整套課件教程：單片機C51項目設(shè)計與開發(fā)

1、 單片機C51項目設(shè)計與開發(fā)項目1 廣告燈的控制與制作任務(wù)1信號燈的控制任務(wù)2流水燈的控制任務(wù)3花樣燈的控制任務(wù)4廣告燈的設(shè)計和制作下一頁返回項目2 電子表的控制和制作任務(wù)1 電子表的靜態(tài)顯示設(shè)計任務(wù)2電子表的動態(tài)顯示設(shè)計任務(wù)3電子表的調(diào)整設(shè)計任務(wù)4電子表的設(shè)計和制作上一頁下一頁返回項目3點陣LED的控制和制作任務(wù)1 8X8點陣LED模擬電梯運行任務(wù)2 漢字顯示控制上一頁下一頁返回項目4 數(shù)字電壓表的控制和制作任務(wù)1 LCM1602液晶顯示任務(wù)2數(shù)字電壓表的設(shè)計與制作上一頁下一頁返回項目5 萬年歷的控制和制作任務(wù)1 PG160128A液晶顯示任務(wù)2 萬年歷的計時控制任務(wù)3 萬年歷的溫度控制任務(wù)

2、4 萬年歷的設(shè)計和制作上一頁下一頁返回項目6 機器人的控制和制作任務(wù)1追光機器人的設(shè)計與制作任務(wù)2滅火機器人的設(shè)計與制作任務(wù)3相撲機器人的設(shè)計與制作上一頁返回項目1 廣告燈的控制與制作任務(wù)1信號燈的控制任務(wù)2流水燈的控制任務(wù)3花樣燈的控制任務(wù)4廣告燈的設(shè)計和制作返回任務(wù)1 信號燈的控制任務(wù)描述將AT89C51的P1.0端口作為輸出口，在此端口上接一個發(fā)光二極管L1，使用單片機實現(xiàn)發(fā)光二極管閃爍的效果，閃爍問隔為0.2 s。即單片機上電工作后，L1發(fā)光二極管不停地一亮一滅，其亮滅的問隔時問為0.2 s，依此重復(fù)循環(huán)。任務(wù)分析1.硬件電路分析在單片機的P1.0端口用導(dǎo)線連接一個發(fā)光二極管，此發(fā)光二

3、極管的閃爍情況可作為信號燈。電路原理如圖1-1所示，當P1.0端口輸出高電平，即P1.0=1時，根據(jù)發(fā)光二極管的單向?qū)щ娦钥芍?，這時發(fā)光二極管L1熄滅;當P1.0端口輸出低電平，即P1.0=0時，發(fā)光二極管L1亮。下一頁返回任務(wù)1 信號燈的控制2.軟件設(shè)計思路單片機指令的執(zhí)行時問是很短的，大多都是微秒級，而我們要求閃爍的時問問隔是0.2 s，相對于微秒來說，相差太大，所以在執(zhí)行某一指令時，要插入延時程序。任務(wù)中要求獲得0.2 s的時問長度，當單片機時鐘電路中晶振頻率為12 MHz時，一個機器周期為1 s，0.2 s就是1 s的200 000倍。在程序編寫中，常用循環(huán)語句來完成計數(shù)，從而獲得需要

4、的延時時問。采用單片機C語言編寫一個0.2 s的延時程序如下:上一頁下一頁返回任務(wù)1 信號燈的控制上一頁下一頁返回任務(wù)1 信號燈的控制參考源程序上一頁下一頁返回任務(wù)1 信號燈的控制上一頁下一頁返回任務(wù)1 信號燈的控制系統(tǒng)仿真調(diào)試 在Keil中建立工程項目，新建C語言文件，并在編輯區(qū)中輸入上面的源程序，編譯后得到HEX文件。運行Proteus，在編輯窗口繪制圖1-1所示的電路圖，加載編譯得到的HEX文件，進行仿真調(diào)試。運行仿真調(diào)試圖如圖1-2所示。知識拓展MCS-51單片機的基本組成1.80C5，單片機的基本結(jié)構(gòu)單片機的基本結(jié)構(gòu)如圖1-3所示。80C51單片機主要由以下兒部分組成。(1) CPU

5、系統(tǒng)上一頁下一頁返回任務(wù)1 信號燈的控制8位CPU，含布爾處理器。時鐘電路?？偩€控制邏輯。(2)存儲器系統(tǒng)4 KB的程序存儲器(ROM/EPROM/FLASH，可外擴至64 KB ) 。128 B的數(shù)據(jù)存儲器(RAM，可再外擴64 KB ) 。特殊功能寄存器SFRo(3) I/O口和其他功能單元4個并行I/O口。2個16位定時/計數(shù)器。1個全雙工異步串行。中斷系統(tǒng)(5個中斷源、2個優(yōu)先級)。上一頁下一頁返回任務(wù)1 信號燈的控制2. MCS-51單片機的內(nèi)部組成(1) 80C51單片機的內(nèi)部結(jié)構(gòu)80C51單片機由微處理器(含運算器和控制器)、存儲器、I/O口以及特殊功能寄存器SFR等構(gòu)成，內(nèi)部邏

6、輯結(jié)構(gòu)如圖1-4所示(圖中未畫出增強型單片機相關(guān)部件)。(2) 80C51的微處理器作為80C51單片機的核心部分的微處理器是一個8位的高性能中央處理器(CPU)，它的作用是讀入并分析每條指令，根據(jù)各指令的功能，控制單片機的各功能部件執(zhí)行指定的運算或操作。它主要由以下兩部分構(gòu)成。上一頁下一頁返回任務(wù)1 信號燈的控制1)運算器運算器由算術(shù)/邏輯運算單元ALU,累加器ACC,寄存器B、暫存寄存器、程序狀態(tài)字寄存器PSW組成。它完成的任務(wù)是實現(xiàn)算術(shù)和邏輯運算、位變量處理和數(shù)據(jù)傳送等操作。2)控制器同一般微處理器的控制器一樣，80C51的控制器也由指令寄存器IR、指令譯碼器ID、定時及控制邏輯電路和程

7、序計數(shù)器PC等組成。(3) 80C51的片內(nèi)存儲器80C51單片機的片內(nèi)存儲器與一般微機的存儲器的配置不同。一般微機的ROM和RAM安排在同一空問的不同范圍(稱為普林斯頓結(jié)構(gòu))。而80C51單片機的存儲器在物理上設(shè)計成程序存儲器和數(shù)據(jù)存儲器兩個獨立的空問(稱為哈佛結(jié)構(gòu))。上一頁下一頁返回任務(wù)1 信號燈的控制3. 80C51單片機的封裝和引腳80C51系列單片機采用雙列直插式(DIP ) , QFP44 C Quad Flat Pack)和LCC C Leaded Chip Carrier)形式封裝。這里介紹常用的總線型DIP40封裝和非總線型DIP20封裝，如圖1-5所示。知識鏈接1.文件包含

8、程序中的第一行為#include ，是一個文件包含處理。文件包含是指一個源文件可將另一個源文件的內(nèi)容全部包含進來。用尖括號時，編譯器從C標準庫文件所在的目錄中尋找要包含的文件，這稱為標準方式;用雙撇號時，系統(tǒng)先在用戶當前目錄中尋找要包含的文件，若找不到，再按標準方式查找。上一頁下一頁返回任務(wù)1 信號燈的控制2.宏定義宏定義命令為#define，它的作用是用一個宏定義來替換一個字符串，而這個字符串既可以是常數(shù)，也可以是其他字符串，甚至還可以是帶參數(shù)的宏。宏定義的一般格式:#define宏名字符串3. C51擴展的關(guān)鍵字sfr和sbitMCS-51單片機內(nèi)有21個特殊功能寄存器(SFR，只能用直接

