从一个详细的实例来知道单片机编程，你照着做就行了

我们要想使单片机工作，就需要编写程序，再将程序写入单片机，单片机在程序的控制下工作以完成指定的任务。没有程序的控制，单片机就无法工作。那么如何编写单片机程序呢？

1．从一个实例初步了解编程

上面这张图所示是一个边长为100m的正方形跑道，有一个人（称作甲）处于A点，如果要让甲到达B点，可以执行如下的程序：

起点 前进 50m

左转

前进 100m

左转

前进 50m

结束

甲逐条执行程序中的命令：先前进 50m，左转，然后前进100m，左转，再前进50m，结束，就可以到达B点。如果将上述程序改成：

起点 前进 50m

左转

前进 100m

左转

前进 50m

返回到 起点

结束

甲执行上述程序中的命令时会怎样呢？当他执行到第5行命令时，会到达B点，接着执行第6行命令，该命令使他又返回到起点（标号），甲于是又会执行第1行指令……由于执行到第6行的指令时又会返回执行第1行的命令，永远执行不到结束命令，所以，如果甲执行上述程序，就会不断在A、B点之间反复运动，不会停止。如果只要求甲在A、B点之间往返3次，上述程序应如何编写呢？读者可以思考一下，在后面的章节将会讲到这个问题。

2．分析一个单片机汇编语言程序

从前面的介绍初步了解了编程思想后，再来分析用到的汇编语言程序，程序如下：

MAIN:　MOV　P3，#0FFH

LOOP:　MOV　P1，P3

LJMP　LOOP

END

为了更好地理解上面的程序，下面对照图所示的单片机应用电路来进行讲解。

第1 行指令“MAIN：MOV P3，#0FFH”的含义是将数据11111111（0FFH）送到P3 端口的8个寄存器，让P3端口的P3.0～P3.7这8个引脚全部为高电平。

“MAIN:”为标号，表示该行为主程序开始，这里也可省略，并不影响程序的运行；“MOV”为数据传送指令；“P3”表示单片机P3端口内部的8个寄存器；“#0FFH”中的“#”号表示它后面的“0FFH”是一个数据，而不是地址编号，“0FFH”是一个十六进制数，转换成二进制数就是11111111。

该行指令运行后，图中的单片机P3.0～P3.7这8个引脚内部的寄存器全部为高电平，相应的这8个引脚也为高电平。

第2行指令“LOOP：MOV P1，P3”的含义是将P3端口8个寄存器中的数据送到P1端口的8个寄存器中。

“LOOP:”为标号，用来标识指令“MOV P1，P3”，由于该标号后面的指令会被调用，所以不能省略。

由于第1行指令已经让P3端口8个寄存器内的数据全部为“1”，执行“MOV P1，P3 ”指令后，P1端口8个寄存器内的数据也全部为“1”，单片机的P1.0～P1.7这8个引脚全部为高电平，故发光二极管VD1～VD4全部不亮。

第 3 行指令“LJMP LOOP”的含义是返回执行标号LOOP所在行的指令。也就是说，当执行到该行指令后，又会返回去执行第2行指令“MOV P1，P3”，即不断将 P3 端口 8 个寄存器中的数据送到P1端口的8个寄存器中。

第4行指令“END”的含义是程序结束。由于执行到第 3 行指令时会自动返回执行第 2行指令，所以无法执行到第4行指令，即程序无法结束。

将上面的汇编语言程序汇编成机器语言程序并写入单片机后，在程序的控制下，单片机内部电路不断将P3端口8个寄存器中的数据送给P1端口的8个寄存器。

图示的单片机应用电路的工作过程分析如下。

在没有按下任何按键时，P3端口8个寄存器的数据都为“1”，所以P1端口8个寄存器的数据也为“1”，P1.0～P1.7这8个引脚都为高电平，发光二极管VD1～VD4全部不亮。

若按下S1按键，P3.2引脚变为低电平，P3.2端口内部寄存器的数据变为“0”，P3.7～P3.0端口的数据分别为11111011，在第2条指令的控制下，这些数据被送到P1端口，P1.7～P1.0端口的数据分别为11111011，其中P1.2端口的数据为“0”，P1.2引脚为低电平，于是它外接的发光二极管VD1有电流通过而发光。

