你了解51單片機(jī)的外部中斷嗎？

MCS-51單片機(jī)有兩個(gè)外部中斷源INT0和INT1，它們分別在P3.2和P3.3引腳出現(xiàn)低電平或下降沿信號(hào)時(shí)向單片機(jī)發(fā)出中斷請(qǐng)求。外部中斷可用于檢測(cè)單片機(jī)外部發(fā)生的事件，如鍵盤敲擊和特定脈沖發(fā)生的次數(shù)等。

外部中斷的初始化設(shè)置

外部中斷INT0和INT1的初始化設(shè)置包括：中斷觸發(fā)方式設(shè)置、中斷優(yōu)先級(jí)設(shè)置和中斷允許設(shè)置。與這些設(shè)置有關(guān)的寄存器有TCON、IP和IE。

INT0和INT1有兩種觸發(fā)方式，包括：低電平觸發(fā)和下降沿觸發(fā)，可通過(guò)TCON(見(jiàn)表4-7)進(jìn)行設(shè)置。

TCON寄存器的低4位與外部中斷有關(guān)，其作用分別如下：

1)IT0：外部中斷0(INT0)的中斷觸發(fā)方式控制位，若IT0=0，則INT0為低電平觸發(fā)，若IT0=1，則INT0為下降沿觸發(fā)。

2)IT1：外部中斷1(INT1)的中斷觸發(fā)方式控制位，若IT1=0，則INT1為低電平觸發(fā)，若IT1=1，則INT1為下降沿觸發(fā)。

3)IE0：外部中斷0(INT0)的中斷請(qǐng)求標(biāo)志位，若IE0=0，則INT0無(wú)中斷請(qǐng)求，若IE0=1，則INT0發(fā)出了中斷請(qǐng)求。

4)IE1：外部中斷1(INT1)的中斷請(qǐng)求標(biāo)志位，若IE1=0，則INT1無(wú)中斷請(qǐng)求，若IE1=1，則INT1發(fā)出了中斷請(qǐng)求。

中斷程序設(shè)計(jì)方法

含有中斷處理功能的程序應(yīng)該包含以下基本要素：1)主程序入口，放置一條跳轉(zhuǎn)至主程序的跳轉(zhuǎn)指令。2)中斷服務(wù)處理程序入口，放置一條跳轉(zhuǎn)指令，用于跳轉(zhuǎn)至中斷服務(wù)處理程序。3)主程序是程序主體，其中需包含中斷初始化的功能。

4)中斷服務(wù)處理程序，是完成中斷處理任務(wù)的子程序。

編寫中斷服務(wù)處理程序時(shí)需要注意下幾點(diǎn)：

1)在剛進(jìn)入中斷服務(wù)處理程序時(shí)和將要退出中斷服務(wù)處理程序之前，需分別進(jìn)行程序現(xiàn)場(chǎng)的保護(hù)和恢復(fù)。程序現(xiàn)場(chǎng)是指主程序和中斷服務(wù)處理程序共用的一些資源，如特殊寄存器或數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器(RAM)中的存儲(chǔ)單元等。現(xiàn)場(chǎng)保護(hù)和恢復(fù)的常規(guī)方法分別是用PUSH指令將需要保護(hù)的現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)壓入堆棧和用POP指令將已保護(hù)的現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)從堆棧中取出，并且PUSH和POP指令應(yīng)當(dāng)成對(duì)出現(xiàn)，并且按照“先入后出”原則進(jìn)行操作。

2)中斷服務(wù)處理程序必須通過(guò)RETI指令返回，并且不能被RET指令代替。

3)進(jìn)入中斷服務(wù)程序后，應(yīng)及時(shí)將中斷請(qǐng)求標(biāo)志位清0。進(jìn)入中斷服務(wù)處理程序后，外部中斷和定時(shí)/計(jì)數(shù)器中斷的中斷請(qǐng)求標(biāo)志位會(huì)被單片機(jī)硬件自動(dòng)清0，而串口中斷請(qǐng)求標(biāo)志位不會(huì)被硬件清0。因此，在串口中斷服務(wù)處理程序中，必須通過(guò)指令將串口中斷請(qǐng)求標(biāo)準(zhǔn)位清0，即“CLR TI”或“CLR RI”。

