实验电路图中按键K1和K2分别接于P3.2和P3.3,发光二极管D1接于P0.4,共阴极数码管LED1接于P2口。 软件编程原理为:将数码管0~F的显示字模保存在数组中，K1和K2的按键动作INTO和INT1分别作为的中断请求，在中断函数中进行LED灯控制和数码管显示刷新。初始化后，主函数处于无限循环状态，等待中断请求。编写C51源程序，要求采用中断方法实现如下功能:程序启动后，D1处于熄灯、LED1处于黑屏状态；单击K1,可使D1亮灯状态反转一次；单击K2,可使LED1显示值加1，并按十六进制数显示， 达到F后重新从0开始。 参考结果

<think>好的，我现在需要帮助用户编写一个基于80C51芯片的C51源程序，使用中断方法实现按键控制LED灯和数码管显示的功能。具体要求是通过INT0和INT1中断，按键K1控制D1的状态反转，按键K2控制数码管LED1的十六进制数值加1，循环显示0到F。初始状态D1熄灭，LED1黑屏。 首先，我得回顾一下80C51的中断系统。80C51有两个外部中断，INT0和INT1，分别对应中断向量地址0x03和0x13。用户需要使用这两个中断来处理按键K1和K2的触发。中断触发方式通常有电平触发和边沿触发，这里可能需要边沿触发，因为按键按下会产生一个下降沿，这样可以避免持续触发的问题。需要设置IT0和IT1寄存器为1，选择边沿触发模式。 接下来是LED的控制。用户提到D1初始状态为熄灭，所以需要将对应的引脚初始化为高电平。假设D1连接到P2.0，那么在初始化时设置P2 |= 0x01; 或者直接操作P2口的相应位。当中断发生时，反转P2.0的状态，可以使用位取反操作，比如P2 ^= 0x01;。 然后是数码管的部分。数码管是共阴极的，所以需要段码来显示0到F。需要创建一个数组，存储0到F对应的段码值。例如，0x3F对应0，0x06对应1，依此类推，直到0x71对应F。数码管的控制可能连接到P0口或者其他端口，假设这里连接到P0口。初始状态数码管黑屏，所以初始时P0输出0x00，或者不选中数码管，可能需要位选控制。但用户可能只是单个数码管，所以直接输出段码即可。初始时显示黑屏，所以初始段码为0x00，当K2按下时，数值加1，循环0到F，对应段码数组中的索引从0到15，超过15时回到0。 接下来考虑中断服务函数的编写。INT0的中断服务函数需要处理D1的状态反转，而INT1的中断服务函数需要处理数码管的数值加1。注意，中断服务函数需要声明为中断号，使用interrupt关键字，INT0对应中断号0，INT1对应中断号2。同时，需要设置中断允许寄存器IE，允许外部中断0和1，并开启总中断EA。 还需要考虑按键消抖的问题。硬件消抖或者软件消抖。由于使用中断，可能在中断服务函数中加入延时来消除抖动，但中断服务函数应尽量简短，所以更好的方法可能是在中断发生后，在中断服务函数中设置标志位，在主循环中处理状态变化和显示更新，同时进行消抖处理。不过用户可能希望直接在中断中处理，这样的话需要确保按键的硬件消抖已经做好，否则可能会有误触发。 另外，数码管的显示需要持续刷新，但这里用户可能只需要在数值变化时更新一次，因为数码管如果是静态显示的话，不需要持续刷新。但如果使用动态显示，可能需要定时器中断来刷新，但用户的需求中没有提到，所以可能只需要在数值变化时更新一次段码即可。 现在，综合这些考虑，编写代码的大致步骤： 1. 包含头文件，比如reg51.h或reg52.h，根据具体型号。 2. 定义数码管的段码数组，共阴极，0到F的十六进制显示。 3. 声明全局变量，用于存储当前的数码管显示值，比如unsigned char disp_value = 0; 初始为0，但初始状态数码管黑屏，所以可能需要初始值为16或者其他标志，或者初始时输出0x00。 4. 定义LED和数码管的引脚，比如sbit LED = P2^0; 数码管连接到P0口。 5. 初始化函数：设置中断触发方式，IT0和IT1为边沿触发；打开外部中断允许EX0和EX1，以及总中断EA；初始化LED为熄灭（高电平），数码管初始为黑屏，P0输出0x00。 6. 中断服务函数：INT0处理LED反转，INT1处理数码管数值加1，并取模16，然后更新段码到P0口。 7. 主函数中调用初始化，然后进入无限循环等待中断。 需要注意的问题： - 数码管的初始状态应为黑屏，即段码全灭。假设段码数组的最后一个元素（比如索引16）对应全灭，或者初始时disp_value为0，但数码管初始时不显示，可能需要初始时将P0设为0x00。或者在初始化时，将disp_value设为0，但数码管显示的是段码数组[0]，即0，但用户要求初始黑屏，所以需要disp_value初始为16，对应的段码为0x00。或者在段码数组中，索引0对应0，索引1到15对应1-F，索引16对应0x00。但这样可能需要处理disp_value的范围为0-16，每次K2按下时加1，当达到16时回到0。