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10天学会嵌入式技术之51单片机-day-4

news 来源：原创 2025/4/22 7:36:32

第十二章中断系统

中断系统是单片机用于处理外部紧急事件的一种机制。中断系统工作的大致流程如下
图所示：当 CPU 正在处理某项任务时，外部发生了某个紧急事件，此时 CPU 会暂停当前
的工作，转而去处理这个紧急事件，处理完之后，再回到原来被中断的位置，继续处理原
来的工作。

中断系统使单片机能够实时响应外部事件，提高了系统的灵活性和响应能力。
关于中断系统，我们先需要了解如下术语：

（1 ）中断源

中断源是指能够引发中断的事件。

（2）中断标志位

中断标志位用于标识某个中断是否发生，每个中断源都有一个与之对应的中断标志位。
当某个中断发生时，相应的中断标位就会置为 1，当 CPU 检测到标志位时，就会处理相应的中断。当中断处理完毕后，中断标志位需要复位（置 0），以便接收下一次中断，有些中
断源的标志位，会在 CPU 处理完中断后，自动复位，而有些则需要开发者手动复位，在使
用中断时，需要注意查看手册说明。

（3）中断服务程序

中断服务程序指处理中断的逻辑，当某个中断标志位置 1 时，CPU 会自动执行相应的
中断服务程序。

（4）中断优先级

中断优先级是指在多个中断同时发生时，单片机响应中断的先后顺序，并且高优先级
的中断可以打断低优先级的中断。

12.2中断源

STC89C52RC 共有 8 个中断源，8 个中断源可分为 3 类，3 个类别分别是外部中断、定
时器中断、串口中断，下面简要介绍每种类型。

12.2.1外部中断

（4个：INT0，INT1，INT2，INT3）

外部中断是指由单片机外部的紧急事件触发的中断，通过向单片机的特定引脚发送特
定的信号触发。STC89C52RC 共提供了 4 个外部中断引脚，分别是 INT0，INT1，INT2，
INT3，如下图所示。

51 单片机的外部中断支持两种触发方式，分别是低电平触发和下降沿触发。

12.2.2 定时器中断

（3个：Timer0、Timer1、Timer2）

定时器中断是指由单片机内部的定时器触发的中断。
定时器是大多数单片机都具备的一个功能模块，用于实现定时任务。其用法是，设置
一个定时值，然后开始计时，待计时结束后，触发相应的定时器中断，开发者可以在中断
服务程序中编写定时任务的逻辑。

STC89C52RC 共有三个定时器，分别是 Timer0、Timer1、Timer2，每个定时器都有一
个相对应的中断。

12.2.3 串口中断

串口中断是由单片机串口触发的中断。

串口是单片机用于收发数据的重要接口之一，当单片机通过串口接收到数据或者发送
完数据后都会触发相应的中断。

STC89C52RC 的串口引脚为 TxD 和 RxD，其中 TxD 用于发送数据，RxD 用于接收数
据，如下图所示。

12.3 中断服务程序

中断服务程序是指用于处理中断的一段代码，当中断发生时，CPU 就会暂停当前程序
的执行，转而执行对应的中断服务程序，处理完中断后再恢复到原来的程序。
STC89C52RC 共有 8 个中断源，分为 4 个外部中断、3 个定时器中断和 1 个串口中断，
开发者可以为每个中断源声明相应的中断服务程序，中断服务程序的声明语法如下。

12.4 中断优先级

STC89C52RC 共有四个中断优先级，每个中断源都可以单独设置优先级。若多个中断
同时发生，优先级高的会被优先处理；若两个中断的优先级相同，则根据其中断号决定处
理顺序，中断号越小越优先。

除此之外，高优先级的中断还可以打断低优先级的中断，也就是说当 CPU 正在处理一
个中断时，又发生了另外一个优先级比它还高的中断，此时 CPU 会暂停原来中断的服务程
序，转而去处理这个高优先级的中断，处理完之后，再回到原来低优先级的中断服务程序。
这个机制叫做中断嵌套，STC89C52RC 支持两级中断嵌套。

