【正文】 。中斷優(yōu)先級(jí)中由中斷優(yōu)先級(jí)寄存器IP來設(shè)置，IP中某位設(shè)為1，相應(yīng)的中斷就是高優(yōu)先級(jí)，否則就是低優(yōu)先級(jí)。單片機(jī)采用了自然優(yōu)先級(jí)和人工設(shè)置高、低優(yōu)先級(jí)的策略，即可以由程序員設(shè)定哪些中斷是高優(yōu)先級(jí)、哪些中斷是低優(yōu)先級(jí)。定時(shí)器1：001BH。定時(shí)器0：000BH。③5個(gè)中斷源的優(yōu)先級(jí)單片機(jī)的中斷服務(wù)入口地址如下，他們的自然優(yōu)先級(jí)由高到低排列。ET0：定時(shí)器0中斷允許。ET1：定時(shí)器1中斷允許。表34 中斷允許寄存器IEEAXXESET1EX1ET0EX0其中：EA：總開關(guān)，如果它等于0，則所有中斷都不允許。TR1：定時(shí)器T1的中斷允許。TR0：定時(shí)器T0的中斷允許。● 內(nèi)部中斷請(qǐng)求源TF0：定時(shí)器T0的溢出中斷標(biāo)記，當(dāng)T0計(jì)數(shù)產(chǎn)生溢出時(shí)，由硬件置位TF0。IE1：INT1中斷請(qǐng)求標(biāo)志位。當(dāng)有外部的中斷請(qǐng)求時(shí)，這位就會(huì)置1（這由硬件來完成），在CPU 響應(yīng)中斷后，由硬件將IE0清0。IT0=0，INT0為低電平觸發(fā)方式；IT0=1，INT0為負(fù)跳變觸發(fā)方式。TCON中的控制字如表33所示。①中斷方式和標(biāo)志位單片機(jī)的中斷標(biāo)志和方式的選擇是通過TCON的低4位控制字實(shí)現(xiàn)的。和單片機(jī)的定時(shí)器一樣，對(duì)中斷系統(tǒng)的處理需要通過C51的軟件編程實(shí)現(xiàn)。 如何實(shí)現(xiàn)單片機(jī)的中斷在單片機(jī)上有兩個(gè)引腳，名稱為INT0、INT1，、。第四，便于人機(jī)聯(lián)系。第三，實(shí)現(xiàn)故障的緊急處理。第二，可以實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)控制。第一，實(shí)現(xiàn)告訴CPU和低速外設(shè)之間的配合。 單片機(jī)的中斷系統(tǒng)的作用單片機(jī)在自動(dòng)控制中有兩個(gè)重要的功能，一個(gè)是定時(shí)/計(jì)數(shù)的作用，另一個(gè)就是中斷的使用?！駡?zhí)行中斷服務(wù)程序，用中斷服務(wù)程序處理需要改變的變量或者事件。具體地說，中斷響應(yīng)可以分為以下幾個(gè)步驟：●保護(hù)斷點(diǎn)，即保存下一將要執(zhí)行的指令的地址，就是把這個(gè)地址送入堆棧。單片機(jī)的5個(gè)中斷源，每個(gè)中斷產(chǎn)生后都要根據(jù)一個(gè)固定的地址去找處理這個(gè)中斷的程序，稱之為中斷服務(wù)程序。優(yōu)先級(jí)的問題不僅僅發(fā)生在兩個(gè)中斷同時(shí)產(chǎn)生的情況，也發(fā)生在一個(gè)中斷已產(chǎn)生，又有一個(gè)中斷產(chǎn)生的情況。由于單片機(jī)中有多個(gè)中斷源，在實(shí)際的應(yīng)用中又可能同時(shí)用到多個(gè)中斷源。51單片機(jī)中一般工有5個(gè)中斷源：兩個(gè)外部中斷，兩個(gè)計(jì)數(shù)/定時(shí)器中斷，一個(gè)串行口中斷。要了解單片機(jī)的中斷系統(tǒng)，首先需要了解中斷源。你正在家中看書，突然電話鈴響了，你放下書本，去接電話，和來電話的人交談，然后放下電話，回來繼續(xù)看你的書。中斷源可能隨時(shí)停止CPU當(dāng)前的工作，轉(zhuǎn)而去處理中斷服務(wù)程序，待中斷服務(wù)程序完成后，再返回原來工作的斷點(diǎn)處，繼續(xù)原來的工作。 //設(shè)置定時(shí)器高8位初值 TL0=(655361000)%256。這樣，就變成了20次定時(shí)中斷才開關(guān)一次發(fā)光二極管，因此定時(shí)時(shí)間就延長(zhǎng)了成了1000ms。