9、尋址方式訪問。特殊功能寄存器中還有11個可進行位尋址的寄存器。上一頁下一頁返回任務(wù)1 信號燈的控制4. for循環(huán)語句其一般格式為:for(表達式1;表達式2;表達式3)動作表達式1:通常是設(shè)定起始值。表達式2:通常是條件判斷式，如果條件為真時，執(zhí)行動作，否則終止循環(huán)。表達式3:通常是步長表達式，執(zhí)行動作完畢后，必須再回到這里做運算，然后再到表達式2中做判斷。5. while循環(huán)語句其一般格式為:while(條件表達式)上一頁下一頁返回任務(wù)1 信號燈的控制動作先測試條件表達式是否成立，當條件表達式為真時，執(zhí)行循環(huán)內(nèi)的動作，做完后又繼續(xù)跳回條件表達式做測試，如此反復(fù)直到條件表達式為假為止。使用時

10、要避免條件永真，造成死循環(huán)。6. C51程序的結(jié)構(gòu)特點C51程序由函數(shù)構(gòu)成，函數(shù)是C51程序的基本單位。函數(shù)的組成。一個函數(shù)由“函數(shù)定義”和“函數(shù)體”兩個部分組成。函數(shù)定義部分包括函數(shù)類型、函數(shù)名、形式參數(shù)說明等，函數(shù)名后面必須跟一個圓括號0，形式參數(shù)說明在0內(nèi)進行，函數(shù)也可以沒有形式參數(shù)。上一頁下一頁返回任務(wù)1 信號燈的控制函數(shù)體由一對花括弧組成，在里面的內(nèi)容就是函數(shù)體，如果一個函數(shù)有多個，則最外面的一對為函數(shù)體的范圍。函數(shù)體的內(nèi)容為若干條語句，一般有兩類語句，一類為說明語句，用來對函數(shù)中將要用到的變量進行定義;另一類為執(zhí)行語句，用來完成一定的功能或算法。有的函數(shù)體僅有一對，其中既沒有變量定

11、義語句，也沒有執(zhí)行語句，這也是合法的，稱為“空函數(shù)”。 一個C51程序必須有且只能有一個名為main()的函數(shù)，它是一個特殊的函數(shù)，也稱為該程序的主函數(shù)，無論main函數(shù)在整個程序中的位置如何，程序的執(zhí)行都是從main()函數(shù)開始的。表達方式靈活。上一頁下一頁返回任務(wù)1 信號燈的控制C51可利用C語言提供的多種運算符組成各種表達式，還可以采用多種方法來獲得表達式的值，從而使用戶在程序設(shè)計中具有更大的靈活性。C51同C語言一樣，語法規(guī)則不太嚴格，程序設(shè)計的白由度比較大，程序的書寫格式白由靈活。C51本身沒有輸入/輸出語句。標準的輸入和輸出是通過調(diào)用庫函數(shù)scanf和printf它們分別是輸入庫函

12、數(shù)和輸出庫函數(shù)。對于單片機應(yīng)用系統(tǒng)來說，由于具體要求不同，應(yīng)用系統(tǒng)的輸入/輸出方式多種多樣，不可能一律采用串行口作輸入和輸出。因此應(yīng)該根據(jù)實際需要，由應(yīng)用系統(tǒng)的研制人員白己來編寫滿足特定需要的輸入/輸出函數(shù)。上一頁下一頁返回任務(wù)1 信號燈的控制為了使程序便于閱讀和理解，可以給程序加上一些注釋。注釋部分由符號“/*”開始，由符號“*/”結(jié)束，或在符號“/，之后。在“/*”和“*/”之問的內(nèi)容即為注釋內(nèi)容，注釋內(nèi)容可在一行寫完，也可以分成兒行來寫。注釋部分不參加編譯，編譯時注釋的內(nèi)容不產(chǎn)生可執(zhí)行代碼。注釋在程序中的作用是很重要的，一個良好的程序設(shè)計者應(yīng)該在程序中使用足夠的注釋來說明整個程序的功能、

13、有關(guān)算法和注意事項等。需要注意的是，注釋不能嵌套，即在“/*”和“*/”之問不允許再次出現(xiàn)“/*”和“*/”。上一頁返回任務(wù)2 流水燈的控制任務(wù)描述用AT89C51單片機的P1口做輸出口，白制一款簡易的流水燈。用AT89C51的P1口做輸出口，接8只發(fā)光二極管，試編寫程序，使發(fā)光二極管實現(xiàn)流水的效果，每盞燈亮滅的時問問隔為0.2 s。即單片機上電工作后，第一個發(fā)光二極管P1.0被點亮，0.2 s后，P1.0被熄滅，第二個發(fā)光二極管P1.1被點亮，依此類推，重復(fù)循環(huán)。任務(wù)分析1.硬件電路分析單片機要正常運行，必須具備三個最基本的硬件條件:電源正常、時鐘正常和復(fù)位正常。本流水燈實際上就是一個帶有8

14、個發(fā)光二極管的單片機最小應(yīng)用系統(tǒng)，即為由發(fā)光二極管、晶振、復(fù)位、電源等電路和必要的軟件組成的單個單片機。其具體硬件組成如圖1-6所示。下一頁返回任務(wù)2 流水燈的控制2.軟件設(shè)計思路上述硬件原理圖搭建完成上電之后，還不能看到流水燈循環(huán)點亮的現(xiàn)象，我們還需要告訴單片機怎么來進行工作，即編寫程序控制單片機引腳電平的高低變化，來實現(xiàn)發(fā)光二極管的一亮一滅。根據(jù)流水燈的具體要求，程序的流程圖如圖1-7所示。參考源程序上一頁下一頁返回任務(wù)2 流水燈的控制上一頁下一頁返回任務(wù)2 流水燈的控制上一頁下一頁返回任務(wù)2 流水燈的控制系統(tǒng)仿真調(diào)試在Keil中建立工程項目，新建C語言文件，并在編輯區(qū)中輸入上面的源程序，

15、編譯后得到HEX文件。運行Proteus，在編輯窗口繪制如圖1-6所示的電路圖，加載編譯得到的HEX文件，進行仿真調(diào)試。運行仿真圖如圖1-8所示。知識拓展MCS-51單片機存儲器結(jié)構(gòu)1.80C51單片機的程序存儲器配置80C51單片機的程序計數(shù)器PC是16位的計數(shù)器，所以能尋址64 KB的程序存儲器地址范圍。允許用戶程序調(diào)用或轉(zhuǎn)向64 KB的任何存儲單元。上一頁下一頁返回任務(wù)2 流水燈的控制MCS-51系列的80C51在芯片內(nèi)部有4 KB的掩膜ROM, 87C51在芯片內(nèi)部有4 KB的EPROM，而80C31在芯片內(nèi)部沒有程序存儲器，應(yīng)用時要在單片機外部配置一定容量的EPROM o 80C51

