手把手教你学单片机的C语言程序设计（十二）——中断服务函数.pdf

手把手教你 C5 1编译 器支持在 C语言源程序 中直接编 写 8 0 C 5 1 单片机的 中断服务 函数程序 。 以前 菝们 学习用汇 编语言编 写中断服务程序时 会对堆栈 出栈 的保 护 问题而觉得头痛 。为了能够在 C语 言源程序 中直 接编 写中 断服务 函数 C5 1编 译 器对 函 数的 定义 进 行 了扩 展 增加 了一个扩展关键字 in t e r r u p t 。 关键 字 In 1 e r r u p t 是函数定 义时的一个 选项 加上这个选项就可 以将一个 函数 定义成 中断服务 函数。 定 义中断服务 函 数的一般形式 为 中断潭 中断 向量 8 n + 3 讣部 ： 扣断 o c c o 3 H 定 时器 计 数器 0 0 0 0 BH 外部 巾断 1 O 01 3 H 定时器 ，计数器 0 01 8H 函数 类型函数名( 形式 参数表 ) 【i n e r r u p t n JI u s in g n J 关键 字 i n t e r r u p t 后面的 n是 中断 号 n的取值 范 围为 0 3 1 编译 器从 8 n + 3处产生中断向量具体 的中断号 n和 中断 向量 取决于 不同的单 片机 芯 片：8 o c 5 1 单 片机的常 用中断源 和中 断向量如表 1 所示 8 0 C 5 1系 列单 片机 可 以 在 内部 R A M 中使用 4个 不 同的工 作寄 存器 组 每 个寄存器 组中包含 8个工作寄存 器( R 0 R 7)。 C5 1编译器扩展了一个关 键宇 u s in g 专 门用来选择 8 0 C 5 1单片 机 中不同的工作寄存器组。u s in g后面 的 n是一个 0 3的常整数， 分别选中 4 个不同的工作寄存器组。在定义一个函 数时 u s in g是一个选项 对于初学者 。 如果不用该选项 则 由编译器选择 一个 寄存器组作绝 对寄存器组访问。 关键 字 u s in g对 函数 目标 代码 的 影响如下 ： 在函数的 八口处将 当前工作 寄存 器组保护 到堆栈 中 指定的工作寄存器 内容不会 改变 ， 函数返 回之前将被保护 的工作寄存器蛆从堆栈 中恢 复。 使 用关键 字 u s in g在函数 中确 定 一 个工作 寄存器组 时必 须十 分小心 要 保证 任何寄存器 组的切换 鄯只在控 制 的区域 内发生 。 如果不做到这一点将 产 生不正确 的函数结果 。 另外 带 u s i n g属 性的 函数 原 则 上不能返 回 b it 类型的值。并且 关键 宇 u s in g不允许 用于 外部 函数 关键 宇 i n te rr u p t 也不允许用于外部 函数 ， 它对 中断 函数 目标代码 的影 响如 下： 在进入 中断函数 时 特殊功能寄存 器 A C C、 B 、 D P H、 D P L 、 P S W 将 教保 存 八栈 。如 果不使 用寄存组切 换 则将 中 断函数中所 用到的全部工 作寄存器 都 人栈 。函数返 回之 前 所有 的寄存器 内 容 出栈。中断函数 由8 0 C 5 1 单片机 指 令 R E T I 结束。 值得 注意 的是 。编写 8 0 C 5 1 单 片 机 中断函数时应 严格遵 循以下规则： 1中断函数不能进行参数传 递 如 果中断函数 中包含任何参 数声 明都 将 导致 编译 出错 。 2中断函数没有返回值 如果企 图 定 义一个 返回值将 得到不正确的结果 因此最好在定 义中断 函数 时将奠定 义 为 v o id类型 以明确说 明没有返 回值。 3 在任何情 况下都不能直接调 用 中断函数 否 则会 产生 编译错误 。因为 中断函数的返回是 由8 0 C 5 1 单 片机 指 令 R E T I 完成的 R E T I 指令影响 8 0 0 5 1 单片机 的硬件 中断系统 。 