第1章單片機(jī)概述_gai_

1、第第1 1章章 單片機(jī)概述單片機(jī)概述 單片機(jī)是指一個(gè)集成在一塊芯片單片機(jī)是指一個(gè)集成在一塊芯片上的完整計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，它以體積小、上的完整計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，它以體積小、價(jià)格便宜、功能強(qiáng)大著稱，在軍事、價(jià)格便宜、功能強(qiáng)大著稱，在軍事、工業(yè)、農(nóng)業(yè)、交通、日常生活都有廣工業(yè)、農(nóng)業(yè)、交通、日常生活都有廣泛的應(yīng)用。泛的應(yīng)用。 單片機(jī)的基本功能是按照預(yù)定的單片機(jī)的基本功能是按照預(yù)定的程序完成各種指定操作程序完成各種指定操作 本章學(xué)習(xí)目標(biāo)本章學(xué)習(xí)目標(biāo) 了解單片機(jī)相關(guān)知識(shí)及應(yīng)用了解單片機(jī)相關(guān)知識(shí)及應(yīng)用 了解了解MCS51MCS51單片機(jī)基本結(jié)構(gòu)單片機(jī)基本結(jié)構(gòu) 掌握掌握I/OI/O口端口及應(yīng)用特性口端口及應(yīng)用特性 掌握單

2、片機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)、內(nèi)部資源配置掌握單片機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)、內(nèi)部資源配置 了解單片機(jī)工作時(shí)序等基礎(chǔ)知識(shí)了解單片機(jī)工作時(shí)序等基礎(chǔ)知識(shí)主要內(nèi)容主要內(nèi)容 1.1單片機(jī)概述單片機(jī)概述 1.2 MCS51單片機(jī)引腳及功能單片機(jī)引腳及功能 1.3 MCS-51單片機(jī)內(nèi)部功能模塊單片機(jī)內(nèi)部功能模塊 1.4 工作頻率工作頻率1.1.1單片機(jī)是什么單片機(jī)是什么 單片機(jī)英文縮寫(xiě)單片機(jī)英文縮寫(xiě)MCU，全拼為，全拼為Micro Controller Unit。又稱單片微型計(jì)算機(jī)。又稱單片微型計(jì)算機(jī)(Single Chip Microcomputer-SCM)，是指將計(jì)算機(jī)的，是指將計(jì)算機(jī)的中央處理中央處理單元單元CPU、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器

3、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器RAM、指令存儲(chǔ)器指令存儲(chǔ)器ROM、定時(shí)計(jì)數(shù)器和輸入輸出、定時(shí)計(jì)數(shù)器和輸入輸出、I/O接口電路、中斷控制器、接口電路、中斷控制器、模模/數(shù)轉(zhuǎn)換器、數(shù)數(shù)轉(zhuǎn)換器、數(shù)/模轉(zhuǎn)換器、調(diào)制解調(diào)器模轉(zhuǎn)換器、調(diào)制解調(diào)器等部件集等部件集成在一片芯片上，形成芯片級(jí)的計(jì)算機(jī)，為不同的成在一片芯片上，形成芯片級(jí)的計(jì)算機(jī)，為不同的應(yīng)用場(chǎng)合做不同組合控制。應(yīng)用場(chǎng)合做不同組合控制。 1.1單片機(jī)概述單片機(jī)概述圖圖1.1 單片機(jī)內(nèi)部模塊組成單片機(jī)內(nèi)部模塊組成 MCS51是指具有美國(guó)是指具有美國(guó)INTEL公司內(nèi)核的公司內(nèi)核的一系列單片機(jī)的總稱，包括一系列的產(chǎn)品，如一系列單片機(jī)的總稱，包括一系列的產(chǎn)品，如8031，80

4、51，8751，8032，8052，8752等，等，其中其中8051是最早最典型的產(chǎn)品。該系列其它是最早最典型的產(chǎn)品。該系列其它單片機(jī)都是在單片機(jī)都是在8051的基礎(chǔ)上進(jìn)行功能的增、的基礎(chǔ)上進(jìn)行功能的增、減、改變而來(lái)的，所以人們習(xí)慣于用減、改變而來(lái)的，所以人們習(xí)慣于用8051來(lái)來(lái)稱呼稱呼MCS51系列單片機(jī)。系列單片機(jī)。8031是早年在我國(guó)是早年在我國(guó)最流行的單片機(jī)，目前已經(jīng)淘汰。最流行的單片機(jī)，目前已經(jīng)淘汰。1.1.2 單片機(jī)分類單片機(jī)分類 單片機(jī)按其存儲(chǔ)器類型可分為單片機(jī)按其存儲(chǔ)器類型可分為MASK(掩模掩模)ROMOTP(一次性可編程一次性可編程)ROMFLASH(電改寫(xiě)電改寫(xiě))ROM等

5、類型。等類型。表表1.1 不同不同ROM的單片機(jī)的單片機(jī) 掩膜掩膜MCU 一次性編程一次性編程MCU 電擦寫(xiě)電擦寫(xiě)MCU 紫外線擦除紫外線擦除MCU 1.1.3 單片機(jī)的發(fā)展與應(yīng)用單片機(jī)的發(fā)展與應(yīng)用 從單片機(jī)處理數(shù)據(jù)角度看，歷經(jīng)了從單片機(jī)處理數(shù)據(jù)角度看，歷經(jīng)了4位、位、8位位,到現(xiàn)在的到現(xiàn)在的16位及位及32位位,甚至甚至64位，其中位，其中8位成位成為市場(chǎng)主流。為市場(chǎng)主流。 從單片機(jī)系統(tǒng)體系上看，經(jīng)歷了單片微型計(jì)從單片機(jī)系統(tǒng)體系上看，經(jīng)歷了單片微型計(jì)算機(jī)算機(jī)SCM（Single chip microcomputer）、）、微控制器微控制器MCU(micro controller unit)、

6、片上、片上系統(tǒng)系統(tǒng)SoC(system on chip)三大階段。三大階段。 表表1.2 單片機(jī)主要應(yīng)用場(chǎng)合單片機(jī)主要應(yīng)用場(chǎng)合單片機(jī)位數(shù)主要應(yīng)用場(chǎng)合4位計(jì)算器、車用儀表、車用防盜裝置、呼叫器、無(wú)線電話、CD播放器、LCD驅(qū)動(dòng)控制器、LCD游戲機(jī)、兒童玩具、磅秤、充電器、胎壓計(jì)、溫濕度計(jì)、遙控器及傻瓜相機(jī)等8位電表、馬達(dá)控制器、電動(dòng)玩具機(jī)、變頻式冷氣機(jī)、呼叫器、傳真機(jī)、來(lái)電辨識(shí)器（CallerID）、電話錄音機(jī)、CRT顯示器、鍵盤(pán)及USB等16位行動(dòng)電話、數(shù)字相機(jī)及攝錄放影機(jī)等32位Modem、GPS、PDA、HPC、STB、Hub、Bridge、Router、工作站、ISDN電話、激光打印機(jī)與

7、彩色傳真機(jī)等64位高階工作站、多媒體互動(dòng)系統(tǒng)、高級(jí)電視游樂(lè)器（如SEGA的Dreamcast及Nintendo的GameBoy）及高級(jí)終端機(jī)等1.1.4 單片機(jī)的封裝單片機(jī)的封裝 常用的單片機(jī)封裝有常用的單片機(jī)封裝有DIP、QFP、SOP、PLCC，如表，如表1.3 。 其中：其中： DIP（Dual Inline Package）雙列直插）雙列直插 QFP Quad Flat Package 方塊平面封裝方塊平面封裝 SOP Small Out-Line Package 小外形封裝小外形封裝 PLCC Plastic Leaded Chip Carrier 帶引線帶引線的塑料芯片封裝的塑料芯