或者更简单的方式，初始时disp_value为0，但数码管显示0，但用户要求初始黑屏，这可能不符合。所以需要调整段码数组，例如，初始disp_value为16，对应段码0x00，当按下K2时，disp_value变为0，显示0，再按到1，直到F，再按回到0，但这样需要处理disp_value从16开始加1，然后对17取模17？或者更简单的方式，初始化时disp_value为0，但数码管不显示，即段码输出0x00。当第一次按下K2时，disp_value变为0，显示0？这可能有问题。可能需要重新考虑。 用户要求初始状态数码管黑屏，所以初始时数码管不显示任何内容。因此，数码管的段码应该全灭，即0x00。因此，初始化时，将disp_value设为0，但数码管的段码输出0x00。当K2按下时，disp_value变为1，显示0的段码？或者disp_value初始为0，但第一次按下时显示0，第二次显示1，直到F后再回到0。但初始状态需要黑屏，所以可能需要一个标志位，比如初始时disp_enable为0，按下K2后disp_enable置1，disp_value从0开始。或者，disp_value初始为0，但段码数组的第一个元素是0x00，之后0到F。或者将段码数组的0对应0x00，1对应0的段码，这样不太合理。这可能比较复杂。 或许更简单的办法是，数码管的显示值disp_value初始为0，但数码管初始显示黑屏，即P0 = 0x00。当K2第一次按下时，disp_value变为0，显示0的段码，然后每次加1。这样初始时，disp_value为0，但初始段码输出0x00。这需要段码数组中的0对应的段码是0x3F，而初始时强制输出0x00。或者，将disp_value初始化为一个特殊值，比如-1，然后在显示时判断，如果disp_value为-1，则输出0x00，否则输出段码数组[disp_value]。但C51中unsigned char更方便，所以可能用disp_value初始为16，然后取模17，当等于16时输出0x00。段码数组有17个元素，0-15对应0-F，16对应0x00。这样，初始化时disp_value=16，数码管显示0x00。当K2按下时，disp_value = (disp_value + 1) % 17，如果结果超过16（即17取模），回到0。这样第一次按下K2时，disp_value变为0，显示0，之后每次加1，到F时disp_value=15，再按一次变为16，显示黑屏，再按回到0。但用户要求的是循环显示0到F，所以可能需要disp_value在0-15之间循环，初始时显示黑屏。因此，可能需要两个变量：一个控制是否显示，另一个控制数值。或者，初始时disp_value为0，但数码管显示黑屏，当K2按下时，disp_value从0开始显示，并每次加1，到F后回到0。但初始时如何显示黑屏？可能需要在初始化时将P0设为0x00，然后在第一次中断时开始显示0。这样，初始时disp_value=0，但数码管显示黑屏，当K2按下时，disp_value变为0，并显示0，之后每次加1。这可能不符合，因为初始disp_value为0，但显示的是黑屏，而按下K2后显示0，这可能需要在中断处理中，当disp_value为0时，第一次按下显示0，而不是黑屏。这可能需要重新设计。 或者，初始时disp_value设为16，数码管显示0x00（黑屏），每次K2按下时，disp_value自增1，然后对16取模，这样disp_value的范围是0-15，对应的段码0-F。这样，初始时disp_value=16，显示0x00，当按下K2，disp_value变为0，显示0，之后每次加1，到F时disp_value=15，再按回到0。这样符合用户要求：初始黑屏，按下K2后显示0，之后循环0-F。但需要调整段码数组，使得当disp_value在0-15时显示0-F，当disp_value=16时显示黑屏。因此，段码数组可以定义为17个元素，索引0-15对应0-F，索引16对应0x00。初始化时disp_value=16，显示0x00，每次K2按下时，disp_value = (disp_value + 1) % 17，如果结果为16，则显示黑屏，否则显示对应的数值。但用户要求的是K2控制数码管数值加1并循环显示0到F，所以当disp_value超过15时，应该回到0，而不是显示黑屏。因此，这可能不符合用户需求。因此，正确的做法应该是：初始时数码管黑屏，当K2第一次按下时显示0，之后每次加1到F，再回到0。所以，初始时disp_value可以设为0，但数码管显示黑屏，当K2按下时，disp_value变为0，并显示0。这可能需要一个标志位，比如初始时有一个标志表示是否已经按下过K2。或者，在初始化时，数码管显示黑屏，disp_value初始为0，但第一次按下K2时，disp_value增加到0，显示0，之后每次加1。这可能需要处理disp_value在按下时从0开始，但初始显示为黑屏。