單片機(jī)學(xué)習(xí)之十二：按鍵控制跑馬燈（中斷）

二極管作左右跑馬燈，當(dāng)按下外部按鍵K0時，8個二極管全部閃爍5次后從K0按下之前的位置繼續(xù)作跑馬燈。

二、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>

掌握堆棧在中斷程序中的作用

掌握讓程序保護(hù)現(xiàn)場的方法

三、實(shí)驗(yàn)任務(wù)分析：

有了以前各個試驗(yàn)的經(jīng)驗(yàn)，相信這個試驗(yàn)對我們來說，難度不是很大。我們唯一接觸到的新的知識點(diǎn)是：讓程序從返回中斷之前的位置繼續(xù)執(zhí)行跑馬燈，那么如何能夠讓程序在進(jìn)入中斷之前記住當(dāng)時所處的位置，在執(zhí)行中斷之后，能夠返回這個地方繼續(xù)往下執(zhí)行呢？

我們可以這樣作：在進(jìn)入中斷之前，把該時刻的程序信息放到一個地方保存下來，在返回中斷之前，再到這個地方把我們存放的程序信息取出來。這樣不就可以從進(jìn)入中斷的位置開始重新執(zhí)行程序了嗎？那么，這個暫存數(shù)據(jù)的地方在哪里呢？

單片機(jī)給我們考慮的很周到，允許我們從內(nèi)部RAM中指定一個空間專門來作這個工作，這個空間就是堆棧。并且單片機(jī)還專門給了我們一個8位的堆棧指針，讓我們用它來開辟堆?？臻g。（為什么是8位呢？因?yàn)閮?nèi)部RAM的地址空間是256字節(jié)，所以8位就足夠拉。）

例如：假如我們給堆棧指針賦值：mov sp,#70h，就表示我們把內(nèi)部數(shù)據(jù)RAM的地址為70h開始的單元設(shè)為堆棧啦。

那么，我們一般把內(nèi)部數(shù)據(jù)RAM的那些地方作為堆棧呢？讓我們來復(fù)習(xí)一下內(nèi)部RAM的結(jié)構(gòu)吧。

前面我們已經(jīng)說過，內(nèi)部RAM共有256字節(jié)，分為兩組。還記得它們各自的功能嗎？高128字節(jié)是特殊功能寄存器區(qū)，我們沒有辦法利用，那就打低128字節(jié)的主意吧。我們再來看看低128字節(jié)的RAM空間分配。

我們發(fā)現(xiàn)在低128字節(jié)中，工作寄存器區(qū)和位尋址區(qū)的地址已經(jīng)分配好了，我們可以利用的只有30h～7fh的數(shù)據(jù)緩沖區(qū)了。所以我們的堆棧指針只能設(shè)在這個區(qū)域，從30h以后的范圍為宜。在該程序中，我們把堆棧設(shè)在70h的位置。

好啦，知道堆棧設(shè)在哪里，下面我們就要考慮如何把程序運(yùn)行的相關(guān)信息放入堆棧拉。那么，程序運(yùn)行的相關(guān)信息在哪里呢？

由于在主程序中，我們讓程序作左右跑馬燈。還記得試驗(yàn)三嗎，我們的左右跑馬燈是通過把寄存器a中的數(shù)，通過進(jìn)位標(biāo)志CY（程序狀態(tài)字PSW的最高位），進(jìn)行左右環(huán)移來實(shí)現(xiàn)的。同時，由于寄存器a是單片機(jī)中最最常用的寄存器，我們在中斷程序中也要用到它。為了避免中斷程序改變寄存器a的值，所以我們在中斷服務(wù)程序開始之前，把a(bǔ)的值放到堆棧中保存起來。同樣我們也要把psw的值也保存起來。在返回主程序之前，再把它們?nèi)〕鰜?，這樣就可以使得程序從進(jìn)入中斷之前的位置開始，繼續(xù)作跑馬燈。

把數(shù)據(jù)存入堆棧和從堆棧中取出，是通過堆棧操作指令完成的。

例如：如果想把a(bǔ)中的數(shù)據(jù)存入堆棧，就：push acc；如果想把a(bǔ)的內(nèi)容從堆棧中取出，就：pop acc。（一般稱之為：壓入，彈出）。

還需要說明一點(diǎn)的是：堆棧中的數(shù)據(jù)是采用“后進(jìn)先出”的結(jié)構(gòu)方式處理的。就像我們摞盤子一樣，最后摞進(jìn)去的盤子，取得時候是最先取出的。所以我們壓入數(shù)據(jù)后，再彈出的時候要特別注意順序，后壓入的要先彈出，不要弄錯啦。

