ATmega8仿真——外部中断的学习

前面我们学习了ATmega8的I/O口作为通用数字输入/输出口来用时对LED数码管控制和扫描按键的应用；

但ATmega8多数的I/O口都是复用口，除了作为通用数字I/O使用，还有其第二功能，这里我们学习PD2、PD3两端口的第二功能：外部中断。

1.外部中断的特点：

　　PD2端口是外部中断源0，PD3端口是外部中断源1。ATmega8的外部中断就是由这两个引脚触发的。

*要注意的是：如果设置允许外部中断产生，即使是INT0和INT1引脚设置为输出方式，外部中断还是会触发的。

外部中断的触发方式有三种可选性：

　　（1）上升沿触发；

　　（2）下降沿触发；

　　（3）低电平触发。

具体方式是由以下三个决定的：

　　（1）MCU的控制寄存器MCUCR

　　（2）MCU控制

　　（3）状态寄存器MCUCSR

*当允许外部中断且设置为低电平触发方式时，只要中断输入引脚保持低电平，就将一直触发产生中断；

*而对于上升沿或者下降沿的中断触发，则需要I/O时钟信号的存在。

要使用外部中断我们首先要了解几个寄存器：

　　（1）AVR的状态寄存器SREG

　　（2）MCU控制寄存器MCUCR

　　（3）通用中断控制寄存器GICR

　　（4）通用中断标志寄存器GIFR

详细信息有：

（1）AVR的状态寄存器SREG：

SREG的每一位都是一个标志位，位7（全局中断允许位）——I位；

该位为1时全局中断使能允许，单独的中断使能则有对应的中断寄存器控制；
该位为0时则不论单独允许位是否置1，所有中断都被禁止，系统将不响应任何中断。

（2）MCU控制寄存器MCUCR：

位0（ISC00）是外部中断0的中断方式控制位0；

位1（ISC01）是外部中断0的中断方式控制位1；

位2（ISC10）是外部中断1的中断方式控制位0；

位3（ISC11）是外部中断1的中断方式控制位1；

参考表与上图类似。

（3）通用中断控制寄存器GICR：

位6——INT0控制外部中断0的使能；

位7——INT1控制外部中断1的使能。

当状态寄存器SREG的I位（全局中断允许位）置1时，

INT0置1则外部引脚中断0使能；
INT1置1则外部引脚中断1使能。

（4）通用中断标志寄存器GIFR：

位6——INT0是外部中断0的标志位；

位7——INT1是外部中断1的标志位；

当INT0 引脚上的有效事件触发一个中断请求后，INTF0位会变成1。
如果全局中断使能且外部中断0 使能，则MCU将跳至相应的中断向量处开始执行中断服务程序，同时硬件自动将INTF0 标志位清零。

*当外部中断0被设置为低电平触发方式时，标志INTF0 位将始终为0。

扩展：

中断向量表：Atmega8共有18 个中断源，Flash程序存储器空间的最低位置(0x000—0x012)定义为复位和中断向量空间，也就是说把中断函数的地址保存在这里，当中断发生后就到这里找到对应函数的地址，然后去执行对应的函数。x向量表如下：

在中断向量表中，处于低地址的中断向量对应的中断优先级高，所以系统复位RESET拥有最高优先；

外部中断0高于外部中断1；系统复位REST不是中断。

编程准备：

用ICCAVR的编程，在C中只要用#pragma伪指令和中断向量说明中断服务程序入口地址即可：

　　#pragma interrupt_handler <函数名>:<中断向量>

例如要定义使用INT0中断服务程序：

　　#pragma interrupt_handler int0_fun:2

　　void int0_fun()

　　{

　　　　......

