功能強(qiáng)大的時(shí)鐘中斷

   
  在程序設(shè)計(jì)中，設(shè)置一個(gè)好的時(shí)鐘中斷，可大大方便和簡(jiǎn)化程序的編制，提高系統(tǒng)的效率與可操作性。下面以６ＭＨｚ時(shí)鐘的８９Ｃ５１系統(tǒng)為例，說(shuō)明時(shí)鐘中斷的應(yīng)用。 
    
  定時(shí)器初值與中斷周期。 時(shí)鐘中斷的時(shí)間間隔一般?。玻埃恚螅ǎ担埃龋?，如需要百分之一秒的時(shí)基信號(hào)，可?。保埃恚螅ǎ保埃埃龋?。這里取２０ｍｓ。Ｔ０工作于１６位定時(shí)器方式（方式１），每過(guò)一個(gè)機(jī)器周期Ｔ０自動(dòng)加１，計(jì)至０ＦＦＦＦｈ的下一個(gè)機(jī)器周期，Ｔ０溢出產(chǎn)生中斷，由硬件設(shè)置相應(yīng)的標(biāo)志位供軟件查詢。即中斷啟動(dòng)后經(jīng)過(guò)Ｎ＋１個(gè)機(jī)器周期，Ｔ０產(chǎn)生中斷。所以，只要先在Ｔ０中存入一個(gè)比０ＦＦＦＦｈ?。蔚臄?shù)，然后啟動(dòng)定時(shí)器，便會(huì)在Ｎ＋１個(gè)機(jī)器周期后產(chǎn)生中斷，這個(gè)數(shù)便是所謂的“初值”。時(shí)鐘為６ＭＨｚ，則２０ｍｓ有１００００個(gè)機(jī)器周期。（１００００）10＝（２７１０）16，則０ＦＦＦＦｈ－２７１０ｈ＋１＝０Ｄ８Ｆ０ｈ。由于響應(yīng)中斷、保護(hù)現(xiàn)場(chǎng)及重裝初值還需要７～８機(jī)器周期，則Ｔ０應(yīng)裝入的初值是０Ｄ８Ｆ７ｈ。每次中斷進(jìn)入后，先把Ａ及ＰＳＷ的值壓堆，再把０Ｄ８Ｆ７ｈ裝入Ｔ０。 
    
  設(shè)置一個(gè)單元，每次中斷加１。 將ＲＡＭ中一個(gè)單元取名為ＩＮＣＰＩ。在中斷處理程序中，裝完Ｔ０初值后，用“ＩＮＣ ＩＮＣＰＩ”指令將其加１。無(wú)論中斷程序還是主程序，都可以從ＩＮＣＰＩ中讀?。玻埃恚蟮模薄玻担吨g任意整數(shù)倍的信號(hào)。如向數(shù)碼管送顯的程序，需要每０．５秒刷新一次顯示器，可以設(shè)一等待單元Ｗ＿ＤＩＳＰ，用“ＭＯＶ Ａ，ＩＮＣＰＩ／ＡＤＤ Ａ，＃２５／ＭＯＶ Ｗ＿ＤＩＳＰ，Ａ”三條語(yǔ)句讓其比當(dāng)前的ＩＮＣＰＩ值大２５，然后在每次中斷中檢查Ｗ－ＤＩＳＰ是否與ＩＮＣＰＩ值相等。若相等，說(shuō)明已過(guò)了２５個(gè)中斷周期，執(zhí)行送顯程序，并且讓Ｗ＿ＤＩＳＰ再加上２５，等待下一個(gè)０．５秒。程序中可以設(shè)置多個(gè)等待單元，以取得多個(gè)時(shí)基信號(hào)。 
    
  在中斷中讀鍵與看門(mén)。 通常，我們?cè)谥鞒绦蛑凶x鍵盤(pán)，步驟為：掃描鍵盤(pán)，若有鍵按下，則延時(shí)幾十毫秒去抖動(dòng)，再次確認(rèn)此鍵確實(shí)按下，然后處理該鍵對(duì)應(yīng)的工作，完成后再次重復(fù)上述步驟。這種方式有兩點(diǎn)不足：１． 處理相應(yīng)工作時(shí)無(wú)法鎖存按鍵的輸入，可能漏鍵。２． 延時(shí)去抖時(shí)ＣＰＵ無(wú)法做其他事情，效率不高。把讀鍵放在時(shí)鐘中斷中，可避免上述不足。方法為：如果兩次相鄰的中斷中都讀到同一個(gè)鍵按下，則這個(gè)鍵是有效的（達(dá)到了去抖目的），將其鎖存到先入先出（隊(duì)列）的鍵盤(pán)緩沖區(qū)，等主程序來(lái)處理。這樣，主程序處理按鍵的同時(shí)，仍可響應(yīng)鍵盤(pán)的輸入。緩沖區(qū)深度通?？稍O(shè)為８級(jí)，若鎖存的鍵數(shù)已達(dá)到８?jìng)€(gè)，則忽略新的按鍵，并報(bào)警提示用戶新的按鍵將無(wú)效。若鍵盤(pán)緩沖隊(duì)列停滯的時(shí)間大大長(zhǎng)于主程序處理按鍵所需要的最大時(shí)間，說(shuō)明主程序已出錯(cuò)或跑飛，可以在中斷中用指令將系統(tǒng)復(fù)位，起到了看門(mén)狗的目的。 
    