4如 果中断函数中用到浮点 运算 必须保 存浮点寄存器 的状态 当没有其 他程序执 行浮点运 算时可以不保 存 5 如果在 中断函数中调用 了其他 函数 则被调 用函数所 使用的寄存器蛆 须与中断函数相 同。 用户必须保证 按 要求使用相同的寄存器 组 否则会产 生 吕超 亚 不正确 的结 果。 如果定义中断函数时没 有使 用 u s i n g选项 ， 则 由编译器 选择一 个 寄存器 组作绝对寄存器组访问。 下面做 一下有关中断的实验。 实验一 在 L E D 1 6 2字 符 液晶 试 验板 上 做 一个键控计数的实验。 采用中断方法 实现 按动 7 # 、 错 、 键 中 的任一 个 时， 触发外中断 O ， 实现计数或停止 。 在我的文档 中建 立一 个文件 目录 f c s 2 9 ) 然后建 立 c s 2 9 u v 2的工程 项 目， 最后建立源程序文件( c s 2 9e 】 。 输入 下面的程 序： #i n clu defl序号 【 下同 】 ： 1 # de f i n e u c h a r u n s i g n e d c h a r 2 #d e f i n e u in t u n s i g n e d i n t 3 u o h a r c o d e S E G 7 【 1 0 】= 0 x c O 0 x f 9 0 x a 4 O x b 0 0 x 9 9 0 姻2 0x 8 2 0 x f 8 0 x S O 0 x g O ； 批 。 。 。 5 。 。 u i n t d a t a c n t ； 6 b i t b d a t a bi t f l a g ； fi7 。 8 。 v o i d i n i t ( v o i d ) 9 P O = O x ff ； P1 = 0 x f f ； P2 =0 ， P 3 = 0 x O f 1 0 b r f l a g =l ffl 1 E X 0 =1 2 I T O =1 1 3 E A= t ： 1 4 1 5 广 1 6 ， v o i d d e t a y ( u i n t k ) 1 7 【 fll 8 u i n d a e aI J 1 9 f o l = O 1 9 9 9 ) c n t = 0 ； 3 1 P 2 = S E G7 c n t 1 0 0 ； 3 2 P 1 = S E G7 ( c n t 1 0 0 ) 1 0 ； 3 3 P 0 = S E G7 c n t 1 0 ； 3 4 d e la y ( 5 0 0 ) ； 3 5 3 6 、| |3 3 8 v oid ex t e r ni n t 0 ( v o i d ) i n t e r r u p t 0 u s i n g 0 3 9 4 0 b it f Ia g = ! b it f I a g ： 4 1 | | 4 2 编译 通过后 ，将 生成的 c s 2 9 h e x 文 件烧录到 8 9 S 5 1芯片 中 ，将芯片插 入到 L E D 1 6 2字符液晶试验板上 ， 试 验板上接通 9 V电源 ， 右边 3个 L E D数 码管从 。 0 0 0 “ 开始进行加法计数。按动 7 # 、 8 # 、 三个键中的一个时。计数暂 停。再按动时， 计数继续。 我们对程序进行分析。 序号 1( 程序 解释 ，以下 同 ) ：包含 头文件 RE G51 H。 序号 2 、 3： 数据类型的宏定义。 序号 4： 数码管 O 9的字形码 。 序号 5： 程 序分 隔。 序号 6： 定义无符 号整型全局 变量 c n t 。 序号 7 ： 定 义全局位标 志 b it f l a g 。 序号 8 ： 程序分 隔。 序号 9 ： 定义 函数名 为 i n i t 的初始化子函数。 序号 1 0： in it 子函数开始 。P 0 一 P 3口分别赋 初值 。 序号 1 1 ： b it f la g赋 初值为 1 。 