这可能需要另一个变量，比如unsigned char display_enabled = 0; 初始为0，当K2按下时，display_enabled=1，disp_value=0，显示0。之后每次K2按下，disp_value自增1并取模16，display_enabled保持1。这样，在中断服务函数中，当display_enabled为0时，首次按下K2会设置disp_value=0，display_enabled=1，并显示0；之后每次按下，disp_value自增1，显示相应的值。这样可能更符合用户需求。 不过这样会增加变量，可能复杂一些。或者，初始时数码管显示黑屏，即P0=0x00，而disp_value=0。当K2按下时，disp_value自增1，然后取模16，并显示disp_value对应的段码。例如，第一次按下，disp_value=1，显示1，但这样初始值可能不对。或者，初始时disp_value=0xFF（或其他非0-15的值），在中断中判断，如果是初始值，则设为0，否则自增。例如： 在中断服务函数中： if (disp_value == 0xFF) { disp_value = 0; } else { disp_value = (disp_value + 1) % 16; } P0 = seg_code[disp_value]; 但初始化时disp_value设为0xFF，数码管显示seg_code[0xFF]可能越界，所以需要确保seg_code数组足够大，或者单独处理。这可能不太安全。 或许更简单的方式是，初始化时disp_value=0，数码管显示黑屏，即P0=0x00。当K2按下时，disp_value自增1并取模16，然后P0=seg_code[disp_value]。这样，初始时虽然disp_value=0，但P0=0x00，当第一次按下K2时，disp_value变为1，显示seg_code[1]即1，这不符合要求。用户需要的是第一次按下K2显示0，之后递增。所以问题在于初始disp_value=0时，如何让第一次按下显示0，而初始时显示黑屏。 可能的解决方案：数码管的显示由disp_value控制，但初始时disp_value=16，数码管显示0x00。当K2按下时，disp_value=0，显示0，之后每次加1到15，再回到0。这样，段码数组需要17个元素，索引0-15对应0-F，索引16对应0x00。初始化disp_value=16，显示0x00。中断处理中，当K2按下时，disp_value = (disp_value + 1) % 17; 如果结果等于16，则显示0x00，否则显示对应的段码。但用户要求的是K2控制数码管数值加1并循环显示0到F，所以当disp_value超过15时应该回到0，而不是显示黑屏。因此，正确的逻辑应该是，无论初始disp_value是多少，按下K2时disp_value自增1并取模16，然后显示对应的段码。而初始时disp_value=16，这样第一次按下后变为0，显示0，之后每次加1到15，再回到0。但这样需要段码数组的索引0-15对应0-F，而disp_value的范围是0-15，初始时设为16，这样第一次按下K2时，disp_value=0，显示0。这样符合用户的需求。所以初始化时，disp_value=16，数码管显示黑屏，当K2按下时，disp_value变为0，显示0，之后每次加1，到F后回到0。 这样，段码数组可以定义为16个元素（0-15对应0-F），然后初始化时如果disp_value为16，数码管输出0x00。在中断处理中，当K2按下时，disp_value自增1，取模16，然后如果disp_value在0-15之间，输出对应的段码，否则输出0x00。不过，当disp_value自增1并取模16后，结果只能是0-15，所以初始disp_value=16，第一次按下时，disp_value= (16 + 1) % 16 = 1，这显然错误。哦，这里的问题，取模16的话，16 +1=17，17 mod 16=1，所以第一次按下会显示1，这不符合要求。因此，正确的做法应该是，disp_value初始为-1，然后每次按下加1，取模16，得到0-15。这样，初始时disp_value=-1，数码管显示黑屏。第一次按下时，disp_value=0，显示0。之后每次加1，到15后回到0。但C51中使用unsigned char更常见，所以可能需要用disp_value初始为255（即-1的8位无符号表示），然后每次加1后对16取模： disp_value = (disp_value + 1) % 16; 这样，初始disp_value=255，第一次按下时，255+1=256，256 mod 16=0，显示0。符合要求。之后每次加1，到15后回到0。数码管的显示在disp_value为0-15时显示对应的段码，否则显示0x00。