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让杭
5 years ago
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1 第 3 章 51 单片机对中断的控制中断的概念很容易理解, 例如我们在看书的时候, 电话铃突然响了, 这时我们在书中夹一个书签, 然后去接电话, 接完电话以后, 根据书签的指示, 重新开始阅读可以说这个电话铃响是一个中断源, 中断了我们的阅读当中断任务完成以后, 继续进行阅读, 这就是一个中断响应的过程单片机处理的方式与此是非常类似的, 本章就来学习 51 单片机如何处理这一过程 3.1 流水灯汇编程序的改进也许很多读者疑惑不解, 本章明明学习的是 51 单片机的中断, 为什么还要再去讨论流水灯呢? 因为中断程序的执行, 还是在流水灯的基础上实现的另外, 在本章给大家提供一组更灵巧的流水灯编程方法而本节中非常重要的一点是讲解软件仿真的方法无论是单片机编程, 还是其他软件类的编程, 软件仿真将会帮助我们快捷地调试出程序流水灯程序改进的思路流水灯程序是按如图 3-1 所示的顺序执行的, 第 2 章的关于流水灯的编程也是根据这个图编写出来的程序虽然直观, 但是代码就显得有点臃肿, 可以说, 第 2 章的流水灯是重复性的引用相同的语句, 这样的代码效率是非常低的那么怎样写出优质的程序呢? 图 3-1 流水灯执行流程如图 3-2 所示, 从中能不能找出 P1 口数值变化的规律呢? 按照箭头的指示, 在图中 0 是在不断地向左移动, 而 P1 的状态从 FEH 变化至 7FH, 每次都是执行向右移动一位, 右边最高位重新返回到第 0 位, 这种移动方法称之为循环右移如图 3-3 所示, 归纳了 P1 端口的变化情况, 经过此循环左移, 程序完成了一次流水, 让这个过程不断的重复下去, 就可以实现流水灯功能了非常幸运的是, 汇编语言和 C 语言都有关于左移的程序语句来供我们使用, 那么怎样

2 第 3 章 51 单片机对中断的控制来完成整个过程呢? 请看流程图, 如图 3-4 所示 P1.7 P1.6 P1.5 P1.4 P1.3 P1.2 P1.1 P1.0 P1 值 (16 进制 ) FEH FDH FBH F7H EFH DFH BFH FH 图 3-2 端口 P1 数值变化的规律 1 图 3-3 P1 口循环变化的规律 2 图 3-4 改进流水灯执行方案图 3-4 给出了程序设计方案的流程图在这里运用了一个计数变量来帮助我们统计循 77

3 简简单单学通 51 单片机开发环的次数首先, 给 P1 赋初值, 给计数变量赋值 8, 表示执行循环 8 次然后 P1 移位一次, 调用延时子函数, 计数变量减 1, 并判断计数变量是否为 0, 如果不为 0, 就继续移位 ; 如果为 0, 表示完成了 8 次移位, 再回到程序起始位置重新赋值, 开始下一次的循环改进后的汇编语言流水灯谈到了新方法, 就得用到新的语句, 在编程之前先介绍几条汇编指令 1. 汇编语言移位指令组 (1) 循环左移 : RL A 这里的 A 就是在第 2 章中讲到的累加器 A 或 ACC, 这条指令只能使用累加器 A 假设当前累加器 A 的状态为 : 则移位以后它的值为 : A.7 A.6 A.5 A.4 A.3 A.2 A.1 A.0 Bit7 Bit6 Bit5 Bit4 Bit3 Bit2 Bit1 Bit0 A.7 A.6 A.5 A.4 A.3 A.2 A.1 A.0 Bit6 Bit5 Bit4 Bit3 Bit2 Bit1 Bit0 Bit7 这个左移方法和上一节讲到的流水移位过程是一样的说明运用这条语句可对原流水灯程序进行改进 (2) 循环右移 : RR A 假设当前累加器 A 的状态为 : 则移位以后它的值为 : A.7 A.6 A.5 A.4 A.3 A.2 A.1 A.0 Bit7 Bit6 Bit5 Bit4 Bit3 Bit2 Bit1 Bit0 A.7 A.6 A.5 A.4 A.3 A.2 A.1 A.0 Bit0 Bit7 Bit6 Bit5 Bit4 Bit3 Bit2 Bit1 这条语句和循环左移是对应的, 所有的数据位都向右移, 数据 0 位移到数据 7 位 (3) 带进位循环左移 : RLC A 这条指令就有所不同了第 2 章讲到了程序状态字寄存器 PSW, 它的最高位为进位标志位 CY 或 C 在这条指令中, 进位标志位 C 和累加器 A 共同参与了移位假设当前累加器 A 的状态和进位标志位 C 的状态分别为 : C ACC v Bit7 Bit6 Bit5 Bit5 Bit3 Bit2 Bit1 Bit0 当移位以后它们的状态为 : C ACC Bit7 Bit6 Bit5 Bit4 Bit3 Bit2 Bit1 Bit0 v 78

4 第 3 章 51 单片机对中断的控制可以看到, 累加器 A 的最高位移动到 C 上, 而 C 的状态则传送给累加器的最低位 (4) 带进位循环右移 : RRC 假设当前累加器 A 的状态和进位标志位 C 的状态分别为 : C ACC V Bit7 Bit6 Bit5 Bit5 Bit3 Bit2 Bit1 Bit0 当移位以后它们的状态为 : C ACC Bit0 v Bit7 Bit6 Bit5 Bit4 Bit3 Bit2 Bit1 执行完一次位循环左移指令,C 的状态移位给累加器的最高位, 而累加器的最低位移位给 C 2. 减 1 条件转移指令 : (1) 寄存器减 1 条件转移指令 : DJNE Rn,rel 指令中的 Rn 就是我们第 2 章介绍的寄存器区的 R0~R7, 这条指令可以随便使用 R0~R7 中的任何一个 rel 表示的是程序跳转的地址, 注意两个操作数之间必须有一个逗号隔开该指令的执行流程, 如图 3-5 所示图 3-5 指令执行过程 (2) 直接地址减 1 条件转移指令 : DJNE direct,rel 第二条指令和第一条非常相似, 只不过用了直接的地址来表示 Direct 表示的是直接的 RAM 地址, 主要指低 128 单元数据寄存器, 除了我们当前用的工作寄存器组, 其他都可以是 Direct 的区域如图 3-6 所示, 假设使用工作组 1 作为我们当前的寄存器组, 其他的区域都为 Direct 区该指令的执行流程图, 如图 3-7 所示 3. 改进流水灯汇编语言编程思路列出了流水灯改进的两条重要的汇编图 3-6 Direct 区域描述 79

5 简简单单学通 51 单片机开发指令, 大家注意到移位指令只能对累加器进行操作, 所以特殊寄存器 P1 不能直接参与运算, 只可以通过累加器用做数据传送图 3-7 指令功能描述 DJNZ 指令既可以在完成变量的减 1 指令, 又可以完成跳转指令, 所以根据这两条指令的特点来对流程图进行修改, 如图 3-8 所示图 3-8 改进流水灯汇编语言程序流程图在流程图 3-8 中, 我们用 R0 作为减 1 判断的寄存器, 当然我们也可以用 R1~R7 中的任何一个, 也可以用直接地址 4. 根据流程图来编写程序根据流程图来编写程序, 如图 3-9 所示 80

