单片机中的中断系统设计与应用实例
单片机应用设计实例
数控调频发射台的设计题目：基于单片机的数控调频发射台功能：本数控调频发射器可在80.0 MHZ 至109.9MHZ 范围内任意设置发射频率，可预置11 个频道，发射频率调整最小值为0.1MHZ，具有单声道/立体声控制，可广泛应用于学校无线广播、电视现场导播、汽车航行、无线演说等场所。
设计过程：一、系统硬件电路的设计（1）单片机控制部分单片机采用AT89C52，采用最小化应用系统设计，P0 口和P2 口作为共阳LED 数码管驱动用，P1 口作为16 键的键盘接口，其中T0—T3 分别为百位、十位、个位、小数位的频率操作键。
百位数只能是0 或1，当百位数为0 时，十位数为8 或9。
当百位数为1 时，十位数只能为0。
个位及小数位为09之中任意数。
T4—T14 为发射频率预置键， T15 为单声道/立体声控制键。
P3.0、P3.1、P3.2 作为与BH1415 的通讯端口，用于传送发射频率控制数据，P3.3 用于立体声发射批示。
采用12MHZ 晶振，模拟串口通讯。
单片机控制部分电路如下图一。
（2）调频调制发射部分采用Rohm 公司最新生产的调频发射专用集成电路BH1415F，内含立体声信号调制、调频广播信号发射电路，BH1415F 内有前置补偿电路、限制器电路、低通滤波电路等，因此具有良好的音色，内置PLL 系统调频发射电路，传输频率非常稳定。
调频发射频率可用单片机通过串行口直接控制。
BH1415F 各引脚的功能如表1，应用电路如图2。
从11 脚输出的调频调制信号经高频放大后由天线发射输出，后级高频放大器的功率可根据接收的距离范围考虑。
BH1415F 的频率控制码为16 位，其传送格式要求如图5，其中D0—D10 为频率控制数据，其值乘0.1 即为BH1415F 的输出频率（单位MHZ）。
D11—D15 为控制位，其中D11（MONO）位为单声道/立体声控制位，0 时为单声道发射模式，1时为立体声发射模式。
单片机定时器中断程序实例
单片机定时器中断程序实例引言：单片机定时器中断是指在单片机运行过程中，通过设置定时器并设置相应的中断服务程序，实现在指定时间间隔内自动触发中断，从而完成特定的任务。
本文将通过一个实例来介绍单片机定时器中断的应用。
一、背景介绍单片机的定时器中断广泛应用于各种实时控制系统中，如温度控制、电机控制等。
通过定时器中断，可以在指定的时间间隔内执行特定的任务，提高系统的实时性和稳定性。
二、实例描述假设我们需要设计一个温度控制系统，要求每隔一秒钟读取一次温度传感器的数值，并根据温度数值控制加热器的开关状态。
我们可以通过单片机的定时器中断来实现这个功能。
1. 初始化定时器我们需要初始化单片机的定时器。
具体步骤如下：（1）设置定时器的工作模式为定时器模式；（2）设置定时器的预分频系数，以确定定时器的计数频率；（3）设置定时器的计数初值，以确定定时器的定时时间；（4）开启定时器中断允许。
2. 编写中断服务程序接下来，我们需要编写定时器中断的服务程序。
当定时器溢出时，单片机会自动跳转到中断服务程序的入口处执行相应的任务。
具体步骤如下：（1）保存当前的现场，包括寄存器、标志位等；（2）读取温度传感器的数值；（3）根据温度数值控制加热器的开关状态；（4）恢复之前保存的现场；（5）退出中断服务程序。
3. 主程序框架我们需要编写主程序框架，以完成整个温度控制系统的功能。
具体步骤如下：（1）初始化单片机的端口和定时器；（2）开启总中断允许；（3）进入主循环；（4）等待定时器中断的发生；（5）执行定时器中断的服务程序。
三、总结通过单片机的定时器中断，我们可以实现在指定时间间隔内自动执行特定的任务，提高系统的实时性和稳定性。
本文通过一个温度控制系统的实例，介绍了单片机定时器中断的应用方法。
希望读者通过阅读本文，对单片机定时器中断有更深入的了解，并能运用到实际项目中。
《单片机原理及应用》(张才华)811-8课件 第4章 中
• 4.1 中断基础知识
• 4.1.1 什么是中断
•
单片机的中断是指在正常执行某一程序过程中，由于内部或
外部的突发事件，CPU暂停执行此程序而转去处理突发事件（即
执行突发事件的中断服务程序），事件处理结束后返回主程序断
