高職單片機教學研究二

季紅梅

【摘 要】教育教學須因材施教，面對高職學生群體，應運用怎樣的教學方法才能達到最佳教學效果呢？根據自己多年教學體會，認為高職課堂教學，既不能等同于高中教學，也不能完全照搬高校教學。它必須具有高職的特色，其課堂教學既要注重知識性，更要注重趣味性，理論夠用，技能為主，通過學生跟著老師做、學生學著自己做、理論教學做總結的方式，通過實踐體會理解掌握單片機的功能應用技能。

【關鍵詞】高職教學；單片機應用；中斷應用

1.引言

當前各類高職技能大賽項目的機器人控制、非接觸識別等等科目，單片機的中斷應用屬于必用項目。如何設計中斷知識的教學，使得學生學得不累，搞得明白，用的順手，就是作為授課老師研究的問題。

2.中斷原理

首先，如何導入中斷概念？設計以生活中的案例引導理解。

如果我們想要同時做燒一壺水與看電腦播放電視劇二件事，請設計一下實施方案…

方案1：先燒開水，再看電視劇

方案2：同時進行，但是可能忘記燒水，導致事故

方案3：中斷機制，同時進行，使用帶響的水壺，水燒開時中斷看電視劇，可以暫停，然后處理好開水之后再重新繼續看電視劇…

前面學習的定時器案例里面用按鍵切換幾種LED表示的方式，有時反應及時有時會反應不及時，原因是主程序循環沒有及時到達按鍵檢測的位置，所以需要等待。如果采用中斷方式，按鍵按下即可響應。

其次，需要了解中斷事件的特點。中斷程序主要處理及時性要求高的事件，所以應該設計的短平快。否則就失去了中斷應用應有的效果。

其三，中斷設計理念：

將主程序中的一部分功能，提取出來，放到中斷處理程序中。在主程序中初始化時初次開放中斷…

條件滿足觸發進入中斷處理程序，進入立即關閉中斷（初學者不建議使用多次中斷嵌套）；中斷處理程序中主要完成一些計數判斷功能，然后根據判斷信息，設置標志或計數，退出時重新開放中斷。中斷程序設計盡量短平快…

主程序循環檢查標志條件進行相對應的處理…

3.中斷方式

中斷分為硬中斷和軟中斷，硬中斷就是有硬件操作導致觸發的中斷，比如說按鍵按下去產生一個信號觸發中斷程序工作；軟中斷是有程序在特定的條件下發出信號觸發中斷，比如說定時器計數達到上限溢出引起中斷。

