|
中断是单片机系统的重点中的重点，因为有了中断，单片机就具备了快速协调多模块工作的能力，大家对本章节内容要多研究，最终要完全理解并且掌握。 6.1 C语言的数组6.1.1 数组的基本概念我们第四章学过变量的基本类型，比如char、int等等。这种类型描述的数据是比较有限的，当我们要处理非常大量数据的时候，就可以用到数组了，比如我们上节课的那个数码管的真值表，我们就可以用一个数组来表达。 从概念上讲，数组是具有相同数据类型的有序数据的组合，一般来讲，数组定义后满足以下三个条件。 (1)具有相同的数据类型； (2)具有相同的名字； (3)在存储器中是被连续存放的。 比如我们上节课定义的那个数码管真值表，如果我们把关键字code去掉，数组元素将被保存在RAM中，在程序中可读可写，同时我们也可以在中括号里边标明这个数组元素的个数，比如： unsigned char LedChar[16] = { 0xC0,0xF9,0xA4,0xB0,0x99,0x92,0x82,0xF8, 0x80,0x90,0x88,0x83,0xC6,0xA1,0x86,0x8e}; 在这个数组中的每个值都称之为数组的一个元素，这些元素都具备相同的数据类型就是unsigned char型，他们有一个共同的名字LedChar，不管放到RAM中还是FLASH中，他们都是存放在一块连续的存储空间里的。 有一点要特别注意，这个数组一共有16（中括号里面的数值）个元素，但是数组的元素的表达方式下标是从0开始，因此实际上上边这个数组的首个元素LedChar[0]的值是0xC0,而LedChar[15]的值是0x8e，下标从0到15一共是16个元素。 LedChar这个数组只有一个下标，我们称之为一维数组，还有两个下标或者多个下标的，我们称之为多维数组。比如unsigned char a[2][3];表示这是一个2行3列的二维数组。在大多数情况下我们使用的是一维数组，对于初学来说，我们先来研究一维数组，多维数组遇到了再了解。 6.1.2 数组的声明一维数组的声明格式如下： 数据类型 数组名[数组长度； (1)数组的数据类型声明的是该数组的每个元素的类型，即一个数组中的元素具有相同的数据类型。 (2)数组名的声明要符合C语言固定的标识符的声明要求，只能由字母、数字、下划线这三种符号组成，且第一个字符只能是字母或者下划线。 (3)方括号中的数组长度是一个常量或常量表达式，并且必须是正整数。 6.1.3 数组的初始化数组在进行声明的同时可以进行初始化操作，格式如下： 数据类型 数组名[数组长度] = {初值列表}； 还是以上节课我们用的数码管的真值表为例来讲解注意事项。 unsigned char LedChar[16] = { 0xC0,0xF9,0xA4,0xB0,0x99,0x92,0x82,0xF8, 0x80,0x90,0x88,0x83,0xC6,0xA1,0x86,0x8e}; (1)初值列表里的数据之间要用逗号隔开。 (2)初值列表里的初值的数量必须小于或者等于数组长度，当小于数组长度时，数组的后边没有赋初值的元素由系统自动赋值0。 (3)若给数组的所有元素赋初值，可以省略数组的长度，上节课的例子中我们实际上已经省略了数组的长度。 (4)系统为数组分配连续的存储单元的时候，数组元素的相对次序由下标来决定，就是说LedChar[0]、LedChar[1]... ... LedChar[15]是按照顺序排下来的。 6.1.4 数组的使用和赋值在C语言程序中，是不能一次使用整个数组的，只能使用单个数组元素。一个数组元素相当于一个变量，使用数组元素的时候与使用相同数据类型的变量的方法一样。比如这个LedChar这个数组，如果没加code关键字，那么它可读可写，我们可以写成a = LedChar[0]这样来把数组的一个元素的值送个a这个变量，也可以写成LedChar[0] = a这样把a这个变量的值送给数组的一个元素，以下三点要注意： (1)引用数组的时候，那个方括号里的数字代表的是数组元素的下标，而数组初始化的时候方括号里的数字代表的是这个数组元素的个数。 (2)数组元素的方括号里的下标可以是整型常数，整型变量或者表达式，而数组初始化的时候方括号里的数字必须是常数不能是变量。 (3)数组整体赋值只可以在初始化的时候操作，功能程序只能对单个元素赋值。 