电平变为低电平，这就要求在按键在按键S1被按下来之前，被按下来之前，12脚必须为高电平，因此在使用脚必须为高电平，因此在使用查询方式作为开关输入量的输入时，要通过软件将该脚置为查询方式作为开关输入量的输入时，要通
21、过软件将该脚置为高电平。查询方式的按键流程图如高电平。查询方式的按键流程图如图图3-5所示，显然，程序所示，显然，程序将根据将根据S1的状态来选择不同的执行路线，最终也就有了不同的状态来选择不同的执行路线，最终也就有了不同的运行结果。的运行结果。下面以下面以LED流水灯为例，通过修改程序，加入相应的查询指流水灯为例，通过修改程序，加入相应的查询指令，通过软件的判断，使原本固定的程序流程方向发生转向。令，通过软件的判断，使原本固定的程序流程方向发生转向。修改后的程序如修改后的程序如表表3一一3所示。所示。下一页上一页返回3.2可控制的可控制的LED闪烁灯闪烁灯将程序编译完成和烧录到芯片中之后，就
22、等待接插电路实验将程序编译完成和烧录到芯片中之后，就等待接插电路实验了。了。(3)按键控制电路的制作本节中所使用的开关没有什么特殊按键控制电路的制作本节中所使用的开关没有什么特殊要求，可以选用任何一种常开开关。这里使用了微型按键式要求，可以选用任何一种常开开关。这里使用了微型按键式开关，如开关，如图图3一一6所示，它有两组开关，在使用时一定要使用所示，它有两组开关，在使用时一定要使用万用表的电阻挡测量，分清楚常开开关点和常闭开关点。由万用表的电阻挡测量，分清楚常开开关点和常闭开关点。由于此微型开关是由塑料壳体组成，不宜过长时间地焊接，以于此微型开关是由塑料壳体组成，不宜过长时间地焊接，以免出现
23、开关接触不良的现象。焊接完毕的万用板正、反面情免出现开关接触不良的现象。焊接完毕的万用板正、反面情况况焊接完毕之后，利用万用表的电阻挡，在单片机电路板断电焊接完毕之后，利用万用表的电阻挡，在单片机电路板断电的情况下，对电路进行检查。开关电路的情况下，对电路进行检查。开关电路S1和和S2的检查流程的检查流程如如表表3一一4（1）所示。如）所示。如图图3一一7所示。所示。下一页上一页返回3.2可控制的可控制的LED闪烁灯闪烁灯经过电路的制作和程序的修改，使本节中的流水灯具有可人经过电路的制作和程序的修改，使本节中的流水灯具有可人工控制工控制LED点亮效果，其操作过程与演示效果如下点亮效果，其操作过
24、程与演示效果如下:.接通单片机电源之后，接通单片机电源之后，LED灯开始流动闪烁灯开始流动闪烁;.按下按下S1开关，开关，LED开始反向流动闪烁开始反向流动闪烁;.按下按下S1开关，停止流动闪烁开关，停止流动闪烁;.再按再按S1开关，程序又返回初始状态。开关，程序又返回初始状态。(4)程序去除按键抖动的工作原理将写好程序的单片机芯片程序去除按键抖动的工作原理将写好程序的单片机芯片插入集成电路插座上之后，程序运行正常。但按下开关之后，插入集成电路插座上之后，程序运行正常。但按下开关之后，有时有时LED流水灯能反向点亮，而有时会出现跳跃式的控制结流水灯能反向点亮，而有时会出现跳跃式的控制结果，给使
25、用带来不便，其原因是果，给使用带来不便，其原因是:尽管开关结构一切正常，但尽管开关结构一切正常，但在开关接通的一瞬间，在开关触电的两端会出现火花现象，在开关接通的一瞬间，在开关触电的两端会出现火花现象，如如图图3一一8所示，其结果好似开关接触和断开多次，所示，其结果好似开关接触和断开多次，CPU会认会认为连续按下几次开关。这主要是因为按键是一个机械器件，为连续按下几次开关。这主要是因为按键是一个机械器件，下一页上一页返回3.2可控制的可控制的LED闪烁灯闪烁灯在进行按键操作时由于按键的机械特性，按键在闭合与断开在进行按键操作时由于按键的机械特性，按键在闭合与断开的瞬间都存在一个抖动期，抖动期的