6 第 3 章 51 单片机对中断的控制图 3-9 利用流程图来编写程序将程序整理一下, 完整的汇编程序如下所示 ORG 0000H JMP MAIN ORG 0030H MAIN: MOV R0,#08h MOV A,#0FEh loop: MOV P1,A CALL DELAY1S RL a DJNZ R0,loop LJMP MAIN DELAY1S: MOV R4,#4 LOOP3: MOV R5,#255 LOOP2: MOV R6,#245 LOOP1: NOP NOP DJNZ R6,LOOP1 DJNZ R5,LOOP2 DJNZ R4,LOOP3 RET ;R0 为计数变量 ;A 为流水灯初值 ; 将 A 的值传递给 P1 ; 循环左移指令, 只能对 A 执行 ; 判断是否完成了 8 次循环 ; 延时一秒子程序该程序相较于第 2 章的流水灯程序语句减少了很多实际上这段程序的执行效率和占用 ROM 空间要远小于第 2 章所讲的流水灯程序 81

假设已将改进后的流水灯汇编程序建立了一个项目, 如图 3-10 所示图 3-10

7 简简单单学通 51 单片机开发软件仿真介绍程序编写好后, 建立一个汇编语言项目, 进行程序的编译, 生成可执行程序文件, 然后在 Proteus 中重新仿真一次, 观察程序走向是否正确, 在这里就不再赘述了在本节将向大家介绍一种调试软件的方法, 在 Keil 环境下进行软件仿真, 这种方法非常实用, 希望大家好好掌握假设已将改进后的流水灯汇编程序建立了一个项目, 如图 3-10 所示图 3-10 新流水灯汇编项目界面 (1) 将程序进行一次编译, 如图 3-11 所示这个步骤必不可少, 必须保障编译成功才可仿真编译的输出结果如图 3-12 所示, 可以看到项目中没有警告, 也没有错误图 3-11 将程序重新编译 82 图 3-12 编译输出结果

8 第 3 章 51 单片机对中断的控制 (2) 设置程序调试, 按照图 3-13 所示的操作步骤打开调试设置选项图 3-13 目标项目设置选项 1 按照图 3-14 所示的操作步骤来设置软件仿真, 一般情况下这样的设置为 Keil 的默认选项, 但为了保险起见, 我们还是要重新设置一下 2 点选 Use Simulator 1 选择 Debug 图 3-14 软件仿真设置方法 (3) 单击仿真按钮, 开始仿真如图 3-15 所示的箭头所指处为仿真按钮, 此按钮的快捷键为 Ctrl+F5 83

9 简简单单学通 51 单片机开发图 3-15 仿真按钮单击仿真按钮以后, 就会出现如图 3-16 所示的界面, 这就是仿真界面程序执行窗口表示当前程序执行的情况, 黄色箭头所指处是当前将要执行的语句反汇编窗口是将程序重新汇编, 让我们更直观地看到每条语句在程序寄存器的位置黄色箭头指示的是当前将要执行的语句寄存器窗口显示的是 51 单片机最常用的寄存器, 在图中可以看到累计器 A 寄存器 B R0~R7 等寄存器信息输出窗口表示的是一些仿真信息通过窗口, 可以观察一些有用的变量, 仿真过程中这个窗口是很重要的图 3-16 仿真界面 (4) 添加 P1 的观察窗口流水灯项目主要观察的是 P1 口的变化情况, 可以添加一个 P1 口的观察窗口, 按如图 3-17 所示的步骤操作 84

10 第 3 章 51 单片机对中断的控制图 3-17 设置 P1 口观察窗口当然, 其他端口的寄存器也可以调出来在后面的章节讲到定时器和串口等外设的时候, 也可以调出相应的寄存器 (5) 在观察窗口时, 可以观察 P1 的状态, 如图 3-18 所示输入 P1 以后, 效果如图 3-19 所示图 3-18 观察窗口设置 1 图 3-19 观察窗口设置 2 85

在第 2 章讲到它表示程序计数器在反汇编窗口,PC 的值随着程序的走向在不断地递增, 这个寄存器同时也可以表示每段程序在程序存储器中的位置图 3-21 程序执行的效果图 (7) 当执行完语句 MOV P1,A,

11 简简单单学通 51 单片机开发 (6) 进行单步仿真如图 3-20 所示的菜单为单步仿真按钮, 单击这个按钮程序就会模拟内部执行的方法向前走一步, 也可按快捷键 F11 来完成这个操作图 3-20 单步执行按钮单步仿真, 并观察各个窗口的变化当程序执行完 MOV R0,#08h 这条语句时, 如图 3-21 所示, 在寄存器窗口, 我们可以看到 R0 已经变成 0X08, 在反汇编和主程序执行窗口, 黄色的指示箭头已经指向了下一条语句 MOV A,#0FEh 注意一个重要的寄存器 PC, 在第 2 章讲到它表示程序计数器在反汇编窗口,PC 的值随着程序的走向在不断地递增, 这个寄存器同时也可以表示每段程序在程序存储器中的位置图 3-21 程序执行的效果图 (7) 当执行完语句 MOV P1,A, 在主程序执行窗口的黄色箭头就会指向下一条程序 CALL DELAY1S, 如图 3-22 所示此时可以观察一下 P1 窗口和 watch 窗口中 P1 的值, 它们都指示 P1 的值为 0XFE 因为前一条语句将 0XFE 传送给 A, 所以执行完此条语句 P1 的值就变成了这样 86

图 3-23 延时子程序的执行如果想跳出一个子程序时, 可单击如图 3-24 所示的按钮, 这个按钮为跳出子程序按钮, 也可以按快捷键 Ctrl+F11 来完成这个操作图 3-24 跳出子程序按钮如果遇到一个子程序,

12 第 3 章 51 单片机对中断的控制图 3-22 观察 P1 的值 (8) 继续单步仿真, 就进入了延时子程序, 如图 3-23 所示, 如果继续单步仿真的话, 将耗费大量的时间在延时子程序中不断地循环此外, 延时子程序不是我们主要执行的程序, 那么如何跳出延时子程序的执行呢? 图 3-23 延时子程序的执行如果想跳出一个子程序时, 可单击如图 3-24 所示的按钮, 这个按钮为跳出子程序按钮, 也可以按快捷键 Ctrl+F11 来完成这个操作图 3-24 跳出子程序按钮如果遇到一个子程序, 需要计算机自动完成, 有一个按钮可以帮助我们实现这一过程, 如图 3-25 所示, 这个按钮称为跳过子程序命令, 它的快捷键为 F10 如果执行一般的程序指令, 它的执行和单步执行的效果是一样的, 如果遇到子程序调用, 单击这个按钮, 系统将帮助我们自动执行子程序里面的内容当程序执行到图 3-22 所示的效果的时候, 使用这一命令, 就可快速执行完 CALL DELAY1S 这个子程序, 然后转向下一条语句 RL A 87