6.2 if语句if语句已经不陌生了，前边程序我们其实已经用过了，这里我们系统的介绍一下，方便后边的深入学习。if语句有两个关键字：if和else，把这两个关键字翻译一下就是：“如果”和“否则”。if语句一共有三种格式，我们分别来看。 1.if语句的默认形式。 if (条件表达式) {语句 1;} 其执行过程是，if(如果)条件表达式的值为“真”，则执行语句1；如果条件表达式的值为“假”，则不执行语句1。真和假的概念不再赘述，参考第五章。 这里要提醒一句，C语言一个分号表示一句语句的结束，因此如果if后边只有一条执行语句的时候，可以省略大括号，但是如果有多条执行语句的话，必须加上大括号。 我们上节课的语句就很好理解了if(16 ==j) { j = 0;}，如果j等于16的时候，括号里的值才是“真”，那么就执行j=0这一句，如果j不等于16，那么里边就为“假”，就不执行这一句。 2.if...else语句 有些情况下，我们除了判断一下if括号里的是否满足条件，执行相应的语句，在不满足条件的时候，我们又要执行另外相应的语句，这个时候就用到了if...else语句，它的基本的语法形式是： if (条件表达式) {语句 1;} else {语句 2;} 比如上节课的后半段程序我们也可以写成： P0 = LedChar[j]; //把数组里的对应值送给P0 if(15 == j) //当显示到F后，归0重新开始 {j = 0;} else {j++;} 这个程序大家可以改改下载进去试试，程序逻辑大家自己动脑分析一下，我就不解释了。 3.if....else if语句 if...esle语句是一个二选一的语句，或者执行if条件下的语句，或者执行else条件下的语句。还有一种多选一的用法就是if...else if语句。他的基本语法格式是： if (条件表达式1) {语句 1;} else if (条件表达式2) {语句 2; } else if (条件表达式3) {语句 3; } ... ... else {语句 n;} 他的执行过程是：依次判断条件表达式的值，当出现某个值为“真”时，则执行相对应的语句，然后跳出整个if的语句块，执行“语句n”后边的程序；如果所有的表达式都为“假”，则执行“语句n”后，再执行“语句n”后边的程序。 if语句在C语言编程的过程中使用频率很高，用法也简单，所以必须要熟练掌握。 6.3 switch语句用if....else语句在处理多分支的时候，分支太多就会显得不方便，且容易出现if和else配对出现错误的情况，在C语言中提供了另外一种多分支选择的语句——switch语句，它的基本语法格式如下： switch (表达式) { case 常量表达式1：执行语句1； case 常量表达式2：执行语句2； ...... case 常量表达式n：执行语句n； default: 执行语句n+1; } 它的执行过程是：首先计算“表达式”的值，然后从第一个case开始，与“常量表达式x”进行比较，如果与当前常量表达式的值不相等，那么就不执行冒号后边的程序，一旦发现和一个常量表达式的值相等了，那么他会执行之后所有的，注意是所有的“执行语句”，显然这不是我们想要的结果。 在C语言中，有一条break语句，作用是跳出当前循环语句，不管是for和while循环，还是switch循环，都可以用其搭配使用跳出循环。switch语句一共有n+1种可能，而我们希望要的是一条多选一的语句，只执行其中一条然后直接退出该循环，不再执行下边的任何语句，这个时候就需要用到break语句，比如我们在switch表达式上加上break语句，如下： switch (表达式) { case 常量表达式1：执行语句1；break； case 常量表达式2：执行语句2；break； ...... case 常量表达式n：执行语句n；break； default:语句n+1; } 加了这个break语句后，一旦“常量表达式x”与“表达式”相等了，那就执行“执行语句x”，执行完毕后，由于有了break，直接跳出switch语句，执行switch语句循环后边的程序了，这样就可以避免执行不必要的语句。了解了这个switch语句，我们将会在本章程序中使用巩固。 