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中斷是單片機系統的重點中的重點，因為有了中斷，單片機就具備了快速協調多模塊工作的能力，大家對本章節內容要多研究，最終要完全理解并且掌握。 6.1 C語言的數組6.1.1 數組的基本概念我們第四章學過變量的基本類型，比如char、int等等。這種類型描述的數據是比較有限的，當我們要處理非常大量數據的時候，就可以用到數組了，比如我們上節課的那個數碼管的真值表，我們就可以用一個數組來表達。 從概念上講，數組是具有相同數據類型的有序數據的組合，一般來講，數組定義后滿足以下三個條件。 (1)具有相同的數據類型； (2)具有相同的名字； (3)在存儲器中是被連續存放的。 比如我們上節課定義的那個數碼管真值表，如果我們把關鍵字code去掉，數組元素將被保存在RAM中，在程序中可讀可寫，同時我們也可以在中括號里邊標明這個數組元素的個數，比如： unsigned char LedChar[16] = { 0xC0,0xF9,0xA4,0xB0,0x99,0x92,0x82,0xF8, 0x80,0x90,0x88,0x83,0xC6,0xA1,0x86,0x8e}; 在這個數組中的每個值都稱之為數組的一個元素，這些元素都具備相同的數據類型就是unsigned char型，他們有一個共同的名字LedChar，不管放到RAM中還是FLASH中，他們都是存放在一塊連續的存儲空間里的。 有一點要特別注意，這個數組一共有16（中括號里面的數值）個元素，但是數組的元素的表達方式下標是從0開始，因此實際上上邊這個數組的首個元素LedChar[0]的值是0xC0,而LedChar[15]的值是0x8e，下標從0到15一共是16個元素。 LedChar這個數組只有一個下標，我們稱之為一維數組，還有兩個下標或者多個下標的，我們稱之為多維數組。比如unsigned char a[2][3];表示這是一個2行3列的二維數組。在大多數情況下我們使用的是一維數組，對于初學來說，我們先來研究一維數組，多維數組遇到了再了解。 6.1.2 數組的聲明一維數組的聲明格式如下： 數據類型 數組名[數組長度； (1)數組的數據類型聲明的是該數組的每個元素的類型，即一個數組中的元素具有相同的數據類型。 (2)數組名的聲明要符合C語言固定的標識符的聲明要求，只能由字母、數字、下劃線這三種符號組成，且第一個字符只能是字母或者下劃線。 (3)方括號中的數組長度是一個常量或常量表達式，并且必須是正整數。 6.1.3 數組的初始化數組在進行聲明的同時可以進行初始化操作，格式如下： 數據類型 數組名[數組長度] = {初值列表}； 還是以上節課我們用的數碼管的真值表為例來講解注意事項。 unsigned char LedChar[16] = { 0xC0,0xF9,0xA4,0xB0,0x99,0x92,0x82,0xF8, 0x80,0x90,0x88,0x83,0xC6,0xA1,0x86,0x8e}; (1)初值列表里的數據之間要用逗號隔開。 (2)初值列表里的初值的數量必須小于或者等于數組長度，當小于數組長度時，數組的后邊沒有賦初值的元素由系統自動賦值0。 (3)若給數組的所有元素賦初值，可以省略數組的長度，上節課的例子中我們實際上已經省略了數組的長度。 (4)系統為數組分配連續的存儲單元的時候，數組元素的相對次序由下標來決定，就是說LedChar[0]、LedChar[1]... ... LedChar[15]是按照順序排下來的。 6.1.4 數組的使用和賦值在C語言程序中，是不能一次使用整個數組的，只能使用單個數組元素。一個數組元素相當于一個變量，使用數組元素的時候與使用相同數據類型的變量的方法一樣。比如這個LedChar這個數組，如果沒加code關鍵字，那么它可讀可寫，我們可以寫成a = LedChar[0]這樣來把數組的一個元素的值送個a這個變量，也可以寫成LedChar[0] = a這樣把a這個變量的值送給數組的一個元素，以下三點要注意： (1)引用數組的時候，那個方括號里的數字代表的是數組元素的下標，而數組初始化的時候方括號里的數字代表的是這個數組元素的個數。 (2)數組元素的方括號里的下標可以是整型常數，整型變量或者表達式，而數組初始化的時候方括號里的數字必須是常數不能是變量。 (3)數組整體賦值只可以在初始化的時候操作，功能程序只能對單個元素賦值。 6.2 if語句if語句已經不陌生了，前邊程序我們其實已經用過了，這里我們系統的介紹一下，方便后邊的深入學習。if語句有兩個關鍵字：if和else，把這兩個關鍵字翻譯一下就是：“如果”和“否則”。if語句一共有三種格式，我們分別來看。 1.if語句的默認形式。 if (條件表達式) {語句 1;} 其執行過程是，if(如果)條件表達式的值為“真”，則執行語句1；如果條件表達式的值為“假”，則不執行語句1。真和假的概念不再贅述，參考第五章。 這里要提醒一句，C語言一個分號表示一句語句的結束，因此如果if后邊只有一條執行語句的時候，可以省略大括號，但是如果有多條執行語句的話，必須加上大括號。 我們上節課的語句就很好理解了if(16 ==j) { j = 0;}，如果j等于16的時候，括號里的值才是“真”，那么就執行j=0這一句，如果j不等于16，那么里邊就為“假”，就不執行這一句。 2.if...else語句 有些情況下，我們除了判斷一下if括號里的是否滿足條件，執行相應的語句，在不滿足條件的時候，我們又要執行另外相應的語句，這個時候就用到了if...else語句，它的基本的語法形式是： if (條件表達式) {語句 1;} else {語句 2;} 比如上節課的后半段程序我們也可以寫成： P0 = LedChar[j]; //把數組里的對應值送給P0 if(15 == j) //當顯示到F后，歸0重新開始 {j = 0;} else {j++;} 這個程序大家可以改改下載進去試試，程序邏輯大家自己動腦分析一下，我就不解釋了。 3.if....else if語句 if...esle語句是一個二選一的語句，或者執行if條件下的語句，或者執行else條件下的語句。還有一種多選一的用法就是if...else if語句。他的基本語法格式是： if (條件表達式1) {語句 1;} else if (條件表達式2) {語句 2; } else if (條件表達式3) {語句 3; } ... ... else {語句 n;} 他的執行過程是：依次判斷條件表達式的值，當出現某個值為“真”時，則執行相對應的語句，然后跳出整個if的語句塊，執行“語句n”后邊的程序；如果所有的表達式都為“假”，則執行“語句n”后，再執行“語句n”后邊的程序。 if語句在C語言編程的過程中使用頻率很高，用法也簡單，所以必須要熟練掌握。 6.3 switch語句用if....else語句在處理多分支的時候，分支太多就會顯得不方便，且容易出現if和else配對出現錯誤的情況，在C語言中提供了另外一種多分支選擇的語句——switch語句，它的基本語法格式如下： switch (表達式) { case 常量表達式1：執行語句1； case 常量表達式2：執行語句2； ...... case 常量表達式n：執行語句n； default: 執行語句n+1; } 它的執行過程是：首先計算“表達式”的值，然后從第一個case開始，與“常量表達式x”進行比較，如果與當前常量表達式的值不相等，那么就不執行冒號后邊的程序，一旦發現和一個常量表達式的值相等了，那么他會執行之后所有的，注意是所有的“執行語句”，顯然這不是我們想要的結果。 在C語言中，有一條break語句，作用是跳出當前循環語句，不管是for和while循環，還是switch循環，都可以用其搭配使用跳出循環。switch語句一共有n+1種可能，而我們希望要的是一條多選一的語句，只執行其中一條然后直接退出該循環，不再執行下邊的任何語句，這個時候就需要用到break語句，比如我們在switch表達式上加上break語句，如下： switch (表達式) { case 常量表達式1：執行語句1；break； case 常量表達式2：執行語句2；break； ...... case 常量表達式n：執行語句n；break； default:語句n+1; } 加了這個break語句后，一旦“常量表達式x”與“表達式”相等了，那就執行“執行語句x”，執行完畢后，由于有了break，直接跳出switch語句，執行switch語句循環后邊的程序了，這樣就可以避免執行不必要的語句。了解了這個switch語句，我們將會在本章程序中使用鞏固。 6.4 數碼管的動態顯示6.4.1 動態顯示的基本原理我們在上一章學習數碼管靜態顯示的時候說到，74HC138只能在同一時刻導通一個三極管，而我們的數碼管是靠了6個三極管來控制，那我們如何來讓數碼管同時顯示呢？