單片機(jī)原理與接口技術(shù)PPT電子課件教案-第7章_MCS-51單片機(jī)定時(shí)計(jì)數(shù)器和串行接口.ppt

1,12:45,單片機(jī)原理與接口技術(shù),第7章 mcs-51單片機(jī) 定時(shí)/計(jì)數(shù)器和串行接口,2,12:45,(1) 了解定時(shí)/計(jì)數(shù)器的結(jié)構(gòu)和工作原理。 (2) 熟悉定時(shí)/計(jì)數(shù)器的控制寄存器。 (3) 掌握定時(shí)/計(jì)數(shù)器的應(yīng)用編程。 (4) 了解串行通信接口的結(jié)構(gòu)和工作原理。 (5) 熟悉串行通信接口的控制寄存器。 (6) 掌握串行通信的應(yīng)用編程。,本章教學(xué)要求,3,12:45,本 章 目 錄,7.1 定時(shí)/計(jì)數(shù)器 7.1.1 定時(shí)/計(jì)數(shù)器的結(jié)構(gòu)與原理 7.1.2 定時(shí)/計(jì)數(shù)器的工作方式 7.1.3 定時(shí)/計(jì)數(shù)器對(duì)輸入信號(hào)的要求 7.1.4 定時(shí)/計(jì)數(shù)器的應(yīng)用 7.2 串行通信接口 7.2.1 串行通信基礎(chǔ)知識(shí) 7.2.2 mcs-51串行通信接口 7.2.3 串行通信接口的應(yīng)用 習(xí)題與思考題,4,12:45,7.1 定時(shí)/計(jì)數(shù)器,mcs-51單片機(jī)內(nèi)有2個(gè)16位可編程的定時(shí)/計(jì)數(shù)器，即定時(shí)器0（t0）和定時(shí)器1（t1）。 兩個(gè)定時(shí)/計(jì)數(shù)器都有定時(shí)或事件計(jì)數(shù)的功能，可用于定時(shí)控制、延時(shí)、對(duì)外部事件計(jì)數(shù)和檢測等應(yīng)用。,5,12:45,7.1.1 定時(shí)/計(jì)數(shù)器的結(jié)構(gòu)與原理,t0和t1受特殊功能寄存器tmod和tcon控制?？捎绍浖O(shè)置為定時(shí)或計(jì)數(shù)工作方式。,1定時(shí)/計(jì)數(shù)器t0、t1結(jié)構(gòu),-t0、t1結(jié)構(gòu),6,12:45,2加1計(jì)數(shù)器,t0、t1都是16位加1計(jì)數(shù)器，th0、tl0構(gòu)成定時(shí)/計(jì)數(shù)器t0加1計(jì)數(shù)器的高8位和低8位。 加1計(jì)數(shù)器的初值可以通過程序進(jìn)行設(shè)定，設(shè)定不同的初值，就可以獲得不同的計(jì)數(shù)值或定時(shí)時(shí)間。,7.1.1 定時(shí)/計(jì)數(shù)器的結(jié)構(gòu)與原理,-加1計(jì)數(shù)器,7,12:45,3定時(shí)控制寄存器（tcon）,tf0、tf1：計(jì)數(shù)溢出標(biāo)志位。 tf0=1或tf1=1是計(jì)數(shù)溢出； tf0=0或tf1=0是計(jì)數(shù)未滿。 tr0、tr1：啟/?？刂莆?。 tr0=1或tr1=1，使t0或t1啟動(dòng)計(jì)數(shù)； tr0=0或tr1=0，使t0或t1停止計(jì)數(shù)。,7.1.1 定時(shí)/計(jì)數(shù)器的結(jié)構(gòu)與原理,-tcon,8,12:45,4工作方式控制寄存器（tmod）,gate：門控信號(hào)。當(dāng)gate=0時(shí)，trx=1即可啟動(dòng)定時(shí)器工作； 當(dāng)gate=1時(shí)，要求同時(shí)有trx=1和intx=1才可啟動(dòng)定時(shí)器工作（x是1、2）。 c/t：定時(shí)/計(jì)數(shù)器選擇位。 c/t =1，為計(jì)數(shù)器工作方式； c/t =0，為定時(shí)器工作方式。,7.1.1 定時(shí)/計(jì)數(shù)器的結(jié)構(gòu)與原理,m1、m0： 定時(shí)/計(jì)數(shù)器工作模式選擇位 m1m0=00 工作方式0（13位方式） m1m0=01 工作方式1（16位方式） m1m0=10 工作方式2(8位自動(dòng)再裝入方式) m1m0=11 工作方式3（t0為2個(gè)8位方式）,-tmod,9,12:45,5t0、t1定時(shí)功能和計(jì)數(shù)功能的選擇,通過選擇控制c/t實(shí)現(xiàn)定時(shí)器或計(jì)數(shù)器的功能選擇。 當(dāng)c/t=0時(shí)，選擇定時(shí)器功能； 當(dāng)c/t=1時(shí)，選擇計(jì)數(shù)器功能。,7.1.1 定時(shí)/計(jì)數(shù)器的結(jié)構(gòu)與原理,-定時(shí)/計(jì)數(shù)功能選擇,10,12:45,對(duì)單片機(jī)內(nèi)部機(jī)器周期產(chǎn)生的脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù)，計(jì)數(shù)器每個(gè)機(jī)器周期自動(dòng)加1。如果單片機(jī)的晶振頻率為12mhz，則計(jì)數(shù)頻率為1mhz，或者說計(jì)數(shù)器每加1，可實(shí)現(xiàn)1s的計(jì)時(shí)。,7.1.1 定時(shí)/計(jì)數(shù)器的結(jié)構(gòu)與原理,定時(shí)器功能（ c/t =0）：,-定時(shí)器功能,11,12:45,對(duì)外部事件產(chǎn)生的脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù)。對(duì)于mcs-51單片機(jī)來說，p3.4和p3.5兩個(gè)信號(hào)引腳分別是t0和t1計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)脈沖信號(hào)輸入端，當(dāng)該引腳輸入脈沖發(fā)生負(fù)跳變時(shí)，加1計(jì)數(shù)器自動(dòng)加1。,7.1.1 定時(shí)/計(jì)數(shù)器的結(jié)構(gòu)與原理,計(jì)數(shù)器功能（ c/t =1）：,-計(jì)數(shù)器功能,12,12:45,7.1.2 定時(shí)/計(jì)數(shù)器的工作方式,定時(shí)/計(jì)數(shù)器t0、t1可以有四種不同的工作方式： 方式0、方式1、方式2 和 方式3 4種工作方式由tmod中的m1、m0兩位決定，見表7-3所示。,-四種工作方式,13,12:45,當(dāng)tmod中m1m0=00時(shí)，選定方式0 (13位狀態(tài))進(jìn)行工作。 c/t=1時(shí)，圖中電子開關(guān)s1切至下端，13位定時(shí)/計(jì)數(shù)器處于計(jì)數(shù)器狀態(tài)，加法計(jì)數(shù)器對(duì)t0引腳上的外部輸入脈沖計(jì)數(shù)。計(jì)數(shù)值：n=8192-x。x是由th0、tl0設(shè)定的初值。x=8191時(shí)為最小計(jì)數(shù)值l，x=0時(shí)為最大計(jì)數(shù)值8192，即計(jì)數(shù)范圍為18192（213）。