6.4 数码管的动态显示6.4.1 动态显示的基本原理我们在上一章学习数码管静态显示的时候说到，74HC138只能在同一时刻导通一个三极管，而我们的数码管是靠了6个三极管来控制，那我们如何来让数码管同时显示呢？这就用到了我们这节课的动态显示。 多个数码管显示数字的时候，我们实际上是轮流点亮数码管（一个时刻内只有一个数码管是亮的），利用人眼的视觉暂留现象（也叫余辉效应），就可以做到看起来是所有数码管都同时亮了，这就是动态扫描显示的含义。 例如：我们有2个数码管，我们要显示“12”这个数字，让高位的位选三极管导通，然后给它赋值“1”，延时一定时间后让低位的位选三极管导通，然后给它赋值“2”。把这个流程以一定的速度循环运行就可以让数码管显示出“12”，由于交替速度非常快，人肉眼识别到的就是“12”这个数字。 那么一个数码管需要点亮多长时间呢？也就是说要多长时间完成一次全部数码管的扫描呢（很明显：整体扫描时间=单个数码管点亮时间*数码管个数）？答案是：10ms以内。当电视机和显示器还处在CRT（电子显像管）时代时，有一句很流行的广告语——“100Hz无闪烁”，没错，只要刷新率大于100Hz，即刷新时间小于10ms，就可以做到无闪烁，这也就是我们的动态扫描的硬性指标。那么你也许会问，有最小值的限制吗？理论上没有，但实际上做到更快的刷新却没有任何进步的意义了，因为已经无闪烁了，再快也还是无闪烁，只是徒然增加CPU的负荷而已（因为1秒内要执行更多次的扫描程序）。所以，通常我们设计程序的时候，都是取一个接近10ms，又比较规整的值就行了。我们板子上有6个数码管，我们下面用程序来验证一下数码管动态显示程序。 #include <reg52.h> //包含寄存器的库文件 sbit ADDR0 = P1^0; sbit ADDR1 = P1^1; sbit ADDR2 = P1^2; sbit ADDR3 = P1^3; sbit ENLED = P1^4; unsigned char code LedChar[] = { //用数组来表示数码管真值表 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; //设置定时器0为模式1 TH0 = 0xFC; TL0 = 0x67; //定时值初值,定时1ms TR0 = 1; //打开定时器0 while(1) { if(1 == TF0) //判断定时器0是否溢出 { TF0 = 0; TH0 = 0xFC; //一旦溢出后，重新赋值 TL0 = 0x67; counter++; if(1000 == counter) //判断定时器0溢出是否达到50次 { counter = 0; stopwatch++; //秒表数值一秒加1 LedNumber[0] = stopwatch%10; LedNumber[1] = stopwatch/10%10; LedNumber[2] = stopwatch/100%10; LedNumber[3] = stopwatch/1000%10; //数码管显示值计算 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]]; } } //数码管动态刷新部分 } } 这程序，大家自己抄到Keil中，然后边抄边理解，最终下载到实验板上实验一下效果。其中下边的if...else语句就是每1ms快速的刷新一个数码管，这样6个数码管整体刷新一遍的时间就是6ms，视觉上就是6个数码管无闪烁的同时亮起来了。 另外一个简单知识点这个地方也提一下，其实属于小学三年级知识，但是很多同学刚接触C语言，可能遇到了也会发懵。就是在数码管显示值计算这个地方，相信小学我们没学小数之前，除法运算里边有“被除数”、“除数”、“商”、“余数”这四个概念年。而在我们C语言中，“/”等同于数学里的除法运算，而“%”等同于我们小学学的求余数运算。如果是123456这个数字，我们要正常显示在数码管上，个位显示，就是直接对10取余数，这个“6”就出来了，十位数字就是先除以10，然后再对10取余数，以此类推，就把6个数字全部显示出来了。 对于多选一的动态刷新数码管的方式，我们如果用switch会有更好的效果，大家来看一下我们用switch语句完成的情况。 #include <reg52.h> //包含寄存器的库文件 sbit ADDR0 = P1^0; sbit ADDR1 = P1^1; sbit ADDR2 = P1^2; sbit ADDR3 = P1^3; sbit ENLED = P1^4; unsigned char code LedChar[] = { //用数组来表示数码管真值表 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; //设置定时器0为模式1 TH0 = 0xFC; TL0 = 0x67; //定时值初值,定时1ms TR0 = 1; //打开定时器0 while(1) { if(1 == TF0) //判断定时器0是否溢出 { TF0 = 0; TH0 = 0xFC; //一旦溢出后，重新赋值 TL0 = 0x67; counter++; if(1000 == counter) //判断定时器0溢出是否达到1000次 { counter = 0; stopwatch++; //秒表数值一秒加1 LedNumber[0] = stopwatch%10; LedNumber[1] = stopwatch/10%10; LedNumber[2] = stopwatch/100%10; LedNumber[3] = stopwatch/1000%10; //数码管显示值计算 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; } } //数码管动态刷新部分 } } 大家是否能感觉到switch语句比if...else语句显得要整齐的多？ 6.4.2 数码管消隐处理不知道细心的同学能否发现，我们的两次数码管动态刷新显示的时候似乎并不是那么完美，第一个小问题，大家仔细看，数码管的不应该显示的段，似乎有微微的发亮，这种现象叫做“鬼影”，这个“鬼影”严重影响了我们的视觉效果，我们该如何解决呢？ 同学们今后可能会遇到各种各样的问题，可能有很多我是没有讲过的问题，遇到问题怎么办呢？大家要相信，你作为初学者，遇到的问题肯定不是第一个遇到的，肯定有前辈会遇到同类问题，他们一般会在网上发表各种帖子，各种讨论，所以大家遇到问题，首先解决方法就应该形成一个到网上搜索的条件反射，这个问题大家可以到网上搜：“数码管消隐”或者“数码管鬼影解决”，多找相关关键词搜索，会搜索也是一种能力。 大家在网上搜了一下会发现，解决这类问题的普遍两个方法，其中之一是延时，延时之后我们肉眼就可能看不到这个“鬼影”了。但是延时是一个非常拙劣的手段，且不说延时多久能让我们看不到“鬼影”，延时后，我们的数码管亮度会普遍降低。我们解决问题呢，不能只知其然，不知其所以然，所以我们首先要弄懂为什么会出现“鬼影”。 “鬼影”的出现，主要是因为我们数码管位选和段选产生的瞬态所造成的。举个简单例子，我们在数码管动态刷新的那部分程序中，实际上每一个数码管点亮的持续时间是1ms的时间，1ms后进行下个数码管的切换。在进行数码管切换的时候，比如我们从case 5要切换到case 0的时候，case 5的位选用的是ADDR0=1; ADDR1=0; ADDR2=1;假如此刻case5也就是最高位数码管对应的值是0。我们要切换成的case 0的数码管位选是ADDR0=0; ADDR1=0; ADDR2=0;而对应的数码管的值假如是1。 因为我们的C语言程序是一句一句顺序往下执行的，每一条语句都会占用一定的时间，即使这个时间非常非常短暂。但是当我们把“ADDR0=1”改变成“ADDR0=0”的时候，这个瞬间存在了一个中间状态ADDR0=0; ADDR1=0; ADDR2=1;在这个瞬间上，我们就给case 4对应的数码管DS5瞬间赋值了0。当我们全部写完了ADDR0=0; ADDR1=0; ADDR2=0;后，这个时候，我们的P0还没有正式赋值，而P0此刻却保持了前一次的值，也就是在这个瞬间，我们又给case 0对应的数码管DS1赋值了一个0。直到我们把case 0后边的语句全部完成后，我们的刷新才正式完成。而在这个刷新过程中，有2次瞬间我们给了错误的数码管赋值，虽然很弱（因为亮的时间很短），但是我们还是能够发现。 那弄懂了原理后，解决起来就不是困难的事情了，我们只要避开这个瞬态就可以了。