這就用到了我們這節課的動態顯示。 多個數碼管顯示數字的時候，我們實際上是輪流點亮數碼管（一個時刻內只有一個數碼管是亮的），利用人眼的視覺暫留現象（也叫余輝效應），就可以做到看起來是所有數碼管都同時亮了，這就是動態掃描顯示的含義。 例如：我們有2個數碼管，我們要顯示“12”這個數字，讓高位的位選三極管導通，然后給它賦值“1”，延時一定時間后讓低位的位選三極管導通，然后給它賦值“2”。把這個流程以一定的速度循環運行就可以讓數碼管顯示出“12”，由于交替速度非常快，人肉眼識別到的就是“12”這個數字。 那么一個數碼管需要點亮多長時間呢？也就是說要多長時間完成一次全部數碼管的掃描呢（很明顯：整體掃描時間=單個數碼管點亮時間*數碼管個數）？答案是：10ms以內。當電視機和顯示器還處在CRT（電子顯像管）時代時，有一句很流行的廣告語——“100Hz無閃爍”，沒錯，只要刷新率大于100Hz，即刷新時間小于10ms，就可以做到無閃爍，這也就是我們的動態掃描的硬性指標。那么你也許會問，有最小值的限制嗎？理論上沒有，但實際上做到更快的刷新卻沒有任何進步的意義了，因為已經無閃爍了，再快也還是無閃爍，只是徒然增加CPU的負荷而已（因為1秒內要執行更多次的掃描程序）。所以，通常我們設計程序的時候，都是取一個接近10ms，又比較規整的值就行了。我們板子上有6個數碼管，我們下面用程序來驗證一下數碼管動態顯示程序。 #include <reg52.h> //包含寄存器的庫文件 sbit ADDR0 = P1^0; sbit ADDR1 = P1^1; sbit ADDR2 = P1^2; sbit ADDR3 = P1^3; sbit ENLED = P1^4; unsigned char code LedChar[] = { //用數組來表示數碼管真值表 0xC0,0xF9,0xA4,0xB0,0x99,0x92,0x82,0xF8, 0x80,0x90,0x88,0x83,0xC6,0xA1,0x86,0x8e, }; void main() { unsigned int counter = 0; unsigned char j = 0; unsigned long stopwatch = 0; unsigned char LedNumber[6] = {0}; ENLED = 0; ADDR3 = 1;P0 = 0XFF; //74HC138和P0初始化部分 TMOD = 0x01; //設置定時器0為模式1 TH0 = 0xFC; TL0 = 0x67; //定時值初值,定時1ms TR0 = 1; //打開定時器0 while(1) { if(1 == TF0) //判斷定時器0是否溢出 { TF0 = 0; TH0 = 0xFC; //一旦溢出后，重新賦值 TL0 = 0x67; counter++; if(1000 == counter) //判斷定時器0溢出是否達到50次 { counter = 0; stopwatch++; //秒表數值一秒加1 LedNumber[0] = stopwatch%10; LedNumber[1] = stopwatch/10%10; LedNumber[2] = stopwatch/100%10; LedNumber[3] = stopwatch/1000%10; //數碼管顯示值計算 LedNumber[4] = stopwatch/10000%10; LedNumber[5] = stopwatch/100000%10; } if (0==j) { ADDR0=0; ADDR1=0; ADDR2=0; j++; P0=LedChar[LedNumber[0]]; } else if (1==j) { ADDR0=1; ADDR1=0; ADDR2=0; j++; P0=LedChar[LedNumber[1]]; } else if (2==j) { ADDR0=0; ADDR1=1; ADDR2=0; j++; P0=LedChar[LedNumber[2]]; } else if (3==j) { ADDR0=1; ADDR1=1; ADDR2=0; j++; P0=LedChar[LedNumber[3]]; } else if (4==j) { ADDR0=0; ADDR1=0; ADDR2=1; j++; P0=LedChar[LedNumber[4]]; } else if (5==j) { ADDR0=1; ADDR1=0; ADDR2=1; j=0; P0=LedChar[LedNumber[5]]; } } //數碼管動態刷新部分 } } 這程序，大家自己抄到Keil中，然后邊抄邊理解，最終下載到實驗板上實驗一下效果。