單片機(jī)經(jīng)典教程

1、哈爾濱工程大學(xué)自動化學(xué)院時(shí) 間：2011年3月自我介紹自我介紹電電 話話郵 箱箱：地地 址址：31號樓220房間、410房間沈鋒：沈鋒：副教授，碩士研究生導(dǎo)師從事衛(wèi)星無線電導(dǎo)航技術(shù)、組合導(dǎo)航技術(shù)、嵌入式軟件技術(shù)研究。單單 位：位：自動化學(xué)院海洋運(yùn)載器導(dǎo)航技術(shù)與設(shè)備研究所（組合導(dǎo)航、衛(wèi)星無線電導(dǎo)航、慣性導(dǎo)航、海洋環(huán)境及無源導(dǎo)航等）。n第一講第一講 單片機(jī)結(jié)構(gòu)及原理單片機(jī)結(jié)構(gòu)及原理n第二講第二講 中斷系統(tǒng)中斷系統(tǒng)n第三講第三講 定時(shí)定時(shí)/計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)器n第四講第四講 串口通信串口通信n第五講第五講 工具軟件介紹、流水燈實(shí)驗(yàn)工具軟件介紹、流水燈實(shí)驗(yàn)1946年年2月月15日日，

2、第一臺電子數(shù)字第一臺電子數(shù)字計(jì)算機(jī)問世，這計(jì)算機(jī)問世，這標(biāo)志著計(jì)算機(jī)時(shí)標(biāo)志著計(jì)算機(jī)時(shí)代的到來。代的到來。（CALCULATOR）ENIAC（“埃尼阿克埃尼阿克”）與現(xiàn)代的計(jì)算機(jī)相比，有許多不足，但與現(xiàn)代的計(jì)算機(jī)相比，有許多不足，但它它的問世開創(chuàng)了計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)的新紀(jì)元，的問世開創(chuàng)了計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)的新紀(jì)元，對對人類的生產(chǎn)和生活方式產(chǎn)生了巨大的影響人類的生產(chǎn)和生活方式產(chǎn)生了巨大的影響 。ENIAC是電子管計(jì)算機(jī)，時(shí)鐘頻率僅有是電子管計(jì)算機(jī)，時(shí)鐘頻率僅有100 KHz，但能在，但能在1秒鐘的時(shí)間內(nèi)完成秒鐘的時(shí)間內(nèi)完成5000次加法次加法運(yùn)算。運(yùn)算。2-1 MCS-51單片機(jī)的組成單片機(jī)的組成2-2

3、MCS-51單片機(jī)的引腳及其功能單片機(jī)的引腳及其功能2-3 MCS-51單片機(jī)的存儲器配置單片機(jī)的存儲器配置2-4 振蕩器與時(shí)鐘電路及振蕩器與時(shí)鐘電路及CPU時(shí)序時(shí)序2-5 并行并行I/O端口端口2-6 MCS-51單片機(jī)基本工作系統(tǒng)的組成單片機(jī)基本工作系統(tǒng)的組成MCS-51MCS-51單片機(jī)結(jié)構(gòu)原理單片機(jī)結(jié)構(gòu)原理2-1 MCS-512-1 MCS-51單片機(jī)的組成與結(jié)構(gòu)單片機(jī)的組成與結(jié)構(gòu)l8 8位中央處理單元位中央處理單元(CPU)(CPU)l128B/256B128B/256B的數(shù)據(jù)存儲器的數(shù)據(jù)存儲器RAMRAMl4KB/8KB4KB/8KB的片內(nèi)的片內(nèi)ROM/EPROMROM/EPROM

4、l4 4個(gè)個(gè)8 8位并行位并行I/OI/O口口P0-P3P0-P3l2 2個(gè)定時(shí)器個(gè)定時(shí)器/ /計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)器l5 5個(gè)中斷源個(gè)中斷源l1 1個(gè)全雙工的個(gè)全雙工的UARTUART（通用異步（通用異步接收、發(fā)送器）接收、發(fā)送器）l片內(nèi)振蕩與時(shí)鐘產(chǎn)生電路片內(nèi)振蕩與時(shí)鐘產(chǎn)生電路1 1、中央處理單元中央處理單元 CPUCPU（8 8位）位）用于數(shù)據(jù)處理、位操作（位測試、置位、復(fù)位）用于數(shù)據(jù)處理、位操作（位測試、置位、復(fù)位）2 2、只讀存儲器只讀存儲器 ROMROM（4KB4KB或或8KB8KB）用于永久性存儲應(yīng)用程序，掩膜用于永久性存儲應(yīng)用程序，掩膜ROM、EPROM、EEPROM3 3、隨機(jī)存取存取器