8、片封裝表表1.3 常用單片機(jī)封裝常用單片機(jī)封裝DIPQFPSOPPLCC1.2 MCS51單片機(jī)引腳及功能單片機(jī)引腳及功能 最常用最常用DIP40(雙列直插雙列直插)51單片機(jī)單片機(jī) ，管腳共，管腳共40個(gè)個(gè) ( a) (b) 圖1.2 MCS51單片機(jī)引腳及功能1.2.1 主電源及地引腳主電源及地引腳 VCC（40腳）：電源，正常操作時(shí)接腳）：電源，正常操作時(shí)接+5V電源。電源。 VSS（20腳）：地線。腳）：地線。 以上兩個(gè)引腳對(duì)于單片機(jī)來(lái)說(shuō)都是輸入，作用是以上兩個(gè)引腳對(duì)于單片機(jī)來(lái)說(shuō)都是輸入，作用是提供單片機(jī)工作的電能需求。提供單片機(jī)工作的電能需求。 1.2.2外接晶振引腳外接晶振引腳 X

9、TAL1（19腳）：接外部晶振的一個(gè)引腳，是腳）：接外部晶振的一個(gè)引腳，是內(nèi)部反相放大器的輸入端。內(nèi)部反相放大器的輸入端。 XTAL2（18腳）：接外部晶振的一個(gè)引腳，是腳）：接外部晶振的一個(gè)引腳，是內(nèi)部反相放大器的輸出端。內(nèi)部反相放大器的輸出端。1.2.3 并行輸入輸出引腳并行輸入輸出引腳 P0.0P0.7（3932腳）：腳）：8位漏極開(kāi)路的三態(tài)（高電平、位漏極開(kāi)路的三態(tài)（高電平、低電平、高阻）雙向輸入低電平、高阻）雙向輸入/輸出口，具有地址和數(shù)據(jù)傳輸功輸出口，具有地址和數(shù)據(jù)傳輸功能，可以驅(qū)動(dòng)能，可以驅(qū)動(dòng)8個(gè)個(gè)LSTTL管。管。 P1.0P1.7（18腳）：腳）：8位帶有內(nèi)部上拉電阻的準(zhǔn)雙向

10、輸位帶有內(nèi)部上拉電阻的準(zhǔn)雙向輸入入/輸出口，對(duì)于輸出口，對(duì)于52系列單片機(jī)有變異功能，可以驅(qū)動(dòng)系列單片機(jī)有變異功能，可以驅(qū)動(dòng)4個(gè)個(gè)LSTTL管。管。 P2.0P2.7（2128腳）：腳）：8位帶有內(nèi)部上拉電阻的準(zhǔn)雙位帶有內(nèi)部上拉電阻的準(zhǔn)雙向輸入向輸入/輸出口，具有地址傳輸功能，可以驅(qū)動(dòng)輸出口，具有地址傳輸功能，可以驅(qū)動(dòng)4個(gè)個(gè)LSTTL管。管。 P3.0P3.7（1017腳）：腳）：8位帶有內(nèi)部上拉電阻的準(zhǔn)雙位帶有內(nèi)部上拉電阻的準(zhǔn)雙向輸入向輸入/輸出口，具有第二功能，可以驅(qū)動(dòng)輸出口，具有第二功能，可以驅(qū)動(dòng)4個(gè)個(gè)LSTTL管。管。表表 1.4 P3口第二功能口第二功能1.2.4 控制類引腳控制類引

11、腳（1）RST（9腳）腳）：復(fù)位信號(hào)輸入引腳，高電平有：復(fù)位信號(hào)輸入引腳，高電平有效。在該引腳上輸入大于效。在該引腳上輸入大于24個(gè)晶振振蕩周期高電平個(gè)晶振振蕩周期高電平時(shí)，單片機(jī)系統(tǒng)復(fù)位，當(dāng)高變低電平時(shí)，系統(tǒng)開(kāi)始時(shí)，單片機(jī)系統(tǒng)復(fù)位，當(dāng)高變低電平時(shí)，系統(tǒng)開(kāi)始執(zhí)行程序。執(zhí)行程序。（2）EA/VPP(31腳腳)：訪問(wèn)程序存貯器選擇信號(hào)輸：訪問(wèn)程序存貯器選擇信號(hào)輸入線。當(dāng)為低電平時(shí)，入線。當(dāng)為低電平時(shí)，CPU只能訪問(wèn)外部程序存儲(chǔ)只能訪問(wèn)外部程序存儲(chǔ)器。當(dāng)器。當(dāng) 為高電平時(shí)，為高電平時(shí)，CPU先訪問(wèn)內(nèi)部程序存儲(chǔ)器先訪問(wèn)內(nèi)部程序存儲(chǔ)器（當(dāng)（當(dāng)51單片機(jī)的單片機(jī)的PC值小于等于值小于等于0FFFH時(shí)），然

12、后時(shí)），然后訪問(wèn)外部程序存儲(chǔ)器（當(dāng)訪問(wèn)外部程序存儲(chǔ)器（當(dāng)PC值大于值大于0FFFH時(shí)）。時(shí)）。VPP編程電源（編程電源（+25V）,固化程序提供專門(mén)的編程固化程序提供專門(mén)的編程電源。電源。_EA_EA（3）PSEN（29腳）腳）：外部程序存儲(chǔ)器的讀選通輸：外部程序存儲(chǔ)器的讀選通輸出信號(hào)，低電平有效。在讀外部程序存儲(chǔ)器時(shí)出信號(hào)，低電平有效。在讀外部程序存儲(chǔ)器時(shí)CPU會(huì)送出有效的低電平信號(hào)。當(dāng)訪問(wèn)外部程序存儲(chǔ)器會(huì)送出有效的低電平信號(hào)。當(dāng)訪問(wèn)外部程序存儲(chǔ)器讀取指令時(shí)，將以讀取指令時(shí)，將以1/6的振蕩頻率產(chǎn)生有效信號(hào)；當(dāng)?shù)恼袷庮l率產(chǎn)生有效信號(hào)；當(dāng)執(zhí)行片內(nèi)程序及訪問(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，不產(chǎn)生有執(zhí)行片內(nèi)程序

13、及訪問(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，不產(chǎn)生有效信號(hào)。效信號(hào)。（4）ALE/PROG（30腳腳）：）：ALE地址鎖存允許信地址鎖存允許信號(hào)輸出端，高電平有效。在訪問(wèn)外部存儲(chǔ)器時(shí)，該號(hào)輸出端，高電平有效。在訪問(wèn)外部存儲(chǔ)器時(shí)，該信號(hào)將信號(hào)將P0口送出的低口送出的低8位地址鎖存到外部地址鎖存位地址鎖存到外部地址鎖存器中。編程脈沖器中。編程脈沖, 固化程序需要提供專門(mén)的編程脈沖。固化程序需要提供專門(mén)的編程脈沖。當(dāng)訪問(wèn)外部存儲(chǔ)器時(shí)，將以當(dāng)訪問(wèn)外部存儲(chǔ)器時(shí)，將以1/12的振蕩頻率輸出脈的振蕩頻率輸出脈沖；當(dāng)非訪問(wèn)外部存儲(chǔ)器時(shí)，將以沖；當(dāng)非訪問(wèn)外部存儲(chǔ)器時(shí)，將以1/6的振蕩頻率輸?shù)恼袷庮l率輸出固定頻率脈沖。出固定頻率脈沖

14、。1.3 MCS-51單片機(jī)內(nèi)部功能模塊單片機(jī)內(nèi)部功能模塊 圖圖1.3 MCS51單片機(jī)內(nèi)部功能模塊示意圖單片機(jī)內(nèi)部功能模塊示意圖1.3.1 中央處理單元中央處理單元CPU 中央處理單元（英文中央處理單元（英文Central Processing Unit，CPU）是一臺(tái)計(jì)算機(jī)的運(yùn)算核心和控制核心。中央）是一臺(tái)計(jì)算機(jī)的運(yùn)算核心和控制核心。中央處理單元處理單元CPU(Central Processing Unit)就好像是就好像是城市控制中心，負(fù)責(zé)按照法規(guī)，監(jiān)控整個(gè)城市的全城市控制中心，負(fù)責(zé)按照法規(guī)，監(jiān)控整個(gè)城市的全部動(dòng)作運(yùn)行。在這個(gè)控制中心中只有一個(gè)部動(dòng)作運(yùn)行。在這個(gè)控制中心中只有一個(gè)“官官”

