第66节：单片机外部中断的基础
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从业近十年!手把手教你单片机程序框架 第66讲
开场白：
外部中断是单片机非常重要的内部资源，应用很广，它是单片机的高速开关感应器输入接口，它可以检测脉冲输入，可以接收红外遥控器的输入信号，可以检测高速运转的车轮或者电机圆周运动的反馈信号，可以检测输液器里瞬间即逝的水滴信号，可以接收模拟串口的数据信息，等等。
这一节要教大家两个知识点：
第一个：外部中断的初始化代码和中断函数的基本程序模板。
第二个：当系统存在两种中断以上时，如何设置外部中断0为最高优先级，实现中断嵌套功能。
具体内容，请看源代码讲解。
(1)硬件平台：
基于朱兆祺51单片机学习板。用S1按键作为模拟外部中断0的下降沿脉冲输入。原来S1按键是直接连接到P0^0口的，因此必须通过跳线把P0^0口连接到单片机外部中断0专用IO口P3^2上，只需把P0^0和P3^2的两根黄颜色跳冒去掉，通过一根线把P0^0和P3^2相互连接起来即可。这时每按下一次S1按键，就会给P3^2口产生一个下降沿的脉冲，然后程序会自动跳到中断函数中执行一次。
(2)实现功能：
用数码管低4位显示记录当前的下降沿脉冲数。用S1按键经过跳线后模拟外部中断0的下降沿输入，每按一次数码管就会显示往上累加的脉冲数。由于按键按下去的时候有抖动，也就按一次可能产生几个脉冲，所以按一次往往看到数据一次加了三四个，这种实验现象都是正常的。
(3)源代码讲解如下：
#include "REG52.H"
#define const_voice_short 40 //蜂鸣器短叫的持续时间
#define const_key_time1 20 //按键去抖动延时的时间
void initial_myself();
void initial_peripheral();
void delay_short(unsigned int uiDelayShort);
void delay_long(unsigned int uiDelaylong);
//驱动数码管的74HC595
void dig_hc595_drive(unsigned char ucDigStatusTemp16_09,unsigned char ucDigStatusTemp08_01);
void display_drive(); //显示数码管字模的驱动函数
void display_service(); //显示的窗口菜单服务程序
//驱动LED的74HC595
void hc595_drive(unsigned char ucLedStatusTemp16_09,unsigned char ucLedStatusTemp08_01);
void T0_time(); //定时中断函数
void INT0_int();//外部0中断函数
sbit key_gnd_dr=P0^4; //模拟独立按键的地GND，因此必须一直输出低电平
sbit beep_dr=P2^7; //蜂鸣器的驱动IO口
sbit dig_hc595_sh_dr=P2^0; //数码管的74HC595程序
sbit dig_hc595_st_dr=P2^1;
sbit dig_hc595_ds_dr=P2^2;
unsigned char ucDigShow8; //第8位数码管要显示的内容
unsigned char ucDigShow7; //第7位数码管要显示的内容
unsigned char ucDigShow6; //第6位数码管要显示的内容
unsigned char ucDigShow5; //第5位数码管要显示的内容
unsigned char ucDigShow4; //第4位数码管要显示的内容
unsigned char ucDigShow3; //第3位数码管要显示的内容
unsigned char ucDigShow2; //第2位数码管要显示的内容
unsigned char ucDigShow1; //第1位数码管要显示的内容
unsigned char ucDigDot8; //数码管8的小数点是否显示的标志
unsigned char ucDigDot7; //数码管7的小数点是否显示的标志
unsigned char ucDigDot6; //数码管6的小数点是否显示的标志
unsigned char ucDigDot5; //数码管5的小数点是否显示的标志
unsigned char ucDigDot4; //数码管4的小数点是否显示的标志
unsigned char ucDigDot3; //数码管3的小数点是否显示的标志
unsigned char ucDigDot2; //数码管2的小数点是否显示的标志
unsigned char ucDigDot1; //数码管1的小数点是否显示的标志
unsigned char ucDigShowTemp=0; //临时中间变量
unsigned char ucDisplayDriveStep=1; //动态扫描数码管的步骤变量
unsigned char ucWd1Update=1; //窗口1更新显示标志
unsigned char ucWd=1; //本程序的核心变量，窗口显示变量。类似于一级菜单的变量。代表显示不同的窗口。本程序只有一个显示窗口
unsigned int uiPluseCnt=0; //本程序中累加中断脉冲数的变量
unsigned char ucTemp1=0; //中间过渡变量
unsigned char ucTemp2=0; //中间过渡变量
unsigned char ucTemp3=0; //中间过渡变量
unsigned char ucTemp4=0; //中间过渡变量
//根据原理图得出的共阴数码管字模表
code unsigned char dig_table[]=
{
0x3f, //0 序号0
0x06, //1 序号1
0x5b, //2 序号2
