單片機(jī)中斷和矩陣鍵盤(pán)

1、單片機(jī)中斷和矩陣鍵盤(pán)第1頁(yè)，共29頁(yè)，2022年，5月20日，2點(diǎn)32分，星期二MCS51的中斷系統(tǒng)一 . 中斷的概念二 . 中斷的分類三 . 外部中斷的處理過(guò)程四 . 外部中斷的系統(tǒng)控制五 . 外部中斷的應(yīng)用實(shí)例第2頁(yè)，共29頁(yè)，2022年，5月20日，2點(diǎn)32分，星期二學(xué)習(xí)目標(biāo)掌握中斷的基本概念學(xué)會(huì)配置中斷學(xué)會(huì)使用外部中斷第3頁(yè)，共29頁(yè)，2022年，5月20日，2點(diǎn)32分，星期二一、中斷的概念在單片機(jī)中，當(dāng)CPU在執(zhí)行程序時(shí)，由單片機(jī)內(nèi)部或外部的原因引起的隨機(jī)事件要求CPU暫時(shí)停止正在執(zhí)行的程序，而轉(zhuǎn)向執(zhí)行一個(gè)用于處理該隨機(jī)事件的程序，處理完后又返回被中止的地方1.1 中斷的概念中斷是一

2、個(gè)過(guò)程！第4頁(yè)，共29頁(yè)，2022年，5月20日，2點(diǎn)32分，星期二1.2中斷優(yōu)先級(jí)與嵌套1.2.1 中斷優(yōu)先級(jí) 通常單片機(jī)有多個(gè)中斷源，我們可以按照輕重緩急 給各個(gè)中斷源賦予不同的中斷優(yōu)先級(jí)。當(dāng)兩個(gè)或以上中斷源同時(shí)請(qǐng)求中斷時(shí)，CPU可以根據(jù)優(yōu)先級(jí)首先處理優(yōu)先級(jí)較高的中斷請(qǐng)求，再處理優(yōu)先級(jí)較低的中斷請(qǐng)求。1.2.2 中斷嵌套 當(dāng)CPU在執(zhí)行某一中斷處理程序時(shí)，若有優(yōu)先級(jí)別更高的中斷源發(fā)出中斷請(qǐng)求，CPU會(huì)暫停去執(zhí)行新的中斷處理程序，結(jié)束后再繼續(xù)執(zhí)行被暫停的中斷服務(wù)程序。第5頁(yè)，共29頁(yè)，2022年，5月20日，2點(diǎn)32分，星期二1.3中斷的特點(diǎn)1.3.1 提高CPU的工作效率 中斷功能解決了高

3、速工作的CPU與低速工作的外設(shè)之間的 矛盾。CPU分時(shí)啟動(dòng)多個(gè)外設(shè)之后，各外設(shè)與CPU并行工作，待外設(shè)完成工作之后發(fā)出中斷請(qǐng)求，從斷點(diǎn)轉(zhuǎn)去執(zhí)行 相應(yīng)的中斷服務(wù)程序，結(jié)束后再繼續(xù)執(zhí)行主程序。1.3.2 實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)處理 在實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)中，被控對(duì)象的各種實(shí)時(shí)參數(shù)和信息會(huì)隨時(shí)間不斷變化，單片機(jī)必須及時(shí)得到這些參數(shù)和信息并進(jìn)行分析處理，有了中斷系統(tǒng)，這些參數(shù)和信息就可以通過(guò)中斷請(qǐng)求的方式要求CPU及時(shí)處理。1.33 處理故障第6頁(yè)，共29頁(yè)，2022年，5月20日，2點(diǎn)32分，星期二二 . 中斷的分類 單片機(jī)的類型不同，其中斷源的數(shù)量和類型也不同。51單片機(jī)的中斷源有5個(gè) ，可分為3 類 ，分別是2個(gè)外部