其中下邊的if...else語句就是每1ms快速的刷新一個數碼管，這樣6個數碼管整體刷新一遍的時間就是6ms，視覺上就是6個數碼管無閃爍的同時亮起來了。 另外一個簡單知識點這個地方也提一下，其實屬于小學三年級知識，但是很多同學剛接觸C語言，可能遇到了也會發懵。就是在數碼管顯示值計算這個地方，相信小學我們沒學小數之前，除法運算里邊有“被除數”、“除數”、“商”、“余數”這四個概念年。而在我們C語言中，“/”等同于數學里的除法運算，而“%”等同于我們小學學的求余數運算。如果是123456這個數字，我們要正常顯示在數碼管上，個位顯示，就是直接對10取余數，這個“6”就出來了，十位數字就是先除以10，然后再對10取余數，以此類推，就把6個數字全部顯示出來了。 對于多選一的動態刷新數碼管的方式，我們如果用switch會有更好的效果，大家來看一下我們用switch語句完成的情況。 #include <reg52.h> //包含寄存器的庫文件 sbit ADDR0 = P1^0; sbit ADDR1 = P1^1; sbit ADDR2 = P1^2; sbit ADDR3 = P1^3; sbit ENLED = P1^4; unsigned char code LedChar[] = { //用數組來表示數碼管真值表 0xC0,0xF9,0xA4,0xB0,0x99,0x92,0x82,0xF8, 0x80,0x90,0x88,0x83,0xC6,0xA1,0x86,0x8e, }; void main() { unsigned int counter = 0; unsigned char j = 0; unsigned long stopwatch =0; unsigned char LedNumber[6]={0}; ENLED = 0; ADDR3 = 1;P0 = 0XFF; //74HC138和P0初始化部分 TMOD = 0x01; //設置定時器0為模式1 TH0 = 0xFC; TL0 = 0x67; //定時值初值,定時1ms TR0 = 1; //打開定時器0 while(1) { if(1 == TF0) //判斷定時器0是否溢出 { TF0 = 0; TH0 = 0xFC; //一旦溢出后，重新賦值 TL0 = 0x67; counter++; if(1000 == counter) //判斷定時器0溢出是否達到1000次 { counter = 0; stopwatch++; //秒表數值一秒加1 LedNumber[0] = stopwatch%10; LedNumber[1] = stopwatch/10%10; LedNumber[2] = stopwatch/100%10; LedNumber[3] = stopwatch/1000%10; //數碼管顯示值計算 LedNumber[4] = stopwatch/10000%10; LedNumber[5] = stopwatch/100000%10; } switch(j) { case 0: ADDR0=0; ADDR1=0; ADDR2=0; j++; P0=LedChar[LedNumber[0]];break; case 1: ADDR0=1; ADDR1=0; ADDR2=0; j++; P0=LedChar[LedNumber[1]];break; case 2: ADDR0=0; ADDR1=1; ADDR2=0; j++; P0=LedChar[LedNumber[2]];break; case 3: ADDR0=1; ADDR1=1; ADDR2=0; j++; P0=LedChar[LedNumber[3]];break; case 4: ADDR0=0; ADDR1=0; ADDR2=1; j++; P0=LedChar[LedNumber[4]];break; case 5: ADDR0=1; ADDR1=0; ADDR2=1; j=0; P0=LedChar[LedNumber[5]];break; default: break; } } //數碼管動態刷新部分 } } 大家是否能感覺到switch語句比if...else語句顯得要整齊的多？ 