51单片机——中断-Toy模板网

这篇具有很好参考价值的文章主要介绍了51单片机——中断。希望对大家有所帮助。如果存在错误或未考虑完全的地方，请大家不吝赐教，您也可以点击"举报违法"按钮提交疑问。

概述

中断系统的设置，是为了让CPU能对外界紧急事件进行实时处理

中断的过程是，当中断请求源发出中断请求时，CPU响应中断后，CPU先暂停当时正在执行的主程序，转而去处理中断服务程序，处理完后继续原来的工作

微型机一般允许多个中断源，当几个中断源同时发出中断时，CPU先响应最高优先级的中断

中断嵌套：CPU在处理中断时，外界产生了更高优先级的中断，CPU暂停当前中断，处理了更高优先级的中断后，在回来处理之前的中断，具有中断嵌套功能的系统叫多级中断系统，不具有的叫单级中断系统

如何使用中断

此52单片机一般有8个中断请求源，分别对应8个中断查询次序号(中断号)，这些中断被硬件所调用，通过编写中断查询次序号的中断服务程序，就可以让CPU在响应中断时，执行具体的功能代码；4个外部中断INT0,INT1,INT2,INT3，3个定时器中断，定时器0中断，定时器1中断，定时器3中断，1个串口中断。

每一个中断源都可用软件独立地控制为允许中断或关闭中断，每一个中断源的中断优先级均可用软件设置

中断相关寄存器

中断相关的寄存器有：中断请求标志寄存器TCON和SCON，中断允许寄存器IE，中断优先级寄存器IP

TCON寄存器中IE0和IE1位是外部中断请求0和1的中断请求标志位，IT0和IT1位用于选择外部中断请求是负跳变触发，还是电平触发，IT置0为电平触发，即当加到INT上的外部中断请求输入信号为低电平时，将IE位置1，发出中断，CPU介入后，硬件将IE置0

IE寄存器对中断的允许和禁止实现两级控制，可位寻址，总的中断开关位EA(IE^7)，EA置0，所有中断都无效，EA置1，中断源是否运行还要由低位的中断请求允许控制位的状态决定，置1对应中断源中断允许，置0中断无效，其他位ET0到ET2控制定时器0到2的溢出中断，ES控制串口，EX0到EX1控制外部中断0到1

中断开关如图

51单片机——中断

IP寄存器用于配置中断请求源的优先级，不同位配置不同中断请求源

优先级相同的多个中断，CPU的响应次序按照中断查询次序号来响应，0为最先，7为最低

中断请求源顺序如图

51单片机——中断

案例一：定时器中断控制闪灯

#include "reg52.h"

sbit ledblue =P3^7;
sbit ledyellow =P3^6;
void delay1000(){
	int cnt=0;
	TR0=1;
	while(1){
	  if(TF0==1){ 
		 cnt++;
		 TF0=0; //定时器0爆表不中断，那么手动将TF0位置0
	   TL0=0x00;
	   TH0=0xDC;
	 }
	 if(cnt==100)break;
	}
	TR0=0;
}
void ClockInit(){
  TMOD&=0x00;
	TMOD|=0x11;
	TL0=0x00;
	TH0=0xDC;
	TL1=0x00;
	TH1=0xDC;
}
void main(){
	 ledblue=1;
	 ledyellow=0;
	 ClockInit();

	 EA=1;
	 ET1=1;
   TR1=1;
   while(1){
    ledblue=!ledblue;
		delay1000(); 
	 }
}

void Lightyellow() interrupt 3 //定时器1每10ms爆表一次，爆表时TF1位置1,进入中断,TF1位自动置0，然后将cnt++,加到50次，即0.5s后，黄灯电平翻转
{    static int cnt=0;
	   cnt++;
	   TL1=0x00;
	   TH1=0xDC; 
	   if(cnt==50){
       ledyellow=!ledyellow;
			 cnt=0;
     }
}

案例二：定时器中断控制SG90舵机切换角度转动

SG90舵机

SG90舵机需要的控制信号与一般的电平信号不同，他需要的控制信号是PWM信号，即占空比不同的方波信号

舵机接线为红线VCC，黑线GND，黄线PWM信号接收

SG90舵机有两个规格，180°类型的360°类型，对应PWM波的控制情况如图

51单片机——中断

180°版本占空比越高，转动的角度越大，但是转动角度有些误差，需要微调，高电平时间大概90°要1570us，180°要2570us，2720us为最大角度(略微大于180°)，220us为最小角度(略微小于0°)；超过2730us，先转动到最大角度，然后按超出量多少，转动速度就是多少的转动速度转动一小会，然后再快速转动回最大角度，如此循环，小于220us同理，