15、，名叫：名叫：main()。 中央處理器（中央處理器（CPU）是單片機(jī)的核心，由是單片機(jī)的核心，由運(yùn)算器運(yùn)算器ALU、布爾控制器、專用寄存器和總線、布爾控制器、專用寄存器和總線等組合在一等組合在一起，完成運(yùn)算和控制功能，起，完成運(yùn)算和控制功能，MCS51單片機(jī)的單片機(jī)的CPU能能處理處理8位二進(jìn)制數(shù)或代碼，故稱為位二進(jìn)制數(shù)或代碼，故稱為8位機(jī)。位機(jī)。1.3.2存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器 在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中有兩大類型存儲(chǔ)器：在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中有兩大類型存儲(chǔ)器：RAM數(shù)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器和據(jù)存儲(chǔ)器和ROM程序存儲(chǔ)器。程序存儲(chǔ)器。 MCS51單片機(jī)內(nèi)部存儲(chǔ)器采用的是哈佛結(jié)構(gòu)單片機(jī)內(nèi)部存儲(chǔ)器采用的是哈佛結(jié)構(gòu)存儲(chǔ)器，即數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器與程

16、序存儲(chǔ)器分離的存儲(chǔ)器，即數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器與程序存儲(chǔ)器分離的結(jié)構(gòu)，可以通過(guò)不同指令進(jìn)行分別訪問(wèn)結(jié)構(gòu)，可以通過(guò)不同指令進(jìn)行分別訪問(wèn)。（1）RAM MCS51芯片中共有芯片中共有256個(gè)內(nèi)部個(gè)內(nèi)部RAM單元，其中單元，其中51系列的后系列的后128個(gè)單元（個(gè)單元（0 x80-0 xff）被專用寄存器）被專用寄存器占用，能作為存儲(chǔ)器供用戶使用的只有前占用，能作為存儲(chǔ)器供用戶使用的只有前128個(gè)單個(gè)單元（元（0 x0-0 x7f），用于存儲(chǔ)可讀寫(xiě)的數(shù)據(jù)。），用于存儲(chǔ)可讀寫(xiě)的數(shù)據(jù)。52系列系列的后的后128個(gè)單元在物理空間上被分為兩塊：一塊個(gè)單元在物理空間上被分為兩塊：一塊(128字節(jié)字節(jié))被專用寄存器占用，另

17、一塊被專用寄存器占用，另一塊(128字節(jié)字節(jié))提提供給用戶可以間接尋址供給用戶可以間接尋址 圖圖1.4 內(nèi)部?jī)?nèi)部RAM結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu) （2）ROM 51系列的系列的MCS51內(nèi)共有內(nèi)共有4KB ROM（52系列為系列為8KB），通常用于存放程序、原始數(shù)據(jù)、表格等。），通常用于存放程序、原始數(shù)據(jù)、表格等。大多數(shù)大多數(shù)51系列單片機(jī)內(nèi)部都配置一定數(shù)量的程序存系列單片機(jī)內(nèi)部都配置一定數(shù)量的程序存儲(chǔ)器儲(chǔ)器ROM，如，如8051芯片內(nèi)有芯片內(nèi)有4KB ROM存貯單元，存貯單元，52有有8KB ROM。對(duì)于。對(duì)于51系列芯片內(nèi)部配置了系列芯片內(nèi)部配置了4KB FlashROM，它們的地址范圍均為，它們的地址范圍

18、均為0 x00 xFFF。對(duì)。對(duì)于于52系列芯片內(nèi)部配置了系列芯片內(nèi)部配置了8KB FlashROM，它們的，它們的地址范圍均為地址范圍均為0 x00 x1FFF。 在程序存儲(chǔ)器中有各個(gè)中斷源的入口向量在程序存儲(chǔ)器中有各個(gè)中斷源的入口向量地址，分配如下：地址，分配如下：0 x03：外部中斷：外部中斷0中斷地址中斷地址0 x0B：定時(shí)器：定時(shí)器/計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)器0中斷地址中斷地址0 x13：外部中斷：外部中斷1中斷地址中斷地址0 x1B：定時(shí)器：定時(shí)器/計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)器1中斷地址中斷地址0 x23：串行中斷地址：串行中斷地址 1.3.3 輸入、輸出接口輸入、輸出接口 輸入輸出接口就像是汽車通道，允許數(shù)輸

19、入輸出接口就像是汽車通道，允許數(shù)據(jù)的進(jìn)和出。據(jù)的進(jìn)和出。MCS-51中共有中共有4個(gè)個(gè)8位位I/O（P0、P1、P2、P3），可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)），可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的并行輸出輸入。的并行輸出輸入。 P0口是功能最強(qiáng)的口，可作為一般的口是功能最強(qiáng)的口，可作為一般的I/O口使用，口使用，也可作為也可作為數(shù)據(jù)線、地址線分時(shí)復(fù)用數(shù)據(jù)線、地址線分時(shí)復(fù)用使用。當(dāng)使用。當(dāng)P0口作口作為一般的為一般的I/O口輸出時(shí)，由于端口各端線輸出電路是口輸出時(shí)，由于端口各端線輸出電路是漏極開(kāi)路電路，漏極開(kāi)路電路，必須外接上拉電阻才能有高電平輸出必須外接上拉電阻才能有高電平輸出。當(dāng)當(dāng)P0口作為一般的口作為一般的I/O口輸入時(shí)，必須使

20、電路中的鎖口輸入時(shí)，必須使電路中的鎖存器寫(xiě)入高電平存器寫(xiě)入高電平“1”，使場(chǎng)效應(yīng)管，使場(chǎng)效應(yīng)管FET截止，以避免截止，以避免鎖存器為鎖存器為“0”狀態(tài)時(shí)對(duì)引腳輸入的干擾，使?fàn)顟B(tài)時(shí)對(duì)引腳輸入的干擾，使P0.狀狀態(tài)始終為態(tài)始終為“0”；當(dāng)作為數(shù)據(jù)線、地址線分時(shí)復(fù)用使；當(dāng)作為數(shù)據(jù)線、地址線分時(shí)復(fù)用使用時(shí)，用時(shí)，P0端口是總線口，分時(shí)出現(xiàn)數(shù)據(jù)端口是總線口，分時(shí)出現(xiàn)數(shù)據(jù)D7D0、低、低8位地址位地址A7AO，以及三態(tài)，用來(lái)接口存儲(chǔ)器、外部，以及三態(tài)，用來(lái)接口存儲(chǔ)器、外部電路與外部設(shè)備，體現(xiàn)是一個(gè)真正完全雙向的并口。電路與外部設(shè)備，體現(xiàn)是一個(gè)真正完全雙向的并口。 圖圖1.5 P0.x口結(jié)構(gòu)示意圖口結(jié)構(gòu)示意