但disp_value在取模后总是0-15，所以初始时需要特殊处理。或者，在中断服务函数中，当disp_value为0-15时显示段码，否则显示0x00。但根据上面的计算，disp_value初始为255，第一次按下后变为0，显示段码0。这可行。 因此，段码数组定义为16个元素，索引0-15对应0-F的段码。数码管的输出在中断服务函数中为seg_code[disp_value]，但disp_value初始为255，当按下K2时，disp_value = (disp_value + 1) % 16; 所以第一次按下后disp_value=0，显示0。数码管初始时，因为disp_value=255，不在0-15范围内，所以输出0x00。这需要判断disp_value是否在有效范围内，但会增加代码复杂度。或者，直接将disp_value初始为0，但数码管初始输出0x00，当K2按下时，disp_value自增1，显示对应的段码。但这样第一次按下会显示1，而不是0。这不符合用户需求。 看来这个问题需要更仔细的处理。正确的逻辑应该是：数码管初始黑屏，当第一次按下K2时显示0，之后每次加1到F，然后回到0。因此，初始时disp_value=0，但数码管显示黑屏。当K2按下时，disp_value自增1，显示disp_value % 16对应的段码。但这样第一次按下会显示1，这不对。因此，必须让第一次按下K2时显示0，之后递增。这可能需要在中断服务函数中，当第一次按下时，将disp_value设为0，之后每次加1。这可以通过一个标志位来实现，比如初始时标志位为0，第一次按下时设置disp_value=0，标志位置1，之后每次加1。例如： unsigned char disp_value = 0; bit first_press = 1; 在INT1中断服务函数中： if (first_press) { disp_value = 0; first_press = 0; } else { disp_value = (disp_value + 1) % 16; } P0 = seg_code[disp_value]; 这样，初始时first_press=1，第一次按下时disp_value设为0，显示0，之后每次加1。数码管初始时显示黑屏，因为在主函数初始化时，P0=0x00，而中断发生后才会更新为0的段码。但这样在初始化时，P0被设为0x00，进入主循环后，当第一次中断发生时，P0被更新为seg_code[0]=0x3F，显示0。这符合用户需求：初始黑屏，按下K2后显示0，之后每次加1。 综上，处理数码管的正确步骤： 1. 初始化时，P0=0x00（黑屏），disp_value=0，first_press=1。 2. 在INT1中断中，当first_press为1时，设置disp_value=0，first_press=0，否则disp_value自增1并取模16。 3. 更新P0为seg_code[disp_value]。 这样，第一次按下K2时显示0，之后每次加1。 现在，关于中断服务函数的编写，需要注意： - INT0和INT1的中断服务函数需要分别处理LED和数码管。 - 中断服务函数中需要清除中断标志位，但80C51的外部中断标志（IE0和IE1）在边沿触发模式下会自动清除，而在电平触发模式下需要软件清除。这里使用边沿触发，所以无需手动清除。 - 需要防止中断重入，但由于按键操作通常不会频繁到中断处理时间过长，所以可能不需要特别处理。 最后，代码的大致结构： #include <reg51.h> sbit LED = P2^0; // 假设D1连接P2.0 sbit K1 = P3^2; // INT0连接到P3.2 sbit K2 = P3^3; // INT1连接到P3.3 unsigned char code seg_code[] = { 0x3F, // 0 0x06, // 1 0x5B, // 2 0x4F, // 3 0x66, // 4 0x6D, // 5 0x7D, // 6 0x07, // 7 0x7F, // 8 0x6F, // 9 0x77, // A 0x7C, // b 0x39, // C 0x5E, // d 0x79, // E 0x71 // F }; unsigned char disp_value = 0; bit first_press = 1; void init() { // 初始化中断 IT0 = 1; // 边沿触发 IT1 = 1; EX0 = 1; // 允许INT0中断 EX1 = 1; // 允许INT1中断 EA = 1; // 开总中断 LED = 1; // 初始熄灭 P0 = 0x00; // 数码管黑屏 } void INT0_isr() interrupt 0 { LED = !LED; // 反转LED状态 } void INT1_isr() interrupt 2 { if (first_press) { disp_value = 0; first_press = 0; } else { disp_value = (disp_value + 1) % 16; } P0 = seg_code[disp_value]; } void main() { init(); while(1); } 但需要确认数码管的连接是否正确。