在前節定時器的學習基礎，理解了中斷的理念，設計中斷程序就變得非常輕松步驟化了：

①中斷的初始化

②開中斷（多數放在初始化里，也可以放在需要的任何位置，根據需要開放或關閉）

③中斷服務程序框架（中斷名稱查中斷向量地址表）

#pragma vector=中斷名稱_VECTOR

__interrupt void EINT_ISR（void）

{ EA = 0； // 關閉全局中斷

//中斷處理功能程序start

……中斷功能實現程序

//中斷處理功能程序end

EA = 1； // 重新開放全局中斷 }

4.中斷綜合應用案例

①硬中斷案例1（按鍵外中斷），按鍵控制LED跑馬燈開始或停止

#include "ioCC2530.h" // 引用頭文件，包含對CC2530的寄存器、中斷向量等的定義

//定義led燈端口和按鍵

…（參見高職單片機教學研究一）

unsigned int KeyTouchtimes = 0 ； //定義變量記錄按鍵次數

unsigned int Keyflag = 0 ； //定義變量記錄按鍵單2次，單次啟動，雙次停止

/* 函數名稱：init 功能：初始化系統IO，外中斷寄存器 */

void init（）

{ //LED燈端口和按鍵初始化（參見高職單片機教學研究一）

PICTL &= ～0x02； //配置P1口的中斷邊沿為上升沿產生中斷

P1IEN |= 0x04； //使能P1.2中斷

IEN2 |= 0x10； //使能P1口中斷

EA = 1； //使能全局中斷 }

/* 函數名稱：EINT_ISR 功能：外部中斷服務函數 */

#pragma vector=P1INT_VECTOR

__interrupt void EINT_ISR（void）

{ EA = 0； // 關閉全局中斷

//中斷處理功能程序start

if（P1IFG & 0x04） // 若是P1.2產生的中斷

{

/* 等待用戶釋放按鍵，并消抖 */

while（SW1 == 0）； //低電平有效

delay（100）； //延時程序略

while（SW1 == 0）；

if（Keyflag==0） //根據按鍵，設計單雙次標志

{Keyflag=1； }

else

{Keyflag=0；}

P1IFG &= ～0x04； // 清除P1.2中斷標志

}

//中斷處理功能程序end

EA = 1； // 重新開放全局中斷 }

/* 函數名稱：main 功能：main函數入口 */

void main（void）

{ init（）； //調用初始化函數endprint

while（1）

{ …//根據標志變量Keyflag，計數變量KeyTouchtimes，設計LED1-4跑馬燈功能 }

}

②軟中斷案例2（定時器觸發中斷）T1、T3分別控制LED1、LED2 閃爍

//預定義添加

unsigned int counter=0； //統計T1溢出次數

unsigned int counter1=0； //統計T3溢出次數

unsigned int flag0=0； //標志0

unsigned int flag1=1； //標志1

//初始化定時器T1、T3

T1CTL = 0x05； // T1 通道 0，8 分頻； 自動重載模式（0x0000->0xffff）；

T1IE=1； //定時器1使能

T3CTL = 0x7C； // T3 通道 0，8 分頻； 自動重載模式（0x0000->0xffff）；

T3IE = 1； //定時器3使能

//定時器T1中斷服務功能程序

counter++；

if（counter>=30） //約0.5s （32/8）*10^6/65535/30=2Hz，參見文章一

{counter=0； flag0=1；}

T1IF=0； //清0 T1中斷標志位，容許下次中斷觸發

//定時器T3中斷服務功能程序

counter1++；

if（counter1>=3840） //30*256/2=3840 約0.25s ，加減計數次數，調整閃爍頻率

{counter1=0； flag1=1；}

T3IF=0； //清0 T3中斷標志位，容許下次中斷觸發

//函數名稱：main

void main（void）

{ init（）； //調用初始化函數

while（1）

{

If（flag0==1）

{LED1=！LED1；flag0=0；}

If（flag1==1）

{LED2=！LED2；flag1=0；}

}

}

5.中斷教學總結

根據到目前獲得的教學經驗，高職學生一般不愿意主動思考，多數學生雖具備較好的思考理解能力，但是缺少總結歸納的能力，并且學的快忘得快，具有一定的惰性。所以如何設計好教學模塊，通過合適的案例，將知識點像積木一樣一塊一塊搭建整個知識體系，后面反復使用前面學習的知識，既能強化前面的內容，又能合理導入后面的知識，一層層上臺階，在不知不覺中，由淺入深，逐漸增加學習難度。開始的時候盡量用淺顯的案例，結合生活案例實踐理解，使得學生還沒有畏難情緒生成就被逐步引導到了學習高點。對單片機應用這樣的專業課程，學生學的進、有興趣，達到教學目的，同時也是教師的欣慰。

參考文獻：

[1]姜仲 劉丹 ZigBee技術與實訓教程[M]北京 清華大學出版社 2014.

[2]物聯網無線傳感網實訓教程[M]北京 新大陸時代教育科技有限公司 2014.

[3]本書編委 ZigBee技術開發-CC2530單片機原理及應用[M]北京 清華大學出版社 2015.

[4]楊玥 單片機與接口技術-基于CC2530的單片機應用[M]北京 清華大學出版社2017.endprint