外部中斷請(qǐng)求的撤除

對(duì)于單片機(jī)而言，中斷請(qǐng)求標(biāo)志位為1就代表有中斷請(qǐng)求。并且只要中斷請(qǐng)求標(biāo)志位為1且中斷未被屏蔽，單片機(jī)就會(huì)執(zhí)行中斷服務(wù)處理程序。所以，一旦進(jìn)入了中斷服務(wù)處理程序就必須立即將對(duì)應(yīng)的中斷請(qǐng)求標(biāo)志位清0，否則會(huì)重復(fù)執(zhí)行中斷服務(wù)處理程序。

對(duì)于外部中斷，進(jìn)入外部中斷服務(wù)處理程序后，單片機(jī)硬件會(huì)自動(dòng)將IE0或IE1清0。但是，如果外部中斷采用低電平觸發(fā)，則必須在外部硬件電路(見(jiàn)圖4-5)和程序軟件配合下才能保證可靠地撤除中斷請(qǐng)求。這是因?yàn)?，低電平往往?huì)持續(xù)一段時(shí)間，不會(huì)立即消失，而低電平存在的時(shí)間內(nèi)將會(huì)再次發(fā)出中斷請(qǐng)求。

圖4-5外部中斷低電平觸發(fā)方式中斷撤除電路

在圖4-5中，若將外部中斷0設(shè)為低電平觸發(fā)，則IN引腳出現(xiàn)的低電平代表中斷請(qǐng)求信號(hào)到來(lái)，而之前該引腳是高電平。因此，當(dāng)中斷請(qǐng)求發(fā)生時(shí)，IN引腳出現(xiàn)電平的下降沿，CP引腳出現(xiàn)上升沿。由D觸發(fā)器的功能可知，CP的上升沿將使D引腳的低電平鎖存在引腳Q上。而Q引腳上的低電平能夠使外部中斷1(已設(shè)置為低電平觸發(fā))產(chǎn)生中斷請(qǐng)求，并進(jìn)入中斷服務(wù)處理程序。進(jìn)入中斷服務(wù)處理程序后，單片機(jī)硬件自動(dòng)將中斷請(qǐng)求標(biāo)志IE0清0。但是因?yàn)镼引腳的低電平未消失，因此會(huì)繼續(xù)產(chǎn)生新的外部中斷請(qǐng)求。而D觸發(fā)器Sd引腳上的低電平可將Q引腳置成高電平，從而撤除低電平的中斷請(qǐng)求。因此，可以在進(jìn)入中斷服務(wù)處理程序后，立刻將P1.0清0，向Sd引腳輸出低電平信號(hào)。但是若Sd引腳一直為低電平，Q引腳將無(wú)法出現(xiàn)新的中斷請(qǐng)求信號(hào)，所以，Sd被清0后，應(yīng)該再盡快被置1，為接收新的中斷請(qǐng)求信號(hào)做準(zhǔn)備。根據(jù)上述分析，可在中斷服務(wù)處理程序中添加以下兩條指令，以配合圖4-5所示電路撤除低電平中斷請(qǐng)求信號(hào)。

外部中斷源的擴(kuò)展

對(duì)于某些單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)，MCS-51單片機(jī)僅有兩個(gè)外部中斷輸入引腳，當(dāng)外部中斷數(shù)目較多時(shí)，需要擴(kuò)展。“線或法”是一種比較典型的外部中斷源擴(kuò)展方法，其電路如圖4-6所示。在圖4-6中，當(dāng)IN1~IN5均為低電平時(shí)，INT0為高電平，而當(dāng)IN1~IN5中任何一個(gè)引腳為高電平時(shí)，INT0將變?yōu)榈碗娖健?

圖4-6“線或法”擴(kuò)展外部中斷源的硬件電路