,7.1.2 定時(shí)/計(jì)數(shù)器的工作方式,1方式0,-方式0，13位計(jì)數(shù),14,12:45,c/t=0時(shí)，圖中電子開關(guān)s1切至上端，加法計(jì)數(shù)器對(duì)機(jī)器周期計(jì)數(shù)，13位定時(shí)/計(jì)數(shù)器處于定時(shí)器狀態(tài)。定時(shí)時(shí)間：td=(8192-x)tcy。如果晶振頻率fosc=12mhz，即機(jī)器周期為1s，則定時(shí)范圍為1s8192s。,7.1.2 定時(shí)/計(jì)數(shù)器的工作方式,-方式0，13位定時(shí),1方式0,15,12:45,無論是計(jì)數(shù)器狀態(tài)還是計(jì)時(shí)器狀態(tài)，隨著加法計(jì)數(shù)的增大，tl0的低5位溢出后自動(dòng)向th0進(jìn)位，th0溢出后，將溢出標(biāo)志位tf0置位，并向cpu發(fā)出中斷請(qǐng)求。,7.1.2 定時(shí)/計(jì)數(shù)器的工作方式,-方式0計(jì)數(shù)溢出置位tf0,1方式0,16,12:45,7.1.2 定時(shí)/計(jì)數(shù)器的工作方式,-啟動(dòng)方式,17,12:45,當(dāng)tmod中m1m0=01時(shí)，選定方式1 (16位狀態(tài))進(jìn)行工作。,7.1.2 定時(shí)/計(jì)數(shù)器的工作方式,-方式1，16位定時(shí)/計(jì)數(shù),2方式1,當(dāng)作為計(jì)數(shù)器使用時(shí)，計(jì)數(shù)范圍是165536（216）； 當(dāng)作為定時(shí)器使用時(shí)，定時(shí)器的定時(shí)時(shí)間為：td=(216-count)tcy。如果晶振頻率fosc=12mhz，則定時(shí)范圍為：165536s。,18,12:45,方式0和方式1具有共同的特點(diǎn)，即當(dāng)加法計(jì)數(shù)器發(fā)生溢出后，自動(dòng)處于0狀態(tài)，如果要實(shí)現(xiàn)循環(huán)計(jì)數(shù)或周期定時(shí)，就需要程序不斷反復(fù)給計(jì)數(shù)器賦初值，這就影響了計(jì)數(shù)或定時(shí)精度，并給程序設(shè)計(jì)增添了麻煩。而方式2具有初值自動(dòng)重新加載功能，其邏輯結(jié)構(gòu)如圖7-5所示。,7.1.2 定時(shí)/計(jì)數(shù)器的工作方式,-方式2，自動(dòng)重載初值,3方式2,19,12:45,當(dāng)m1m0=10時(shí)，定時(shí)/計(jì)數(shù)器選定方式2進(jìn)行工作。 該方式下，16位計(jì)數(shù)器被分為兩個(gè)8位寄存器tl0和th0，其中tl0作為計(jì)數(shù)器，th0作為計(jì)數(shù)器tl0的初值預(yù)置寄存器，并始終保持為初值常數(shù)。當(dāng)tl0計(jì)數(shù)溢出時(shí)，系統(tǒng)將tf0置位，并向cpu申請(qǐng)中斷，同時(shí)將th0的內(nèi)容重新裝入tl0，繼續(xù)計(jì)數(shù)。,7.1.2 定時(shí)/計(jì)數(shù)器的工作方式,-方式2，自動(dòng)重載初值,20,12:45,4方式3,7.1.2 定時(shí)/計(jì)數(shù)器的工作方式,-方式3,在前述方式0、1、2 三種工作方式中，t0和t1兩個(gè)定時(shí)/計(jì)數(shù)器具有相同的功能。 在方式3下，t0和t1的功能完全不同。 當(dāng)m1m0=11時(shí)： t0定時(shí)/計(jì)數(shù)器處于方式3工作模式。 t1定時(shí)/計(jì)數(shù)器只能工作在方式0、1、2下。,21,12:45,4方式3,7.1.2 定時(shí)/計(jì)數(shù)器的工作方式,-方式3時(shí)t0的結(jié)構(gòu),1) t0的方式3工作模式 在方式3下，t0被拆成兩個(gè)獨(dú)立的8位計(jì)數(shù)器tl0和th0。 tl0既可以計(jì)數(shù)使用，又可以定時(shí)使用，構(gòu)成了1個(gè)8位的定時(shí)/計(jì)數(shù)器（tl0）。t0的控制位和引腳信號(hào)全歸tl0使用，其功能和操作與方式0或方式1完全相同，而且工作邏輯結(jié)構(gòu)也極其類似。 th0只能作為1個(gè)8位定時(shí)器使用（不能用做外部計(jì)數(shù)方式）。而且由于t0的控制位已被tl0獨(dú)占，因此只好借用定時(shí)/計(jì)數(shù)器t1的控制位tr1和tf1，以計(jì)數(shù)溢出去置位tf1，還占用t1的中斷源。而定時(shí)的啟動(dòng)和停止則受tr1的狀態(tài)控制。 由于tl0既能做定時(shí)器使用，也能做計(jì)數(shù)器使用，而th0只能做定時(shí)器使用，因此在工作方式3下，定時(shí)/計(jì)數(shù)器t0可以構(gòu)成兩個(gè)獨(dú)立的定時(shí)器或1個(gè)定時(shí)器、1個(gè)計(jì)數(shù)器。,22,12:45,1) t0的方式3工作模式 t0為方式3工作模式時(shí)可以構(gòu)成兩個(gè)獨(dú)立的定時(shí)器或1個(gè)定時(shí)器、1個(gè)計(jì)數(shù)器。,7.1.2 定時(shí)/計(jì)數(shù)器的工作方式,-方式3時(shí)t0的結(jié)構(gòu),23,12:45,2) t0在方式3時(shí)t1的工作模式,7.1.2 定時(shí)/計(jì)數(shù)器的工作方式,-方式3時(shí)t1的工作模式,如果定時(shí)/計(jì)數(shù)器t0已工作在方式3下，則定時(shí)/計(jì)數(shù)器t1只能工作在方式0、方式1或方式2下。此時(shí)由于t1的運(yùn)行控制位tr1及計(jì)數(shù)溢出標(biāo)志位tf1已被定時(shí)/計(jì)數(shù)器t0借用而沒有計(jì)數(shù)溢出標(biāo)志位可供使用，因此只能把計(jì)數(shù)溢出直接送給串行口，作為串行口的波特率發(fā)生器使用，以確定串行通信的速率。 當(dāng)作為波特率發(fā)生器使用時(shí)，只需要設(shè)置好工作方式，便可自動(dòng)運(yùn)行。如要停止工作，只需送入一個(gè)把t1設(shè)置為方式3的方式控制字就可以了。因?yàn)槎〞r(shí)/計(jì)數(shù)器t1不能在方式3下使用，如果硬把它設(shè)置為方式3，則停止工作。,24,12:45,2) t0在方式3時(shí)t1的工作模式,7.1.2 定時(shí)/計(jì)數(shù)器的工作方式,-方式3時(shí)t1的工作模式,如果定時(shí)/計(jì)數(shù)器t0已工作在方式3下，則定時(shí)/計(jì)數(shù)器t1只能工作在方式0、方式1或方式2下。,25,12:45,7.1.3 定時(shí)/計(jì)數(shù)器對(duì)輸入信號(hào)的要求,定時(shí)/計(jì)數(shù)器的作用是用來精確地確定某一段時(shí)間間隔(作為定時(shí)器用)或累計(jì)外部輸入的脈沖個(gè)數(shù)(作為計(jì)數(shù)器用)。當(dāng)用作定時(shí)器時(shí)，在其輸入端輸入周期固定的脈沖，根據(jù)定時(shí)/計(jì)數(shù)器中累計(jì)的脈沖個(gè)數(shù)，即可計(jì)算出所定時(shí)間的長度。 