單片機課件專題六輸入輸出和中斷

單片機課件專題六輸入輸出和中斷目錄CONTENTS單片機輸入輸出概述單片機輸入電路單片機輸出電路中斷的基本概念中斷處理過程中斷在單片機中的應(yīng)用01單片機輸入輸出概述

輸入輸出定義輸入輸出輸入輸出是單片機與外部設(shè)備進行信息交互的接口。輸入用于接收外部設(shè)備的信息，輸出用于向外部設(shè)備發(fā)送信息。輸入部分輸入部分包括各種輸入接口，如按鍵、傳感器、撥碼開關(guān)等，用于接收外部信號。輸出部分輸出部分包括各種輸出接口，如LED、蜂鳴器、繼電器等，用于向外部設(shè)備發(fā)送信號?？刂乒δ芡ㄟ^輸入輸出，單片機可以接收外部設(shè)備的信號，根據(jù)程序邏輯進行相應(yīng)的處理，并向外部設(shè)備發(fā)送控制信號，實現(xiàn)各種控制功能。信息交互輸入輸出是單片機與外部設(shè)備進行信息交互的重要手段，是實現(xiàn)人機交互的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。系統(tǒng)擴展性輸入輸出接口的豐富程度決定了單片機的系統(tǒng)擴展性，接口越多，可連接的外部設(shè)備就越多，系統(tǒng)功能就越強大。輸入輸出重要性可以分為數(shù)字輸入輸出和模擬輸入輸出。數(shù)字輸入輸出用于接收和發(fā)送數(shù)字信號，模擬輸入輸出用于接收和發(fā)送模擬信號。按信號類型分類可以分為并口、串口、I2C、SPI等類型。不同的連接方式適用于不同的應(yīng)用場景，如并口傳輸速度快，但線數(shù)較多；串口傳輸線數(shù)較少，但在傳輸過程中需要進行數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換。按連接方式分類輸入輸出分類02單片機輸入電路開關(guān)輸入電路是單片機輸入電路中最簡單的一種，主要用于接收高低電平信號。開關(guān)輸入電路介紹工作原理應(yīng)用場景當開關(guān)接通時，輸入信號為高電平；當開關(guān)斷開時，輸入信號為低電平。常用于控制系統(tǒng)的啟動和停止信號的接收。030201開關(guān)輸入電路工作原理模擬量輸入電路通過AD轉(zhuǎn)換器將模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，再傳輸給單片機進行處理。應(yīng)用場景廣泛應(yīng)用于各種傳感器數(shù)據(jù)的采集和處理。模擬量輸入電路介紹模擬量輸入電路用于接收連續(xù)變化的模擬信號，如溫度、壓力、速度等。模擬量輸入電路123傳感器輸入電路是專門為傳感器設(shè)計的輸入電路，能夠?qū)鞲衅鞯妮敵鲂盘栟D(zhuǎn)換為適合單片機接收的信號。傳感器輸入電路介紹傳感器將非電學量轉(zhuǎn)換成電學量，再通過傳感器輸入電路進行信號調(diào)理和轉(zhuǎn)換，最后傳輸給單片機。工作原理廣泛應(yīng)用于各種自動化設(shè)備和智能儀表中。應(yīng)用場景傳感器輸入電路03單片機輸出電路通過單片機控制數(shù)碼管顯示不同的數(shù)字或字符，實現(xiàn)動態(tài)顯示效果。數(shù)碼管動態(tài)顯示將數(shù)碼管直接與單片機相連，通過控制不同的端口實現(xiàn)數(shù)碼管的靜態(tài)顯示。數(shù)碼管靜態(tài)顯示數(shù)碼管輸出電路通過單片機控制LED燈的亮滅，實現(xiàn)LED閃爍效果。通過單片機控制多個LED燈依次點亮，實現(xiàn)流水燈效果。LED輸出電路LED流水燈LED閃爍繼電器控制通過單片機控制繼電器的工作狀態(tài)，實現(xiàn)對外部設(shè)備的控制。