6.4.2 數碼管消隱處理不知道細心的同學能否發現，我們的兩次數碼管動態刷新顯示的時候似乎并不是那么完美，第一個小問題，大家仔細看，數碼管的不應該顯示的段，似乎有微微的發亮，這種現象叫做“鬼影”，這個“鬼影”嚴重影響了我們的視覺效果，我們該如何解決呢？ 同學們今后可能會遇到各種各樣的問題，可能有很多我是沒有講過的問題，遇到問題怎么辦呢？大家要相信，你作為初學者，遇到的問題肯定不是第一個遇到的，肯定有前輩會遇到同類問題，他們一般會在網上發表各種帖子，各種討論，所以大家遇到問題，首先解決方法就應該形成一個到網上搜索的條件反射，這個問題大家可以到網上搜：“數碼管消隱”或者“數碼管鬼影解決”，多找相關關鍵詞搜索，會搜索也是一種能力。 大家在網上搜了一下會發現，解決這類問題的普遍兩個方法，其中之一是延時，延時之后我們肉眼就可能看不到這個“鬼影”了。但是延時是一個非常拙劣的手段，且不說延時多久能讓我們看不到“鬼影”，延時后，我們的數碼管亮度會普遍降低。我們解決問題呢，不能只知其然，不知其所以然，所以我們首先要弄懂為什么會出現“鬼影”。 “鬼影”的出現，主要是因為我們數碼管位選和段選產生的瞬態所造成的。舉個簡單例子，我們在數碼管動態刷新的那部分程序中，實際上每一個數碼管點亮的持續時間是1ms的時間，1ms后進行下個數碼管的切換。在進行數碼管切換的時候，比如我們從case 5要切換到case 0的時候，case 5的位選用的是ADDR0=1; ADDR1=0; ADDR2=1;假如此刻case5也就是最高位數碼管對應的值是0。我們要切換成的case 0的數碼管位選是ADDR0=0; ADDR1=0; ADDR2=0;而對應的數碼管的值假如是1。 因為我們的C語言程序是一句一句順序往下執行的，每一條語句都會占用一定的時間，即使這個時間非常非常短暫。但是當我們把“ADDR0=1”改變成“ADDR0=0”的時候，這個瞬間存在了一個中間狀態ADDR0=0; ADDR1=0; ADDR2=1;在這個瞬間上，我們就給case 4對應的數碼管DS5瞬間賦值了0。當我們全部寫完了ADDR0=0; ADDR1=0; ADDR2=0;后，這個時候，我們的P0還沒有正式賦值，而P0此刻卻保持了前一次的值，也就是在這個瞬間，我們又給case 0對應的數碼管DS1賦值了一個0。直到我們把case 0后邊的語句全部完成后，我們的刷新才正式完成。而在這個刷新過程中，有2次瞬間我們給了錯誤的數碼管賦值，雖然很弱（因為亮的時間很短），但是我們還是能夠發現。 那弄懂了原理后，解決起來就不是困難的事情了，我們只要避開這個瞬態就可以了。不產生瞬態的方法是，我們在進行刷新的賦值語句期間，避免一切數碼管的賦值即可。方法有兩個，一個方法是刷新之前關閉所有的段，改變好了位選后，再打開段即可；第二個方法是關閉數碼管的位，賦值過程都做好后，再重新打開即可。這個不是很難，答案我都公布一下。 關閉段：在switch(j)這句程序之前，加一句P0=0XFF；這樣就把數碼管所有的段都關閉了，當把“ADDR”的值全部搞定后，再給P0賦對應的值即可。 關閉位：在switch(j)這句程序之前，加上一句ENLED=1；等到把“ADDR=0; ADDR1=0; ADDR2=0; P0=LedChar[LedNumber[0]];這幾條刷新程序全部寫完后，再加上一句ENLED=0；然后再進行break操作即可。 這個地方稍微有點邏輯思路在里邊，大家一定要理解深刻，深刻理解，徹底弄明白，把這個瞬態弄明白，后邊很多牽扯到此類情況的問題，我們都可以一并搞定。 上邊的數碼管程序還有第二個問題，大家仔細看，我們的數碼管上的數字每一秒變化一次，變化的時候，不參加變化的數碼管可能出現一次抖動，這個抖動沒有什么專業的名字，我們就稱之為數碼管抖動吧。這種數碼管抖動是什么原因造成的呢？為何在數據改變的時候才抖動呢？ 我們來看我們的程序。我們的程序在定時到1秒的時候，執行了“數碼管顯示值計算”這個過程，一個32位的除法運算，實際上是比較耗費時間的，至于這一段程序占用了多少時間，大家可以通過第四章講的Debug進入看看這段程序運行一共占據了多少時間。