21、圖 P1口通常作為通用口通常作為通用I/O口使用。作為輸出口口使用。作為輸出口時(shí)，由于電路內(nèi)部已經(jīng)帶上拉電阻，因此無(wú)時(shí)，由于電路內(nèi)部已經(jīng)帶上拉電阻，因此無(wú)需外接上拉電阻；作為輸入口時(shí)，需外接上拉電阻；作為輸入口時(shí)，(從輸出轉(zhuǎn)從輸出轉(zhuǎn)輸入時(shí)輸入時(shí))也需先向鎖存器寫(xiě)入也需先向鎖存器寫(xiě)入“1”，是一個(gè)準(zhǔn)，是一個(gè)準(zhǔn)雙向的雙向的I/O口。輸出的信息有鎖存，輸入有讀口。輸出的信息有鎖存，輸入有讀引腳和讀鎖存器之分。引腳和讀鎖存器之分。圖圖1.6 P1.x口結(jié)構(gòu)示意圖口結(jié)構(gòu)示意圖 P2端口在片內(nèi)既有上拉電阻，又有切換開(kāi)關(guān)端口在片內(nèi)既有上拉電阻，又有切換開(kāi)關(guān)MUX，所以，所以P2端口在功能上兼有端口在功能上兼

22、有P0端口和端口和P1端口端口的特點(diǎn)。的特點(diǎn)。P2口可以作為普通口可以作為普通I/O口使用，也可以作為口使用，也可以作為高高8位地址總線位地址總線使用，用來(lái)周期性地輸出從外存中取使用，用來(lái)周期性地輸出從外存中取指令的地址指令的地址(高高8位地址位地址)，分時(shí)地輸出從內(nèi)部總線來(lái)，分時(shí)地輸出從內(nèi)部總線來(lái)的數(shù)據(jù)和從地址信號(hào)線上來(lái)的地址。因此的數(shù)據(jù)和從地址信號(hào)線上來(lái)的地址。因此P2端口是端口是動(dòng)態(tài)的動(dòng)態(tài)的I/O端口。輸出數(shù)據(jù)雖被鎖存，但不是穩(wěn)定地端口。輸出數(shù)據(jù)雖被鎖存，但不是穩(wěn)定地出現(xiàn)在端口線上。其實(shí)，這里輸出的數(shù)據(jù)往往也是出現(xiàn)在端口線上。其實(shí)，這里輸出的數(shù)據(jù)往往也是一種地址，只不過(guò)是外部一種地址，只

23、不過(guò)是外部RAM的高的高8位地址。位地址。 圖圖1.7 P2.x口結(jié)構(gòu)示意圖口結(jié)構(gòu)示意圖 P3端口和端口和Pl端口的結(jié)構(gòu)相似，作為普通端口的結(jié)構(gòu)相似，作為普通I/O口輸入時(shí)，口輸入時(shí)，P3口也需先向鎖存器寫(xiě)入口也需先向鎖存器寫(xiě)入“1”，輸出，輸出的信息有鎖存，輸入有讀引腳和讀鎖存器之分，的信息有鎖存，輸入有讀引腳和讀鎖存器之分，也是靜態(tài)準(zhǔn)雙向也是靜態(tài)準(zhǔn)雙向I/O端口。區(qū)別僅在于端口。區(qū)別僅在于P3端口的端口的各端口線有兩種功能選擇（第二功能見(jiàn)表各端口線有兩種功能選擇（第二功能見(jiàn)表1.4）。）。當(dāng)處于第一功能時(shí)，第二輸出功能線為當(dāng)處于第一功能時(shí)，第二輸出功能線為1，當(dāng)處，當(dāng)處于第二功能時(shí)，鎖存器

24、輸出于第二功能時(shí)，鎖存器輸出1，通過(guò)第二輸出功，通過(guò)第二輸出功能線輸出特定的信號(hào)，在輸入方面，即可以通過(guò)能線輸出特定的信號(hào)，在輸入方面，即可以通過(guò)緩沖器讀入引腳信號(hào)，還可以通過(guò)替代輸入功能緩沖器讀入引腳信號(hào)，還可以通過(guò)替代輸入功能讀入片內(nèi)的特定第二功能信號(hào)。讀入片內(nèi)的特定第二功能信號(hào)。圖圖1.8 P3.x口結(jié)構(gòu)示意圖口結(jié)構(gòu)示意圖1.3.4中斷系統(tǒng)中斷系統(tǒng) （1）中斷中斷的定義的定義 當(dāng)單片機(jī)執(zhí)行正常程序時(shí)，系統(tǒng)中出現(xiàn)當(dāng)單片機(jī)執(zhí)行正常程序時(shí)，系統(tǒng)中出現(xiàn)某些急需處理的某些急需處理的異常情況和特殊請(qǐng)求異常情況和特殊請(qǐng)求（如定（如定時(shí)時(shí)/計(jì)數(shù)器溢出，被監(jiān)視電平突變等），這時(shí)計(jì)數(shù)器溢出，被監(jiān)視電平突變等

25、），這時(shí)CPU暫時(shí)中斷暫時(shí)中斷現(xiàn)行程序，轉(zhuǎn)去處理發(fā)生的事現(xiàn)行程序，轉(zhuǎn)去處理發(fā)生的事件，處理完成后，件，處理完成后，CPU自動(dòng)返回自動(dòng)返回到原來(lái)被中到原來(lái)被中斷的地方，執(zhí)行原來(lái)的程序，這一過(guò)程稱為斷的地方，執(zhí)行原來(lái)的程序，這一過(guò)程稱為中斷。中斷。 日常中斷的例子日常中斷的例子 你正在專心看書(shū)，突你正在專心看書(shū)，突然電話鈴響，于是你然電話鈴響，于是你記下記下正在看的書(shū)的頁(yè)數(shù)，去接正在看的書(shū)的頁(yè)數(shù)，去接電話，接完電話后再回來(lái)電話，接完電話后再回來(lái)接著接著看書(shū)?？磿?shū)。時(shí)間時(shí)間 中斷處理過(guò)程 中斷處理過(guò)程分為三個(gè)階段：中斷處理過(guò)程分為三個(gè)階段：中斷響應(yīng)、中斷中斷響應(yīng)、中斷處理和中斷返回。處理和中斷返回。

26、v 中斷響應(yīng)中斷響應(yīng)v 中斷處理中斷處理(又稱中斷服務(wù)又稱中斷服務(wù))v 中斷返回中斷返回 v（硬件或軟件中斷請(qǐng)求撤除） 中斷響應(yīng)中斷返回 MCS-51MCS-51的中斷系統(tǒng)的中斷系統(tǒng)中斷源中斷源8051單片機(jī)有單片機(jī)有5個(gè)中斷請(qǐng)求源：個(gè)中斷請(qǐng)求源：?jiǎn)纹瑱C(jī)單片機(jī)INT0或 外部輸入中斷源外部輸入中斷源INT0(P3.2)INT1或 外部輸入中斷源外部輸入中斷源INT1(P3.3)T0 定時(shí)定時(shí)/記數(shù)器記數(shù)器T0的溢出的溢出T1 定時(shí)定時(shí)/記數(shù)器記數(shù)器T1的溢出的溢出串行口 片內(nèi)串行口發(fā)送或接收中斷源片內(nèi)串行口發(fā)送或接收中斷源特殊功能寄存器(SFR) IE 中斷允許中斷允許SFR IP 中斷優(yōu)先中

27、斷優(yōu)先SFR TCON 中斷控制中斷控制SFR TMOD 定時(shí)器方式定時(shí)器方式SFR SCON 串行口控制串行口控制SFR (SBUF 串行口緩沖串行口緩沖SFR )單片機(jī)單片機(jī)中斷響應(yīng)條件中斷響應(yīng)條件 中斷源有中斷請(qǐng)求；中斷源有中斷請(qǐng)求； 此中斷源的中斷允許位為此中斷源的中斷允許位為1； CPU開(kāi)中斷（即開(kāi)中斷（即EA=1）。）。以上三條同時(shí)滿足時(shí)，以上三條同時(shí)滿足時(shí)，CPU才有可能響才有可能響應(yīng)中斷應(yīng)中斷。中斷請(qǐng)求的撤除中斷請(qǐng)求的撤除 CPU響應(yīng)某中斷請(qǐng)求后，在中斷返回前，應(yīng)該撤除該中斷響應(yīng)某中斷請(qǐng)求后，在中斷返回前，應(yīng)該撤除該中斷請(qǐng)求，否則會(huì)引起另一次中斷。請(qǐng)求，否則會(huì)引起另一次中斷。