16、程序存儲器的配置如圖1-9所示。 80C51的EA引腳為訪問內(nèi)部或外部程序存儲器的選擇端。接高電平時，CPU將首先訪問內(nèi)部存儲器，當指令地址超過OFFFH時，自動轉(zhuǎn)向片外ROM去取指令;接低電平時(接地)，CPU只能訪問外部程序存儲器(對于80C31單片機，由于其內(nèi)部無程序存儲器，只能采用這種接法)。2. 80C51單片機的數(shù)據(jù)存儲器配置80C51單片機的數(shù)據(jù)存儲器分為片外RAM和片內(nèi)RAM兩大部分，如圖1-10所示。上一頁下一頁返回任務(wù)2 流水燈的控制80C51片內(nèi)RAM共有256 B，其地址范圍為00HFFH。其中低128 B，地址范圍在00H7FH之問，分成工作寄存器區(qū)、位尋址區(qū)、通用R

17、AM區(qū)三部分。高128 B(特殊功能寄存器區(qū)SFR)地址范圍在80HFFH之問。片外RAM地址空問為64 KB，地址范圍是0000HFFFFH .與程序存儲器地址空問不同的是，片外RAM地址空問與片內(nèi)RAM地址空問在地址的低端0000H007FH是重疊的。這就需要采用不同的尋址方式加以區(qū)分。另外，片外RAM不能進行堆棧操作。在80C51單片機中，盡管片內(nèi)RAM的容量不大，但它的功能多，使用靈活，是單片機應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計時必須要周密考慮的。上一頁下一頁返回任務(wù)2 流水燈的控制(1)工作寄存器區(qū)80C51單片機片內(nèi)RAM低端的OOH1FH共32 B，分成4個工作寄存器組，每組占8個單元。寄存器0組:地

18、址00H07H 。寄存器1組:地址08H0FH 。寄存器2組:地址10H17H 。寄存器3組:地址18H1FH。可以對這兩位進行編程，以選擇不同的工作寄存器組。工作寄存器組與RS1, RS0的關(guān)系及地址見表1-1。上一頁下一頁返回任務(wù)2 流水燈的控制(2)位尋址區(qū)內(nèi)部RAM的20H2FH共16B是位尋址區(qū)。其128位的地址范圍是00H7FH，對被尋址的位可進行位操作。人們常將程序狀態(tài)標志和位控制變量設(shè)在位尋址區(qū)內(nèi)，對于該區(qū)未用到的單元也可以作為通用RAM使用。位地址與字節(jié)地址的關(guān)系見表1-2。(3)通用RAM區(qū)位尋址區(qū)之后的30H7FH共80 B為通用RAM區(qū)。這些單元可以作為數(shù)據(jù)緩沖器使用，

19、這一區(qū)域的操作指令非常豐富，數(shù)據(jù)處理方便靈活。在實際應(yīng)用中，常需在RAM區(qū)設(shè)置堆棧，80C51的堆棧一般設(shè)在30H7FH的范圍內(nèi)，棧頂?shù)奈恢糜啥褩Ｖ羔楽P指示。復(fù)位時SP的初值為07H，在系統(tǒng)初始化時可以重新設(shè)置。上一頁下一頁返回任務(wù)2 流水燈的控制(4)特殊功能寄存器(SFR區(qū))特殊功能寄存器(SFR)也稱為專用寄存器，特殊功能寄存器反映了MC S-51單片機的運行狀態(tài)，很多功能也通過特殊功能寄存器來定義和控制程序的執(zhí)行。MCS-51單片機有21個特殊功能寄存器(SFR)，它們離散地分布在內(nèi)部RAM區(qū)的80HFFH地址中。這些寄存器的功能已作了專門的規(guī)定，用戶不能修改其結(jié)構(gòu)。其具體地址分配見

20、表1-3。知識鏈接1.變量的使用(1)變量的定義變量是指在程序執(zhí)行過程中，其值可以改變的量。一個變量應(yīng)該有一個名字，在內(nèi)存中占據(jù)一定的存儲單元，變量定義必須放在變量使用之前，一般放在函數(shù)體的開頭部分。上一頁下一頁返回任務(wù)2 流水燈的控制變量定義的一般格式:存儲類型 數(shù)據(jù)類型 變量名其中，數(shù)據(jù)類型和存儲類型見表1-4和表1-5。(2)變量的類型C51編譯器支持的數(shù)據(jù)類型、數(shù)據(jù)長度和其值域見表1-4。如果在變量定義時省略類型標志符，編譯器會自動使用默認存儲類型。默認的存儲類型進一步由SMALL, COMPACT和LARGE存儲模式指令限制，參見表1-6。2.函數(shù)的調(diào)用函數(shù)調(diào)用的一般形式為:函數(shù)名(

21、實際參數(shù)列表);上一頁下一頁返回任務(wù)2 流水燈的控制在一個函數(shù)中需要用到某個函數(shù)的功能時，就調(diào)用該函數(shù)。調(diào)用者稱為主調(diào)函數(shù)，被調(diào)用者稱為被調(diào)函數(shù)。若被調(diào)函數(shù)是有參函數(shù)，則主調(diào)函數(shù)必須把被調(diào)函數(shù)所需的參數(shù)傳遞給被調(diào)函數(shù)。傳遞給被調(diào)函數(shù)的數(shù)據(jù)稱為實際參數(shù)，簡稱實參。實參是有確定值的常量、變量或表達式，若有多個參數(shù)，各參數(shù)問需要用逗號分開。3. C51位運算符位運算的操作對象只能是整型和字符型數(shù)據(jù)，不能是浮點型數(shù)據(jù)。C51提供以下6種位運算:按位與(&);按位或();上一頁下一頁返回任務(wù)2 流水燈的控制按位異或();按位取反();左移()。上一頁返回任務(wù)3 花樣燈的控制任務(wù)描述本任務(wù)以AT89C51

22、單片機為核心，采用常用電了器件設(shè)計，白制一款簡易的花樣燈。用AT89C51的P1口做輸出口，接8只發(fā)光二極管，試編寫程序，使第一盞燈(P1.0)和最后一盞燈(P1.7)同時向中問點亮，形成兩盞燈從兩頭向中問合攏亮滅的現(xiàn)象，直到只有中問兩盞燈(P1.3和P1.4)亮，然后再從中問向兩頭依次點亮。其兩盞燈同時亮滅的問隔時問為5 ms,依此類推，重復(fù)循環(huán)。下一頁返回任務(wù)3 花樣燈的控制任務(wù)分析1.硬件電路分析根據(jù)以上項目分析，結(jié)合以前所學課程，可以選擇本課程中所學的MCS-51單片機芯片作為微控制器，八盞燈都用“模擬電了電路技術(shù)”課程中所學的發(fā)光二極管來代替，為了避免發(fā)光二極管在工作中過流燒毀，每個

23、發(fā)光二極管所在電路中串聯(lián)一個470的電阻。設(shè)計的硬件電路原理圖如圖1-11所示。2.軟件電路分析(圖1-12)上一頁下一頁返回任務(wù)3 花樣燈的控制參考源程序上一頁下一頁返回任務(wù)3 花樣燈的控制上一頁下一頁返回任務(wù)3 花樣燈的控制系統(tǒng)仿真調(diào)試在Keil中建立工程項目，新建C語言文件，并在編輯區(qū)中輸入上面的源程序，編譯后得到HEX文件。運行Proteus，在編輯窗口繪制圖1-11所示的電路圖，加載編譯得到的HEX文件，進行仿真調(diào)試。運行仿真圖如圖1-13所示。知識拓展并行輸入/輸出口結(jié)構(gòu)80C51單片機有4個8位的并行I/O接口P0, P1, P2和P3，各接口均由接口鎖存器、輸出驅(qū)動器和輸入緩沖

