單片機(jī)編程技巧－時(shí)鐘中斷

功能強(qiáng)大的時(shí)鐘中斷
　　在單片機(jī)程序設(shè)計(jì)中，設(shè)置一個(gè)好的時(shí)鐘中斷，將能使一個(gè)CPU發(fā)揮兩個(gè)CPU的功效，大大方便和簡(jiǎn)化程序的編制，提高系統(tǒng)的效率與可操作性。我們可以把一些例行的及需要定時(shí)執(zhí)行的程序放在時(shí)鐘中斷中，還可以利用時(shí)鐘中斷協(xié)助主程序完成定時(shí)、延時(shí)等操作。
　　下面以6MHz時(shí)鐘的AT89C51系統(tǒng)為例，說(shuō)明時(shí)鐘中斷的應(yīng)用。
　　定時(shí)器初值與中斷周期　時(shí)鐘中斷無(wú)需過(guò)于頻繁，一般取20mS(50Hz)即可。如需要百分之一秒的時(shí)基信號(hào)，可取10mS(100Hz)。這里取20mS，用定時(shí)器T0工作于16位定時(shí)器方式(方式1)。T0的工作方式為：每過(guò)一個(gè)機(jī)器周期自動(dòng)加1，當(dāng)計(jì)滿0FFFFh，要溢出時(shí)，便會(huì)產(chǎn)生中斷，并由硬件設(shè)置相應(yīng)的標(biāo)志位供軟件查詢。即中斷時(shí)比啟動(dòng)時(shí)經(jīng)過(guò)了N+1個(gè)機(jī)器周期。所以，我們只要在T0中預(yù)先存入一個(gè)比滿值0FFFFh小N的數(shù)，然后啟動(dòng)定時(shí)器，便會(huì)在N個(gè)機(jī)器周期后產(chǎn)生中斷。這個(gè)值便是所謂的“初值”。下面計(jì)算我們需要的初值：時(shí)鐘為6MHz，12個(gè)時(shí)鐘周期為一個(gè)機(jī)器周期，20mS中有10000個(gè)機(jī)器周期。(10000)10=(2710)16，則0FFFFh-2710h+1=0D8F0h。由于響應(yīng)中斷、保護(hù)現(xiàn)場(chǎng)及重裝初值還需要7~8個(gè)機(jī)器周期，把這個(gè)值再加上7，即T0應(yīng)裝入的初值是0D8F7h。每次中斷進(jìn)入后，先把A及PSW的值壓入堆棧，然后即把0D8F7h裝入T0。
　　設(shè)置一個(gè)單元，每次中斷加1　我們可以取內(nèi)部RAM中一個(gè)單元，取名為INCPI(Increase Per Interrupt)，在中斷中，裝完T0初值后，用INC　INCPI指令將其加一。從這個(gè)單元中，無(wú)論中斷程序還是主程序，都可以從中獲得20mS的1~256之間任意整數(shù)倍的信號(hào)。例如：有一段向數(shù)碼管送顯的程序，需要每0.5秒執(zhí)行一次以便刷新顯示器，便可以設(shè)一單元(稱為等待單元)W_DISP，用/MOV A,INCPI/ADD A,#25/MOV W_DISP,A/語(yǔ)句讓其比當(dāng)前的INCPI值大25，然后在每次中斷中檢查是否于INCPI值相等。若相等，說(shuō)明已過(guò)了25個(gè)中斷周期，便執(zhí)行送顯程序，并且讓W(xué)_DISP再加上25，等待下個(gè)0.5秒。我們可以設(shè)置多個(gè)等待單元，以便取出多個(gè)不同的時(shí)基信號(hào)。讓中斷程序在每次中斷時(shí)依次查詢各個(gè)等待單元是否與INCPI相等，若相等，則執(zhí)行相應(yīng)的處理，并重新設(shè)置該等待單元的值，否則跳過(guò)。例如：用0.5秒信號(hào)刷新或閃爍顯示器，用1秒信號(hào)產(chǎn)生實(shí)時(shí)時(shí)鐘，或輸出一定頻率的方波，以一定間隔查詢輸入設(shè)備等。
　　在中斷中讀鍵　通常，我們?cè)谥鞒绦蛑凶x鍵盤，步驟為：掃描鍵盤，若有鍵按下，則延時(shí)幾十毫秒去抖動(dòng)，再次確認(rèn)此鍵確實(shí)按下，然后處理該鍵對(duì)應(yīng)的工作，完成后再次重上述步驟。但這有兩點(diǎn)不足：1.處理相應(yīng)工作時(shí)無(wú)法鎖存按鍵的輸入，即可能漏鍵。2.延時(shí)去抖時(shí)CPU無(wú)法做其它事情，效率不高。如果把讀鍵放入時(shí)鐘中斷中，則可避免上述不足。方法為：如果兩次相鄰的中斷中都讀到同一個(gè)鍵按下，則這個(gè)鍵是有效的(達(dá)到了去抖目的)，并將其鎖存到先入先出(隊(duì)列)的鍵盤緩沖區(qū)，等主程序來(lái)處理。這樣，主程序處理按鍵的同時(shí)，仍可響應(yīng)鍵盤的輸入。緩沖區(qū)深度通?？稍O(shè)為8級(jí)，若鎖存的鍵數(shù)多于8個(gè)，則忽略新的按鍵，并報(bào)警提示用戶新的按鍵將無(wú)效。若鍵盤緩沖隊(duì)列停滯的時(shí)間大大長(zhǎng)于主程序處理按鍵所需要的最大時(shí)間，說(shuō)明主程序已出錯(cuò)或跑飛，可以在中斷用指令將系統(tǒng)復(fù)位，起到了看門狗的目的。
　　主程序中的延時(shí)　由于有常開(kāi)的時(shí)鐘中斷，所以當(dāng)主程序中有需要時(shí)間較短、精度較高的延時(shí)時(shí)，應(yīng)暫時(shí)把時(shí)鐘中斷關(guān)閉。而程序中需要時(shí)間較長(zhǎng)、精度不高的延時(shí)時(shí)，便可仿照下需的寫法，避免多層嵌套的循環(huán)延時(shí)。
　　例：在P1.1輸出1秒的高電平脈沖
MOV A,INCPI
INC A
CJNE A,INCPI$ ；等待一次中斷處理完成
SETB P1.1 ；設(shè)P1.1為H，脈沖開(kāi)始
ADD A,#50 ；50個(gè)20mS為1秒
CJNE A,INCPI,$ ；等中斷將INCPI加一50次
CLR P1.1 ；設(shè)P1.1為L(zhǎng)，脈沖結(jié)束
　　結(jié)束語(yǔ)：從上看出，要靈活地應(yīng)用時(shí)鐘中斷，將任務(wù)合理分配給中斷和主程序，并且二者要分工明確，接口簡(jiǎn)單。這其中的技巧還需要大家在實(shí)踐中多多摸索與體會(huì)。另外要注意：應(yīng)盡量縮短中斷處理程序的執(zhí)行時(shí)間，更不要長(zhǎng)于20mS。