【正文】 第二功能 端口引腳 第二功能 PC7 A15 （ 為外部存儲器接口的地址高字節(jié)） PC6 A14 （ 為外部存儲器接口的地址高字節(jié)） PC5 A13 （ 為外部存儲器接口的地址高字節(jié)） PC4 A12 （ 為外部存儲器接口的地址高字節(jié)） PC3 A11 （ 為外部存儲器接口的地址高字節(jié)） PC2 A10 （ 為外部存儲器接口的地址高字節(jié)） PC1 A9 （ 為外部存儲器接口的地址高字節(jié)） PC0 A8 （ 為外部存儲器接口的地址高字節(jié)） 2023/2/6 機電系統(tǒng)控制電路設計 117 ? Atmega128的 I/O端口 端口 D 的第二功能 2023/2/6 機電系統(tǒng)控制電路設計 118 ? Atmega128的 I/O端口 端口 E 的第二功能 2023/2/6 機電系統(tǒng)控制電路設計 119 ? Atmega128的 I/O端口 端口 F 的第二功能 2023/2/6 機電系統(tǒng)控制電路設計 120 ? Atmega128的 I/O端口 端口 G 的第二功能 2023/2/6 機電系統(tǒng)控制電路設計 121 ? Atmega128的 I/O端口 ?利用 I/O端口實現(xiàn)八段數(shù)碼管輸出顯示 ? 由八段 LED構成 ? 各 LED陰極或陽極并在一起，稱為?位選線?：共陰、共陽 ? 其余 8個引腳各自引出，稱為?段選線?，各段可以分別控制 A1f2g3e4d5A6c8DP7b9a102023/2/6 機電系統(tǒng)控制電路設計 122 ? Atmega128的 I/O端口 A1f2g3e4d5A6c8DP7b9a10數(shù)字 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 共陰極 0x3F 0x06 0x5B 0x4F 0x66 0x6D 0x7D 0x07 0x7F 0x6F 共陽極 0xC0 0xF9 0xA4 0xB0 0x99 0x92 0x82 0xF8 0x80 0x90 共陰極、共陽極數(shù)碼管段碼表 2023/2/6 機電系統(tǒng)控制電路設計 123 ? Atmega128的 I/O端口 利用 I/O端口點亮四個 7段數(shù)碼管 2023/2/6 機電系統(tǒng)控制電路設計 124 ? Atmega128的中斷處理 Atmega128硬件體系結構 ? 在程序運行期間，發(fā)生非預期的緊急事件 ? 通常是為了避免查詢方式的程序設計 ? 用得最多的是外部中斷與定時器中斷 ? 外部中斷：按鍵程序 ? 定時器中斷：定時與循環(huán)掃描等應用場合 ? 中斷服務程序 ? 中斷發(fā)生時，主程序暫停，跳轉到中斷服務程序，稱為“響應中斷” ? 執(zhí)行完畢后返回主程序繼續(xù)運行 主 程 序主 程 序響 應 中 斷中 斷 返 回中斷服務程序中斷的概念 2023/2/6 機電系統(tǒng)控制電路設計 125 ? Atmega128的中斷處理 ? 中斷屬于一種對事件的實時處理過程。中斷源可能隨時停止單片機當前正在處理的工作，轉而去處理中斷事件，待中斷時間處理完畢之后，再返回原來工作的斷點處，繼續(xù)原來的工作。 ? 對于單片機的中斷系統(tǒng)，需要了解這幾個概念：中斷源、中斷信號、中斷向量、中斷優(yōu)先級、中斷嵌套、中斷控制（屏蔽）、中斷響應條件、中斷響應過程（中斷服務程序）。 