26、长短与按键质量有关，的瞬间都存在一个抖动期，抖动期的长短与按键质量有关，一般为一般为5-20ms。如果任其不管，程序将出现多次跳转的结。如果任其不管，程序将出现多次跳转的结果。那么如何才能去除开关上的火花现象而造成果。那么如何才能去除开关上的火花现象而造成CPU误判的误判的问题呢问题呢?方法有两种方法有两种:一是采取改进硬件电路来消除此现象一是采取改进硬件电路来消除此现象;二二是可以通过软件的形式来消除影响。软件消除开关触电抖动是可以通过软件的形式来消除影响。软件消除开关触电抖动程序如程序如图图3一一9所示。当所示。当CPU查询到有按键按下之后，延时一查询到有按键按下之后，延时一段时间之后再回
27、头查询一下该按键是否还是被按下，如状态段时间之后再回头查询一下该按键是否还是被按下，如状态未变，则说明开关为被按下状态未变，则说明开关为被按下状态;否则，程序将跳过开关程序，否则，程序将跳过开关程序，继续执行主程序。继续执行主程序。下一页上一页返回3.2可控制的可控制的LED闪烁灯闪烁灯图图3一一9中中t1和和t3按键均为抖动期时的开关触电接触状态波形，按键均为抖动期时的开关触电接触状态波形，t2为按键被按下而可靠接触的时间。目前为按键被按下而可靠接触的时间。目前MCS51单片机处单片机处理与判断事件的速度为理与判断事件的速度为s级，而按键的抖动期是级，而按键的抖动期是ms级的。级的。显然，若
28、不加以处理，这个抖动期对按键操作的识别是有影显然，若不加以处理，这个抖动期对按键操作的识别是有影响的。响的。(5)位数据判断转移指令位数据判断转移指令 JNB bit,STRAT若位地址若位地址(bit)=0时，则立即转移到时，则立即转移到指定的地址指定的地址“STRAT“.JB bit,STRAT;若位地址若位地址(bit)=1时，则立即转移到时，则立即转移到指定的地址指定的地址“STRAT.(6)位置位指令位置位指令 SETB bit;将位将位“bit，置，置1。下一页上一页返回3.2可控制的可控制的LED闪烁灯闪烁灯2.按键的中断方式按键的中断方式(1)中断技术概况中断是在执行或做某件事
29、的过程中，被随中断技术概况中断是在执行或做某件事的过程中，被随机出现的某一情况而打断了的现象。中断现象可形象地比喻机出现的某一情况而打断了的现象。中断现象可形象地比喻成如下情况成如下情况:.一个人在看书一个人在看书;.突然有人敲门突然有人敲门;.你会放下书，在书页间夹好标签你会放下书，在书页间夹好标签;.起身去开门，并在门口与人交谈起身去开门，并在门口与人交谈;.电话铃响了电话铃响了;.让客人稍等片刻让客人稍等片刻;.转而去接电话转而去接电话;.然后又回到门口与来人继续交谈然后又回到门口与来人继续交谈;下一页上一页返回3.2可控制的可控制的LED闪烁灯闪烁灯.结束交谈后，关好门，回到书桌前，接
30、着之前做标签的地方结束交谈后，关好门，回到书桌前，接着之前做标签的地方继续阅读。继续阅读。上述片段是人们在日常生活中经常遇到的情景，可以说，在上述片段是人们在日常生活中经常遇到的情景，可以说，在日常生活中，我们经常被外界某一事件所打断。这就是我们日常生活中，我们经常被外界某一事件所打断。这就是我们日常生活中的中断现象。日常生活中的中断现象。同样，在计算机的运行过程中，中央处理器每时每刻都在不同样，在计算机的运行过程中，中央处理器每时每刻都在不停地忙碌着，它既要主持主程序的工作流程，还经常被外部停地忙碌着，它既要主持主程序的工作流程，还经常被外部其他事件所打断。这种被打断的情况是随机性的，在这样
