微控制器中斷原理

2021-07-15 21:39:50 字數 2153 閱讀 2967

微控制器在自主執行的時候一般是在執行乙個死迴圈程式,在沒有外界干擾(輸入訊號)的時候它基本處於乙個封閉狀態。比如乙個電子時鐘,它會按時、分、秒的規律來自主執行並通過輸出裝置(如液晶顯示屏)把時間顯示出來。在不需要對它進行調校的時候它不需要外部干預,自主封閉地執行。如果這個時鐘足夠準確而又不掉電的話,它可能一直處於這種封閉執行狀態。但事情往往不會如此簡單,在時鐘剛剛上電、或時鐘需要重新校準、甚至時鐘被帶到了不同的時區的時候,就需要重新調校時鐘,這時就要求時鐘就必須具有調校功能。因此微控制器系統往往又不會是乙個單純的封閉系統,它有些時候恰恰需要外部的干預,這也就是外部中斷產生的根本原由。

實際上在第二個示例演示中,就已經舉過有按鍵輸入的例子了,只不過當時使用的方法並不是外部中斷,而是用程式查詢的方式。下面就用外部中斷的方法來改寫一下第二個示例中,通過按鍵來更改閃爍速度的例子(第二個例子)。電路結構和接線不變,僅把程式改為下面的形式。

#include

unsigned int t=500; //定義乙個全域性變數t,並設定初始值為500次

//**********=延時子函式,在8mhz晶振時約1ms**********===

void delay_ms(unsigned int k)

}//**********==主函式******************************====

void main( void )

}//**********==中斷函式(外部0)*************************=

#pragma vector = int0_vect

__interrupt void int0_server(void)

//**********==中斷函式(外部1)*************************=

#pragma vector = int1_vect

__interrupt void int1_server(void)

在分析程式之前,先來了解一下什麼叫「外部中斷」。前面已講述過,在沒有打擾的情況下,微控制器的程式在封閉狀態下自主執行,但如果在某一時刻需要響應乙個外部事件(比如有按鍵被按下),這時就需要用外部中斷。具體來講,外部中斷就是在微控制器的乙個引腳上,由於外部因素導致了乙個電平的變化(比如由高變低),而通過捕獲到這個變化,微控制器內部自主執行的程式就被暫時打斷,轉而去執行相應的中斷處理程式,執行完後又回到原來中斷的地方繼續執行原程式。這個引腳上的電平變化,就申請了乙個外部中斷事件,而這個能申請外部中斷的引腳就是外部中斷的觸發引腳。在上面的例子中,可以看到兩個按鍵s1、s2被接到了atmega16的pd3和pd2引腳,而這兩個引腳正是該微控制器的兩個外部中斷(int1和int0)的觸發引腳(第二功能)。當按鍵沒有按下時,這兩個引腳都為高電平(執行過portd=0xff),當按鍵被按下時,引腳電平跳變為低電平,這時若微控制器設定成允許中斷申請,就會觸發外部中斷事件,從而轉去執行中斷服務程式。明白了這個過程之後,接下來就可以分析程式了。

程式執行後,主程式就一直在不停的執行while(1)內的這個死迴圈,讓led以t=500ms的初始值來交替閃爍,直到有外部中斷來打斷它。假設某一時刻按鍵s2被按下,這時由於引腳pd2上的電平突然被拉低,申請了乙個外部中斷0(int0),這時的程式就轉去執行外部中斷0的中斷服務程式(即__interrupt void int0_server(void)函式)。這時全域性變數t的值被該函式重新賦值為100(即延時為100ms),完成後又回到主函式中的while(1)內去繼續執行,因此led閃爍的速度就變快了。

觀察程式可看出,如果沒有中斷去呼叫中斷服務子程式,在主程式中是沒有語句去調動它的。也就是說如果沒有外部中斷,中斷服務子程式(即__interrupt void int0_server(void)函式)是永遠不會被執行的。這也說明,中斷服務子程式是一類特殊的子程式,它不能被主程式呼叫,只能被中斷申請呼叫。因此,中斷服務子程式有它固定的格式和寫法。在不同的編譯系統中的寫法不完全一樣,下面給出iar下的中斷服務子程式的格式。

#pragma vector = int0_vect

__interrupt void int0_server(void)

以上是固定格式,除斜體部分外,其餘部分不可更改。斜體部分中的int0_vect表示中斷的向量號,不同的中斷名稱不一樣(原型在標頭檔案iom16.h中)。斜體部分中的int0_server是中斷函式的名稱,是由開發者自己定義的。雖然可以自定義,但名稱還是要取得「見名知義」,這樣一看就知道是什麼中斷服務了。

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