13 简简单单学通 51 单片机开发图 3-25 跳过子程序按钮 (9) 想让程序执行到指定的行, 但是不想一步步地执行, 还有一个按钮来帮助我们首先将鼠标光标定位到想到达的位置, 然后单击如图 3-26 所示的按钮, 程序就会自动执行, 直到到达我们指定的位置才会停止, 该命令的快捷键为 Ctrl+F10 图 3-26 程序自动执行到光标所在行 (10) 如果想让程序全速执行而不是逐条语句仿真, 可以通过如图 3-27 所示的全速运行按钮来实现这个命令是让计算机模拟单片机全速运行, 该命令的快捷键为 F5 图 3-27 自动运行命令按钮在自动运行程序的过程中, 可以看到 P1 的值在不断地发生变化, 这与在 Proteus 仿真中小灯在不同时刻的变化是一样的道理我们观察 P1 口的变化比在 Proteus 中变化的速度要快, 这是因为我们在设置仿真选项中, 没有设置严格按照实际时间选项单击如图 3-28 所示的按钮可以停止自动执行在程序陷入死循环无法停止的情况下, 同样可以使用这个命令 88

14 第 3 章 51 单片机对中断的控制图 3-28 停止自动运行按钮想让程序回到开始执行的位置时, 可以单击如图 3-29 所示的按钮将程序复位这个按钮和第 1 章所讲的复位电路的按键功能一样, 都是让程序恢复到初始位置图 3-29 程序复位按钮 (11) 再次单击仿真按钮就会停止仿真, 如图 3-30 所示图 3-30 停止仿真在这一节讲解了软件仿真的方法, 读者要多多练习, 尽可能掌握这种方法, 因为在后面章节会运用这种方法来进行程序的调试不管是单片机还是其他可编程器件, 软件仿真都得到了广泛的运用, 所以学习好这方面的内容还是非常重要的 3.2 流水灯 C 语言的改进在本节将讲解流水灯 C 语言改进方案, 这和汇编语言实现的思路几乎没有区别, 主要通过此节介绍一些 C 语言的知识同样,C 语言也可以进行软件仿真, 而且比汇编语言更 89

15 简简单单学通 51 单片机开发加直观, 本节将重点介绍这方面的知识新流水灯 C 语言设计思路 1.C 语言指令介绍 1) 自增自减运算符自增 1 运算符记为 ++, 其功能是使变量的值自增 1 自减 1 运算符记为 --, 其功能是使变量的值自减 1 自增 1 和自减 1 运算有下列几种形式 ++i:i 自增 1 后再参与其他运算 --i:i 自减 1 后再参与其他运算 i++:i 参与运算后,i 的值再自增 1 i--:i 参与运算后,i 的值再自减 1 对于初学者来说, 比较容易出错的是 ++i 和 i++, 在编程的时候要格外注意 2) 移位指令 C 语言也有自己的移位命令, 但和汇编语言有所区别, 下面来了解一下例如,P1<<1: 表示 P1 逐位向左移动一位 ;P1<<n: 表示 P1 逐位向左移动 n 位同样,P1>>1: 表示 P1 逐位向右移动一位 ;P1>>n: 表示 P1 逐位向右移动 n 位但是要注意,C 语言的移位并不像汇编语言那样是循环移动的, 假设 P1 的状态为 0XFE 则 : P1=0XFE 左移一位为 : P1=0XFC 再左移一位为 : P1=0XF 再左移一位为 : P1=0XF 在上例中, 右边的位不断向左移动, 但左边的最高位并不返回, 右边移空的位置用 0 代替再看看 C 语言右移指令的效果, 同样假设 P1 的状态为 0XFE 则 : P1=0XFE 右移一位为 : P1=0X7F 再右移一位为 : P1=0X3F 再右移一位为 : P1=0X1F 可以看到, 左边的位不断向右移动, 但右边的最低位并不返回到左边最高位, 左边移空的位置用 0 代替从这两个例子我们看到,C 语言的左移和右移是不循环的 90

16 第 3 章 51 单片机对中断的控制 3) 循环左移右移子程序虽然 C 语言中没有专门用来循环左移或循环右移的运算符, 但是 C 语言有强大的库函数, 在库函数中有专门的循环左移或循环右移的子程序来让我们调用它们分别是 _crol_ 和 _cror_ _crol_ 为循环左移子程序,_cror 为循环右移子程序我们举个例子来说明这两个子程序的用法假如, 要将 P1 循环左移一位, 则调用的格式为 P1=_crol_(P1,1), 如果循环左移两位为 P1=_crol_(P1,2), 非常方便吧 _cror_ 是循环右移子程序, 调用的格式和循环左移是一样的由于调用的是子函数, 所以我们必须文件包含 #include<intrins.h>,intrins.h 是包含这两个子程序的库函数文件 C 语言还有很多这样的库函数可供我们调用, 从这点来说学习 C 语言是相当重要的 4) 复合的赋值运算符在赋值符 = 之前加上其他二目运算符可构成复合赋值符, 如 += -= *= /= %= <<= >>= &= ^= = 例如 : a+=5 等价于 a=a+5 x*=7 等价于 x=x*7 r<<=1 等价于 r=r<<1 复合赋值符这种写法, 对初学者来说可能不习惯, 但十分有利于编译处理, 能提高编译效率并产生质量较高的目标代码随着学习的深入, 读者会慢慢体会到这种编程方法带来的便捷 5)for 语句在 C 语言中,for 语句的使用最为灵活, 它完全可以取代 while 语句它的一般形式为 : for( 表达式 1; 表达式 2; 表达式 3) 语句 for 语句的执行过程, 如图 3-31 所示进入 for 循环后, 先执行表达式 1 的语句, 表达式 1 一般进行循环变量的初始化 ; 而表达式 2 一般作为判断语句, 判断循环变量条件是否达到指定的要求 ; 如果符合循环条件, 就执行循环体中的程序语句, 再执行表达式 3 的语句表达式 3 对循环变量递增或递减, 用于控制循环的次数 ; 每一次循环都会执行表达式 2, 判断循环变量是否仍符合循环的条件, 如果不符合, 则跳出 for 循环上面的讲述方法大家可能不是很好理解,for 语句最简单的应用形式如下 : for( 循环变量赋初值 ; 循环条件 ; 循环变量增量 ) 语句 ; 或 for( 循环变量赋初值 ; 循环条件 ; 循环变量增量 ) { 语句 ;} 循环变量赋初值是一个赋值语句, 它用来给循环控制变量赋初值 ; 循环条件是一个关系表达式, 它决定什么时候退出循环 ; 循环变量增量, 定义循环控制变量每循环一次后, 按什么方式变化这三个部分之间用 ; 分开图 3-31 for 语句执行过程 91

17 简简单单学通 51 单片机开发例如 : for(i=1; i<=100; i++)sum=sum+i; 先给 i 赋初值 1, 然后判断 i 是否小于等于 100, 若是, 则执行语句, 之后值增加 1, 再重新判断 i 是否小于等于 100, 直到条件为假, 即 i>100 时, 结束循环 for 语句的执行相当于如下的 while 语句 : i=1; while(i<=100) { sum=sum+i; i++; } 2. 用 C 语言来编写流水灯流水灯的 C 程序流程图, 如图 3-32 所示在汇编语言中, 用寄存器 R0 作为计数变量, 在 C 语言中声明了一个无符号字符型的变量 j 作为计数变量, 在图中虚线箭头指向的三条程序流程共同构成了 for 语句的功能, 通过这个流程图大家尝试编写程序吧图 3-32 新流水灯的 C 程序流程图 92