例如，数码管的段码是否连接到P0口，并且共阴极。此外，可能需要加上拉电阻等硬件配置，但代码中不需要处理。 此外，按键K1和K2应连接到INT0（P3.2）和INT1（P3.3），并且通常需要上拉电阻，按下时接地，触发下降沿中断。 可能的改进： - 在中断服务函数中加入消抖处理，例如延时检测，但会影响中断响应。更好的方法是在中断中设置标志位，在主循环中处理，但用户要求使用中断方式，所以可能需要在中断中处理。 - 检查数码管的段码是否正确，共阴极的段码可能需要不同的编码，比如0的段码是0x3F，这通常是共阴极的。 综上，以上代码应该可以实现用户的需求：K1控制LED反转，K2控制数码管从0到F循环显示，初始状态LED熄灭，数码管黑屏。</think>根据需求，以下为您设计的基于80C51的中断控制程序实现方案： ### 系统设计说明 1. 使用$INT0$处理K1按键控制LED状态反转 2. 使用$INT1$处理K2按键控制数码管数值递增 3. 数码管采用共阴极连接，使用查表法实现十六进制显示 4. 中断触发方式设置为边沿触发模式[^1] ### 实现代码 ```c #include <reg51.h> // 硬件定义 #define LED P2_0 // D1连接P2.0 #define SEG_PORT P0 // 数码管连接P0口 // 数码管段码表（共阴极0-F） unsigned char code SegCode[16] = { 0x3F, 0x06, 0x5B, 0x4F, // 0-3 0x66, 0x6D, 0x7D, 0x07, // 4-7 0x7F, 0x6F, 0x77, 0x7C, // 8-B 0x39, 0x5E, 0x79, 0x71 // C-F }; volatile unsigned char display_val = 0; // 显示数值存储 volatile bit first_press = 1; // 首次按下标志 // 中断初始化 void init_interrupt() { IT0 = 1; // 设置INT0边沿触发 IT1 = 1; // 设置INT1边沿触发 EX0 = 1; // 允许INT0中断 EX1 = 1; // 允许INT1中断 EA = 1; // 总中断允许 } // INT0中断服务程序 void int0_isr() interrupt 0 { LED = !LED; // LED状态反转 } // INT1中断服务程序 void int1_isr() interrupt 2 { if(first_press) { // 首次按下处理 SEG_PORT = SegCode[0]; first_press = 0; } else { display_val = (display_val + 1) % 16; SEG_PORT = SegCode[display_val]; } } void main() { LED = 1; // 初始状态LED熄灭 SEG_PORT = 0x00;// 数码管初始黑屏 init_interrupt(); while(1); // 主循环保持空转 } ``` ### 关键实现解析 1. **中断配置**： - 通过设置$TCON$寄存器中的$IT0/IT1$位为1，选择边沿触发方式 - 中断允许寄存器$IE$配置为$EX0=1$，$EX1=1$，$EA=1$[^1] 2. **数码管显示**： - 使用查表法实现十六进制转换，查表公式： $$ \text{显示值} = SegCode[display\_val] $$ - 首次按下时从黑屏状态跳转到显示0值 3. **LED控制**： - 采用位取反操作实现状态反转： $$ LED = \neg LED $$ 4. **循环显示**： - 通过取模运算实现0-F循环： $$ display\_val = (display\_val + 1)\ \text{mod}\ 16 $$ ### 硬件连接建议 1. LED连接：P2.0端口接限流电阻（220Ω）和发光二极管到地 2. 数码管连接：P0口接七段码引脚，公共端接地 3. 按键连接：K1接P3.2（INT0），K2接P3.3（INT1），推荐使用10kΩ上拉电阻 ### 功能验证方法 1. 初始上电时观察D1应熄灭，数码管无显示 2. 按下K1时D1应改变状态（亮/灭交替） 3. 首次按下K2时数码管应显示0，后续每次按下递增显示值