51單片機之外部中斷應用實例(電平觸發、邊沿觸發)

• 硬件：STC89C52RC
• 開發工具：Keil uVision4

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前言：8051是一款很經典的、歷史悠久的單片機，作爲一款入門級的單片機8051受到很多初學者的歡迎。89c52是8051系列的成員之一，擁有8K字節程序存儲空間，512字節隨機數據存儲空間；I/O口控制端口、中斷功能、定時器及串行接口。下面詳細講述外部中斷功能的使用。

外部中斷：單片機提供的系統緊急事件的輸入控制。事件觸發的方式包括輸入信號的下降沿觸發、低電平觸發。當觸發中斷後，單片機會跳到某一個固定的地址去執行中斷服務程序。

外部中斷信號由INT0、INT1引腳傳送進來，如圖所示：

有關中斷處理的相關控制寄存器如下：

• 計時計數器控制寄存器 TCON
• 中斷允許控制寄存器 IE
• 中斷優先權寄存器 IP

寄存器並不算多，配置起來也不復雜。先對各個寄存器進行說明：

TCON寄存器：

“T”開頭的是計數/定時器相關位，“I”開頭的是外部中斷相關位，我們需要看的是後者：

IE寄存器：

IP寄存器：

CPU接到中斷信號發生時會停止當前的工作跳轉到中斷服務程序。那麼當CPU同時接到多箇中斷信號時，該怎麼選擇？當CPU正在中斷函數時又接受到另一箇中斷信號，該怎麼處理？

關於中斷的優先級有一下原則：
1、CPU同時接收到幾個中斷時，首先響應優先級最高的中斷請求，低優先的進入隊列等待；
2、正在進行的中斷過程不能被新的同級或低優先級的中斷請求所中斷；
3、正在進行的低優先級中斷服務，能被高優先級中斷請求中斷；

那麼，IP寄存器的某一中斷配置爲1就成爲高優先級。每一箇中斷在IP裏面只佔一位配置位（IP.x=0或OP.x=1），也就是說系統裏只存在兩種優先級，要麼是高優先級，要麼是低優先級。

如果，任何中斷都不配置IP寄存器的優先級，也等同於系統上電時，默認的優先級順序如下：

外部中斷0 > 定時/計數器0 > 外部中斷1 > 定時/計數器1 > 串行中斷

關於外部中斷的寄存器已經瞭解清楚了，接下來看代碼設計：

外部中斷0（下降沿觸發）

/*-----------------------------------------------
  功能：外部中斷0邊沿觸發
  現象：首先將P3.2口通過上拉電阻接到電源，保證在空閒時P3.2處於高電平；
       當外部中斷信號輸出口P3.2接到GND時，產生了一個下降沿信號，接到P0.0
       口的LED燈反轉；若此後P3.2持續接到GND，LED只反轉一次，這與電平觸發
       有區別。
------------------------------------------------*/

#include<reg52.h> 

sbit LED=P0^0; //定義LED端口

void DelayMs(unsigned char t)     //大致延時1mS
{
 unsigned short T=500;
 while(t--)
 {
     while(--T);
 }
}
void INT0_init(void) //外部中斷0初始化
{
  LED=1;       //LED口初始值
  EA=1;          //全局中斷開
  EX0=1;         //外部中斷0開
  IT0=1;         //邊沿觸發
}

main()
{
  INT0_init();
  while(1){
     //主循環
  }
}

//中斷服務程序  interrupt 0 指明是外部中斷0的中斷函數
/*
interrupt 0  指明是外部中斷0；
interrupt 1  指明是定時器中斷0； 
interrupt 2  指明是外部中斷1；
interrupt 3  指明是定時器中斷1；
interrupt 4  指明是串行口中斷；
*/
void ISR_Key(void) interrupt 0 using 1
{
 if(!INT0){
    DelayMs(10);       //防抖動
    if(!INT0){         
     LED=!LED;         //按下觸發一次，LED取反一次
    }
 }
}

外部中斷0（電平觸發）

/*-----------------------------------------------
  功能：外部中斷0電平觸發
  現象：首先將P3.2口通過上拉電阻接到電源，保證在空閒時P3.2處於高電平；
       當外部中斷信號輸出口P3.2接到GND時，產生了一個低電平信號，接到P0.0
       口的LED燈反轉；若此後P3.2持續接到GND，LED會反覆反轉，這與邊沿觸
       發有區別。
------------------------------------------------*/