18 第 3 章 51 单片机对中断的控制现将程序整理一下, 完整代码如下所示 #include <at89x52.h> //keil 的库函数, 包括声明的寄存器 #include<intrins.h> void Delay500ms(); // 声明一个延时子函数 main() //C 语言程序开始执行的标志 { unsigned char data j; // 声明一个计数变量 while(1) // 循环语句 { P1=0XFE; for(j=8;j>0;j--) //for 语句 { Delay500ms(); P1=_crol_(P1,1); // 调用循环左移程序 //P1<<=1; // 这条程序不参与程序执行, 它被注释掉了 } } } void Delay500ms() // 延时子函数名字 { unsigned char i,j,k; for(i=200;i>0;i--) for(j=20;j>0;j--) for(k=250;k>0;k--); } 可以看到, 新的流水灯程序的代码比原来的流水灯程序少很多, 程序执行更紧凑这段程序的执行效率更高, 耗费程序内部资源更少将此程序在 Keil 中重新建立一个 C 语言项目, 通过编译以后, 生成 hex 文件, 然后在 Proteus 中仿真, 观察程序执行的效果如何硬件电路图使用第 2 章的图 2-30 就可以了在程序中, 注释了一条语句 : //P1>>=1; 这是一个 P1 左移语句, 因为在程序中有了循环左移的程序在这里提出来, 就是想让大家在实际仿真中比较一下这两种语句执行的区别如果大家想观察循环左移的效果, 就按照上面的程序进行编译如果想观察左移的效果, 则可以将循环左移的语句注释掉, 恢复 P1>>=1 的执行 //P1=_crol_(P1,1); P1<<=1; 软件仿真 C 语言项目前面讲过了汇编语言进行软件仿真的方法, 本节将介绍 C 语言实现软件仿真的方法其实它们的仿真过程基本是一样的, 但还是有一些区别值得我们注意 (1) 首先 C 语言的项目文件必须经过了编译, 并且保证没有错误, 如图 3-33 所示 93

19 简简单单学通 51 单片机开发图 3-33 新流水灯 C 语言项目 (2) 进行仿真设置, 按照如图 3-34 所示的操作方式, 打开仿真设置菜单, 如图 3-35 所示 1 右击 Target 1 2 左击此选项图 3-34 仿真设置方法 1 图 3-35 仿真设置方法 2 94

第 3 章 51 单片机对中断的控制一般情况下, 执行 C 语言仿真, 需要勾选 Run to main() 选项, 因为

所以在程序运行过程中比实际的速度要快为了保证仿真的时间和实际执行的时间是一致的, 我们还需按如图 3-36 所示的步骤,

3-37 仿真按钮仿真效果如图 3-38 所示在图中, 我们同样看到了反汇编窗口,Keil 自动将 C 语言转化为汇编语言

进入仿真界面后, 程序执行如图 3-39 所示, 黄色的箭头指向了 P1=0XFE,

20 第 3 章 51 单片机对中断的控制一般情况下, 执行 C 语言仿真, 需要勾选 Run to main() 选项, 因为 C 语言的执行是从主函数开始的, 也就是 main() 函数如果这个选项没有被勾选, 则程序的运行是从启动文件开始的在图 3-35 中, 选择 limit Speed to Real-Time 选项, 就是为了保证在仿真的运行和实际执行的时间是一样的在讲汇编语言仿真时, 没有选择这个选项, 所以在程序运行过程中比实际的速度要快为了保证仿真的时间和实际执行的时间是一致的, 我们还需按如图 3-36 所示的步骤, 将模拟仿真的晶振调整到 12MHZ 图 3-36 仿真晶振设置 (3) 单击仿真按钮, 开始仿真, 如图 3-37 所示图 3-37 仿真按钮仿真效果如图 3-38 所示在图中, 我们同样看到了反汇编窗口,Keil 自动将 C 语言转化为汇编语言事实上,C 程序不能直接生成可执行代码, 它需要先转化为汇编语言, 这个过程叫做程序汇编, 因为汇编语言是直接控制硬件的语言进入仿真界面后, 程序执行如图 3-39 所示, 黄色的箭头指向了 P1=0XFE, 因为变量的声明和循环语句不参与程序的执行, 所以程序是从这条语句开始执行的同样我们可以添加 P1 的窗口, 在 watch1 窗口中添加 P1 和计数变量 j, 如图 3-39 所示这些变量添加方法和汇编语言是完全相同的, 此处不再介绍 95

21 简简单单学通 51 单片机开发反汇编窗口图 3-38 C 语言仿真界面图 3-39 添加观察窗口在 C 语言仿真中也可以使用单步执行跳过子程序执行跳出子程序执行运行到光标处, 大家可以尝试操作一下 (4) 全速运行程序, 如图 3-40 所示, 单击运行按钮或按快捷键 F5 开始运行程序图 3-40 运行程序如图 3-41 所示为程序全速运行的效果图程序中采用的是循环左移的方法来执行程序的, 我们可以看到 P1 口的变化过程, 变化的速度和 Proteus 仿真小灯变化的速度是一样的 96

22 第 3 章 51 单片机对中断的控制图 3-41 循环左移, 运行过程中 P1 变化状态 (5) 如果我们想采用左移的方式观察 P1 口的变化状态, 需要退出仿真状态, 如图 3-42 所示为退出仿真按钮 (6) 按照如图 3-43 所示的修改方法对程序进行修改, 注释掉循环左移程序, 让左移程序发挥作用图 3-42 退出仿真按钮图 3-43 修改程序 (7) 重新编译, 如图 3-44 所示, 对程序再次进行编译 (8) 再次进入仿真, 如图 3-45 所示假如我们对程序进行了修改, 必须重新编译以后进行仿真才能看到效果若没有编译的过程, 则还是按照原程序的方式执行图 3-44 重新编译程序图 3-45 再次仿真 (9) 单击开始运行按钮, 如图 3-46 所示图 3-46 修改后的程序运行 97

外部中断外部中断是由外部信号引起的中断如图 3-48 所示,51 单片机共有两个外部中断源, 即外部中断 0 和外部中断 1 它们的中断请求信号来自于 P3.2 和 P3.3 引脚的第二功能 INT0 和 INT1 本节将运用外中断来实现开关控制图 3-48 51 单片机外中断引脚 2.