序号 1 2： 允许外中断 O 。 序号 1 3： 外中断 O设为边沿触发。 序号 1 4： 开 C P U中断。 序号 1 5： in it 函数结束 。 序号 1 6 ： 程 序分 隔。 序号 1 7 2 4： 定义函数名为 d e l a y的延时子 函数。 序号 2 5： 程 序分 隔。 序号 2 6 ： 定 义函数名 为 ma i n的主 函数 。 序号 2 7 ： ma in主 函数开始 。 调用 i n it 初始化 子函数。 序号 2 8 ： 无限循环 。 序号 2 9 ： 无限循环语 句开始 。 序号 3 0 ；如果位标志 b it f la g为 1 ，则变量 、 c n t 累加 。 序号 3 1 ： 变量 c n t 的范围为 0 9 9 9 。 序号 3 2 ： 显示计数值 c n t 的百位。 序号 3 3 ： 显示计数值 c n t 的十位。 序号 3 4 ： 显示计数值 c n t 的个位。 序号 3 5： 延时 5 0 0 ms 。 序号 3 6 ： 无限循环语句结束。 序号 3 7 ： ma i n主 函数结束。 序号 3 8 ： 程序分隔。 序号 3 9：定义函数名为 e x t e r n in t O的外 中 断 O服 务函数， 使 用第一组寄存器。 序号 4 O： 外 中断 O服务 函数开始。 序号 41 ： 这里 的工作 为取 反位标志 b i t f la g。 当然也可进行其它操作。 序号 4 2 ： 外 中断 O服务 函数结束。 一 =j 亳 羹 =j 亳 参 ；实 验 童 参 在 L E D 1 6 2字符 液晶试验板上 做一 个定 时中断 的实验 。采用定 时器 T O ， 定时长度设 为 5 0 ms ， 每一次定时 溢 出时引起定 时器 中断 ， 在 中断服务 函 数中对计时器 c n t 累加。 每 1 秒中控制 L E D亮 0 1 s 、 灭0 9 S 。 完成一个低功耗 的路障灯工作。 在我的文档 中建立一个文件 目录 ( c s 3 0 ) ， 然后 建立 c s 3 0 u v 2的工 程项 目， 最后建立源程序文件( c s 3 0 c o 输入下面的程序： # in c l u d e ff序号( 以下同 ) ： 1 # d e f i n e u c h a r u n s ig n e d c h a r 2 # d e f i n e u i n t u n s i g n e d in t 3 4 u c h a r d a t a c n t ； 5 s b it L A MP =P O O ： 7 “” 8 ” “” “ v o i d i n i t ( v o i d ) 9 1 0 T MOD= 0 x 0 1 ： 1 1 T H0 =一 ( 5 O O 0 0 2 5 6 ) ； 1 2 T L 0 = - ( 5 0 0 0 0 2 5 6 ) ； 1 3 E T 0 = 1 ： 1 4 T R 0 =1 ： 1 5 E A=1 ： 1 6 l ， 1 7 “” “ 1 8 “ ”“ v o i d d e l a y ( u i n t k ) 1 9 2 0 u I n t da t aj ，j ： 2 1 f o r ( i = O ： i = 2 0 ) c n t = 0 ； 3 5 3 6 3 7 “ v o id ma in ( v o i d ) 3 8 3 9 i n i t 0； 4 0 wh i le ( 1 ) 4 1 4 2 d e la y ( 3 0 0 0 ) ； 4 3 4 4 4 5 编译 通过后 。将生成 的 C S 3 0 h e x 文件 烧录到 8 9 S 5 1芯片 中 ，将 芯片插 入到 L E D 1 6 2字符液晶试验板上， 试 验板 上接通 9 V电源 ， 右边 的个位 数码 管的a段周期性地闪亮， 亮的时间约为 0 1 秒 ， 灭的时间约为0 9 秒。 