任务一 制作人体红外感应的智能照明控制器（1）（课件）-《单片机技术及应用》(高教版第四版) 同步精品课堂

任务一 制作人体红外感应的智能照明控制器（1） 单片机技术及应用 同步精品课堂 高等教育出版社第 4 版 1 理解中断的基本概念、中断源、中断系统结构 掌握 AT89S51 单片机中断标志、中断控制的相关寄存器及功能 学会编写中断服务函数 完成人体红外感应的智能照明控制器制作所需的工具与材料准备和工作准备 中断的概念、中断源及 AT89S51 单片机的 5 个中断源 中断服务函数的编写方法 理解中断系统的工作原理和中断优先级的控制 准确编写中断服务函数，处理不同中断源的请求 在日常生活中，我们经常会遇到一些被突发事件打断正在进行的工作的情况，比如看书时门铃响、手机响。 在单片机中也存在类似的 “中断” 现象，今天我们就来学习中断的相关知识，并利用这些知识制作人体红外感应的智能照明控制器。 任务一 制作人体红外感应的智能照明控制器 - 知识准备 在家中看书，突然手机响了，又放下书，去接听电话，通完话后，回来继续看书。 中断的基本概念 这是生活中的 “中断” 现象，就是正常的工作过程被外部的事件打断了；其中，能引起中断的事情称为中断源。 任务一 制作人体红外感应的智能照明控制器 - 知识准备 中断是指当计算机正常执行程序时，系统中出现某些急需处理的异常情况和特殊请求。这时 CPU 暂时中止现行程序，转去对随机发生的更紧迫的事件进行处理，处理完毕后，CPU 自动返回原来的程序继续执行。如图所示。 中断的基本概念 任务一 制作人体红外感应的智能照明控制器 - 知识准备 中断源是指任何引起计算机中断的事件，中断源越多，单片机处理突发事件的能力就越强。AT89S51 单片机内部共有 5 个中断源，如表所示。 中断源 中断号 中断源名称 中断源的作用 0 外部中断 0 (INT0) 来自 P3.2 引脚的外部中断请求 1 定时器 / 计数器 0 (T0) 定时器 / 计数器 0 溢出中断请求 2 外部中断 1 (INT1) 来自 P3.3 引脚的外部中断请求 3 定时器 / 计数器 1 (T1) 定时器 / 计数器 1 溢出中断请求 4 串行口中断 串行口完成一帧发送或接收中断请求 任务一 制作人体红外感应的智能照明控制器 - 知识准备 AT89S51 单片机内部每一个中断源都对应一个中断请求标志位，它们设置在特殊功能寄存器 TCON 和 SCON 中。当这些中断源请求中断时，分别由 TCON 和 SCON 中的相应位来锁存。 AT89S51 单片机中断允许受到 CPU 开中断和中断源开中断两级控制，另外 AT89S51 还具有两个中断优先级，每个中断优先级可以编程控制。 中断系统结构 任务一 制作人体红外感应的智能照明控制器 - 知识准备 AT89S51 单片机中断系统结构如图所所示。 中断系统结构 任务一 制作人体红外感应的智能照明控制器 - 知识准备 TCON是定时器/计数器TO、T1的控制寄存器，它同时也用来锁存TO、 T1的溢出中断请求源和外部中断请求源。TCON寄存器中与中断有关。 中断标志 - 定时器控制寄存器 TCON TF1 为定时器 / 计数器 1 (T1) 的溢出中断标志。当 T1 从初值开始加 1 计数到计数满，产生溢出时，由硬件使 TF1 置 1，直到 CPU 响应中断时由硬件复位。 TF0 为定时器 / 计数器 0 (T0) 的溢出中断标志，其作用同 TF1。 TCON 中的各位功能如下： 任务一 制作人体红外感应的智能照明控制器 - 知识准备 IT1 为外部中断 1 (INT1) 触发方式控制位。如果 IT1 为 1，则外中断 1 为下降沿触发方式；如果 IT1 为 0，则外中断 1 为电平触发方式。