5、隨機(jī)存取存取器 RAMRAM（128B/256B128B/256B）用于程序運(yùn)行中存儲工作變量和數(shù)據(jù)用于程序運(yùn)行中存儲工作變量和數(shù)據(jù)用作系統(tǒng)總線、擴(kuò)展外存、用作系統(tǒng)總線、擴(kuò)展外存、I / OI / O接口芯片接口芯片4、并行輸入并行輸入/ /輸出口輸出口 I/OI/O（3232線）線）5 5、串行輸入串行輸入/ /輸出口輸出口 UARTUART（二線）（二線）串行通信、擴(kuò)展串行通信、擴(kuò)展I / OI / O接口芯片接口芯片6 6、定時(shí)定時(shí)/ /計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)器 T/C(16T/C(16位增量可編程）位增量可編程）它與它與CPUCPU之間各自獨(dú)立工作，當(dāng)它計(jì)數(shù)滿時(shí)向之間各自獨(dú)立工作，當(dāng)它計(jì)數(shù)滿時(shí)向C

6、PUCPU中斷中斷7 7、時(shí)鐘電路時(shí)鐘電路分為內(nèi)部振蕩器、外接振蕩電路分為內(nèi)部振蕩器、外接振蕩電路五源中斷、兩級優(yōu)先，可編程進(jìn)行控制五源中斷、兩級優(yōu)先，可編程進(jìn)行控制8 8、中斷系統(tǒng)中斷系統(tǒng)P0驅(qū)動器驅(qū)動器P2驅(qū)動器驅(qū)動器P0鎖存器鎖存器P2鎖存器鎖存器RAM地址地址寄存器寄存器128BRAM4KBROMB寄存器寄存器暫存器暫存器1暫存器暫存器2ACCSP程序地址程序地址寄存器寄存器 緩沖器緩沖器PC增增1PCDPTR中斷、串行口和定時(shí)器中斷、串行口和定時(shí)器PSWP1鎖存器鎖存器P1驅(qū)動器驅(qū)動器P3鎖存器鎖存器P3驅(qū)動器驅(qū)動器定定時(shí)時(shí)控控制制指指令令寄寄存存器器指指令令譯譯碼碼器器OSCALU

7、P0.0-P0.7P2.0-P2.7P3.0-P3.7P1.0-P1.7XTAL1 XTAL2PSENALEEARESET運(yùn)算器運(yùn)算器存儲器存儲器I/O接口接口控制器控制器中央處理器中央處理器(CPU)(CPU) 包含包含運(yùn)算器運(yùn)算器和和控制器控制器兩部分兩部分（2 2）8 8位累加器位累加器ACCACC（A A）：）：（3 3）8位寄存器位寄存器B：（4 4）8 8位程序狀態(tài)寄存器位程序狀態(tài)寄存器PSWPSW：（5 5）布爾處理器：）布爾處理器：（6 6）2 2個(gè)個(gè)8 8位暫存器：位暫存器：運(yùn)算器 可對可對4 4位（半字節(jié)），位（半字節(jié)），8 8位（單字節(jié)）和位（單字節(jié)）和1616位位（雙字

8、節(jié)）數(shù)據(jù)進(jìn)行操作，（雙字節(jié)）數(shù)據(jù)進(jìn)行操作，數(shù)據(jù)來自兩個(gè)暫存器。數(shù)據(jù)來自兩個(gè)暫存器。累加器，它是最繁忙的累加器，它是最繁忙的8 8位特殊功能寄存器，用位特殊功能寄存器，用A A表示，表示，ALUALU的運(yùn)算結(jié)果存的運(yùn)算結(jié)果存在此處。在此處。8 8位程序狀態(tài)字寄存器，位程序狀態(tài)字寄存器，用于存放指令執(zhí)行后的狀用于存放指令執(zhí)行后的狀態(tài)信息，供程序查詢和判態(tài)信息，供程序查詢和判別。別。布爾操作器布爾操作器8 8位寄存器，在乘除運(yùn)算位寄存器，在乘除運(yùn)算時(shí)，用來存放另一個(gè)操作時(shí)，用來存放另一個(gè)操作數(shù)，并存放一部分結(jié)果。數(shù)，并存放一部分結(jié)果。（2 2）指令寄存器）指令寄存器(IR)(IR)（3 3）指令譯碼