4、中斷 ，2 個(gè)定時(shí)器中斷，以及1個(gè)串行口中斷。 2.1 外部中斷 2.2 定時(shí)器中斷（內(nèi)部中斷） 2.3 串行口中斷第7頁(yè)，共29頁(yè)，2022年，5月20日，2點(diǎn)32分，星期二2.1外部中斷外部中斷是由外部原因（打印機(jī)，鍵盤(pán)，控制開(kāi)關(guān)，外部故障）引起的，可以通過(guò)兩個(gè)固定的引腳將信息輸入到單片機(jī)內(nèi)。在物理層面講，經(jīng)常是通過(guò)“邊沿觸發(fā)”，“電平觸發(fā)”，“脈沖觸發(fā)”等實(shí)現(xiàn)的。第8頁(yè)，共29頁(yè)，2022年，5月20日，2點(diǎn)32分，星期二2.2定時(shí)器中斷2.3串行口中斷定時(shí)中斷是由定時(shí)器對(duì)單片機(jī)內(nèi)部定時(shí)脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù)而發(fā)生計(jì)數(shù)溢出時(shí)或定時(shí)器對(duì)單片機(jī)外部計(jì)數(shù)脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù)而發(fā)生計(jì)數(shù)溢出時(shí)引起的中斷。51內(nèi)部有

5、兩個(gè)定時(shí)器，定時(shí)器0及定時(shí)器1 串行口中斷是為接收或發(fā)送串行數(shù)據(jù)而設(shè)置的，單片機(jī)接收或發(fā)送完一幀數(shù)據(jù)時(shí)，硬件會(huì)自動(dòng)發(fā)出中斷請(qǐng)求。第9頁(yè)，共29頁(yè)，2022年，5月20日，2點(diǎn)32分，星期二三 . 外部中斷的處理過(guò)程3.1 中斷請(qǐng)求 在中斷允許的情況下，單片機(jī)收到外部的低電平或者下降沿時(shí)，可認(rèn)為外部發(fā)出了中斷請(qǐng)求。 外電路如何發(fā)出低電平信號(hào)或者下降沿信號(hào)呢？第10頁(yè)，共29頁(yè)，2022年，5月20日，2點(diǎn)32分，星期二3.11 中斷響應(yīng)條件在滿足以下2個(gè)條件時(shí)，CPU將響應(yīng)中斷。1）有中斷源發(fā)出中斷請(qǐng)求；2）中斷允許 a 中斷總允許位 EA=1 ； b 發(fā)出請(qǐng)求的中斷源被允許中斷； c CPU沒(méi)

6、有在執(zhí)行一個(gè)同級(jí)或者優(yōu)先級(jí)更高的中斷服務(wù)程序。第11頁(yè)，共29頁(yè)，2022年，5月20日，2點(diǎn)32分，星期二3.12 中斷優(yōu)先級(jí)裁決如果沒(méi)有重新設(shè)置中斷源的優(yōu)先級(jí)，則按照自然優(yōu)先級(jí)進(jìn)行裁決，如果通過(guò)中斷優(yōu)先級(jí)寄存器重新設(shè)置中斷源的優(yōu)先級(jí)，則按照重新設(shè)定的進(jìn)行裁決第12頁(yè)，共29頁(yè)，2022年，5月20日，2點(diǎn)32分，星期二3.13 中斷的響應(yīng)過(guò)程優(yōu)先級(jí)狀態(tài)觸發(fā)器置1，屏蔽同級(jí)別以及低級(jí)別的中斷源的中斷請(qǐng)求；生成長(zhǎng)調(diào)用指令（LCALL），把斷點(diǎn)地址壓入堆棧保護(hù)，將中斷源的中斷入口地址裝入程序計(jì)數(shù)器PC中，開(kāi)始執(zhí)行中斷子 程序。中斷入口地址稱為中斷矢量第13頁(yè)，共29頁(yè)，2022年，5月20日，2