31、的其他事件所打断。这种被打断的情况是随机性的，在这样的环境下，环境下，CPU将根据所接收到的中断信息的轻重缓急，合理将根据所接收到的中断信息的轻重缓急，合理安排眼前的事物，及时合理地处理外部事件。安排眼前的事物，及时合理地处理外部事件。从整体上来看，中断其实就是一个资源面向多项任务的分时从整体上来看，中断其实就是一个资源面向多项任务的分时控制技术，由于只有一个控制技术，由于只有一个CPU，采用中断技术可有效地解决，采用中断技术可有效地解决各个事件之间的矛盾。中断技术是计算机系统中的一项重要各个事件之间的矛盾。中断技术是计算机系统中的一项重要的组成部分，是一项资源共享技术。的组成部分，是一项资源
32、共享技术。下一页上一页返回3.2可控制的可控制的LED闪烁灯闪烁灯(2)51单片机的中断系统在计算机系统中，中断是一个非常单片机的中断系统在计算机系统中，中断是一个非常重要的概念。在重要的概念。在89C51单片机中，共设立有单片机中，共设立有5个中断源个中断源:外部外部中断源中断源INT0和和INTl两个，定时器两个，定时器/计数器中断源两个，串计数器中断源两个，串口中断源一个。例如，外部中断源口中断源一个。例如，外部中断源IN”与某一电路相连，假与某一电路相连，假如此时单片机的程序设置允许使用该中断源，那么，当有信如此时单片机的程序设置允许使用该中断源，那么，当有信号接人号接人INT1时，时
33、，CPU会停下正在运行的程序，并将中断的会停下正在运行的程序，并将中断的程序做上标记，转而去执行此中断程序程序做上标记，转而去执行此中断程序;当中断程序执行完毕当中断程序执行完毕以后，以后，CPU首先要提取标记，再根据标记所指的地址，回到首先要提取标记，再根据标记所指的地址，回到上次被中断的地方继续执行原来的程序。这里提到的上次被中断的地方继续执行原来的程序。这里提到的“做标做标记记”，在单片机中称之为入栈，提取标记的过程称之为出栈。，在单片机中称之为入栈，提取标记的过程称之为出栈。下一页上一页返回3.2可控制的可控制的LED闪烁灯闪烁灯那么，那么，CPU何时响应中断请求呢何时响应中断请求呢?
34、这主要决定于单片机工作这主要决定于单片机工作程序的设置，也就是说，根据编程者的预期来设定程序，具程序的设置，也就是说，根据编程者的预期来设定程序，具体是体是:通过程序对单片机中有关中断的寄存器进行设置，这些通过程序对单片机中有关中断的寄存器进行设置，这些寄存器有中断允许寄存器、定时器控制寄存器、串行口控制寄存器有中断允许寄存器、定时器控制寄存器、串行口控制寄存器和中断优先级控制寄存器。寄存器和中断优先级控制寄存器。51系列单片机的中断系统结构图如系列单片机的中断系统结构图如图图3一一10所示。从图中可所示。从图中可以了解到，单片机能否被中断所左右，关键要看以了解到，单片机能否被中断所左右，关键
35、要看TCON,IE和和IP这这3个寄存器的状态，其中个寄存器的状态，其中IE寄存器中的寄存器中的EA为中断总允许。为中断总允许。下面将分别作详细介绍。下面将分别作详细介绍。下一页上一页返回3.2可控制的可控制的LED闪烁灯闪烁灯(3)中断允许寄存器中断允许寄存器(IE)单片机中断程序是否能被允许执行，单片机中断程序是否能被允许执行，首先要由首先要由“中断允许寄存器中断允许寄存器”来决定，它就像一个大宅院，来决定，它就像一个大宅院，要进入房间，首先要通过大门，然后再打开房门进入房间要进入房间，首先要通过大门，然后再打开房门进入房间,这这个宅院的大门，就好似单片机中断系统中的中断总允许，具个宅院的