9、器指令譯碼器(ID)(ID)（4 4）振蕩器及定時(shí)與控制電路）振蕩器及定時(shí)與控制電路控制器中央處理器中央處理器(CPU)(CPU)控制器控制器 由兩個(gè)由兩個(gè)8位的計(jì)數(shù)器位的計(jì)數(shù)器(PCL,PCH)組成，組成，PC存儲將要存儲將要執(zhí)行的下一條指令的地址，執(zhí)行的下一條指令的地址，16位可容納的最大數(shù)值為位可容納的最大數(shù)值為65535,為為64KB，因此，因此，MCS-51可尋址可尋址64KB的程序存儲的程序存儲器。改變器。改變PC內(nèi)的值，就可改變程序執(zhí)行的方向。內(nèi)的值，就可改變程序執(zhí)行的方向。1616位程序計(jì)數(shù)器位程序計(jì)數(shù)器-PC-PC 由由PC內(nèi)容指定的內(nèi)容指定的ROM地址單元中取出的指令，經(jīng)指

10、地址單元中取出的指令，經(jīng)指令寄存器送至指令譯碼器進(jìn)行譯碼，進(jìn)而令寄存器送至指令譯碼器進(jìn)行譯碼，進(jìn)而CPU產(chǎn)生相應(yīng)產(chǎn)生相應(yīng)的控制信號，執(zhí)行指令所規(guī)定的操作。的控制信號，執(zhí)行指令所規(guī)定的操作。指令存儲器及指令譯碼器指令存儲器及指令譯碼器 M C S - 5 1 片 內(nèi) 有 振 蕩 器片 內(nèi) 有 振 蕩 器 O S C ， 通 過 單 片 機(jī) 的， 通 過 單 片 機(jī) 的XTAL1,XTAL2連接片外的石英晶體及兩個(gè)頻率微調(diào)電容，連接片外的石英晶體及兩個(gè)頻率微調(diào)電容，產(chǎn)生單片機(jī)工作所需要的基本時(shí)鐘產(chǎn)生單片機(jī)工作所需要的基本時(shí)鐘節(jié)拍。節(jié)拍。振蕩器及定時(shí)控制電路振蕩器及定時(shí)控制電路 1、電源管腳：、電源

11、管腳： Vcc,Vss2、時(shí)鐘電路管腳：、時(shí)鐘電路管腳： XTAL1,XTAL23、控制信號腳：、控制信號腳： RST/VPD, ALE/PROG PSEN及及Vpp/EA4、I/O管腳管腳 P0,P1,P2,P32-2 MCS-512-2 MCS-51單片機(jī)的引腳及其功能單片機(jī)的引腳及其功能電源管腳電源管腳 Vcc：電源端，為電源端，為5V，允許電源有偏差；，允許電源有偏差；GND(VSS):地。地。 注注：為了防止電源脈沖對單片機(jī)的影響，一般在：為了防止電源脈沖對單片機(jī)的影響，一般在VCC和和GND之間接上一個(gè)之間接上一個(gè)1uF的電容。的電容。時(shí)鐘電路管腳時(shí)鐘電路管腳 XTAL1：芯片內(nèi)部

12、反相放大器輸入端，使用外部振蕩器時(shí)需接地。芯片內(nèi)部反相放大器輸入端，使用外部振蕩器時(shí)需接地。XTAL2: 芯片內(nèi)部反相放大器輸出端，使用外部振蕩時(shí)接振蕩器輸芯片內(nèi)部反相放大器輸出端，使用外部振蕩時(shí)接振蕩器輸 入的信號。入的信號。 XTAL2XTAL1內(nèi)部振蕩方式內(nèi)部振蕩方式XTAL2XTAL1外部振蕩器外部振蕩器外部振蕩方式外部振蕩方式控制線控制線 ALE/PROGALE/PROG ALE： 地址鎖存信號端，頻率為晶體振蕩器的地址鎖存信號端，頻率為晶體振蕩器的1/6正脈沖信正脈沖信號。當(dāng)號。當(dāng)CPU訪問片外擴(kuò)展存儲器時(shí)，該信號作為鎖存低訪問片外擴(kuò)展存儲器時(shí)，該信號作為鎖存低8位地址的控制信號。