24、器組成。各接口除可以作為字節(jié)輸入/輸出外，它們的每一條接口線也可以單獨用作位輸入/輸出線。各接口編址于特殊功能寄存器中，既有字節(jié)地址又有位地址。對接口鎖存器進行讀寫，就可以實現(xiàn)接口的輸入/輸出操作。上一頁下一頁返回任務(wù)3 花樣燈的控制1 .PO口PO接口由1個輸出鎖存器、1個轉(zhuǎn)換開關(guān)MUX, 2個三態(tài)輸入緩沖器、輸出驅(qū)動電路、1個與門及1個反相器組成，如圖1-14所示。(1) PO用作通用I/O接口當系統(tǒng)不進行片外的ROM擴展(此時EA=1)，也不進行片外的RAM擴展(內(nèi)部RAM傳送使用MOV類指令)時，PO作為通用I/O口使用，在這種情況下，單片機硬件自動使控制C=0 ,MUX開關(guān)接向鎖存器

25、的反相輸出端，另外，與門輸出的“0”使輸出驅(qū)動器的上拉場效應(yīng)管T1處于截止狀態(tài)。因此，作為輸出口時，PO口為漏極開路輸出，工作時需外接上拉電阻。上一頁下一頁返回任務(wù)3 花樣燈的控制(2)Po用作地址/數(shù)據(jù)總線當系統(tǒng)進行片外的ROM擴展(此時EA -0或進行片外RAM擴展時，PO用作地址/數(shù)據(jù)總線。在這種情況下，單片機內(nèi)硬件自動使C=1, MUX開關(guān)接向反相器的輸出端，這時與門的輸出由地址/數(shù)據(jù)線的狀態(tài)決定。2. P1接口P1接口的位結(jié)構(gòu)如圖1-15所示。由圖1-15可見，P1接口由1個輸出鎖存器、2個三態(tài)輸入緩沖器和輸出驅(qū)動電路組成，在內(nèi)部設(shè)有上拉電阻。P1接口是通用的準雙向I/O接口。輸出高

26、電平時，能向外提供拉電流負載，不必再接上拉電阻。當接口用作輸入時，須向鎖存器寫入1.上一頁下一頁返回任務(wù)3 花樣燈的控制3. P2接口P2接口由1個輸出鎖存器、1個轉(zhuǎn)換開關(guān)MUX, 2個三態(tài)輸入緩沖器、輸出驅(qū)動電路和1個反相器組成。P2接口的位結(jié)構(gòu)如圖1-16所示。(1)P2用作通用I/O接口當不需要在單片機芯片外部擴展程序存儲器(對于80C51/87C51, EA -1)，僅可能擴展256 B的片外RAM時，只用到了地址線的低8位，P2接口仍可以作為通用I/O接口使用。4. P3口P3接口的位結(jié)構(gòu)如圖1-17所示。P3接口由1個輸出鎖存器、3個輸入緩沖器(其中2個為三態(tài))、輸出驅(qū)動電路和1個

27、與非門組成。輸出驅(qū)動電路與P3接口和P1接口相同，內(nèi)部設(shè)有上拉電阻。上一頁下一頁返回任務(wù)3 花樣燈的控制(1) P3用作第一功能的通用I/O接口當CPU對P3接口進行字節(jié)或位尋址時(多數(shù)應(yīng)用場合是把兒條接口線設(shè)為第二功能，另外兒條接口線設(shè)為第一功能，這時宜采用位尋址方式)，單片機內(nèi)部的硬件自動將第二功能輸出線的W置1，這時，對應(yīng)的接口線為通用I/O接口方式。(2) P3用作第二功能使用當CPU不對P3接口進行字節(jié)或位尋址時，單片機內(nèi)部硬件自動將接口鎖存器的Q端置。這時，P3接口可以作為第二功能使用。各引腳的定義如下。P3.0: RXD(串行接口輸入)。P3.1: TXD(串行接口輸出)。P3.

28、3: INTO(外部中斷0輸入)。上一頁下一頁返回任務(wù)3 花樣燈的控制P3.3: INT1(外部中斷1輸入)。P3.4: TO(定時/計數(shù)器0的外部輸入)。P3.5: T1(定時/計數(shù)器1的外部輸入)。P3.6: WR(片外數(shù)據(jù)存儲器“寫”選通控制輸出)。P3.7: RD(片外數(shù)據(jù)存儲器“讀”選通控制輸出)。P3接口相應(yīng)的接口線處于第二功能，應(yīng)滿足的條件如下。串行I/O接口處于運行狀態(tài)(RXD, TXD ) 。外部中斷已經(jīng)打開(INTO , INT1 ) 。定時器/計數(shù)器處于外部計數(shù)狀態(tài)(T0, T1)。執(zhí)行讀/寫外部RAM的指令(RD、WR)。上一頁下一頁返回任務(wù)3 花樣燈的控制5.并行接口

29、的負載能力P0, P1, P2, P3接口的輸入和輸出電平與CMOS電平和TTL電平均兼容。PO接口的每一位接口線可以驅(qū)動8個LSTTL負載。在作為通用I/O接口時，由于輸出驅(qū)動電路是開漏方式，由集電極開路(OC門)電路或漏極開路電路驅(qū)動時，需外接上拉電阻;當作為地址/數(shù)據(jù)總線使用時，接口線輸出不是開漏的，無須外接上拉電阻。P1, P2, P3接口的每一位能驅(qū)動4個LSTTL負載。它們的輸出驅(qū)動電路設(shè)有內(nèi)部上拉電阻，所以可以方便地由集電極開路(OC門)電路或漏極開路電路所驅(qū)動，而無須外接上拉電阻。上一頁下一頁返回任務(wù)3 花樣燈的控制知識鏈接構(gòu)造數(shù)據(jù)類型一一一維數(shù)組數(shù)組是一組有序數(shù)據(jù)的集合，數(shù)組

30、中的每一個數(shù)據(jù)元素都屬于同一個數(shù)據(jù)類型。數(shù)組中的各個元素可以用數(shù)組名和下標來唯一確定。一維數(shù)組只有一個下標。在C語言中，數(shù)組必須先定義，然后才能使用，一維數(shù)組的定義形式如下:數(shù)據(jù)類型數(shù)組名【常量表達式;其中，“數(shù)據(jù)類型”說明了數(shù)組中各個元素的類型。“數(shù)組名”是整個數(shù)組的標識符，它的命名方法與變量的命名方法一樣?！俺Ａ勘磉_式”說明了該數(shù)組的長度，即該數(shù)組中的元素個數(shù)。常數(shù)表達式必須用方括號1括起來，而且其中不能含有變量。上一頁返回任務(wù)4 廣告燈的設(shè)計和制作任務(wù)描述用AT89C51的P1, P2部分口做輸出口，其具體硬件連接方式如圖1-18所示，試編寫程序來實現(xiàn)以下功能。任務(wù)分析1.硬件電路分析把

