实例讲解PIC单片机之中断程序

　　一、中断的基本概念

　　中断程序一般指中断服务程序。中断服务程序，处理器处理“急件”，可理解为是一种服务，是通过执行事先编好的某个特定的程序来完成的，这种处理“急件”的程序被称为——中断服务程序。在程序方面来说 当CPU在执行一个程序的时候，突然产生了中断事件CPU就去执行中断程序了，当执行完成后CPU又回来执行原先的程序。

　　当单片机正在执行程序时，出现了某些特殊状况，例如定时时间到、有键盘信号输入等，此时CPU须要暂时停止当前的程序，而转去执行处理这些事件的程序，待执行完这些特定的程序之后，再返回到原先的程序去执行，这就形成了一次“中断”。“中断”加强了单片机处理突发事件的能力，如果没有中断功能，对可能发生的特殊状况的处理就必须采用定时查询，这样就会浪费大量的CPU时间。

　　因此，中断是单片机中很重要的一个概念，是提高工作效率的重要功能，中断系统功能的好坏是衡量单片机功能的重要指标。单片机的“中断源”与单片机包含的外围设备有很大的关系，所谓“中断源”就是引起中断的原因或根源，就是中断请求的来源。16F873/876内部集成了12个外围设备。

　　外围设备在工作过程中，都需要CPU参与控制、协调或交换数据等服务，而CPU正是通过中断技术使得这些外围设备协调工作的。PIC单片机作一次中断处理的过程如下，当某一中断源发出中断请求时：

　　①假如CPU正在执行更重要的任务，则可采用屏蔽的方法暂时不响应该中断请求；

　　②如果可以响应该中断请求，则CPU执行完当前指令后，必须把断点处的程序计数器PC的值（即下一条指令的地址）压入堆栈保存起来（断点保护），也可以把一些的重要寄存器内容也保护起来（现场保护）。然后再转移到相应的中断服务子程序中执行。

　　③在中断服务子程序中，首先必须确定发出中断请求的中断源，然后再跳转到与该中断源相对应的程序分支中去执行中断服务程序。

　　④当中断服务程序执行毕后，必须先恢复被保护的寄存器的值（现场恢复），再将程序计数器PC的值从堆栈中恢复（断点恢复） ，使CPU返回断点处继续执行被中断的程序。

　　二、中断处理过程

　　（1）保护被中断进程现场。为了在中断处理结束后能够使进程准确地返回到中断点，系统必须保存当前处理机程序状态字PSW和程序计数器PC等的值。

　　（2）分析中断原因，转去执行相应的中断处理程序。在多个中断请求同时发生时，处理优先级最高的中断源发出的中断请求。

　　（3）恢复被中断进程的现场，CPU继续执行原来被中断的进程。

　　三、中断的运用

　　1、设置中断相关寄存器。这里包含了中断源的方式（高、低、下降沿、上升沿），优先级等，最后得开启当前的中断（可能有多个中断），开启总中断。设置完后，有中断信号到来后，CPU就会处理了，自动跳转到中断里去。

　　2、中断服务函数。也就是CPU跳到中断去，你想让单片机干什么。比如之前的例子，开门后，看是小广告，我们不要，那关门。中断服务函数就这样，就是单片机跳过去需要处理的事情，一般是要求时效性的，紧急的事。

　　3、中断嵌套。等会用一般的中断后，再理解嵌套就简单了。

　　四、PIC16F876的中断源

　　PIC16F876单片机具备的中断源如下表所示：

　　从上表可看出，各中断源基本上都与各个外围设备模块相对应的：多数的外围设备对应着一个中断源（如定时／计数器TMR0），也有的外围设备对应二个中断源（如SCI同步／异步接收／发送器USART）；有的外围设备没有中断源与之对应（如输入／输出端口 RA和RC）；也有的中断源没有外围设备与之对应（例如外部中断源INT）。