  主程序中的延時(shí)。 由于有常開(kāi)的時(shí)鐘中斷，所以當(dāng)主程序中有需要時(shí)間較短、精度較高的延時(shí)時(shí)，應(yīng)暫時(shí)把時(shí)鐘中斷關(guān)閉。程序中需要時(shí)間較長(zhǎng)、精度不高的延時(shí)時(shí)，可仿照下例編程，避免多層嵌套的循環(huán)延時(shí)。 
    
  例：從Ｐ１．１口輸出１秒的高電平脈沖 
    
  ＭＯＶ Ａ，ＩＮＣＰＩ 
ＩＮＣ Ａ
ＣＪＮＥ Ａ，ＩＮＣＰＩ，$；等待一次中斷處理完成
ＳＥＴＢ Ｐ１．１ ；設(shè)Ｐ１．１為１，脈沖開(kāi)始
ＡＤＤ Ａ，＃５０ ；５０個(gè)２０ｍｓ為１秒
ＣＪＮＥ Ａ，ＩＮＣＰＩ，$ ；等中斷將ＩＮＣＰＩ加一５０次
ＣＬＲ Ｐ１．１ ；設(shè)Ｐ１．１為０，脈沖結(jié)束
 
    
  綜上可知，設(shè)計(jì)時(shí)要靈活地應(yīng)用時(shí)鐘中斷，將任務(wù)合理分配給中斷和主程序，二者要分工明確，接口簡(jiǎn)單。并應(yīng)注意盡量縮短中斷處理程序的執(zhí)行時(shí)間，切勿長(zhǎng)于２０ｍｓ。 
 
    
  用８９Ｃ２０５１控制的可變頻率和占空比的脈沖恒流源 
    
  本恒流源的負(fù)載為純電阻性，阻值變化范圍１００Ω～１ｋΩ，輸出恒定電流４ｍＡ。恒流源提供三路輸出，每路輸出脈沖恒流源的頻率分別為１２次／分、６次／分、３次／分，輸出脈沖寬度均為３００ｍｓ。 
    
  該恒流源主要由恒流源輸出電路及可變頻率和占空比的脈沖控制信號(hào)產(chǎn)生電路兩部分組成。 
    
  用ＴＴＬ或ＣＭＯＳ電路分頻，也能夠得到上述脈沖控制信號(hào)，但電路比較復(fù)雜，且頻率和占空比不容易更改。用８９Ｃ２０５１的輸出口作為脈沖控制信號(hào)，能夠通過(guò)程序改變脈沖控制信號(hào)的頻率和占空比。 
    
  脈沖恒流源電路如附圖所示。為了說(shuō)明方便，這里只畫(huà)了一路恒流源輸出電路 
  接插件Ｐ１接９Ｖ電池，Ｐ３接負(fù)載。 
    
  恒流源輸出電路由Ｕ１、Ｔ１、Ｔ２和Ｄ１以及其他外圍電路組成。Ｔ１、Ｒ３、Ｄ１、ＲＷ１和Ｒ２構(gòu)成基準(zhǔn)電壓源。根據(jù)設(shè)計(jì)要求，由輸出電流和取樣電阻Ｒ１的阻值確定加到運(yùn)放同相端的基準(zhǔn)電位。按照?qǐng)D中的參數(shù)，Ｔ１導(dǎo)通時(shí)，調(diào)整ＲＷ１，使運(yùn)放的同相端的基準(zhǔn)電位為０．４Ｖ，顯然Ｔ１截止時(shí)，該基準(zhǔn)電位等于０Ｖ。Ｔ１導(dǎo)通時(shí)，若負(fù)載電流低于４ｍＡ，取樣電阻Ｒ１上的電壓下降，運(yùn)放的反相輸入端的電位下降，運(yùn)放的輸出電位上升，Ｔ２的基極電位和集電極電流（負(fù)載電流）上升；負(fù)載電流大于４ｍＡ?xí)r，Ｔ２的基極電位和集電極電流（負(fù)載電流）下降，最終維持輸出電流恒定。Ｔ１截止時(shí)，由于加到運(yùn)放同相端的基準(zhǔn)電位降到０Ｖ，運(yùn)放的輸出電壓下降，Ｔ２截止，負(fù)載中沒(méi)有電流通過(guò)。 
    