点处（被中断的下一条指令）继续执行。中断处理过程如图4-1所
示。
图4-1 中断处理过程示意图
图4-3 中断处理过程
• 4.3 中断应用实例
• 【例4-2】利用单片机的外部中断0响应按键开关的按键信号， 当有按键按下时，单片机响应中断，并使内部某变量加1，硬件电 路如图4-4所示。
图4-4 单片机外部中断检测按键电路图
• 4.1.2 为什么要引入中断机制
•
若单片机采用顺序结构运行，由于采用查询方式，CPU将不
停的检测外设信号的变化情况，占用了大量的CPU时间，效率很
低。引入中断机制后，CPU在执行某一程序的过程中，当CPU系统
内、外发生紧急情况时，可以要求CPU终止原工作的执行，转去
执行相应的紧急事件，待处理结束后，再回到原来被中断的地方
继续执行被打断的工作。
• 4.1.3 中断的优先级与嵌套
• 4.2 MCS-51的中断结构与控制
• 4.2.1 MCS-51的中断源及中断结构
• （一）中断源
•
向CPU发出中断请求的信号称为中断源。
• （二）中断结构
•
MCS-51系列单片机的中断系统结构如图4-2所示。
• 1．TCON中的中断标志位
• 2．SCON中的中断标志位 • 3．中断允许控制寄存器IE
• 4．中断优先级控制寄存器IP
图4-2 MCS-51中断结构
实例：单片机在家用电器中的应用
（4）除霜电路 选用MF53-1型热敏电阻作为温度传感器（Rt ），它具有负 温度系数，灵敏度较高。把热敏电阻安装在距蒸发器 3mm 的某 个合适的位置上，当霜厚大于 3mm 时，热敏电阻 Rt 接触到霜从 而感受到较低的温度，其电阻值变大，A点温度降低，运算放大 器输出信号有变化，经A/D转换后送入CPU，经单片机分析、判 断，给出除霜命令。除霜电路如下图所示。
ห้องสมุดไป่ตู้
上页图中， ADC0809 的 A ， B ， C 三个引脚直接和 80C51 单片 机的 P0.0 ～ P0.2 三个引脚相连，用于选择不同的模拟通道信 号。 P1.6 与读写控制信号端和经过或非门连接到 ADC0809 的 START，ALE，OE端，分别控制ADC0809的启动、地址锁存、读 操作和写操作。ADC0809的EOC端悬空，A/D转换后利用软件延 时一段时间来读取转换后的数据。 （3）功能键和显示电路 功能键和显示电路如上页图所示。采用6个功能键控制冷 冻室、冷藏室及速冻温度设定， 4 位 LED 显示器用于显示冷冻、 冷藏室温度，以及压缩机启动、停止和报警等状态。 LED 显示及功能键都是通过 80C51 的串行口扩展的。显示 输出通道和键盘输入通道的选择由端口线 P3.2 和与门完成。 当 P3.2 为“ 1”时，数据输出到显示器。当 P3.2 为“ 0”时， 80C51完成对键盘的扫描。
1．总体方案设计 直冷式电冰箱的控制原理： 根据蒸发器的温度控制制冷压缩机的启动、停止，使冰箱内的 温度保持在设定温度范围内。采用单片机控制压缩机的启动和 停止，可以使控制更准确、更灵活。 电冰箱采用单片机控制的性能指标如下： ① 设定 3 个测温点，测量范围在－ 26℃～ +26℃之间，精度为 ±0.5℃。 ② 利用功能键分别控制温度设定、速冻设定、冷藏室及冷冻室 温度设定等。
单片机汇编语言设计实例详解
单片机汇编语言设计实例详解引言：单片机是嵌入式系统中常见的控制器，它具有体积小、功耗低、成本低等特点，被广泛应用于家电、汽车、工业控制等领域。
而汇编语言作为单片机的底层语言，直接操作硬件资源，具有高效性和灵活性。
本文将以一个实例，详细讲解如何使用单片机汇编语言进行设计。
实例背景：假设我们要设计一个温度检测系统，要求实时监测环境温度，并在温度超过某个阈值时触发报警。
硬件准备：1. 单片机：我们选择一款常用的8051单片机作为例子。
2. 温度传感器：我们选择一款数字温度传感器，它可以通过串行通信与单片机进行数据交互。
3. 显示屏：为了方便实时显示温度信息，我们选用一款数码管显示屏。
软件准备：1. Keil C51：这是一款常用的单片机开发软件，支持汇编语言的编写和调试。
2. 串口调试助手：用于测试串口通信功能。
设计步骤：1. 硬件连接：将单片机与温度传感器、显示屏连接起来。
注意接线的正确性和稳定性。
