学习嵌入式第四十五天

中断

1.概念

• GPIO：Genral Purpose Input/Output,是单片机和外界交互最基本的方式
• 单片机的工作模式：
  • 输出模式：单片机给定引脚一个电平（高电平5v，低电平0v），控制引脚实现高低电平
  • 输出模式：检测引脚电平变化

2.按键

• 在51单片机中，k1按键的两个引脚被接到GND和P14引脚，当按键被按下，引脚和GND短路到一起，引脚会呈现低电平，因此只需要检测对应引脚是否为低电平即可判断出按键是否被按下

3.中断

• CPU在执行一个任务时，被外界更为紧急的事件打断，转而去执行更为紧急的任务，执行完后再回到刚才的地方继续执行，这一过程称为中断
• 打断CPU执行当前任务的事件/源头称为中断源（51单片机中有5个中断源）
• 中断源分类：外部中断0，外部中断1，定时器0，定时器1，串口
• 外部中断：单片机上的引脚电平变化引发的中断（INT0（P3-2），INT1（P3-3））
• 中断优先级：CPU在处理中断任务时，会去比较多个中断的优先级，优先处理优先级高的中断
• 中断嵌套：在处理一个中断时，再嵌套另外的中断，51单片机只允许嵌套两层
• 中断处理流程：
  1. 中断源发出中断请求
  2. 检查CPU是否响应中断及该中断源是否被屏蔽
  3. 比较中断优先级
  4. 保护现场
  5. 执行中断服务函数
  6. 恢复现场

4.中断相关寄存器配置

1.IE寄存器（中断允许寄存器）

• 将IE寄存器中的bit7，EA置1，代表CPU能够响应中断请求
• 将IE寄存器中的bit0，EX0置1，代表允许外部中断0产生中断

2.TCON寄存器（定时器寄存器）

• 将TCON寄存器的bit1，IE0置1，代表向CPU发起中断请求，CPU响应完中断请求后，硬件清0
• 将TCON寄存器的bit0，IT0置1，代表外部中断0下降沿触发中断，置0代表低电平触发

5.定时器

• 概念：能够产生一个精准的定时，不同外设对时序的要求高（高电平和低电平的时间是精准的）
• 51单片机内部有两个定时器，分别为timer0，timer1，所使用的自增型定时器（计数器16位）
• 51单片机晶振（12MHZ/11.0592MHZ）
• 8位自动重装载定时器：分为TL0和TH0两部分，1byte，实际参与计数的只有TL0，当TL0中的值加到255溢出后，再将TH0中的值重新装入TL0中
• 处理流程：
  1. 先配置TMOD模式选择寄存器，将低四位清0，再将bit0置1代表工作在16位定时器
  2. 向TH0和TL0中装入定时器的初值
  3. 将TCON寄存器中的bit6置1，代表允许定时器开始计数
  4. 将IE寄存器bit7和bit1置1，开启中断总开关和定时器0的子开关
  5. 编写定时器0的中断服务函数

6.定时器寄存器相关配置

1.TCON寄存器

• bit6置1，TMOD寄存器中的Gate位清0，代表允许定时器开始计数

2.TMOD寄存器

• 定时器0->低四位清0
• 将TMOD寄存器中的M0，bit0置1，代表定时器0工作在16位定时器/计数器模式

3.IE寄存器

• 将IE寄存器中的bit7置1，代表CPU能够响应中断请求
• 将IE寄存器中的bit1置1，代表允许定时器0产生中断

7.PWM、蜂鸣器

脉冲宽度调制，能够让引脚产生一个方波，周期性的让引脚电平发生反转

• PWM周期：一个方波所经历的周期（从上升沿到下一个上升沿所经历的时间，或者从下降沿到下一个下降沿所经历的时间）
• PWM占空比：高电平在一个周期所占比例
• 有源蜂鸣器：存在震荡源，通电后蜂鸣器会发出持续频率的声音
• 无源蜂鸣器：不存在震荡源