由于達到1秒的時候，程序多運行了這么一段，導致了某個數碼管的點亮時間比其他情況下要長一些，時間是1ms+程序消耗時間，于此同時，其它的數碼管就熄滅了5ms+程序消耗時間，如果這個程序消耗時間非常短，那么可以忽略不計，但很明顯，現在這段程序已經比較長了，嚴重影響我們的視覺效果了，所以我們要采取另外一種思路去解決這個問題。 6.5 中斷的學習6.5.1 中斷的產生背景比如此刻我正在廚房用煤氣燒一壺水，燒開一壺水剛好需要10分鐘。我是一個主體，燒水是一個目的，而且我只能時時刻刻在這里燒水，因為一旦水開了，溢出來澆滅煤氣的話，有可能引發一場災難。而這個時候呢，我聽到了電視里傳來《天龍八部》的主題歌，馬上就要開演了，我真想奪門而出，去看我最喜歡的電視劇。然而，聽到這個水壺發出的“咕嘟”的聲音，我清楚：除非水開了，否則我是無法享受我喜歡的電視劇的。 這里邊主體只有我一個，而我要做的有兩件事情，一個是看電視，一個是燒水，而電視和燒水是兩個獨立的客體，他們是同時進行的。其中燒水需要10分鐘，但不需要了解燒水的過程的，只需要得到水燒開的這樣一個結果就行了，提下水壺和關閉煤氣只需要幾秒的時間而已。所以我們采取的辦法就是：燒水的時候，定上一個鬧鐘，定時10分鐘，然后我就可以安心看電視了。當10分鐘時間到了，鬧鐘響了，此刻水也燒開了，我就過去把煤氣滅掉，然后繼續回來看電視就可以了。 這個場景和單片機有什么關系呢？ 在單片機的程序處理過程中也有很多類似的場景，當單片機正在專心致志的做一件事情的時候( 如看電視)，總會有一件或者多件緊迫或者不緊迫的事情發生，需要我們去關注，有一些需要我們停下手頭的工作去馬上完成(比如水開了)，只有處理完，才能回頭繼續完成剛才的工作(看電視)。如果在這個地方用上了單片機的中斷機制，不僅僅我擁有了處理意外情況的能力，而且如果我能夠充分發揮這個機制的妙用，就可以“同時”完成多個任務了。如果還是一知半解關于中斷更詳細的介紹可以看這里: http://www.zg4o1577.cn/mcuteach/234.html在第五章我們學過定時器，而實際上定時器一般用法都是采取中斷方式來做的，我是故意在第五章用查詢法，就是使用if(TR0 ==0)這樣的語句先講定時器，目的是明確告訴同學們，定時器和中斷不是一回事，定時器是單片機模塊的一個資源，確確實實存在的一個模塊，而中斷，是單片機的一種運行機制。尤其是初學者們，很多人會誤以為定時器和中斷是一個東西，只有定時器才會觸發中斷，但實際上很多事件都會觸發中斷的，除了“燒水”，還有“有人按門鈴”，“來電話了”等等。 標準51中與中斷相關的寄存器，一共有2個，其中1個是中斷使能寄存器，另外1個是中斷優先級寄存器，這里先介紹中斷使能寄存器。隨著一些增強型51單片機的問世，可能會有增加的寄存器，大家這些理解了這里所講的，其他的通過自己研讀數據手冊全部可以理解明白并且使用起來。 表6-1 IE--中斷使能寄存器(地址：A8H) 可位尋址；復位值：0x00；復位源：任何復位 位 | 7 | 6 | 5 | 4 | 3 | 2 | 1 | 0 | 符號 | EA | -- | ET2 | ES | ET1 | EX1 | ET0 | EX0 |
表6-2 IE--中斷使能寄存器的位描述
中斷使能寄存器IE控制了6個中斷使能，其中第6位暫時不用，第七位是總開關，相當于我們家里或者學生宿舍里的那個電源總閘門。而0到5位這6個相當于每個分開關。那么也就是說，我們只要用到中斷，就要寫EA = 1這一句，打開中斷總開關，然后用到哪個分中斷，再打開相對應的位就可以了。 我們現在就把第五章學的定時器的程序進行改寫，使用中斷實現出來，把數碼管的抖動問題也同時一并處理掉。 #include <reg52.h> //包含寄存器的庫文件 sbit ADDR0 = P1^0; sbit ADDR1 = P1^1; sbit ADDR2 = P1^2; sbit ADDR3 = P1^3; sbit ENLED = P1^4; unsigned char code LedChar[] = { //用數組來表示數碼管真值表 0xC0,0xF9,0xA4,0xB0,0x99,0x92,0x82,0xF8, 0x80,0x90,0x88,0x83,0xC6,0xA1,0x86,0x8e, }; unsigned char LedNumber[6] = {0}; //定義全局變量 unsigned char j = 0; unsigned int counter = 0; void main() { unsigned long stopwatch =0; ENLED = 0; ADDR3 = 1; P0 = 0XFF; //74HC138和P0初始化部分 TMOD = 0x01; //設置定時器0為模式1 TH0 = 0xFC; TL0 = 0x67; //定時值初值,定時1ms TR0 = 1; //打開定時器0 EA = 1; //打開中中斷 ET0 = 1; //打開定時器0中斷 while(1) { if(1000 == counter) //判斷定時器0溢出是否達到1000次 { counter = 0; stopwatch++; LedNumber[0] = stopwatch%10; LedNumber[1] = stopwatch/10%10; LedNumber[2] = stopwatch/100%10; LedNumber[3] = stopwatch/1000%10; LedNumber[4] = stopwatch/10000%10; LedNumber[5] = stopwatch/100000%10; } } } void InterruptTimer0() interrupt 1 //中斷函數的特殊寫法，數字’1’為中斷入口號 { TH0 = 0xFC; //溢出后進入中斷重新賦值 TL0 = 0x67; counter++; //計數值counter加1 P0 = 0xFF; //消隱 switch(j) { case 0: ADDR0=0; ADDR1=0; ADDR2=0; j++; P0=LedChar[LedNumber[0]]; break; case 1: ADDR0=1; ADDR1=0; ADDR2=0; j++; P0=LedChar[LedNumber[1]]; break; case 2: ADDR0=0; ADDR1=1; ADDR2=0; j++; P0=LedChar[LedNumber[2]]; break; case 3: ADDR0=1; ADDR1=1; ADDR2=0; j++; P0=LedChar[LedNumber[3]]; break; case 4: ADDR0=0; ADDR1=0; ADDR2=1; j++; P0=LedChar[LedNumber[4]]; break; case 5: ADDR0=1; ADDR1=0; ADDR2=1; j=0; P0=LedChar[LedNumber[5]]; break; default: break; } //動態刷新 } 大家可以先把這個程序了解明白，下載到單片機里邊實驗一下，看看實際效果。是否可以看出來，近乎完美的顯示效果經過我們的努力終于做成功了。那下面我們還要來解析一下我們的這個程序。 在我們這個程序中，有兩個函數，一個是主函數，一個是中斷函數。主函數main()我們就不用說了，重點強調一下中斷函數，中斷函數的格式是固定的，首先中斷函數前邊void表示函數返回空，即中斷函數不返回任何值，函數名字是InterruptTimer0()，這個函數名字只要符合函數命名規則的前提下我們就可以隨便起，我這樣起名字是為了方便區分和記憶，而后是interrupt這個關鍵字不能錯，這個是中斷特有的關鍵字，另外后邊還有個數字1，這個數字1怎么來的呢？我們先來看一個表格。 表6-3 中斷查詢序列 這個表格同樣不需要大家記住，需要的時候過來查就可以了。我們現在看第二行T0中斷，它的中斷標志是TF0，也就是當TF0變成1的時候，就會觸發中斷。而在interrupt后邊的數字x的計算方法是 x*8+3=向量地址，T0的向量地址是000BH，那么我們可以求得x的值是1。這樣這個中斷函數名字我們就徹底明白了。 中斷函數和普通函數有個不一樣的地方，普通函數一般是在程序中調用，而中斷函數因為有了中斷入口，達到中斷條件后，他會自動進入程序執行。比如咱這個程序，平時一直在主程序while(1)的循環中運行，假如程序有100行，當運行到了50行的時候，定時器溢出了，那么CPU就會立刻跑到中斷函數中執行中斷程序，中斷程序運行完畢后再自動返回到剛才的第50行處繼續運行下面的程序，這樣就保證了動態刷新是固定的1ms時間，不會因為程序運行時間不一致的原因導致數碼管的抖動了。 