不产生瞬态的方法是，我们在进行刷新的赋值语句期间，避免一切数码管的赋值即可。方法有两个，一个方法是刷新之前关闭所有的段，改变好了位选后，再打开段即可；第二个方法是关闭数码管的位，赋值过程都做好后，再重新打开即可。这个不是很难，答案我都公布一下。 关闭段：在switch(j)这句程序之前，加一句P0=0XFF；这样就把数码管所有的段都关闭了，当把“ADDR”的值全部搞定后，再给P0赋对应的值即可。 关闭位：在switch(j)这句程序之前，加上一句ENLED=1；等到把“ADDR=0; ADDR1=0; ADDR2=0; P0=LedChar[LedNumber[0]];这几条刷新程序全部写完后，再加上一句ENLED=0；然后再进行break操作即可。 这个地方稍微有点逻辑思路在里边，大家一定要理解深刻，深刻理解，彻底弄明白，把这个瞬态弄明白，后边很多牵扯到此类情况的问题，我们都可以一并搞定。 上边的数码管程序还有第二个问题，大家仔细看，我们的数码管上的数字每一秒变化一次，变化的时候，不参加变化的数码管可能出现一次抖动，这个抖动没有什么专业的名字，我们就称之为数码管抖动吧。这种数码管抖动是什么原因造成的呢？为何在数据改变的时候才抖动呢？ 我们来看我们的程序。我们的程序在定时到1秒的时候，执行了“数码管显示值计算”这个过程，一个32位的除法运算，实际上是比较耗费时间的，至于这一段程序占用了多少时间，大家可以通过第四章讲的Debug进入看看这段程序运行一共占据了多少时间。由于达到1秒的时候，程序多运行了这么一段，导致了某个数码管的点亮时间比其他情况下要长一些，时间是1ms+程序消耗时间，于此同时，其它的数码管就熄灭了5ms+程序消耗时间，如果这个程序消耗时间非常短，那么可以忽略不计，但很明显，现在这段程序已经比较长了，严重影响我们的视觉效果了，所以我们要采取另外一种思路去解决这个问题。 6.5 中断的学习6.5.1 中断的产生背景比如此刻我正在厨房用煤气烧一壶水，烧开一壶水刚好需要10分钟。我是一个主体，烧水是一个目的，而且我只能时时刻刻在这里烧水，因为一旦水开了，溢出来浇灭煤气的话，有可能引发一场灾难。而这个时候呢，我听到了电视里传来《天龙八部》的主题歌，马上就要开演了，我真想夺门而出，去看我最喜欢的电视剧。然而，听到这个水壶发出的“咕嘟”的声音，我清楚：除非水开了，否则我是无法享受我喜欢的电视剧的。 这里边主体只有我一个，而我要做的有两件事情，一个是看电视，一个是烧水，而电视和烧水是两个独立的客体，他们是同时进行的。其中烧水需要10分钟，但不需要了解烧水的过程的，只需要得到水烧开的这样一个结果就行了，提下水壶和关闭煤气只需要几秒的时间而已。所以我们采取的办法就是：烧水的时候，定上一个闹钟，定时10分钟，然后我就可以安心看电视了。当10分钟时间到了，闹钟响了，此刻水也烧开了，我就过去把煤气灭掉，然后继续回来看电视就可以了。 这个场景和单片机有什么关系呢？ 在单片机的程序处理过程中也有很多类似的场景，当单片机正在专心致志的做一件事情的时候( 如看电视)，总会有一件或者多件紧迫或者不紧迫的事情发生，需要我们去关注，有一些需要我们停下手头的工作去马上完成(比如水开了)，只有处理完，才能回头继续完成刚才的工作(看电视)。如果在这个地方用上了单片机的中断机制，不仅仅我拥有了处理意外情况的能力，而且如果我能够充分发挥这个机制的妙用，就可以“同时”完成多个任务了。如果还是一知半解关于中断更详细的介绍可以看这里: http://www.51hei.com/mcuteach/234.html在第五章我们学过定时器，而实际上定时器一般用法都是采取中断方式来做的，我是故意在第五章用查询法，就是使用if(TR0 ==0)这样的语句先讲定时器，目的是明确告诉同学们，定时器和中断不是一回事，定时器是单片机模块的一个资源，确确实实存在的一个模块，而中断，是单片机的一种运行机制。尤其是初学者们，很多人会误以为定时器和中断是一个东西，只有定时器才会触发中断，但实际上很多事件都会触发中断的，除了“烧水”，还有“有人按门铃”，“来电话了”等等。 标准51中与中断相关的寄存器，一共有2个，其中1个是中断使能寄存器，另外1个是中断优先级寄存器，这里先介绍中断使能寄存器。随着一些增强型51单片机的问世，可能会有增加的寄存器，大家这些理解了这里所讲的，其他的通过自己研读数据手册全部可以理解明白并且使用起来。 表6-1 IE--中断使能寄存器(地址：A8H) 可位寻址；复位值：0x00；复位源：任何复位 位 | 7 | 6 | 5 | 4 | 3 | 2 | 1 | 0 | 符号 | EA | -- | ET2 | ES | ET1 | EX1 | ET0 | EX0 |