28、定時(shí)器定時(shí)器0或或1溢出：溢出：CPU在響應(yīng)中斷后，在響應(yīng)中斷后，硬件硬件清除了有關(guān)的清除了有關(guān)的中斷請(qǐng)求標(biāo)志中斷請(qǐng)求標(biāo)志TFO或或TF1，即中斷請(qǐng)求是自動(dòng)撤除的。，即中斷請(qǐng)求是自動(dòng)撤除的。 外部中斷：外部中斷：CPU在響應(yīng)中斷后，也是用在響應(yīng)中斷后，也是用硬件硬件自動(dòng)清除有關(guān)自動(dòng)清除有關(guān)的中斷請(qǐng)求標(biāo)志的中斷請(qǐng)求標(biāo)志IE0或或IE1。 串行口中斷：串行口中斷：CPU響應(yīng)中斷后，沒(méi)有用硬件清除響應(yīng)中斷后，沒(méi)有用硬件清除T1、R1，故這些中斷不能自動(dòng)撤除，而要靠故這些中斷不能自動(dòng)撤除，而要靠軟件軟件來(lái)清除相應(yīng)的標(biāo)志。來(lái)清除相應(yīng)的標(biāo)志。MCS-51MCS-51的中斷系統(tǒng)的中斷系統(tǒng)中斷寄存器中斷寄存器

29、 IE EA ESET1EX1 ET0EX0IE寄存器寄存器中斷允許寄存器中斷允許寄存器EA 中斷允許總控位中斷允許總控位ES 串行通訊中斷允許串行通訊中斷允許ET1、ET0 定時(shí)定時(shí)/記數(shù)記數(shù)1、0溢出中斷允許溢出中斷允許EX1、EX0 外部中斷外部中斷1、0允許允許76543210SFR MCS-51MCS-51的中斷系統(tǒng)的中斷系統(tǒng)中斷允許中斷允許INT0INT1T0T1串口IE0TF0IE1TF1TIRI中斷源中斷源中斷標(biāo)志位中斷標(biāo)志位 EA總中斷允許位，總中斷允許位，EA=1開(kāi)放所有中斷，開(kāi)放所有中斷，EA=0，禁止所有中斷；，禁止所有中斷； 某一個(gè)中斷源還有相應(yīng)的中斷允許位，某一個(gè)中

30、斷源還有相應(yīng)的中斷允許位，1允許相應(yīng)中斷源的中斷，允許相應(yīng)中斷源的中斷，0禁禁止相應(yīng)中斷源的中斷。止相應(yīng)中斷源的中斷。中斷允許中斷允許IEESET0EX0EX1ET1EA 51單片機(jī)有兩個(gè)中斷優(yōu)先級(jí)單片機(jī)有兩個(gè)中斷優(yōu)先級(jí)高級(jí)和低級(jí)高級(jí)和低級(jí) 專用寄存器專用寄存器IP為中斷優(yōu)先級(jí)寄存器，用戶可用軟件設(shè)定為中斷優(yōu)先級(jí)寄存器，用戶可用軟件設(shè)定 相應(yīng)位為相應(yīng)位為1，對(duì)應(yīng)的中斷源被設(shè)置為，對(duì)應(yīng)的中斷源被設(shè)置為高優(yōu)先級(jí)高優(yōu)先級(jí)，相應(yīng)位為，相應(yīng)位為0，對(duì)應(yīng)的中斷源被設(shè)置為低優(yōu)先級(jí)對(duì)應(yīng)的中斷源被設(shè)置為低優(yōu)先級(jí) 系統(tǒng)復(fù)位時(shí)，均為低優(yōu)先級(jí)系統(tǒng)復(fù)位時(shí)，均為低優(yōu)先級(jí) PSPT1PX1PT0PX0MCS-51MCS-5

31、1的中斷系統(tǒng)的中斷系統(tǒng)中斷寄存器中斷寄存器 IP 76543210IP寄存器寄存器中斷優(yōu)先級(jí)寄存器中斷優(yōu)先級(jí)寄存器SFR MCS-51MCS-51的中斷系統(tǒng)的中斷系統(tǒng)中斷優(yōu)先級(jí)中斷優(yōu)先級(jí)INT0INT1T0T1串口中斷源中斷源 單片機(jī)中有兩個(gè)中斷優(yōu)先級(jí)，即單片機(jī)中有兩個(gè)中斷優(yōu)先級(jí)，即高高優(yōu)先級(jí)中斷和優(yōu)先級(jí)中斷和低低優(yōu)先級(jí)中斷，前者優(yōu)先級(jí)中斷，前者優(yōu)先權(quán)高于后者（在程序中設(shè)置，優(yōu)先權(quán)高于后者（在程序中設(shè)置，IPIP相應(yīng)位相應(yīng)位=1=1，為高優(yōu)先級(jí)，為高優(yōu)先級(jí)）；）； 同一優(yōu)先級(jí)別的中斷源按照自然優(yōu)先級(jí)順序確定優(yōu)先級(jí)別（硬件形成，同一優(yōu)先級(jí)別的中斷源按照自然優(yōu)先級(jí)順序確定優(yōu)先級(jí)別（硬件形成，無(wú)法改

32、變）。無(wú)法改變）。自然優(yōu)先級(jí)自然優(yōu)先級(jí)高低優(yōu)先控制優(yōu)先控制IPPSPT0PX0PX1PT1 同一優(yōu)先級(jí)同一優(yōu)先級(jí)(IP)中的中斷申請(qǐng)不止一個(gè)時(shí)，則有中的中斷申請(qǐng)不止一個(gè)時(shí)，則有中斷優(yōu)先權(quán)排隊(duì)問(wèn)題。同一優(yōu)先級(jí)的中斷優(yōu)先權(quán)排中斷優(yōu)先權(quán)排隊(duì)問(wèn)題。同一優(yōu)先級(jí)的中斷優(yōu)先權(quán)排隊(duì)，由中斷系統(tǒng)硬件確定的自然優(yōu)先級(jí)形成，其排隊(duì)，由中斷系統(tǒng)硬件確定的自然優(yōu)先級(jí)形成，其排列如所示：列如所示：圖圖1.10 中斷嵌套過(guò)程示意圖中斷嵌套過(guò)程示意圖1.3.5定時(shí)定時(shí)/計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)器 8051內(nèi)共有內(nèi)共有2個(gè)個(gè)16位的定時(shí)器位的定時(shí)器/計(jì)數(shù)器（計(jì)數(shù)器（52內(nèi)有內(nèi)有3個(gè)個(gè)16位的定時(shí)器位的定時(shí)器/計(jì)數(shù)器），以實(shí)現(xiàn)硬件定時(shí)或計(jì)數(shù)功

33、計(jì)數(shù)器），以實(shí)現(xiàn)硬件定時(shí)或計(jì)數(shù)功能。能。 （1）定時(shí)器）定時(shí)器/計(jì)數(shù)器（計(jì)數(shù)器（T/C） 兩個(gè)基本定時(shí)器兩個(gè)基本定時(shí)器/計(jì)數(shù)器是定時(shí)器計(jì)數(shù)器是定時(shí)器/計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)器T/C0和和T/C1，具有計(jì)數(shù)功能和定時(shí)功能。計(jì)數(shù)功能是指對(duì)，具有計(jì)數(shù)功能和定時(shí)功能。計(jì)數(shù)功能是指對(duì)輸入端（輸入端（T0對(duì)應(yīng)于對(duì)應(yīng)于P3.4）和（）和（T1對(duì)應(yīng)于對(duì)應(yīng)于P3.5）對(duì)外）對(duì)外部脈沖信號(hào)的計(jì)數(shù)；定時(shí)功能是指對(duì)內(nèi)部晶振驅(qū)動(dòng)部脈沖信號(hào)的計(jì)數(shù)；定時(shí)功能是指對(duì)內(nèi)部晶振驅(qū)動(dòng)時(shí)鐘進(jìn)行計(jì)數(shù)。顯然定時(shí)計(jì)數(shù)器從本質(zhì)上說(shuō)就是計(jì)時(shí)鐘進(jìn)行計(jì)數(shù)。顯然定時(shí)計(jì)數(shù)器從本質(zhì)上說(shuō)就是計(jì)數(shù)器。數(shù)器。 （2）定時(shí)器）定時(shí)器/計(jì)數(shù)器的結(jié)構(gòu)計(jì)數(shù)器的結(jié)構(gòu) 16位定時(shí)器