在夜晚用 于路障灯指示很合适， 况且灯光不是连 续点亮， 耗电也较省。 对程序进行一下分析。 序号 1( 程序解 释 ，以下同 ) ：包含 头文件 REG51 H。 序号 2 、 3： 数据类型的宏定义。 序号 4 ： 程序分隔 。 序号 5 ： 定义无符号整型全局变量 c n t 。 序号 6 ： 程序分隔。 序号 7 ： 端 口定义。 序号 8 ： 程序分隔。 序号 9 ： 定义 函数名为 i n it 的初始化 子函数 。 序号 1 0 ： in i t 子 函数开始 。 序号 1 1 ： 定时器 T 0方式 O 。 序号 1 2 1 3 ： 当晶振频率 为 1 2 MH z时， 定时 初 值 为 5 0 ms 。 实 验 板 的 晶 振 频 率 为 1 1 O 5 9 2 MH z。 因此定 时长 度近似 为 5 0 ms 。 序号 1 4 ： 允许 T O中断。 序号 1 5 ： 启动 T 0 。 序号 1 6： 开总 中断。 序号 1 7 ： i n i t 函数结束。 圈露嬲 嘲 维普资讯 序号 1 8 ： 程序分 隔。 序号 1 9 2 6： 定 义函数名为 d e la y的延 时子 函数。 序号 2 7 ： 程序分隔。 序号 2 8 ： 定义 函数名 为 t i me r 0的 T O中断服 务函数 。 使用默认的寄存器组 。 序号 2 9 ： t ime r O中断服务函数开始。 序号 3 O 3 1 ： 重装 5 0 ms 定 时初值 。 序号 3 2 ： 计 时器 c n t 递增。 序号3 3 ： c n t 的值小于等于 2 ( 因每 5 0 m s中 断一次， 因此对应 时间为 0 0 1 s ) ， 点亮灯。 序号 3 4： 否则熄灭灯 。 序 号 3 5 ： c n t 的值最 大到 2 O ( 对应 时间 为 1 s) 。 然后又从 0开始。 序号 3 6 ： T 0中断服务函数结束。 序号 3 7 ： 程序分隔。 序号 3 8 ： 定义 函数名 为 ma in的主函数。 序号 3 9 ： ma i n主 函数开始 。 序号 4 0 ： 调 用 i n i t 初始化子函数。 序号 4 1 ： 无限循环。 序号 4 2 ： 无限循环语句开始。 序号 4 3 ： 调用延时 3 s子 函数。实际上 CP U 还可做 其它事情 。 序号 4 4 ： 无限循环语句结束。 序号 4 5 ： ma i n主 函数结束。 _ 实验三 0 疆 在 L E D 1 2 8 6 4图形 液 晶试 验 板 上 。 进 行单 片机与 P C机 ( 个人 电脑 ) 的 通信试验。实验过程为： P C机发送一 个字符给单片机 ，单片机收到后即在 个、 十位数码管上进行显示 。 同时将其 回发给 P C机。要求：单片机收到 P C 机发来的信号后用串口中断方式处理， 而单片机回发给 P C机时用查询方式。 在我 的 文档 中建 立一 个 文 件 目录 ( c s 3 1 ) ， 然 后建 立 c s 3 1 u v 2的工程 项 目， 最后建立源程序文件( c s 3 1 c o 输入下面 的程序 ： # in c l u d e 序号( 以下同 ) ： 1 # d e f i n e u c h a r u n s i g n e d c h a r 2 # d e f i n e u i n t u n s ig n e d in t 3 u c h a r c o d e S E G7 1 O 】 = 0 x 3 f ， 0 x 0 6 ， 0 x 5 b ， 0 x 4 f ， 0 x 6 6 ，O x 6 d，0 x 7 d ， 0 x 0 7 ， 0 x 7 f ， 0 x 6 f ； 4 u c h a r AC T 4 = 0 x e f ， 0 x d f ， 0 x b f ，0 x 7 f ； 5 6 u c h a r a ： 7 “8 “ v o id in