表6-2 IE--中断使能寄存器的位描述
中断使能寄存器IE控制了6个中断使能，其中第6位暂时不用，第七位是总开关，相当于我们家里或者学生宿舍里的那个电源总闸门。而0到5位这6个相当于每个分开关。那么也就是说，我们只要用到中断，就要写EA = 1这一句，打开中断总开关，然后用到哪个分中断，再打开相对应的位就可以了。 我们现在就把第五章学的定时器的程序进行改写，使用中断实现出来，把数码管的抖动问题也同时一并处理掉。 #include <reg52.h> //包含寄存器的库文件 sbit ADDR0 = P1^0; sbit ADDR1 = P1^1; sbit ADDR2 = P1^2; sbit ADDR3 = P1^3; sbit ENLED = P1^4; unsigned char code LedChar[] = { //用数组来表示数码管真值表 0xC0,0xF9,0xA4,0xB0,0x99,0x92,0x82,0xF8, 0x80,0x90,0x88,0x83,0xC6,0xA1,0x86,0x8e, }; unsigned char LedNumber[6] = {0}; //定义全局变量 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; //设置定时器0为模式1 TH0 = 0xFC; TL0 = 0x67; //定时值初值,定时1ms TR0 = 1; //打开定时器0 EA = 1; //打开中中断 ET0 = 1; //打开定时器0中断 while(1) { if(1000 == counter) //判断定时器0溢出是否达到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 //中断函数的特殊写法，数字’1’为中断入口号 { TH0 = 0xFC; //溢出后进入中断重新赋值 TL0 = 0x67; counter++; //计数值counter加1 P0 = 0xFF; //消隐 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; } //动态刷新 } 大家可以先把这个程序了解明白，下载到单片机里边实验一下，看看实际效果。是否可以看出来，近乎完美的显示效果经过我们的努力终于做成功了。那下面我们还要来解析一下我们的这个程序。 在我们这个程序中，有两个函数，一个是主函数，一个是中断函数。主函数main()我们就不用说了，重点强调一下中断函数，中断函数的格式是固定的，首先中断函数前边void表示函数返回空，即中断函数不返回任何值，函数名字是InterruptTimer0()，这个函数名字只要符合函数命名规则的前提下我们就可以随便起，我这样起名字是为了方便区分和记忆，而后是interrupt这个关键字不能错，这个是中断特有的关键字，另外后边还有个数字1，这个数字1怎么来的呢？我们先来看一个表格。 表6-3 中断查询序列 这个表格同样不需要大家记住，需要的时候过来查就可以了。我们现在看第二行T0中断，它的中断标志是TF0，也就是当TF0变成1的时候，就会触发中断。而在interrupt后边的数字x的计算方法是 x*8+3=向量地址，T0的向量地址是000BH，那么我们可以求得x的值是1。这样这个中断函数名字我们就彻底明白了。 中断函数和普通函数有个不一样的地方，普通函数一般是在程序中调用，而中断函数因为有了中断入口，达到中断条件后，他会自动进入程序执行。比如咱这个程序，平时一直在主程序while(1)的循环中运行，假如程序有100行，当运行到了50行的时候，定时器溢出了，那么CPU就会立刻跑到中断函数中执行中断程序，中断程序运行完毕后再自动返回到刚才的第50行处继续运行下面的程序，这样就保证了动态刷新是固定的1ms时间，不会因为程序运行时间不一致的原因导致数码管的抖动了。 