单片机中断技术实验报告.docx
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单片机中断技术实验报告
单片机中断技术实验报告
实验名称：
中断技术、基本时钟和定时功能（实验4、5）
姓名_学号_
实验班号_21_机器号_
1、实验目的
1．了解中断原理，包括对中断源、中断向量、中断类型号、中断程序以及中断响应过程的理解；
2．掌握单片机C语言中断程序设计方法；
3．了解MSP430G2553基本时钟模块的工作原理，掌握其控制方法；
4．掌握利用时钟信号和中断技术实现定时功能的方法
2、实验基本任务
1．中断响应过程的理解
阅读下面C语言中断程序，说明程序L4_int.c执行的流程和实现功能。
上机实践，回答下面问题，掌握用C语言编写中断程序的方法。
1）从程序如何判断用的是哪个中断源？
其中断类型号是多少？
将实验板上某一按键与该中断源对应的引脚相连，运行程序，操作按键，观察现象。
答：
（注：
源程序主函数中第7、8行有误，应为P1SEL&=~BIT5;P1SEL2&=~BIT5;）
1 P1.1为中断源，中断类型号为2；
2 现象：
LED灯一直在闪烁，按下按键后闪烁暂停，蜂鸣器响三声，然后LED灯继续闪烁；
2）main函数中无调用函数Buzz的语句，函数Buzz如何能被执行？
何时会被执行？
据此描述中断响应过程。
答：
1 当按下按键时函数Buzz被执行；
2 中断响应的过程：
P1.1处发出中断请求→判断是否满足响应条件→若满足，则CPU在执行完当前指令后，硬件自动完成保护现场的操作→从中断向量表中取中断向量至PC→转去执行中断服务子程；
3）如果port_int函数中不清分中断标志P1IFG的后果是什么？
答：
中断将一直重复进行下去；
4）如果L4_int.c中的PORT1_VECTOR改为PORT2_VECTOR，其他不变，程序执行的后果是什么？
为什么？
（可在中断处加一断点，运行程序，看现象，分析原因）
答：
PORT1_VECTOR改为PORT2_VECTOR，其他不变，程序将会无法进入中断。
因为程序中的中断属于P1引脚的中断，中断向量与P2引脚的中断向量不同，所进行的的改动则是把中断程序写入到了P2引脚的中断向量对应的地址中，而P1引脚的中断向量对应的地址上没有程序，因此无法执行原先的中断子程。
5）如果中断源采用的是P1.5,按键用K7,请设计连线，修改程序完成以中断方式响应K7的操作。
答：
1 只需将程序中对P1.1的操作改为对P1.5的操作即可，程序见附录程序1；
2 连线：
将引脚与K6相连，其他连线不变；
2.中断程序编程练习
在实验板上用跳线将按键K5、K6分别与单片机的P1.4、P1.5相连，编程以中断方式响应按键K5和K6的请求：
当按一次K5键，实验板上的蜂鸣器发出一声警报声；当按下一次K6键，实验板上的发光二极管L1闪3次。
主循环中控制L7循环闪亮。
思考：
如果用长导线将按键K5、K6分别连接在P2.2和P2.5上，如何修改程序以实现任务2功能？
答：
经过分析，
1 本程序需要有四个函数，分别是延时函数、L1闪烁3次的函数、L7循环闪烁、以及蜂鸣器响一声的函数；
2 其次P2端口为输出端口，分别控制L1、L7和蜂鸣器，本程序中选用P2.1、P2.3、P2.4引脚；P1.4与P1.5作为中断源；
3 应注意到本程序有两个中断源，须利用P1IFG判断产生中断的中断源引脚。
4 程序见附录程序2。
思考题：
如果用长导线将按键K5、K6分别连接在P2.2和P2.5上，则应设置P2.2、P2.5为中断源，设置中断向量时也应注意将对P1端口的操作改为对P2端口操作。
具体程序见附录程序2之思考题。
3.数字示波器的使用
1）将信号源的波形在示波器上显示出来，掌握测量周期、频率、峰峰值的方法；
2）用孔孔导线将实验板的地信号与示波器的地信号相连，测量实验板上的Vcc电源信
号是否正常。
答：
1）
a.信号源的峰峰值为3.20V；
b.周期为1.000ms；
c.频率为1.000kHz.