it ( v o id ) 9 f 1 0 T MOD = 0 x 2 0 ； 1 1 T H1 = 0 x f d ； 1 2 T L 1 = 0 x f d ； 1 3 S CON= 0 x 5 0 ； 1 4 T R1 =1 ： 1 5 E S =1 ： 1 6 E A= I ： 1 7 1 8 1 9 v o id d e la y ( u in t k ) 2 0 f 2 1 u in t d a t ai ， j ： 2 2 f o r ( I_ O ： j k ： i+ ) 2 3 f 2 4 f o r ( j = 0 ； j l 2 1 ： j + + ) ： 2 5 ) 2 6 2 7 2 8 v o id ma i n ( v o i d ) 2 9 3 0 i n i t O； 3 1 wh i le ( 1 ) 3 2 f 3 3 P 0 = SE G7 a J 1 O 】 ： 3 4 P 2 = AC T 1 】 ： 3 5 d e l a y ( 1 ) ： 3 6 P 0 = SE G7 a 1 0 ； 3 7 P 2 = AC T 0 ； 3 8 d e la y ( 1 ) ： 3 9 i f ( R I ) 4 0 R I = O ； 4 1 S B UF = a ； 4 2 wh i le ( ! T I ) ： 4 3 T I = 0 ； 4 4 E A =I ： 4 5 4 6 4 7 4 8 v o i d s er i a l s e r v e ( v o i d ) i n t e r r u p t 4 4 9 5 0 a =S B UF ； 5 1 EA=0；| | 5 2 5 3 编译通过 后 。将生成 的 c s 3 1 h e x 文件烧录 到 8 9 S 5 1 芯 片中 ，将芯 片插 入到 L E D 1 2 8 64 图形液 晶试验板 上 。 在做实验时， 我们需要在 P C机进行信 息发 送 。这个过 程可 以自 己用 V B 6 0 设计 一 个 人机 界 面 ，也 可 以使 用 Wi n d o ws自带的超级 终端 ，还 有一种 方法 是上 网下载一 个小巧 的 串 口调 试 软件 。这里笔者使用的是一个名 叫 COMP o r t D e b u g e r ( 串 口调试器 软件 ) 的免安 装 共享 软件 ，其下 载 地址 为 ： h t t p： e mo u z e c o rn。 打 开 串 口调 试器 软 件 。 其 界面 如 图 1所示 。右 上 方 为发送 区 。 右下 方 为接收区。左上方的初始化区域( 如 波特率、 数据位等 ) 不必更改。若你 的 P C机串口COM1已占用时。才可考 虑 改用COM2 。 - I _ 一 1 ” ； 茹 篡 一 ； 将 P C 机 的 串 口与 L E D 1 2 8 * 6 4 图形液晶试验板 的串口连接好 。 发送与 接收按 1 6进制 方式 ，然后打 开 串口。 实验 时。 要先给 L E D 1 2 8 * 6 4图形 液晶 试验板上电( 5 V稳压电源 ) ， 然后才打 开串 口调试器软件 。 以免接收区乱码 。 发送区输入 “ 1 ” 。 点发送 。 我 们发现 L E D 1 2 8 6 4图形液 晶试验 板的右边两 个数码管显示“ 0 1 ” ， 同时接收区立即 显示收到的“ 1 ” 。发送 区输入 “ A ” 。 点发 送， 我们发现试验板的右边两个数码管 显示 “ 1 0 ” ( 因为 1 6进 制 的 “ A” 等 同于 1 0进制的“ 1 O ” ) 。 同时接收 区立即显示 收到 的“ A ” 。发送 区再 输入 “ 2 0 ” 。 点发 送 ， 我们 发现 L E D 1 2 8 6 4图形液 晶试 验板的右边两个数码管显示 “ 3 2 ” ( 因 为 1 6进制的 “ 2 0 ”等同于 1 0进制的 “ 3 2 ” ) ，同 时接 收 区立 即 显 示收 到 的 “ 2 0 ” ， 其界面如图 2所示。 