如果松开S1按键，P3.2引脚变为高电平，P3.2端口的“1”送到P1.2端口，P1.2引脚为高电平，其外接的发光二极管VD1截止而不亮。

MCS-51的中断结构与控制

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。在2.1.2节中我们已经了解到MCS-51系列单片机中有5个中断源，其中2个外部中断源，3个内部中断源，具体如下：

：外部中断，由引脚P3.2引入中断请求。

：外部中断，由引脚P3.3引入中断请求。

➢ 定时计数器T0： 内部中断，定时计数器0溢出时发出中断请求。

➢ 定时计数器T1： 内部中断，定时计数器1溢出时发出中断请求。

➢ 串行口中断： 内部中断，包括串行接收中断RI和串行发送中断TI。

MCS-51单片机自然优先级如表4-1所示。

表4-1　优先级的排列

(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。

图4-2　MCS-51中断结构

由图4-2可以看出，中断系统中涉及TCON、SCON、IE以及IP四个特殊功能寄存器，它们主要有以下功能：

➢ 锁存中断请求标志： TCON和SCON锁存各中断源的中断请求标志位。

➢ 中断允许寄存器IE： 控制CPU是否响应中断源的请求。

➢ 中断优先级寄存器IP： 设置各中断源的优先级，每个中断源可编程为高优先级中断或低优先级中断。

1. TCON中的中断标志位

TCON的字节地址为88H，可进行位寻址，其具体的结构、位名称、位地址以及功能如表4-2所示。

表4-2　TCON的结构、位名称、位地址以及功能

IT0(D0位)： 外部中断

的触发方式控制位，由软件进行置“1”和清“0”。IT0=1时，为边沿触发方式(即当引脚P3.2出现下降沿脉冲信号时，中断请求有效);IT0=0时，为电平触发方式(即当引脚P3.2为低电平信号时，中断请求有效)。

IE0(D1位)： 外部中断

的请求标志位。当CPU检测到外部中断请求时，该标志位置“1”，当CPU转向中断处理子程序时，由硬件自动清“0”(只适用于边沿触发方式)。

注意

在电平触发方式中，CPU转向中断处理子程序时，不能自动清除IE标志位，也不能由软件进行清除。所以在中断返回前需撤销引脚上的低电平，否则就会产生CPU多次响应一次中断的错误。

IT1(D2位)和IE1(D3位)： 外部中断

的触发方式控制位和请求标志位，其

含义与IT0和IE0相同。

➢ TR0(D4位)： 定时计数器T0的启动停止标志位，由用户编程确定。TR0=1时，定时器开始计数(即从设定的初值作加1计数);TR0=0时，定时器停止。

➢ TF0(D5位)： 定时计数器T0的中断溢出标志位。定时器作加1计数，当最高位产生进位时，定时器计数溢出，此时，由硬件置位TF0=1，CPU响应中断后，由硬件清“0”，TF0=0。