如何很好的理解中斷概念？ 2023/2/6 機電系統(tǒng)控制電路設計 126 ? Atmega128的中斷處理 ? 中斷源的理解 ? 中斷源是指能夠向單片機發(fā)出中斷請求信號的部件和設備。對于單片機來講，往往存在多個中斷源。中斷源一般可分為內部中斷源和外部中斷源。 ? 單片機內部集成的許多功能模塊，如定時器、串行通訊口、模 /數(shù)轉換器等，它們在正常工作時往往無需 CPU參與，而當處于某種狀態(tài)或達到某個規(guī)定值需要程序控制時，會通過發(fā)出中斷請求信號通知CPU。這一類的中斷源位于單片機內部，稱作內部中斷源。內部中斷源在中斷條件成立時，一般通過片內硬件會自動產(chǎn)生中斷請求信號，無須用戶介入，使用方便。內部中斷是 CPU管理片內資源的一種高效的途徑。 ? 系統(tǒng)中的外部設備也可以用作中斷源，這時要求它們能夠產(chǎn)生一個中斷信號（通常是高（低）電平或者電平跳變的上升（下降）沿），送到單片機的外部中斷請求引腳供 CPU檢測。這些中斷源位于單片機外部，稱為外部中斷源。通常用作外部中斷源的有輸入輸出設備、控制對象、以及故障源等。 2023/2/6 機電系統(tǒng)控制電路設計 127 ? Atmega128的中斷處理 ? 中斷信號的理解 ? 中斷信號是指內部或外部中斷源產(chǎn)生的中斷申請信號，這個中斷信號往往是電信號的某種變化形式，通常有以下幾種類型： ? 脈沖的上 升 沿或下降沿（上升沿觸發(fā)型或下降沿觸發(fā)型） ? 高電平或低電平（電平觸發(fā)型） ? 電平的變化（狀態(tài)變化觸發(fā)型） ? 對于單片機來講，不同的中斷源，產(chǎn)生什么類型的中斷信號能夠觸發(fā)申請中斷，取決于芯片內部的硬件結構，而且通常也可以通過用戶的軟件來設定。 ? 單片機的硬件系統(tǒng)會自動對這些中斷信號進行檢測。一旦檢測到規(guī)定的信號出現(xiàn)，將會把相應的中斷標志位置? 1?（在 I/O空間的控制或狀態(tài)寄存器中），通知 CPU進行處理。 2023/2/6 機電系統(tǒng)控制電路設計 128 ? Atmega128的中斷處理 ? 中斷向量的理解 ? 中斷源發(fā)出的請求信號被 CPU檢測到之后，如果單片機的中斷控制系統(tǒng)允許響應中斷， CPU會自動轉移，執(zhí)行一個固定的程序空間地址中的指令。這個固定的地址稱作中斷入口地址，也叫做中斷向量。中斷入口地址往往是由單片機內部硬件決定的。 ? 一個單片機有若干個中斷源，每個中斷源都有著自己的中斷向量。這些中斷向量一般在程序存儲空間中占用一個連續(xù)的地址空間段，稱為中斷向量區(qū)。由于一個中斷向量通常僅占幾個字節(jié)或一條指令的長度，所以在中斷向量區(qū)一般不放置中斷服務程序的。中斷服務程序一般放置在程序存儲器的其它地方，而在中斷向量處放置一條跳轉到中斷服務程序的指令。這樣， CPU響應中斷后，首先自動轉向執(zhí)行中斷向量中的轉移指令，再跳轉執(zhí)行中斷服務程序。 2023/2/6 機電系統(tǒng)控制電路設計 129 ? Atmega128的中斷處理 ? 中斷優(yōu)先級的理解 ? 單片機系統(tǒng)一般有多個中斷源，當某一時刻同時有多個中斷產(chǎn)生時，單片機該如何處理呢？這就有了中斷優(yōu)先級的概念。 ? 通常，單片機可以接收若干個中斷源發(fā)出的中斷請求。但在同一時刻， MCU只能響應這些中斷請求中的其中一個。