當(dāng)mcs-5l內(nèi)部的定時(shí)/計(jì)數(shù)器被選定為定時(shí)器工作模式時(shí)，計(jì)數(shù)輸入信號(hào)是內(nèi)部時(shí)鐘脈沖，每個(gè)機(jī)器周期產(chǎn)生一個(gè)脈沖位，計(jì)數(shù)器增l，因此定時(shí)/計(jì)數(shù)器的輸入脈沖的周期與機(jī)器周期一樣，為時(shí)鐘振蕩頻率的l/12。當(dāng)采用12mhz頻率的晶振時(shí)，計(jì)數(shù)速率為1mhz，輸入脈沖的周期間隔為1s。由于定時(shí)的精度決定于輸入脈沖的周期，因此當(dāng)需要高分辨率的定時(shí)時(shí)，應(yīng)盡量選用頻率較高的晶振。,定時(shí)器作用,-定時(shí)器作用,26,12:45,當(dāng)定時(shí)/計(jì)數(shù)器用作計(jì)數(shù)器時(shí)，計(jì)數(shù)脈沖來自外部輸入引腳t0或t1。當(dāng)輸入信號(hào)產(chǎn)生由1至0的跳變(即負(fù)跳變)時(shí)，計(jì)數(shù)器的值增l。 由于確認(rèn)一次負(fù)跳變需要用2個(gè)機(jī)器周期，即24個(gè)振蕩周期，因此外部輸入的計(jì)數(shù)脈沖的最高頻率為振蕩器頻率的1/24，例如，選用6mhz頻率的晶振，允許輸入的脈沖頻率為250khz，如果選用12mhz頻率的晶振，則可輸入500khz的外部脈沖。 對(duì)于外部輸入信號(hào)的占空比并沒有什么限制，但為了確保某一給定的電平在變化之前能被采樣一次，則這一電平至少要保持一個(gè)機(jī)器周期。,7.1.3 定時(shí)/計(jì)數(shù)器對(duì)輸入信號(hào)的要求,-計(jì)數(shù)器作用,計(jì)數(shù)器作用,27,12:45,7.1.4 定時(shí)/計(jì)數(shù)器的應(yīng)用,（1）初始化步驟 1) 設(shè)置工作方式 2) 計(jì)算加1計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)初值count，并將計(jì)數(shù)初值count送入th、tl中 3) 啟動(dòng)計(jì)數(shù)器工作，即將trx置1 4) 若采用中斷方式，則應(yīng)設(shè)置t0、t1及cpu開中斷,1定時(shí)/計(jì)數(shù)器初始化,-初始化步驟,28,12:45,（2）計(jì)數(shù)方式初始化,假設(shè)t0工作于計(jì)數(shù)方式1，計(jì)數(shù)值n = 1，即每當(dāng)t0引腳輸入一個(gè)計(jì)數(shù)脈沖就使加1計(jì)數(shù)器產(chǎn)生溢出，通常可以使用這種方法擴(kuò)展外中斷。 為了使加1計(jì)數(shù)器每加一次1就溢出，加1計(jì)數(shù)器的初值count=0ffffh=216-1，其中16為工作方式1時(shí)加1計(jì)數(shù)器的位數(shù)，1為計(jì)數(shù)值x。 現(xiàn)用n表示加1計(jì)數(shù)器的位數(shù)，用x表示計(jì)數(shù)值，則計(jì)數(shù)初值count=2n-x，式中，n = 13，16，8和8，分別對(duì)應(yīng)工作方式0，1，2和3。,7.1.4 定時(shí)/計(jì)數(shù)器的應(yīng)用,-計(jì)數(shù)器初始化,29,12:45,例7-1 定時(shí)/計(jì)數(shù)器t0工作于計(jì)數(shù)方式，計(jì)數(shù)值x=1，允許中斷，分別使用工作方式1、方式0和方式2。進(jìn)行初始化編程。,7.1.4 定時(shí)/計(jì)數(shù)器的應(yīng)用,-計(jì)數(shù)器初始化，例7-1,1) 假設(shè)t1定時(shí)/計(jì)數(shù)器閑置不用，可設(shè)控制寄存器tmod的高4位為0000，即：tmod74 = 0000b。 2) t0定時(shí)/計(jì)數(shù)器工作于計(jì)數(shù)方式，可確定t0的gate = 0, c/t = 1，即：tmod32 = 01b。,30,12:45,3) t0工作于方式1時(shí)，應(yīng)確定m1m0 = 01 即，tmod10 = 01b 則，tmod = 0000，0101b = 05h 計(jì)數(shù)器位數(shù)n = 16，計(jì)數(shù)器初值 count = 216-1 = 1111,1111,1111,1111b = ffffh 即，th0 = ffh，tl0 = ffh,7.1.4 定時(shí)/計(jì)數(shù)器的應(yīng)用,-計(jì)數(shù)器初始化，例7-1,31,12:45,4) t0工作于方式0時(shí)，應(yīng)確定m1m0 = 00 即，tmod10 = 00b 則，tmod = 0000,0100b = 04h 計(jì)數(shù)器位數(shù)n = 13，計(jì)數(shù)器初值 count = 213-1 = 1111,1111,1,1111b 即，th0 = ffh（高8位ffh送入th0中） tl0 = 1fh（低5位1fh送入tl0中）,7.1.4 定時(shí)/計(jì)數(shù)器的應(yīng)用,-計(jì)數(shù)器初始化，例7-1,32,12:45,5) t0工作于方式2時(shí)，應(yīng)確定m1m0 =10 即，tmod10 =10b 則，tmod = 0000,0110b = 06h 計(jì)數(shù)器位數(shù)n = 8，計(jì)數(shù)器初值 count = 28-1 = 1111,1111b = ffh 即，th0 = ffh，tl0 = ffh,7.1.4 定時(shí)/計(jì)數(shù)器的應(yīng)用,-計(jì)數(shù)器初始化，例7-1,33,12:45,按照前面分析，初始化程序如下。 1) t0工作于方式1的初始化程序 匯編程序段： mov tmod, #05h ;設(shè)置t0工作于計(jì)數(shù)方式1 mov th0, #0ffh ;加1計(jì)數(shù)器高8位th0賦初值ffh mov tl0, #0ffh ;加1計(jì)數(shù)器低8位tl0賦初值ffh setb et0 ;t0開中斷 setb ea ;cpu開中斷 setb tr0 ;啟動(dòng)t0計(jì)數(shù),7.1.4 定時(shí)/計(jì)數(shù)器的應(yīng)用,-計(jì)數(shù)器初始化，例7-1,34,12:45,c語言程序段： #include sbit et0=ie1; /*定義cpu中斷控制字ie第1位為et0*/ sbit ea=ie7; /*定義cpu中斷控制字ie第7位為ea*/ sbit tr0=tcon4; /*定義tcon第4位為tr0*/ tmod=0x05; /*設(shè)置t0工作于計(jì)數(shù)方式1*/ th0=0xff; /*加1計(jì)數(shù)器高8位th0賦初值ffh*/ tl0=0xff; /*加1計(jì)數(shù)器低8位tl0賦初值ffh*/ et0=1; /*t0開中斷*/ ea=1; /*cpu開中斷*/ tr0=1; /*啟動(dòng)t0*/,7.1.4 