代码收藏家 深入理解51单片机中断机制
目录
1、中断的介绍
1.1 中断的概念
2、中断结构及其相关寄存器
3、外部中断的配置
中断是为使单片机具有对外部或内部随机发生的事件实时处理而设置的，中断功能的存在，很大程度上提高了单片机处理外部或内部事件的能力。它是单片机最重要的功能之一，是我们学习单片机必须要掌握的。
1、中断的介绍
1.1 中断的概念
中断概念 ：当中央处理机 CPU 正在处理某件事的时候外界发生了紧急事件请求，要求 CPU 暂停当前的工作，转而去处理这个紧急事件，处理完以后，再回到原来被中断的地方，继续原来的工作，这样的过程称为中断。
为了便于理解，举一个生活事例：你打开火，烧上一壶水。然后去洗衣服，在洗衣服的过程中，突然听到水壶发出水开的报警声，这时，你停止洗衣服动作，立即去关掉火，然后将开水灌入暖水瓶中，灌完开水后，你又回去继续洗衣服。这个过程中实际上就发生了一次中断。分析图如下：
你的主任务是洗衣服，水开报警这是一个中断请求，这一时刻相当于断点处，你响应中断去关火，然后将开水灌入暖水瓶中，这一动作实际上就是处理中断程序，灌完开水后再回去继续洗衣服，相当于处理完中断程序后再返回主程序继续执行主程序。这里需要注意的是，水开是随时都有可能的，但是无论什么时候开，只要一开你将立即去处理它，处理完后再回来继续接着洗刚才那件衣服。
但是对于单片机来讲，中断是指 CPU 在处理某一事件 A 时，发生了另一事件 B，请求 CPU 迅速去处理(中断发生)；CPU 暂时停止当前的工作(中断响应)， 转去处理事件 B(中断服务)；待 CPU 将事件处理完毕后，再回到原来事件 A 被中断的地方继续处理事件 A(中断返回)，这一过程称为中断。分析图如下：
单片机在执行程序时，中断也随时有可能发生，但无论何时发生，只要一旦发生，单片机将立即暂停当前程序，赶去处理中断程序，处理完中断程序后再返回刚才暂停处接着执行原来的程序。引起 CPU 中断的根源称为中断源。中断源向 CPU 提出中断请求，CPU 暂时中断原来的事务 A，转去处理事件 B，对事件 B 处理完毕后，再回到原来被中断的地方(即断点)，称为中断返回。
2、中断结构及其相关寄存器
STC89C5X 系列单片机提供了 8 个中断请求源，它们分别是：外部中断 0 (INT0)、外部中断 1 (INT1)、外部中断 2 (INT2)、外部中断 3(INT3)、定时器 0 中断、定时器 1 中断、定时器 2 中断、串口(UART)中断。（注意：51 系列单片机一定有基本的 5 个中断，但不全有 8 个中断，需要查看芯片手册，通常我们使用的都是基本的 5 个中断：INT0、INT1、定时器 0/1，串口中断）。所有的中断都具有四个中断优先级（基本型只有两个）。
下面我们以 51 单片机一定有的 5 个中断来介绍，其内部结构框图如下所示：
①INT0 对应的是 P3.2 口的附加功能，可由 IT0(TCON.0)选择其为低电平有效还是下降沿有效。当 CPU 检测到 P3.2 引脚上出现有效的中断信号时，中断标志 IE0(TCON.1)置 1，向 CPU 申请中断。
②INT1 对应的是 P3.3 口的附加功能，可由 IT1(TCON.2)选择其为低电平有效还是下降沿有效。当 CPU 检测到 P3.3 引脚上出现有效的中断信号时，中断标志 IE1(TCON.3)置 1,向 CPU 申请中断。
③T0 对应的是 P3.4 口的附加功能，TF0（TCON.5），片内定时/计数器 T0 溢出中断请求标志。当定时/计数器 T0 发生溢出时，置位 TF0，并向 CPU 申请中断。
④T1 对应的是 P3.5 口的附加功能，TF1（TCON.7），片内定时/计数器 T1 溢出中断请求标志。当定时/计数器 T1 发生溢出时，置位 TF1，并向 CPU 申请中断。
⑤RXD 和 TXD 对应对应的是 P3.0 和 P3.1 口的附加功能，RI（SCON.0）或 TI （SCON.1），串行口中断请求标志。当串行口接收完一帧串行数据时置位 RI 或当串行口发送完一帧串行数据时置位 TI，向 CPU 申请中断。
（1）中断允许控制
CPU 对中断系统所有中断以及某个中断源的开放和屏蔽是由中断允许寄存器 IE 控制的。
EX0(IE.0)，外部中断 0 允许位；
ET0(IE.1)，定时/计数器 T0 中断允许位；
EX1(IE.2)，外部中断 0 允许位；
ET1(IE.3)，定时/计数器 T1 中断允许位；
ES（IE.4)，串行口中断允许位；
EA (IE.7)， CPU 中断允许（总允许）位。
（2）中断请求标志 TCON
IT0（TCON.0），外部中断 0 触发方式控制位。
当 IT0=0 时，为电平触发方式。