  控制Ｔ１導(dǎo)通和截止的脈沖信號(hào)從８９Ｃ２０５１的Ｐ１０口輸出。產(chǎn)生脈沖控制信號(hào)的軟件主要由循環(huán)程序和延時(shí)子程序組成。 
  如果要擴(kuò)大輸出電流的范圍，只需用功率比較大的穩(wěn)壓源并將Ｔ２換成大功率復(fù)合管便可。 
 
    
  AT89C系列單片機(jī)加密模式 
    
  單片機(jī)解密簡(jiǎn)單就是擦除單片機(jī)片內(nèi)的加密鎖定位。由于AT89C系列單片機(jī)擦除操作時(shí)序設(shè)計(jì)上的不合理。使在擦除片內(nèi)程序之前首先擦除加密鎖定位成為可能。AT89C系列單片機(jī)擦除操作的時(shí)序?yàn)椋翰脸_(kāi)始---->擦除操作硬件初始化（10微秒）---->擦除加密鎖定位（50----200微秒）--->擦除片內(nèi)程序存儲(chǔ)器內(nèi)的數(shù)據(jù)（10毫秒）----->擦除結(jié)束。如果用程序監(jiān)控擦除過(guò)程，一旦加密鎖定位被擦除就終止擦除操作，停止進(jìn)一步擦除片內(nèi)程序存儲(chǔ)器，加過(guò)密的單片機(jī)就變成沒(méi)加密的單片機(jī)了。片內(nèi)程序可通過(guò)總線被讀出。對(duì)于AT89C系列單片機(jī)有兩種不可破解的加密方法。 
    
  一、永久性地破壞單片機(jī)的加密位的加密方法。簡(jiǎn)稱OTP加密模式。 
  二、永久性地破壞單片機(jī)的數(shù)據(jù)總線的加密方法。簡(jiǎn)稱燒總線加密模式。 
 
    
  AT89C系列單片機(jī)OTP加密模式原理 
    
  這種編程加密算法燒壞加密鎖定位（把芯片內(nèi)的硅片擊穿），面不破壞其它部分，不占用單片機(jī)任何資源。加密鎖定位被燒壞后不再具有擦除特性，89C51/52/55有3個(gè)加密位進(jìn)一步增加了加密的可靠性。一旦用OTP模式加密后，單片機(jī)片內(nèi)的加密位和程序存儲(chǔ)器內(nèi)的數(shù)據(jù)就不能被再次擦除，89C51/52/55單片機(jī)就好象變成了一次性編程的OTP型單片機(jī)一樣。如果用戶程序長(zhǎng)度大于89C51單片機(jī)片內(nèi)存儲(chǔ)器的容量，也可使用OPT模式做加密，具體方法如下： 
    
  1、按常規(guī)擴(kuò)展一片大容量程序存儲(chǔ)器，如27C512（64K）。
2、把關(guān)鍵的程序部分安排在程序的前4K中。
3、把整個(gè)程序?qū)懭?7C512，再把27C512的前4K填充為0。
4、把程序的前4K固化到AT89C51中，用OPT模式做加密。
5、把單片機(jī)的EA腳接高電平。
這樣程序的前4K在單片機(jī)內(nèi)部運(yùn)行，后60K在片外運(yùn)行。盜版者無(wú)法讀出程序的前4K程序，即使知道后60K也無(wú)濟(jì)于事
 
    
  AT89C系列單片機(jī)煉總線加密模式原理 
 
    
  因?yàn)閱纹瑱C(jī)片內(nèi)的程序代碼最終都要通過(guò)數(shù)據(jù)總線讀出，如果指導(dǎo)單片機(jī)的數(shù)據(jù)總線的其中一條線永久性地破壞，解密者即使擦除了加密位，也無(wú)法讀出片內(nèi)的程序的正確代碼。89C1051/2051的數(shù)據(jù)總線為P1口燒總線模式燒壞89C2051的P1.0端口，原程序代碼為02H、01H、00H。讀出的數(shù)據(jù)則為03H，01H，00H。其中最低位始終為1，讀出的程序代碼顯然為錯(cuò)碼。這種加密模式用于加密89C1051/2051單片機(jī)。缺點(diǎn)是占用單片機(jī)的資源。開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)單片機(jī)硬件系統(tǒng)時(shí)只要預(yù)留出口線P1.0不用，以后就可用燒總線模式對(duì)單片機(jī)加密。