36、大门，就好似单片机中断系统中的中断总允许，具体的中断源就好比宅院中的一扇房间门，缺少其中的任何环体的中断源就好比宅院中的一扇房间门，缺少其中的任何环节，中断过程都无法完成。中断允许寄存器用节，中断过程都无法完成。中断允许寄存器用IE来表示，字来表示，字节地址为节地址为A8H，如，如表表3-4（2）所示，该单元中的所示，该单元中的8个位中个位中的位地址的位地址AEH和和ADH为无效位，下面将具体介绍其他几个为无效位，下面将具体介绍其他几个位地址具体含义。位地址具体含义。下一页上一页返回3.2可控制的可控制的LED闪烁灯闪烁灯EA:中断允许总控制位。中断允许总控制位。EA=1，中断总允许打开，中断
37、总允许打开;EA=0，中断总允许关闭。，中断总允许关闭。ES:串行中断允许控制位。串行中断允许控制位。ES=1，允许串行中断，允许串行中断;ES=0，关闭串行中断。，关闭串行中断。ETl:定时器定时器/计数器计数器1中断允许控制位。中断允许控制位。ETl=1，允许定时默计数器，允许定时默计数器1的中断请求的中断请求;ETl=0，关闭定时器，关闭定时器/计数器计数器1的中断请求。的中断请求。EXl:外部中断外部中断1允许控制位。允许控制位。EXl=1，允许外部中断，允许外部中断1的中断请求的中断请求;EXl=0，关闭外部中断，关闭外部中断1的中断请求。的中断请求。下一页上一页返回3.2可控制的可
38、控制的LED闪烁灯闪烁灯 ETO:定时器定时器/计数器计数器0中断允许控制位。中断允许控制位。ET0=1，允许定时默计数器，允许定时默计数器1的中断请求的中断请求;ET0=0，关闭定时器，关闭定时器/计数器计数器1的中断请求。的中断请求。EXO:外部中断外部中断0允许控制位。允许控制位。EX1=1，允许外部中断，允许外部中断1的中断请求的中断请求;EX1=0，关闭外部中断，关闭外部中断1的中断请求。的中断请求。(4)定时器控制寄存器定时器控制寄存器(TCON)定时器定时器/计数器的启动、中断计数器的启动、中断请求标志位及外部中断请求标志位、外部中断信号触发方式请求标志位及外部中断请求标志位、外
39、部中断信号触发方式都在本寄存器中进行设置。定时器控制寄存器的字节地址是都在本寄存器中进行设置。定时器控制寄存器的字节地址是88H，位地址及相关名称如，位地址及相关名称如表表3一一5所示。所示。下一页上一页返回3.2可控制的可控制的LED闪烁灯闪烁灯在在8个位地址中，与中断有直接关系的只有个位地址中，与中断有直接关系的只有6位，具体如下。位，具体如下。.IEO:外部中断外部中断0请求标志位。请求标志位。IEO=1，外部中断，外部中断0有请求。有请求。.IEl:外部中断外部中断1请求标志位。请求标志位。IEl=1，外部中断，外部中断1有请求。有请求。.ITO:外部中断外部中断0(INTO)请求方式
40、控制位。请求方式控制位。IT0=1，外部中断，外部中断INTO端为负脉冲触发中断方式。端为负脉冲触发中断方式。IT0=0，外部中断，外部中断INTO端为低电平触发中断方式。端为低电平触发中断方式。.IT1:外部中断外部中断1(INTl)请求方式控制位。请求方式控制位。IT0=1，外部中断，外部中断INTl端为负脉冲触发中断方式。端为负脉冲触发中断方式。IT0=0，外部中断，外部中断INTl端为低电平触发中断方式。端为低电平触发中断方式。TF0:定时器定时器/计数器计数器0中断请求标志位。中断请求标志位。TF0=1，定时器，定时器/计数器计数溢出请求中断。当计数器计数溢出请求中断。当CPU执行此
