本發(fā)明屬于單片機控制技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種依靠輔助單片機擴展51單片機外部中斷數(shù)量的方法。

背景技術(shù)：

51單片機具有價格低廉的特點，其單價一般都在5元以內(nèi)。但其外部中斷數(shù)量一般較少，以宏晶公司的STC89C51為例，其只有兩個外部中斷源。即使該公司之后推出的12系列、15系列單片機能夠提供更多的外部中斷，但這些增加的外部中斷僅能夠?qū)崿F(xiàn)下降沿觸發(fā)，而無法如INT0、INT1兩個中斷源一樣實現(xiàn)上升沿、下降沿均觸發(fā)。因此，當(dāng)控制系統(tǒng)所需的外部中斷數(shù)量較多時，單靠51單片機將難以滿足控制需求。

當(dāng)前有一種較常見的外部中斷擴展方式，即將多個外部信號源和邏輯“與”門芯片腳的輸入相連，同時將這些外部信號源與單片機的普通I/O口連接。并將邏輯“與”門芯片的輸出引腳與單片機的外部中斷INT0或INT1(宏晶公司一般為P3.0和P3.1)相連。將所用到的單片機I/O口均配置為準(zhǔn)雙向模式。此時，當(dāng)外部中斷信號源都為高電平，外部中斷引腳有一個為高電平，另一個為低電平，則外部中斷引腳為低電平。因此，當(dāng)三個外部中斷源中有一個變成低電平時，單片機外部中斷接收到一個下降沿，被觸發(fā)。在外部中斷程序中，掃描單片機與中斷信號源相連的所有普通I/O口，掃描發(fā)現(xiàn)為低電平的I/O口對應(yīng)的中斷源就是所需觸發(fā)的中斷信號。單片機就能夠做出相應(yīng)的響應(yīng)。當(dāng)?shù)碗娖降耐獠恐袛嘣醋兓馗唠娖綍r，與門芯片的輸出變?yōu)楦唠娖?，單片機外部中斷接收到一個上升沿，再次觸發(fā)，并做出相應(yīng)的響應(yīng)。

上述外部中斷擴展方式在一定程度上能夠?qū)崿F(xiàn)對上升沿、下降沿均觸發(fā)的外部中斷進(jìn)行擴展，但其存在如下缺陷：

1.當(dāng)信號源變?yōu)榈碗娖綍r，能夠觸發(fā)外部中斷。此時，若該信號源未及時變回高電平，而另一中斷源也變?yōu)榈碗娖?，希望觸發(fā)中斷，但由于一個輸入為低電平和兩個輸入為低電平時，輸出均為低電平，則單片機將無法接收到第二個中斷請求，系統(tǒng)將錯過這個外部中斷，產(chǎn)生相應(yīng)的錯誤。

2.“與”門芯片有兩輸入、三輸入、四輸入，當(dāng)外部輸入信號數(shù)量超過與門的輸入數(shù)量，則要通過串聯(lián)多塊“與”門芯片來完成相應(yīng)的觸發(fā)；當(dāng)外部中斷信號源數(shù)量小于“與”門輸入數(shù)量時，又需要將未接信號源的“與”門輸入引腳接上高電平。因此，“與”門芯片在使用時不便于兼容不同的外部信號數(shù)量。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種依靠輔助單片機擴展51單片機外部中斷數(shù)量的方法。

本發(fā)明的具體步驟如下：

步驟一、兩塊子單片機均將各自的一個I/O口作為外部中斷請求的輸出口與主單片機的外部中斷I/O口相連；子單片機的其余I/O口根據(jù)外部信號源數(shù)量n定義為輸入口，兩個子單片機的輸入口總數(shù)為n，n≤14，且每個單片機至少有一個輸入口。n個外部信號源與子單片機對應(yīng)的輸入口相連，同時與主單片機的普通I/O口連接。用到的子單片機I/O口及主單片機I/O口均配置為準(zhǔn)雙向模式，主單片機的外部中斷設(shè)置為上升沿、下降沿均觸發(fā)。

步驟二、子單片機不斷掃描定義的輸入口電平狀態(tài)，一旦某一輸入口的輸入電平與記錄電平不同，則記錄電平更新為當(dāng)前中斷信號源狀態(tài)。且子單片機的輸出口電平發(fā)生變化，從而使主單片機外部中斷I/O口變化，觸發(fā)主單片機的外部中斷。

步驟三、主單片機的外部中斷觸發(fā)從以下三種中斷觸發(fā)方式中選擇一種：

(1)上升沿、下降沿均觸發(fā)主單片機外部中斷：主單片機通過外部中斷程序掃描與外部信號源相連的所有普通I/O口，掃描發(fā)現(xiàn)與記錄電平不同的I/O口對應(yīng)的外部信號源就是所需觸發(fā)的中斷信號源，則執(zhí)行與該中斷信號源對應(yīng)的程序，并將記錄電平更新為當(dāng)前中斷信號源狀態(tài)。

(2)僅上升沿觸發(fā)主單片機外部中斷：主單片機通過外部中斷程序掃描與外部信號源相連的所有普通I/O口，掃描發(fā)現(xiàn)與之前記錄電平不同的I/O口對應(yīng)的外部信號源，則記錄電平更新為當(dāng)前中斷信號源狀態(tài)；若該外部信號源為高電平，執(zhí)行與該中斷信號源對應(yīng)的程序，若該外部信號源為低電平，則退出中斷。