繼電器應(yīng)用繼電器在工業(yè)控制、家電等領(lǐng)域有廣泛應(yīng)用，如電機控制、燈光控制等。繼電器輸出電路04中斷的基本概念中斷指在計算機執(zhí)行程序的過程中，出現(xiàn)某些突發(fā)事件或緊急情況，要求CPU立即停止當前工作，轉(zhuǎn)去處理突發(fā)事件，處理完畢后返回原處，繼續(xù)執(zhí)行原來的程序。中斷處理指CPU在響應(yīng)中斷后，暫停正在執(zhí)行的程序，轉(zhuǎn)去執(zhí)行中斷服務(wù)程序的過程。中斷定義提高CPU工作效率01CPU在處理多個任務(wù)時，通過中斷可以快速切換任務(wù)，避免等待時間浪費。實現(xiàn)實時控制02中斷可以用于實現(xiàn)實時控制，例如在工業(yè)控制中，當某個傳感器檢測到異常信號時，通過中斷通知CPU進行處理。實現(xiàn)異步操作03中斷可以用于實現(xiàn)異步操作，例如在串行通信中，當接收緩沖區(qū)有數(shù)據(jù)時，通過中斷通知CPU讀取數(shù)據(jù)。中斷重要性中斷分類由硬件設(shè)備產(chǎn)生的中斷，例如鍵盤、鼠標、串口等。由軟件產(chǎn)生的中斷，例如系統(tǒng)調(diào)用、異常等?？梢员籆PU屏蔽的中斷，例如定時器溢出中斷。不能被CPU屏蔽的中斷，例如電源掉電等。硬件中斷軟件中斷可屏蔽中斷非可屏蔽中斷05中斷處理過程中斷請求硬件中斷請求由外設(shè)或外部事件產(chǎn)生，如定時器溢出、串行口接收完成等。軟件中斷請求由程序中特定指令產(chǎn)生，如跳轉(zhuǎn)指令、系統(tǒng)調(diào)用等。CPU根據(jù)中斷優(yōu)先級決定是否響應(yīng)。中斷優(yōu)先級判斷將當前執(zhí)行的指令地址保存，以便中斷處理完畢后能正確返回。保存斷點CPU跳轉(zhuǎn)到相應(yīng)的中斷處理程序入口地址。轉(zhuǎn)向中斷處理程序中斷響應(yīng)執(zhí)行相應(yīng)的中斷處理程序，完成相應(yīng)的操作。中斷處理程序執(zhí)行執(zhí)行完中斷處理程序后，恢復(fù)被中斷的程序，繼續(xù)執(zhí)行?；謴?fù)被中斷的程序中斷處理完畢后，返回被中斷的程序，繼續(xù)執(zhí)行。中斷返回中斷處理06中斷在單片機中的應(yīng)用定時器中斷概述定時器中斷是單片機中常用的一種中斷源，用于在設(shè)定的時間間隔內(nèi)產(chǎn)生中斷，從而實現(xiàn)定時操作或時間控制功能。定時器中斷工作原理定時器中斷由定時器溢出產(chǎn)生，當定時器計數(shù)達到預(yù)設(shè)值時，會觸發(fā)中斷，進入中斷處理程序。在中斷處理程序中，可以對定時器進行重置，以便再次觸發(fā)中斷。定時器中斷應(yīng)用場景定時器中斷廣泛應(yīng)用于各種需要定時控制的場合，如LED閃爍、蜂鳴器報警、數(shù)據(jù)采集等。定時器中斷應(yīng)用串口中斷是用于處理串口通訊的中斷源，當串口接收到數(shù)據(jù)或發(fā)送數(shù)據(jù)完成時，會產(chǎn)生中斷，以便及時處理接收或發(fā)送的數(shù)據(jù)。串口中斷概述當串口接收到數(shù)據(jù)或發(fā)送數(shù)據(jù)完成時，會觸發(fā)串口中斷。在中斷處理程序中，可以對接收到的數(shù)據(jù)進行處理，或?qū)Πl(fā)送的數(shù)據(jù)進行發(fā)送。串口中斷工作原理串口中斷廣泛應(yīng)用于各種需要串口通訊的場合，如與上位機通訊、與傳感器通訊等。串口中斷應(yīng)用場景串口中斷應(yīng)用外部中斷是單片機外部信號觸發(fā)的中斷源，用于處理外部事件或信號。外部中斷概述當外部信號觸發(fā)時，會觸發(fā)外部中斷。