而是將軟件計(jì)數(shù)變量中的值加1，如果軟件計(jì)數(shù)器計(jì)到了20，再開關(guān)發(fā)光二極管?？梢圆捎密浖?jì)數(shù)器的概念。工作方式2和工作方式3：都是8位的定時(shí)/計(jì)數(shù)方式，因此，最多計(jì)數(shù)值可以達(dá)到2的8次冪，也就是256次。工作方式0：13位定時(shí)/計(jì)數(shù)方式，因此，最多可以計(jì)劃到2的13次冪，也就是8192次。然而，在實(shí)際應(yīng)用中，還是有一定的規(guī)則需要遵守的。TF1：T1的溢出標(biāo)志位和中斷申請(qǐng)標(biāo)志位。在單片機(jī)響應(yīng)中斷申請(qǐng)后，硬件自動(dòng)清零。當(dāng)T0溢出時(shí)，硬件置位TF0，表示提出了中斷申請(qǐng)。當(dāng)門控位GATE=0時(shí)，T0的運(yùn)行只取決于TR0的0和1；當(dāng)門控位GATE=1時(shí)，僅當(dāng)TR0=1，并且外中斷0引腳上的輸入值為高電平時(shí)，T0才開始計(jì)數(shù)，這兩個(gè)條件有一個(gè)不滿足，則禁止T0計(jì)數(shù)。啟動(dòng)定時(shí)器T0沒有專門的指令，而是通過位TR0進(jìn)行控制。TCON控制寄存器的格式和含義如表32所示。TCON是一個(gè)8位的特殊功能寄存器，對(duì)應(yīng)的地址為88H，可位尋址。一般情況下，只有在T1以上工作方式2運(yùn)行（當(dāng)波特率發(fā)生器用）時(shí)，才讓T0工作于方式3。這種工作方式之下，定時(shí)/計(jì)數(shù)器0被拆成2個(gè)獨(dú)立的定時(shí)/計(jì)數(shù)器來用。計(jì)數(shù)溢出后重新裝入預(yù)置數(shù)，再開始計(jì)數(shù)，不要任何延遲。每當(dāng)計(jì)數(shù)溢出，就會(huì)打開T（0/1）的高、低8位之間的開關(guān)，計(jì)預(yù)置數(shù)進(jìn)入低8位，這是由硬件自動(dòng)完成的，不需要由人工干預(yù)。初值放在T（0/1）的高8位。是16位的定時(shí)/計(jì)數(shù)方式，其他特性與工作方式0相同。13位定時(shí)/計(jì)數(shù)方式，它由TL（1/0）的低5位和TH（0/1）的8位構(gòu)成13位的計(jì)數(shù)器，此時(shí)TL（1/0）的高3位未用。MM0：用MM0來控制定時(shí)/計(jì)數(shù)器4種工作方式的選擇。如果C/T為0就用作定時(shí)器，如果C/T為1就用作計(jì)數(shù)器。C/T：定時(shí)/計(jì)數(shù)器即可作定時(shí)也可用于計(jì)數(shù)。GATE：分為兩種情況，GATE=0，定時(shí)器的起停和INT1無關(guān)，在這種情況下，定時(shí)器的起停只取決于TR0。TMOD的控制字的格式和含義如表31所示。③是否借用外中斷控制定時(shí)器和計(jì)數(shù)器的啟停。TMOD控制字中可以完成3個(gè)功能：①確定選擇定時(shí)器，還是計(jì)數(shù)器。 首先，介紹定時(shí)器/計(jì)數(shù)器的方式寄存器TMOD。編程中需要對(duì)兩個(gè)特殊功能寄存器進(jìn)行操作。當(dāng)定時(shí)器/計(jì)數(shù)器溢出時(shí)，就會(huì)使得相關(guān)的寄存器標(biāo)志產(chǎn)生變化，單片機(jī)將由此而產(chǎn)生定時(shí)中斷，在中斷服務(wù)程序中處理定時(shí)到而需要完成的任務(wù)。當(dāng)單片機(jī)的晶振為12MHz時(shí)，計(jì)數(shù)值1代表的時(shí)間就是1us。單片機(jī)中的定時(shí)器和計(jì)數(shù)器是復(fù)用的，計(jì)數(shù)器是記錄外部脈沖的個(gè)數(shù)，而定時(shí)器則是由單片機(jī)提供的一個(gè)非常穩(wěn)定的計(jì)數(shù)源。