現(xiàn)在來看看這個試驗(yàn)的程序吧。

四、實(shí)驗(yàn)程序如下：

org 0000h

ljmp start

org 0013h

ljmp ext1

org 0020h

start: clr p1.5 ;避免蜂鳴器響

setb ea ;CPU開中斷

setb ex1 ;允許外部中斷1申請中斷

setb it1 ;設(shè)置外部中斷1跳變方式觸發(fā)

mov sp,#70h ;設(shè)置堆棧入口

loop1: lcall light1 ;調(diào)用左右跑馬燈子程序

ljmp loop1

;以下是中斷服務(wù)程序

ext1: clr ea ;關(guān)閉CPU中斷

push acc ;把寄存器a的內(nèi)容壓入堆棧

push psw ;把程序狀態(tài)字壓入堆棧

lcall keyreader ;調(diào)用鍵識別子程序

pass: pop psw ;恢復(fù)現(xiàn)場，注意順序，要先彈出程序狀態(tài)字

pop acc ;彈出寄存器a的內(nèi)容，

setb ea ;CPU開中斷

reti ;中斷返回

light1: mov a,#0ffh ;light1是左右跑馬燈子程序，大家可以參考試驗(yàn)三的內(nèi)容

clr c

mov r7,#08h

lloop: rlc a

mov p0,a

lcall del100ms

djnz r7,lloop

mov r6,#06h

rloop: rrc a

mov p0,a

lcall del100ms

djnz r6,rloop

ret

keyreader: mov a,p1 ;keyreader是鍵識別子程序，大家可以參考試驗(yàn)7

anl a,#0fh

cjne a,#0dh,pass

lcall del10ms

mov a,p1

anl a,#0fh

cjne a,#0dh,pass

lcall light2 ;如果確定K0按鍵按下，調(diào)用燈光閃爍子程序

ret

light2: mov a,#00h ;light2是讓燈光閃爍5次的子程序

mov r5,#10

loop2: mov p0,a

call del10ms

cpl a ;把a(bǔ)寄存器中的數(shù)據(jù)取反

djnz r5,loop2;

ret

del10ms: mov r4,#15h ;延時10ms子程序

del1: mov r3,#0ffh

del2: djnz r3,del3

djnz r4,del1

ret;

del100ms:mov r2,#0c8h ;延時100ms子程序

del3: mov r1,#0ffh

del4: djnz r1,del4

djnz r2,del3

ret

end

大家把這個程序下載到學(xué)習(xí)板上看看，會發(fā)現(xiàn)每次按下按鍵的時候，程序進(jìn)入中斷后，在返回的時候，會回到那個位置繼續(xù)開始左右循環(huán)。這就是由于我們在進(jìn)入中斷的時候保護(hù)了現(xiàn)場的緣故。

五、幾點(diǎn)說明

主程序是左右跑馬燈，其中用到了r7，r6寄存器，還調(diào)用了100ms延時，所以也用到了r2，r1寄存器。所以我們要特別注意，在中斷服務(wù)程序中，要避免使用這幾個寄存器。否則，就會導(dǎo)致在中斷程序中，修改了r寄存器的內(nèi)容，導(dǎo)致返回主程序的時候出現(xiàn)問題。

在中斷服務(wù)程序中，用到了10ms延時程序，這個延時程序使用的寄存器是r4，r3。另外，還調(diào)用了light2子程序，其中用到了r5寄存器。所以。主程序和中斷服務(wù)程序用到的寄存器r就沒有沖突。

那么如果由于條件的限制，使得主程序和中斷程序的寄存器的數(shù)量較多，一組8個寄存器不夠，該怎么辦呢？

我們也可以象保護(hù)a寄存器一樣，在進(jìn)入中斷之后，首先把某一個在中斷服務(wù)程序中也要用到的r寄存器的內(nèi)容壓入堆棧，在退出中斷之前再彈出來。

或者我們就重新選擇寄存器區(qū)吧，由于我們?nèi)笔∈褂玫氖?區(qū)的寄存器組，所以我們就改變psw程序狀態(tài)字中的rs1和rs0，就可以換另外的一組寄存器區(qū)了。例如，我們在進(jìn)入中斷服務(wù)程序之后，寫這樣的兩條指令：

clr rs1

setb rs0

這樣，我們就用了1區(qū)的8個寄存器，這樣就沒有問題啦。