定時(shí)/計(jì)數(shù)器的應(yīng)用,-計(jì)數(shù)器初始化，例7-1,35,12:45,2) t0工作于方式0的初始化程序 mov tmod, #04h ;設(shè)置t0工作于計(jì)數(shù)方式0 mov th0, #ffh ;加1計(jì)數(shù)器高8位th0賦初值ffh mov tl0, #1fh ;加1計(jì)數(shù)器低8位tl0賦初值1fh setb et0 ;t0開中斷 setb ea ;cpu開中斷 setb tr0 ;啟動(dòng)t0 3) t0工作于方式2的初始化程序 mov tmod, #06h ;設(shè)置t0工作于計(jì)數(shù)方式2 mov tl0, #0ffh ;計(jì)數(shù)器tl1賦初值ffh mov th0, #0ffh ;重裝寄存器th1賦初值ffh setb et0 ;t0開中斷 setb ea ;cpu開中斷 setb tr0 ;啟動(dòng)t0,7.1.4 定時(shí)/計(jì)數(shù)器的應(yīng)用,-計(jì)數(shù)器初始化，例7-1,36,12:45,（3）定時(shí)方式初始化,若系統(tǒng)主頻 fosc=6mhz，則機(jī)器周期tcy=2s，即計(jì)數(shù)器加一次1所用時(shí)間為2s，若計(jì)數(shù)器加100次產(chǎn)生溢出（計(jì)數(shù)值n=100)，則定時(shí)時(shí)間為200s，即定時(shí)器定時(shí)時(shí)間td=ntcy。 計(jì)數(shù)值n與計(jì)數(shù)器初值count的關(guān)系是n=2n-count 所以，定時(shí)時(shí)間td =（2n-count）tcy 計(jì)數(shù)初值count=2n-td/tcy 式中，n=13、16、8、8，分別對(duì)應(yīng)方式0、1、2、3,7.1.4 定時(shí)/計(jì)數(shù)器的應(yīng)用,-定時(shí)器初始化,37,12:45,1) 假設(shè)t1定時(shí)/計(jì)數(shù)器閑置不用，可設(shè)控制寄存器tmod的高4位為0000，即，tmod74 = 0000b。 2) t0工作于定時(shí)方式，可確定t0的gate=0，c/t=0，即tmod32 = 00b。,例7-2 t0工作于定時(shí)方式1，定時(shí)時(shí)間td=2ms，系統(tǒng)主頻fosc=8mhz，允許中斷, 對(duì)t0進(jìn)行初始化編程。,7.1.4 定時(shí)/計(jì)數(shù)器的應(yīng)用,-定時(shí)器初始化，例7-2,38,12:45,3) t0工作于方式1時(shí)，應(yīng)確定m1m0=01 即，tmod10=01b 則：tmod=0000,0001b=01h 4) 系統(tǒng)主頻fosc=8mhz，時(shí)鐘周期tcp=1/8s 系統(tǒng)機(jī)器周期tcy=12tcp=12/8=1.5s 計(jì)數(shù)器位數(shù)n=16，定時(shí)時(shí)間td=2ms=2000s 計(jì)數(shù)初值count=2n-td/tcy=216-2000/1.5 =64203=facbh 即：th0=fah，tl0=cbh,7.1.4 定時(shí)/計(jì)數(shù)器的應(yīng)用,-定時(shí)器初始化，例7-2,39,12:45,匯編語言初始化程序段： mov tmod, #01h ;設(shè)置t0工作于定時(shí)方式1 mov th0, #0fah ;加1計(jì)數(shù)器高8位th0賦初值fah mov tl0, #0cbh ;加1計(jì)數(shù)器低8位tl0賦初值cbh setb et0 ;t0開中斷 setb ea ;cpu開中斷 setb tr0 ;啟動(dòng)t0開始定時(shí),7.1.4 定時(shí)/計(jì)數(shù)器的應(yīng)用,-定時(shí)器初始化，例7-2,40,12:45,1) 假設(shè)t0定時(shí)/計(jì)數(shù)器閑置不用，可設(shè)控制寄存器tmod的低4位為0000，即，tmod30 = 0000b。 2) t1工作于定時(shí)方式，可確定t1的gate = 0, c/t=0，即，tmod76=00b。,例7-3 t1工作于定時(shí)方式2，定時(shí)時(shí)間td=500s, 系統(tǒng)主頻fosc= 6 mhz, 不允許中斷。對(duì)t1進(jìn)行初始化編程。,7.1.4 定時(shí)/計(jì)數(shù)器的應(yīng)用,-定時(shí)器初始化，例7-3,41,12:45,3) t1工作于方式2時(shí)，應(yīng)確定m1m0 = 10 即, tmod54=10b。則, tmod=0010,0000b=20h。 4) 系統(tǒng)主頻fosc= 6 mhz，時(shí)鐘周期tcp = 1/6s， tcy = 12tcp = 12/6 = 2s， 計(jì)數(shù)器位數(shù)n = 8，定時(shí)時(shí)間td = 500s， 計(jì)數(shù)初值count = 2n-td/tcy = 28-500/2 = 6 = 06h， 即，th0 = 06h，tl0 = 06h。,7.1.4 定時(shí)/計(jì)數(shù)器的應(yīng)用,-定時(shí)器初始化，例7-3,42,12:45,匯編語言初始化程序段： mov tmod, #20h ;設(shè)置t1工作于計(jì)數(shù)方式2 mov tl1, #06h ;計(jì)數(shù)器tl1賦初值06h mov th1, #06h ;重裝寄存器th1賦初值06h clr et1 ;t1關(guān)中斷 setb tr1 ;啟動(dòng)t1,7.1.4 定時(shí)/計(jì)數(shù)器的應(yīng)用,-定時(shí)器初始化，例7-3,43,12:45,c語言初始化程序段： #include sbit et1=ie3; /*定義cpu中斷控制字ie第3位為et1*/ sbit tr1=tcon6; /*定義tcon第6位為tr1*/ tmod=0x20; /*設(shè)置t1為定時(shí)方式2*/ tl1=0x06; /*計(jì)數(shù)器tl1賦初值06h*/ th1=0x06; /*重裝寄存器th1賦初值06h*/ et1=0; /*t1關(guān)中斷*/ tr1=1; /*啟動(dòng)t1*/,7.1.4 定時(shí)/計(jì)數(shù)器的應(yīng)用,-定時(shí)器初始化，例7-3,44,12:45,2定時(shí)/計(jì)數(shù)器應(yīng)用實(shí)例,分析： 周期為2ms的方波要求定時(shí)間隔為1ms，每次時(shí)間到將p1.0取反。定時(shí)器計(jì)數(shù)頻率為fosc/12，tcy=12/fosc=1s。每個(gè)機(jī)器周期定時(shí)器計(jì)數(shù)加1，1ms=1000s，需計(jì)數(shù)次數(shù)為1000/(12/fosc)=1000。由于計(jì)數(shù)器向上計(jì)數(shù)，為得到l000個(gè)計(jì)數(shù)之后的定時(shí)器溢出，必須給定時(shí)器賦初值65536-1000，c語言中相當(dāng)于-1000。 用定時(shí)器1的方式1編程，采用中斷方式。,例7-4 設(shè)單片機(jī)的fosc=12mhz，要求在p1.0腳上輸出周期為2ms的方波。