原创 功能强大的时钟中断

功能强大的时钟中断

　　在单片机程序设计中，设置一个好的时钟中断，将能使一个CPU发挥两个CPU的功效，大
大方便和简化程序的编制，提高系统的效率与可操作性。我们可以把一些例行的及需要定时
执行的程序放在时钟中断中，还可以利用时钟中断协助主程序完成定时、延时等操作。
　　下面以6MHz时钟的AT89C51系统为例，说明时钟中断的应用。
　　定时器初值与中断周期　时钟中断无需过于频繁，一般取20mS(50Hz)即可。如需要百分
之一秒的时基信号，可取10mS(100Hz)。这里取20mS，用定时器T0工作于16位定时器方式(方
式1)。T0的工作方式为：每过一个机器周期自动加1，当计满0FFFFh，要溢出时，便会产生
中断，并由硬件设置相应的标志位供软件查询。即中断时比启动时经过了N+1个机器周期。
所以，我们只要在T0中预先存入一个比满值0FFFFh小N的数，然后启动定时器，便会在N个机
器周期后产生中断。这个值便是所谓的“初值”。下面计算我们需要的初值：时钟为6MHz，
12个时钟周期为一个机器周期，20mS中有10000个机器周期。(10000)10=(2710)16，则
0FFFFh-2710h+1=0D8F0h。由于响应中断、保护现场及重装初值还需要7~8个机器周期，把这
个值再加上7，即T0应装入的初值是0D8F7h。每次中断进入后，先把A及PSW的值压入堆栈，
然后即把0D8F7h装入T0。
　　设置一个单元，每次中断加1　我们可以取内部RAM中一个单元，取名为INCPI
(Increase Per Interrupt)，在中断中，装完T0初值后，用INC　INCPI指令将其加一。从这
个单元中，无论中断程序还是主程序，都可以从中获得20mS的1~256之间任意整数倍的信
号。例如：有一段向数码管送显的程序，需要每0.5秒执行一次以便刷新显示器，便可以设
一单元(称为等待单元)W_DISP，用/MOV A,INCPI/ADD A,#25/MOV W_DISP,A/语句让其比当前
的INCPI值大25，然后在每次中断中检查是否于INCPI值相等。若相等，说明已过了25个中断
周期，便执行送显程序，并且让W_DISP再加上25，等待下个0.5秒。我们可以设置多个等待
单元，以便取出多个不同的时基信号。让中断程序在每次中断时依次查询各个等待单元是否
与INCPI相等，若相等，则执行相应的处理，并重新设置该等待单元的值，否则跳过。例
如：用0.5秒信号刷新或闪烁显示器，用1秒信号产生实时时钟，或输出一定频率的方波，以
一定间隔查询输入设备等。
　　在中断中读键　通常，我们在主程序中读键盘，步骤为：扫描键盘，若有键按下，则延
时几十毫秒去抖动，再次确认此键确实按下，然后处理该键对应的工作，完成后再次重上述
步骤。但这有两点不足：1.处理相应工作时无法锁存按键的输入，即可能漏键。2.延时去抖
时CPU无法做其它事情，效率不高。如果把读键放入时钟中断中，则可避免上述不足。方法
为：如果两次相邻的中断中都读到同一个键按下，则这个键是有效的(达到了去抖目的)，并
将其锁存到先入先出(队列)的键盘缓冲区，等主程序来处理。这样，主程序处理按键的同
时，仍可响应键盘的输入。缓冲区深度通常可设为8级，若锁存的键数多于8个，则忽略新的
按键，并报警提示用户新的按键将无效。若键盘缓冲队列停滞的时间大大长于主程序处理按
键所需要的最大时间，说明主程序已出错或跑飞，可以在中断用指令将系统复位，起到了看
门狗的目的。
　　主程序中的延时　由于有常开的时钟中断，所以当主程序中有需要时间较短、精度较高
的延时时，应暂时把时钟中断关闭。而程序中需要时间较长、精度不高的延时时，便可仿照
下需的写法，避免多层嵌套的循环延时。
　　例：在P1.1输出1秒的高电平脉冲
    MOV    A,INCPI
    INC    A
    CJNE    A,INCPI$    ；等待一次中断处理完成
    SETB    P1.1        ；设P1.1为H，脉冲开始
    ADD    A,#50        ；50个20mS为1秒
    CJNE    A,INCPI,$    ；等中断将INCPI加一50次
    CLR    P1.1        ；设P1.1为L，脉冲结束
　　结束语：从上看出，要灵活地应用时钟中断，将任务合理分配给中断和主程序，并且二
者要分工明确，接口简单。这其中的技巧还需要大家在实践中多多摸索与体会。另外要注
意：应尽量缩短中断处理程序的执行时间，更不要长于20mS。