0x4f, //3 序号3
0x66, //4 序号4
0x6d, //5 序号5
0x7d, //6 序号6
0x07, //7 序号7
0x7f, //8 序号8
0x6f, //9 序号9
0x00, //无 序号10
0x40, //- 序号11
0x73, //P 序号12
};
void main()
{
initial_myself();
delay_long(100);
initial_peripheral();
while(1)
{
display_service(); //显示的窗口菜单服务程序
}
}
void display_service() //显示的窗口菜单服务程序
{
switch(ucWd) //本程序的核心变量，窗口显示变量。类似于一级菜单的变量。代表显示不同的窗口。
{
case 1: //显示第一个窗口的数据 本系统中只有一个显示窗口
if(ucWd1Update==1) //窗口1要全部更新显示
{
ucWd1Update=0; //及时清零标志，避免一直进来扫描
ucDigShow8=10; //第8位数码管显示无
ucDigShow7=10; //第7位数码管显示无
ucDigShow6=10; //第6位数码管显示无
ucDigShow5=10; //第5位数码管显示无
//先分解数据
ucTemp4=uiPluseCnt/1000;
ucTemp3=uiPluseCnt%1000/100;
ucTemp2=uiPluseCnt%100/10;
ucTemp1=uiPluseCnt%10;
//再过渡需要显示的数据到缓冲变量里，让过渡的时间越短越好
//以下增加的if判断就是略作修改，把整个4位数据中高位为0的去掉不显示。
if(uiPluseCnt<1000)
{
ucDigShow4=10; //如果小于1000，千位显示无
}
else
{
ucDigShow4=ucTemp4; //第4位数码管要显示的内容
}
if(uiPluseCnt<100)
{
ucDigShow3=10; //如果小于100，百位显示无
}
else
{
ucDigShow3=ucTemp3; //第3位数码管要显示的内容
}
if(uiPluseCnt<10)
{
ucDigShow2=10; //如果小于10，十位显示无
}
else
{
ucDigShow2=ucTemp2; //第2位数码管要显示的内容
}
ucDigShow1=ucTemp1; //第1位数码管要显示的内容
}
break;
}
}
void display_drive()
{
//以下程序，如果加一些数组和移位的元素，还可以压缩容量。但是鸿哥追求的不是容量，而是清晰的讲解思路
switch(ucDisplayDriveStep)
{
case 1: //显示第1位
ucDigShowTemp=dig_table[ucDigShow1];
if(ucDigDot1==1)
{
ucDigShowTemp=ucDigShowTemp|0x80; //显示小数点
}
dig_hc595_drive(ucDigShowTemp,0xfe);
break;
case 2: //显示第2位
ucDigShowTemp=dig_table[ucDigShow2];
if(ucDigDot2==1)
{
ucDigShowTemp=ucDigShowTemp|0x80; //显示小数点
}
dig_hc595_drive(ucDigShowTemp,0xfd);
break;
case 3: //显示第3位
ucDigShowTemp=dig_table[ucDigShow3];
if(ucDigDot3==1)
{
ucDigShowTemp=ucDigShowTemp|0x80; //显示小数点
}
dig_hc595_drive(ucDigShowTemp,0xfb);
break;
case 4: //显示第4位
ucDigShowTemp=dig_table[ucDigShow4];
if(ucDigDot4==1)
{
ucDigShowTemp=ucDigShowTemp|0x80; //显示小数点
}
dig_hc595_drive(ucDigShowTemp,0xf7);
break;
case 5: //显示第5位
ucDigShowTemp=dig_table[ucDigShow5];
if(ucDigDot5==1)
{
ucDigShowTemp=ucDigShowTemp|0x80; //显示小数点
}
dig_hc595_drive(ucDigShowTemp,0xef);
break;
case 6: //显示第6位
ucDigShowTemp=dig_table[ucDigShow6];
if(ucDigDot6==1)
{
ucDigShowTemp=ucDigShowTemp|0x80; //显示小数点
}
dig_hc595_drive(ucDigShowTemp,0xdf);
break;
case 7: //显示第7位
ucDigShowTemp=dig_table[ucDigShow7];
if(ucDigDot7==1)
{
ucDigShowTemp=ucDigShowTemp|0x80; //显示小数点
}
dig_hc595_drive(ucDigShowTemp,0xbf);
break;
case 8: //显示第8位
ucDigShowTemp=dig_table[ucDigShow8];
if(ucDigDot8==1)
{
ucDigShowTemp=ucDigShowTemp|0x80; //显示小数点
}
dig_hc595_drive(ucDigShowTemp,0x7f);
break;
}
ucDisplayDriveStep++;
if(ucDisplayDriveStep>8) //扫描完8个数码管后，重新从第一个开始扫描
{
ucDisplayDriveStep=1;