23 简简单单学通 51 单片机开发程序运行的效果, 如图 3-47 所示, 可以看出循环左移和左移有明显的区别图 3-47 左移运行过程中 P1 变化状态 3.3 外中断控制概述本节将通过一个开关控制流水灯的实例来学习外中断控制在第 2 章中编写过一个开关流水灯程序, 但遗留下一个开关控制不彻底的问题, 本节就来解决这个问题本节在前面两节的基础上, 添加新的知识点实现控制中断对于单片机的控制非常重要, 用中断的方法可以彻底解决问题单片机的中断源在章首讲了电话铃声打扰我们看书的例子, 电话响了是一个中断源传统的 51 单片机有 3 类共 5 个中断源, 分别是两个外部中断两个定时中断一个串行中断 AT89C52 在此基础上增加了一个定时中断一个串行中断, 所以 AT89C52 单片机共有 7 个中断源 1. 外部中断外部中断是由外部信号引起的中断如图 3-48 所示,51 单片机共有两个外部中断源, 即外部中断 0 和外部中断 1 它们的中断请求信号来自于 P3.2 和 P3.3 引脚的第二功能 INT0 和 INT1 本节将运用外中断来实现开关控制图单片机外中断引脚 2. 定时中断定时中断是为满足定时器定时或计数的需要而设置的, 具体内容在后面章节中将会讲到 3. 串行中断串行中断是为了串行数据传输的需要而设置的在介绍串行通信的时候会给大家详细地讲解 98

24 第 3 章 51 单片机对中断的控制外部中断的执行方式 1. 外部中断的触发方式 (1) 外部中断的触发有两种信号方式, 即电平触发和脉冲触发电平触发 :51 单片机在上电复位以后,P0 P1 P2 和 P3 4 个端口电平都是高电平, 当外部中断设置为电平触发时, 单片机在中断请求口 (INT0 和 INT1) 采样有效的低电平就激活了外部中断 (2) 脉冲触发 : 当输入的信号正好是下降沿的脉冲信号时, 就可以激活外部中断中断请求信号的高电平和低电平的状态至少应该维持一个机器周期, 以确保电平变化能被单片机采样到如果我们用的晶振频率是 12MHZ, 则这一时间应该大于 1μs 两种触发方式是由设置相应的寄存器来实现的 2. 外中断响应中断响应就是对中断源提出的中断请求的接受, 当单片机查询到中断的时候, 紧接着就是中断的响应, 看下面程序 : ORG 0000h JMP MAIN ORG 0030H Main: 在程序中, 启动后保留了 30H 的地址, 这部分地址就是为中断响应准备的地址, 各中断响应地址如表 3-1 所示表 3-1 各中断响应地址中断源外部中断 0(INT0) 定时 / 计数器 0(TF0) 外部中断 1(INT1) 定时 / 计数器 1(TF1) 串行通讯 (RI+TI) 中断地址 0003H~000AH 000BH~0012H 0013H~001AH 001BH~0022H 0023H~002AH 表 3-1 是 51 单片机为中断保留的地址假如中断发生, 程序就转到这些预留的地址假设单片机采样到外中断 0 发生了, 程序自动跳转到程序存储器的地址 0003H, 在编写汇编语言的时候, 常在此处放置一条跳转指令, 跳到中断服务程序的地址 3. 外中断寄存器介绍 (1) 定时器控制寄存器 (TCON), 如表 3-2 所示表 3-2 定时器控制寄存器位地址 8FH 8EH 8DH 8CH 8BH 8AH 89H 88H 位符号 IE1 IT1 IE0 IT0 99

简简单单学通 51 单片机开发其实这个寄存器主要为定时器准备的, 所以将这个寄存器叫做定时器控制寄存器, 此寄存器有 4 个位和外中断有关, 其它位的定义将在讲到定时器时再介绍, 该寄存器在内部 RAM 高 128 单元的地址为 88H IT1=0: 外中断 1 采用电平触发的方式 ;IT1=1: 外中断 1 采用脉冲触发的方式 IT0=0: 外中断 0 采用电平触发的方式 ;IT0=1:

25 简简单单学通 51 单片机开发其实这个寄存器主要为定时器准备的, 所以将这个寄存器叫做定时器控制寄存器, 此寄存器有 4 个位和外中断有关, 其它位的定义将在讲到定时器时再介绍, 该寄存器在内部 RAM 高 128 单元的地址为 88H IT1=0: 外中断 1 采用电平触发的方式 ;IT1=1: 外中断 1 采用脉冲触发的方式 IT0=0: 外中断 0 采用电平触发的方式 ;IT0=1: 外中断 0 采用脉冲触发的方式 IE1: 外中断 1 请求标志位, 当外中断 1 发生,IE1 自动置 1, 中断响应完成以后, 单片机自动清零 IE0: 外中断 0 请求标志位, 当外中断 0 发生,IE0 自动置 1, 中断响应完成以后, 单片机自动清零 (2) 中断允许控制寄存器 (IE), 如表 3-3 所示表 3-3 中断允许控制寄存器位地址 0AFH 0AEH 0ADH 0ACH 0ABH 0AAH 0A9H 0A8H 位符号 EA EX1 EX0 寄存器在内部 RAM 高 128 单元的地址为 0A8H, 在这里涉及 3 个位和外中断有关, 其它位都是为其他中断控制准备的 EA 中断允许中控制位,EA=0: 中断总禁止 ;EA=1: 中断总允许这位相当于一个总的中断开关 EX1=0: 禁止外中断 1;EX1=1: 允许外中断 1, 前提是 EA=1 EX0=0: 禁止外中断 0;EX0=1: 允许外中断 0, 前提是 EA= 外中断控制电路第 2 章完成了一个开关控制流水灯电路, 我们发现当开关断开后流水灯仍然工作, 开关控制效果并不理想下面我们将这个电路进行一点修改, 如图 3-49 所示, 图中使用外中断 0 来完成此次任务图 3-49 新开关控制流水灯电路 100

第 3 章 51 单片机对中断的控制在本次实例中选用了点动开关, 如图 3-50 所示, 它和复位电路使用的开关是一样的在第 2 章用的是单刀双掷开关, 在这里选用点动开关, 因为要让外中断处于脉冲触发的方式来分析一下 P3.2(INT0) 电平的变化, 没有按下开关的时候, 处于高电平的状态, 当按下开关以后, 触点随后会自动弹开, 让 P3.

26 第 3 章 51 单片机对中断的控制在本次实例中选用了点动开关, 如图 3-50 所示, 它和复位电路使用的开关是一样的在第 2 章用的是单刀双掷开关, 在这里选用点动开关, 因为要让外中断处于脉冲触发的方式来分析一下 P3.2(INT0) 电平的变化, 没有按下开关的时候, 处于高电平的状态, 当按下开关以后, 触点随后会自动弹开, 让 P3.2(INT0) 端的电平重新处于高电平的状态, 这就形成了一个下降沿脉冲信号, 如图 3-51 所示图 3-50 运用点动开关实现控制图 3-51 P3.2 端口电平变化脉冲中断方式中断请求信号的高电平和低电平的状态至少应该维持一个机器周期这一点完全可以达到, 我们手触开关的时间远远大于 1 us, 所以大家不必担心无法触发外部中断 3.4 汇编语言控制外中断本节将用汇编语言完成流水灯程序的方法, 是在前面改进流水灯程序的基础上对程序进行修改修改的内容并不多, 通过汇编语言控制流水灯, 能更清晰地理解单片机执行中断的过程汇编知识介绍在编写程序之前, 需要介绍汇编语言的逻辑运算指令 1. 逻辑运算 51 单片机逻辑运算包括逻辑与逻辑或逻辑异或 3 种, 这些指令大部分是需要累加器 A 参与的 1) 逻辑与运算 ANL A,Rn 累加器的值和 Rn 的值逐位相与, 最终值放入 A 中 101