,7.1.4 定時(shí)/計(jì)數(shù)器的應(yīng)用,-應(yīng)用實(shí)例，例7-4,45,12:45,（1）匯編語言程序： org 0000h ;復(fù)位入口 ajmp start org 001bh ;t1中斷服務(wù)程序入口地址 ajmp t1int org 0030h start:mov sp, #60h ;初始化程序 mov tmod, #10h ;設(shè)置t1工作于定時(shí)方式1 mov th1, #0fch ;設(shè)置加1計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)初值高字節(jié) mov tl1, #18h ;設(shè)置加1計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)初值低字節(jié) setb tr1 ;啟動(dòng)t1 setb et1 ;開t1中斷 setb ea ;開總允許中斷 main: ajmp main ;主程序 t1int: cpl p1.0 ;t1中斷服務(wù)程序 mov th1, #0fch mov tl1, #18h reti,7.1.4 定時(shí)/計(jì)數(shù)器的應(yīng)用,-應(yīng)用實(shí)例，例7-4,46,12:45,（2）c51程序段： #include sbit rect_wave=p10; /*方波由p1.0口輸出*/ void time1_over(void); /*計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)時(shí)間到子程序*/ void main(void) tmod=0x10; /*設(shè)置定時(shí)/計(jì)數(shù)器1為工作方式1*/ th1=-1000/256; /*設(shè)置計(jì)數(shù)初值高字節(jié)*/ tl1=-1000%256; /*設(shè)置計(jì)數(shù)初值低字節(jié)*/ ie=0x00; /*禁止中斷*/ tr1=1; /*啟動(dòng)定時(shí)*/ for (; ;) if (tf1) /*查詢計(jì)數(shù)溢出*/ time1_over( ); /*調(diào)用計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)時(shí)間到子程序*/ ,7.1.4 定時(shí)/計(jì)數(shù)器的應(yīng)用,-應(yīng)用實(shí)例，例7-4,47,12:45,void time1_over(void) /*計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)時(shí)間到子程序*/ th1=-1000/256; /*設(shè)置計(jì)數(shù)初值高字節(jié)*/ tl1=-1000%256; /*設(shè)置計(jì)數(shù)初值低字節(jié)， 重啟定時(shí)器*/ tf1=0; /*計(jì)數(shù)溢出標(biāo)志位清0*/ rect_wave=!rect_wave; /*輸出取反*/ ,7.1.4 定時(shí)/計(jì)數(shù)器的應(yīng)用,-應(yīng)用實(shí)例，例7-4,48,12:45,例7-5 設(shè)一只發(fā)光二極管led和8051的p1.0腳相連。當(dāng)p1.0腳是高電平時(shí)，led發(fā)亮；當(dāng)p1.0腳是低電平時(shí)，led熄滅。編制程序用定時(shí)器來實(shí)現(xiàn)發(fā)光二極管led的閃爍功能，設(shè)置led每1s閃爍一次。已知單片機(jī)系統(tǒng)主頻為12mhz。,7.1.4 定時(shí)/計(jì)數(shù)器的應(yīng)用,-應(yīng)用實(shí)例，例7-5,49,12:45,設(shè)計(jì)思想： 定時(shí)/計(jì)數(shù)器的最長定時(shí)是65.536ms，無法實(shí)現(xiàn)1s的定時(shí)?？梢圆捎密浖?jì)數(shù)器來進(jìn)行設(shè)計(jì)。定義一個(gè)軟件計(jì)數(shù)器單元30h，先用定時(shí)/計(jì)數(shù)器t0做一個(gè)50ms的定時(shí)器，定時(shí)時(shí)間到后將軟件計(jì)數(shù)器中的值加1，如果軟件計(jì)數(shù)器計(jì)到了20（1s），取反p1.0，并清除軟件計(jì)數(shù)器中的值，否則直接返回。則完成了20次定時(shí)中斷才取反一次p1.0，實(shí)現(xiàn)定時(shí)時(shí)間2050=1000ms=1s的定時(shí)。 定時(shí)/計(jì)數(shù)器t0采用工作方式1（16位定時(shí)器）， 其初值為：21650ms/1s=6553650000=15536=3cb0h,7.1.4 定時(shí)/計(jì)數(shù)器的應(yīng)用,-應(yīng)用實(shí)例，例7-5,50,12:45,程序如下： org 0000h ajmp start ;轉(zhuǎn)入主程序 org 000bh ;定時(shí)/計(jì)數(shù)器t0的中斷服務(wù)程序入口地址 ajmp time0 ;跳轉(zhuǎn)到真正的定時(shí)器中斷服務(wù)程序處 org 0030h start:mov sp, #60h ;設(shè)置堆棧指針 mov p1, #00h ;關(guān)發(fā)光二極管led(使其滅) mov 30h, #00h ;軟件計(jì)數(shù)器預(yù)清0 mov tmod, #01h ;定時(shí)/計(jì)數(shù)器t0工作于方式1 mov th0, #3ch ;設(shè)置定時(shí)/計(jì)數(shù)器的初值 mov tl0, #0b0h setb ea ;開總中斷允許 setb et0 ;開定時(shí)/計(jì)數(shù)器t0中斷允許 setb tr0 ;啟動(dòng)定時(shí)/計(jì)數(shù)器t0 loop:jmp loop ;循環(huán)等待,7.1.4 定時(shí)/計(jì)數(shù)器的應(yīng)用,-應(yīng)用實(shí)例，例7-5,51,12:45,time0:inc 30h ;中斷程序 mov a, 30h cjne a, #14h, ret0 ;與20比較,不等轉(zhuǎn)ret0 mov 30h, #00h cpl p1.0 ret0: mov th0, #3ch ;重設(shè)定時(shí)初值，啟動(dòng) mov tl0, #0b0h reti,7.1.4 定時(shí)/計(jì)數(shù)器的應(yīng)用,-應(yīng)用實(shí)例，例7-5,52,12:45,盡管mcs-51為用戶只提供了兩個(gè)外部中斷源，但用戶可以根據(jù)實(shí)際需求，進(jìn)行多于兩個(gè)外部中斷請(qǐng)求的擴(kuò)展，其中有很多擴(kuò)展方法。在此重點(diǎn)介紹利用定時(shí)器中斷作為外部中斷的擴(kuò)展。 mcs-51有兩個(gè)定時(shí)/計(jì)數(shù)器t0、t1，若選擇它們以計(jì)數(shù)器方式工作，當(dāng)引腳t0或t1上發(fā)生負(fù)跳變時(shí)，t0或t1計(jì)數(shù)器則加1。