13、位地址的控制信號。PROG： 當(dāng)片內(nèi)有當(dāng)片內(nèi)有EPROM時(shí)，該管腳提供編程寫入時(shí)的編程時(shí)，該管腳提供編程寫入時(shí)的編程脈沖信號輸入端。脈沖信號輸入端。 控制管腳控制管腳 RST/VPDRST/VPD RST： 復(fù)位信號輸入端，高電平有效。保持兩個(gè)機(jī)器周期以上，并變復(fù)位信號輸入端，高電平有效。保持兩個(gè)機(jī)器周期以上，并變?yōu)榈碗娖?，單片機(jī)開始從為低電平，單片機(jī)開始從0000地址執(zhí)行，即可完成單片機(jī)復(fù)位。單地址執(zhí)行，即可完成單片機(jī)復(fù)位。單片機(jī)復(fù)位不改變片內(nèi)片機(jī)復(fù)位不改變片內(nèi)RAM的值的值。VPD: 備用電源。備用電源。+5VRESET10uF控制管腳控制管腳 PSENPSEN PSEN： 程序存儲器允許

14、輸出信號端。在訪問片外程序存儲程序存儲器允許輸出信號端。在訪問片外程序存儲器時(shí)，器時(shí)，CPU控制該端輸出負(fù)脈沖作為外部存儲器的選通控制該端輸出負(fù)脈沖作為外部存儲器的選通信號，允許信號，允許CPU讀出讀出EPROM中被選中單元中的指令碼。中被選中單元中的指令碼。該管腳一般連程序存儲器的選通信號端該管腳一般連程序存儲器的選通信號端(OE)?？刂乒苣_控制管腳 EA/VppEA/Vpp EA： 外部程序存儲器地址允許輸入端外部程序存儲器地址允許輸入端/固化編程電壓輸入固化編程電壓輸入端。程序存儲器允許輸出信號端。當(dāng)端。程序存儲器允許輸出信號端。當(dāng)EA接高時(shí)，前接高時(shí)，前4KB或或8KB程序在單片機(jī)內(nèi)，

15、當(dāng)程序在單片機(jī)內(nèi)，當(dāng)EA接地時(shí)，所有程序均在外接地時(shí)，所有程序均在外存儲器。存儲器。Vpp: 對單片機(jī)內(nèi)程序存儲器編程時(shí)施加的高電平輸入端。對單片機(jī)內(nèi)程序存儲器編程時(shí)施加的高電平輸入端。2-3 MCS-512-3 MCS-51單片機(jī)的存儲器配置單片機(jī)的存儲器配置計(jì)算機(jī)存儲結(jié)構(gòu)：計(jì)算機(jī)存儲結(jié)構(gòu)： 哈佛結(jié)構(gòu)：程序存儲與數(shù)據(jù)存儲分開哈佛結(jié)構(gòu)：程序存儲與數(shù)據(jù)存儲分開單片機(jī)單片機(jī) 馮馮.諾依曼結(jié)構(gòu)：程序與數(shù)據(jù)存儲在一起諾依曼結(jié)構(gòu)：程序與數(shù)據(jù)存儲在一起通用計(jì)算通用計(jì)算機(jī)機(jī)單片機(jī)的存儲器結(jié)構(gòu)（單片機(jī)的存儲器結(jié)構(gòu)（ROMRAM）：）： ROM：常用于存放程序和需要長時(shí)間存放的數(shù)據(jù)，掉：常用于存放程序和需要長時(shí)

16、間存放的數(shù)據(jù)，掉電不丟失電不丟失; RAM：隨時(shí)可讀可寫的存儲器，掉電后數(shù)據(jù)立即丟失。：隨時(shí)可讀可寫的存儲器，掉電后數(shù)據(jù)立即丟失。00HFFH1 1、單片機(jī)的存儲器結(jié)構(gòu)、單片機(jī)的存儲器結(jié)構(gòu) 采用哈佛結(jié)構(gòu)，存在采用哈佛結(jié)構(gòu)，存在4個(gè)物理上相互獨(dú)立的存儲器空間：個(gè)物理上相互獨(dú)立的存儲器空間：l 片內(nèi)程序存儲器片內(nèi)程序存儲器 片外程序存儲器片外程序存儲器l 片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲器片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲器 片外數(shù)據(jù)存儲器片外數(shù)據(jù)存儲器0FFFH0000H片內(nèi)片內(nèi)4K4KROMROM0000HFFFFH片外片外64KROM片外片外64KRAM(I/O)0000HFFFFHSFR片內(nèi)片內(nèi)RAMRAM7FH80H0FFFHE