第 13 章外部中断——按键控制 LED 亮灭

13.1 需求描述

使用外部中断的方式，通过 SW3 按键控制 LED1 的亮灭

13.2 硬件设计

若想通过外部中断的方式检测按钮，必须将按钮接入 4 个外部中断引脚之一，如下图
所示，可以看到 SW3 可用于触发外部中断 0。

13.3 外部中断使用说明

STC89C52RC 的外部中断需要进行如下配置才可使用。

13.3.1 启用中断

默认情况，CPU 会屏蔽所有中断请求，也就是说 CPU 不会响应任何中断请求，要使用
中断，必须先进行启用。

每个中断源是否被启用，是由单片机内部的两个寄存器控制的，这两个寄存器分别是
IE（Interrupt Enable，中断允许）寄存器和 XICON（Auxiliary Interrupt Control，辅助中断
控制）寄存器。

两个寄存器的具体结构如下。

两个寄存器各有 8 位，每位的作用可参考下图（STC89C52 系列中断系统结构图）。

从上图可以看出，STC89C52 系列的中断系统具有两级控制，首先是 EA 总控制位，其
次是每个中断源各自的控制位。因此若需要启用某个中断，需要先将总控制位 EA 置位 1，
再将该中断自身的控制为置为 1。

13.3.2配置外部中断触发方式

STC89C52 系列的外部中断支持两种触发方式，分别是低电平触发和下降沿触发，4 个
外部中断各需要 1 个控制位用于设置触发方式，这 4 个控制位分布于如下两个寄存器中，
分别是 XICON（Auxiliary Interrupt Control，辅助中断控制）寄存器中、TCON（Timer 0
and 1 Control）寄存器，如下图所示。

4 个控制位的具体作用可参考下图（STC89C52 系列中断系统结构图）。

从上图可以看出 IT0~IT3 分别用于设置外部中断 0 到 3 的触发方式，且 0 表低电平触
发，1 表示下降沿触发。

13.3.3 配置中断优先级（可选）

STC89C52 系列的中断系统支持四个优先级，所以每个中断源的优先级都需要通过 2
个控制位进行配置，8 个中断源共需要 16 个控制位，这 16 个控制位分布在如下 3 个寄存器
中，分别是 IPH（Interrupt Priority High，中断优先级高位）寄存器，IP（Interrupt Priority
Low，中断优先级低位）寄存器，XICON（Auxiliary Interrupt Control，辅助中断控制）寄
存器。

三个寄存器的具体结构如下。

13.3.4 定义中断服务程序

外部中断 0 到外部中断 3 的中断号分别是：0、2、6、7，以外部中断 0 为例，其中断
服务程序应定义为

void INT0_Handler() interrupt 0
{
}

13.4 软件设计

13.4.1 实现思路

（1）启用外部中断 0

// 打开中断总开关
EA = 1;
// 打开外部中断 0 开关
EX0 = 1

(2）配置外部中断 0 的触发方式

当前案例选择下降沿触发更为合理，因为选择低电平触发会导致按键按下时，外部中
断一直被重复触发。

// 配置外部中断为下降沿触发
IT0 = 1;

(3）配置中断优先级

当前程序只有一个，优先级可省略不配。

(4）中断服务程序

完成上述配置后，需要根据需求定义中断服务程序，当前需求相对比较简单，中断服
务程序如下。

void INT0_Func() interrupt 0
{// 中断中打开 LED0LED0 = ~LED0;
}

13.4.2 完整代码

#include <STC89C5xRC.H> //包含 STC89C52 的头文件
#define LED0 P00
void Init_INT0()
{// 打开中断总开关EA = 1;// 打开外部中断 0 开关EX0 = 1;// 配置外部中断为下降沿触发IT0 = 1;
}
void main()
{Init_INT0();while (1);
}
/**
* @brief 中断函数中打开 LED0，代表当触发中断时，LED0 会打开。
* 根据我们之前的设置，当按下 SW3 时，P32 为低电平，此时 LED0 打开。
*
* interrupt 0 表示 0 号中断触发时执行该函数的逻辑
* 如果用 C 语言编程，中断查询次序就是中断号
*/
void INT0_Func() interrupt 0
{// 中断中打开 LED0LED0 = ~LED0;
}