那么這個(gè)定時(shí)/計(jì)數(shù)器是如何產(chǎn)生定時(shí)作用的呢？舉個(gè)例子，如果將時(shí)鐘定時(shí)到1分鐘，那么秒針計(jì)數(shù)到60次后，始終鬧鈴就會(huì)響。 單片機(jī)的定時(shí)器MCS51系列的單片機(jī)一般有兩個(gè)內(nèi)部的16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器，分別稱為T0和T1。控制單片機(jī)I/O端口電平的高低，從而控制發(fā)光二極管的亮滅、控制P1口和P3口的電平高和低。 //雙重循環(huán)，延時(shí)10ms} 信號(hào)燈亮滅的定時(shí)功能 單片機(jī)之所以在工業(yè)控制中有大量的應(yīng)用，就是在于它有其獨(dú)特的定時(shí)、計(jì)數(shù)功能。j0。i0?！?程序代碼void delay10ms(void){ unsigned char i,j。當(dāng)然，這只是一個(gè)粗略的算法，需要加上執(zhí)行其他必須指令所花的時(shí)間，并且考慮程序代碼的效率。該延時(shí)程序的時(shí)間主要是通過計(jì)算單片機(jī)執(zhí)行指令所需的時(shí)間來確定的。 C51程序的編制與一勝C語言行序大致相同。用戶在編程時(shí)只要用include預(yù)處理指令將頭文件包含在用戶文件中，直接調(diào)用即可。被調(diào)用的函數(shù)可以是庫函數(shù)，也可以是用戶函數(shù)。函數(shù)說明是一個(gè)沒有函數(shù)體的函數(shù)定義。在C中，更普遍地規(guī)定函數(shù)調(diào)用可以出現(xiàn)在表達(dá)式中。 函數(shù)定義相當(dāng)于匯編中的一般子程序。主函數(shù)是程序的入口；主函數(shù)中的所有語句執(zhí)行完畢，則程序結(jié)束。函數(shù)由函數(shù)說明和函數(shù)體兩部分組成。 C51編譯器與程序開發(fā)過程 已經(jīng)開發(fā)了各種單片機(jī)的C語言編譯器 對(duì)于并不以快速運(yùn)算見長(zhǎng)的MCS—51單片機(jī)來說，其C語言編譯器(簡(jiǎn)稱C51)的各項(xiàng)性能指標(biāo)中，最重要的是開發(fā)便利，其次是生成代碼緊湊，以及編譯速度、是否有浮點(diǎn)庫和足夠的算術(shù)支持。而代碼效率相對(duì)較低的缺點(diǎn)，對(duì)于片內(nèi)ROM空間16K/32K字節(jié)以上的單片機(jī)而言，已經(jīng)不很重要。 用C語言進(jìn)行單片機(jī)程序設(shè)計(jì)，編譯器能自動(dòng)完成變量的存儲(chǔ)單元的分配，編程者可以專過于應(yīng)用軟件的設(shè)計(jì)．大大加快開發(fā)速度，可以對(duì)單片機(jī)常用的接口芯片編制通用的驅(qū)動(dòng)函數(shù)，對(duì)常用的功能模塊、算法等編制相應(yīng)的函數(shù)，還可以很容易地進(jìn)行信號(hào)處理算法和程序的移植，有利于產(chǎn)品中單片機(jī)的重新選型和軟件設(shè)計(jì)水平的提高、與國(guó)外嵌入式系統(tǒng)的程序設(shè)計(jì)接軌。 PL/M可以說是“高級(jí)匯編語言”，詳細(xì)控制著代碼的生成。 BASIC語言簡(jiǎn)單易學(xué)，適用于對(duì)編程效率或運(yùn)行速度要求不高的場(chǎng)合，8052單片機(jī)片內(nèi)就固化了BASIC語言解釋器。 編譯型程序設(shè)計(jì)語言c的優(yōu)點(diǎn)已為大家熟知：既有多種高級(jí)語言的特點(diǎn)，又具備匯編語言的功能：有豐富的庫函數(shù)、運(yùn)算速度快、編譯效率高、可移植性好，而且可以實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)硬件的直接控制；具有完善的模塊程序結(jié)構(gòu)，支持廣泛采用的由頂向下結(jié)構(gòu)化程序設(shè)汁，為軟件開發(fā)中采用模塊化設(shè)計(jì)方法提供了有效支持；可以大大縮短目標(biāo)系統(tǒng)軟件的開發(fā)周期，軟件的可讀件明顯增加，便于改進(jìn)、擴(kuò)充，研制規(guī)模更大、性能更完備的系統(tǒng)。