### c51单片机中的中断
#### 中断概述
中断是计算机系统中一项非常重要的技术，它使得CPU能够在执行程序的过程中，响应外部设备或其他紧急情况的请求，从而提高系统的实时性和灵活性。对于c51单片机而言，中断机制同样至关重要。c51单片机是一种基于8051内核的微控制器，广泛应用于各种电子控制系统中。
#### 中断的基本概念
在c51单片机中，中断是指当CPU在执行主程序过程中遇到紧急情况时，能够暂停当前任务并转向处理这些突发事件的过程。处理完毕后，CPU将自动返回到原来被打断的地方继续执行程序。这种机制极大地提高了单片机系统的实时响应能力。
#### 中断源与控制
c51单片机通常具有五个中断源，分别如下：
1. **外部中断0**：通过P3.2引脚输入。
2. **外部中断1**：通过P3.3引脚输入。
3. **定时器/计数器0溢出中断**：用于定时或者计数任务。
4. **定时器/计数器1溢出中断**：同样用于定时或计数，但独立于定时器0。
5. **串行口发送/接收中断**：用于处理串行通信的数据收发。
每个中断源都可以被单独配置为开启或关闭，并且可以设置优先级。单片机通过两个特殊功能寄存器来管理中断：
- **IE（Interrupt Enable）**：中断允许寄存器，用于控制总的中断使能以及各个中断源的使能状态。
- **IP（Interrupt Priority）**：中断优先级寄存器，用于设置各个中断源的优先级别。
#### 中断相关寄存器的功能详解
- **IE寄存器**：负责控制中断的开启与关闭。
- EX0/EX1：控制外部中断0/1是否允许。
- ET0/ET1：控制定时器0/1中断是否允许。
- ES：控制串行口中断是否允许。
- EA：控制CPU总中断是否允许，复位后默认为0，需要通过软件设置为1以开启总中断。
- **IP寄存器**：负责设置中断优先级。
- PX0/PX1：外部中断0/1的优先级控制。
- PT0/PT1：定时器/计数器0/1的优先级控制。
#### 中断控制寄存器TCON的作用
- TCON（Timer Control Register）：定时器控制寄存器，用于控制定时器的工作模式和中断标志。
- IT0/IT1：外部中断0/1的触发方式选择（电平触发或边沿触发）。
- IE0/IE1：外部中断0/1的中断请求标志位，当外部中断发生时，硬件会自动设置相应的标志位。
- TF0/TF1：定时器/计数器0/1的溢出中断标志位，定时器溢出时硬件会自动设置。
#### 串行口控制寄存器SCON的功能
- SCON（Serial Control Register）：串行口控制寄存器，用于配置串行通信的工作方式和控制中断标志。
- RI：串行口接收中断标志位，当串行口接收到一帧数据时硬件会自动设置。
- TI：串行口发送中断标志位，当串行口发送完成一帧数据时硬件会自动设置。
#### 中断处理流程
1. **中断请求**：当某个中断源产生的中断条件满足时，该中断源的中断标志会被设置。
2. **中断响应**：如果中断标志被设置，并且相应的中断已经被允许（即中断允许寄存器IE中的相应位被设置），则CPU会在当前指令执行完成后进入中断响应阶段。
3. **保存现场**：进入中断服务程序之前，CPU会自动保存当前的状态信息（如PC指针等），以便中断返回后能够正确恢复。
4. **执行中断服务程序**：根据中断源的不同，执行相应的中断服务程序，处理具体的中断事件。
5. **恢复现场**：中断服务程序执行完成后，恢复之前保存的状态信息。
6. **中断返回**：返回到中断前的位置继续执行原程序。
#### 实际应用示例
假设我们需要利用外部中断0来检测一个按钮的按下动作，并在按钮按下时执行特定的操作，可以通过以下步骤实现：
1. **初始化**：配置外部中断0为边沿触发方式，并打开外部中断0和总中断。
2. **编写中断服务程序**：定义外部中断0的服务函数，在其中编写响应按钮按下的逻辑代码。
3. **主程序循环**：在主程序中不断循环等待中断的发生。
通过以上介绍，我们可以看出中断在c51单片机中扮演着极其重要的角色，它不仅增强了单片机的实时性，还极大地简化了编程复杂度。掌握好中断的使用方法，对于设计出高效、稳定的嵌入式系统至关重要。