為了避免 MCU同時響應多個中斷請求帶來的混亂，在單片機中為每一個中斷源賦予一個特定的中斷優(yōu)先級。一旦有多個中斷請求信號， MCU先響應中斷優(yōu)先級高的中斷請求，然后再逐次響應優(yōu)先級次一級的中斷。中斷優(yōu)先級也反映了各個中斷源的重要程度，同時也是分析中斷嵌套的基礎。 2023/2/6 機電系統(tǒng)控制電路設計 130 ? Atmega128的中斷處理 ? 中斷優(yōu)先級的理解 ? 對于中斷優(yōu)先級的確定，通常是由單片機的硬件結構規(guī)定的。一般的確定規(guī)則方式為兩種： ? 某中斷對應的中斷向量地址越小，其中斷優(yōu)先級越高（硬件確定方式）。 ? 通過軟件對中斷控制寄存器的設定，改變中斷的優(yōu)先級（用戶軟件可設置方式，注意： AVR不支持）。 ? 實際上， MCU在兩種情況下需要對中斷的優(yōu)先級進行判斷： ? 第一種情況為同時有兩（多）個中斷源申請中斷。在這種情況下， MCU首先響應中斷優(yōu)先級最高的那個中斷，而將其它的中斷掛起。待優(yōu)先級最高的中斷服務程序執(zhí)行完成返回后，再順序響應優(yōu)先級較低的中斷。 ? 第二種情況是當 MCU正處于響應一個中斷的過程中。如已經(jīng)響應了某個中斷，正在執(zhí)行為其服務的中斷程序時，此時又產(chǎn)生一個其它的中斷申請，這種情況也稱作中斷嵌套。 2023/2/6 機電系統(tǒng)控制電路設計 131 ? Atmega128的中斷處理 ? 中斷嵌套的理解 ? 對于中斷嵌套的處理，不同的單片機處理的方式是不同的，應根據(jù)所使用單片機的特點正確實現(xiàn)中斷嵌套的處理。 ? 按照通常的規(guī)則，當 MCU正在響應一個中斷 B的過程中，又產(chǎn)生一個其它的中斷 A申請時，如果這個新產(chǎn)生中斷 A的優(yōu)先級比正在響應的中斷 B優(yōu)先級高的話，就應該暫停當前的中斷 B的處理，轉入響應高優(yōu)先級的中斷 A，待高優(yōu)先級中斷 A處理完成后，再返回原來的中斷 B的處理過程。如果新產(chǎn)生中斷 A的優(yōu)先級比正在處理中斷 B的優(yōu)先級低（或相同），則應在處理完當前的中斷 B后，再響應那個后產(chǎn)生的中斷 A申請（如果中斷A條件還成立的話）。 2023/2/6 機電系統(tǒng)控制電路設計 132 ? Atmega128的中斷處理 ? 中斷嵌套的理解 ? 一些單片機（如 8051結構）的硬件能夠自動實現(xiàn)中斷嵌套的處理，既單片機內部的硬件電路能夠識別中斷的優(yōu)先級，并根據(jù)優(yōu)先級的高低，自動完成對高優(yōu)先級中斷的優(yōu)先響應，實現(xiàn)中斷的嵌套處理。 ? 而另一類的單片機，如我們正在學習的 AVR單片機，其硬件系統(tǒng)不支持自動實現(xiàn)中斷嵌套的處理。如果在系統(tǒng)設計中，必須使用中斷嵌套處理，則需要由用戶編寫相應的程序，通過軟件設置來實現(xiàn)中斷嵌套的功能。 2023/2/6 機電系統(tǒng)控制電路設計 133 ? Atmega128的中斷處理 ? 中斷控制（屏蔽）的理解 單片機擁有眾多中斷源 ， 但在某一具體設計中通常并不需要使用所有的中斷源 ， 或者在系統(tǒng)軟件運行的某些關鍵階段不允許中斷打斷現(xiàn)行程序的運行 ， 這就需要一套軟件可控制的中斷屏蔽 /允許系統(tǒng) 。 