　　}

2对应INT0的中断服务程序入口地址（由向量表中红色字体可知）；

同理，3对应INT1的中断服务程序入口地址。

也可以让多个中断调用同一个函数，如：

　　#pragma interrupt_handler int_fun:2

　　#praama interrupt_handler int_fun:3

表示外部中断0和中断1都调用int_fun函数。

2.应用实例——中断计数器

用两个按键作为两个外部中断的触发源，再接一个LED数码管用来显示两位数的数据，电路图如下：

将外部中断0设置为下降沿触发（MCUCR的位1为1，位0为0），中断1设置为低电平触发（MCUCR的位3为0，位2为0）；（MCUCR=0x02）

调用同一个中断函数，在中断中做数值加1，然后在LED数码管中显示。

代码如下：

 1 #include <iom8v.h>
 2 #include <macros.h>
 3 #include "Delay.h"
 4 
 5 unsigned char CountNum; //全局变量用于计数
 6 
 7 //指明中断程序入口地址
 8 #pragma interrupt_handler int_fun:2
 9 #pragma interrupt_handler int_fun:3
10 void int_fun(void)
11 {
12     if(++CountNum>=100)
13         CountNum -= 100;
14 }
15 
16 //主函数，显示数据时先关闭中断，然后再打开
17 void main()
18 {
19     unsigned char tempL,tempR;
20     unsigned char num[10] = {0x3F,0x06,0x5B,0x4F,0x66,0x6D,0x7D,0x07,0x7F,0x6F};
21     //初始化端口
22     DDRB = 0XFF;
23     PORTB = 0XFF;
24     DDRC = 0X03;
25     PORTC = 0XFF;
26     DDRD = 0XFF;
27     PORTD = 0XFF;
28     
29     //中断配置
30     SEI(); //打开全局中断
31     MCUCR = 0X02; //外部中断0设置为下降沿触发，中断1设置为低电平触发
32     GICR = 0xC0; //打开INT0、INT1中断
33     GIFR = 0xC0; //清除INT0、INT1中断标志位
34     
35     CountNum = 0; //初始化全局变量
36     while(1)
37     {//显示数据时关闭中断
38         CLI(); //关闭全局中断
39         
40         //显示十位数
41         tempL = CountNum/10;
42         PORTC &= ~(2);
43         PORTB = num[tempL];
44         delay_ms(1);
45         
46         //显示个位数
47         tempR = CountNum%10;
48         PORTC &= ~(1); 
49         PORTB = num[tempR];
50         
51         SEI(); //打开全局中断
52         delay_ms(1);
53     }
54 }

中断计数器

3.中断触发键盘扫描

按下键盘的任意一个按键就触发一个中断，然后在中断函数中来调用键盘处理函数。

电路图中，比上一讲的实例中多了一个74S10的与非门，作用是任意一个按键按下都可以触发一个INT0中断。

要实现的内容是：

任意一个按键按下触发一个INT0中断，INT0设置为上升沿触发方式（MCUCR=0x03），在中断中做一个标志，表示有按键按下；

然后在主函数中判断该标志位，有按键按下，消除抖动干扰，再做确认哪个按键按下，最后在LED数码管上显示按键的值。

 1 #include <iom8v.h>
 2 #include <macros.h>
 3 #include "Delay.h"
 4 
 5 unsigned char KeyDown;
 6 
 7 //按键扫描函数，返回按键的值
 8 //unsigned char ScanKey(void)函数的实现与上一实例类似
 9 
10 //中断函数，设置一个标志，表示按键按下
11 //指明中断程序入口地址
12 #pragma interrupt_handler int_fun:2
13 void int_fun(void)
14 {
15     KeyDown = 1; //在中断中仅设置一个标志
16 }
17 
18 //主函数，扫描按键显示数据
19 void main()
20 {
21     unsigned char temp,keynum;
22     unsigned char num[10] = {0x3F,0x06,0x5B,0x4F,0x66,0x6D,0x7D,0x07,0x7F,0x6F};
23     
24     //初始化端口
25     DDRB = 0xFF;
26     PORTB = 0xFF;
27     DDRC = 0x07;
28     PORTC = 0x38;
29     DDRD &= 0x0F;
30     PORTD |= 0xFC;
31     
32     //中断配置
33     SEI(); //打开全局中断
34     MCUCR = 0x03; //INT0上升沿触发
35     GICR |=0x40; //打开INT0中断
36     GIFR = 0xC0; //清除INT0、INT1中断标志位
37     
38     KeyDown = 0; //初始化全局变量
39     while(1)
40     {
41         PORTB = 0x40; //没有按键时，LED默认显示－
42         if(KeyDown==1) //检测是否有按键按下
43         {
44             //关闭中断,恢复全局变量
45             GICR &= 0x00;
46             KeyDown = 0;
47             delay_ms(5);
48             
49             //防抖动，再次判断是否有按键
50             temp = PINC&0x38;
51             if(temp==0x38) //没有按键
52             {
53                 GICR = 0x40; //打开INT0中断
54                 continue;
55             }
56             
57             //有按键
58             keynum = ScanKey(); //获得按键值
59             PORTB = num[keynum]; //LED显示按键值
60             
61             while(temp!=0x38) //等待按键释放
62                 temp = PINC&0x38;
63                 
64             //退出前开启INT0中断
65             GICR = 0x40;
66             DDRC = 0x07;
67             PORTC = 0x38;
68         }
69     }
70 }

中断触发键盘扫描