34、位定時(shí)器T0由由TH0和和TL0組成；組成；16位定時(shí)位定時(shí)器器T1由由TH1和和TL1組成。其中組成。其中TH0（TH1）表）表示高示高8位，位，TL0（TL1）表示低）表示低8位。位。TMOD寄寄存器用來(lái)確定工作方式；存器用來(lái)確定工作方式；TCON是控制寄存是控制寄存器，用來(lái)控制器，用來(lái)控制T0和和T1啟動(dòng)、計(jì)數(shù)、停止以及啟動(dòng)、計(jì)數(shù)、停止以及設(shè)置溢出標(biāo)志等。設(shè)置溢出標(biāo)志等。 TF1 TR1 TF0 TR0 IE1 IT1 IE0 IT0TCON T1溢出中斷標(biāo)志溢出中斷標(biāo)志(TCON.7): T1啟動(dòng)計(jì)數(shù)啟動(dòng)計(jì)數(shù)(TR1=1)后，計(jì)滿溢出由硬件置位后，計(jì)滿溢出由硬件置位TF1=1，向，向C

35、PU請(qǐng)求中斷，此標(biāo)志一直保持到請(qǐng)求中斷，此標(biāo)志一直保持到CPU響應(yīng)中斷后，響應(yīng)中斷后，才由硬件自動(dòng)清才由硬件自動(dòng)清0。也可用軟件查詢。也可用軟件查詢?cè)摌?biāo)志，并由軟件清該標(biāo)志，并由軟件清0。(同樣同樣T0 在在TR0=1,TF0的狀態(tài)處理的狀態(tài)處理)76543210TCONTCON寄存器寄存器T0T0和和T1T1控制寄存器控制寄存器 TF1 TR1 TF0 TR0 IE1 IT1 IE0 IT0TCON外部中斷外部中斷INT1中斷標(biāo)中斷標(biāo)志位志位(TCON.3) : IE11，外部中斷，外部中斷INT1 向向CPU申請(qǐng)中斷申請(qǐng)中斷 外部中斷外部中斷INT1觸發(fā)方觸發(fā)方式控制位式控制位(TCON.

36、2)： IT1=0，電平觸發(fā)方，電平觸發(fā)方式式 IT1=1, 下降沿觸發(fā)下降沿觸發(fā)方式方式76543210TCONTCON寄存器寄存器T0T0和和T1T1控制寄存器控制寄存器(同理同理 外部中斷外部中斷INT0) TMODD7D6D5D4D3D2D1D0GATA M1M0GATAM1M0T1方式字段方式字段T0方式字段方式字段GATE 門(mén)控位。門(mén)控位。 GATE = 0 啟動(dòng)不受啟動(dòng)不受 /INT0或或 /INT1的控制；的控制； GATE = 1 啟動(dòng)受啟動(dòng)受 /INT0 或或 /INT1 的控制。的控制。 C/T 外部計(jì)數(shù)器外部計(jì)數(shù)器 / 定時(shí)器方式選擇位定時(shí)器方式選擇位 C/T = 0

37、定時(shí)方式；定時(shí)方式； C /T = 1 計(jì)數(shù)方式計(jì)數(shù)方式。 M1M0 工作模式選擇位（編程可決定四種工作模式）工作模式選擇位（編程可決定四種工作模式）。 表表1.10 M1M0工作模式選擇工作模式選擇M1M0工作模式工作模式功能功能0 0模式模式013位定時(shí)位定時(shí)/計(jì)數(shù)器（計(jì)數(shù)器（TH 8位位+TL低低5位）位）0 1模式模式116位定時(shí)位定時(shí)/計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)器 （TH 8位位+TL 8位）位）1 0模式模式28 位定時(shí)位定時(shí)/計(jì)數(shù)器（自動(dòng)重裝初值）（計(jì)數(shù)器（自動(dòng)重裝初值）（TL計(jì)數(shù)，計(jì)數(shù)，TH放重裝值）放重裝值）1 1模式模式3T0 中中TH0和和TL0為兩個(gè)獨(dú)立為兩個(gè)獨(dú)立8位定時(shí)位定時(shí)/計(jì)數(shù)分

38、別置計(jì)數(shù)分別置TF1和和TF0 ；T1停止工作停止工作在計(jì)數(shù)工作方式下，計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)值范圍是：在計(jì)數(shù)工作方式下，計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)值范圍是： 18192（2的的13方）方） 256*32=8192當(dāng)為定時(shí)工作方式時(shí)，定時(shí)時(shí)間的計(jì)算公式為：當(dāng)為定時(shí)工作方式時(shí)，定時(shí)時(shí)間的計(jì)算公式為： （ 8192 -計(jì)數(shù)初值）計(jì)數(shù)初值）晶振周期晶振周期12或或 （ 8192 -計(jì)數(shù)初值）計(jì)數(shù)初值）機(jī)器周期機(jī)器周期其時(shí)間單位與晶振周期或機(jī)器周期相同。其時(shí)間單位與晶振周期或機(jī)器周期相同。如果單片機(jī)的晶振選為如果單片機(jī)的晶振選為6.000MHz，則最小定時(shí)時(shí)間為：，則最小定時(shí)時(shí)間為： 81928191210-6=210-6(

39、s)=2(us)最長(zhǎng)定時(shí)時(shí)間為：最長(zhǎng)定時(shí)時(shí)間為： (81920)210-6=1638410-6(s)=16,384(us)。方式方式0(溢出值-計(jì)數(shù)初值)X晶振周期X12=定時(shí)時(shí)間或溢出值-定時(shí)時(shí)間X晶振頻率/12=計(jì)數(shù)初值 思考：思考： 12M晶振最長(zhǎng)、最短時(shí)間？晶振最長(zhǎng)、最短時(shí)間？ 16X=2 -N方式方式1 方式方式1的計(jì)數(shù)位數(shù)是的計(jì)數(shù)位數(shù)是16位，由位，由TL0作為低作為低8位、位、TH0作為高作為高8位，組成了位，組成了16位加位加1計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)器 。計(jì)數(shù)個(gè)數(shù)與計(jì)數(shù)初值的關(guān)系為：計(jì)數(shù)個(gè)數(shù)與計(jì)數(shù)初值的關(guān)系為： 計(jì)數(shù)值計(jì)數(shù)值 = 溢出值溢出值 - 初值初值在在工作方式工作方式1下，計(jì)數(shù)器的

40、計(jì)數(shù)值范圍是：下，計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)值范圍是： 165536（2的的16方）方） 256*256=65536當(dāng)為定時(shí)工作方式當(dāng)為定時(shí)工作方式1時(shí)，定時(shí)延時(shí)時(shí)間的計(jì)算公式為：時(shí)，定時(shí)延時(shí)時(shí)間的計(jì)算公式為： （65536計(jì)數(shù)初值）計(jì)數(shù)初值） 晶振周期晶振周期12或或 （65536計(jì)數(shù)初值）計(jì)數(shù)初值） 機(jī)器周期機(jī)器周期其時(shí)間單位與晶振周期或機(jī)器周期相同。其時(shí)間單位與晶振周期或機(jī)器周期相同。如果單片機(jī)的晶振選為如果單片機(jī)的晶振選為6.000MHz，則最小定時(shí)時(shí)間為：，則最小定時(shí)時(shí)間為： 6553665535210-6=210-6(s)=2(us)最長(zhǎng)定時(shí)時(shí)間為：最長(zhǎng)定時(shí)時(shí)間為： (655360)210-6=

