51单片机按键控制数码管0～9_51单片机外部中断

       前面为大家介绍的点亮LED灯、数码管、按键只用到了51单片机的IO资源，我们要是仅仅用单片机点灯、操作数码管，那可真是大才小用了。这些都只是51单片机资源的冰山一角，51单片机还有好多的功能，我后面将为大家一一介绍。今天为大家介绍单片机一个重要的外设——中断。

中断

      没接触过单片机的朋友听到这个词肯定很陌生，大家对打断这个词应该不陌生吧，中断字面意思可以理解为中途被打断。大家可以思考一下，什么的中途被什么给打断了呢？想明白了这个问题就说明理解中断了。下面看看百度的解释：

      中断是指计算机运行过程中，出现某些意外情况需主机干预时，机器能自动停止正在运行的程序并转入处理新情 况的程序，处理完毕后又返回原被暂停的程序继续运行。

       百度的这个解释还是比较权威的，我们再通俗点理解就是计算机(单片机)在运行中途被某些意外打断了，处理完意外后又回到被打断的地方继续运行。

STC89C52RC单片机外部中断

    STC89C52RC单片机总共有6个中断，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、串口中断、定时器2中断。

    今天我们主要介绍和使用外部中断。什么是外部中断呢？外部中断就是外部条件触发单片机的中断，单片机的只有IO和外部联系，所以单片机引脚的电平变化便会触发外部中断。我们看看51单片机可以触发外部中断的引脚：

    可以看到外部中断的引脚是P3.2和P3.3， 当这两个引脚检测到电平变化(高电平变为低电平)时，便会触发中断。也许有人会问这不跟前面讲的按键实现人机互动一样吗，通过单片机检测IO引脚的电平状态来判断按键是否被按下。注意！中断和单片机扫描检测是有本质区别的，大家应该注意到我们前面写的程序全部在一个while里面，如下面这段代码。

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    这种代码结构在单片机里很常见，mian函数里面一个while,就是让单片机一直做while里面的事情，从while第一个大括号到最后一个大括号，反反复复，只要不停电便一直运行。看这段代码，如果代码执行到第6行时候按键按下了，单片机会立即检测到吗？肯定是检测不到的，只有当程序执行完第7、8、9行重新回到第4行运行到第5行时单片机才去判断KEY是否等于0，这时候要是没有松手肯定会检测到。但要是在执行第7、8、9、4行特别耗时松手了呢？是不是这次按键就无效了。假如这个按键外部是一个消防安全的紧急按钮，按下了单片机没有反应，闹着玩呢！火灾那么严重了消防警报没有响起来，消防人员也不知道，可能会造成严重的后果。这个例子可能有点夸张，但有助于大家理解按键扫描的不足，也就是按键的实时性不好。设计人员的想法肯定是按键按下就做出响应，但是仅仅靠一个while是肯定实现不了很高的实时性。这个问题肯定设计单片机的工程师也注意到了，于是给单片机增加了中断的功能。不光单片机有中断，电脑也有，鼠标、键盘其实也是电脑的一种中断。说了一大篇，再总结一下，中断发生后必须立即做出响应。接下来我们看看51单片机的中断怎么用，51单片机可不是P3.2和P3.3给个低电平就能跑到中断里面去的。

    我们再来看下51单片的外部中断结构：

    图中的INT0和INT1连接引脚P3.2和P3.3，进去之后有一个开关可以推上去也可以拉下来，先不管上去下来是什么意思，反正要选一个。再过来是IE0，IE1，先不管是干啥的，要想外部中断反正得经过这个关卡。接着是EX０、EX１这个开关肯定需要打开。EA好像是一个多刀单掷的开关，它控制着所有中断的总开关，使用外部中断必须打开这个开关。后面的开关路线主要控制优先级的，优先级就是多个中断同时触发，优先执行优先级高的中断。只有把上面的这条中断线路给导通了，外部中断就可以触发了。单片机里面可没有看得见开关我们应该怎么去配置这些开关呢？为了控制这些开关工程师们设计出了一个叫寄存器的东西。感兴趣的同学可以上网查下，我们这里把寄存器先理解成为开关，寄存器里面写1就是打开开关，写0就是关闭开关，当然单片机也可以告诉我们哪个开关是打开的哪个开关是关闭的。

51单片机中断控制寄存器

中断允许寄存器IE

    我们来认识一下51单片机的第一个寄存器中断允许寄存器IE，51单片机所有的内部资源都要通过配置寄存器来实现，所以大家一定要掌握如何通过单片机的数据手册去配置寄存器。上图表格中标红的是不是在上面的中断结构中看到过，哪个开关什么作用我们可以查看下方的寄存器位说明，再联系中断结构图大家可以很轻松的理解51单片机的外部中断控制逻辑。我们今天要用外部中断0，那么我们只需让EA=1，EX0=1即可。EA是51单片机的中断总开关，打开EA之后51单片机才具备中断功能。EX0只管外部中断0的开关，打开EX0外部中断功能才能使用。接下来我们讲讲另一个寄存器TCON，这个寄存器不是今天的主角，但外部中断需要用到它的四个位。