　　每一种中断源对应了一个中断标志位，记为XXXF，以及一个中断屏蔽位或叫中断使能位，记为XXXE。中断源产生的中断信号能否到达CPU，都受控于相应的中断屏蔽位。 每个中断源申请中断时，其中断标志位会自动置位，中断标志位的清0是由用户程序完成的；而每个中断屏蔽位的置位和清位均由用户程序完成。

　　PIC16F876单片机的中断系统的逻辑电路如图：

　　图中全部的的14个中断源按两个梯队并列排开，第一梯队中只安排了3个中断源，其余的中断源全部安排到第二梯队中。所有的中断源都受“全局中断屏蔽位”（也称总屏蔽位）GIE的控制；第一梯队的中断源不仅受GIE的控制，还要受各自中断屏蔽位的控制；第二梯队的中断源不仅受到GIE和各自中断屏蔽位的控制，还要受到一个外设中断屏蔽位PEIE的控制。

　　五、中断相关的寄存器

　　与中断有关的特殊功能寄存器SFR共有6个，分别是：

　　选项寄存器OPTION_REG、中断控制寄存器INTCON、第一外围设备中断标志寄存器PIR1、第一外围设备中断屏蔽寄存器PIE1（也称中断使能寄存器）、第二外围设备中断标志寄存器PIR2和第二外围设备中断屏蔽寄存器PIE2。

　　后5个SFR，共有40位，但仅使用了30位来控制中断，分别与图中的中断逻辑电路输入信号成严格的对应关系。

　　1、选项寄存器OPTION _REG

　　该寄存器包含了与定时／计数器TMR0、分频器和端口RB有关的控制位。RB端口引脚RB0和外部中断INT复用一脚，与该脚有关的一个控制位含义如下：

　　INTEDG：外部中断INT触发信号边沿选择位：1=选择RB0／INT上升沿触发；0=选择RB0／INT下降沿触发。

　　2、中断控制寄存器INTCON

　　它将第一梯队中的3个中断源的标志位和屏蔽位，以及PEIE和GIE包含在其中：

　　RBIF：端口RB的引脚RB4～RB7电平变化中断标志位。1=RB4～RB7已经发生了电平变化；0=RB4～RB7尚未发生电平变化。

　　RBIE：端口RB的引脚RB4～RB7电平变化中断屏蔽位。1=允许RB产生的中断；0=屏蔽端口RB产生的中断。

　　INTF：外部INT引脚中断标志位。1=外部INT引脚有中断触发信号； 0=外部INT引脚无中断触发信号。

　　INTE：外部INT引脚中断屏蔽位。 l=允许外部INT引脚产生的中断；0=屏蔽外部INT引脚产生的中断。

　　T0IF：TMR0溢出中断标志位。1=TMR0已经发生了溢出；0=TMR0尚未发生溢出。

　　T0IE：TMR0溢出中断屏蔽位。1=允许TMR0溢出后产生的中断； 0=屏蔽TMR0溢出后产生的中断。

　　PEIE：外设中断屏蔽位。1=允许CPU响应来自第二梯队中断请求0=禁止CPU响应来自第二梯队中断请求。

　　GIE：全局中断屏蔽位（总屏蔽位）。1=允许CPU响应所有中断源产生的中断请求；0=禁止CPU响应所有中断源产生的中断请求。

　　3、 第一外围设备中断标志寄存器PIR1

　　

　　该寄存器中各中断标志位的含义如下：

　　TMR1IF：定时／计数器TMR1模块溢出中断标志位。1=发生了TMR1溢出； 0=未发生TMR1溢出。

　　TMR2IF：定时／计数器TMR2模块溢出中断标志位。1=发生了TMR2溢出； 0=未发生TMR2溢出。

　　CCP1IF：输入捕捉／输出比较／脉宽调制CCP1模块中断标志位。 输入捕捉模式下：1=发生了捕捉中断请求；0=未发生捕捉中断请求。输出比较模式下：1=发生了比较输出中断请求；0=未发生比较输出中断请求。脉宽调制模式下： 无用。