41、执行此中断程序后，中断程序后，TF0被清零。被清零。下一页上一页返回3.2可控制的可控制的LED闪烁灯闪烁灯.TF1:定时器定时器/计数器计数器1中断请求标志位。中断请求标志位。TF0=1，定时器，定时器/计数器计数器1计数溢出请求中断。当计数溢出请求中断。当CPU执行执行此中断程序后，此中断程序后，TF1被清零。被清零。.TR1,TR0:分别是定时器分别是定时器/计数器计数器1和定时器和定时器/计数器计数器0的计数的计数启动控制位。启动控制位。TR1(或或TR0)=1时，定时器时，定时器/计数器开始计数。计数器开始计数。TR1(或或TR0)=0时，定时器时，定时器/计数器停止计数。计数器停止
42、计数。(5)中断优先级控制寄存器中断优先级控制寄存器(IP)我们知道，我们知道，51系列单片机共系列单片机共有有5个中断源。在条件许可的情况下，这个中断源。在条件许可的情况下，这5个中断源都可以向个中断源都可以向CPU发出中断请求，假若出现同时申请中断的情况，发出中断请求，假若出现同时申请中断的情况，CPU将如将如何进行处理呢何进行处理呢?这要根据中断事件的轻重缓急来定。在单片机中，这要根据中断事件的轻重缓急来定。在单片机中，设置了设置了“中断优先级控制寄存器中断优先级控制寄存器”，通过对该寄存器的设置，通过对该寄存器的设置，就可以设定各中断源的优先级别，具体如就可以设定各中断源的优先级别，具
43、体如下一页上一页返回3.2可控制的可控制的LED闪烁灯闪烁灯表表3一一6所示，中断优先级控制寄存器由所示，中断优先级控制寄存器由IP来表示，字节地址来表示，字节地址为为BBH.51系列单片机共分有两个级别，即高优先级和低优系列单片机共分有两个级别，即高优先级和低优先级，具体解释如下。先级，具体解释如下。.PS:串行串行I/O口中断优先级控制位。口中断优先级控制位。PS=1，高优先级，高优先级;PS=0，低优先级。，低优先级。.PT1:定时器定时器/计数器计数器1中断请求优先级控制位。中断请求优先级控制位。PT1=1，高优先级高优先级;PT1=0，低优先级。，低优先级。.PX1:外部中断外部中断
44、1中断优先级控制位。中断优先级控制位。PX1=1，高优先级，高优先级;PX1=0，低优先级。，低优先级。.PT0:定时器定时器/计数器计数器0中断优先级控制位。中断优先级控制位。PT0=1，高优，高优先级先级;PT0=0，低优先级。，低优先级。.PX0:外部中断外部中断0中断优先级控制位。中断优先级控制位。PX0=1.高优先级高优先级:PX0=0.低优先级。低优先级。下一页上一页返回3.2可控制的可控制的LED闪烁灯闪烁灯(6)中断的响应过程当几个相同级别的中断源同时向中断的响应过程当几个相同级别的中断源同时向CPU申申请中断，且这几个中断源被设置为允许中断，中断总允许的请中断，且这几个中断源
45、被设置为允许中断，中断总允许的大门也被打开，那么它们被大门也被打开，那么它们被CPU响应和执行中断程序的顺序响应和执行中断程序的顺序为为:.外部中断外部中断0中断中断;.定时器定时器/计数器计数器0中断中断;.外部中断外部中断1中断中断;.定时器定时器/计数器计数器1中断中断;.串行口中断。串行口中断。下一页上一页返回3.2可控制的可控制的LED闪烁灯闪烁灯中断源被响应后，必然会转移程序地址，去执行中断程序，中断源被响应后，必然会转移程序地址，去执行中断程序，那么怎样才能准确找到和执行申请中断的程序呢那么怎样才能准确找到和执行申请中断的程序呢?根据不同的根据不同的中断源中断源,51系列单片机通