6.5.3 中斷的優先級中斷優先級的內容，大家先通過我的介紹大概了解一下即可，后邊真正實際應用的時候我們再詳細理解。 在講中斷產生背景的時候，我們僅僅講了看電視和燒水的例子，但是實際生活當中還有更復雜的，比如我們正在看電視，這個時候來電話了，我們要進入接電話的“中斷”程序當中去，就在接電話的同時，聽到了水開的聲音，水開的“中斷”也發生了，我們要放下手上的電話，先把煤氣關掉，然后再回來聽電話，最后聽完了電話再看電視，這里就產生了一個優先級的問題。 還有一種情況，我們在看電視的時候，這個時候聽到水開的聲音，水開的“中斷”發生了，我們要進入關煤氣的“中斷”程序當中，而在關煤氣的同時，電話聲音響了，而這個時候，我們的處理方式是先把煤氣關閉，再去接聽電話，最后再看電視。 從這兩個過程中，我們可以得到一個結論，就是最最緊急的事情，一旦發生后，我們不管當時處在哪個“程序”當中，我們必須先去解決最最緊急的事情，解決完畢后再去解決其他事情。在我們的單片機程序當中有時候也是這樣的，有一般緊急的中斷，有特別緊急的中斷，這取決于具體的系統設計，這就牽扯到一個中斷優先級和中斷嵌套的概念，在本章節我們先簡單介紹一下相關寄存器，不做例程說明。 中斷優先級有兩種，一種是搶占優先級，一種是固有優先級，先介紹搶占優先級。 表6-4 IP--中斷優先級寄存器的位分配(地址：B8H) 可位尋址；復位值：0x00；復位源：任何復位 位 | 7 | 6 | 5 | 4 | 3 | 2 | 1 | 0 | 符號 | -- | -- | PT2 | PS | PT1 | PX1 | PT0 | PX0 |
表6-5 IP--中斷優先級寄存器的位描述(地址：B8H) 位 | 符號 | 描述 | 7 | -- | 保留 | 6 | -- | 保留 | 5 | PT2 | 定時器2中斷優先級控制位 | 4 | PS | 串口中斷優先級控制位 | 3 | PT1 | 定時器1中斷優先級控制位 | 2 | PX1 | 外部中斷1中斷優先級控制位 | 1 | PT0 | 定時器0中斷優先級控制位 | 0 | PX0 | 外部中斷0中斷優先級控制位 |
這個寄存器的每一位，表示對應的中斷功能的優先級，每一位的復位值都是0，當我們把某一位設置為1的時候，這一位的優先級就比其他位的優先級高。比如我們設置了PT0位為1后，當程序運行在主循環里邊，或者任何其他中斷程序內部的時候，一旦定時器0發生中斷，作為更高級的優先級，程序馬上就會跑到定時器0的中斷程序中運行。同理，當程序此刻運行在定時器0中斷中時，其他低級的中斷發生后，程序還是會繼續運行定時器0中斷程序，直到把定時器0中的中斷程序運行完成后，再會去相應其他中斷程序。 我們在專業的術語中，當進入低級中斷以后，發生高級中斷，我們先進入高級中斷運行，處理完了高級中斷后，返回處理低級中斷，低級中斷處理完了再返回主函數，這種叫做中斷嵌套。在搶占優先級配置過程中，優先級高的中斷是可以搶占優先級低的中斷，形成中斷嵌套的，當然，優先級低的是不能搶占優先級高的中斷的。 第二種是固有優先級，大家可能在看表6-3中斷查詢序列里就看到了有一個中斷優先級列表，在這個列表中，中斷優先級是從高到低排列的。但是固有優先級和搶占優先級不同，首先固有優先級不會形成中斷嵌套，也就是只要當前程序進入中斷執行程序了，其他任何中斷來了，都會先執行完了當前的中斷再回頭響應的。 那這個固有優先級的作用是什么呢？還有一種情況，就是當中斷同時發生，或者是我們在開中斷前，已經有幾個中斷標志位置位了，也就是說我們可以理解為同時檢測到幾個中斷產生了，那么我們會先相應表6-3中的優先級高的中斷，處理完后再來相應優先級低的中斷。 6.6 作業1、掌握C語言的數組的概念、定義和應用。 2、掌握if語句和switch語句的用法及區別，編程的時候能夠正確選擇使用哪個語句。 3、徹底理解中斷的原理和應用方法，關閉教程自己獨立把本章節程序編寫完畢并且下載到實驗板上實踐。 4、大家嘗試修改程序，讓我們的數碼管只顯示有效位，也就是高位的0不顯示。 5、大家改動程序，寫一個數碼管從999999倒計時程序，并且改用定時器1的中斷來完成，通過寫這個程序，熟練掌握定時器和中斷的應用。
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