41、13107210-6(s)=131072(us)。(溢出值-計(jì)數(shù)初值)X晶振周期X12=定時(shí)時(shí)間或溢出值-定時(shí)時(shí)間X晶振頻率/12=計(jì)數(shù)初值方式方式2與方式與方式0、1的區(qū)別：的區(qū)別： 工作方式工作方式0和工作方式和工作方式1的最大特點(diǎn)就是計(jì)數(shù)溢出后，計(jì)的最大特點(diǎn)就是計(jì)數(shù)溢出后，計(jì)數(shù)器為全數(shù)器為全0，因而循環(huán)定時(shí)或循環(huán)計(jì)數(shù)應(yīng)用時(shí)就存在反復(fù)設(shè)，因而循環(huán)定時(shí)或循環(huán)計(jì)數(shù)應(yīng)用時(shí)就存在反復(fù)設(shè)置初值的問(wèn)題，這給程序設(shè)計(jì)帶來(lái)許多不便，同時(shí)也會(huì)影置初值的問(wèn)題，這給程序設(shè)計(jì)帶來(lái)許多不便，同時(shí)也會(huì)影響計(jì)時(shí)精度。響計(jì)時(shí)精度。 工作方式工作方式2就具有就具有自動(dòng)重裝載自動(dòng)重裝載功能，即自動(dòng)加載計(jì)數(shù)初值，功能，即自動(dòng)加

42、載計(jì)數(shù)初值，所以也有的文獻(xiàn)稱之為自動(dòng)重加載工作方式。在這種工作所以也有的文獻(xiàn)稱之為自動(dòng)重加載工作方式。在這種工作方式中，方式中，16位計(jì)數(shù)器分為兩部分，即以位計(jì)數(shù)器分為兩部分，即以TL0為計(jì)數(shù)器，以為計(jì)數(shù)器，以TH0作為預(yù)置寄存器，初始化時(shí)把計(jì)數(shù)初值分別加載至作為預(yù)置寄存器，初始化時(shí)把計(jì)數(shù)初值分別加載至TL0和和TH0中，當(dāng)計(jì)數(shù)溢出時(shí)，不再象方式中，當(dāng)計(jì)數(shù)溢出時(shí)，不再象方式0和方式和方式1那樣那樣需要需要“人工干預(yù)人工干預(yù)”，由軟件重新賦值，而是由預(yù)置寄存器，由軟件重新賦值，而是由預(yù)置寄存器TH以硬件方法自動(dòng)給計(jì)數(shù)器以硬件方法自動(dòng)給計(jì)數(shù)器TL0重新加載。重新加載。 方式方式2在串口通訊時(shí)，常用

43、作波特率發(fā)生器。在串口通訊時(shí)，常用作波特率發(fā)生器。 如果定時(shí)如果定時(shí)/計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)器0工作于工作于工作方式工作方式3，那么定時(shí)，那么定時(shí)/計(jì)計(jì)數(shù)器數(shù)器1的工作方式就因?yàn)樽约旱囊恍┛刂莆灰驯欢〞r(shí)的工作方式就因?yàn)樽约旱囊恍┛刂莆灰驯欢〞r(shí)/計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)器0借用，只能工作在方式借用，只能工作在方式0、方式、方式1或方式或方式2下下.怎樣編制計(jì)數(shù)程序？怎樣編制計(jì)數(shù)程序？ 首先必須對(duì)定時(shí)計(jì)數(shù)器進(jìn)行初始化，然后再開(kāi)啟定時(shí)或首先必須對(duì)定時(shí)計(jì)數(shù)器進(jìn)行初始化，然后再開(kāi)啟定時(shí)或計(jì)數(shù)。簡(jiǎn)單的總結(jié)一下，定時(shí)計(jì)數(shù)器的初始化包括以下內(nèi)計(jì)數(shù)。簡(jiǎn)單的總結(jié)一下，定時(shí)計(jì)數(shù)器的初始化包括以下內(nèi)容。容。（1）確定工作方式）確定工作方式對(duì)對(duì)

44、TMOD賦值；賦值；如：如：TMOD=0 x01; /定時(shí)器定時(shí)器0方式方式1（2）預(yù)置定時(shí)計(jì)數(shù)器中計(jì)數(shù)的初值）預(yù)置定時(shí)計(jì)數(shù)器中計(jì)數(shù)的初值直接寫(xiě)入直接寫(xiě)入TH和和TL；如：如： TH0=0 xf8; TL0=0 x30; /裝入時(shí)間常數(shù)裝入時(shí)間常數(shù)（3）根據(jù)需要開(kāi)放定時(shí)器）根據(jù)需要開(kāi)放定時(shí)器/計(jì)數(shù)器的中斷計(jì)數(shù)器的中斷對(duì)對(duì)IE位賦值；位賦值；如：如： IE=0 x82; /開(kāi)啟定時(shí)器開(kāi)啟定時(shí)器0中斷中斷（4）啟動(dòng)定時(shí)器）啟動(dòng)定時(shí)器/計(jì)數(shù)器；計(jì)數(shù)器；如：如： TR0=1; /啟動(dòng)定時(shí)器啟動(dòng)定時(shí)器T0 ，或，或TCON=0X10思考：若同時(shí)啟動(dòng) 定時(shí)器 T0、T1，如何設(shè)置TCON= 0X501.3

45、.6串行接口串行接口 通信：通信：?jiǎn)纹瑱C(jī)與外界進(jìn)行信息交換統(tǒng)稱為通單片機(jī)與外界進(jìn)行信息交換統(tǒng)稱為通信。信。 通信方式有兩種：通信方式有兩種： 并行通信：并行通信：數(shù)據(jù)的各位數(shù)據(jù)的各位(二進(jìn)制二進(jìn)制)同時(shí)發(fā)送或同時(shí)發(fā)送或接收。特點(diǎn)是傳送速度快、效率高，但成本接收。特點(diǎn)是傳送速度快、效率高，但成本高。適用于短距離傳送數(shù)據(jù)。計(jì)算機(jī)內(nèi)部的高。適用于短距離傳送數(shù)據(jù)。計(jì)算機(jī)內(nèi)部的數(shù)據(jù)傳送一般均采用并行方式。數(shù)據(jù)傳送一般均采用并行方式。 串行通信：串行通信：數(shù)據(jù)一位一位數(shù)據(jù)一位一位(二進(jìn)制二進(jìn)制)順序發(fā)送順序發(fā)送或接收。特點(diǎn)是傳送速度慢，但成本低。適或接收。特點(diǎn)是傳送速度慢，但成本低。適用于較長(zhǎng)距離傳送數(shù)據(jù)

46、。計(jì)算機(jī)與外界的數(shù)用于較長(zhǎng)距離傳送數(shù)據(jù)。計(jì)算機(jī)與外界的數(shù)據(jù)傳送一般均采用串行方式。據(jù)傳送一般均采用串行方式。通信原理通信原理通信過(guò)程中相關(guān)因素通信過(guò)程中相關(guān)因素 * *通信方式通信方式方向方向( (單工單工/ /半雙工半雙工/ /全雙工全雙工) )、連接連接( (一對(duì)一一對(duì)一/ /一對(duì)多一對(duì)多/ /多對(duì)多多對(duì)多) )、同步串、同步串行行/ /異步串行；異步串行； * *速度控制速度控制波特率、發(fā)送波特率、發(fā)送/ /接收時(shí)鐘；接收時(shí)鐘； 串行通信方式串行通信方式 通信方向通信方向TRTRTRRTTR單工方式單工方式 半雙工方式半雙工方式 全雙工方式全雙工方式 單工方式：?jiǎn)喂し绞剑簲?shù)據(jù)僅按一個(gè)固定