此时外部中断是通过检测 INT1 端的输入电平 (低电平) 来触发的。采用电平触发时，输入到 INT1 的外部中断源必须保持低电平有效，直到该中断被响应。同时在中断返回前必须使电平变高，否则将会再次产生中断。 IE0 为外中断 0 中断请求标志。如果 IT0 置 1，则当 INT0 上的电平由 1 变 0 时，IE0 由硬件置位。在 CPU 把控制转到中断服务程序时由硬件使 IE0 复位。 IT0 为外部中断源 0 触发方式控制位，其含义同 IT1。 SCON 中的各位功能如下： 任务一 制作人体红外感应的智能照明控制器 - 知识准备 串行口控制寄存器 SCON 中的低 2 位用作串行口中断标志，如图所示。 中断标志 - 串行口控制寄存器 SCON RI 为串行口接收中断标志。在串行口方式 0 中，每当接收到第 8 位数据时，由硬件置位 RI；在其他方式中，当接收到停止位的中间位置时置位 RI。注意，当 CPU 转入串行口中断服务程序入口时不复位 RI，必须由用户用软件来使 RI 清 0。 TI 为串行口发送中断标志。在方式 0 中，每当发送完 8 位数据时由硬件置位 TI；在其他方式中于停止位开始时置位。TI 也必须由软件来复位。 SCON 中的各位功能如下： 任务一 制作人体红外感应的智能照明控制器 - 知识准备 在 AT89S51 中断系统中，中断允许或禁止是由片内的中断允许寄存器 IE 控制的，如图所示。 中断控制 - 中断允许寄存器 IE EA 为 CPU 中断允许总控制位。EA = 1，CPU 开放中断；EA = 0，CPU 禁止所有中断。 ES 为串行口中断允许控制位。ES = 1，允许串行口中断；ES = 0，禁止串行口中断。 IE 中的各位功能如下： 任务一 制作人体红外感应的智能照明控制器 - 知识准备 ET1 为定时器 / 计数器 1 (T1) 中断允许控制位。ET1 = 1，允许 T1 中断；ET1 = 0，禁止 T1 中断。 EX1 为外部中断 1 中断允许控制位。EX1 = 1，允许外部中断 1 中断；EX1 = 0，禁止外部中断 1 中断。 ET0 为定时器 / 计数器 0 (T0) 中断允许控制位。ET0 = 1，允许 T0 中断；ET0 = 0，禁止 T0 中断。 EX0 为外部中断 0 中断允许控制位。EX0 = 1，允许外部中断 0 中断；EX0 = 0，禁止外部中断 0 中断。 IE 中的各位功能如下： 任务一 制作人体红外感应的智能照明控制器 - 知识准备 AT89S51 单片机的中断优先级由中断优先级寄存器 IP 控制，如图所示。 中断控制 - 中断优先级寄存器 IP PS 为串行口中断优先级控制位。PS = 1，串行口中断为高优先级；PS = 0，串行口中断为低优先级。 PT1 为定时器 / 计数器 1 (T1) 中断优先级控制位。PT1 = 1，T1 中断为高优先级；PT1 = 0，T1 中断为低优先级。 IP 中的各位功能如下： 任务一 制作人体红外感应的智能照明控制器 - 知识准备 PX1 为外部中断 1 中断优先级控制位。PX1 = 1，外部中断 1 为高优先级；PX1 = 0，外部中断 1 为低优先级。 PT0 为定时器 / 计数器 0 (T0) 中断优先级控制位。PT0 = 1，T0 中断为高优先级；PT0 = 0，T0 中断为低优先级。 PX0 为外部中断 0 中断优先级控制位。功能同 PX1。 IP 中的各位功能如下： 中断优先级寄存器 IP 中的各个控制位都可由编程来置位或复位，单片机复位后 IP 中各位均为 0，各个中断源均为低优先级中断源。 