利用這個(gè)特性，借用引腳t0或t1作為外部中斷請(qǐng)求輸入線，若設(shè)定計(jì)數(shù)初值為滿量程，計(jì)數(shù)器加1，就會(huì)產(chǎn)生溢出中斷請(qǐng)求，tf0或tf1變成了外部中斷請(qǐng)求標(biāo)志位，t0或t1的中斷入口地址被擴(kuò)展成了外部中斷源的入口地址。值得注意的是，當(dāng)使用定時(shí)器作為外部中斷時(shí)，定時(shí)器以前的功能將失效，除非用軟件對(duì)它進(jìn)行復(fù)用。,3采用定時(shí)/計(jì)數(shù)器擴(kuò)展外部中斷,7.1.4 定時(shí)/計(jì)數(shù)器的應(yīng)用,-擴(kuò)展外部中斷,53,12:45,將定時(shí)器t0引腳作為外部中斷源使用的具體做法為，設(shè)定相應(yīng)定時(shí)器工作方式為方式2，計(jì)數(shù)器th0、tl0初值為0ffh，允許計(jì)數(shù)器t0中斷，則t0的初始始化程序如下： mov tmod, 06h ;將計(jì)數(shù)器t0設(shè)定為 ;方式2外部計(jì)數(shù) mov tl0, #0ffh ;設(shè)置計(jì)數(shù)器初值 mov th0, #0ffh ;設(shè)置重裝計(jì)數(shù)器初值 setb et0 ;允許t0中斷 setb ea ;cpu開中斷 setb tr0 ;啟動(dòng)t0,7.1.4 定時(shí)/計(jì)數(shù)器的應(yīng)用,-擴(kuò)展外部中斷,54,12:45,#include void main(void) tmod=0x66; /*兩個(gè)定時(shí)/計(jì)數(shù)器都設(shè)為方式2 外部計(jì)數(shù)模式*/ th1=0xff; /*設(shè)定重裝值，tl1不用設(shè)置*/ th0=0xff; /*設(shè)定重裝值，tl0不用設(shè)置*/ tcon=0x50; /*置位tr1、tr0，開始計(jì)數(shù)*/ ie=0x9f; /*中斷使能*/ ,7.1.4 定時(shí)/計(jì)數(shù)器的應(yīng)用,-擴(kuò)展外部中斷,55,12:45,/*定時(shí)器0中斷服務(wù)程序*/ void timer0_int(void) interrupt 1 tf0=0; /*計(jì)數(shù)溢出標(biāo)志位清0*/ /*定時(shí)器1中斷服務(wù)程序*/ void timer1_int(void) interrupt 3 tf1=0; /*計(jì)數(shù)溢出標(biāo)志位清0*/ ,7.1.4 定時(shí)/計(jì)數(shù)器的應(yīng)用,-擴(kuò)展外部中斷,56,12:45,7.2 串行通信接口,數(shù)據(jù)通信的傳輸方式有： 單工方式：數(shù)據(jù)僅按一個(gè)固定方向傳送。 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：允許雙方同時(shí)進(jìn)行數(shù)據(jù)雙向傳送。,7.2.1 串行通信基礎(chǔ)知識(shí),1數(shù)據(jù)通信的傳輸方式,-數(shù)據(jù)通信傳輸方式,57,12:45,2并行通信和串行通信,數(shù)據(jù)通信：指計(jì)算機(jī)與計(jì)算機(jī)或外設(shè)之間的數(shù)據(jù)傳送。 “信”：指一種信息，是由數(shù)字1和0構(gòu)成的具有一定規(guī)則并反映確定信息的一個(gè)數(shù)據(jù)或一批數(shù)據(jù)。 這種數(shù)據(jù)傳輸有兩種基本方式： 并行通信：是數(shù)據(jù)的每位被同時(shí)傳輸出去或接收進(jìn)來。 串行通信：數(shù)據(jù)傳輸是逐位傳輸?shù)摹?在相同條件下，串行通信比并行通信傳輸速度慢。,7.2.1 串行通信基礎(chǔ)知識(shí),-并行通信，串行通信,58,12:45,根據(jù)串行通信的不同工作方式，還可將發(fā)送接收線合二為一，成為發(fā)送/接收復(fù)用線（如半雙工）。即便在實(shí)際應(yīng)用中可能還要附加一些信號(hào)線，如應(yīng)答信號(hào)線、準(zhǔn)備好信號(hào)線等。 在多字節(jié)數(shù)據(jù)通信中，串行通信與并行通信相比，其工程實(shí)現(xiàn)上造價(jià)要低得多。 串行通信已被越來越廣泛地采用，尤其是，串行通信通過在信道中設(shè)立調(diào)制/解調(diào)器中繼站等，可使數(shù)據(jù)傳輸?shù)降厍虻拿總€(gè)角落。目前，飛速發(fā)展的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)（互聯(lián)網(wǎng)、廣域網(wǎng)、局域網(wǎng)）均為串行通信。,7.2.1 串行通信基礎(chǔ)知識(shí),-串行通信,串行通信,59,12:45,3異步串行通信和同步串行通信,異步串行通信： 簡稱異步通信。所傳輸?shù)臄?shù)據(jù)格式（也稱為串行幀）由1個(gè)起始位、7個(gè)或8個(gè)數(shù)據(jù)位、12個(gè)停止位（含1.5個(gè)停止位）和1個(gè)校驗(yàn)位組成。起始位約定為0，空閑位約定為1。在異步通信方式中，接收器和發(fā)送器有各自的時(shí)鐘，它們的工作是非同步的。 異步通信的實(shí)質(zhì)是指通信雙方采用獨(dú)立的時(shí)鐘，每個(gè)數(shù)據(jù)均以起始位開始，停止位結(jié)束，起始位觸發(fā)甲乙雙方同步時(shí)鐘。每個(gè)異步串行幀中的1位彼此嚴(yán)格同步，位周期相同。所謂異步是指發(fā)送、接收雙方的數(shù)據(jù)幀與幀之間不要求同步，也不必同步。,7.2.1 串行通信基礎(chǔ)知識(shí),-異步串行通信,60,12:45,3異步串行通信和同步串行通信,同步串行通信： 簡稱同步通信。發(fā)送器和接收器由同一個(gè)時(shí)鐘源控制。在異步通信中，每傳輸一幀字符都必須加上起始位和停止位，占用了傳輸時(shí)間，在要求傳送數(shù)據(jù)量較大的場合，速度就會(huì)慢得多。同步傳輸方式去掉了這些起始位和停止位，只在傳輸數(shù)據(jù)塊時(shí)先送出一個(gè)同步頭（字符）標(biāo)志即可。 同步傳輸方式比異步傳輸方式速度快，這是它的優(yōu)勢(shì)。但同步傳輸方式也有其缺點(diǎn)，即它必須要用一個(gè)時(shí)鐘來協(xié)調(diào)收發(fā)器的工作，所以它的設(shè)備也較復(fù)雜。,7.2.1 串行通信基礎(chǔ)知識(shí),-同步串行通信,61,12:45,4波特率及時(shí)鐘頻率,波特率(br)：單位時(shí)間傳輸?shù)臄?shù)據(jù)位數(shù)。 單位：bps (bit per second)，1 bps=1 bit/s。 波特率的倒數(shù)即為每位傳輸所需的時(shí)間。 發(fā)送/接收時(shí)鐘頻率與波特率有關(guān)，即 ft/r=nbrt/r 式中，ft/r為發(fā)/收時(shí)鐘頻率，單位：hz； brt/r為發(fā)/收波特率，單位：bps； n為波特率因子。 同步通信n=1。異步通信n可取1、16或64。也就是說，同步通信中數(shù)據(jù)傳輸?shù)牟ㄌ芈始礊橥綍r(shí)鐘頻率；而異步通信中，時(shí)鐘頻率可為波特率的整數(shù)倍。