　　SSPIF：同步串行端口（SSP）中断标志位。1=发送／接收完毕产生的中断请求；0=等待发送／接收。

　　TXIF：串行通信接口（SCI）发送中断标志位。1=发送完成，即发送缓冲区空 0=正在发送，即发送缓冲区未空。

　　RCIF：串行通信接口（SCI）接收中断标志位。1=接收完成，即接收缓冲区满0=正在接收，即接收缓冲区空。

　　ADIF：模拟／数字（A／D）转换中断标志位。1=发生了A／D转换中断；0=未发生A／D转换中断。

　　PSPIF：并行端口中断标志位，只有40脚封装型号具备，对于28脚封装型号总保持0。1=并行端口发生了读／写中断请求；0=并行端口未发生读／写中断请求。

　　4、 第一外围设备中断屏蔽寄存器PIE1

　　

　　该寄存器中包含的中断屏蔽位（使能位）的含义如下：

　　TMR1IE：定时器／计数器TMRl模块溢出中断屏蔽位。l＝开放TMRl溢出发生中断；0＝屏蔽TMRl溢出发生中断。

　　TMR2IE：定时／计数器TMR2溢出中断屏蔽位。1=开放TMR2溢出发生的中断；0=屏蔽TMR2溢出发生的中断。

　　CCP1IE：输入捕捉／输出比较／脉宽调制CCP1模块中断屏蔽位。1=开放CCP1模块产生的中断请求；0=屏蔽CCP1模块产生的中断请求。

　　SSPIE：同步串行端口（SSP）中断屏蔽位。1=开放SSP模块产生的中断请求0=屏蔽SSP模块产生的中断请求。

　　TXIE：串行通信接口（SCI）发送中断屏蔽位。1=开放SCI发送中断请求；0=屏蔽SCI发送中断请求。

　　RCIE：串行通信接口（SCI）接收中断屏蔽位。1=开放SCI接收中断请求；0=屏蔽SCI接收中断请求。

　　ADIE：模拟／数字（A／D）转换中断屏蔽位。1=开放A／D转换器的中断请求；0=屏蔽A／D转换器的中断请求。

　　PSPIE：并行端口中断屏蔽位，只有40脚封装型号具备，对于28脚封装型号总保持0。1=开放并行端口读／写发生的中断请求；0=屏蔽并行端口读／写发生的中断请求。

　　5、 第二外围设备中断标志寄存器PIR2

　　

　　CCP2IF：输入捕捉／输出比较／脉宽调制CCP2模块中断标志位。输入捕捉模式下：1=发生了捕捉中断请求（必须用软件清0）；0=未发生捕捉中断请求。输出比较模式下：1=发生了比较输出中断请求（必须用软件清0）；0=未发生比较输出中断请求。脉宽调制模式下：无用

　　BCLIF：I2C总线冲突中断标志。当同步串行端口MSSP被配置成I2C总线的主控器模式时：1=发生了总线冲突；0=未发生总线冲突。

　　EEIF：EEPROM写操作中断标志位。1=写操作已经完成（必须用软件清0）；0=写操作未完成或尚未开始进行。

　　6、 第二外围设备中断屏蔽寄存器PIE2

　　

　　CCP2IE：输入捕捉／输出比较／脉宽调制CCP2模块中断屏蔽位。1=开放CCP2模块产生的中断请求；

　　0=屏蔽CCP2模块产生的中断请求。

　　EEIE：EEPROM写操作中断屏蔽位。1=开放EEPROM写操作产生的中断请求；0=屏蔽EEPROM写操作产生的中断请求。

　　六、PIC单片机timer中断实例

　　功能描述： Timer0实现1s定时，RD低四位取反控制LED低四位，Timer1实现0.5s定时，RD高四位取反控制LED高四位

　　维护记录： 2011-8-22

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　　#include 《pic.h》 //头文件在HI-TECH安装目录下\HI-TECH Software\PICC\std\9.60\include