任务一 制作人体红外感应的智能照明控制器 - 知识准备 C51 编译器支持 51 系列单片机的中断服务程序，用 C 语言编写中断服务函数的格式如下： 中断服务函数编写方法 函数类函数名（形式参数列表） interruptn[usingm] 其中，interrupt 后面的 n 为中断号，取值范围为 0~4，其编号意义见表 5 - 1；using 中的 m 表示使用的工作寄存器组号 (如不声明，则默认使用第 0 组)。 例如，定时器 T0 的中断服务函数可用如下方法编写： void timer0(void) interrupt 1 using 0  {     // 中断服务函数} 任务一 制作人体红外感应的智能照明控制器 - 任务准备 工具及材料准备： 工作准备： 人体红外感应的智能照明控制器可控制楼道灯实现“人来灯亮，人走灯灭”的节能照明 效果。 任务需求 ① 软件：Protel DXP 2004、Proteus7.4、Keil uVision2、EasyPRO Programmer、流程图绘制软件。 ② 硬件：计算机 1 台、编程器 1 台、最小系统电路板 1 块、杜邦线 1 条、电池盒 1 个。 穿好工作服，戴好防静电手环，穿绝缘胶鞋。 清洁工作台面，清理工作区域，工具、仪器仪表摆放整齐有序。 任务一 制作人体红外感应的智能照明控制器 - 拓展内容 上网查阅资料，中断嵌套的概念和原理，以及在 AT89S51 单片机中如何实现中断嵌套。 中断嵌套 探讨如何优化中断响应时间，提高系统对突发事件的处理速度。 中断响应时间优化 随堂检测1 AT89S51 单片机有几个中断源？分别是什么？ 答案：AT89S51 单片机内部共有 5 个中断源，分别是外部中断 0 (INT0)、定时器 / 计数器 0 (T0)、外部中断 1 (INT1)、定时器 / 计数器 1 (T1)、串行口中断。 在定时器控制寄存器 TCON 中，TF1 和 IE1 分别代表什么？ 答案：TF1 为定时器 / 计数器 1 (T1) 的溢出中断标志。当 T1 从初值开始加 1 计数到计数满，产生溢出时，由硬件使 TF1 置 1，直到 CPU 响应中断时由硬件复位。IE1 为外中断 1 中断请求标志。如果 IT1 = 1，则当外中断 1 引脚 INT1 上的电平由 1 变 0 时，IE1 由硬件置位，外中断 1 请求中断。在 CPU 响应该中断时由硬件清 0。 随堂检测2 编写中断服务函数时，interrupt 和 using 后面的参数分别表示什么？ 答案：interrupt 后面的 n 为中断号，取值范围为 0~4，其编号意义对应 AT89S51 单片机的 5 个中断源；using 中的 m 表示使用的工作寄存器组号 (如不声明，则默认使用第 0 组)。 在中断允许寄存器 IE 中，EA 的作用是什么？ 答案：EA 为 CPU 中断允许总控制位。EA = 1，CPU 开放中断；EA = 0，CPU 禁止所有中断。 随堂检测3 简述中断的概念及执行过程。 答案：中断是指当计算机正常执行程序时，系统中出现某些急需处理的异常情况和特殊请求。这时 CPU 暂时中止现行程序，转去对随机发生的更紧迫的事件进行处理，处理完毕后，CPU 自动返回原来的程序继续执行。其执行过程为：计算机正常执行程序，当系统中出现急需处理的异常情况和特殊请求时，CPU 暂时中止现行程序，转去处理这些更紧迫的事件，处理完成后，CPU 自动返回原来的程序继续执行。 1 讨论在人体红外感应的智能照明控制器中，如何选择合适的中断源来实现 “人来灯亮，人走灯灭” 的功能。分析中断优先级的设置对系统性能的影响。 3. 中断控制寄存器 1. 中断的基本概念 任务一 制作人体红外感应的智能照明控制器（1） 2. 中断标志寄存器 1. 中断允许寄存器 IE 2. 中断优先级寄存器 IP 4. 中断服务函数 什么是中断 中断源 中断系统结构 中断标志 中断控制 感谢观看 25 $$