51单片机——中断

360°版本

0到2.5%占空比，维持最快顺时针转速不变；2.5%到7.5%占空比，占空比越高，顺时针转速越慢；7.5%完全暂停；7.5%到12.5%占空比，占空比越高，逆时针转速越快；12.5%占空比往上，维持最快逆时针转速不变

SG90舵机还分为数字电机和模拟电机，数字电机，给一次PWM信号就能转动，模拟电机需要在一段时间内持续给PWM信号才能转动

我们采用的是180类型的模拟信号SG90舵机

注意：一般信号周期是固定的，对于控制不同仪器，可能信号周期会有所变化；而对于相应信号周期占空比可以变化，用来控制程度

什么是PWM

PWM是脉冲宽度调制，通过对一系列脉冲的宽度进行调制，通过调节占空比，等效出需要的模拟信号波形，相当于用调节高低电平的时间长度来等效模拟信号，PWM给出的信号仍然是数字的，简而言之，PWM是一种对模拟信号电平进行数字编码的方法，比如1s内给持续5v的电压信号，占空比60%，相当于是1s内给持续3v的电压信号，占空比20%，相当于1s内给持续1v的电压信号

PWM波有两个决定条件，一个是信号周期，另一个是占空比

信号周期：PWM波是由周期的占空比信号组成，信号周期就是一个占空比信号所占的时间长度

占空比：一个信号周期内，信号处于高电平状态的时间占整个周期的时间，比如方波的占空比就是50%

占空比不同，表示的模拟信号不同，输出的电压就不同，对应的舵机旋转角度就不同

PWM信号可以通过C52自带的硬件产生，也可以通过IO口软件模拟产生，精准度略差

如何控制舵机

PWM波的频率不能太高，一般50hz，即信号周期0.02s，信号周期用定时器来控制

频率高的话，周期就小，固定时间内接收到的信号数量就越多，频率低的话，周期就大，固定时间内接收到的信号数量就越少，但是固定时间内二者高低电平所占时间的比例是相同的，为占空比

占空比每提升2.5%，舵机就增加45°

在大于周期的一段时间内持续输出对应占空比的PWM波，电机就会转动相应角度

如何设定定时器定时的初值

因为定时器的初值由TH位和TL位设置，所以TH位可以等于(65536-定时时长/机器周期)/256得出，

TL位可以等于(65536-定时时长/机器周期)%256得出

注意：取模运算不可以用浮点数

PWM方波如何输出

方案1

用定时器0来输出周期占空比的高电平，定时器1来输出剩下周期时间的低电平。在电平跳变点(当前即定时器爆表)进入中断程序，来配置下一个定时器

将PWM波分为一段时间的高电平，一段时间的低电平，不断重复，起初打开定时器1，爆表后，进入中断程序，在中断程序中，设定输出高电平和定时器0的定时初值后，打开定时器0，结束中断程序，这样就输出了对应时间的高电平，等定时器0爆表后，进入中断程序，在中断程序中又设置输出低电平和定时器1的定时初值，然后结束中断程序

进入中断后要及时关闭当前定时器，再打开下一个定时器，这样保持定时器0运行一段时间，定时器1运行一段时间

代码

#include "reg52.h"
#include<intrins.h>
sbit ledb=P3^7;
sbit ledy=P3^6;
sbit sg90 =P1^6;

int flag=0;
void Delay2000()		//@11.0592MHz
{
	unsigned char i, j, k;

	_nop_();
	i = 15;
	j = 2;
	k = 235;
	do
	{
		do
		{
			while (--k);
		} while (--j);
	} while (--i);
}


void ClockInit(){
  TMOD&=0x00;
	TMOD|=0x11;
	TL0=0x66;
	TH0=0xbd;
	TH1=0xfa;
	TL1=0x9a;
	EA=1;
	ET0=1;
	ET1=1;	
}
void do1() interrupt 1
{
	
	TR0=0;
    sg90=0;
	ledy=0;
	ledb=1;
  if(flag==0){
    //TL1=0xcd;
	//TH1=0xb9; 
	  TH1=(65536-19500/1.085)/256;
	  TL1=(int)(65536-19500/1.085)%256;
  }
	if(flag==1){
	//TL1=0x66;
	//TH1=0xbd;
	  TH1=(65536-18500/1.085)/256;
	  TL1=(int)(65536-18500/1.085)%256;  //取模不能用浮点数，需要强转

  }
	TR1=1;
}
void do2() interrupt 3
{
	
	TR1=0;
	sg90=1;
	ledy=1;
	ledb=0;
	if(flag==0){//360°sg90舵机 2.5%占空比顺时针全速转动
//  TL0=0x33;
//	TH0=0xfe;
	TH0=(65536-500/1.085)/256;
	TL0=(int)(65536-500/1.085)%256;
  }
	if(flag==1){ //360°sg90舵机 7.5%占空比停止转动
//	TL0=0x9a;
//	TH0=0xfa;
	TH0=(65536-1500/1.085)/256;
	TL0=(int)(65536-1500/1.085)%256;	
  }
	TR0=1;
}
void main(){
	  ledy=1;
	  ledb=0;

