单片机中断专业技术实验报告

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1、单片机中断技术实验报告 作者： 日期：25 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

2、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

3、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

4、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

5、 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。

6、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

7、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 P

8、1.0 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

9、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63 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3KHz ACLK 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

10、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

11、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

12、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33.(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

13、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

14、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）#inc