,7.2.1 串行通信基礎(chǔ)知識(shí),-波特率，時(shí)鐘頻率,62,12:45,5串行通信的校驗(yàn),異步通信時(shí)可能會(huì)出現(xiàn)幀格式錯(cuò)、超時(shí)錯(cuò)等傳輸錯(cuò)誤。在具有串行口應(yīng)用的單片機(jī)開發(fā)中，應(yīng)考慮在通信過程中對(duì)數(shù)據(jù)差錯(cuò)進(jìn)行校驗(yàn)，因?yàn)椴铄e(cuò)校驗(yàn)是保證準(zhǔn)確無誤通信的關(guān)鍵。 常用差錯(cuò)校驗(yàn)方法有奇偶校驗(yàn)（mcs-51系列單片機(jī)編程采用此法）、和校驗(yàn)及循環(huán)冗余碼校驗(yàn)。,7.2.1 串行通信基礎(chǔ)知識(shí),-傳輸?shù)臏?zhǔn)確性,63,12:45,發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí), 數(shù)據(jù)位尾隨1位數(shù)據(jù), 為奇偶校驗(yàn)位（1或0）。 當(dāng)設(shè)置為奇校驗(yàn)時(shí)，數(shù)據(jù)中“1”的個(gè)數(shù)與校驗(yàn)位“1”的個(gè)數(shù)之和應(yīng)為奇數(shù)。 當(dāng)設(shè)置為偶校驗(yàn)時(shí)，數(shù)據(jù)中“1”的個(gè)數(shù)與校驗(yàn)位“1”的個(gè)數(shù)之和應(yīng)為偶數(shù)。 接收時(shí)，接收方應(yīng)具有與發(fā)送方一致的差錯(cuò)檢驗(yàn)設(shè)置。當(dāng)接收一個(gè)字符時(shí)，對(duì)“1”的個(gè)數(shù)進(jìn)行校驗(yàn)，若二者不一致，則說明數(shù)據(jù)傳送出現(xiàn)了差錯(cuò)。 奇偶校驗(yàn)是按字符校驗(yàn)，數(shù)據(jù)傳輸速度將受到影響。這種特點(diǎn)使得它一般只用于異步串行通信中。,7.2.1 串行通信基礎(chǔ)知識(shí),(1) 奇偶校驗(yàn),-奇偶校驗(yàn),64,12:45,發(fā)送方將所發(fā)送的數(shù)據(jù)塊求和（字節(jié)數(shù)求和），并產(chǎn)生一個(gè)字節(jié)的校驗(yàn)字符（校驗(yàn)和）附加到數(shù)據(jù)塊末尾。 接收方接收數(shù)據(jù)時(shí)也是先對(duì)數(shù)據(jù)塊求和，將所得結(jié)果與發(fā)送方的校驗(yàn)和進(jìn)行比較，相符則無差錯(cuò)，否則即出現(xiàn)了差錯(cuò)。 特點(diǎn)是無法檢驗(yàn)出字節(jié)位序的錯(cuò)誤。,7.2.1 串行通信基礎(chǔ)知識(shí),(2) 和校驗(yàn),-和校驗(yàn),65,12:45,這種校驗(yàn)是對(duì)一個(gè)數(shù)據(jù)塊校驗(yàn)一次。例如對(duì)磁盤信息的訪問、rom或ram存儲(chǔ)區(qū)的完整性等的檢驗(yàn)。 這種方法廣泛應(yīng)用于串行通信方式。,7.2.1 串行通信基礎(chǔ)知識(shí),（3）循環(huán)冗余碼校驗(yàn),-循環(huán)冗余碼校驗(yàn),66,12:45,7.2.2 mcs-51串行通信接口,mcs-51單片機(jī)內(nèi)部有一個(gè)全雙工的串行通信口，即串行接收和發(fā)送緩沖器（sbuf），這兩個(gè)在物理上獨(dú)立的接收發(fā)送器，既可以接收數(shù)據(jù)，也可以發(fā)送數(shù)據(jù)。但接收緩沖器只能讀出不能寫入，而發(fā)送緩沖器則只能寫入不能讀出，它們的地址為99h。,-sbuf,67,12:45,mcs-51單片機(jī)串行口構(gòu)成： 發(fā)送緩沖寄存器(sbuf) 發(fā)送控制器 發(fā)送控制門 接收緩沖寄存器(sbuf) 接收控制寄存器 移位寄存器 中斷,1串行口結(jié)構(gòu)與特殊功能寄存器,7.2.2 mcs-51串行通信接口,-串行口結(jié)構(gòu),68,12:45,與串行通信有關(guān)的控制寄存器共有4個(gè)：sbuf、scon、pcon和ie。 在邏輯上，sbuf只有一個(gè)，既表示發(fā)送寄存器，又表示接收寄存器。具有同一個(gè)單元地址99h。在物理上，sbuf有兩個(gè)，一個(gè)是發(fā)送寄存器，另一個(gè)是接收寄存器。,7.2.2 mcs-51串行通信接口,（1）接收/發(fā)送緩沖器（sbuf）,-接收/發(fā)送緩沖器(sbuf),69,12:45,scon是mcs-51的一個(gè)可位尋址的專用寄存器，用于串行數(shù)據(jù)通信的控制。單元地址98h，位地址9fh98h。scon各位的定義下表所示。,7.2.2 mcs-51串行通信接口,（2）串行控制寄存器（scon）,-串行控制寄存器(scon),70,12:45,1) 串行口工作方式選擇位sm0、sm1 sm0、sm1由軟件置1或清0，用于選擇串行口的4種工作方式（方式0、1、2、3）。 詳見后面“2. mcs-51串行通信工作方式”。,7.2.2 mcs-51串行通信接口,-串行控制寄存器(scon),71,12:45,2) 多機(jī)通信控制位sm2 sm2=1時(shí)，接收到一幀信息，如果接收到的第9位數(shù)據(jù)為1，硬件將ri置1，申請(qǐng)中斷；如果第九位數(shù)據(jù)為0，則ri不置1，且所接收的數(shù)據(jù)無效。 sm2=0時(shí)，只要接收到一幀信息，不管第九位數(shù)據(jù)是0還是1，硬件都置ri=1，并申請(qǐng)中斷。ri由軟件清0，sm2由軟件置1或清0。 多機(jī)通信時(shí)，各從機(jī)先將sm2置l。接收并識(shí)別主機(jī)發(fā)來的地址，當(dāng)?shù)刂放c本機(jī)相同時(shí)，將sm2清0，與主機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳遞。各機(jī)所發(fā)送的數(shù)據(jù)第9位必須為0。,7.2.2 mcs-51串行通信接口,-串行控制寄存器(scon),72,12:45,3) 允許接收控制位ren ren=1時(shí)允許并啟動(dòng)接收。 ren=0時(shí)禁止接收。 ren由軟件置1或清0。 4) 發(fā)送數(shù)據(jù)d8位tb8 tb8是方式2、方式3中要發(fā)送的第九位數(shù)據(jù)，事先用軟件寫入1或0。方式0、方式1不用。,7.2.2 mcs-51串行通信接口,-串行控制寄存器(scon),73,12:45,5) 接收數(shù)據(jù)d8位rb8 方式2、方式3中，由硬件將接收到的第九位數(shù)據(jù)存入rb8。方式1中，停止位存入rb8。 6) 發(fā)送中斷標(biāo)志位ti 發(fā)送完一幀信息，由硬件使ti置1，ti必須由軟件清0。 7) 接收中斷標(biāo)志位ri 接收完一幀有效信息，由硬件使ri置1，ri必須由軟件清0。,7.2.2 mcs-51串行通信接口,-串行控制寄存器(scon),74,12:45,7.2.2 mcs-51串行通信接口,-pcon與ie,（3）電源控制寄存器（pcon） pcon主要是為chmos型單片機(jī)的電源控制而設(shè)置的專用寄存器。單元地址為87h，不能位尋址。