31、“單片機系統(tǒng)”區(qū)域中的P1.0, P1.1, P1.2分別接第一組紅燈、綠燈和藍燈，P1.4,P1.5, P1.6分別接第二組紅燈、綠燈和藍燈，P2.0, P2.1, P2.2分別接第三組紅燈、綠燈和藍燈。每組紅燈、綠燈和藍燈都分別并聯(lián)四個，依次按順序排開。每組燈與單片機的端口都接有電阻和三極管，其具體硬件連接如圖1-18所示。下一頁返回任務(wù)4 廣告燈的設(shè)計和制作2.軟件設(shè)計思路廣告燈的程序設(shè)計思路與任務(wù)3中的設(shè)計思路相同，通過取數(shù)組的數(shù)據(jù)改變單片機端口的值，進而控制發(fā)光二極管的變化。參考源程序上一頁下一頁返回任務(wù)4 廣告燈的設(shè)計和制作上一頁下一頁返回任務(wù)4 廣告燈的設(shè)計和制作上一頁下一頁返回

32、任務(wù)4 廣告燈的設(shè)計和制作上一頁下一頁返回任務(wù)4 廣告燈的設(shè)計和制作上一頁下一頁返回任務(wù)4 廣告燈的設(shè)計和制作系統(tǒng)仿真調(diào)試在Keil中建立工程項目，新建C語言文件，并在編輯區(qū)中輸入上面的源程序，編譯后得到HEX文件。運行Proteus，在編輯窗口繪制圖1-18所示的電路圖，加載編譯得到的HEX文件，進行仿真調(diào)試。運行仿真圖如圖1-19所示。知識拓展1.時鐘電路及時序單片機的工作過程是:取一條指令、譯碼，進行微操作，再取一條指令、譯碼進行微操作，這樣自動地、一步一步地由微操作依序完成相應(yīng)指令規(guī)定的功能。各指令的微操作在時問上有嚴格的次序，這種微操作的時問次序稱作時序。單片機的時鐘信號用來為單片機

33、芯片內(nèi)部各種微操作提供時問基準。上一頁下一頁返回任務(wù)4 廣告燈的設(shè)計和制作(1) 80C51的時鐘產(chǎn)生方式80C51單片機的時鐘信號通常有兩種產(chǎn)生方式:內(nèi)部時鐘方式和外部時鐘方式。內(nèi)部時鐘方式如圖1-20 (a)所示。外部時鐘方式是把外部已有的時鐘信號引入單片機內(nèi)，如圖1-20 (b)所示。此方式常用于多片80C51單片機同時工作，以便于各單片機的同步。一般要求外部信號高電平的持續(xù)時問大于30 ns，且為頻率低于12 MHz的方波。對于CHMOS工藝的單片機，外部時鐘要由XTAL1端引入，而XTAL2引腳應(yīng)懸空。(2) 80C51的時鐘信號晶振周期(或外部時鐘信號周期)為最小的時序單位，如圖1

34、-21所示。上一頁下一頁返回任務(wù)4 廣告燈的設(shè)計和制作(3) 80C51的典型時序1)單周期指令時序單字節(jié)指令時序如圖1-22 (a)所示。在S1P2開始把指令操作碼讀入指令寄存器，并執(zhí)行指令。但在S4P2開始讀的下一指令的操作碼要丟棄，且程序計數(shù)器PC不加1。雙字節(jié)指令時序如圖1-22 (b)所示。在S1P2開始把指令操作碼讀入指令寄存器，并執(zhí)行指令。在S4P2開始再讀入指令的第二字節(jié)。單字節(jié)、雙字節(jié)指令均在S6P2結(jié)束操作。2)雙周期指令時序?qū)τ趩巫止?jié)指令時序，在兩個機器周期之內(nèi)要進行4次讀操作。只是后3次讀操作無效，如圖1-23所示。上一頁下一頁返回任務(wù)4 廣告燈的設(shè)計和制作由圖中可以看

35、到，每個機器周期中ALE信號有效兩次，具有穩(wěn)定的頻率，可以將其作為外部設(shè)備的時鐘信號。但應(yīng)注意，在對片外部RAM進行讀/寫操作時，ALE信號會出現(xiàn)非周期現(xiàn)象，如圖1-24所示。2.單片機的復(fù)位電路復(fù)位是使單片機或系統(tǒng)中的其他部件處于某種確定的初始狀態(tài)。單片機的工作就是從復(fù)位開始的。(1)復(fù)位電路當在80C51單片機的RST引腳引入高電平并保持2個機器周期時，單片機內(nèi)部就執(zhí)行復(fù)位操作(若該引腳持續(xù)保持高電平，單片機就處于循環(huán)復(fù)位狀態(tài))。實際應(yīng)用中，復(fù)位操作有兩種基本形式:一種是上電復(fù)位，另一種是上電與按鍵均有效的復(fù)位，如圖1-25所示。上一頁下一頁返回任務(wù)4 廣告燈的設(shè)計和制作(2)單片機復(fù)位后

36、的狀態(tài)單片機的復(fù)位操作使單片機進入初始化狀態(tài)。初始化后，程序計數(shù)器PC=0000H，所以程序從0000H地址單元開始執(zhí)行。單片機啟動后，片內(nèi)RAM為隨機值，運行中的復(fù)位操作不改變片內(nèi)RAM的內(nèi)容。特殊功能寄存器復(fù)位后的狀態(tài)是確定的:POP3為FFH, SP為07H, SBUF不定，IP, IE和PCON的有效位為0，其余的特殊功能寄存器的狀態(tài)均為00H 。相應(yīng)的意義如下。POP3=FFH:相當于各口鎖存器已寫入1，此時不但可用于輸出，也可用于輸入。SP=07H:堆棧指針指向片內(nèi)RAM的07H單元(首個入棧內(nèi)容將寫入08H單元)。上一頁下一頁返回任務(wù)4 廣告燈的設(shè)計和制作IP , IE和PCON

37、的有效位為0，各中斷源處于低優(yōu)先級且均被關(guān)斷，串行通信的波特率PSW=00H，當前工作寄存器為0組。知識鏈接1.C51的關(guān)鍵字關(guān)鍵字是一類具有固定名稱和特定含義的特殊標識符，有時又稱為保留字。在編寫C語言源程序時，一般不允許將關(guān)鍵字另作他用，換句話說，就是標識符的命名不要與關(guān)鍵字相同。與其他計算機語言相比，C語言的關(guān)鍵字是比較少的，ANSIC標準一共規(guī)定了32個關(guān)鍵字，表1-7按用途列出了ANSIC標準的關(guān)鍵字。C51編譯器除了支持ANSIC標準的關(guān)鍵字以外，還擴展了如表1-8所示的關(guān)鍵字。上一頁下一頁返回任務(wù)4 廣告燈的設(shè)計和制作2. switch case語句其一般格式為:switch(條

38、件表達式) case條件值1:動作1breakcase條件值2:動作2breakcase條件值3:上一頁下一頁返回任務(wù)4 廣告燈的設(shè)計和制作動作3breakcase條件值4:動作4breakdefaut: break;switch內(nèi)的條件表達式的結(jié)果必須為整數(shù)或字符。switch以條件表達式的值來與各case的條件值對比，如果與某個條件值相符合，則執(zhí)行該case的動作;如果所有的條件值都不符合，則執(zhí)行default的動作。每一個動作之后一般要寫break，否則就會繼續(xù)執(zhí)行下一個case的動作，這是我們不希望看到的。上一頁下一頁返回任務(wù)4 廣告燈的設(shè)計和制作另外，case之后的條件值必須是數(shù)據(jù)常

