51单片机中断概述
引言
在嵌入式系统中，中断是一种非常重要的机制，它允许单片机在执行主程序的同时，能够及时响应外部事件或内部条件的变化。51单片机的中断系统是其核心功能之一，掌握中断的使用方法对于编写高效、可靠的嵌入式程序至关重要。
什么是中断？
中断是指当某个特定事件发生时，单片机会暂停当前正在执行的程序，转而去执行一个预先定义好的中断服务程序（ISR），处理完该事件后再返回到原来的程序继续执行。这种机制使得单片机能够实时响应外部事件，而不需要不断地轮询检查。
51单片机的中断系统
51单片机有5个中断源，分别是：
- 外部中断0（INT0）
- 外部中断1（INT1）
- 定时器0中断（TF0）
- 定时器1中断（TF1）
- 串口中断（RI/TI）
每个中断源都有一个对应的中断向量地址，当中断发生时，单片机会跳转到相应的地址执行中断服务程序。
中断优先级
51单片机的中断系统支持两级优先级：高优先级和低优先级。高优先级的中断可以打断低优先级的中断服务程序，但低优先级的中断不能打断高优先级的中断服务程序。
中断使能控制
每个中断源都有一个使能位，位于特殊功能寄存器（SFR）中。通过设置这些使能位，可以控制是否允许某个中断源触发中断。
中断的工作流程
- 中断请求：当某个中断源的条件满足时，会向CPU发出中断请求。
- 中断响应：CPU检测到中断请求后，会暂停当前程序的执行，保存当前的程序计数器（PC）和状态寄存器（PSW）的值。
- 中断服务程序执行：CPU跳转到相应的中断向量地址，执行中断服务程序。
- 中断返回：中断服务程序执行完毕后，CPU恢复之前保存的PC和PSW的值，继续执行原来的程序。
代码示例
以下是一个简单的51单片机中断示例，使用外部中断0（INT0）来控制LED的亮灭。
#include <reg51.h>
sbit LED = P1^0; // 定义LED连接到P1.0
void INT0_ISR(void) interrupt 0 {
LED = ~LED; // 每次中断触发时，切换LED的状态
}
void main() {
IT0 = 1; // 设置INT0为下降沿触发
EX0 = 1; // 使能外部中断0
EA = 1; // 使能全局中断
while (1) {
// 主程序循环
}
}
代码解释
IT0 = 1;：设置外部中断0为下降沿触发。EX0 = 1;：使能外部中断0。EA = 1;：使能全局中断。void INT0_ISR(void) interrupt 0：定义外部中断0的中断服务程序，每次中断触发时，切换LED的状态。
实际应用案例
案例：按键控制LED
假设我们有一个按键连接到51单片机的P3.2引脚（INT0），当按键按下时，LED的状态会切换。通过使用中断，单片机可以实时响应按键事件，而不需要不断地轮询按键状态。
#include <reg51.h>
sbit LED = P1^0; // 定义LED连接到P1.0
void INT0_ISR(void) interrupt 0 {
LED = ~LED; // 每次中断触发时，切换LED的状态
}
void main() {
IT0 = 1; // 设置INT0为下降沿触发
EX0 = 1; // 使能外部中断0
EA = 1; // 使能全局中断
while (1) {
// 主程序循环
}
}
在这个案例中，按键按下时，INT0中断被触发，LED的状态会立即切换，而不需要等待主程序轮询按键状态。
总结
51单片机的中断系统是其核心功能之一，通过中断，单片机可以实时响应外部事件，提高程序的效率和响应速度。本文介绍了中断的基本概念、51单片机的中断系统、中断的工作流程以及一个实际应用案例。希望这些内容能够帮助你更好地理解和掌握51单片机的中断系统。
附加资源与练习
- 练习1：修改上述代码，使用定时器中断来控制LED的闪烁频率。
- 练习2：尝试使用串口中断来实现数据的接收与发送。
- 资源：查阅51单片机的数据手册，了解更多关于中断寄存器的详细信息。
提示：在实际项目中，合理使用中断可以大大提高系统的实时性和效率，但也要注意避免中断嵌套过多导致的系统不稳定。