2. 编写初始化程序：使用汇编语言编写单片机的初始化程序，包括端口初始化、中断向量表设置、定时器初始化等。
3. 串口通信设置：通过串口与温度传感器进行数据交互，需要设置串口通信的波特率、数据位数、停止位等参数。
4. 温度检测程序：编写汇编语言程序，实时读取温度传感器的数据，并将数据送至显示屏进行显示。
5. 温度报警程序：在温度超过设定阈值时，触发报警程序，可以通过蜂鸣器等外设发出警报信号。
6. 调试与测试：使用Keil C51进行程序调试，通过串口调试助手测试串口通信和温度显示、报警功能。
设计思路：1. 初始化程序设计：先设置端口的输入输出方向，再设置中断向量表，最后初始化定时器。
这样可以确保程序的稳定性和可靠性。
2. 串口通信设置：根据温度传感器的通信协议，设置串口的波特率、数据位数、停止位等参数。
注意要与传感器的通信规范保持一致。
3. 温度检测程序设计：通过串口读取温度传感器的数据，并进行相应的处理。
MCS-51单片机中断系统
19:04
张兴忠制作：
返回目录
13
6.2.2 中断源与中断方式
----中断源及种类
1．中断源
MCS-51单片机的中断系统提供了5个中断源。
19:04
张兴忠制作：
返回目录
14
6.2.2 中断源与中断方式
----中断工作方式应用
通常，在实际应用中有以下几种情况可采取中
请中断，CPU响应中断后，会自动清零TF0或TF1。
TF1：片内定时/计数器1溢出中断请求标志。功能与TF0类同。
张兴忠制作：
返回目录
19:04
21
6.2.3 中断控制寄存器
-----TCON寄存器
外部中断请求标志位IE0和IE1及其中断请求信号的撤销问题
无论是采用边沿触发方式（IT0=1）还是电平触发方式 （IT0=0），在CPU响应中断请求后，中断请求标志位 IE0即由硬件自动清零。 由于CPU对引脚没有控制作用，在采用电平触发方式时 中断请求信号的低电平可能继续存在，在以后的机器周 期采样时又会把已清零的IE0标志位重新置1，这有可能 再次引起中断而造成出错。所以，在中断响应后必须采 用其他方法撤销该引脚上的低电平，以撤除外部中断请 求信号。中断请求标志位IE1的清零及中断请求信号的撤 销问题与IE0类似。
返回目录
9
6.1.2 中断的概述
---ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ断的概念
主程序：CPU正常情况下运行的程序称为主程序。 中断源：把向CPU提出中断申请的设备称为中断源。 中断请求：由中断源向CPU所发出的请求中断的信号称中断 请求。
中断响应：CPU在满足条件情况下接受中断申请，终止现行
程序执行转而为申请中断的对象服务称中断响应。 中断服务程序：为服务对象服务的程序称为中断服务程序。 断点：现行程序被中断的地址称为断点。 中断返回：中断服务程序结束后返回到原来程序称中断返回。
c51单片机定时器中断的执行过程
c51单片机定时器中断的执行过程
C51单片机定时器中断的执行过程可以分为以下几个步骤：
1. 初始化定时器：首先需要对定时器进行初始化，设置定时器的计数模式、计数值、溢出方式等参数。
这些参数可以通过编程实现，也可以通过硬件电路进行调整。
2. 启动定时器：初始化完成后，需要启动定时器。
启动定时器后，定时器开始按照预设的参数进行计数。
当计数值达到预设的溢出值时，定时器会产生一个溢出信号。
3. 设置中断服务程序：为了在定时器溢出时执行特定的操作，需要设置一个中断服务程序 ISR）。
中断服务程序是一段特殊的代码，它会在定时器溢出时被自动调用。
4. 开启中断：在中断服务程序设置完成后，需要开启相应的中断。
开启中断后，当定时器溢出时，CPU会自动跳转到中断服务程序执行。
5. 执行中断服务程序：当定时器溢出时，CPU会暂停当前任务，跳转到中断服务程序执行。
在中断服务程序中，可以执行一些特定的操作，如更新显示、读取传感器数据等。
6. 返回主程序：中断服务程序执行完成后，CPU会自动返回到主程序继续执行。
这样，通过定时器中断，可以实现对单片机的周期性控制和数据采集等功能。
单片机原理及应用(C51编程)
C51语言继承了标准C语言的语法和结构，同时针对单片机的 特性进行了一些扩展和优化。
03
