單片機學習之十一：中斷方式按鍵

最右面的數碼管初始顯示0，每次按下外部按鍵K0執行加一，計數到九時重新回零。

2、實驗目的

掌握中斷方式響應按鍵的原理
掌握中斷服務程序的具體編寫：如何進行鍵的識別，如何去抖動

3、實驗任務分析

上一個試驗我們了解了查詢方式按鍵的原理。當單片機工作于查詢方式的時候，要不間斷的對外部按鍵進行查詢，其間單片機不能干其他的任何工作。如果單片機的工作量較大，這種方式就很難適應。

為了進一步提高單片機的工作效率，可以采用中斷方式。
中斷方式的按鍵響應過程如下：單片機處理自己的工作，如果有按鍵按下，向單片機發出中斷請求，單片機就會停下現在正在處理的工作，轉去執行中斷程序，執行之后回來繼續剛才的工作；如果沒有按鍵按下，單片機就作自己的工作，不理睬外部鍵盤。

怎樣向單片機發出中斷請求呢？發出中斷請求的來源叫做中斷源。單片機可提供五個中斷源。其中2個為外部中斷請求INT0和INT1，2個為片內定時/計數器T0和T1的計滿溢出中斷，還有一個是片內串行口中斷請求TI或者RI。在本試驗中，我們用到的是外部中斷INT1。

還是先看看電路吧。（注意在作中斷試驗之前，我們必須先把JMP4跳線插上，這樣按鍵動作才能發出中斷請求。）

我們在試驗一中曾經給大家介紹過，單片機的P3口是雙功能口，第一種功能可以作通用的I/O口。而在本試驗中，我們要用到P3口的第二功能。大家看P3.2和P3.3兩個引腳，斜線后面標示的就是P3口的第二功能，分別是INT0和INT1，也就是單片機的兩個外部中斷源。

我們發現，當任何一個按鍵按下的時候，P3.3引腳，即INT1上就會出現一個低電平，向單片機發出中斷申請。如果單片機開放了外部中斷，就響應中斷請求，進入中斷服務程序。
那么單片機是否開放中斷功能是由什么控制的呢？在這里就涉及到另外一個特殊功能寄存器IE啦。還記得單片機內部256字節的數據RAM嗎？其中高128字節（80h～ffh）是特殊功能寄存器區。以前我們介紹過PSW就在這個區域，同樣IE也在這個區域，它的名字叫做“中斷允許寄存器”，專門負責程序是否響應中斷的，它的各位功能說明如下：
EA：CPU中斷允許標志。EA=0，CPU禁止各種中斷；EA＝1，CPU開放中斷。但是，每個中斷源的中斷請求是否允許，還需要由各自的允許位決定。所以在本程序中，大家不要忘了首先把EA置1哦！

ES：串行口允許中斷。ES=1，允許串行口中斷；ES=0，禁止串行口中斷。所以，在這個程序中，這一位和我們沒有關系，不理它就是啦。

ET1：定時器/計數器T1的溢出中斷允許。ET1＝1時，允許T1溢出中斷；ET1=0時，禁止T1溢出中斷。同樣，這一位和我們也沒有關系。

EX1：外部中斷1（即INT1）允許中斷。當EX1=1時，允許INT1中斷；當EX1=0時，禁止INT1中斷。可見，這一位的值和我們這個試驗密切相關，所以大家千萬不要忘了把這一位置1。

下面的ET0和EX0的功能與ET1和EX1類似，是分別控制定時器T0和外部中斷INT0的，這里就不再贅述啦。

在前面分析時，我們發現，四個按鍵中任何一個按下，都會發出中斷請求。那么，如何判斷中斷請求是由那個按鍵發出的呢？這就是中斷服務程序的工作了。在中斷服務程序中，需要完成如下工作：鍵識別、去抖動、和鍵功能處理。
那么，鍵識別是如何完成的呢？它的思路是這樣的。
（1）、先把P1口的狀態讀入a寄存器，然后把高四位屏蔽掉
（2）、判斷是否k0按鍵按下，（即判斷a中的數是否00001101），如果是就調用延時程序去抖，否則，表示不是K0按下，退出中斷返回主程序
（3）、調用延時程序后，重復上面的（1）（2）步。如果確定k0按下，轉中斷服務程序，否則就是抖動，退出中斷返回主程序。

在這里還需要說明一點：在進入中斷服務程序之后，我們首先應該關閉中斷，因為如果不關閉中斷，就有可能會引起混亂。在中斷服務程序返回主程序之前，再把中斷打開。
4、實驗程序
org 0000h
ljmp start ;（1）為什么這里要放一條跳轉指令呢，我們在后面解釋把

org 0013h
ljmp ext1 ;（2）同上

org 0030h
start: clr p1.5 ;主程序開始
mov r7,#0ffh
setb ea ;cpu開放中斷
setb ex1 ;允許外部中斷1申請中斷
setb it1 ;（3）設置外部中斷1觸發方式為跳變觸發，原因在后面詳細解釋
lcall play1 ;調用初始狀態顯示子程序
ajmp $ ;等待按鍵發出中斷申請

