本任務(wù)的內(nèi)容是采用外部按鍵方式（外部中斷方式）控制彩燈的運行狀態(tài)。通過按動按鍵，彩燈在三種閃亮方式（左移、右移、自定義花樣）之間切換。任務(wù)提出任務(wù)鍵控彩燈本任務(wù)的目標(biāo)是用按鍵去控制彩燈的顯示，就是在彩燈顯示的基礎(chǔ)上增加按鍵控制程序，實現(xiàn)幾個不同顯示花樣的切換。實現(xiàn)彩燈顯示的電路及方法在中已做過介紹，按鍵的功能特點在中也已介紹，需要把二者有機(jī)結(jié)合起來實現(xiàn)本任務(wù)目標(biāo)。任務(wù)分析在中，對按鍵的處理可有兩種方式，一種方法是不斷查詢按鍵，有鍵按下時就進(jìn)行消抖處理，判斷是否真有按鍵按下，這種方法在按鍵查詢期間單片機(jī)不能做任何其他操作。另一種方法是每間隔一段時間對按鍵進(jìn)行一次判別處理，這種方式對具體的按鍵能夠適用，但對于時間較短的脈沖輸入方式可能無效，由于輸入脈沖較短，會造成漏檢?？梢钥闯?，這兩種方法都是有缺陷的。為了解決實時檢測和其他程序的運行之間的矛盾，常采用單片機(jī)的外部中斷方式實現(xiàn)按鍵的控制功能，本任務(wù)也是應(yīng)用單片機(jī)的外部中斷功能，利用按鍵實現(xiàn)控制彩燈的。一、中斷的概念所謂“中斷”，是指CPU在正常執(zhí)行程序時，系統(tǒng)中出現(xiàn)特殊請求，CPU暫時中止當(dāng)前運行的程序，轉(zhuǎn)去處理更緊急的事件，處理完畢后，CPU返回被中止的源程序繼續(xù)執(zhí)行的過程，如圖所示為中斷程序執(zhí)行順序示意圖。相關(guān)知識中斷響應(yīng)過程通俗地說，對于單片機(jī)，中斷服務(wù)程序的執(zhí)行相當(dāng)于一種特殊的程序調(diào)用，而中斷源是產(chǎn)生這種調(diào)用的條件。作為MCS-51系列單片機(jī)，中斷源有外部中斷、內(nèi)部定時器/計數(shù)器中斷和串口中斷三種，后兩種中斷將在后續(xù)模塊的任務(wù)中介紹。對應(yīng)的產(chǎn)生中斷的條件可能是一段時間、脈沖個數(shù)、高電平變?yōu)榈碗娖揭约爱惒酱袛?shù)據(jù)發(fā)送/接收完畢等。中斷調(diào)用與子程序調(diào)用的最主要區(qū)別在于：子程序的調(diào)用是程序中預(yù)先安排好的，在程序中寫有調(diào)用子程序的命令。而中斷調(diào)用是隨中斷源的產(chǎn)生而出現(xiàn)的，中斷是隨機(jī)發(fā)生的，當(dāng)中斷事件發(fā)生后，CPU自動中止正在運行的程序，保護(hù)好現(xiàn)場數(shù)據(jù)，轉(zhuǎn)去執(zhí)行中斷服務(wù)程序，中斷服務(wù)程序執(zhí)行完畢后才回到原斷點所在位置繼續(xù)執(zhí)行其后的程序。中斷服務(wù)程序的執(zhí)行過程中，還可被優(yōu)先級別更高的中斷請求所中斷，處理完級別更高的中斷源后，再返回到被中斷了的中斷服務(wù)程序繼續(xù)執(zhí)行，這個過程就是中斷嵌套。二、常用中斷控制寄存器要完成中斷調(diào)用，在程序中必須對相應(yīng)的中斷控制寄存器進(jìn)行設(shè)置，即中斷的初始化。設(shè)置好中斷初始條件后，當(dāng)系統(tǒng)檢測到中斷信號，硬件自動保護(hù)好正在執(zhí)行程序的現(xiàn)場，轉(zhuǎn)而執(zhí)行中斷服務(wù)程序。中斷初始化就是對定時器控制寄存器TCON、中斷允許寄存器IE、中斷優(yōu)先控制寄存器IP等進(jìn)行設(shè)置。