2）经测量，Vcc=3.64V，正常
4.测试上电复位系统的ACLK、和SMCLK时钟频率
编程输出单片机上电复位后的ACLK、和SMCLK时钟，用示波器测量其频率，并记录下来。
思考：
上电复位后，CPU工作的时钟信号MCLK频率值是多少？
答：
经分析
1 本程序需要置引脚P1.0、P1.4分别输出ACLK、SMCLK；
2 需要确认外部晶振连上；
3 具体程序见附录程序5测试程序。
4 测得f（ACLK）=32.79kHz,f（SMCLK）=1.044MHz.
思考题
上电复位后，通过观察寄存器，发现BCSCTL2寄存器上SELM位为00，SELS位为则0，说明MCLK与SMCLK均由DCO振荡器控制，所以MCLK的频率与SMCLK相同，也为1.044MHz。
5.掌握基本时钟模块的编程控制
参看附录A实验板原理图，用跳线将JP8中的插针信号接到晶振32.768Khz侧，使晶振
与单片机的P2.6和P2.7相连。
编程控制基本时钟模块，设置ACLK分别为下面时钟频
率，并通过P1.0输出ACLK，用示波器观察：
1）ACLK=4096Hz；（时钟源外部晶振，32768Hz/8）
2）ACLK=3KHz；（时钟源VLOCLK,12KHz/4）
思考：
可否编程在引脚P2.0上输出ACLK？
为什么？
答：
a.1）中，应使单片机接外部晶振，并使ACLK的输出为8分频；具体程序见附录程序5之1）
b.2）中，应通过BCSCTL3寄存器选择时钟源VLOCLK，并使其输出为4分频，具体程序见附录程序5之2）
思考题
不能在引脚P2.0上输出ACLK，因为，各引脚的特殊功能是由单片机结构所决定的，P2.0引脚不具有输出辅助时钟的功能.
6.DCO出厂校验值的频率检测
1）利用出厂校验值，编程使DCO分别为1MHz、8MHz、12MHz、16MHz，通过P1.4
输出，用示波器测量实际值。
答：
经分析知
1 P1.4输出的是SMCLK；
2 1MHz、8MHz、12MHz、16MHz的情况类似，此处仅以1MHz为例，具体程序见附录程序6
3 测得真实值分别为1.002MHz、7.752MHz、12.08MHz、15.94MHz。
7.利用输出的时钟信号做中断源，实现定时功能
将任务3中P1.0输出的3KHzACLK时钟信号，作为P1.5的中断申请信号，用导线将
P1.5与P1.0相连即可，在中断子程中设置一个计数变量，计数中断子程被执行的次数，
中断子程每被执行3000次表示一秒时间到。
利用该定时功能，将8个发光二级管设计
成一个秒表，显示秒值，每秒改变一次8个发光二级管的显示。
答：
根据分析可知
a.需要在实验5之2）的基础上进行编程；
b.须用跳线板将P2的引脚与LED灯相连；
c.具体程序见附录程序7
思考：
如果要每隔10秒蜂鸣器响一声，如何在任务5的基础上编程实现？
答：
将P1.7与蜂鸣器相连，增加一个延时函数以及每10秒操作一次P1.7上电位；具体程序见附录程序7之思考题
3、实验选做任务
1.中断响应的理解
6）（选做）去掉L4_int.c程序最后的那条无限循环语句，看看有什么现象？
可以去掉吗？
答：
1 现象：
程序很快运行结束，无法响应中断；
2 不可去掉无限循环语句
注意:
1）查看io430G2553.h文件末尾处有关中断向量偏址的符号定义。
2）为便于了解程序执行流程，可在中断子程入口处设置一断点，然后连续运行
程序（F5），观察操作按键和不操作按键两种情况下程序执行的现象有何不同。
2.（选做）采用事件标志处理中断
阅读程序L4_intA.c和L4_intB.c（见后页），描述其实现功能。