	  ClockInit();
	  TR1=1;
	  while(1){
     flag=!flag; //切换占空比
     Delay2000();
    }
    
}

方案2

由于占空比每提升2.5%，舵机就增加45°，如果以45度为转动单位，那么可以将一个周期20ms秒分成40等分，每等分占0.5ms，每等分输出高电平或低电平

用一个变量cnt记录次数，爆表一次cnt++，将定时器爆表前可计时的时长定为0.5ms，每次爆表前持续输出高电平或者低电平，总共输出40次，代表一个周期；cnt自加到40后，cnt置0，代表循环

每增加2.5%的占空比，40次中，输出高电平的次数就多一次

代码

#include "reg52.h"
#include<intrins.h>

sbit sg90 =P1^6;
sbit ledb =P3^7;
sbit ledy =P3^6;
int cnt=0;
int jd;
void Delay2000()		//@11.0592MHz
{
	unsigned char i, j, k;

	_nop_();
	i = 15;
	j = 2;
	k = 235;
	do
	{
		do
		{
			while (--k);
		} while (--j);
	} while (--i);
}


void ClockInit(){
  TMOD&=0x00;
	TMOD|=0x11;
//	TL0=0xff;
//	TH0=0xb7;
	TL1=0x33;
	TH1=0xfe;
	EA=1;
//	ET0=1;
	ET1=1;
}
void main(){
    Delay2000();
	  ClockInit();
    TR1=1;	
	  while(1){
     jd=3;
		 cnt=0;
		 TL1=0x33;
	   TH1=0xfe;
		 ledb=0;
		 ledy=1;
		 Delay2000();
		 jd=4;
		 cnt=0;
		 TL1=0x33;
	   TH1=0xfe;
		 ledb=1;
		 ledy=0;
		 Delay2000();
    }

	
}

void do2() interrupt 3
{
	cnt++;
	if(cnt<=jd)sg90=1;
	else sg90=0;
	TL1=0x33;
	TH1=0xfe;
	if(cnt==40){
   cnt=0;
  }
}

案例三：超声波模块测距控制亮灯

超声波模块HC-SR04

通过发送和接收超声波，利用时间和声音传播速度计算出障碍物与模块的距离，测距范围2cm到400cm，精度为3mm

TRIG引脚，给予至少10us的高电平，产生发波指令，经过一小段时间产生8个40khz的超声波方波并发送出去，发送时，ECHO引脚由低电平跳转到高电平，当超声波反弹回来被接收时，ECHO引脚又高电平跳转到低电平

计算时间，ECHO引脚进入高电平时，打开定时器，ECHO引脚跳转会低电平时，关闭定时器，通过定时器的差值计算出超声波传播的时间，距离等于时间*340/2，定时器一次可计时71106us，最大测距为1208cm，所以满足400cm的测距范围

代码

#include "reg52.h"

sbit ledblue =P3^7;
sbit ledyellow =P3^6;
sbit Trig=P2^5;
sbit Echo=P2^6;
void Delay10us()		//@11.0592MHz
{
	unsigned char i;

	i = 2;
	while (--i);
}

void ClockInit(){
    TMOD&=0xf0;
	TMOD|=0x01;
	TH0=0x00;
	TH0=0x00;
}

void startHC(){
  Trig=1;
	Delay10us();
	Trig=0;
}
void main(){
    double dis=0;
	double time=0;
	ClockInit();
	while(1){
     startHC();
	 while(Echo==0);
	 TR0=1;
     while(Echo==1);
 	 TR0=0;
     time=(TH0*256+TL0)*1.085;
	 dis=time*0.017;
	 if(dis<10)ledblue=0;
	 else ledblue=1;
	 TH0=0x00;
	 TL0=0x00;
    }
}

终项目：感应开关盖垃圾桶

目标实现

1、测距控制垃圾桶开关盖

2、按键控制垃圾桶开关盖

3、振动控制垃圾桶开关盖

4、开关盖时蜂鸣器响应

需要的技术

1、垃圾桶开关盖需要舵机转动角度来支撑，舵机转动不同的角度需要不同占空比的PWM波，实现PWM波，则需要定时器0和定时器1分别产生相应时间的高低电平循环，需要用到定时器中断

2、振动控制开关盖，如果只是把振动产生的信号或到测距控制开关盖中，则有可能发生振动已经产生，信号也产生了，但是代码没有捕获到这个信号，当运行到判断部分时，振动信号已经消失了，所以需要用到外部中断，信号产生时同时发起外部中断，用一个变量记录下这个信号，下次运行到判断部分时，能检测到这个变量，则会控制开关盖

