51单片机IO端口中断处理：剖析中断机制，响应事件

# 1. 51单片机IO端口中断机制概述**

**1.1 中断的概念**

中断是一种硬件机制，当外部事件或内部事件发生时，它会暂停当前正在执行的程序，并转而执行中断服务程序（ISR）。在51单片机中，中断源可以是外部引脚上的电平变化或内部模块（如定时器）的溢出。

**1.2 中断处理流程**

当中断发生时，51单片机会执行以下步骤：

- 保存当前程序计数器（PC）和程序状态字（PSW）
- 根据中断向量表中的地址跳转到相应的ISR
- ISR执行中断处理逻辑
- ISR执行完成后，恢复PC和PSW，返回到中断发生前的程序

# 2. IO端口中断处理技术**

**2.1 中断源与中断向量**

**2.1.1 中断源的分类**

中断源是指触发中断事件的外部或内部事件。51单片机中断源主要分为以下两类：

* **外部中断源：**由外部引脚上的电平变化触发，包括外部中断0、外部中断1和外部中断2。
* **内部中断源：**由单片机内部事件触发，包括定时器中断、串口中断、ADC中断等。

**2.1.2 中断向量的作用**

中断向量是一个存储在固定地址的函数指针，指向中断服务程序。当中断发生时，CPU会根据中断源的类型，从中断向量表中读取对应的中断向量，并跳转到中断服务程序执行。

**2.2 中断服务程序**

**2.2.1 中断服务程序的结构**

中断服务程序是一个特殊的函数，其结构如下：

void interrupt_service_routine() interrupt <interrupt_number>
{
    // 中断处理代码
}

其中：

* `<interrupt_number>`是中断源的编号，例如INT0、INT1等。
* 中断处理代码是针对该中断源的具体处理逻辑。

**2.2.2 中断服务程序的编写**

编写中断服务程序时，需要考虑以下几点：

* **保存寄存器：**中断发生时，需要保存当前CPU寄存器的值，以防止中断处理过程中寄存器被修改。
* **处理中断源：**根据中断源的类型，执行相应的处理逻辑，例如清除中断标志位、读取数据等。
* **恢复寄存器：**中断处理完成后，需要恢复之前保存的CPU寄存器值，以继续执行中断前的代码。
* **返回中断：**最后，使用`reti`指令返回中断，继续执行中断前的代码。

**代码示例：**

以下代码示例展示了外部中断0的中断服务程序：

void interrupt_service_routine() interrupt INT0
{
    // 保存寄存器
    push PSW;
    push ACC;
    push B;

    // 处理中断源
    // ...

    // 恢复寄存器
    pop B;
    pop ACC;
    pop PSW;

    // 返回中断
    reti;
}

**逻辑分析：**

* `push`和`pop`指令用于保存和恢复寄存器。
* `INT0`表示外部中断0的中断源。
* 中断处理代码中，根据外部中断0的触发原因执行相应的处理逻辑。
* `reti`指令返回中断，继续执行中断前的代码。

# 3. IO端口中断应用实践

IO端口中断在实际应用中有着广泛的应用场景，本章节将介绍外部中断和定时器中断的具体应用实践。

### 3.1 外部中断应用

外部中断是IO端口中断的一种，当外部信号发生变化时触发中断。外部中断的配置和处理步骤如下：

#### 3.1.1 外部中断的配置

**1. 中断源选择**

首先需要选择外部中断源，即触发中断的IO端口引脚。51单片机有4个外部中断源，分别为INT0、INT1、INT2和INT3。

**2. 中断触发方式设置**

外部中断的触发方式可以设置为电平触发或边沿触发。电平触发是指当IO端口引脚电平发生变化时触发中断，边沿触发是指当IO端口引脚电平由低电平变为高电平时或由高电平变为低电平时触发中断。

**3. 中断优先级设置**

外部中断的优先级可以设置为高优先级或低优先级。高优先级中断会在低优先级中断处理过程中抢占CPU资源，优先执行