定时器/计数器中断控制寄存器TCON

这4个位给大家详细介绍下，因为IE0和IE1、IT0和IT1功能是一样的，只不过一个是外部中断0一个是外部中断1，我们只看外部中断0。IE0是外部中断0的标志位，标志位意味着单片机要告诉我们这个位是打开还是关闭的，如果IE0这个位是1(打开的)说明外部中断已经触发，触发完成之后单片机会自己把IE0这个位给清0。说白了，这个位我们暂时可以不用操心，单片机就自动处理了。IT0 是外部中断0中断源类型选择位，就是选择外部中断0的触发方式，为0时是低电平触发，为1时是下降沿触发。我们今天给这个位写0，用低电平触发。低电平触发大家可能容易理解，下降沿可能有点难理解。下降沿就是从高电平变为低电平的一瞬间，如下图所示。

这里简单给大家介绍下这两种触发方式有什么不同，前面我们了解到51单片机上电后引脚都是高电平，P3.2连接的是外部中断0，这时给P3.2一个低电平并保持一段时间，如果外部中断0配置的是低电平触发(IT0=0)，那么中断便会一直触发，只有当P3.2为高电平时中断触发才会停止；当外部中断0配置为下降沿触发(IT0=1)时，中断则会触发一次，因为在这期间只出现了一个下降沿。后面有机会用到再举例说明。使用外部中断只需掌握这两个寄存器就足够了。

    前面说了这么多有些人可能就纳闷了，中断触发了该去哪执行呢？这里告诉大家，中断触发后去中断服务函数里面执行相应的代码。

    STC的官方手册已经提供中断服务函数和中断号了，我们今天用外部中断0，中断服务函数为Int0_Routine(void)这个函数名可以随便起，中断号为0，单片机找中断服务函数主要就是依据中断号找的，所以中断号一定不能写错。51单片机默认外部中断0的优先级最高，所以当外部中断0触发后单片机会无条件放下手中所有的事去执行外部中断0的服务函数。

51单片机外部中断实战

实战内容：模拟一个报警器，电路原理图如下所示，当按键S1和按键S2按下时蜂鸣器发出响声，当按键S3按下时蜂鸣器停止响声(必须使用外部中断)。

    分析：由电路图可知，S1连接的是外部中断0，所以我们可以用触发外部中断0实现报警，S2和S3就用普通的按键扫描实现报警和停止报警。蜂鸣器前面我们没有提到过，大家可以把它当作一个LED，给低电平就发出响声，高电平停止响声。通过电路图可以知道蜂鸣器连接的是P2.3，我们让P2.3=0蜂鸣器便会发出响声，P2.3=1，蜂鸣器便停止响声。

开始写代码

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    虽然代码有点长，我们逐步分析其实并不复杂。头文件不用说了，前面介绍过。接着是位声明，我们用到四个引脚。然后是四个子函数，第一个函数delay我们之前用过，是一个毫秒级的延时函数；第二个是外部中断0初始化函数，主要是作用是初始化控制中断的寄存器，也就是把控制中断相关的开关打开或者关闭。第三个函数是按键扫描函数，函数的原理我们前面讲过，两个按键分别控制蜂鸣器的打开和关闭。第四个函数模拟其他比较耗时的应用，主要为了体现按键扫描和外部中断的区别。接着就是主函数了，主函数和前面讲的结构查不多，都是mian里面一个while循环，让单片机反复在执行while里面的代码。说到这里，大家能不能联想到使用中断的另一个好处。这里先不告诉大家，后面给大家详细说明。这里要注意一点，初始化函数在运行过程中只需执行一次。所以我们把ExternalInt0Init函数放在了while外面。

    最后一个函数便是今天的主角了——外部中断0服务函数。当外部中断0触发后，单片机便会跳转到这个函数中去打开蜂鸣器，执行完成后则跳回主函数。这里要注意下，中断服务函数和其他函数是有区别的，中断服务函数后面的interrupt 0一定要加上，因为加上之后相当于是告诉单片机，我就是外部中断0的中断服务函数。如果不加当外部中断0触发后，单片机就不知道去哪执行中断服务函数。interrupt是51单片机的关键字，后面的数字是中断号，外部中断0的中断号就是0外部中断1的中断号为2。想知道其他中断号可以查看51单片机的数据手册。代码分析完了，有问题大家可以进群讨论551867309，当然本节代码我也会上传至群文件。

    编译……下载……观察现象

    首先我按下的是S2，大家可以看到，短按蜂鸣器没有打开，只有长按蜂鸣器才能打开，按下S3关闭蜂鸣器也一样。这是因为单片机在处理比较耗时的事情，等处理完成后才去检查按键有没有按下。按下S1蜂鸣器立即会打开，因为S1按下触发了外部中断0，单片机会在第一时间去处理外部中断，这就是使用中断和不使用中断的区别。

总结

    通过这篇文章给大家介绍了什么是中断，单片机的高级玩法都离不开中断，所以中断必须掌握。同时也介绍了51单片机的外部中断0的应用以及如何通过查看数据手册去操作51单片机的寄存器。后面涉及到51单片机的外设我们都需要和寄存器打交道，寄存器就是我们和单片机对话的枢纽，我们可以把数据通过寄存器发送给单片机，同时单片机也可以将内部数据通过寄存器告诉我们，这样我们就可以用单片机做好多事情了。后面还有好多好玩的实验，坚持下去就能成功。