当 IT0=1 时，为边沿触发方式（下降沿有效）。
IE0（TCON.1），外部中断 0 中断请求标志位。
IT1（TCON.2），外部中断 1 触发方式控制位。
IE1（TCON.3），外部中断 1 中断请求标志位。
TF0（TCON.5），定时/计数器 T0 溢出中断请求标志位。
TF1（TCON.7），定时/计数器 T1 溢出中断请求标志位。
（3）中断优先级
中断优先级，意思就是执行中断程序的先后顺序，高优先级的中断请求可以打断低优先级的中断，反之，低优先级的中断请求不可以打断高优先级及同优先级的中断。当两个相同优先级的中断同时产生时，将由查询次序来决定系统先响应哪个中断。同一优先级中的中断申请不止一个时，则有中断优先权排队问题。同一优先级的中断优先权排队，由中断系统硬件确定的自然优先级形成，其排列如所示：
（4）中断号
3、外部中断的配置
我们知道要让 51 单片机发生中断必须要满足以下 3 个条件，这 3 个条件的顺序可以任意：
单片机发生中断的条件：
①中断源有中断请求；
②此中断源的中断允许位为1；
③CPU 开启中断（即 EA=1）。
中断举例：比如现在我们要配置外部中断0，对应的配置程序如下：
EA=1；//打开总中断开关
EX0=1；//开外部中断0
IT0=0/1；//设置外部中断的触发方式
如果要配置的是外部中断 1，只需将 EX0 改为 EX1，IT0 改为 IT1。
代码实现：
void Int0Init() //中断初始化 { //设置 INT0 IT0=1;//跳变沿出发方式（下降沿） EX0=1;//打开 INT0 的中断允许。 EA=1;//打开总中断 } //当触发中断后即会进入中断服务函数，外部中断 0 中断服务函数如下： void Int0() interrupt 0 //外部中断 0 的中断函数 { //执行所需的功能 }
外部中断 0 简单的应用举例 ：
#include "reg52.h" //此文件中定义了单片机的一些特殊功能寄存器
typedef unsigned int u16; //对数据类型进行声明定义
typedef unsigned char u8;
sbit k3=P3^2; //定义按键 K3
sbit led=P2^0; //定义 P20 口是 led
/****************************************************************
* 函 数 名 : delay
* 函数功能 : 延时函数，i=1 时，大约延时 10us
*****************************************************************/
void delay(u16 i)
{
while(i--);
}
/****************************************************************
* 函 数 名 : Int1Init()
* 函数功能 : 设置外部中断 0
* 输 入 : 无
* 输 出 : 无
*****************************************************************/
void Int0Init()
{
//设置 INT0 ----->中断初始化
IT0=1;//跳变沿出发方式（下降沿）
EX0=1;//打开 INT0 的中断允许。
EA=1;//打开总中断
}
/****************************************************************
* 函 数 名 : main
* 函数功能 : 主函数
* 输 入 : 无
* 输 出 : 无
*****************************************************************/
void main()
{
Int0Init(); // 设置外部中断 0
while(1);
}
/****************************************************************
* 函 数 名 : Int0() interrupt 0
* 函数功能 : 外部中断 0 的中断函数
* 输 入 : 无
* 输 出 : 无
*****************************************************************/
void Int0() interrupt 0 //外部中断 0 的中断函数
{
delay(1000); //延时消抖
if(k3==0)
{
led=~led;
}
}