7、點(diǎn)32分，星期二3.2中斷處理 保護(hù)現(xiàn)場(chǎng)（在此之前關(guān)中斷，在此之后開(kāi)中斷）處理中斷源請(qǐng)求恢復(fù)現(xiàn)場(chǎng)（在此之前關(guān)中斷，在此之后開(kāi)中斷）第14頁(yè)，共29頁(yè)，2022年，5月20日，2點(diǎn)32分，星期二3.3中斷返回1.中斷返回：CPU返回程序斷點(diǎn)處繼續(xù)執(zhí)行原來(lái)的程序 RETI指令： 置零優(yōu)先級(jí)狀態(tài)觸發(fā)器， 取出斷點(diǎn)處地址送回到PC2.中斷請(qǐng)求的撤除 硬件清除定時(shí)器中斷請(qǐng)求標(biāo)志TF0和TF1 軟件清除串口中斷請(qǐng)求標(biāo)志T1和R1（硬件無(wú)法完成） 外部中斷的清除：硬件自動(dòng)清除第15頁(yè)，共29頁(yè)，2022年，5月20日，2點(diǎn)32分，星期二 響應(yīng)條件中斷請(qǐng)求 優(yōu)先級(jí)裁決 響應(yīng)過(guò)程 保護(hù)現(xiàn)場(chǎng)中斷處理 處理中斷的請(qǐng)

8、求 恢復(fù)現(xiàn)場(chǎng)中斷返回 中斷返回 中斷請(qǐng)求的撤除第16頁(yè)，共29頁(yè)，2022年，5月20日，2點(diǎn)32分，星期二四 . 外部中斷系統(tǒng)控制模塊概念 一個(gè)模塊的應(yīng)用離不開(kāi)兩個(gè)東西，一個(gè)是硬件電路，個(gè)是寄存器的配置。例如：中斷控制系統(tǒng)外圍電路控制寄存器TCON串行口控制寄存器SCON中斷允許寄存器IE中斷優(yōu)先級(jí)控制寄存器IE第17頁(yè)，共29頁(yè)，2022年，5月20日，2點(diǎn)32分，星期二4.1 控制寄存器 TCON定時(shí)器控制寄存器TCON的作用是控制定時(shí)器的啟動(dòng)與停止，保存定時(shí)器0，定時(shí)器1的溢出中斷標(biāo)志，以及選擇外部中斷的觸發(fā)方式，保存外部中斷0，外部中斷1的溢出中斷標(biāo)志。第18頁(yè)，共29頁(yè)，2022年

9、，5月20日，2點(diǎn)32分，星期二定時(shí)器控制位TF1:定時(shí)器1溢出標(biāo)志位。當(dāng)定時(shí)器計(jì)數(shù)滿溢 出之后，硬件自動(dòng)使TF1置1，申請(qǐng)中斷。TR1:定時(shí)器1的啟動(dòng)與停止控制位。TF0:定時(shí)器0溢出標(biāo)志位，功能如TF1。TR0:定時(shí)器1的啟動(dòng)與停止控制位，功能如TR1。第19頁(yè)，共29頁(yè)，2022年，5月20日，2點(diǎn)32分，星期二外部中斷控制位IE1:外部中斷1請(qǐng)求中斷標(biāo)志位。IT1:外部中斷1觸發(fā)方式選擇位。當(dāng)IT1=0時(shí)， 外部中斷1為低電平觸發(fā)方式。當(dāng)IT1=1時(shí)，外部中斷1為下降邊沿觸發(fā)方式。IE0:外部中斷1請(qǐng)求中斷標(biāo)志位，功能如IE1。IT0:外部中斷1觸發(fā)方式選擇位，功能如IT1。第20頁(yè)，