三、交通信號(hào)燈軟件的系統(tǒng)編程 c語言程序設(shè)計(jì)是單片機(jī)開發(fā)、應(yīng)用的重要趨勢(shì)之一。其優(yōu)點(diǎn)是煙堿簡(jiǎn)單。在一般較為簡(jiǎn)單的系統(tǒng)中，為了降低成本，動(dòng)態(tài)顯示方案具備一定的實(shí)用性，也是目前單片機(jī)數(shù)碼管顯示中較為常用的一種顯示方法。在輪流點(diǎn)亮掃描過程中，沒位顯示器的點(diǎn)亮?xí)r間極為短暫，但由于人的視覺暫留現(xiàn)象及發(fā)光二極管的余輝效應(yīng)，給人的印象就是一組穩(wěn)定的顯示數(shù)據(jù)。CPU向字段輸出口送出字形碼時(shí)，所有顯示器接口接收到相同的字形碼，但究竟是哪個(gè)顯示器亮，則取決于COM端，而這一端是有I/O控制的，由單片機(jī)決定何時(shí)顯示哪一位了。另一種方法是動(dòng)態(tài)掃描顯示。這樣單片機(jī)只要把顯示的字形代碼發(fā)送到接口電路，該字段就可以顯示發(fā)送的字形。靜態(tài)顯示的數(shù)據(jù)穩(wěn)定，占用的CUP時(shí)間少。首先介紹靜態(tài)顯示方法。共陽極與共陰極的段選碼義為補(bǔ)數(shù)。8位并行輸出門輸出不同的字節(jié)數(shù)據(jù)即可獲得不同的數(shù)字或字符，其段碼如表23所示。 七段顯示塊與單片機(jī)接口非常容易。如果是單個(gè)的數(shù)碼管，七段顯示器是直接點(diǎn)亮的，亦即用8位去推動(dòng)一個(gè)七段顯示器。在近年來，由于生產(chǎn)器件的工藝的進(jìn)步，也出現(xiàn)了十六段碼LED顯示器和點(diǎn)陣式單色和雙色顯示器，這些LED顯木器被廣泛應(yīng)用于電梯、大屏幕LED顯示器、公共汽車報(bào)站器、車站車次顯示等領(lǐng)域，特別是點(diǎn)陣式雙色顯示器的出現(xiàn)，極大的方便了漢字的顯示和圖形顯示，為其在網(wǎng)民經(jīng)濟(jì)的領(lǐng)域的應(yīng)用拓寬了道路。其中包括七個(gè)細(xì)長(zhǎng)條形的LED及小數(shù)點(diǎn)行的LED，顯示器的每一段或沒一劃都有其名稱，分別是英文小寫的a到f，以及小數(shù)點(diǎn)dp（DECIMAL POINT）。圖中(a)為七段碼顯示器的實(shí)際外觀與引腳連接圖，另外兩只沒有標(biāo)出的引腳是共陰或者共陽引腳，實(shí)際連接中接地(共陰)或者接+5伏(共陽)。如圖中(c)所示，當(dāng)某個(gè)發(fā)光二極管的陽極為高電平時(shí)，發(fā)光二極管點(diǎn)亮；共陽極LED顯示塊的發(fā)光二極管陽極并接。這種顯示塊有共陰極與共陽極兩種，如圖9所示。顯示電路如圖8所示。數(shù)碼管在該電路中主要是顯示單片機(jī)的輸出數(shù)據(jù)、狀態(tài)等，因而，作為外圍典型器件，數(shù)碼管顯示是反映系統(tǒng)輸出和操縱輸入的有效器件。這兩種顯示器成本低廉，配置靈活，與單片機(jī)接口放便。發(fā)光二極管的三種參數(shù)中，除光參數(shù)是它特有的外，其他兩項(xiàng)參數(shù)的含義與普通二極管相同。發(fā)光二極管的極限參數(shù)主要有兩項(xiàng)：一是極限功率Pm；二是極限工作電流Im。其中發(fā)光強(qiáng)度是發(fā)光二極管的一項(xiàng)重要光參數(shù)，它表征了發(fā)光二極管發(fā)光時(shí)的亮度。它是指：發(fā)光二極管PN結(jié)的結(jié)電容，一般為小于100PF，此結(jié)電容愈小愈好。它是指：在給發(fā)光二極管加上規(guī)定的反向偏置電壓時(shí)，流過發(fā)光二極管的反向電流，即從負(fù)極流向正極的電流。它是指：保證發(fā)光二極管不出現(xiàn)反向擊穿時(shí)所允許給發(fā)光二極管加的最大反向電壓。它是指：在給發(fā)光二極管加入規(guī)定的正向電流時(shí)，發(fā)光二極管正極與負(fù)極引腳之間的電壓降?！?