}
}
//数码管的74HC595驱动函数
void dig_hc595_drive(unsigned char ucDigStatusTemp16_09,unsigned char ucDigStatusTemp08_01)
{
unsigned char i;
unsigned char ucTempData;
dig_hc595_sh_dr=0;
dig_hc595_st_dr=0;
ucTempData=ucDigStatusTemp16_09; //先送高8位
for(i=0;i<8;i++)
{
if(ucTempData>=0x80)dig_hc595_ds_dr=1;
else dig_hc595_ds_dr=0;
dig_hc595_sh_dr=0; //SH引脚的上升沿把数据送入寄存器
delay_short(1);
dig_hc595_sh_dr=1;
delay_short(1);
ucTempData=ucTempData<<1;
}
ucTempData=ucDigStatusTemp08_01; //再先送低8位
for(i=0;i<8;i++)
{
if(ucTempData>=0x80)dig_hc595_ds_dr=1;
else dig_hc595_ds_dr=0;
dig_hc595_sh_dr=0; //SH引脚的上升沿把数据送入寄存器
delay_short(1);
dig_hc595_sh_dr=1;
delay_short(1);
ucTempData=ucTempData<<1;
}
dig_hc595_st_dr=0; //ST引脚把两个寄存器的数据更新输出到74HC595的输出引脚上并且锁存起来
delay_short(1);
dig_hc595_st_dr=1;
delay_short(1);
dig_hc595_sh_dr=0; //拉低，抗干扰就增强
dig_hc595_st_dr=0;
dig_hc595_ds_dr=0;
}
void T0_time() interrupt 1 //定时器中断函数
{
TF0=0; //清除中断标志
TR0=0; //关中断
display_drive(); //数码管字模的驱动函数
TH0=0xfe; //重装初始值(65535-500)=65035=0xfe0b
TL0=0x0b;
TR0=1; //开中断
}
/* 注释一：
* 用朱兆祺51学习板中的S1按键作为模拟外部中断0的下降沿脉冲输入。
* 原来S1按键是直接连接到P0^0口的，因此必须通过跳线把P0^0口连接到
* 单片机外部中断0专用IO口P3^2上，只需把P0^0和P3^2的两个黄颜色跳冒去掉，通过一根
* 线把P0^0和P3^2相互连接起来即可。这时每按下一次S1按键，就会给P3^2口
* 产生一个下降沿的脉冲，然后程序会自动跳到以下中断函数中执行一次。
* 由于按键按下去的时候有抖动，也就按一次可能产生几个脉冲，所以按一次往往看到数据一次加了三四个，
* 这种实验现象都是正常的。
*/
void INT0_int(void) interrupt 0 //INT0外部中断函数
{
EX0=0; //禁止外部0中断 这个只是我个人的编程习惯，也可以不关闭
uiPluseCnt++; //累计外部中断下降沿的脉冲数
ucWd1Update=1; //窗口1更新显示
EX0=1; //打开外部0中断
}
void delay_short(unsigned int uiDelayShort)
{
unsigned int i;
for(i=0;i
{
; //一个分号相当于执行一条空语句
}
}
void delay_long(unsigned int uiDelayLong)
{
unsigned int i;
unsigned int j;
for(i=0;i
{
for(j=0;j<500;j++) //内嵌循环的空指令数量
{
; //一个分号相当于执行一条空语句
}
}
}
void initial_myself() //初始化单片机
{
/* 注释二：
* 矩阵键盘也可以做独立按键，前提是把某一根公共输出线输出低电平，
* 模拟独立按键的触发地，本程序中，把key_gnd_dr输出低电平。
* 朱兆祺51学习板的S1就是本程序中用到的一个独立按键。S1经过跳线后
* 连接到单片机的外部中断专用接口P3^2上，用来模拟外部下降沿脉冲输入。
*/
key_gnd_dr=0; //模拟独立按键的地GND，因此必须一直输出低电平
beep_dr=1; //用PNP三极管控制蜂鸣器，输出高电平时不叫。
TMOD=0x01; //设置定时器0为工作方式1
TH0=0xfe; //重装初始值(65535-500)=65035=0xfe0b
TL0=0x0b;
}
void initial_peripheral() //初始化外围
{
ucDigDot8=0; //小数点全部不显示
ucDigDot7=0;
ucDigDot6=0;
ucDigDot5=0;
ucDigDot4=0;
ucDigDot3=0;
ucDigDot2=0;
ucDigDot1=0;
EX0=1; //允许外部中断0
IT0=1; //下降沿触发外部中断0 如果是0代表低电平中断
/* 注释三：
* 注意，由于本系统中用了2个中断，一个是定时中断，一个是外部中断，
* 因此必须设置IP寄存器，让外部中断0为最高优先级，让外部中断0可以打断
* 定时中断。
*/
IP=0x01; //设置外部中断0为最高优先级，可以打断低优先级中断服务。实现中断嵌套功能
EA=1; //开总中断
ET0=1; //允许定时中断
TR0=1; //启动定时中断
}
总结陈词：
这节讲了外部中断的基本程序模板，下一节我会讲一个外部中断的实际应用项目例子。欲知详情，请听下回分解----利用外部中断实现模拟串口数据的收发。
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