47、方向傳送；半雙工方式：半雙工方式：數(shù)據(jù)可實(shí)現(xiàn)雙向傳送，但不能同時(shí)進(jìn)行；全雙工方式：全雙工方式：允許雙方同時(shí)進(jìn)行數(shù)據(jù)雙向傳送；多工方式：多工方式：在同一線路上實(shí)現(xiàn)資源共享。MCS-51串行口 MCS-51內(nèi)部有一個(gè)內(nèi)部有一個(gè)可編程的全雙工串行通可編程的全雙工串行通信接口信接口，該串行口有，該串行口有4種工作方式，以供不種工作方式，以供不同場(chǎng)合使用。波特率可由軟件設(shè)置，由片同場(chǎng)合使用。波特率可由軟件設(shè)置，由片內(nèi)的定時(shí)器內(nèi)的定時(shí)器/計(jì)數(shù)器產(chǎn)生。接收、發(fā)送均可計(jì)數(shù)器產(chǎn)生。接收、發(fā)送均可工作在查詢方式或中斷方式工作在查詢方式或中斷方式。串行口的結(jié)構(gòu)與控制 MCS-51單片機(jī)內(nèi)部的串行口有兩個(gè)物理上單片機(jī)

48、內(nèi)部的串行口有兩個(gè)物理上獨(dú)立的獨(dú)立的接收、發(fā)送緩沖器接收、發(fā)送緩沖器SBUF，可同時(shí)接，可同時(shí)接收和發(fā)送數(shù)據(jù)。發(fā)送緩沖器只能寫(xiě)入不能收和發(fā)送數(shù)據(jù)。發(fā)送緩沖器只能寫(xiě)入不能讀出，接收緩沖器只能讀出不能寫(xiě)入。兩讀出，接收緩沖器只能讀出不能寫(xiě)入。兩個(gè)緩沖器占用同一個(gè)地址（個(gè)緩沖器占用同一個(gè)地址（0X99）。）。 控制控制MCS-51單片機(jī)串行口的控制寄存器共單片機(jī)串行口的控制寄存器共有兩個(gè)，即特殊功能寄存器有兩個(gè)，即特殊功能寄存器SCON和和PCON。 串行口控制寄存器SCON SM0、SM1：控制串行口的工作方式。 SM2：允許方式2和方式3進(jìn)行多機(jī)通信控制位。 REN：允許串行接收控制位。REN=

49、1，允許接收。 TB8：是工作在方式2和方式3時(shí)要發(fā)送的第9位數(shù)據(jù)，根據(jù)需要由軟件置位和復(fù)位。 RB8：是工作在方式2和方式3時(shí)接收到的第9位數(shù)據(jù)。 TI：發(fā)送中斷標(biāo)志位。必須由軟件清零。 RI：接收中斷標(biāo)志位。必須由軟件清零。特殊功能寄存器PCON SMOD：波特率倍增位。當(dāng)SMOD=1時(shí)，波特率加倍；當(dāng)SMOD=0時(shí)，波特率不加倍。 GF1、GF0：兩個(gè)通用標(biāo)志位，用戶使用。 PD、IDL :電源控制 串行口的工作方式 串行接口的工作方式有四種，由SCON中的SM0、SM1定義，編碼及功能如下表。在這四種工作方式中，串行通信只使用方式1，方式2，方式3。方式0主要用于用串口擴(kuò)展并行口。 當(dāng)

50、SCON中的SM0、SM1=00時(shí)，串行口以工作方式0工作，串行口為同步移位寄存器輸入/輸出方式，其波特率固定不變?yōu)閒osc/12。數(shù)據(jù)由RXD（P3.0）端輸入或輸出，同步移位脈沖由TXD（P3.1）端輸出，發(fā)送、接收的是8位數(shù)據(jù)，低位在先。 當(dāng)SM0、SM1=01時(shí)，串行口以工作方式1工作，此時(shí)串行口為8位數(shù)據(jù)異步通信接口。波特率可變，低位在先。 當(dāng)SM0、SM1=10時(shí)，串行口以工作方式2工作，發(fā)送和接收的一幀信息由11位組成，即1位起始位、8位數(shù)據(jù)位（低位在先）、1位可編程位（第9位數(shù)據(jù)位）和1位停止位。TB8根據(jù)需要設(shè)為0或1, 作為多機(jī)通信中的地址數(shù)據(jù)標(biāo)志位或數(shù)據(jù)的奇偶校驗(yàn)位。波特

51、率固定不變（ fosc/64或fosc/32），低位在先。 當(dāng)SM0、SM1=11時(shí)，串行口以工作方式3工作。波特率可變的9位數(shù)據(jù)異步通信方式，其余與方式2相同。低位在先。圖圖1.12 方式方式0用于擴(kuò)展用于擴(kuò)展I/O口輸出口輸出 圖圖1.13 串口通信工作在方式串口通信工作在方式1下的數(shù)據(jù)格式下的數(shù)據(jù)格式 圖圖1.14 串口通信工作在方式串口通信工作在方式2、3下的數(shù)據(jù)格式下的數(shù)據(jù)格式波特率的計(jì)算注：若SMOD=0，則K=1；若SMOD=1，則K=2 常用的波特率及計(jì)算器初值 【例】【例】要求串行口以方式要求串行口以方式1工作，通信波特率為工作，通信波特率為2400b/s，設(shè)振蕩頻率，設(shè)振蕩

52、頻率fosc為為6MHz，請(qǐng)初始化，請(qǐng)初始化T1和串口。和串口。解：由題可得解：由題可得T1的初始值為的初始值為:則則T1的初始化為：的初始化為：TMOD=0 x20;TH1=0 xFA;TL1=0 xFA;串口工作于模式串口工作于模式1，若允許接收，則初始化為：，若允許接收，則初始化為：SCON=0 x50;串口通信設(shè)計(jì)步驟串口通信設(shè)計(jì)步驟 串口初始化串口初始化 主要針對(duì)主要針對(duì)SCON,TMOD,IE,TCON,TH1,TL1,PCON,IP特殊功能特殊功能寄存器的設(shè)置。寄存器的設(shè)置。確定定時(shí)器確定定時(shí)器1的工作方式的工作方式編程編程TMOD寄存器。寄存器。確定波特率確定波特率 -計(jì)算定時(shí)

53、器計(jì)算定時(shí)器1的初值，并裝載的初值，并裝載TH1、TL1；考慮；考慮PCON是否需加倍。是否需加倍。串行口在中斷方式工作時(shí)，設(shè)置串行口在中斷方式工作時(shí)，設(shè)置IE寄存器。寄存器。確定串行口的控制確定串行口的控制編程編程SCON。啟動(dòng)定時(shí)器啟動(dòng)定時(shí)器1編程編程TCON中的中的TR1位；位； 查詢查詢 RI 或或TI (或在中斷中判或在中斷中判) 發(fā)送數(shù)據(jù)發(fā)送數(shù)據(jù)-SBUF 或或 接收數(shù)據(jù)接收數(shù)據(jù) -SBUF 清清 TI(或或RI)特殊功能寄存器PCON SMOD：波特率倍增位。當(dāng)SMOD=1時(shí)，波特率加倍；當(dāng)SMOD=0時(shí)，波特率不加倍。 GF1、GF0：兩個(gè)通用標(biāo)志位，用戶使用。 PD、IDL :電源控制 注注1：掉電保護(hù)方式：掉電保護(hù)方式 用指令使用指令使PD=1，單片機(jī)一切工作停止，只有內(nèi)部，單片機(jī)一切工作停止，只有內(nèi)部RAM單元的內(nèi)容被保存。需硬件啟動(dòng)。單元的內(nèi)容被保存。需硬件啟動(dòng)。 注注2：待機(jī)方式：待機(jī)方式 用指令使用指令使PCON