電參數(shù)發(fā)光二極管的電參數(shù)主要有下列幾項(xiàng)。當(dāng)然為了更亮一點(diǎn)，可以減小電阻值，當(dāng)然，二極管的電流不要超出單片機(jī)的I/O最大電流。但還需在發(fā)光二極管和單片機(jī)連接時(shí)加一個(gè)限流電阻，這個(gè)電阻的作用在于限制通過二極管的電流，從而達(dá)到減少功耗或者滿足端口對(duì)最大電流的限制。滿足電流和電壓的要求，發(fā)光二極管就可以發(fā)光了。圖7 改進(jìn)型的復(fù)位電路 信號(hào)燈控制電路外圍器件選擇的是發(fā)光二極管，發(fā)光二極管在其兩端的電壓差超出其導(dǎo)通壓降時(shí)開始工作，～。改進(jìn)型的復(fù)位電路對(duì)于有著豐富電路設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)的讀者而言，可以根據(jù)自己的需要，定制滿足實(shí)際要求的電路。圖6 單片機(jī)的復(fù)位電路從原理上，一般采用上電復(fù)位嗲路。通用的復(fù)位電路和晶振電路一樣，復(fù)位電路也是單片機(jī)系統(tǒng)的典型外部電路。為了達(dá)到這個(gè)要求，需要在外部設(shè)計(jì)復(fù)位電路。當(dāng)振蕩電路工作，并且在RST引腳加上一個(gè)至少保持2個(gè)機(jī)器周期的高電平時(shí)，就能使8051完成一次復(fù)位。一般的復(fù)位只需要5ms的時(shí)間。 復(fù)位電路簡(jiǎn)單地說，單片機(jī)的復(fù)位就和計(jì)算機(jī)的重起一樣的概念。如采用外部時(shí)鐘源驅(qū)動(dòng)器件，XTAL2應(yīng)不接。該反向放大器可以配置為片內(nèi)振蕩器。圖5給出了兩種外部時(shí)鐘的電路，可以根據(jù)不同的單片機(jī)型號(hào)選擇不同的電路。由于此時(shí)的外接晶振引腳上沒有晶振信號(hào)輸入，內(nèi)部的時(shí)鐘電路將停振。該電容的典型值為30PF，但是在實(shí)際應(yīng)用時(shí)，需要根據(jù)實(shí)際起振情況選擇。內(nèi)部時(shí)鐘方式的電路如圖4所示。該晶振需要外部的晶振電路才可以起振，但是由于該電路非常簡(jiǎn)單，并且使用靈活，在單片機(jī)系統(tǒng)中也有廣泛地應(yīng)用。在單片機(jī)系統(tǒng)中，晶體振蕩器將外圍的電容集成到振蕩器的內(nèi)部，無需再設(shè)計(jì)晶振電路，只需要將電源加載到晶振上，晶振就可以起振，并通過兩個(gè)引腳輸出到單片機(jī)的晶振引腳上。例如一個(gè)單片機(jī)選擇了12MHz晶振，那么當(dāng)定時(shí)器的數(shù)值加1時(shí)，實(shí)際經(jīng)過的時(shí)間就是1us，這就是單片機(jī)的定時(shí)原理。如果該指令需要執(zhí)行500次，正好1000us，也就是1ms。例如，當(dāng)需要計(jì)算DJNZ指令完成所需要的時(shí)間時(shí)，首先必須要知道晶振的頻率，設(shè)所用晶振為12MHZ，則一個(gè)機(jī)器周期就是1us。為了衡量指令執(zhí)行時(shí)間的長(zhǎng)短，又引入一個(gè)新的概念：指令周期。如果一個(gè)單片機(jī)選擇了12MHz晶振，它的時(shí)鐘周期是1/12us，它的一個(gè)機(jī)器周期是12*（1/12）us，也就是1us。單片機(jī)訪問一次存儲(chǔ)器的時(shí)間，稱之為一個(gè)機(jī)器周期，這是一個(gè)時(shí)間基準(zhǔn)。 部分電路功能 晶振電路 簡(jiǎn)單地說，沒有晶振，就沒有時(shí)鐘周期，沒有時(shí)鐘周期，就無法執(zhí)行程序代碼，單片機(jī)就無法工作。所以應(yīng)用的關(guān)鍵是看是否夠用，是否有很好的性能價(jià)格比。當(dāng)然，單片機(jī)無論在速度還是容量方面都遠(yuǎn)小于其他兩種方案，但是實(shí)際上工作中并不是任何需要計(jì)算機(jī)的場(chǎng)合都要求計(jì)算機(jī)有很高的性能。其次，單片機(jī)的體積也