27 简简单单学通 51 单片机开发假设 A 原来的值为 FEH,R0 的值为 3FH: A FEH R FH 执行完逻辑与指令后 A 的值变为 3EH,R0 的值仍为 3FH: A EH R FH 其他逻辑与运算指令为 : ANL A,direct ; 将 A 的值与 direct 地址里的值相与, 结果放入 A 中 ANL A,#data ; 将 A 的值直接与立即数 data 逐位相与, 结果放入 A 中 ANL direct,a ; 将 direct 地址的值与 A 逐位相与, 结果放入地址 direct 中 ANL direct,#data ; 将 direct 地址的值直接与立即数 data 逐位相与, 结果放入地址 direct 中 2) 逻辑或运算 ORL A, Rn 累加器的值和 Rn 的值逐位相或, 最终值放入 A 中同样, 假设 A 原来的值为 FEH,R0 的值为 3FH: A FEH R FH 执行完逻辑或指令后 A 的值变为 FFH,R0 的值仍为 3FH: A FFH R FH 其他逻辑或运算指令为 : ORL A,direct ORL A,#data ; 将 A 的值直接与立即数 data 相或, 结果放入 A 中 ORL direct,a ; 将 direct 地址的值与 A 相或, 结果放入地址 direct 中 ORL direct,#data; 将 direct 地址的值直接与立即数 data 相或, 结果放入地址 direct 中 3) 逻辑异或指令异或指令的逻辑规则是相同出 1, 不同出 0 XRL A,Rn 累加器的值和 Rn 的值逐位相或, 最终值放入 A 中同样, 假设 A 原来的值为 C1H,R0 的值为 3FH: A C1H R FH 执行完逻辑异或指令后,A 的值变为 FEH,R0 的值仍为 3FH: A FEH R FH 其他逻辑异或运算指令为 : XRL A,direct ; 将 A 的值与 direct 地址里的值相异或, 结果放入 A 中 XRL A,#data ; 将 A 的值直接与立即数 data 相异或, 结果放入 A 中 XRL direct,a ; 将 direct 地址的值与 A 相异或, 结果放入地址 direct 中 XRL direct,#data; 将 direct 地址的值直接与立即数 data 相异或, 结果放入地址 direct 中 102

28 第 3 章 51 单片机对中断的控制 4) 累加器 A 清 0 和取反指令累加器清 0 指令 : CLR A 将累加器 A 的值清 0 或将 0 赋值给 A, 等同于 MOV A,#0 累加器逐位取反 : CPL A 将累加器 A 的值逐位取反例如 : 执行取反指令前 A 的值为 FEH A 执行完此指令后 A 的值为 01H A 位操作指令在这里介绍几组可直接对位进行操作的指令 1) 位与运算进位标志位 C 或在位运算中的作用相当于字节运算中的累加器 A, 很多位运算都用到了进位标志位 C, 此外我们用 bit 表示在单片机中所有可以寻址访问的位 ANL C,bit ANL C, /bit ; 表示 C 的状态和 bit 的状态相与, 结果放入 C 中 ; 表示 C 的状态和 bit 位取反的状态相与, 结果放入 C 中 2) 位或运算 ORL C,bit ORL C, /bit ; 表示 C 的状态和 bit 的状态相或, 结果放入 C 中 ; 表示 C 的状态和 bit 位取反的状态相或, 结果放入 C 中 3) 位取反指令 CPL C CPL bit ; 表示将 C 的状态取反 ; 表示将 bit 的状态取反 4) 位置 1 SETB C SETB bit ; 将 1 赋值给 C ; 将 1 赋值给 bit 5) 位复位 CLR C CLR bit ; 将 0 赋值给 C ; 将 0 赋值给 bit 3. 程序返回指令 1) 子程序返回指令 RET 所有的子程序在最后一行都必须有这个命令, 例如前面用过的延时子程序的最后一句 : 103

29 简简单单学通 51 单片机开发 DELAY1S: RET 2) 中断服务子程序返回指令 RETI 所有的中断服务程序后面必须有这条指令, 在下面的程序中马上就会用到编写中断控制汇编语言在本节就来编写外中断控制程序编程之前, 先给出流程图, 如图 3-52 所示程序实现的最后效果是当上电复位以后, 流水灯正常工作, 当点动开关以后, 流水灯马上停止工作, 再一次点动开关, 流水灯重新开始执行在程序中, 设置了一个标志位 : 自定义中断标志位当中断发生时, 这个标志位的状态取反, 在主程序中不断查询这个标志位的状态, 当此标志位状态为 1 时, 不执行流水灯程序 ; 如果状态为 0 时, 则执行流水灯程序这个流程图是在原有的流水灯的流程图的基础上改的如果在流水灯执行的过程中, 发生了中断, 则自动跳到中断服务子程序, 当中断服务子程序执行完毕以后, 自动返回到刚才中断的位置根据图 3-52 所示, 我们来共同完成汇编程序 : 104 ORG 0000h JMP MAIN ; 跳到主程序 ORG 0003H ; 中断相应地址 JMP inte_addr ; 跳转到外中断服务子程序地址 ORG 0030H ; 限制主程序在 0030H 以后 MAIN: SETB EA ; 开启总的中断开关 SETB EX0 ; 开启外中断 0 中断开关 SETB IT0 ; 设置中断方式位脉冲方式 CLR 20H.0 ; 自定义中断标志位 MOV R0,#08h re_lp: MOV A,#0FEh loop: JB 20H.0,loop ; 判断自定义中断标志位的状态 MOV P1,A CALL DELAY1S RL a DJNZ R0,loop ljmp re_lp DELAY1S: ; 延时一秒的子程序 MOV R4,#4 LOOP3: MOV R5,#255 LOOP2: MOV R6,#245 LOOP1: NOP NOP DJNZ R6,LOOP1 DJNZ R5,LOOP2 DJNZ R4,LOOP3 RET

30 第 3 章 51 单片机对中断的控制 inte_addr: ; 中断服务程序地址 CPL 20H.0 ; 取反自定义中断标志位 RETI ; 中断返回指令 END 图 3-52 汇编语言控制外中断流程图 105

3 在 Proteus 中仿真效果为刚完成的程序建立一个 Keil 项目将这个项目进行编译, 保证程序中没有错误, 就可以在 Proteus 中进行仿真了, 如图

31 简简单单学通 51 单片机开发大家仔细阅读一下这段程序, 对照流程图, 应该可以理解这段程序在程序中, 用位地址 20H.0 作为自定义中断标志位, 表示在内部 RAM 低 128 单元中 direct 区的第 20H 个字节的第一位在 Proteus 中仿真效果为刚完成的程序建立一个 Keil 项目将这个项目进行编译, 保证程序中没有错误, 就可以在 Proteus 中进行仿真了, 如图 3-53 所示图 3-53 中断控制汇编语言项目单击开始仿真按钮, 观察流水灯是否正常执行, 如图 3-54 所示当按动一下开关, 流水灯马上停止了工作 ; 重新按动开关, 流水灯又重新开始了工作, 证明了程序是没有问题的图 3-54 中断控制流水灯执行效果 106

