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1. 基于proteus的51单片机开发实例（12）-数码管显示按键次数

1.1. 实验目的

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图1 数码管显示按键次数

本实例中我们来了解并学习51单片机的外部中断的原理，通过按键触发外部中断，并在数码管上显示按键按下的次数，从而了解51单片机的外部中断的电路设计、编程实现。

1.2. 设计思路

本实例基于proteus的51单片机开发实例（8）--一位数码管显示的基础上，增加了按键触发中断部分，当按键被按下，触发外部中断，程序中识别到外部中断发生一次，就让数码管的显示数字加“1”；当外部中断触发次数超过9次后，再从0开始重新计数。本例中采用共阳极数码管。按键连接在单片机外部中断0引脚P3.2上。

1.3. 基础知识

本例涉及到51单片机的中断系统以及外部中断的使用方法。

1.3.1. 51单片机的中断系统

51单片机内部有一个中断系统，这个中断系统包括了这几种中断：外部中断、定时器/计数器中断、窗口中断等。在之前的学习中，我们已经学习了定时器中断。

51单片机的中断系统由控制寄存器和外部中断引脚组成。这些外部中断引脚包括：定时器/计数器中断引脚T0、T1、T2、T2EX；外部中断引脚INT0、INT1；串口中断引脚TXD、RXD。

51单片机执行一次中断需经过以下5步：中断寄存器初始化、中断源请求中断、CPU中断响应、执行中断服务程序、中断返回。

1、中断寄存器初始化

如果单片机在应用中要用到中断模块，必须先对相关寄存器进行初始化，比如要使用哪种类型的中断源，触发该中断源的信号要求等。

2、中断源请求

中断条件满足后，中断源发出中断请求信号，相应的中断标志位置位（标志位位于中断允许控制寄存器IE中）置1.需要说明的是，当中断发生时，对应的中断标志位是由单片机自动置1的。

3、中断响应

CPU查询（或检测）到中断允许控制器中某个中断标志位置1后，在满足中断响应条件下响应该中断。中断响应条件为：该中断已被允许，并且单片机系统中此时没有响应同级或更高级的中断；当前正处于所执行指令的最后一个机器周期，正在执行的指令不是中断返回指令或者是访问IE、IP的指令，否则必须在另外执行一条指令后才能响应。

CPU响应中断后，进行下列操作：保护断点地址，撤除该中断源的中断请求标志，关闭同级中断，将相应中断的入口地址送入PC。

4、执行中断服务程序

中断服务程序必须包括这些内容：保护现场，执行中断服务程序内容，完成相应操作；恢复现场。

5、中断返回

在中断服务程序最后，必须有一条中断返回指令RETI，当CPU执行RETI指令后，自动完成如下操作：恢复断点地址，开放同级中断，以允许同级中断源请求的中断。

我们看着这几个步骤会感觉好复杂啊，不过这些是用汇编语言编写中断函数时必须要做的，而我们现在使用C语言的话，只需要按照一定的格式设置中断寄存器，编写中断服务程序就行了，不必要关心断点保护，中断返回指令这些，因为C编译器已经帮我们做好了。

1.3.2. 51单片机中断系统的寄存器

51单片机中断系统中涉及中断控制的寄存器有三类：中断请求寄存器（包括两个寄存器，定时和外部中断控制寄存器TCON），串行控制寄存器SCON，中断允许控制寄存器IE，中断优先级寄存器IP。

前面学习定时器的时候，我们已经学过TCON寄存器了，下面来了解一下IE寄存器和IP寄存器。

中断允许控制寄存器IE

下图所示是IE寄存器中各位的含义。中断允许寄存器用来设定各个中断源的打开和关闭。

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图2 IE寄存器

中断优先级寄存器IP

中断优先级寄存器IP用来设定各个中断源的优先级。

下图是IP寄存器各位含义。

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图3 IP寄存器

1.3.3. 51单片机的中断服务子程序

51单片机C语言的中断服务子程序需要使用关键字interrupt来定义，interrupt后面的参数0~4表明了中断源，在实际使用中常使用using来定义在中断服务子程序中使用的寄存器组，其参数可以为0~3，分别对应通用寄存器组0~3.这样做的好处是可以减少压入堆栈的变量内容，从而简化中断服务程序的内容，以加快程序执行速度。中断服务程序的标准结构如下：

void 函数名（void） interrupt中断标号 using 寄存器组编号

{

中断函数代码;

}

1.3.4. 51单片机的外部中断

51单片机的外部中断模块由中断系统和外部引脚组成，它使用端口P3的P3.2和P3.3（分别对应于INT0和INT1）引脚来作为外部信号的输入引脚。

51单片机的外部中断INT0和INT1有两种中断触发方式：下降沿触发和低电平触发。可以根据需要自由选择哪种触发方式。通过对定时器/计数器控制寄存器TCON的相关位进行设置。

IT1/IT0-外部中断触发方式控制位。置1-设置为下降沿触发方式，置0设置为低电平触发方式。

1.4. 电路设计

本实例的电路图如图1所示。51单片机的P1口接一个共阳极数码管，外部中断引脚P3.2连接一个按键，按键一端连到单片机P3.2引脚，另一端通过电阻连到VCC，这样当按键被按下时，会在外部中断引脚产生一个下降沿脉冲，以此触发外部中断事件。

1.5. 程序设计

在keil c51中编写如下程序代码，编译生成hex文件。

#include<AT89x52.h> //共阳极数码管0~9数字 unsigned char code DSY_CODE［］={ 0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8,0x80,0x90 }; unsigned int Counter=0; //计数器 void EX_INT0() interrupt 0using 1 //外部中断0服务函数 { Counter ;//当检测到外部中断0时，计数器加1 if(Counter>9) { Counter=0;//计数到9则返回 } } //外部中断0初始化函数 voidinitINT0(void) { IT0=1;//设置外部中断0为边沿触发方式 EX0=1; //使能外部中断0 EA=1; //使能中断事件 } int main(void) { initINT0(); //初始化外部中断 Counter=0; //清零计数器 while(1) { P1=DSY_CODE［Counter］; } }