39、數(shù)，不能是變量，而且不可以重復(fù)，即條件值必須各不相同，當有數(shù)種case所做的動作一樣時，也可以寫在一起，即上下并列。一般當程序必須做多選1時，可以采用switch語句。break是跳出循環(huán)的語句，任何由switch, for, while, do-while構(gòu)成的循環(huán)，都可以用break來跳出，必須注意的是，break一次只能跳出一層循環(huán)，通常都和if連用，當某些條件成立后，就跳出循環(huán)。當所有case的條件值都不成立時，就執(zhí)行default所指定的動作，執(zhí)行完成后，也要使用break指令跳出switch循環(huán)。上一頁返回圖1-1信號燈電路原理圖返回圖1-2信號燈的仿真調(diào)試圖返回圖1-3 80C5

40、1單片機的基本結(jié)構(gòu)返回圖1-4 80C51內(nèi)部邏輯結(jié)構(gòu)返回圖1-5 80C51單片機引腳封裝返回圖1-6流水燈的原理圖返回圖1-7流水燈程序的流程圖返回圖1-8流水燈的仿真圖返回圖1-9 80C51程序存儲器的配置返回圖1-10 80C51單片機RAM的配置返回表1-1 80C51單片機工作寄存器地址表返回表1-2 80C51單片機的位地址表返回表1-3 80C51特殊功能寄存器位地址及字節(jié)地址表返回表1-4基本數(shù)據(jù)類型的長度返回表1-4基本數(shù)據(jù)類型的長度返回表1-5 C51存儲類型修飾符返回表1-6存儲模式及說明返回圖1-11花樣燈的原理圖返回圖1-12花樣燈的設(shè)計流程圖返回圖1-13花樣燈

41、的仿真圖返回圖1-14 PO接口的位結(jié)構(gòu)返回圖1-15P1接口的位結(jié)構(gòu)返回圖1-16 P2接口的位結(jié)構(gòu)返回圖1-17 P3接口的位結(jié)構(gòu)返回圖1-18廣告燈的原理圖返回圖1-19廣告燈的仿真圖返回圖1-20 80C51單片機的時鐘信號返回圖1-21 80C51單片機的時鐘信號返回圖1-22單周期指令時序返回圖1-23單字節(jié)雙周期指令時序返回圖1-24訪問外部RAM的雙周期指令時序返回圖1-25單片機的復(fù)位電路返回表1-7 ANSIC標準的關(guān)鍵字返回表1-7 ANSIC標準的關(guān)鍵字返回表1-8 C51編譯器擴展的關(guān)鍵字返回項目2 電子表的控制和制作任務(wù)1 電子表的靜態(tài)顯示設(shè)計任務(wù)2電子表的動態(tài)顯示

42、設(shè)計任務(wù)3電子表的調(diào)整設(shè)計任務(wù)4電子表的設(shè)計和制作返回任務(wù)1 電子表的靜態(tài)顯示設(shè)計任務(wù)描述用AT89C51的PO和P1口做輸出口，接兩只七段數(shù)碼管，編寫程序，使兩只七段數(shù)碼管實現(xiàn)顯示兩位十進制數(shù)字，從00一直加到99，每隔0.5 s數(shù)值加1，如此重復(fù)循環(huán)。任務(wù)分析1.硬件電路分析如圖2-1所示，用AT89C51的PO口和P1口做輸出口，接兩只七段數(shù)碼管，PO口所接的數(shù)碼管顯示十位數(shù)字，P1口所接的數(shù)碼管顯示個位數(shù)字。因為是靜態(tài)顯示，LED處于持續(xù)發(fā)光狀態(tài)，R1R14選擇470 ，其主要作用是限流。下一頁返回任務(wù)1 電子表的靜態(tài)顯示設(shè)計2.軟件設(shè)計思路主程序的流程圖如圖2-2所示。參考源程序上一

43、頁下一頁返回任務(wù)1 電子表的靜態(tài)顯示設(shè)計上一頁下一頁返回任務(wù)1 電子表的靜態(tài)顯示設(shè)計系統(tǒng)仿真調(diào)試在Keil中建立工程項目，新建C語言文件，并在編輯區(qū)中輸入上面的源程序，編譯后得到HEX文件。運行Proteus，在編輯窗口繪制如圖2-3所示電路圖，加載編譯得到的HEX文件，進行仿真調(diào)試。上一頁下一頁返回任務(wù)1 電子表的靜態(tài)顯示設(shè)計按下窗口下面的工具條中的play鍵，兩只數(shù)碼管從00開始計數(shù)，一直加到99，然后回到00，循環(huán)往復(fù)。還可以按下pause鍵暫停，按下stop鍵停止仿真。在運行過程中，如果按下RST鍵，就可以復(fù)位到00。仿真運行過程中，可以觀察每一個引腳的電平高低的變化。知識拓展數(shù)碼管顯

44、示1.原理及控制電路圖2-4所示為七段LED數(shù)碼管的原理圖，數(shù)碼管由8個發(fā)光二極管構(gòu)成，通過不同的組合可顯示數(shù)字09，字符AF, H, L, P, R, U, Y，符號“一”及小數(shù)點“.”。上一頁下一頁返回任務(wù)1 電子表的靜態(tài)顯示設(shè)計共陽極數(shù)碼管的8個發(fā)光二極管的陽極(二極管正端)連接在一起。通常，公共陽極接高電平(一般接電源正極)，其他管腳接段驅(qū)動電路輸出端。當某段驅(qū)動電路的輸出端為低電平時，則該端所連接的字段導(dǎo)通并點亮，根據(jù)發(fā)光字段的不同組合，可顯示出各種數(shù)字或字符。共陰極數(shù)碼管的8個發(fā)光二極管的陰極(二極管負端)連接在一起。通常，公共陰極接低電平(一般接地)，其他管腳接段驅(qū)動電路輸出端。

45、當某段驅(qū)動電路的輸出端為高電平時，則該端所連接的字段導(dǎo)通并點亮，根據(jù)發(fā)光字段的不同組合，可顯示出各種數(shù)字或字符。要顯示出某一數(shù)字或字符，共陰極和共陽極數(shù)碼管的字型編碼恰好對應(yīng)相反，使用共陽極數(shù)碼管，數(shù)據(jù)為0表示對應(yīng)字段亮，數(shù)據(jù)為1表示對應(yīng)字段暗;而使用共陰極數(shù)碼管，數(shù)據(jù)為0表示對應(yīng)字段暗，數(shù)據(jù)為1表示對應(yīng)字段亮。如要顯示“0”，共陽極數(shù)碼管的字型編碼應(yīng)為11000000B(即COH，共陰極數(shù)碼管的字型編碼應(yīng)為00111111B(即3FH)。表2-1中列出了共陽極數(shù)碼管的字型編碼表。上一頁下一頁返回任務(wù)1 電子表的靜態(tài)顯示設(shè)計2.靜態(tài)顯示原理靜態(tài)顯示是指數(shù)碼管顯示某一字符時，相應(yīng)的發(fā)光二極管恒定

46、導(dǎo)通或恒定截止。這種顯示方式的各位數(shù)碼管相互獨立，公共端恒定接地(共陰極)或接正電源(共陽極)。每個數(shù)碼管的8個字段分別與一個8位I/O口地址相連，I/O口只要有段碼輸出，相應(yīng)字符即顯示出來，并保持不變，直到I/O口輸出新的段碼。采用靜態(tài)顯示方式，較小的電流即可獲得較高的亮度，且占用CPU時問少，編程簡單，顯示便于監(jiān)測和控制，但其占用的I/O口多，硬件電路復(fù)雜，成本高，只適合于顯示位數(shù)較少的場合。上一頁返回任務(wù)2 電子表的動態(tài)顯示設(shè)計任務(wù)描述用AT89C51的P1口做計數(shù)輸入口，P3口接數(shù)碼管LEDMPX(顯示兩位數(shù)字的數(shù)碼管)，編寫程序，使數(shù)碼管實現(xiàn)動態(tài)顯示的效果，顯示兩位十進制數(shù)字，從00