#include<reg52.h> 

sbit LED=P0^0; //定義LED端口

void DelayMs(unsigned char t)     //大致延時1mS
{
 unsigned short T=500;
 while(t--)
 {
     while(--T);
 }
}
void INT0_init(void) //外部中斷0初始化
{
  LED=1;       //LED口初始值
  EA=1;          //全局中斷開
  EX0=1;         //外部中斷0開
  IT0=0;         //電平觸發
}

main()
{
  INT0_init();
  while(1){
     //主循環
  }
}

//中斷服務程序  interrupt 0 指明是外部中斷0的中斷函數
/*
interrupt 0  指明是外部中斷0；
interrupt 1  指明是定時器中斷0； 
interrupt 2  指明是外部中斷1；
interrupt 3  指明是定時器中斷1；
interrupt 4  指明是串行口中斷；
*/
void ISR_Key(void) interrupt 0 using 1
{
  if(!INT0){
    DelayMs(20);       //防抖動
    if(!INT0){         
     LED=!LED;         //按下觸發一次，LED取反一次
    }
 }
}

外部中斷1（下降沿觸發）

/*-----------------------------------------------
  功能：外部中斷1邊沿觸發
  現象：首先將P3.3口通過上拉電阻接到電源，保證在空閒時P3.3處於高電平；
       當外部中斷信號輸出口P3.3接到GND時，產生了一個下降沿信號，接到P0.0
       口的LED燈反轉；若此後P3.3持續接到GND，LED只反轉一次，這與電平觸發
       有區別。
------------------------------------------------*/

#include<reg52.h> 

sbit LED=P0^0; //定義LED端口
void DelayMs(unsigned char t)     //大致延時1mS
{
 unsigned short T=500;
 while(t--)
 {
     while(--T);
 }
}
void INT1_init(void) //外部中斷0初始化
{
  LED=1;       //LED口初始值
  EA=1;          //全局中斷開
  EX1=1;         //外部中斷1開
  IT1=1;         //邊沿觸發
}

main()
{
  INT1_init();
  while(1){
     //主循環
  }
}

/*
interrupt 0  指明是外部中斷0；
interrupt 1  指明是定時器中斷0； 
interrupt 2  指明是外部中斷1；
interrupt 3  指明是定時器中斷1；
interrupt 4  指明是串行口中斷；
*/
void ISR_Key(void) interrupt 2 using 1
{
 if(!INT1){
    DelayMs(10);       //防抖動
    if(!INT1){         
     LED=!LED;         //按下觸發一次，LED取反一次
    }
 }
}

#endif

外部中斷1（電平觸發）

/*-----------------------------------------------
  功能：外部中斷1電平觸發
  現象：首先將P3.3口通過上拉電阻接到電源，保證在空閒時P3.3處於高電平；
       當外部中斷信號輸出口P3.3接到GND時，產生了一個低電平信號，接到P0.0
       口的LED燈反轉；若此後P3.3持續接到GND，LED會反覆反轉，這與邊沿觸
       發有區別。
------------------------------------------------*/

#include<reg52.h> 

sbit LED=P0^0; //定義LED端口
void DelayMs(unsigned char t)     //大致延時1mS
{
 unsigned short T=500;
 while(t--)
 {
     while(--T);
 }
}
void INT1_init(void) //外部中斷1初始化
{
  LED=1;       //LED口初始值
  EA=1;          //全局中斷開
  EX1=1;         //外部中斷1開
  IT1=0;         //電平觸發
}

main()
{
  INT1_init();
  while(1){
     //主循環
  }
}

/*
interrupt 0  指明是外部中斷0；
interrupt 1  指明是定時器中斷0； 
interrupt 2  指明是外部中斷1；
interrupt 3  指明是定時器中斷1；
interrupt 4  指明是串行口中斷；
*/
void ISR_Key(void) interrupt 2 using 1
{
 if(!INT1){
    DelayMs(10);       //防抖動
    if(!INT1){         
     LED=!LED;         //按下觸發一次，LED取反一次
    }
 }
}

以上四種模式，代碼都是大同小異，比較一下就知道哪些是關鍵點了。

注意點：

• 上面的程序已經是測試過沒有問題的，如果出現led不反轉，那麼檢測一下電路，有一些集成了很多元件的開發板裏面電路複雜，幾個外圍元件可能共用一個IO口，容易被幹擾，以至於達不到想要的效果。最好還是買一個最小系統的單片機，所有IO獨立出來。
• 在選擇“電平觸發”模式下，因爲低電平的持續時間比較長（雖然只是按一下，對於單片機來說已經持續很長），會出現反覆進入中斷，導致LED不會反轉，解決方法就是在進入第一次中斷後，先把該中斷關閉掉並且用while循環，直到中斷信號引腳退出低電平狀態再打開中斷並退出while循環，這麼做缺點就是會阻塞在中斷裏面，可能導致主函數裏面的程序不能及時運行。
• 上面的代碼比較簡單，需要根據實驗出現的問題進一步優化。
• 外部中斷還可以應用到檢測波形的週期、佔空比、頻率以及紅外接收處理，有興趣可以試一下。

僅供參考，錯誤之處以及不足之處還望多多指教。