一文读懂51单片机的停止系统

目录
弁言
一、停止的根本概念
1. 停止源
2. 停止控制器
3. 停止向量表
4. 停止服务子程序
二、51单片机的停止系统结构
1. 外部停止
2. 定时器停止
3. 串行口停止
三、51单片机的停止优先级
四、停止系统编程实践
1. 外部停止示例
2. 定时器停止示例
五、停止系统的应用
结论

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弁言

在嵌入式系统开辟中，停止系统是一个至关重要的部分。51单片机作为经典的8位微控制器，其强大的停止处置惩罚本领使得它在多种应用场景中表现精彩。本文将具体介绍51单片机的停止系统，包括停止的根本概念、停止源、停止控制器、停止向量表、停止服务子程序以及停止的应用实例和编程实践。通过本文的学习，读者将能够全面理解51单片机的停止系统，并具备在实际项目中应用停止系统的本领。
一、停止的根本概念

停止是一种特殊的程序执行方式，它允许主程序在执行过程中对外部事件举行及时响应和处置惩罚。停止是一种异步的程序执行方式，与主程序并行运行，并在特定事件发生时自动触发。在51单片机中，常见的事件包括定时器到达、外部信号输入等。当这些事件发生时，停止系统会立即跳转到相应的停止服务子程序中举行处置惩罚，并在完成后返回主程序继续执行。

1. 停止源

外部事件发生时产生停止哀求信号，这个信号源被称为停止源。在51单片机中，停止源可以分为两种类型：内部停止和外部停止。
   

• 内部停止：包括定时器停止、串口停止等。
  
• 外部停止：包括INT0、INT1等。
  

  2. 停止控制器

停止控制器负责对停止哀求举行管理和优先级判断，选出最高优先级的停止源，并向CPU发送停止哀求。51单片机中的停止控制器通过一系列寄存器来实现这一功能，包括停止允许寄存器IE和停止优先级寄存器IP。
   

• IE寄存器：用于控制各个停止源的允许/克制状态。
  
• IP寄存器：用于设置各个停止源的优先级。
  

  3. 停止向量表

停止向量表存储了停止服务子程序的入口地点，当CPU响应停止时，会根据停止号跳转到相应的停止服务子程序。51单片机的停止向量表是固定的，每个停止源都有一个对应的停止向量地点。
4. 停止服务子程序

停止服务子程序是处置惩罚停止事件的程序代码段，它与主程序相互独立。当停止发生时，CPU会跳转到相应的停止服务子程序执行，处置惩罚完毕后返回主程序继续执行。
二、51单片机的停止系统结构

51单片机的停止系统结构相对简单，但功能强大。它支持多个停止源，包括外部停止0（INT0）、外部停止1（INT1）、定时器0停止（T0）、定时器1停止（T1）以及串行口停止（RXD、TXD）。默认环境下，这些停止源的优先级按INT0 -> T0 -> INT1 -> T1 -> (RXD、TXD)的顺序划分，但可以通过设置IP寄存器来改变优先级。
1. 外部停止

外部停止是由外部信号触发的停止，51单片机有两个外部停止源：INT0和INT1。它们分别连接在P3.2和P3.3引脚上，可以通过设置TCON寄存器中的IT0和IT1位来选择触发方式（低电平触发或下降沿触发）。
2. 定时器停止

51单片机有两个16位定时器/计数器：定时器0（T0）和定时器1（T1）。它们既可以作为定时器利用，也可以作为计数器利用。当定时器溢出或计数器计满时，会触发停止。
   

• 定时器0（T0）：连接在P3.4引脚上。
  
• 定时器1（T1）：连接在P3.5引脚上。
  

  3. 串行口停止

串行口停止是由串行通信引起的停止。当串行口发送或接收一个字符时，会触发停止。这允许CPU在不必要轮询串行口状态的环境下，及时处置惩罚串行通信数据。
三、51单片机的停止优先级

51单片机的停止优先级可以通过设置IP寄存器来设置。IP寄存器中的每一位对应一个停止源的优先级，设置为1时表示高优先级，设置为0时表示低优先级。默认环境下，停止源的优先级按照INT0 -> T0 -> INT1 -> T1 -> (RXD、TXD)的顺序划分。
四、停止系统编程实践