6.5.3 中断的优先级中断优先级的内容，大家先通过我的介绍大概了解一下即可，后边真正实际应用的时候我们再详细理解。 在讲中断产生背景的时候，我们仅仅讲了看电视和烧水的例子，但是实际生活当中还有更复杂的，比如我们正在看电视，这个时候来电话了，我们要进入接电话的“中断”程序当中去，就在接电话的同时，听到了水开的声音，水开的“中断”也发生了，我们要放下手上的电话，先把煤气关掉，然后再回来听电话，最后听完了电话再看电视，这里就产生了一个优先级的问题。 还有一种情况，我们在看电视的时候，这个时候听到水开的声音，水开的“中断”发生了，我们要进入关煤气的“中断”程序当中，而在关煤气的同时，电话声音响了，而这个时候，我们的处理方式是先把煤气关闭，再去接听电话，最后再看电视。 从这两个过程中，我们可以得到一个结论，就是最最紧急的事情，一旦发生后，我们不管当时处在哪个“程序”当中，我们必须先去解决最最紧急的事情，解决完毕后再去解决其他事情。在我们的单片机程序当中有时候也是这样的，有一般紧急的中断，有特别紧急的中断，这取决于具体的系统设计，这就牵扯到一个中断优先级和中断嵌套的概念，在本章节我们先简单介绍一下相关寄存器，不做例程说明。 中断优先级有两种，一种是抢占优先级，一种是固有优先级，先介绍抢占优先级。 表6-4 IP--中断优先级寄存器的位分配(地址：B8H) 可位寻址；复位值：0x00；复位源：任何复位 位 | 7 | 6 | 5 | 4 | 3 | 2 | 1 | 0 | 符号 | -- | -- | PT2 | PS | PT1 | PX1 | PT0 | PX0 |
表6-5 IP--中断优先级寄存器的位描述(地址：B8H) 位 | 符号 | 描述 | 7 | -- | 保留 | 6 | -- | 保留 | 5 | PT2 | 定时器2中断优先级控制位 | 4 | PS | 串口中断优先级控制位 | 3 | PT1 | 定时器1中断优先级控制位 | 2 | PX1 | 外部中断1中断优先级控制位 | 1 | PT0 | 定时器0中断优先级控制位 | 0 | PX0 | 外部中断0中断优先级控制位 |
这个寄存器的每一位，表示对应的中断功能的优先级，每一位的复位值都是0，当我们把某一位设置为1的时候，这一位的优先级就比其他位的优先级高。比如我们设置了PT0位为1后，当程序运行在主循环里边，或者任何其他中断程序内部的时候，一旦定时器0发生中断，作为更高级的优先级，程序马上就会跑到定时器0的中断程序中运行。同理，当程序此刻运行在定时器0中断中时，其他低级的中断发生后，程序还是会继续运行定时器0中断程序，直到把定时器0中的中断程序运行完成后，再会去相应其他中断程序。 我们在专业的术语中，当进入低级中断以后，发生高级中断，我们先进入高级中断运行，处理完了高级中断后，返回处理低级中断，低级中断处理完了再返回主函数，这种叫做中断嵌套。在抢占优先级配置过程中，优先级高的中断是可以抢占优先级低的中断，形成中断嵌套的，当然，优先级低的是不能抢占优先级高的中断的。 第二种是固有优先级，大家可能在看表6-3中断查询序列里就看到了有一个中断优先级列表，在这个列表中，中断优先级是从高到低排列的。但是固有优先级和抢占优先级不同，首先固有优先级不会形成中断嵌套，也就是只要当前程序进入中断执行程序了，其他任何中断来了，都会先执行完了当前的中断再回头响应的。 那这个固有优先级的作用是什么呢？还有一种情况，就是当中断同时发生，或者是我们在开中断前，已经有几个中断标志位置位了，也就是说我们可以理解为同时检测到几个中断产生了，那么我们会先相应表6-3中的优先级高的中断，处理完后再来相应优先级低的中断。 6.6 作业1、掌握C语言的数组的概念、定义和应用。 2、掌握if语句和switch语句的用法及区别，编程的时候能够正确选择使用哪个语句。 3、彻底理解中断的原理和应用方法，关闭教程自己独立把本章节程序编写完毕并且下载到实验板上实践。 4、大家尝试修改程序，让我们的数码管只显示有效位，也就是高位的0不显示。 5、大家改动程序，写一个数码管从999999倒计时程序，并且改用定时器1的中断来完成，通过写这个程序，熟练掌握定时器和中断的应用。
上一课:第五章 定时器和数码管
下一课:第七章 点阵LED的学习 | 
[复制链接]