47、一直加到99，每隔0.5 s加1，不斷遞增，依此重復(fù)循環(huán)。動態(tài)顯示時，兩位數(shù)字自左向右交替顯示，時問問隔為20 ms次內(nèi)，實際運用中，時問問隔也不能太短。任務(wù)分析1.硬件電路分析如圖2-5所示，用AT89C51的P1, P3口做輸出口，P3作為兩位數(shù)碼管的數(shù)據(jù)端口，P1口的P1.0和P1.1控制數(shù)碼管的公共端口，P0, P2口懸空，因為是動態(tài)顯示，LED處于問斷發(fā)光狀態(tài)，所以P3口外接電阻R2R9選擇100 。下一頁返回任務(wù)2 電子表的動態(tài)顯示設(shè)計2.軟件設(shè)計思路主程序?qū)崿F(xiàn)00 99的計數(shù)，時問問隔為0.5 s。中斷程序?qū)崿F(xiàn)動態(tài)顯示，動態(tài)顯示的流程圖如圖2-6所示。參考源程序上一頁下一頁返回任

48、務(wù)2 電子表的動態(tài)顯示設(shè)計上一頁下一頁返回任務(wù)2 電子表的動態(tài)顯示設(shè)計上一頁下一頁返回任務(wù)2 電子表的動態(tài)顯示設(shè)計系統(tǒng)仿真調(diào)試數(shù)碼管的動態(tài)顯示:在Keil中建立工程項目，新建C語言文件，并在編輯區(qū)中輸入上面的源程序，編譯后得到HEX文件。運行Proteus，在編輯窗口繪制如圖2-7所示的電路圖，加載編譯得到的HEX文件，進行仿真調(diào)試。上一頁下一頁返回任務(wù)2 電子表的動態(tài)顯示設(shè)計按下窗口下面的工具條中的play鍵，數(shù)碼管從00開始計數(shù)，一直加到99，然后回到00,循環(huán)往復(fù)。還可以按下pause鍵暫停，按下stop鍵停止仿真。在運行過程中，如果按下RST鍵，可以復(fù)位到00.仿真運行過程中，可以觀察

49、每一個引腳的電平高低的變化。知識拓展1動態(tài)顯示上一頁下一頁返回任務(wù)2 電子表的動態(tài)顯示設(shè)計動態(tài)顯示是一位一位地輪流點亮各位數(shù)碼管，這種逐位點亮顯示器的方式稱為位掃描。通常，各位數(shù)碼管的段選線相應(yīng)并聯(lián)在一起，由一個8位的I/O口控制，稱為數(shù)碼管的數(shù)據(jù)端;各位數(shù)碼管的位選線(公共陰極或陽極)由另外的I/O口控制，稱為數(shù)碼管的控制端。動態(tài)方式顯示時，各數(shù)碼管分時輪流選通，要使其穩(wěn)定顯示，必須采用掃描方式，即在某一時刻只選通一位數(shù)碼管，并送出相應(yīng)的段碼，在另一時刻選通另一位數(shù)碼管，并送出相應(yīng)的段碼。依此規(guī)律循環(huán)，即可使各位數(shù)碼管顯示將要顯示的字符。這些字符是在不同的時刻分別顯示，但由于人眼存在視覺暫留

50、效應(yīng)，只要每位顯示問隔足夠短，就可以給人以同時顯示的感覺。采用動態(tài)顯示方式比較節(jié)省I/O口，硬件電路也較靜態(tài)顯示方式簡單，但其亮度不如靜態(tài)顯示方式，而且在顯示位數(shù)較多時，CPU要依次掃描，占用CPU較多的時問。上一頁下一頁返回任務(wù)2 電子表的動態(tài)顯示設(shè)計知識拓展2MCS-51的中斷1.MCS-5，的中斷系統(tǒng)結(jié)構(gòu)(1)中斷的概念計算機具有實時處理能力，能對外界發(fā)生的事件進行及時的處理，這是依靠它們的中斷系統(tǒng)來實現(xiàn)的。CPU在處理某一事件A時，發(fā)生了另一事件B請求CPU迅速去處理(中斷發(fā)生);CPU暫時中斷當前的工作，轉(zhuǎn)去處理事件B(中斷響應(yīng)和中斷服務(wù));待CPU將事件B處理完畢后，再回到原來事件

51、A被中斷的地方繼續(xù)處理事件A(中斷返回)，這一過程稱為中斷。如圖2-8所示。上一頁下一頁返回任務(wù)2 電子表的動態(tài)顯示設(shè)計(2) MCS-51中斷系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)MCS-51的中斷系統(tǒng)有5個中斷源,2個優(yōu)先級，可實現(xiàn)二級中斷嵌套。由片內(nèi)特殊功能寄存器中的中斷允許寄存器IE控制CPU是否響應(yīng)中斷請求;由中斷優(yōu)先級寄存器IP安排各中斷源的優(yōu)先級;同一優(yōu)先級內(nèi)各中斷同時提出中斷請求時，由內(nèi)部查詢邏輯確定其響應(yīng)次序。MCS-51單片機的中斷系統(tǒng)由中斷請求標志位(在相關(guān)的特殊功能寄存器中)、中斷允許寄存器IE/中斷優(yōu)先級寄存器IP及內(nèi)部硬件查詢電路組成，如圖2-9所示，圖中反映了MCS-51單片機中斷系統(tǒng)的功能

52、和控制情況。上一頁下一頁返回任務(wù)2 電子表的動態(tài)顯示設(shè)計2. MCS-51的中斷源(1)中斷源MCS-51單片機有5個中斷源。INTO:外部中斷0請求，可由P3.2腳輸入。通過ITO(TCON.O來決定其為低電平有效還是下降沿有效。一旦輸入信號有效，中斷標志IEO （TCON.1)置1(由硬件自動完成)，向CPU申請中斷。INT 1:外部中斷1請求，可由P3.3腳輸入。通過IT 1 (TCON.2)來決定其為低電平有效還是下降沿有效。一旦輸入信號有效，中斷標志IE1 (TCON.3置1(由硬件自動完成)，向CPU申請中斷。TFO:定時器TO溢出中斷請求。當定時器0產(chǎn)生溢出時，置位中斷標志TFO

53、(由硬件自動完成)，向CPU申請中斷。上一頁下一頁返回任務(wù)2 電子表的動態(tài)顯示設(shè)計(2)中斷請求標志在中斷系統(tǒng)中，應(yīng)用哪種中斷，采用哪種觸發(fā)方式，要由定時/計數(shù)器的控制寄存器TCON和串行口控制寄存器SCON的相應(yīng)位進行規(guī)定。TCON和SCON都屬于特殊功能寄存器，字節(jié)地址分別為88H和98H，可進行位尋址。1) TCON的中斷標志TCON是定時/計數(shù)器TO和T1的控制寄存器，它鎖存2個定時/計數(shù)器的溢出中斷標志及外部中斷INTO和INT 1的中斷標志，與中斷有關(guān)的各位定義如下:上一頁下一頁返回任務(wù)2 電子表的動態(tài)顯示設(shè)計2 ) SCON的中斷標志SCON是串行口控制寄存器，與中斷有關(guān)的是它的

