51 单片机【外部中断、定时器中断、回调函数】

这里的外部中断类似监听器，时时刻刻监视某引脚的电平变化；这里的定时器中断类似于定时任务，可以定时执行某函数；这里将回调函数和中断结合起来，案例里有点设计模式的味道（忘了哪个了，也可能就是感觉，关于高层不能调用低层的解决），也有点函数式编程的味道。

1、中断（包括外部中断和定时器中断，串口todo）

中断可以狭义地看作是监听。它可监听如按钮按下、定时器溢出、CPU内部某值的改变等。

以下都是以89C52的某个（大概不是所有）单片机为例，（我也不知道这个是哪个，用哪个就查看哪个的手册）它共有8个中断，这8个中断包含 4个外部中断、3个计时器中断、1个串口中断。中断有四个优先级可供我们设置。

关于这8个中断。
- 串口中断 todo
- 外部中断。太长了，放下面了，和 “中断” 同级了
- 定时器中断。太长了，放下面了，和 “中断” 同级了
关于优先级。
- 优先级需要我们自己设置，没设置的话每个中断没有优先级，所以看作它们是同一个优先级，这时需要通过查询顺序区分先后。
- 优先级可以管控的情况分为两种，第一种——A中断正在执行，B中断触发了；第二种——A和B中断同时触发了。这两种情况都会比较A和B的优先级进行区分谁去执行。
- 每一个当下没执行但已经触发了的中断到后来都会被执行的。
- 如果两个中断平级，则按查询顺序决定哪个中断先执行。
- 按 查询顺序（不是优先级）给中断排一下顺序：外部中断0（INT0'）、定时器中断0（Timer0）、外部中断1（INT1'）、定时器1（Timer1）、串口中断（UART）、定时器中断2（Timer2）、外部中断2（INT2'）、外部中断3（INT3'）。
- 通过查手册设置优先级。

2、外部中断

外部中断有4个，分别监视四个引脚（P32、P33、P42、P43）。

我们需要先配置外部中断，进行一系列的参数开启，才可以让它监视起来。这里只记录一丢丢，具体操作需要查询数据手册。看下图，当我们想使用 INT0' 中断时，我们要做的是把总开关 EA、管控 INT0' 的 EX0打开，然后通过 IT0控制是下降沿触发还是低电平触发即可。

外部中断配置起来简单，但要注意的是，有些寄存器的位在头文件里没有定义，可通过数据手册或下面的第三个图找到它的寄存器然后操作即可。

中断请求标志位写代码时用不到。
```
/**
* 以0号中断为例
*/
#include <STC89C5xRC.H>
#define LED_0 P00

/**
 * @brief 初始化0号中断，这个函数需要被调用一次以开启中断
 */
void Init_Int0(){
    // 打开中断总开关
    EA = 1;

    // 打开外部中断1开关
    EX0 = 1;

    // 配置中断为下降沿触发
    IT0 = 1;
}

/**
* 0号中断触发后要执行的代码
*/
void Func_Int0() interrupt 0 {	// interrupt后面的数是啥看手册
    LED_0 = ~LED_0;
}
```

3、定时器中断。

关于配置定时器中断用到的寄存器位看下图或者从数据手册找。

定时器的触发条件是计数寄存器溢出时触发。

计数寄存器有两个，可通过模式决定如何使用这两个寄存器。修改M0和M1的值，如下第三张图片，或者查手册。

C/T、GATE、M1、M0 这四个位都在TMOD寄存器里，这个寄存器8bit，另外4bit操控另一个定时器的这四个位，这四个位如何配置看图或手册。

看代码吧

void Timer0_Init() {
    // 打开中断开关
    EA = 1;

    // 打开定时器中断开关
    ET0 = 1;

    // 开启TR0，允许 第一个定时器 中断计数
    TR0 = 1;

    // 设置TMOD，TMOD是一个寄存器，它高四位和低四位分别控制两个不同的定时器
    // 我们需要操作低四位的那个寄存器，高四位保持原态
    TMOD &= 0xF0;
    TMOD |= 0x01;

    // timer0 设置为 1ms 中断
    TL0 = T1MS;
    TH0 = T1MS >> 8;


    counter = 0;
}

总的来说一下，外部中断的配置需要总开关EA，单个开关，下降沿/低电平的触发方式；定时器中断配置需要总开关EA，单个开关，TR0/1/2、控制电路的TMOD(也就是里面的位)、两个寄存器的值(通过它俩控制时间)

定时器的函数写在驱动层，即Dri层。

关于定时器的触发时间。

我们外部使用的时钟频率是11.0592MHZ，也就是每秒刷新11059200次。外部时钟频率与芯片内部时钟频率可选择12：1的转换或者6：1的转换，一般我们用12的；

当内部时钟走过 11059200/12/1000 个时钟频率时，过去了1ms；

已知定时器中的计数器溢出时中断触发，我们使用的01模式使用16位全都用来计数，所以当它计到65536时定时器触发；

所以如果我们想让定时器1ms触发一次，只需要初始化定时器时或者每次定时器触发后，把定时器中的计数器置为11059200/12/1000 ，从它走到溢出，刚好走过了1ms。

4、回调函数+定时中断

使用回调函数有个有点，就是可以在高一层定义回调，高一层不用调用低一层的代码，低一层直接调用高一层的回调来掉自己这一层的函数。

我们使用回调函数就是把我们想调用的函数套一层壳子，下面总结下这层壳子要怎么封装和之前写的定时器中断整合在一起。

在定时器的驱动头文件中定义函数指针的类型；
```
typedef void(*Timer0_Callback)(void);
```
在定时器驱动C文件中定义函数指针的数组，用来注册函数；
```
static Timer0_Callback s_timer0_callbacks[MAX_CALLBACK_COUNT];
```

在初始化定时器中将函数指针的数组置空；

// 初始化时函数指针的数组置空
for (i = 0; i < MAX_CALLBACK_COUNT; i++){
   s_timer0_callbacks[i] = NULL;
}

写注册函数的函数，供外部调用

u8 Dri_Timer0_RegisterCallback(Timer0_Callback callback) {
    u8 i;
    for (i = 0; i < MAX_CALLBACK_COUNT; i++) {
        // 注册过，返回
        if (s_timer0_callbacks[i] == callback)  return 1;
    }

    // 没注册过，注册
    for (i = 0; i < MAX_CALLBACK_COUNT; i++) {
        if (s_timer0_callbacks[i] == NULL) {
            s_timer0_callbacks[i] = callback;
            return 1;
        }
    }
	
    return 0;
}

通过定时器执行注册过的函数

void Dri_Timer0_Func() interrupt 1 {
    u8 i;
    // 更新计数器中的数，保证下次还是1ms后触发
    TL0 = T1MS;	  // 这个T1MS是宏定义，(65536 - 11059200 / 12 / 1000)
    TH0 = T1MS >> 8;
    
    // 调用所有的回调函数
    for(i = 0; i<MAX_CALLBACK_COUNT; i++){
        if (s_timer0_callbacks[i]) s_timer0_callbacks[i]();
    }
}

使用时，初始化定时器，调用注册回调函数将我们想实现的逻辑放进去就行了
```
// 代码略
```

定时器中断可以用来解决之前的延时问题，使用起来很灵活，可根据实际情况操作，可以代替延时函数实现按键消抖、数码管的计数等，通过回调函数可以对定时器中断作优化，也很灵活，需要多多练习。

posted on 2023-12-23 21:07 持枢丶阅读(1164) 评论(0) 编辑收藏举报

51 单片机【外部中断、定时器中断、回调函数】