鍵盤中斷實(shí)驗(yàn)
一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?br>鍵盤/按鍵是操作人員向單片機(jī)系統(tǒng)輸入指令的基本工具，在前面的實(shí)驗(yàn)中我們已經(jīng)多
次使用了按鍵。鍵盤/按鍵在編程時(shí)可以用查詢或中斷的方法來檢測按鍵是否按下。其中，
中斷方式可以優(yōu)化單片機(jī)的運(yùn)行，并能快速做出反應(yīng)，且可靠性較高。本實(shí)驗(yàn)要求大家用
中斷方式編寫按鍵檢測程序，該程序可以用于各種需要中斷鍵盤/按鍵的場合。實(shí)驗(yàn)中需要
掌握以下知識要點(diǎn)：
1．復(fù)習(xí)中斷程序的編寫格式及特殊功能寄存器的使用。
2．中斷程序的編寫格式。
3．中斷程序的調(diào)試方法。
4．多個(gè)按鍵中，判斷具體按下鍵的分析方法。
二、實(shí)驗(yàn)預(yù)備知識
1．中斷程序的編寫方法
普通的MSC-51 單片機(jī)有5 個(gè)中斷源，每個(gè)中斷有自己的中斷程序入口，在匯編語言
中具有中斷的程序編寫格式如下：
ORG 0000H
SJMP MAIN
ORG 0003H ；INT0 中斷入口
LJMP INT0IN
……
……
ORG 0030H ；主程序起始地址
MAIN： MOV IE ，#01H ；主程序部分
……
……
INT0IN：…… ；中斷服務(wù)程序主體部分
……
RETI ；中斷返回指令
END
中斷程序的入口就是中斷服務(wù)程序的首地址，MSC-51 系列單片機(jī)的各中斷入口地址
是固定的。INT0 的中斷入口是0003H，其中斷服務(wù)程序就必須從0003H 單元開始，在實(shí)
際編程中，為了不占用其它中斷的入口，一般在入口處放一條跳轉(zhuǎn)指令，而把中斷服務(wù)程
序主體放到其它地方。上面的程序就是采用的這種方法。
單片機(jī)在運(yùn)行過程中，只有發(fā)生中斷后才能運(yùn)行中斷服務(wù)程序，而不能直接運(yùn)行到中
斷程序中。單片機(jī)復(fù)位后，從0000H 單元開始運(yùn)行程序，為了避免單片機(jī)直接運(yùn)行到中斷程序中，所以采用了SJMP MIAN 指令，跳過中斷入口，進(jìn)入主程序中。
程序中有中斷程序時(shí)，主程序的起始地址應(yīng)設(shè)置在中斷入口區(qū)后面。在MSC-51 單片
機(jī)中，中斷入口區(qū)是0003H~002FH。在以前的實(shí)驗(yàn)中沒有用到中斷，因此主程序的起始地
址可以是0000H。在主程序中要對中斷進(jìn)行設(shè)置并開中斷。中斷程序一般寫在主程序的后
面，但在主程序中不能直接跳轉(zhuǎn)到中斷程序中。
2．中斷鍵盤的結(jié)構(gòu)和使用
在使用按鍵的程序中，要判斷按鍵是否按下，需要對按鍵所接的端口狀態(tài)進(jìn)行判斷。
如果需要按鍵后立即響應(yīng)，則程序要不停地查詢端口狀態(tài)，這樣會(huì)大量占用單片機(jī)的運(yùn)行
時(shí)間，使其它程序的運(yùn)行受到限制。在實(shí)際使用的單片機(jī)系統(tǒng)中，操作人員使用按鍵的次
數(shù)和時(shí)間是非常有限的。在單片機(jī)系統(tǒng)中較多采用中斷鍵盤，即：單片機(jī)平時(shí)不用查詢按
鍵狀態(tài)，而在按鍵按下后產(chǎn)生中斷，在中斷程序中判斷按鍵是否按下和哪個(gè)按鍵按下。簡
單中斷鍵盤的電路如下：

圖3-11 中斷鍵盤電路圖
沒有按鍵按下時(shí)，鍵盤的INT 端為高電平，如果K1~K4 中任何一個(gè)按鍵按下，
INT 端變成低電平。把INT 端接單片機(jī)的INT0 或INT1 端就可以產(chǎn)生中斷，在中
斷程序中讀入按鍵所接端口的狀態(tài)，就可以判斷出那個(gè)按鍵被按下。
3．中斷鍵盤編程
以圖3-11 的電路為例，假設(shè)按鍵接P1.0~P1.3，INT 端接INT0（P3.2），鍵盤中
斷程序如下：
KEYBOARD：PUSH ACC ；保護(hù)現(xiàn)場
LCALL DELAY ；有鍵按下，調(diào)延時(shí)去抖動(dòng)
MOV A ，P1 ；讀入按鍵端口狀態(tài)
ANL A ，#0FH ；屏蔽無效位