46、过硬件设置了系列单片机通过硬件设置了5个中断源入口地址，个中断源入口地址，一个中断源对应一个中断入口地址，中断源被响应之后，程一个中断源对应一个中断入口地址，中断源被响应之后，程序便转向该中断源的入口地址，并执行中断程序。中断源入序便转向该中断源的入口地址，并执行中断程序。中断源入口地址及说明，如口地址及说明，如表表3-7所示。所示。由于每一个中断源对应一个中断入口，在中断源得到响应时，由于每一个中断源对应一个中断入口，在中断源得到响应时，相应的中断标志位被置相应的中断标志位被置1,等待等待CPU执行该中断。如果该中断执行该中断。如果该中断没有被响应，则该中断标志将一直保持，除非人为清零中断没
47、有被响应，则该中断标志将一直保持，除非人为清零中断标志位标志位;当当CPU开始执行中断程序之后，该中断标志会被硬件开始执行中断程序之后，该中断标志会被硬件清零清零;然而，对于串行口中断标志而言，中断程序在响应之后，然而，对于串行口中断标志而言，中断程序在响应之后，中断标志位不会被单片机自动清零，而需要在中断服务程序中断标志位不会被单片机自动清零，而需要在中断服务程序中安排指令，以清除被执行的中断标志。中安排指令，以清除被执行的中断标志。下一页上一页返回3.2可控制的可控制的LED闪烁灯闪烁灯(7)中断方中断方.式下的开关控制式下的开关控制LED交通灯交通灯89C51单片机的单片机的12脚不仅是
48、通用型的输入脚不仅是通用型的输入/输出口，而且也是单片机的外部中断输出口，而且也是单片机的外部中断0的信息输入端口，因此，在进行中断控制实验的时候无需更的信息输入端口，因此，在进行中断控制实验的时候无需更换按键引脚，只是控制机理发生了变化而已。下面将以换按键引脚，只是控制机理发生了变化而已。下面将以LED交通红绿灯为例，采用计算机中断技术，在交通红绿灯为例，采用计算机中断技术，在LED交通灯的控交通灯的控制系统中，加入东西向临时放行的延时效果，具体程序如制系统中，加入东西向临时放行的延时效果，具体程序如表表3一一8所示。所示。与前面交通红绿灯不同的是，在表与前面交通红绿灯不同的是，在表3一一8
49、所示的程序中，已经所示的程序中，已经加入了开关按键中断处理控制指令，如主程序中添加的中断加入了开关按键中断处理控制指令，如主程序中添加的中断指令有指令有:MAIN:MOV SP,#30H;重新设置堆栈指针重新设置堆栈指针 SETB ITO;外部中断外部中断0的中断方式为下降沿，若使用清除的中断方式为下降沿，若使用清除指令指令CLR ITO，则变更为低电平触发中断，则变更为低电平触发中断下一页上一页返回3.2可控制的可控制的LED闪烁灯闪烁灯SETB EXO;为开启外部中断为开启外部中断0的允许指令，若改用的允许指令，若改用CLR EXO指令，则关闭了外部中断指令，则关闭了外部中断0SETB E
50、A;开启了单片机中断的总允许开启了单片机中断的总允许程序编译和烧录后，即可接人电路测试，按照本程序的工作程序编译和烧录后，即可接人电路测试，按照本程序的工作意图，开机后程序进入正常控制轨迹。当按下意图，开机后程序进入正常控制轨迹。当按下S1开关之后，开关之后，单片机将立即进入中断程序，东、西方向的绿色单片机将立即进入中断程序，东、西方向的绿色LED灯被强灯被强行点亮行点亮lOs，而后又自动返回正常的运行状态。实验时，最，而后又自动返回正常的运行状态。实验时，最好赶在东、西方向刚刚变为红灯时按下好赶在东、西方向刚刚变为红灯时按下S1，此时东、西方向，此时东、西方向绿色的绿色的LED灯又被点亮，更