在实验板上将P1.0与
一个按键的控制端相连，P1.7与蜂鸣器的控制端相连。
比较L4_intA.c和L4_intB.c
二者在编程实现上有何不同。
注意各自中断子程执行时间的长短。
用L4_intB.c的方
法，改写任务2的编程。
答：
不同之处：
1 采用事件标志处理中断时，按键之后机器做出的反应相对较慢，这是因为它需要现在中断子程中设置flag，再回到主程序根据flag做相应改动，耗费时间较长。
2 但是采用事件标志中断的一个好处就是，由于它在中断子程中只是进行了一个标记，你可以在标记flag在主程序中发挥作用之前再次进行中断，将flag改为其它值。
它相当于解决了一般中断过程中“中断执行时，屏蔽其他中断”的问题。
任务2改写后的程序程序3
3.（选做）按键抖动处理
程序L4_Key.C见后页，其功能是用中断方式相应与P1.2连接的按键，计数按键的次
数，并将所计的次数用8个发光二极管显示出来。
运行该程序，并操作按键，观察实际
操作的次数与显示值之间的关系。
编程改进L4_Key.C程序，用软件方式去除按键抖动
的影响。
答：
根据分析，需要在响应了第一次下降沿后，加入一定的延时,躲过其它电压毛刺的产生时间。
具体程序见附录程序4
通过实验观察可以发现，改进之前，二进制显示的数值明显大于实际按键数，而改进之后，两者数值大致相等。
4.DCO出厂校验值的频率检测
2）（选做）控制发光二级管通过延时闪亮，编程分别使主系统时钟工作在
（1）MCLK=复位频率/8约100KHz；
（2）MCLK=DCO=16MHz；
两种不同频率下，观察灯的亮灭速度有何不同，掌握主系统时钟的变化对程
序执行速度的影响
答：
根据分析
a.
（1）须选择8分频；
b.
（1）须具备延时函数与LED灯亮函数；
c.
（2）须选择DCO时钟源，并使用出厂校验值16MHz；
d.
（2）须具备延时函数与LED灯亮函数；
e.具体程序见附录选作4之1）和选作4之2）
f.实验观察到两种不同频率下，第一种情形下灯的亮灭速度非常慢，而第二种情形下灯的亮灭速度非常快，则说明：
主系统时钟频率的加快会加速执行速度。
5.（选做）改用4个数码管显示秒值，重新完成必做任务7
答：
本题需要用到数码管的知识，需要标志值，具体程序见附录选作5程序
四、小结
总的来说，我觉得这次的实验内容很多，但是收获也是很大的；并且在这个过程中重温了课本，加深了对课本上抽象的内容的理解，比如说实验前对于时钟，我的理解一直很模糊，似是而非，经过实验，发现其实它不过是三个寄存器，三个时钟信号，四个时钟源之间的问题，虽然过程比较繁琐，脉络却是清晰的；而且关于中断，我也有了进一步的理解，特别是最后几个选作实验和必做实验是对这两节知识的综合应用，难度有点大，但是写出来之后还是很有成就感的。
【附录】
一、基本任务程序
1.必做第1题
5）
#include"io430.h"
#include"in430.h"
voiddelay（）//延时函数
{unsignedintj;
for（j=0;j<0xffff;j++）;
}
voidBlink（）//LED闪
{P2OUT&=~BIT3;
delay（）;
P2OUT|=BIT3;
delay（）;
}
voidBuzz（）//蜂鸣响
{unsignedinti;
for（i=0;i<3;i++）
{P2OUT&=~BIT4;
delay（）;
P2OUT|=B
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