17、AEA引腳引腳=0=0訪問片內(nèi)與片外訪問片內(nèi)與片外RAM靠指令區(qū)分靠指令區(qū)分MOV與與MOVXEAEA引腳引腳=1=12 2、單片機(jī)的程序存儲器、單片機(jī)的程序存儲器 常用單片機(jī)的程序存儲器容量：常用單片機(jī)的程序存儲器容量： 隨著單片機(jī)制造技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)在內(nèi)部隨著單片機(jī)制造技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)在內(nèi)部ROM有有64KB，RAM達(dá)幾達(dá)幾KB的都有。在進(jìn)行單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)時(shí)，應(yīng)注意選擇，能不擴(kuò)展的盡量的都有。在進(jìn)行單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)時(shí)，應(yīng)注意選擇，能不擴(kuò)展的盡量不擴(kuò)展。不擴(kuò)展。（片內(nèi)（片內(nèi)128B不包含不包含SFR區(qū)）區(qū)）單片機(jī)的程序存儲器單片機(jī)的程序存儲器 單片機(jī)的程序存儲器的應(yīng)用：單片機(jī)的程序存儲器的

18、應(yīng)用：l上電復(fù)位時(shí)，上電復(fù)位時(shí)，PC=0000;PC=0000;l程序存儲器有保留單元：程序存儲器有保留單元：3 3、單片機(jī)的數(shù)據(jù)存儲器、單片機(jī)的數(shù)據(jù)存儲器 單片機(jī)的數(shù)據(jù)存儲器最大尋址為單片機(jī)的數(shù)據(jù)存儲器最大尋址為64KB，地址為：，地址為：0000FFFFH片內(nèi)為片內(nèi)為128B的數(shù)據(jù)存儲器，片外為的數(shù)據(jù)存儲器，片外為64KB，地址有重疊，靠指令區(qū)分，地址有重疊，靠指令區(qū)分00H07H08H0FH10H17H18H1FH2FH30H20H7FH用戶RAM區(qū)位尋址區(qū)3組2組1組0組通用工作寄存器通用工作寄存器R0R7低低128B的數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)RAM高高128B的特殊寄存器區(qū)的特殊寄存器區(qū)SFR區(qū)區(qū)

19、80HFFH單片機(jī)的數(shù)據(jù)存儲器單片機(jī)的數(shù)據(jù)存儲器 數(shù)據(jù)存儲器中的堆棧：數(shù)據(jù)存儲器中的堆棧：l堆棧用于保護(hù)中斷時(shí)程序的斷點(diǎn)地址，以便中斷返回堆棧用于保護(hù)中斷時(shí)程序的斷點(diǎn)地址，以便中斷返回時(shí)程序的繼續(xù)執(zhí)行；時(shí)程序的繼續(xù)執(zhí)行；l堆棧的特點(diǎn)是先進(jìn)后出，后進(jìn)先出；堆棧的特點(diǎn)是先進(jìn)后出，后進(jìn)先出；l堆棧的指令是：堆棧的指令是：PUSH（壓入）和（壓入）和POP（彈出）（彈出）l堆棧寄存器叫堆棧寄存器叫SP，其內(nèi)部的數(shù)值叫棧底，初始值為，其內(nèi)部的數(shù)值叫棧底，初始值為07H，一，一般應(yīng)進(jìn)行設(shè)置到般應(yīng)進(jìn)行設(shè)置到50H或或60H。MOV SP,#60HPUSH A.PUSH B07H60H61H7FHSPSPAS

20、PB單片機(jī)的數(shù)據(jù)存儲器單片機(jī)的數(shù)據(jù)存儲器低低128B的分區(qū)：的分區(qū)：l工作寄存器區(qū)，工作寄存器區(qū)，R0-R7，共四組，由，共四組，由PSW中的中的RS1,RS0決定；決定；l位尋址區(qū)位尋址區(qū)20H-2FH，位地址為：，位地址為：00H-7FH；l一般數(shù)據(jù)存儲區(qū)；一般數(shù)據(jù)存儲區(qū)；l堆棧區(qū)（由用戶進(jìn)行設(shè)置，初始值為堆棧區(qū)（由用戶進(jìn)行設(shè)置，初始值為07H）高高128B的分區(qū)：的分區(qū)：l特殊功能寄存器特殊功能寄存器(SFR): ACC,B,PSW,P0,P1,P2,P3,IP,IE,TCON,SCON可位尋址可位尋址(11個(gè)個(gè)) SP,DPTR,TMOD,TH0,TL0,TH1,TL1,SBUF,PC

