物联网技术社区||STC15单片机应用开发之LED灯的外部中断控制

发布者：    布时间：2020-09-16 15:50:56    点击量：

       在Keil C51的环境中对STC15W4K56S4单片机GPIO口配置，通过外部中断的方式，实现LED灯的亮灭控制，具体要求如下，初始状态LED灯熄灭，当外部中断被触发第一次时，LED灯点亮，外部中断被触发第二次时，LED灯熄灭，外部中断被触发第三次时，LED灯点亮，重复上述状态。    
       知识引入
       1.单片机的GPIO口
       STC15W4K56S4单片机最多有62个GPIO口，GPIO口的四种工作模式中，此处将IO口的工作模式通过PnM1和PnM0（n=0,1,2,3…7）设置成强推挽输出，用于控制LED的亮灭。每个IO口的驱动能力均可达20mA，但40引脚及以上的单片机整个芯片最大工作电流不要超过120mA。
       2.单片机的中断系统
       （1）中断
所谓中断是指程序执行过程中，允许外部或内部事件通过硬件打断程序的执行，使其转向为处理外部或内部事件的中断服务程序中去，完成中断服务程序后，CPU返回继续执行被打断的程序，一个完整的中断过程包括四个步骤：中断请求、中断响应、中断服务与中断返回。
       （2）中断源
引起CPU中断的原因或根源，称之为中断源。中断源向CPU提出的处理请求，称为中断请求或中断申请。
       （3）中断优先级
当有几个中断源同时申请中断时，就存在CPU先响应哪个中断请求的问题。为此，CPU要对各中断源确定一个优先等级，称为中断优先级。中断优先级高的中断请求优先响应。
       （4）中断嵌套
中断优先级高的中断请求可以打断CPU正在处理的中断优先级低的中断服务程序，待完成了中断优先级高的中断服务程序之后，再继续执行被打断的中断优先级低的中断服务程序，这就是中断嵌套。如图3-1（b）所示。
       3.寄存器的配置
       GPIO口可设置为四种模式：准双向口/弱上拉，强推挽/强上拉，仅为输入/高阻，开漏，STC15W4K56S4单片机每个GPIO口均有外部中断输入功能，例如GPIO的按键连接。
      （1）P11寄存器的配置如表3-1所示：

（P1口地址：90H）

P1M1[7:0] 寄存器P1M1地址为91H	P1M0[7:0] 寄存器P1M1地址为92H	I/0口模式 （P1.x如做A/D使用，需先将其设置成开漏或高阻输入）
0	0	准双向口（传统8051 I/O模式，弱上拉）， 灌电流可达20mA,拉电流为270uA, 由于制造误差，实际为270uA~150uA
0	1	推挽输出（强上拉输出，可达20mA，要加限流电阻）
1	0	高阻输入（电流既不能流入也不能流出）
1	1	开漏（Open Drain），内部上拉电阻断开。 开漏模式既可读外部模式也可对外输出（高电平或低电平） 如要正确读外部状态或需要对外输出高电平，需外加上拉电阻，否则读不到外部状态，也对外输不出高电压。

       P1.7为开漏，P1.6为强推挽输出，P1.5为高阻输入，P1.4/P1.3/P1.2/P1.1/P1.0为准双向口/弱上拉。
       按照表格寄存器的内容，对P1口配置成推挽输出P1M1寄存器第1位设置为0，寄存器P1M0第1位设置为1。所以配置如下：
P1M1 &= ~0x02;      //设置bit1为0
P1M0 |= 0x02;       //设置bit1为1
      （2）中断寄存器的配置
      STC15W4K56S4单片机有21个中断源，他们分别是：外部中断0（INT0）、定时器0中断、外部中断1（INT1）、定时器1中断、串口1中断、A/D转换中断、低压检测（LVD）中断、CCP/PWM/PCA中断、串口2中断、SPI中断、外部中断2（INT2(————)）、外部中断3（INT3(————)）、定时器2中断、外部中断4（INT4(————)）、串口3中断、串口4中断、定时器3中断、定时器4中断、比较器中断、PWM中断及PWM异常检测中断。除外部中断2（INT2(————)）、外部中断3（INT3(————)）、定时器2中断、串口3中断、串口4中断、定时器3中断、定时器4中断及比较器中断笃定是最低优先级中断外，其他中断均有两个中断优先级。  
       本任务中按键作为外部中断源INT0输入时，需要配置的寄存器如表3-2所示。

表3-2 外部中断0寄存器的配置

符号	描述	地址	位地址及其符号 MSB                             LSB	复位值
TCON	中断请求标志	88H	TF1 | TR1 | TF0 | TR0 | IE1 | IT1 | IE0 | IT0	0000 0000B
IE	中断允许控制	A8H	EA | ELVD | EADC | ES | ET1 | EX1 | ET0 | EX0	0000 0000B
IP	中断优先级控制	B8H	PPCA | PLVD | PADC | PS | PT1 | PX1 | PT0 | PX0	0000 0000B

 

   
       本任务使用外部中断0位于单片机芯片P3.2脚，实现对LED灯的控制。程序中需要对TCON寄存器中IT0、IE寄存器中总中断控制位EA和外部中断0（INT0）中断允许位EX0进行设置，具体设置如下。
IT0=1 或 TCON |=0x01;               //外部中断0为下降沿触发的配置为
EX0=1；                             //允许外部中断0中断
EA=1；                         //使能总中断
       IP寄存器中PX0为外部中断0优先级控制位，本任务只用到一个中断，可不进行优先级设置。
       4.关键代码分析

#include #define uchar unsigned char #define uint unsigned int sbit LED=P2^2; //主程序 void main() { P2M1 &= ~(3<<2); //设置bit2、bit3为0 P2M0 |= (3<<2); //设置bit2、bit3为1      LED=1; EA=1;//总中断打开 EX0=1;//外部中断0打开 IT0=1;//设置外部中断触发方式为下降沿触发 while(1); } //INT0 中断服务函数 void EX_INT0(void) interrupt 0 { LED=~LED; //控制 LED 亮灭 }

 
       任务实现
       1、    将无线模块插到节点底板上，注意天线朝左。
       2、    为节点底板通电。
       3、    使用Keil软件打开随书资源中”源代码\项目三\任务1\WZ01_CZ_A_V1.0.uvproj”，工程目录如图所示。
       4、  在主程序main.c中编辑前面关键代码分析中的源码，完成后保存。
       5、    根据项目二任务二中的操作，进行编译选项的设置。
       6、    点击编译按钮，成功编译后，在工程目录下output文件夹中生成了”LED灯外部中断控制.hex”可执行文件。
       7、    打开STC-ISP软件，将USB-TTL下载器插上电脑（需要安装驱动），依据本教材项目二中任务三中的操作，选择下载器端口号和刚刚生成的HEX文件。
      8、    查看运行结果
      程序下载完毕时，当单片机P3.2脚连接的外设（如示波器等）发生一次下降沿时，LED灯点亮；当单片机P3.2脚连接的外设发生第二次下降沿时，LED灯熄灭，依此循环。
 

       本任务主要通过编程实现节点板按键产生外部中断来控制LED灯的功能，讲述了中断的基本知识及STC15W4K56S4单片机中断调用方法，在学习过程中重点是掌握GPIO口的配置及中断寄存器的设置，学习中断在程序中的书写方式。注意中断优先级中，低优先级中断可被高优先级中断所中断，反之不能，且任何一种中断（不管是高级还是低级），一旦得到响应，不能被它的同级中断所中断。

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