32 第 3 章 51 单片机对中断的控制 3.5 用 C 语言完成中断控制上一节介绍了用汇编语言完成中断流水灯的控制, 同样也可以用 C 语言来完成这一功能在中断程序的执行中,C 语言的编程方法更加简单, 有了一定汇编语言的基础, 相信大家能更好地掌握 C 语言中断的控制方法 C 语言相关知识介绍先来介绍一点 C 语言的基础知识吧 1.C 语言的关系运算符我们在前面学过了 == 号, 其他关系运算符还有 :<( 小于 ) <=( 小于或等于 ) >( 大于 ) >=( 大于或等于 ) ==( 等于 )!=( 不等于 ) 2.C 语言逻辑运算 C 语言中提供了 3 种逻辑运算符 :&&( 与运算 ) ( 或运算 )!( 非运算 ) C 语言逻辑运算的分为真和假两种, 用 1 和 0 来表示其求值规则介绍如下 1) 与运算 && 参与运算的两个量都为真时, 结果才为真, 否则为假例如,(a>0) &&(b>2): 如果 a>0 为真 (1),b>2 也为真 (1), 相与的结果就为真 (1) 如果它们中有一个为假, 则结果就为假 (0) 2) 或运算参与运算的两个量只要有一个为真, 结果就为真两个量都为假时, 结果为假例如,(a>0) (b>8): 如果这两个条件有一个为真 (1), 则结果就为真 (1) 如果这两个条件都为假 (0), 则结果就为假 (0) 3) 非运算! 参与运算量为真时, 结果为假 ; 参与运算量为假时, 结果为真例如,!(a>0): 假如 (a>0) 这个条件为真 (1), 则结果就为假 (0) 相反如果(a>0) 这个条件为假 (0), 则结果就为真 (0) 3.C 语言位运算符和汇编语言一样, 位运算符是按位判断的, 如下所示 107

33 简简单单学通 51 单片机开发 & 按位与按位或 ^ 按位异或 ~ 取反 << 左移 >> 右移 (1) 按位与运算符 & 是参与运算的两个数各对应的二进位相与例如 : & 十进制 : 9&5=1 (2) 按位或运算符是参与运算的两个数各对应的二进位相或只要对应的 2 个二进位有一个为 1 时, 结果位就为 1 例如: 十进制 : 9 5=13 (3) 按位异或运算符 ^ 参与运算的两个数各对应的二进位相异或, 当两个对应的二进位相异时, 结果为 1 例如: ^ 十进制 : 9^5=13 (4) 求反运算符 ~ 为单目运算符, 其功能是对参与运算的数的各二进位按位求反例如,~9 的运算为 : ~( ) 结果为 : 局部变量和全局变量 C 语言中的变量, 按作用域范围可分为两种, 即局部变量和全局变量局部变量也称为内部变量局部变量是在函数内做定义说明的其作用域仅限于函数内, 离开该函数后使用该变量是非法的 main() { int s,a; { int b; s=a+b; } // 局部变量全局变量也称为外部变量, 它是在函数外部定义的变量它不属于哪一个函数, 而属于一个源程序文件, 其作用域是整个源程序在函数中使用全局变量, 一般应做全局变量

34 第 3 章 51 单片机对中断的控制说明只有在函数内经过说明的全局变量才能使用全局变量的说明符为 extern 但在一个函数之前定义的全局变量, 在该函数内使用可不再加以说明 int a,b; main() { int b; s=a+b; } Son( ) { int b; s=a+b; } // 全局变量 // 子函数 5.break 和 continue 语句 1)break 语句 break 语句通常用在循环语句和开关语句中如图 3-55 所示, 当 break 语句用于 do-while for while 循环语句中时, 可使程序终止循环而执行循环后面的语句, 通常 break 语句总是与 if 语句联在一起, 即满足条件时便跳出循环简单来说,break 语句是跳出当前循环 2)continue 语句 continue 语句的作用是跳过循环中剩余的语句而强行执行下一次循环, 其执行过程如图 3-56 所示 continue 语句用在 for while do-while 等循环体中, 常与 if 条件语句一起使用, 用来加速循环 break 语句是跳出当前循环, 而 continue 语句则是重新开始当前循环图 3-55 break 语句执行过程图 3-56 continue 语句执行过程 109

35 简简单单学通 51 单片机开发 6.C51 中断服务程序的编写 C51 中断服务程序的格式是固定的 : 中断服务程序名称 interrupt( 中断号 )using( 使用工作寄存器组序号 ) C51 中断序号如表 3-4 所示表 3-4 C51 中断序号定义中断序号对应的中断 0 外部中断 0 1 定时 / 计数器 0 溢出中断 2 外部中断 1 3 定时 / 计数器 1 溢出中断 4 串行口中断前面讲到 51 单片机的寄存器区 (RAM 地址 00H~1FH) 有四组寄存器, 每组包含 8 个寄存器, 为 R0~R7 在 C51 中, 是隐含使用的, 表示在编程过程中, 我们不能直接使用, 而是被系统使用通过执行寄存器组序号, 指定让系统使用哪种寄存器, 如表 3-5 所示表 3-5 C51 寄存器组序号寄存器组序号使用哪组寄存器 0 寄存器组 1 1 寄存器组 2 2 寄存器组 3 3 寄存器组 4 假设我们要使用外中断 0 服务程序, 则可以命名为 extr0 () interrupt 0 using 编写 C 语言外中断程序在编写程序之前, 我们先来列出 C 语言控制外中断程序的流程图, 如图 3-57 所示根据流程图 3-57 来编写出 C 语言程序 : #include <at89x52.h> #include<intrins.h> void Delay500ms(); void timer0 (void); bit b=0; main() { unsigned char data j; EA=1; EX0=1; IT0=1; IP=0X01; P1=0XFE; while(1) { for(j=8;j>0;j--) { if(b==1) break; // 声明中断服务子程序 // 声明一个全局变量, 用于中断控制标志 // 如果自定义外中断标志为 0, 则跳出 for 循环 110

36 第 3 章 51 单片机对中断的控制 P1=_crol_(P1,1); Delay500ms(); //P1<<=1; } } } void Delay500ms() { unsigned char i,j,k; for(i=200;i>0;i--) for(j=20;j>0;j--) for(k=250;k>0;k--); } // 延时子函数名字 void timer0 (void) interrupt 0 using 2 { b=~b; } // 中断服务子程序图 3-57 C 语言中断控制流程图 111

简简单单学通 51 单片机开发 C 语言外中断控制程序也是在原有流水灯的基础上进行了修改在程序中,

当没有中断发生时, 由于设置 b 的状态为 0, 流水灯正常运行 ; 当中断启动,b 的状态被取反, 流水灯停止工作

项目, 将程序编译, 生成 hex 文件, 然后在 Proteus 中进行仿真, 观察程序的执行是不是我们想要的效果 3.