在單片機的 I/O寄存器中 ， 通常存在一些特殊的標志位用于控制開放或關閉（ 屏蔽 ） MCU對中斷響應處理 ， 這些標志稱為中斷屏蔽標志位或中斷允許控制位 。 用戶程序可以改變這些標志位的設置 ， 在需要的時候允許 MCU響應中斷 ， 而在不需要的時候則將中斷請求信號屏蔽 （ 注意：不是取消 ） ， 此時盡管產(chǎn)生了中斷請求信號 ， MCU也不會響應中斷請求 。 2023/2/6 機電系統(tǒng)控制電路設計 134 ? Atmega128的中斷處理 ? 中斷控制（屏蔽）的理解 從對中斷源的控制角度講 ， 中斷源還可分成 2類： ? 非屏蔽中斷 。 非屏蔽中斷是指 MCU對中斷源產(chǎn)生的中斷請求信號是不能屏蔽的 ， 也就是說一旦發(fā)生中斷請求 ，MCU肯定響應該中斷 。 在單片機中 ， 外部 RESET引腳產(chǎn)生的復位信號 ， 就是一個非屏蔽的中斷 。 ? 可屏蔽中斷 。 可屏蔽中斷是指用戶程序可以通過中斷屏蔽控制標志對中斷源產(chǎn)生的中斷請求信號進行控制 ， 既允許或禁止 MCU對該中斷的響應 。 在用戶程序中 ， 可以預先執(zhí)行一條允許中斷的指令 ， 這樣一旦發(fā)生中斷請求 ，MCU就能夠響應中斷 。 反之 ， 用戶程序也可以預先執(zhí)行一條中斷禁止 （ 屏蔽 ） 指令 ， 使 MCU不響應中斷請求 。因此 ， 可屏蔽中斷的中斷請求能否可以被 MCU響應 ， 最終是由用戶程序來控制的 。 在單片機中 ， 大多數(shù)的中斷都是可屏蔽的中斷 。 2023/2/6 機電系統(tǒng)控制電路設計 135 ? Atmega128的中斷處理 ? 中斷響應條件的理解 ? 在單片機中 ， 對應每一個中斷源都有一個相應的中斷標志位 ， 該中斷標志位將占據(jù)中斷控制寄存器中的一位 。 當單片機檢測到某一中斷源產(chǎn)生符合條件的中斷信號時 ， 其硬件會自動將該中斷源對應的中斷標志位置 ? 1? ， 這就意味著有中斷信號產(chǎn)生了 ， 向 MCU申請中斷 。 ? 但中斷標志位的置 ? 1? ， 并不代表 MCU一定響應該中斷 。為了合理控制中斷響應 ， 在單片機內部還有相關的用于中斷控制的中斷允許標志位 。 最重要的一個中斷允許標志位是全局中斷允許標志位 。 當該標志位為 ? 0? ， 表示禁止MCU響應所有的可屏蔽中斷的響應 。 此時不管有否中斷產(chǎn)生 ， MCU不會響應任何的中斷請求 。 只有全局中斷允許標志位為 ? 1? ， 才允許單片機響應中斷 。 2023/2/6 機電系統(tǒng)控制電路設計 136 ? Atmega128的中斷處理 ? 中斷響應條件的理解 ? MCU響應中斷請求的第二個條件是每個中斷源所具有的各自獨立的中斷允許標志位 。 當某個中斷允許標志位為? 0? 時 ， 表示 MCU不響應該中斷的中斷申請 。 ? 從上面的中斷響應條件看出 ， 只有當全局中斷允許標志位為 ? 1? （ 由用戶軟件設置 ） ， 中斷 A允許標志位為 ? 1?（ 由用戶軟件設置 ） ， 中斷 A標志位為 ? 1? （ 符合中斷條件時由硬件自動設置或由用戶軟件設置 ） 時 ， MCU才會響應中斷 A的請求信號 （ 如果有多個中斷請求信號同時存在的情況下 ， 還要根據(jù)中斷 A的優(yōu)先級來確定 ） 。 ? 用戶程序對可屏蔽中斷的控制 ， 一般是通過設置相應的中斷控制寄存器來實現(xiàn)的 。 除了設置中斷的響應條件 ， 用戶程序