54、低兩位TI和RI，定義如下:RI(SCON.0)串行口接收中斷標志位。當允許串行口接收數(shù)據(jù)時，每接收完一個串行幀，由硬件置位RI。CPU響應(yīng)中斷時，不能自動清除RI，必須由軟件清除。TI (SCON.1)串行口發(fā)送中斷標志位。當CPU將一個發(fā)送數(shù)據(jù)寫入串行口發(fā)送緩沖器時，就啟動了發(fā)送過程。每發(fā)送完一個串行幀，由硬件置位TI o CPU響應(yīng)中斷時，不能自動清除TI, TI必須由軟件清除。上一頁下一頁返回任務(wù)2 電子表的動態(tài)顯示設(shè)計3. MCS-5，中斷的控制(1)中斷允許控制CPU對中斷系統(tǒng)所有中斷以及某個中斷源的開放和屏蔽是由中斷允許寄存器IE控制的，IE的狀態(tài)可通過程序由軟件設(shè)定，某位設(shè)定為

55、1，相應(yīng)的中斷源中斷允許;某位設(shè)置為0，相應(yīng)的中斷源中斷屏蔽。CPU復(fù)位時，IE各位清0，禁止所有中斷。IE寄存器(字節(jié)地址為A8H)各位的定義如下:上一頁下一頁返回任務(wù)2 電子表的動態(tài)顯示設(shè)計(2)中斷優(yōu)先級控制MCS-51單片機有兩個中斷優(yōu)先級，可實現(xiàn)二級中斷服務(wù)嵌套。每個中斷源的中斷優(yōu)先級都是由中斷優(yōu)先級寄存器IP中的相應(yīng)位的狀態(tài)來規(guī)定的。IP的狀態(tài)由軟件設(shè)定，某位設(shè)定為1，則相應(yīng)的中斷源為高優(yōu)先級中斷;某位設(shè)定為0，則相應(yīng)的中斷源為低優(yōu)先級中斷。單片機復(fù)位時，IP各位清0，各中斷源同為低優(yōu)先級中斷。IP寄存器(字節(jié)地址為B8H)各位的定義如下:上一頁下一頁返回任務(wù)2 電子表的動態(tài)顯示設(shè)

56、計同一優(yōu)先級中的中斷申請不止一個時，則有中斷優(yōu)先權(quán)排隊問題。同一優(yōu)先級的中斷優(yōu)先權(quán)排隊，由中斷系統(tǒng)硬件確定的自然優(yōu)先級形成，其排列見表2-2。MCS-51單片機的中斷優(yōu)先級有三條原則:CPU同時接收到兒個中斷時，首先響應(yīng)優(yōu)先級別最高的中斷請求。正在進行的中斷過程不能被新的同級或低優(yōu)先級的中斷請求所中斷。正在進行的低優(yōu)先級中斷服務(wù)，能被高優(yōu)先級中斷請求所中斷。知識鏈接1中斷服務(wù)函數(shù)C51編譯器支持在C語言源程序中直接編寫8051單片機的中斷服務(wù)函數(shù)程序。定義中斷服務(wù)函數(shù)的一般形式為:上一頁下一頁返回任務(wù)2 電子表的動態(tài)顯示設(shè)計函數(shù)類型 函數(shù)名(形式參數(shù)數(shù)表)(interrupt m) (usin

57、g n)其中，interrupt為關(guān)鍵字，其后m是中斷號，m的取值范圍為0310編譯器從8m+3處產(chǎn)生中斷向量，具體的中斷號m和中斷向量取決于不同的8051系列單片機芯片。(1)關(guān)鍵字using對函數(shù)目標代碼的影響在函數(shù)的入口處將當前工作寄存器組保護到堆棧中:指定的工作寄存器內(nèi)容不會改變;函數(shù)返回之前將被保護的工作寄存器組從堆棧中恢復(fù)。使用關(guān)鍵字using在函數(shù)中確定一個工作寄存器組時必須十分小心，要保證任何寄存器組的切換都只在控制的區(qū)域內(nèi)發(fā)生，如果做不到這一點，將產(chǎn)生不正確的函數(shù)結(jié)果。另外，還要注意，帶using屬性的函數(shù)，原則上不能返回bit類型的值，并且關(guān)鍵字using不允許用于外部函數(shù)

58、。上一頁下一頁返回任務(wù)2 電子表的動態(tài)顯示設(shè)計(2)關(guān)鍵字interrupt對中斷函數(shù)目標代碼的影響關(guān)鍵字interrupt也不允許用于外部函數(shù)。在進入中斷函數(shù)時，特殊功能寄存器ACC, B,DPH, DPL, PSW將被保存入棧;如果不使用寄存器組切換，則將中斷函數(shù)中所用到的全部工作寄存器都入棧;函數(shù)返回之前，所有的寄存器內(nèi)容出棧;中斷函數(shù)由8051單片機指令RETI結(jié)束。(3)編寫8051單片機中斷函數(shù)時應(yīng)遵循的規(guī)則中斷函數(shù)不能進行參數(shù)傳遞，中斷函數(shù)中包含任何參數(shù)聲明都將導(dǎo)致編譯出錯。中斷函數(shù)沒有返回值，如果企圖定義一個返回值，將得到不正確的結(jié)果。因此，建議在定義中斷函數(shù)時將其定義為voi

59、d類型，以明確說明沒有返回值。上一頁下一頁返回任務(wù)2 電子表的動態(tài)顯示設(shè)計在任何情況下都不能直接調(diào)用中斷函數(shù)，否則會產(chǎn)生編譯錯誤。因為中斷函數(shù)的返回是由8051單片機指令RETI完成的，RETI指令影響8051單片機的硬件中斷系統(tǒng)。如果在沒有實際中斷請求的情況下直接調(diào)用中斷函數(shù)，RETI指令的操作結(jié)果會產(chǎn)生一個致命的錯誤。如果中斷函數(shù)中用到浮點運算，必須保存浮點寄存器的狀態(tài)，當沒有其他程序執(zhí)行浮點運算時，可以不保存。C51編譯器的數(shù)學函數(shù)庫math. h中，提供了保存浮點寄存器狀態(tài)的庫函數(shù)pfsave和恢復(fù)浮點寄存器狀態(tài)的庫函數(shù)restore。上一頁下一頁返回任務(wù)2 電子表的動態(tài)顯示設(shè)計如果在

60、中斷函數(shù)中調(diào)用了其他函數(shù)，則被調(diào)用函數(shù)所使用的寄存器組必須與中斷函數(shù)相同。用戶必須保證按要求使用相同的寄存器組，否則會產(chǎn)生不正確的結(jié)果，這一點必須引起足夠的注意。如果定義中斷函數(shù)時沒有使用using選項，則由編譯器選擇一個寄存器組作絕對寄存器組訪問。另外，由于中斷的產(chǎn)生不可預(yù)測，中斷函數(shù)對其他函數(shù)的調(diào)用可能形成違規(guī)調(diào)用，需要時可將被中斷函數(shù)所調(diào)用的其他函數(shù)定義成可再入函數(shù)。 C51編譯器從絕對地址8m+3處產(chǎn)生一個中斷向量，其中m為中斷號。該向量包含一個到中斷函數(shù)入口地址的絕對跳轉(zhuǎn)。在對源程序編譯時，可用編譯控制指令NOINTVECTOR抑制中斷向量的產(chǎn)生，從而使用戶能夠從獨立的匯編程序模塊中