ext1: clr ea ;進入中斷，先關閉中斷
lcall key_reader ;調用鍵識別子程序
pass: setb ea ;返回主程序之前先開中斷
reti ;（4）中斷返回指令，

key_reader: mov a,p1 ;讀入P1口的狀態
anl a,#0fh ;屏蔽高四位
cjne a,#0dh,pass;如果a的內容不是00001101（表示不是k0按下），就退出中斷
lcall del10ms ;否則，表示k0按下，調用10ms延時去抖
mov a,p1 ;再次讀入p1口的內容
anl a,#0fh ;屏蔽高四位
cjne a,#0dh,pass ;如果a的內容不是00001101，就是抖動，退出中斷
lcall play2 ;否則，確定按鍵按下，轉數碼顯示程序
ret

play1: mov a,#48h ;讓最右面的數碼管顯示0的子程序
mov p0,a

mov p2,#01h;
ret

play2: inc r7 ;查表求段碼，然后送到P0口的子程序，大家很熟了
mov a,r7
mov dptr,#tab
movc a,@a+dptr
mov p0,a
mov p2,#01h
cjne a,#48h,next;如果沒有顯示到最后一個數字0，就繼續查表顯示
mov r7,#0ffh ;否則，重新從表頭開始顯示
next: ret

del10ms: mov r5,#10 ;延時10ms子程序
del1: mov r4,#02h
del2: mov r3,#0ffh
del3: djnz r3,del3
djnz r4,del2
djnz r5,del1
ret
tab: db 0ebh,52h,62h,0e1h,64h,44h,0eah,40h,60h,48h ;存放0～9的段碼表
end

相信通過上面的詳細注釋，大家基本上已經看懂這個程序了。下面我就幾個小問題再給大家作一些解釋。

5、注釋

1、先看（1）語句，我們發現程序開始的時候，在地址為0000h的地方，放了一條跳轉指令。主程序是從程序存儲器中0030h的地方開始存放的，為什么要把前面的空間空出來呢？這是因為前面的空間我們是有用處的。

由于不同類型的中斷，具有不同的中斷入口地址。CPU在響應中斷的時候，會根據中斷源的類別，轉到相應的入口去執行中斷服務程序。外部中斷1的入口地址是0013h（其余4個中斷的入口地址大家可以查閱相關資料），那么cpu在響應了外部中斷1后，會自動的到這個地址來，從這個地址開始往下執行程序。所以我們要把前面的一段空出來，以免覆蓋這個地址。

2、再看看（2）語句，它在中斷1的入口處放了一個跳轉指令，所以，cpu在響應外部中斷后，會到這個入口處往下執行程序。于是CPU就會從這里轉去中斷服務程序。大家可能會說，為什么要跳轉，直接從這里開始存放中斷服務程序 不就可以了嘛。

由于我們很難預料中斷服務程序的長度，所以我們就拿不準主程序應該從什么單元開始存放。這樣就容易造成整個程序的結構混亂。
所以還是采用上面的方法吧，看起來結構清楚規范，容易理解。

3、（3）語句的意思是設置外部中斷1為跳變方式觸發。大家可能覺得，當K0按下的時候，INT1上會出現一個低電平，為什么不能采用電平方式觸發呢？解釋如下：當我們選外部中斷為電平方式觸發的時候，當INT1輸入低電平的時候，cpu響應中斷。在中斷返回之前，INT1必須回到高電平，否則就會第二次產生中斷。所以，如果我們按下按鍵的時間較長，就會產生多次的中斷，導致程序混亂。所以我們在這里要采用邊沿方式觸發。

順便說說it1，它是外部中斷觸發方式控制位，為1的時候選擇跳變方式觸發，為0的時候選擇電平方式觸發。那么它在哪里呢？

it1是tcon寄存器其中的一位，tcon和我們知道的psw，ie一樣，也是一個特殊功能寄存器。位置當然也在特殊功能寄存器區啦。

TCON是定時器/計數器（T0，T1）的控制寄存器，關于它的應用我們以后通過例子詳細說明。它的各位的功能說明如下：

TF1：定時器/計數器（T1）的溢出中斷標志，當T1產生溢出試，由硬件置1，CPU響應中斷后，由硬件置0；TF0類似。（以后通過試驗詳細說明）

TR1：置1時啟動定時/計數器，置0時停止定時/計數器；TR0類似。（以后通過試驗詳細說明）

IE1：外部中斷1請求標志。當它置一的時候，請求中斷。

IT1：外部中斷1觸發方式控制位。如果IT1是1，則外部中斷為跳變方式觸發，否則，為電平方式觸發。選擇何種方式觸發，視程序的具體情況來定。

IE0：外部中斷0請求標志，含義同IE1。

IT0：外部中斷0觸發方式控制位，含義同IT1。

4、語句（4）是中斷返回指令，功能和子程序返回指令ret相類似，通常被安排在中斷服務程序的最后。CPU執行完這條指令后，從原來被中斷處開始，重新執行被中斷的程序。

現在大家對中斷的基本概念和簡單的編程處理方法有所了解了把，下面一個試驗“按鍵控制跑馬燈”，在這個試驗里面，我們要了解關于中斷現場保護的問題。