CPL A ；取反
JZ EXIT ；如果按鍵端口均為1，則退出
CJNE A ，#01H，NEXT ；判斷是否是K1 按下
SJMP K1 ；執(zhí)行K1 按下的操作
NEXT：CJNE A ，#02H，NEXT1 ；判斷是否是K2 按下
SJMP K2
NEXT1：CJNE A ，#04H，NEXT2
SJMP K3
……
K1：…… ；K1 按下要執(zhí)行的程序
……
SJMP EXIT
K2：…… ；K2 按下要執(zhí)行的程序
……
EXIT：POP ACC ；恢復(fù)現(xiàn)場
RETI
在主程序中要根據(jù)所連接的中斷端設(shè)置與該中斷相關(guān)的特殊功能寄存器。
中斷程序中要保護(hù)一些在主程序使用，并在中斷程序中也被使用的存儲單元的數(shù)據(jù)，
叫做“保護(hù)現(xiàn)場”。在退出中斷時(shí)要恢復(fù)這些單元的內(nèi)容，使主程序能接著中斷前的狀態(tài)
運(yùn)行，這種操作叫“恢復(fù)現(xiàn)場”。保護(hù)現(xiàn)場和恢復(fù)現(xiàn)場一般通過堆棧操作來實(shí)現(xiàn)，保護(hù)現(xiàn)
場時(shí)將相關(guān)單元依次入棧，恢復(fù)現(xiàn)場時(shí)將它們按于入棧相反的順序依次出棧。在實(shí)際編程
中，那些單元的數(shù)據(jù)需要保護(hù)要根據(jù)需要而定。
4．中斷程序的調(diào)試方法
在前面講述中，當(dāng)有按鍵按下時(shí)單片機(jī)應(yīng)該執(zhí)行一定的操作。當(dāng)按下按鍵后如果沒有
相關(guān)操作，則我們很難判斷問題是出現(xiàn)在主程序還是中斷服務(wù)程序。
調(diào)試中斷程序時(shí)最好的方法是采用斷點(diǎn)運(yùn)行的方法。在中斷服務(wù)程序的開始語句處設(shè)
置斷點(diǎn)，如果主程序中中斷設(shè)置正確，則按下按鍵以后程序就會(huì)在斷點(diǎn)處停止，然后再通
過單步運(yùn)行檢查中斷服務(wù)程序。如果按下按鍵后程序不在斷點(diǎn)處停止，說明該中斷沒有產(chǎn)
生，主程序或硬件電路出了問題。
三、硬件連接
使用鍵盤顯示模塊，直接插在J12 和J13 上即可。根據(jù)電路圖確定K1-K4 所連接的I/O
口和所使用的中斷端。
四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容
1．利用按鍵控制顯示，要求按下K1 顯示“1”，按下K2 顯示“2”，按下K3 顯示“3”，
按下K4 顯示“4”。
在按鍵顯示模塊的四個(gè)數(shù)碼管的位選是P3.2～P3.5，在使用外中斷時(shí)要占用P3.2 或
P3.3，因此顯示時(shí)只能采用P3.4 和P3.5 作為位選。

編程時(shí)，選擇一個(gè)數(shù)據(jù)寄存器（如30H）作為主程序和中斷服務(wù)程序間的數(shù)據(jù)交換單
元，主程序顯示該單元的內(nèi)容，而中斷程序根據(jù)不同的按鍵修改其內(nèi)容。主程序中除了初
始化程序外就是動(dòng)態(tài)顯示程序，動(dòng)態(tài)顯示程序的編寫方法參照實(shí)驗(yàn)五。中斷程序的結(jié)構(gòu)框
圖如圖3-12 所示。流程圖中判斷是否為抖動(dòng)就是去抖動(dòng)。30H 單元中存放需顯示的數(shù)據(jù)，
主程序顯示該單元的內(nèi)容即可。由于30H 單元用于實(shí)現(xiàn)主程序和中斷程序間的數(shù)據(jù)交換，
因此就不能被保護(hù)。

圖3-12 中斷程序流程圖
五、擴(kuò)展內(nèi)容
利用鍵盤顯示模塊，編程實(shí)現(xiàn)以下功能：
一個(gè)數(shù)碼管輪流顯示1～9，每隔2 秒鐘加1，當(dāng)按下K1 后顯示“F”，5 秒鐘后返回。
要求分別使用中斷和查詢方式判斷按鍵，并比較運(yùn)行時(shí)有何差別。
六、思考題
1．分析用中斷和查詢方式編寫的鍵盤程序在運(yùn)行時(shí)會(huì)出現(xiàn)什么區(qū)別？

2．當(dāng)單片機(jī)進(jìn)入中斷后，其SP、PC 等特殊功能寄存器的內(nèi)容會(huì)發(fā)生什么變化？
3．中斷程序保護(hù)現(xiàn)場有何意義？
4．在程序中，讀入按鍵端口狀態(tài)后為什么要取反？