　　#define uchar unsigned char

　　#define uint unsigned int

　　uint temp1，temp2;

　　//***********************************************************************************

　　//延时

　　//***********************************************************************************

　　void delay（uint time）

　　{

　　uint i，j;

　　for（i = 0;i 《 time; i++）

　　{

　　for（j = 0;j 《 30; j++）;

　　}

　　}

　　//***********************************************************************************

　　//IO初始化操作

　　//***********************************************************************************

　　void IO_init（void）

　　{

　　TRISD=0x00; //RD设置为输出

　　PORTD=0xff; //初始化为高

　　}

　　//***********************************************************************************

　　//timer0初始化

　　//***********************************************************************************

　　void timer0_init（void） //fosc/4=4M/4所以计数周期为1us

　　{

　　T0CS=0; //timer0工作于定时器方式

　　PSA=1; //timer0不分频

　　T0IF=0; //清timer0中断标志

　　T0IE=1; //timer0中断允许

　　TMR0=0xAA; /*置初值，定时100us。因为写入TMR0后接着的两个周期不能增量，

　　中断需要3个周期的响应时间，以及C语言自动进行现场保护要消

　　耗周期，取修正值15，所以只需要定时100-15=85us

　　初值=255-85=0xaa*/

　　GIE=1; //开总中断

　　}

　　//***********************************************************************************

　　//timer1初始化

　　//***********************************************************************************

　　void timer1_init（void） //fosc/4=4M/4所以计数周期为1us

　　{

　　T1CON=0X01; //16位定时方式

　　TMR1IF=0; //清timer1中断标志

　　TMR1IE=1; //timer1中断允许

　　TMR1H=0xFC; /*置初值，TMR1每1ms中断一次。因为写入TMR1后接着的两个周期不能增量，

　　中断需要3个周期的响应时间，以及C语言自动进行现场保护要消

　　耗周期，取修正值15，所以只需要定时1000-15=985us

　　初值=65535-985=0xFC26*/

　　TMR1L=0x26;

　　PEIE=1; //允许外围中断

　　GIE=1; //开总中断

　　}

　　//*************************************************

　　**********************************

　　//中断服务子程序

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　　void interrupt ISR（void）

　　{

　　// Timer0 interrupt service routine

　　if（TMR0IF==1）

　　{

　　TMR0=0xAA; //每100us中断一次对TMR0写入一个调整值。

　　T0IF=0; //清timer0中断标志

　　temp1++; //中断次数加1

　　if（temp1》9999） //中断10000次后，为1秒

　　{

　　temp1=0; //中断次数清0

　　RD0=！RD0;RD1=！RD1; RD2=！RD2; RD3=！RD3;//取反控制RD低4位LED发光或熄灭

　　}

　　}

　　// Timer1 interrupt service routine

　　if（TMR1IF==1）

　　{

　　TMR1H=0XFC; //中断一次对TMR1写入一个调整值。

　　TMR1L=0x26;

　　TMR1IF=0; //清timer1中断标志

　　temp2++; //中断次数加1

　　if（temp2》499） //中断500次后，为0.5秒

　　{

　　temp2=0; //中断次数清0

　　RD4=！RD4; RD5=！RD5; RD6=！RD6; RD7=！RD7; //取反控制RD高4位LED发光或熄灭

　　}

　　}

　　}

　　//***********************************************************************************

　　//主函数

　　//***********************************************************************************

　　main（）

　　{

　　__CONFIG（XT&WDTDIS&LVPDIS）; //配置，设置为晶振XT方式振荡，禁看门狗，禁低电压编程

　　IO_init（）; //IO初始化

　　timer0_init（）; //定时器0初始化

　　timer1_init（）; //定时器1初始化

　　while（1）; //死循环

　　}

　　//******************************************程序结束*****************************************