单片机中断系统：按键动作检测与中断扫描法

"在单片机开发中，有时我们需要快速响应按键输入，但又不想让CPU频繁查询按键状态，消耗过多资源。此时，可以利用单片机的中断系统来实现。中断扫描法是一种有效的解决方案，它只在检测到按键按下时执行键盘扫描程序，其余时间CPU可以专注于其他任务。 中断系统是单片机处理外部事件的关键机制。当单片机接收到外部或内部的特定事件信号（如按键按下）时，会暂停当前执行的程序，转而执行与该事件相关的处理代码，这个过程称为中断处理。中断处理完成后，单片机会返回到中断前的位置，继续执行被中断的程序，这种特性使得单片机能同时处理多个任务，提高了系统的实时性。 5.1 中断的概念：中断是单片机对外部事件的响应机制，当系统检测到中断请求时，会暂时停止当前执行的任务，跳转到中断服务程序进行处理。 5.2 中断控制系统：中断控制系统包括中断请求、中断响应、中断处理和中断返回四个部分。中断请求是外部或内部模块向CPU发出的请求信号；中断响应是CPU识别到请求并保存当前状态；中断处理是执行中断服务子程序；中断返回则是恢复现场，返回到中断前的位置继续执行。 5.3 中断处理过程：当发生中断时，CPU会保存当前的程序计数器（PC）和寄存器状态，然后跳转到中断服务子程序的地址，执行相应的处理代码，最后通过中断返回指令恢复现场并回到原程序执行。 5.4 中断的编程及应用：在编写中断程序时，需要定义中断服务函数，并设置中断允许位，例如在51系列单片机中，通过设置EA（全局中断允许）和相应的中断源允许位（如EX0）来启用中断。中断服务函数通常包含对中断事件的处理逻辑。 实例2 中断扫描法行列式键盘：在行列式键盘设计中，使用中断扫描法可以显著减少CPU的负担。例如，当一个按键按下时，对应的行线和列线会产生电平变化，通过检测这些变化，CPU可以确定是哪个按键被按下，然后执行相应操作，如改变LED的状态。 在给定的示例程序中，单片机采用AT89C52型号，P3.2引脚被配置为外部中断0（INT0）。当有人按键时，外部中断0会被触发，执行INT0_srv()中断服务程序。这个程序首先延时以滤除按键抖动，然后检查INT0标志是否仍然为低，确保按键确实被按住，之后翻转P1.0引脚上的LED状态。主程序是一个无限循环，没有直接调用中断服务函数，而是由中断系统在检测到按键按下时自动调用INT0_srv()。 利用中断系统进行按键检测不仅可以提高响应速度，还能避免不必要的CPU资源浪费。在实际应用中，可以通过适当优化中断服务程序，如加入去抖动算法，进一步提高系统的稳定性和效率。"