21、ON不可位尋址不可位尋址(共共9個(gè)個(gè)) 特殊功能寄存器特殊功能寄存器(SFR)的初始值除的初始值除P0,P1,P2,P3為為FFH，SP為為07外，其外，其余均為余均為00H。單片機(jī)的特殊功能寄存器單片機(jī)的特殊功能寄存器(SFR)(SFR) PSWPSW（Program State Word）程序狀態(tài)字；）程序狀態(tài)字；CY進(jìn)位位標(biāo)志位或借位位標(biāo)志位；進(jìn)位位標(biāo)志位或借位位標(biāo)志位；AC半字節(jié)進(jìn)位位標(biāo)志位或半字節(jié)借位標(biāo)志位；半字節(jié)進(jìn)位位標(biāo)志位或半字節(jié)借位標(biāo)志位； F0用戶標(biāo)志位；用戶標(biāo)志位；RS1,RS0工作寄存器組選擇位，工作寄存器組選擇位，00-0區(qū)，區(qū)，01-1區(qū)，區(qū)，10-2區(qū)，區(qū)，11-3

22、區(qū)；區(qū)；OV溢出標(biāo)志位，當(dāng)進(jìn)行補(bǔ)碼運(yùn)算時(shí)，如有溢出，超出溢出標(biāo)志位，當(dāng)進(jìn)行補(bǔ)碼運(yùn)算時(shí)，如有溢出，超出-128127范圍時(shí)置位；范圍時(shí)置位； /未定位位，在未定位位，在52中為中為F1，用戶標(biāo)志位；，用戶標(biāo)志位； P奇偶標(biāo)志位，每條指令執(zhí)行完后，跟蹤指示奇偶標(biāo)志位，每條指令執(zhí)行完后，跟蹤指示A內(nèi)的內(nèi)的1 的個(gè)數(shù)，如為奇數(shù)，的個(gè)數(shù)，如為奇數(shù)， 則則P=1,否則為否則為0，常用于校驗(yàn)串行通信中的數(shù)據(jù)傳送是否出錯(cuò)。，常用于校驗(yàn)串行通信中的數(shù)據(jù)傳送是否出錯(cuò)。2-4 2-4 振蕩器與時(shí)鐘電路及振蕩器與時(shí)鐘電路及CPUCPU時(shí)序時(shí)序1. 振蕩器與時(shí)鐘電路：振蕩器與時(shí)鐘電路：單片機(jī)內(nèi)部的增益反向放大器通過單片

23、機(jī)內(nèi)部的增益反向放大器通過XTAL1、XTAL2兩個(gè)引腳外接的反饋石兩個(gè)引腳外接的反饋石英晶體元件構(gòu)成自激振蕩器。時(shí)鐘發(fā)生器把振蕩器的信號進(jìn)行二分頻，向英晶體元件構(gòu)成自激振蕩器。時(shí)鐘發(fā)生器把振蕩器的信號進(jìn)行二分頻，向CPU提提供了兩相時(shí)鐘脈沖信號供了兩相時(shí)鐘脈沖信號P1和和P2。時(shí)鐘信號的周期稱為。時(shí)鐘信號的周期稱為S,它是振蕩周期的它是振蕩周期的2倍，在倍，在每個(gè)時(shí)鐘周期每個(gè)時(shí)鐘周期S的前半周期，的前半周期，P1有效，后半周期，有效，后半周期，P2有效。有效。2-4 2-4 振蕩器與時(shí)鐘電路及振蕩器與時(shí)鐘電路及CPUCPU時(shí)序時(shí)序( (續(xù)續(xù)) )2. 機(jī)器周期和指令周期：機(jī)器周期和指令周期：

24、單片機(jī)的一個(gè)機(jī)器周期由單片機(jī)的一個(gè)機(jī)器周期由6個(gè)個(gè)S狀態(tài)周期組成，即狀態(tài)周期組成，即S1-S6,每個(gè)狀態(tài)又持續(xù)兩個(gè)每個(gè)狀態(tài)又持續(xù)兩個(gè)振蕩周期，即振蕩周期，即P1和和P2兩拍，故一個(gè)機(jī)器周期包含兩拍，故一個(gè)機(jī)器周期包含12個(gè)振蕩周期，即個(gè)振蕩周期，即S1P1,S1P2,S2, P1,S2P2,S6P1,S6P2共共12個(gè)狀態(tài)拍。若采用個(gè)狀態(tài)拍。若采用12MHz晶振，則每個(gè)機(jī)器周期為晶振，則每個(gè)機(jī)器周期為1us。單片機(jī)的指令長度分為單片機(jī)的指令長度分為1B、2B和和3B三種，按三種，按CPU執(zhí)行每條指令的時(shí)間分為執(zhí)行每條指令的時(shí)間分為單周期指令單周期指令、雙周期指令雙周期指令和和四周期指令四周期指