一 一 “ 一 一 维普资讯 园 屯 子 仪表放大器的设计与制作 -k-k- 本仪表 放大器是 由三个 OA 2 7 P 集成运算放大器组成 ， OA 2 7 P的特点 是低噪 声 、 高 速 、 低输 入失调 电压 和 卓 越的共模抑制比。 仪表放大器电路连接 成比例运算电路形式， 其中前两个运放 组成第一级 ，二者都接成同相输入形 式 ， 因此具有很高的输入 电阻。 由于 电 路的结构 对称 ， 它们 的漂移和失调都有 互相 抵消的作 用。 后一个运放组成 差分 放 大器 ，将差分输入转换 为单端输 出。 经计算 ， 本设计中仪表放大器的电压放 大倍数 A u ：。R 5 。 ( 1 + ) ：1 0 0， 结果 n o n 将在仿真 中验 证。 仪 表 放 大器 的结 构 特 点 ： 使 仪 表 放大 器成 为 一种 高输 入 电阻 ， 高 共模 抑制 比， 具有较低的失调 电压 ， 失调 福建信息职业技术学院陈辉 电流 、 噪声 及飘 移 的放 大 器 。在 使 用 时 ，在 图 1中 R 4 、 R 5 、 R 6 、 R 7四个 电 阻要精密且匹配 ， 否则将给放大倍数 带来误差 ， 而且将降低电路的共模抑 制 比。 R 8 1 M 2 3 1 R 7 2 k R 1 9 k 冀 一 4 域 。 激 本设计采用 P r o t e 19 9 s e电路仿真 软件 ， 绘制 电原理 图后可 自动 生成印制 3 R 3 1 k 2 3 1 U 2 O P 27 A R2 9 k R 6 1 0 k c 3兰 47 u F C 4 = 47 u F 司j = C 1 0 1 u F G N D C 2 0 1 F 1 3 U 4 L M 7 8 1 2C T U 5 L M 7 91 2 C T G N D I 1 2 V vi n 实验很成 功 ， 我们对程序进行详细 序号 3 1 ： 调用 in it 初始化子函数。 序号 5 3 ： s e r ia l S e r v e中断服务函数结束。 分析。 序号3 2 ： 无限循环。配文优惠邮购： K e i 1 C 5 1 W i n d o w s 序号 1( 程序解释。以下同) ：包含头文件 序号 3 3 ： 无限循环语句开始。 集成开发环境 ( 已汉化正式版 光盘， 邮 R E G 5 1 H 。 序号 3 4 3 5 ： 显示变量 a的十位。 购代号 ： K 1 ) ： 4 6元 。T O P 8 5 1多功 能编程 f - g - 2 , 3 ： 数据类型的宏定义。 f -g - 3 6 ： 延时 1 m s 。 器( 邮购代号： B 1 ) ： 2 2 0元 。L E D 1 2 8 6 4 序号 4 ： 0 - 9数码管的字形码。 序号 3 7 3 8 ： 显示变量 a的个位。 图形 液 晶试验板( 邮购代 号 ： S 3 ) ： 1 6 0 序号 5： 4位数码管的位 选码。 序号 3 9： 延时 l ms o 元 。L E D 1 6 。 2字符 液晶试验 板( 邮购代 -8- 6 ：程 序 分 隔 。 三 4 O 如 果 接 收 标 志 为 1 说 明 已 收 号 ： s 2 ) ： 1 4 0 元 。 1 6 。 2 字 符 型 液 三 ： 墨 符 号 字 符 型 全 局 变 量 a 。 。 + 一 模 组 ( 邮 购 代 号 ： L 1 ) ： 8 0U TLa 1 Z S * O q- , 茎 ： 雯 要 为 i n i t 的初始化子函数。 4 4 2 ： 存放在 a的信息再 c 邮购代 号： z ， ： 序号 9 ：定义函数名为 的初始化子函数。 序号 将已经接收并存放在 的信息再 。卞田 土 阴 、 。无 了。 “ 。 序号 1 O ： I n It 子函数开始。 送入 s 8 u F发送出去。 1 6 0 元 。5 V高稳 定专用稳 压 电源(