(3)僅下降沿觸發(fā)主單片機外部中斷：主單片機通過外部中斷程序掃描與外部信號源相連的所有普通I/O口，掃描發(fā)現(xiàn)與之前記錄電平不同的I/O口對應(yīng)的外部信號源，則記錄電平更新為當(dāng)前中斷信號源狀態(tài)；若該外部信號源為低電平，執(zhí)行與該中斷信號源對應(yīng)的程序。若該中斷信號源為高電平，則退出中斷。

所述的主單片機采用IAP15W4K58S4芯片；子單片機采用STC15F104E芯片。

本發(fā)明具有的有益效果：

1、本發(fā)明給出一種使用子單片機不斷掃描外部中斷源信號，并由子單片機向主單片機發(fā)送中斷觸發(fā)請求的擴展方式，使所有中斷請求均能夠被主單片機接收，有效保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性；同時，能夠有效兼容外部中斷源數(shù)量不同的系統(tǒng)。

2、本發(fā)明選用STC15F104E作為子單片機，該單片機不同封裝的單價均在3元以下，其內(nèi)部產(chǎn)生時鐘信號，不需要外接晶振，最高時鐘頻率可達(dá)33MHz，能夠?qū)崿F(xiàn)快速掃描；其寫入擴展程序后與主單片機簡單連接即可使用；用極低的成本即可完成擴展外部中斷數(shù)量的目的。

附圖說明

圖1為本發(fā)明中子單片機的程序流程圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。

依靠輔助單片機擴展51單片機外部中斷數(shù)量的方法，具體步驟如下：

步驟一、兩塊子單片機均將各自的一個I/O口作為外部中斷請求的輸出口與主單片機的外部中斷I/O口相連；子單片機的其余I/O口根據(jù)外部信號源數(shù)量n定義為輸入口，兩個子單片機的輸入口總數(shù)為n，n≤14，且每個單片機至少有一個輸入口，本實施例中兩塊子單片機的輸入口均為3個。n個外部信號源與子單片機對應(yīng)的輸入口相連，同時與主單片機的普通I/O口連接。用到的子單片機I/O口及主單片機I/O口均配置為準(zhǔn)雙向模式，主單片機的外部中斷設(shè)置為上升沿、下降沿均觸發(fā)。主單片機采用IAP15W4K58S4芯片；子單片機采用STC15F104E芯片。

步驟二、如圖1所示，子單片機不斷掃描定義的輸入口電平狀態(tài)，一旦某一輸入口的輸入電平與記錄電平不同，則記錄電平更新為當(dāng)前中斷信號源狀態(tài)。且子單片機的輸出口電平發(fā)生變化，從而使主單片機外部中斷I/O口變化，觸發(fā)主單片機的外部中斷。

步驟三、主單片機的外部中斷觸發(fā)從以下三種中斷觸發(fā)方式中選擇一種：

(1)上升沿、下降沿均觸發(fā)主單片機外部中斷：主單片機通過外部中斷程序掃描與外部信號源相連的所有普通I/O口，掃描發(fā)現(xiàn)與記錄電平不同的I/O口對應(yīng)的外部信號源就是所需觸發(fā)的中斷信號源，則執(zhí)行與該中斷信號源對應(yīng)的程序，并將記錄電平更新為當(dāng)前中斷信號源狀態(tài)。

(2)僅上升沿觸發(fā)主單片機外部中斷：主單片機通過外部中斷程序掃描與外部信號源相連的所有普通I/O口，掃描發(fā)現(xiàn)與之前記錄電平不同的I/O口對應(yīng)的外部信號源，則記錄電平更新為當(dāng)前中斷信號源狀態(tài)；若該外部信號源為高電平，執(zhí)行與該中斷信號源對應(yīng)的程序，若該外部信號源為低電平，則退出中斷。

(3)僅下降沿觸發(fā)主單片機外部中斷：主單片機通過外部中斷程序掃描與外部信號源相連的所有普通I/O口，掃描發(fā)現(xiàn)與之前記錄電平不同的I/O口對應(yīng)的外部信號源，則記錄電平更新為當(dāng)前中斷信號源狀態(tài)；若該外部信號源為低電平，執(zhí)行與該中斷信號源對應(yīng)的程序。若該中斷信號源為高電平，則退出中斷。

該依靠輔助單片機擴展51單片機外部中斷數(shù)量的方法，一旦某一信號源產(chǎn)生變化，外部中斷輸出口的狀態(tài)就會發(fā)生變化，該狀態(tài)下主單片機便不會錯過在執(zhí)行當(dāng)前外部中斷時產(chǎn)生的外部中斷。子單片機的掃描速度越高，主單片機的外部中斷越不容易遺漏。子單片機的掃描速度主要由兩方面決定：1.程序的長短，掃描時判斷語句通常是單周期指令，執(zhí)行該語句需要用時一個機器周期。程序越短掃描時間越短，即定義的掃描I/O口越少，掃描精度越高。2.機器周期的長短，單片機執(zhí)行語句通常為單機器周期指令。機器周期由時鐘周期決定，時鐘周期由晶振的頻率決定。晶振頻率越高，機器周期越短，執(zhí)行的越快，越不容易出錯，下載時配置晶振頻率為30M。