pcon是一個(gè)8位寄存器，其最高位smod為波特率控制位：該位為1時(shí)，波特率增大一倍。 （4）中斷允許控制寄存器（ie） ie的地址是a8h，其內(nèi)容第6章已介紹。其中串行口允許中斷的控制位為es，當(dāng)es=1，允許串行口中斷；當(dāng)es=0，禁止串行中斷。,75,12:45,2mcs-51串行通信工作方式,7.2.2 mcs-51串行通信接口,-工作方式,76,12:45,在方式0下，串行口作為同步移位寄存器使用。這時(shí)用rxd（p3.0）引腳作為數(shù)據(jù)移位的入口和出口，而由txd（p3.1）引腳提供移位脈沖。移位數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收以8位為一幀，不設(shè)起始位和停止位，低位在前高位在后，其幀格式如圖7-10所示。,1) 串行工作方式0,7.2.2 mcs-51串行通信接口,-工作方式0,77,12:45,使用方式0實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的移位輸入/輸出時(shí)，實(shí)際上是把串行口變成并行口使用。串行口作為并行輸出口使用時(shí)，要有“串入并出”的移位寄存器配合，例如cd4049或74hc164，其電路連接如圖所示。,7.2.2 mcs-51串行通信接口,-工作方式0,用串行口實(shí)現(xiàn)并行輸出,78,12:45,如果把實(shí)現(xiàn)并入串出功能的移位寄存器（例如cd4014或74hc165）與串行口配合使用，如圖7-12所示，就可以把串行口變?yōu)椴⑿休斎肟谑褂谩?7.2.2 mcs-51串行通信接口,-工作方式0,用串行口實(shí)現(xiàn)并行輸入,79,12:45,2) 串行工作方式1 方式1是10位為一幀的異步串行通信方式。 方式1幀格式如圖7-13所示，包括1個(gè)起始位、8個(gè)數(shù)據(jù)位和1個(gè)停止位。,7.2.2 mcs-51串行通信接口,-工作方式1,異步通信用起始位“0”表示字符的開始，然后從低位到高位逐位傳送數(shù)據(jù)，最后用停止位“1”表示字符結(jié)束。一個(gè)字符又稱一幀信息。,80,12:45,(1) 數(shù)據(jù)發(fā)送 方式1的數(shù)據(jù)發(fā)送是由一條寫發(fā)送緩沖寄存器指令（mov sbuf, a）開始的。隨后在串行口由硬件自動(dòng)加入起始位和停止位，構(gòu)成一個(gè)完整的幀格式，然后在移位脈沖的作用下，由txd端串行輸出。一個(gè)字符幀發(fā)送完后，使txd輸出線維持在1狀態(tài)下，并將scon寄存器的ti置1，通知cpu可以發(fā)送下一個(gè)字符。,7.2.2 mcs-51串行通信接口,-工作方式1,81,12:45,(2) 數(shù)據(jù)接收 接收數(shù)據(jù)時(shí)，scon的ren位應(yīng)處于允許接收狀態(tài)（ren=1）。在此前提下，串行口采樣rxd端，當(dāng)采樣到從1向0的狀態(tài)跳變時(shí)，就認(rèn)定是接收到起始位。隨后在移位脈沖的控制下，把接收到的數(shù)據(jù)位移入接收緩沖寄存器中，直到停止位到來之后把停止位送入rb8中，并置位接收中斷標(biāo)志位ri，通知cpu從sbuf取走接收到的一個(gè)字符，指令為mov a, subf。,7.2.2 mcs-51串行通信接口,-工作方式1,82,12:45,3) 串行工作方式2和方式3 方式2和方式3是11位一幀的串行通信方式。其幀格式如圖7-14所示，包括1個(gè)起始位，9個(gè)數(shù)據(jù)位和1個(gè)停止位。,7.2.2 mcs-51串行通信接口,-工作方式2、3,在方式2和方式3下，字符還是有8個(gè)數(shù)據(jù)位。第9個(gè)數(shù)據(jù)位d8，既可作為奇偶校驗(yàn)位使用，也可作為控制位使用，其功能由用戶確定。發(fā)送之前應(yīng)先將scon中的tb8準(zhǔn)備好，可使用如下指令完成。 setb tb8 ;tb8位置1 clr tb8 ;tb8位清零,83,12:45,3) 串行工作方式2和方式3,7.2.2 mcs-51串行通信接口,-工作方式2、3,準(zhǔn)備好第9位數(shù)據(jù)之后，再向sbuf寫入字符的8位數(shù)據(jù)，并以此來啟動(dòng)串行發(fā)送。 一個(gè)字符幀發(fā)送完畢后，將ti位置1，其過程與方式1相同。 方式2的接收過程也與方式1類似，所不同的是在第9位數(shù)據(jù)上，串行口把接收到的8位數(shù)據(jù)送入sbuf，而把第9位數(shù)據(jù)送入rb8。 方式2和方式3的不同之處在于波特率的計(jì)算方法不同。方式3同方式1，即通過設(shè)置定時(shí)器1的初值來設(shè)定波特率。方式2的波特率是固定的，見下文所述。,84,12:45,方式0時(shí)波特率是固定的，為單片機(jī)晶振頻率的1/12，即br = fosc/12（fosc為晶振頻率）。 方式0的波特率是一個(gè)機(jī)器周期進(jìn)行一次移位。 當(dāng)fosc=6 mhz時(shí), 波特率為500 kbps, 即2 s移位一次； 當(dāng)fosc=12 mhz時(shí), 波特率為1 mbps, 即1 s移位一次。 方式2的波特率也是固定的，且有兩種。 一種是晶振頻率的1/32，即fosc/32。 另一種是晶振頻率的1/64，fosc/64。 用公式表示為：br = 2smod fosc/64 式中，smod為pcon寄存器最高位的值，smod=1表示波特率加倍。,7.2.2 mcs-51串行通信接口,-串行口波特率,3mcs-51串行口波特率,85,12:45,方式1和方式3的波特率是可變的，其波特率由定時(shí)器1的溢出率決定，公式為： br = 2smod fd / 32 式中，smod為pcon寄存器最高位的值，smod=1表示波特率加倍。而定時(shí)器1溢出率計(jì)算公式為： fd=fosc/(12*(256-th1) mcs-51單片機(jī)串行通信方式0到方式3的常用波特率如表7-6所示，以便查找對(duì)應(yīng)的方式設(shè)置及定時(shí)器1的時(shí)間常數(shù)。,7.2.2 mcs-51串行通信接口,-串行口波特率,3mcs-51串行口波特率,86,12:45,例7-6 使用74hc164的并行輸出引腳接8支發(fā)光二極管，利用它的串入并出功能，把發(fā)光二極管從左向右輪流點(diǎn)亮，并反復(fù)循環(huán)。發(fā)光二極管為共陰極型，電路連接如圖7-15所示。,7.2.3 串行通信接口的應(yīng)用,-串行移位輸出,1串口方式0應(yīng)用,分析：當(dāng)串行口把8位狀態(tài)碼串行移位輸出后，ti置1。把ti作為狀態(tài)查詢標(biāo)志，使用查詢方法。,87,12:45,org 1000h start:mov scon, #00h ;置串行口工作方式0 mov a, #80h ;最高位燈先亮 clr p1.0 ;關(guān)閉并行輸出 out0:mov sbuf, a ;開始串行輸出 out1:jnb ti, out1 ;輸出完否?未完,等待 clr ti ;完了，清零ti標(biāo)志位， ;以備下次發(fā)送 setb p1.0 ;打開并行口輸出 acall delay ;延時(shí)一段時(shí)間,-串行移位輸出，匯編程序1,7.2.3 串行通信接