10、共29頁(yè)，2022年，5月20日，2點(diǎn)32分，星期二4.2 中斷允許寄存器 IE 中斷允許寄存器IE的作用是控制CPU對(duì)中斷的開(kāi)放或屏蔽以及每個(gè)中斷源是否允許中斷。第21頁(yè)，共29頁(yè)，2022年，5月20日，2點(diǎn)32分，星期二EA:CPU中斷總允許位。EA=1時(shí)，CPU開(kāi)放中斷， EA=0時(shí)，CPU屏蔽所有中斷。ES:串行口中斷允許位。ES=1時(shí)，允許串行口中斷，ES=0時(shí)，禁止串行口中斷。ET1:定時(shí)器1中斷允許位。ET1=1時(shí)，允許定時(shí)器1中斷，ET1=0時(shí)禁止定時(shí)器1中斷。EX1:外部中斷1中斷允許位。EX1=1時(shí)，允許外部中斷1中斷，EX1=0時(shí)禁止。ET0:定時(shí)器0中斷允許位。ET0

11、=1時(shí)，允許定時(shí)器0中斷，ET0=0時(shí)禁止定時(shí)器0中斷。EX0:外部中斷0中斷允許位。EX0=1時(shí)，允許外部中 斷0中斷，EX0=0時(shí)禁止。第22頁(yè)，共29頁(yè)，2022年，5月20日，2點(diǎn)32分，星期二4.3 中斷優(yōu)先級(jí)寄存器IP中斷優(yōu)先級(jí)寄存器IP的作用是設(shè)定各中斷源的優(yōu)先級(jí)別。PS:PS=1時(shí)，串行口中斷為高優(yōu)先級(jí)中斷。PT1:PT1=1時(shí)，定時(shí)器1中斷為高優(yōu)先級(jí)中斷。PX1:PX1=1時(shí)，外部中斷1中斷為高優(yōu)先級(jí)中斷。PT0:PT0=1時(shí)，定時(shí)器0中斷為高優(yōu)先級(jí)中斷。PX0:PX0=1時(shí)，外部中斷0中斷為高優(yōu)先級(jí)中斷。第23頁(yè)，共29頁(yè)，2022年，5月20日，2點(diǎn)32分，星期二自然優(yōu)先

12、級(jí)： 低 高串口中斷外部中斷0定時(shí)器中斷0外部中斷1定時(shí)器中斷1第24頁(yè)，共29頁(yè)，2022年，5月20日，2點(diǎn)32分，星期二中斷系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖第25頁(yè)，共29頁(yè)，2022年，5月20日，2點(diǎn)32分，星期二五、中斷的應(yīng)用初始化步驟： a.開(kāi)放CPU中斷并允許有關(guān)中斷源中斷（IE） b.確定中斷優(yōu)先級(jí)（IP） c.確定中斷觸發(fā)方式（TCON）配置實(shí)例：void init_int1(void)/初始化INT1IP = 0 x00;/使用自然中斷優(yōu)先級(jí)EX1 = 1;/ INT1中斷開(kāi)IT1 = 1;/ INT1下降沿觸發(fā)(為0則為低電平觸發(fā)) 第26頁(yè)，共29頁(yè)，2022年，5月20日，2點(diǎn)32分，星期二矩陣鍵盤(pán)一、按鍵的抖動(dòng)與消抖 為什么要消抖 按鍵按下瞬間會(huì)產(chǎn)生一段時(shí)間的毛刺(持續(xù)10mS左右)然后才穩(wěn)定的現(xiàn)象，如果不加消抖措施會(huì)在程序中誤判為多次按下按鍵通常采取軟件消抖的方法，即程序檢測(cè)到按鍵按下后，延時(shí)10mS以上再次檢測(cè)按鍵狀態(tài)，如果狀態(tài)仍然按下則為一次可靠的按下。第27頁(yè)，共29頁(yè)，2022年，5月20日，2點(diǎn)32分，星期二二、矩陣鍵盤(pán)電路與掃描第28頁(yè)，共29頁(yè)，2022年，5月20日，2點(diǎn)32分，星期二三、掃描的語(yǔ)