25、令三種三種。每一條指令的每一條指令的執(zhí)行包括取指、執(zhí)執(zhí)行包括取指、執(zhí)指兩個(gè)階段。在每指兩個(gè)階段。在每個(gè)機(jī)器周期內(nèi)個(gè)機(jī)器周期內(nèi)ALE兩次有效，第一次兩次有效，第一次出現(xiàn)在出現(xiàn)在S1P2和和S2P1之期間，第二次出之期間，第二次出現(xiàn)在現(xiàn)在S4P2和和S5P1期期間。間。2-4 2-4 振蕩器與時(shí)鐘電路及振蕩器與時(shí)鐘電路及CPUCPU時(shí)序時(shí)序( (續(xù)續(xù)) )3. 取指、執(zhí)指的時(shí)序：取指、執(zhí)指的時(shí)序：2-5 2-5 并行輸入并行輸入/ /輸出端口輸出端口8051單片機(jī)有四個(gè)單片機(jī)有四個(gè)8位的位的I/O端口，分別稱為端口，分別稱為P0,P1,P2,P3，每，每個(gè)端口均為準(zhǔn)雙向口，共占個(gè)端口均為準(zhǔn)雙向口，

26、共占32只引腳，每個(gè)端口可作為只引腳，每個(gè)端口可作為8位的總位的總線使用，也可作為單獨(dú)的線使用，也可作為單獨(dú)的I/O應(yīng)用。每個(gè)端口都包含一個(gè)鎖存器應(yīng)用。每個(gè)端口都包含一個(gè)鎖存器（即（即特殊寄存器特殊寄存器P0-P3），一個(gè)輸出驅(qū)動器和輸入緩沖器。作輸），一個(gè)輸出驅(qū)動器和輸入緩沖器。作輸出線時(shí)數(shù)據(jù)可以鎖存，作輸入時(shí)可以緩沖。出線時(shí)數(shù)據(jù)可以鎖存，作輸入時(shí)可以緩沖。當(dāng)有外部擴(kuò)展的存儲器時(shí)，當(dāng)有外部擴(kuò)展的存儲器時(shí)，P0作為地址的作為地址的低低8位位，P2作為作為高高8位位組成組成16位位地址總線，而地址總線，而P0復(fù)用為復(fù)用為8位的數(shù)據(jù)總線。位的數(shù)據(jù)總線。P0P2P3P12-5 2-5 并行輸入并行輸

27、入/ /輸出端口輸出端口1 1、P0P0口口 無外擴(kuò)存儲器時(shí)，無外擴(kuò)存儲器時(shí)，P0P0可作為可作為I/OI/O應(yīng)用。應(yīng)用。CPUCPU執(zhí)行傳送或改寫位內(nèi)容的指令時(shí)，硬件使執(zhí)行傳送或改寫位內(nèi)容的指令時(shí)，硬件使C=0,C=0,開關(guān)開關(guān)MUXMUX處于圖示位置，處于圖示位置，P0P0作為通用作為通用I/OI/O口。此時(shí)，口。此時(shí)，T1T1處于截止?fàn)顟B(tài)，輸出極變?yōu)槁O處于截止?fàn)顟B(tài)，輸出極變?yōu)槁O開路，此時(shí)需加上拉電阻。開路，此時(shí)需加上拉電阻。VCCP0P0口結(jié)構(gòu)口結(jié)構(gòu) （1 1）P0P0用作輸出口時(shí)用作輸出口時(shí)，當(dāng)，當(dāng)CPUCPU執(zhí)行輸出指令時(shí)，寫脈沖加在執(zhí)行輸出指令時(shí)，寫脈沖加在D D鎖存器鎖存器的

28、的CPCP上，輸出數(shù)據(jù)經(jīng)過鎖存器的上，輸出數(shù)據(jù)經(jīng)過鎖存器的D D端，反相輸出在端，反相輸出在Q Q非非，然后加到，然后加到T2T2上，上，到數(shù)據(jù)為到數(shù)據(jù)為1 1是，是，T2T2導(dǎo)通，導(dǎo)通，P0.iP0.i輸出為輸出為0 0, ,當(dāng)數(shù)據(jù)為當(dāng)數(shù)據(jù)為0 0時(shí)，時(shí)，T2T2截止，截止，P0.iP0.i的數(shù)的數(shù)據(jù)經(jīng)上拉電阻拉高，為據(jù)經(jīng)上拉電阻拉高，為1 1。VCC 特殊的單片機(jī)特殊的單片機(jī)“讀讀運(yùn)算（修改）運(yùn)算（修改）寫寫”輸出指令，其執(zhí)行過程為輸出指令，其執(zhí)行過程為先讀出鎖存器的數(shù)據(jù)，然后運(yùn)算再鎖存到鎖存器，然后輸出到引腳，讀先讀出鎖存器的數(shù)據(jù)，然后運(yùn)算再鎖存到鎖存器，然后輸出到引腳，讀鎖存器中的數(shù)據(jù)