這些寄存器在單片機(jī)內(nèi)部，它們是單片機(jī)內(nèi)部存儲器的一部分，稱為特殊功能寄存器（SFR），這些寄存器可以用命令對寄存器的各位進(jìn)行設(shè)置（置0或置1）或隨工作狀態(tài)變化。這里先介紹外部中斷用到的相關(guān)寄存器及其初始設(shè)置方法。作為MCS-51系列單片機(jī)，針對中斷的內(nèi)部特殊功能寄存器見表。中斷寄存器1．定時器控制寄存器TCON定時器控制寄存器TCON內(nèi)部存儲器地址為88H。2．中斷優(yōu)先級寄存器IP中斷優(yōu)先級寄存器IP內(nèi)部存儲器地址為B8H。3．中斷允許控制寄存器IEMCS-51系列單片機(jī)中斷的開啟和關(guān)閉是通過中斷允許寄存器IE的設(shè)置來實現(xiàn)控制的。中斷允許控制寄存器IE內(nèi)部存儲器地址為A8H。三、外部中斷的實現(xiàn)過程外部中斷設(shè)置工作示意圖四、中斷源和優(yōu)先次序中斷源和優(yōu)先次序五、C51中的中斷函數(shù)1．中斷源和中斷號從上表可以看出，MCS-51系列單片機(jī)有5個中斷源和兩個優(yōu)先級，高優(yōu)先級中斷源可中斷低優(yōu)先級的服務(wù)程序，而兩個同樣優(yōu)先級別的中斷申請到來時，則按固定的查詢次序來處理中斷響應(yīng)。2．中斷服務(wù)程序的格式3．中斷服務(wù)程序的執(zhí)行一、硬件設(shè)計根據(jù)任務(wù)分析，本任務(wù)硬件系統(tǒng)是在單片機(jī)最小系統(tǒng)的基礎(chǔ)上增加彩燈輸出和外部中斷按鍵輸入。在本任務(wù)中，單片機(jī)選擇AT89S51芯片作為系統(tǒng)控制芯片，其最小系統(tǒng)較為簡單，包括復(fù)位電路和時鐘電路，其參數(shù)選擇原則見相關(guān)說明，本任務(wù)中選擇的系統(tǒng)晶振頻率為12MHz。任務(wù)實施鍵控彩燈的硬件電路原理圖根據(jù)系統(tǒng)分析及電路和元器件選擇，整個硬件電路如圖所示。二、軟件設(shè)計由于中斷函數(shù)與主程序之間的關(guān)系，相當(dāng)于兩個程序并行運行，將一個任務(wù)分為兩個部分處理的具體分解方法有多種，所以用中斷函數(shù)去控制彩燈的顯示，具體的實現(xiàn)方法和實現(xiàn)程序也是多種多樣的，如圖所示的框圖就是其中的一種處理方法。鍵控彩燈程序框圖a)主程序運行框圖

b)中斷函數(shù)程序框圖在主程序中，按照設(shè)置的flag值的不同，執(zhí)行相應(yīng)的程序，實現(xiàn)相應(yīng)的功能。當(dāng)沒有中斷發(fā)生時，標(biāo)志flag的值沒有被改變，主程序保持運行，使彩燈按其中某一種花樣閃亮顯示。如果按下按鍵后，使單片機(jī)產(chǎn)生中斷，中斷函數(shù)被調(diào)用，標(biāo)志flag的值將發(fā)生一次改變（這里的中斷函數(shù)就是修改flag值）。在退出中斷后，主程序再次執(zhí)行到判斷標(biāo)志flag時，由于標(biāo)志flag的值已是新值，所以將執(zhí)行另一彩燈控制子程序，彩燈將按另一種花樣進(jìn)行顯示。需要說明一點，如果產(chǎn)生中斷的低電平不是由按鍵產(chǎn)生的，而是由其他電路產(chǎn)生的沒有抖動的信號，在中斷程序中則不需要進(jìn)行消抖處理。三、Proteus仿真1.打開ProteusISIS軟件，繪制Proteus仿真電路，如圖所示。仔細(xì)檢查，保證電路連接無誤。2.在Keil軟件開發(fā)環(huán)境下，創(chuàng)建項目，編輯源程序，將編譯生成的HEX文件