1.实验要求
【目的】
1、熟悉51单片机的5个中断源；
2、掌握外部中断的中断初始化及中断服务函数编程方法，并实现编程将外部中断计数值在数码管上显示出来。
【实验内容】
1、使用Proteus绘制硬件原理图，设置元器件参数；
2、使用KeilC51软件对数码管进行外部中断计数的编程。
【硬件要求】
连接方法：P2.0-P2.7接共阳7段LED数码管，按钮K1接单片机的P3.2（INT0）引脚。
二、知识要点（一）数码管
数码管是一种半导体发光器件，其基本单元是发光二极管，玻璃管内有一个由金属丝网制成的阳极和多个阴极，可以显示数字等信息。
根据其内部结构，即发光二极管单元的连接方式，可分为共阳极和共阴极两种类型的数码管。共阳极数码管是指管内发光二极管的阳极连接在一起，形成公共阳极（COM）的数码管。当某一场的发光二极管阴极为低电平时，对应的场亮，当某一场的阴极为高电平时，对应的场不亮；共阴极数码管与共阳极数码管相反。
当使用共阳极LED数码管时，公共极COM应接+5V；当使用共阴极LED数码管时，公共极COM应接地线GND。
2、八段数码管的字符编码
下面是八段数码管的字形编码表，方便使用时参考：
字符共享阳极和阴极
碳氢化合物
3FH
F9H
06小时
A4H
5BH
B0H
4楼
99H
66H
92H
6DH
82H
7D
F8H
07H
80H
7楼
90H
6FH
（三）C51变量定义的四要素
C51变量定义的四个要素如下：
1. 存储类型（重要！）
存储类型分为auto、extern、static、register四类，默认的存储类型是自动变量（auto），一般不需要写出来。
自动变量的作用域在定义它的函数体或语句块内，执行结束后，变量占用的内存会被释放。
外部变量在其源文件中定义后，只有将其声明为extern后才能在其他源文件中使用。
静态类型与自动类型相反，它所占用的内存单元在执行结束后还会继续保留。
寄存器型变量是指变量对应的存储单元被指定为通用寄存器，可以提高程序的运行速度。
2.数据类型
数据类型分为整型、长整型、字符型、浮点型、指针五种。
3.存储类型（重要！）
C51编译器的三种编译模式对应三种默认的存储类型：SMALL对应data类型，COMPACT对应pdata类型，LARGE对应xdata类型，一般如果没有特殊声明，都采用SMALL编译模式。
数据类型变量的存储区域位于直接寻址区域（片内低位128B RAM），该区域数据访问速度最快，容量较小，作为普通变量或者临时变量存储；
idata类型变量的存储区域位于间接寻址区域（芯片上高位128B RAM）；
xdata类型变量的存储区位于外部寄存器（芯片外的64KB RAM），常用于存储不经常使用的变量或者需要处理的数据；
pdata类型变量的存储区域位于分页寻址区域（芯片外的低位256B RAM），常用于外部设备访问；
代码型变量的存储区域位于程序存储区（ROM）中，常用于存储数据表等固定的信息；
bdata类型变量的存储区域位于位可寻址区域（片内位可寻址区域），允许位和字节混合访问。
（四）中断源
C51单片机的中断系统共有5个中断源，分为2个外部中断源和3个内部中断源，分别是两个外部中断INT0（P3.2）和INT1（P3.3），两个片内定时器/计数器T0和T1，一个片内串口发送或接收中断请求源T1或R1。
另外它具有两级中断优先级，由中断优先级控制寄存器IP控制，每个中断源的优先级都可以通过编程来控制，允许中断受CPU中断、中断源中断两级控制。
（五）相关特殊功能寄存器 1.定时/计数器控制寄存器TCON
定时器/计数器控制寄存器TCON控制定时器/计数器的启动与停止及标志定时器的溢出、中断状态。TCON既可以采用字节寻址，也可以采用位寻址。当51单片机系统复位时，TCON的所有位将被清零。
TCON的格式如下，高4位控制定时器/计数器的启动和中断请求，低4位控制外部中断：
（1）TR1、TR0为操作控制位，当它们等于0时，定时器停止工作，当它们等于1时，定时器开始工作（例如启动定时器T1：TR1=1）；
（2）TF1、TF0为溢出中断标志，当定时器溢出时，由硬件自动置1，CPU响应中断后，硬件自动清0（例如TF1=0时，表示无溢出；TF1=1时，表示有溢出）。
（3）IT1、IT0为外部中断INT0、INT1的触发方式控制位，通过软件置1或者清0来控制外部中断的触发方式。（例如当IT1=1时，外部中断INT1由下降沿触发，当IT1=0时，外部中断INT1由低电平触发）；
（4）IE1、IE0为外部中断的请求标志，当该引脚上出现中断请求信号（低电平或者脉冲下降沿）时，硬件自动将IEX置1，从而产生中断请求标志。当CPU响应中断时，由硬件消除（例如外部中断INT0P3.2引脚上有中断请求信号时，IE0置1，即IE0=1）。
2.中断使能控制寄存器IE
在中断系统中，中断源向CPU发出中断请求后，由中断使能控制寄存器IE和中断优先级控制寄存器IP（本实验中未使用）对CPU进行管理。
中断使能控制寄存器IE控制中断源的开启或者屏蔽，共6位，字节地址为A8H，如下：
（1）EA为中断使能控制位，控制CPU开放中断。当EA=0时，CPU屏蔽所有中断请求；当EA=1时，CPU开放中断（5个中断源的中断请求是否允许，取决于中断请求使能控制位）。
（2）EX0、EX1 分别为外部中断 0 使能位、外部中断 1 使能位。当 EX0=0 时，外部中断 0 关闭，当 EX0=1 时，外部中断 0 使能；当 EX1=0 时，外部中断 1 关闭，当 EX1=1 时，外部中断 1 使能。