➢ TR1(D6位)和TF1(D7位)： 定时计数器T0的启动停止标志位和中断溢出标志位，其含义与TR0和TF0相同。

2. SCON中的中断标志位

SCON的字节地址为98H，可进行位寻址，其具体的结构、位名称、位地址以及功能如表4-3所示。

表4-3　SCON的结构、位名称、位地址以及功能

➢ RI： 串行口接收中断标志位，当串行口接收到一帧数据时，RI置1，CPU响应中断后，硬件不能自动清除RI，需要由软件清“0”。

➢ TI： 串行口发送中断标志位，当串行口发送一帧数据时，T1置1，CPU响应中断后，硬件不能自动清除RI，同样需要由软件清“0”。

提示

RI和TI通过一个或门向CPU发中断请求，CPU响应中断请求后，首先需要判断是RI和TI哪一个中断源发出的请求，才能去执行相应的中断子程序。

串行中断的有关内容以及SCON中的其他标志位含义将在项目六中进行详细讲述。

3. 中断允许控制寄存器IE

IE控制所有中断源的开放和屏蔽，字节地址为A8H，可进行位寻址，其具体的结构、位名称、位地址以及控制的相应中断源如表4-4所示。

表4-4　IE的结构、位名称、位地址以及功能

EX0： 外部中断

的中断允许控制位。EX0=1时，

开中断;EX0=0时，

关中断。

➢ ET0： 定时计数器T0中断允许控制位。ET0=1时，T0开中断;ET0=0时，T0关中断。

EX1： 外部中断

的中断允许控制位。EX1=1时，

开中断;EX1=0时，

关中断。

➢ ET1： 定时计数器T1中断允许控制位。ET0=1时，T1开中断;ET0=0时，T1关中断。

➢ ES： 串行口中断允许控制位。ES=1时，串行口开中断;ES=0时，串行口关中断。

➢ EA： CPU中断允许控制位。EA=1时，CPU全部开中断;EA=0时，CPU全部关中断。

提示

CPU复位时，IE各位清0，禁止所有中断。

4. 中断优先级控制寄存器IP

MCS-51单片机中有两个中断优先级，中断优先级控制寄存器IP用来定义每个中断源的中断优先级。IP的结构、位名称、位地址以及控制的中断源如表4-5所示。

表4-5　IP的结构、位名称、位地址以及功能

IP的状态由用户来设定，某位为1，则相应的中断源处于高优先级中断;某位为0，则相应的中断源处于低优先级中断。

提示

单片机复位时，IP各位清0，各中断源处于低优先级中断。

MCS-51的中断处理过程

图4-3　中断处理过程

中断处理过程如图4-3所示，单片机工作时，在每个机器周期中都去查询各个中断标记位，如果某位是“1”，就说明有中断请求了;接下来需要判断中断请求是否满足响应条件;如果满足响应条件，CPU将进行相应的中断处理;中断处理完毕，进行中断返回，继续执行指令。

如果本次查询中没有中断请求或中断请求不能满足响应条件，CPU将继续原来的指令执行操作。

(一)中断响应

CPU检测到中断请求后，需要判断此中断请求是否满足响应条件，中断响应条件如下：

(1)CPU开中断，申请中断请求的中断源开中断。

(2)没有响应同级别或更高级别的中断。

提示

中断二级嵌套的响应原则：

① 同一中断优先级中，有多个中断请求时，按自然优先级进行响应(即查询顺序)。

② 当前进行的中断只能被高优先级的中断所打断(同级别或低优先级的中断请求不予响应)。

(3)当前处在所执行指令的最后一个周期。单片机有单周期指令、双周期指令、三周期指令和两个四周期指令，如果正在执行的是多字节指令，需要等整条指令执行结束，才能响应中断。

(4)如果正执行的指令是返回指令(RETI)或访问IP、IE寄存器的指令，那么CPU将至少再执行一条指令才能响应中断。

满足中断条件的情况下，CPU响应中断过程如下：

① 将IP中相应的优先级控制位置1，以阻断后来的同级和低级的中断请求。

② 撤销该中断源的中断请求标志，否则，中断返回后将重复响应该中断。

③ 保护断点地址，程序转向执行中断服务子程序。

提示

中断响应时间：

以外部中断0为例，INT0的引脚电平在每个机器周期的S5P2时刻经反相器锁存到TCON的IE0标志位，CPU在下一个机器周期查询新置入的IE0和IE1，满足相应条件，CPU将执行一条两个机器周期的长调用指令LCALL，由硬件将中断矢量地址装到PC中，使程序转入中断矢量入口。所以，从产生外部中断到中断执行，至少需要3个机器周期。

若正在处理的程序为RETI或访问IP，IE等，则额外等待的时间不会多于5个机器周期。所以外部中断的响应时间在3～8个机器周期之间。

(二)中断处理

中断处理过程一般可以分为保护现场、执行中断服务程序和恢复现场三个过程。

(1)保护现场

执行中断服务子程序之前，CPU只保护了一个地址(PC的值)，如果主程序和中断服务子程序中都用到一些公共存储空间(如A、PSW和DPTR等)，那么执行中断服务子程序前需要将这些数据保存起来，以免返回主程序时出现错误。