(1) 新建一个 C 语言 Keil 项目, 如图 3-58 所示图 3-58 外中断 C 语言项目 (2)

37 简简单单学通 51 单片机开发 C 语言外中断控制程序也是在原有流水灯的基础上进行了修改在程序中, 我们设置了一个全局位变量 b, 这是一个自定义的中断标志位, 这个变量无论是在主程序, 还是在中断子程序中都是可以使用的当没有中断发生时, 由于设置 b 的状态为 0, 流水灯正常运行 ; 当中断启动,b 的状态被取反, 流水灯停止工作当再次中断,b 的状态重新取反, 变为 0, 流水灯又正常地运行程序编写好了, 可以重新建立一个 C 语言 Keil 项目, 将程序编译, 生成 hex 文件, 然后在 Proteus 中进行仿真, 观察程序的执行是不是我们想要的效果软件仿真 C 语言外中断程序 C 语言外中断程序是可以在 Keil 中仿真的在本节就来介绍外中断软件仿真的方法 (1) 新建一个 C 语言 Keil 项目, 如图 3-58 所示图 3-58 外中断 C 语言项目 (2) 进行仿真设置设置的方法和普通流水灯软件仿真一样, 我们再来复习一下, 如图 3-59 和图 3-60 所示 112 图 3-59 仿真设置 1

38 第 3 章 51 单片机对中断的控制图 3-60 仿真选项 2 (3) 进入仿真界面, 单击仿真按钮, 如图 3-61 所示单击仿真按钮图 3-61 进入仿真界面 (4) 打开中断寄存器观察窗口, 步骤如图 3-62 所示, 打开的中断寄存器观察窗口, 如图 3-63 所示在图 3-62 中可看到本节介绍过的中断控制位和标志位图 3-62 打开中断寄存器观察窗口步骤图 3-63 中断寄存器观察窗口 (5) 我们可以进行单步仿真, 观察中断寄存器的变化情况, 如图 3-64 所示 113

b 到观察窗口 (7) 添加断点所谓断点就是程序执行到这条语句时, 自动停止运行这是一个非常有用的功能,

39 简简单单学通 51 单片机开发图 3-64 单步执行观察中断寄存器变化 (6) 观察全局变量 b, 可以在变量观察添加自定义中断标志位 b, 如图 3-65 所示当然也可以将 P1 添加到观察窗口图 3-65 添加标志位 b 到观察窗口 (7) 添加断点所谓断点就是程序执行到这条语句时, 自动停止运行这是一个非常有用的功能, 尤其是在仿真中断的时候, 我们可以将断点添加到中断服务程序处, 添加步骤如图 3-66 所示, 添加完断点以后, 效果如图 3-67 所示图 3-66 添加断点步骤 114

第 3 章 51 单片机对中断的控制图 3-67 添加断点的效果 (8) 还可添加 P1 口和 P3 口的端口观察窗口, 如图

现在可以单击运行按钮开始全速运行程序了, 如图 3-69 所示图 3-69 运行按钮在程序运行的过程中, 可以看到 P1

2 端口, 使它重新处于高电平的状态, 这一过程模拟了点动开关的效果执行完这步操作, 看到程序就会在断点处停止运行,

40 第 3 章 51 单片机对中断的控制图 3-67 添加断点的效果 (8) 还可添加 P1 口和 P3 口的端口观察窗口, 如图 3-68 所示 P1 口是为了方便观察流水效果, 而 P3 口是为方便制造中断图 3-68 添加 P1 P3 观察窗口 (9) 现在可以单击运行按钮开始全速运行程序了, 如图 3-69 所示图 3-69 运行按钮在程序运行的过程中, 可以看到 P1 端口循环左移不断变化, 这表示程序正在执行流水程序, 还没有被中断 (10) 我们手动制造中断, 如图 3-70 所示单击 P3.2 端口, 让它处于非选中状态这样就制造了一个中断的脉冲信号因为 P3.2 初始的状态是 1, 我们左击它, 让它脱离高电平, 而变成低电平, 这样就制造了一个下降沿脉冲然后再左击 P3.2 端口, 使它重新处于高电平的状态, 这一过程模拟了点动开关的效果执行完这步操作, 看到程序就会在断点处停止运行, 表示制造断点成功 (11) 在中断服务程序中, 进行单步仿真, 如图 3-71 所示执行这一步, 主要是为观察全局变量 b 的状态的变化情况, 如图 3-72 所示在主程序中我们根据判断 b 的状态来决定流水灯是否执行 115

41 简简单单学通 51 单片机开发图 3-70 制造中断图 3-71 中断处单步仿真图 3-72 单步仿真执行效果 (12) 取消断点, 操作步骤如图 3-73 所示图 3-73 取消断点 (13) 没有断点, 全速运行再次单击运行按钮, 让程序在没有断点的情况下, 直接运行, 如图 3-74 所示在没有制造中断时, 流水灯正常地运行, 在制造第一次中断后, 全 116

42 第 3 章 51 单片机对中断的控制局变量 b 变为 1, 且流水灯不再运行 ; 重新制造一次中断后, 全局变量 b 变回 0, 流水灯重新开始工作, 表示程序的执行符合我们的要求图 3-74 没有中断, 全速运行 3.6 习题和实例演练 1. 填空题 (1) 汇编语言实现循环左移的指令为 ; 带位循环左移指令为 (2)C 语言实现循环左移的库程序为 ; 循环右移库程序为 (3) 外中断 0 外中断 1 对应 51 单片机的引脚为 ( 位序号 ) (4) 外中断触发的两种形式为触发触发 (5) 外中断 0 的中断响应地址为 ; 外中断 1 的中断响应地址为 (6) 外中断 0 外中断 1 中断响应标志位对应特殊功能寄存器 TCON 的第位和第位 ; 位符号分别为 (7) 外中断 0 中断允许控制位为 ; 外中断 1 中断允许控制位为 (8) 汇编语言子程序返回指令 ; 中断子程序返回指令为 (9) 在 C 语言中,78H&&50H 的运算结果为 ;78H&50H 的运算结果为 (10) 在 C 语言中,78H 50H 的运算结果为 ;78H 50H 的运算结果为 (11)C 语言中, 外中断 0 中断服务子程序中断序号为 ; 外中断 1 中断序号为 2. 判断题 (1)C 语言具有循环左移和循环右移语句 (2)DJNZ R0,ADDR; 表示 R0 的数据减 1, 如果为 0, 则跳转到地址 ADDR (3) 软件仿真就是 Proteus 仿真 (4) 在 C 语言中,++i; 和 i++; 运算的效果是一样的 117

43 简简单单学通 51 单片机开发 (5) 在 C 语言中,i<<=1; 和 i=i<<1; 执行结果一致 (6) 开启外中断 0, 只需开启中断允许控制位 EX0 (7) 在汇编语言中,RET 和 RETI 可以相互替代 (8)80&30 的执行结果和 80&&30 的运算结果是一致的 3. 解答题 (1) 简述循环左移和左移的区别 (2) 简述汇编语言 DJNZ 指令的执行过程 (3) 简述 C 语言 for 语句的执行过程 (4) 简述中断响应的过程 (5) 在 C 语言中, 位运算和逻辑运算的区别 (6)C 语言实现中断服务子程序的编写方案 4. 实例扩展 (1) 绘制电路图, 如图 3-75 所示图 3-75 电路图 (2) 分别尝试软件仿真第 2 章的汇编语言和 C 语言流水灯程序项目 (3) 对 3.5 节中断实例程序进行改进, 外中断 1 接入开关, 为流水灯双灯同时闪烁触发按键 118

DPJJX1.DOC

DPJJX1.DOC 8051 111 2K 1 2 3 ' ' 1 CPU RAM ROM / A/D D/A PC CPU 40 68 10 20 8 51 PIII 8051 2 MCS51 8051 8031 89C51 8051 8031 89C51? MCS51 INTEL INTEL 8031 8051 8751 8032 8052 8752 8051 8051 8051 MCS51 8031 8031