（3）ET0、ET1 分别为定时器/计数器 Tx（x=0，1）溢出中断使能位。当 ET0、ET1 等于 0 时，Tx（x=0，1）中断禁止，当 ET0、ET1 等于 1 时，Tx（x=0，1）中断使能。
（4）ES为串口中断使能位，当ES=0时，禁止串口中断，当ES=1时，使能串口中断。
（六）中断程序
中断程序由两部分组成：中断初始化和中断服务。
1.中断初始化步骤
中断初始化就是用户对特殊功能寄存器中的各个控制位进行赋值，步骤如下：
第一步，通过中断使能控制寄存器IE，使能相应中断源的中断；
步骤2*（两个以上的中断需要设置优先级），设置所使用的中断源的中断优先级，通过中断优先级控制寄存器IP；
第三步，如果是外部中断，则需要通过定时器控制寄存器TCON来指定触发方式，即触发方式是电平触发方式还是脉冲触发方式。
当外部中断采用电平触发时，CPU在每个机器周期的S5P2检测INT0、INT1引脚的输入电平，若检测到低电平则认为是中断信号，并且中断服务结束前必须清除低电平，否则中断返回前又会再次产生中断。
当外部中断采用脉冲触发时，CPU在每个机器周期的S5P2时刻检测INT0、INT1引脚的输入电平，需要连续检测两次（第一次检测为高电平，第二次检测为低电平），即检测到下降沿才认为是有效的中断请求信号。
2.中断服务程序函数
中断服务是指单片机检测到中断后，响应中断事件。中断服务的步骤如下：
第一步，在中断向量入口处放置一个跳转指令，使得程序从该入口跳转到实际代码的起始位置；
第二步，保存当前寄存器内容；
第三步，清除中断标志，处理中断事件；
第四步，恢复寄存器的内容，返回原来执行主程序；
即创建一个中断服务子程序函数。函数定义格式如下，其中，n为中断源号，可以是0~31之间的整数。前面的interrupt表示该函数声明为中断服务函数，使用m是因为工作寄存器组切换，所以在中断服务子程序中选择的工作寄存器组号（0~3）：
返回值 函数名称（[参数]）interrupt n[using m]{
}
需要注意的是，中断服务函数不能传递参数，也没有返回值（中断服务函数可以定义为void类型），另外，中断服务函数也不能直接调用，否则会造成编译错误。
3.Proteus仿真软件绘制原理图
原理图如下，八段数码管为7SEG-MPX1-CA，按键接在P3端的P3.2INT0（外部中断0请求输入端，低电平有效，此处采用电平触发）：
4.用Keil编程软件编写程序
首先创建一个数组Tab[]。根据C51变量定义的四个要素，将数组Tab定义为unsigned char code Tab[]。code的意思就是用代码在程序存储器中定义数组Tab[]。通俗的讲就是定义一个无符号字符（自动变量）数组Tab[]，变量位于ROM中。根据共阳数码管段码，unsigned char code Tab[]={0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8,0x80,0x90};。
设置延时函数，依然设置一个有参数的函数，调用函数delay(1000)延时1秒：
//延时函数
void delay(unsigned int x)
{
unsigned int i,j;
for(i=0;i<x;i++)
for(j=0;j<125;j++);
}
编写中断服务程序函数如下：
unsigned char m;
...
//中断服务程序函数
void counter(void) interrupt 0
{
EX0=0; //禁止外部中断0中断
m++; //中断计数
P2=Tab[m]; //依次取数组Tab内的元素
if(m==10)
{
m=0;
P2=Tab[m];
}
EX0=1; //允许外部中断0中断
}
完整程序代码如下：
#include
unsigned char m;
unsigned char code Tab[]={0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8,0x80,0x90}; //共阳极，对应八段数码管的数字0-9
void delay(unsigned int x) //延时函数
{
unsigned int i,j;
for(i=0;i<x;i++)
for(j=0;j<125;j++);
}
void counter(void) interrupt 0
{
EX0=0; //禁止外部中断0中断
m++; //中断计数
P2=Tab[m]; //依次取数组Tab内的元素
if(m==10)
{
m=0;
P2=Tab[m];
}
EX0=1; //允许外部中断0中断
}
void main()
{
EX0=1; //允许外部中断0中断
IT0=1; //外部中断INT0为下降沿触发
EA=1; //使能CPU，CPU开放中断
while(1)
{
P2=Tab[m]; //依次取数组Tab内的元素
delay(1000); //调用延时函数，参数为1000，即1s
}
}
五、实验结果 （一）模拟结果
导入可执行文件，点击开始模拟：
按一次按钮：
第二次按：
…以此类推，直到第九次，当数字达到 9 时：
（二）连接电路
注意电缆的接线方法，否则数码管将显示错误：
（三）烧录并观察实验现象
烧写完毕后实验现象如下，按下按钮：
再次按下该键，数字变为 2：
…第九次按下按钮，将显示数字 9：