C51语言支持结构化编程、模块化设计和可重用性，使得程序 更加清晰、易于维护和调试。
C51编程的基本语法
变量声明
C51语言支持多种类型的变量声明，包括整 型、浮点型、字符型等。
条件语句
使用if、else if、else等关键字实现条件判断 和选择执行。
位域
用于表示二进制位，可以用来存储状 态信息或控制位。
C51编程的运算符与表达式
算术运算符
包括加、减、乘、除等基本算术运算。
逻辑运算符
包括与、或、非等逻辑运算，用于实现条 件判断。
位运算符
赋值ห้องสมุดไป่ตู้算符
包括位与、位或、位异或等位运算，可以 用于控制硬件位操作。
包括赋值、自增、自减等赋值运算，用于 修改变量值。
02
单片机具有强大的控制功能，能够实现各种数字信号处理和控制，广泛应用于 工业自动化控制、智能家居、智能仪表等领域。
03
单片机编程语言主要有汇编语言和C语言，其中C语言编程具有易学易用、可读 性强、可移植性好等优点，被广泛应用于单片机开发。
单片机的应用领域
工业自动化控制
01
单片机能够实现各种传感器数据的采集、处理和控制，广泛应
延时函数
在程序中实现一个延时函数，用于控制LED灯的闪烁频率。
按键输入的实现
硬件连接
将按键的一端连接到单片机的某个I/O口，另一端 接地。
编程实现
使用C51编程语言，通过检测I/O口的电平变化来 判断按键是否被按下。
去抖动
为了消除按键抖动对程序的影响，可以在程序中 实现去抖动算法。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
单片机中的中断系统设计与应用实例中断是单片机系统中一种重要的实时任务处理机制，用于处理紧急事件或高优先级任务。
中断系统的设计和应用在单片机开发中是至关重要的一部分。
本文将介绍单片机中的中断系统设计原则，并提供一个实际应用的案例。
一、中断系统设计原则
1. 中断优先级排序：在设计中断系统时，应根据任务的重要性和紧急性为每个中断设置优先级。
高优先级中断可以打断低优先级中断的执行，确保紧急任务的及时处理。
2. 中断服务程序：每个中断都需要编写相应的中断服务程序（ISR）。
ISR负责处理中断事件，包括保存当前执行状态、中断请求的判定、中断相关的处理操作等。
3. 中断向量表：中断向量表是一个存储中断向量地址的数据表。
当发生中断时，单片机会根据中断号在中断向量表中查找对应的中断服务程序的入口地址，从而完成中断服务的调用。
4. 中断屏蔽和使能：单片机的中断系统通常提供屏蔽和使能中断的机制。
中断屏蔽允许开发者在需要时暂时关闭特定中断，以避免干扰当前任务的执行。
而使能中断则允许开发者在适当的时候开启相应的中断。
二、中断系统应用实例：采集温度数据
假设我们需要设计一个温度采集系统，通过单片机实时采集并处理温度数据。
当温度超过一定阈值时，系统要发出警报。
这种情况下，我们可以使用中断系统来监听温度传感器并实现相应的处理。
首先，我们需要编写一个中断服务程序来处理温度中断。
在这个中断服务程序中，我们需要获取温度传感器的数值并与阈值进行比较。
如果超过阈值，则触发警报。
接下来，我们需要配置单片机的中断向量表，并设置中断优先级。
由于温度采集任务是紧急任务，我们可以将温度中断设置为最高优先级，以确保及时响应。
然后，我们需要配置温度传感器的中断输出引脚，并连接到单片机的中断引脚。
当温度超过阈值时，传感器会通过中断引脚向单片机发送中断请求，这将触发中断系统的工作。
最后，我们可以在主函数中启用中断，并进行其他的温度采集和处理操作。
当温度中断触发时，单片机将自动跳转到温度中断服务程序进行处理，完成相应的警报操作。
通过以上的中断系统设计和应用实例，我们可以实现一个实时响应温度变化并触发警报的温度采集系统。
中断系统的设计使得单片机能够在处理其他任务的同时及时处理紧急事件，提高了系统的实时性和可靠性。
结论
中断系统设计与应用是单片机开发中的重要内容。
在设计中断系统时，需要考虑中断优先级排序、中断服务程序、中断向量表以及中断屏蔽和使能等方面。
通过合理的中断系统设计，可以实现单片机在处理其他任务的同时及时响应紧急事件的需求，提高系统的性能和可靠性。
因此，熟练掌握中断系统的设计与应用是每个单片机开发者的必备技能。