(2)执行中断服务程序

在MCS-51系列单片机中，五个中断源都有它们各自的中断入口地址。

：0003H

➢ T0： 000BH

：0013H

➢ T1： 001BH

➢ 串口中断： 0023H

可以看出，中断服务程序的存储空间很小，如果我们需要的程序超出了空间的限制，这时可以在中断处安排一条LJMP指令把中断服务程序跳转到其他地址。

提示

中断响应标志的清除：

CPU在响应中断请求后，该中断的中断请求在中断返回前应当清除，以免重复中断，被再次响应。

边沿触发的外部中断，定时器中断，均有硬件自动清除;串行口中断，需由软件清除;电平触发的外部中断需由外接触发器控制清除。

(3)恢复现场

恢复现场和保护现场相对，返回主程序前需要将保护现场过程中压入堆栈的相关数据弹出，以保证程序返回断点时能正确执行。

(三)中断返回

中断返回由中断返回指令RETI来实现。这条指令的功能是把断点地址从堆栈中弹出，送回到程序计数器PC;通知中断系统已完成中断处理，并同时清除优先级状态。

C51中断函数的定义

C51编译器支持在C源程序中直接开发中断过程，C51编译器及其对C语言的扩充允许编程者对中断所有方面的控制和寄存器组的使用。中断服务函数的完整语法如下：

函数的返回值 函数名([参数]) interrupt n [using m]

{

函数体;

}

关于函数的使用进行以下说明：

(1)对中断程序而言，函数的返回值和参数一般为void。

(2)interrupt n 中n的取值为0～31的常数，不允许用表达式，表示中断向量的编号。在8051中，一般0代表外部中断0，1代表定时器0，2代表外部中断1，3代表定时器1，4代表串行中断。

(3)using m 中m的取值为0～3的常数，不允许用表达式，表示内部RAM中的第r组工作寄存器。在调用中断函数时，要求中断过程调用的函数所使用的寄存器组必须与其相同。

下面我们看一个使用C51语言编写的中断程序。

【例】 设单片机的fosc=12MHz，要求用T0的方式1编程，在P1.0脚输出周期为2ms的方波。

用C语言编写的中断服务程序如下：

在编写中断服务程序时必须注意不能进行参数传递，不能有返回值。

相关问答

LJMP是长转移,范围是在64K地址范围内。SJMP是短转移,转移地址范围在-128~127之间。程序中因为转移范围较小,两个指令都可互换LJMP是长转移,范围是在64K地址...

[最佳回答]不一样,不带C的循环,就A里的8位数据自循环,移动8次,循环一周.带C的就不一样,移动一次,C的状态会移入A,而A的移出的位会移进C.就是C参与了移动,所以C...

单片机RL指令,是左移指令(参加左移的是8个位,也就是一个字节)。是属于单片机的位移指令。RR指令:是右移指令(参加左移的是8个位,也就是一个字节)。相对...

[最佳回答]那么dptr的内容是怎么来的呢,是固化在rom中的吗,用它查表,可以不连续随便查吗,比如ASCIIAB:DB'4123068796ABCDEF',具体是怎么操作的呢,能详细说....

嘿嘿还是俺来帮你解答吧1单片机的硬件复位和门狗复位都是对单片机的复位引脚加一个复位电平产生的此时单片机将进行复位操作pc=0000hp0=p1=p2=p3=0ffh...

[回答]你说的LED灯闪烁,不知是指的流水灯还是一只发光二极管在不停地闪烁?但不管是哪一种,有一点很重要。你在编写此程序时必须要考虑延时,因为51单片机的...

[最佳回答]都是工作于工作方式10.5msORG0000HLJMPSTARTORG000BHLJMPTimer0InterruptSTART:MOVSP,#60HLCALLInitTimer0LOOP...

[回答]1单片机:单片机就是将CPU、存储器、定时计数器、I/O接口电路等集成在一个芯片。也叫单片微型计算机。2单片机系统:以单片机为核心的控制系统。3单...

带闹钟智能电子钟源程序2113源程序如5261下:ORG0000H;程序开始入口4102LJMPSTARTORG0003H;外中断0中断程序入口RETIORG000BH;定时器1653T0中断程序.....

[最佳回答]具体功能要求说一下,液晶是要显示什么