下面将通过几个具体的例子，展示怎样在51单片机中编写停止服务子程序和处置惩罚停止。
1. 外部停止示例

以下是一个外部停止0（INT0）的示例程序，它利用P3.2引脚上的按键触发停止，当按键按下时，点亮或熄灭流水灯。

1. #include <reg52.h>
2. #define uint unsigned int
3. #define uchar unsigned char
4. sbit key_s2 = P3^0; // 按键S2连接在P3.0引脚上
5. sbit flag = P3^7;   // 标志位flag，用于产生下降沿
7. void delay(uint z) {
8.     uint x, y;
9.     for(x = z; x > 0; x--)
10.         for(y = 114; y > 0; y--);
11. }
13. // 外部中断0初始化
14. void clInit() {
15.     EA = 1;  // 开总中断
16.     EX0 = 1; // 开外部中断0
17.     IT0 = 1; // 外部中断0下降沿触发
18. }
20. // 外部中断0中断服务程序
21. void ext0_isr(void) interrupt 0 {
22.     P1 = ~P1; // 反转P1口的状态，实现流水灯效果
23. }
25. void main() {
26.     clInit(); // 外部中断0初始化
27.     while(1) {
28.         if(key_s2 == 0) { // 判断按键S2是否被按下
29.             delay(20); // 按键消抖
30.             if(key_s2 == 0) {
31.                 flag = 1; // 产生下降沿
32.                 flag = 0;
33.                 while(!key_s2); // 松手检测
34.             }
35.         }
36.     }
37. }

复制代码

在这个例子中，我们首先定义了按键S2和标志位flag的引脚连接。然后在clInit函数中，我们开启了总停止、外部停止0，并设置了外部停止0为下降沿触发。在ext0_isr停止服务程序中，我们反转了P1口的状态，实现了流水灯效果。在main函数中，我们不绝检测按键S2的状态，当按键按下时，产生下降沿并触发停止。
2. 定时器停止示例

以下是一个定时器0停止的示例程序，它利用定时器0实现准确的时间控制和LED闪烁。

1. #include <reg52.h>
2. #define uint unsigned int
3. #define uchar unsigned char
4. sbit LED = P1^0; // LED连接在P1.0引脚上
6. void Timer0Init() {
7.     TMOD = 0x01; // 设置定时器0为模式1（16位定时器）
8.     TH0 = 0xFC;  // 初始值，定时约1ms
9.     TL0 = 0x66;
10.     ET0 = 1;     // 使能定时器0中断
11.     EA = 1;      // 开总中断
12.     TR0 = 1;     // 启动定时器0
13. }
15. // 定时器0中断服务程序
16. void Timer0_ISR(void) interrupt 1 {
17.     TH0 = 0xFC;  // 重装初值
18.     TL0 = 0x66;
19.     LED = ~LED;  // 反转LED状态
20. }
22. void main() {
23.     Timer0Init(); // 定时器0初始化
24.     while(1) {
25.         // 主程序循环，可以添加其他任务
26.     }
27. }

复制代码

在这个例子中，我们首先定义了LED的引脚连接。然后在Timer0Init函数中，我们设置了定时器0为模式1（16位定时器），并初始化了定时初值以实现约1ms的定时。接着我们使能了定时器0停止和总停止，并启动了定时器0。在Timer0_ISR停止服务程序中，我们重装了定时初值，并反转了LED的状态，实现了LED闪烁。在main函数中，我们只必要调用Timer0Init函数举行初始化，然后主程序循环即可。
五、停止系统的应用

51单片机的停止系统广泛应用于嵌入式系统开辟中，以下是一些常见的应用场景：
   

• 定时器/计数器：通过定时器/计数器停止实现准确的时间控制和脉冲宽度调制等功能。
  
• 外部信号输入：通过外部停止输入端口实现与其他设备的交互和数据传输。
  
• 串口通信：通过串口停止实现与外部设备的数据交换和通信。
  
• 数据处置惩罚：通过停止服务子程序实现各种数据处置惩罚和转换操纵。
  
• 多使命处置惩罚：通过停止抢占优先级实现多使命并发处置惩罚，进步系统的效率和性能。
  

  结论

通过本文的学习，读者应该对51单片机的停止系统有了全面的了解。停止系统作为一种高效的事件处置惩罚机制，在嵌入式系统开辟中发挥偏重要作用。掌握51单片机的停止系统原理和应用，可以资助开辟人员更好地实现各种系统功能，并进步嵌入式系统开辟的效率和质量。希望本文能为读者在实际项目中应用停止系统提供有益的参考和资助。

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