外部中断IT0如果置0表示低电平触发，对于模块发出信号为低电平时会发出中断；置1表示下降沿触发，对于模块发出信号与高电平脉冲有效，因为发出脉冲后会跳变回低电平，跳回时发出中断文章来源地址https://www.toymoban.com/news/detail-413751.html

代码

#include "reg52.h"
#include<intrins.h>

sbit ledblue   =P3^7;
sbit ledyellow =P3^6;
sbit Trig      =P2^5;
sbit Echo      =P2^6;
sbit sg90      =P1^6;
sbit key1      =P2^1;
sbit zd        =P3^2;  //振动
sbit beep      =P2^4;  //继电器开关，用于控制喇叭
int jd=0;
int jdbake=0;
int flag=1;
int soundflag=0;
int zd_mark=0;
void Delay2000ms()		//@11.0592MHz
{
	unsigned char i, j, k;

	_nop_();
	i = 15;
	j = 2;
	k = 235;
	do
	{
		do
		{
			while (--k);
		} while (--j);
	} while (--i);
}
void Delay100ms()		//@11.0592MHz
{
	unsigned char i, j;

	i = 180;
	j = 73;
	do
	{
		while (--j);
	} while (--i);
}
void Delay10us()		//@11.0592MHz
{
	unsigned char i;

	i = 2;
	while (--i);
}

void startHC(){
    Trig=1;
	Delay10us();
	Trig=0;
}

double getDis(){
	 double time=0;
	 TH2=0x00;
	 TL2=0x00;
	 startHC();
	 while(Echo==0);
	 TR2=1;
   while(Echo==1);
 	 TR2=0;
   time=(TH2*256+TL2)*1.085;
	 return (time*0.017);
}

void ClockInit(){
  TMOD&=0x00;
	TMOD|=0x11;
	EA=1;
	ET0=1;
	ET1=1;	
	TR1=1;
}
void Sound(){
  int i=0;
	beep=0;
	for(i;i<3;i++){
  Delay100ms();
  }
  beep=1;
	i=0;
	for(i;i<3;i++){
  Delay100ms();
  }

}
void Clock2Init(){
	TH2=0x00;
	TL2=0x00;
}
void EX0Init(){
    EX0=1;//开启外部中断
	IT0=0;//中断触发为低电平

}
void main(){
    double dis=0;
	Clock2Init();
	ClockInit();
	EX0Init();
    while(1){
	   dis=getDis();
	   if(key1==0){
       Delay100ms();
       flag=!flag;
	   if(soundflag==0){
		 soundflag=0;
	   }else {
         soundflag=!soundflag;
      }
     }
	 if(flag==1){
		 EX0=1;
		 ledyellow=1;
	     if(dis<10||zd_mark==1){ 
			 EX0=0;
			 jd=180;
		     ledblue=0;
             if(jdbake!=jd){
			 Sound();
             }
             jdbake=jd;
		     Delay2000ms();
            zd_mark=0;
			 EX0=1;
        }
	    else {
		   jd=0;
           jdbake=jd;
		   ledblue=1;
		   Delay100ms();
	   }
     }else{
		   EX0=0;
           jd=180;
		   if(soundflag==0){
		     Sound(); //按键后只响一声
		   }
		   soundflag=1;
		   Delay100ms();
		   ledyellow=0;
     }
   }
}
void Low() interrupt 1
{
	TR0=0;
    sg90=0;
    if(jd==0){
    //	TL1=0xcd;
	//  TH1=0xb9;
	  TH1=(65536-(20000-500)/1.085)/256;  
	  TL1=(int)(65536-(20000-500)/1.085)%256;
  }
	if(jd==180){
	//TL1=0x66;
	//TH1=0xbd;
		TH1=(65536-(20000-2570)/1.085)/256;
		TL1=(int)(65536-(20000-2570)/1.085)%256;  //¼Ç×¡È¡Ä£²»¿ÉÒÔÓÃ¸¡µãÊý
  }
	TR1=1;
}
void High() interrupt 3
{
	TR1=0;
	sg90=1;
	if(jd==0){//×ª¶¯
//  TL0=0x33;
//	TH0=0xfe;
	TH0=(65536-500/1.085)/256;    //1570 90°  210最小度数
	TL0=(int)(65536-500/1.085)%256;
  }
	if(jd==180){ //ÔÝÍ£
//	TL0=0x9a;
//	TH0=0xfa;
	TH0=(65536-2570/1.085)/256;   //2570 180°   2720最大度数 
	TL0=(int)(65536-2570/1.085)%256;	
  }
	TR0=1;
}
void get_zdsignal() interrupt 0
{
    zd_mark=1;

}

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