29、時(shí)，鎖存器中的數(shù)據(jù)時(shí)，Q Q端數(shù)據(jù)經(jīng)過控制開通的三態(tài)緩沖器端數(shù)據(jù)經(jīng)過控制開通的三態(tài)緩沖器1 1送入內(nèi)部數(shù)據(jù)送入內(nèi)部數(shù)據(jù)總線?？偩€。P0P0口結(jié)構(gòu)口結(jié)構(gòu) （2 2）P0P0用作輸入口時(shí)用作輸入口時(shí)，讀引腳的指令將三態(tài)緩沖器，讀引腳的指令將三態(tài)緩沖器2 2打開，端口引打開，端口引腳上的數(shù)據(jù)經(jīng)上圖藍(lán)色的線輸入內(nèi)部數(shù)據(jù)總線。腳上的數(shù)據(jù)經(jīng)上圖藍(lán)色的線輸入內(nèi)部數(shù)據(jù)總線。 在讀引腳時(shí)，由于在讀引腳時(shí)，由于T2T2并接在引腳上，如果并接在引腳上，如果T2T2導(dǎo)通它會把引腳上的高導(dǎo)通它會把引腳上的高電平拉成低電平，從而產(chǎn)生誤讀。因此，在讀端口之前，應(yīng)先向端口鎖電平拉成低電平，從而產(chǎn)生誤讀。因此，在讀端口之前，應(yīng)

30、先向端口鎖存器寫存器寫“1”1”，從而是，從而是Q Q非為非為“0”0”，使，使T2T2截止。截止。VCCP0P0口結(jié)構(gòu)口結(jié)構(gòu) P0 P0口用作數(shù)據(jù)口用作數(shù)據(jù)/ /地址總線使用時(shí)地址總線使用時(shí)，芯片外部有鎖存器：，芯片外部有鎖存器： （1 1）P0P0口先送出低口先送出低8 8位地址再送出數(shù)據(jù)位地址再送出數(shù)據(jù) 此時(shí)此時(shí)C=1C=1，MUXMUX打到上方，打到上方，地址地址/ /數(shù)據(jù)位驅(qū)動數(shù)據(jù)位驅(qū)動T1T1，其反相驅(qū)動，其反相驅(qū)動T2T2，當(dāng)?shù)刂罚?dāng)?shù)刂? /數(shù)據(jù)位為數(shù)據(jù)位為“1”1”時(shí)，時(shí)，T1T1導(dǎo)導(dǎo)通，通，T2T2截止，截止，P0.iP0.i輸出為輸出為“1”1”；當(dāng)?shù)刂罚划?dāng)?shù)刂? /數(shù)據(jù)

31、位為數(shù)據(jù)位為“0”0”時(shí)，時(shí)，T1T1截止，截止，T2T2導(dǎo)通，導(dǎo)通，P0.iP0.i為為“0”0”。 （2 2）P0P0口先送出低口先送出低8 8位地址再輸入數(shù)據(jù)位地址再輸入數(shù)據(jù) 送出地址與上相同，但讀送出地址與上相同，但讀入數(shù)據(jù)時(shí)，打開緩沖器入數(shù)據(jù)時(shí)，打開緩沖器2,2,引腳數(shù)據(jù)經(jīng)緩沖器引腳數(shù)據(jù)經(jīng)緩沖器2 2進(jìn)入內(nèi)部數(shù)據(jù)總線。進(jìn)入內(nèi)部數(shù)據(jù)總線。VCCP1P1口結(jié)構(gòu)口結(jié)構(gòu) P1 P1口為準(zhǔn)雙向口，用作通用口為準(zhǔn)雙向口，用作通用I/OI/O口（開關(guān)量輸入口（開關(guān)量輸入/ /輸出），輸出輸出），輸出驅(qū)動有上拉電阻（實(shí)質(zhì)為由兩個(gè)場效應(yīng)管構(gòu)成的），其余與驅(qū)動有上拉電阻（實(shí)質(zhì)為由兩個(gè)場效應(yīng)管構(gòu)成的），其

32、余與P0P0作為作為I/OI/O口相同?？谙嗤?。P2P2口結(jié)構(gòu)口結(jié)構(gòu) P2 P2口可作為地址高口可作為地址高8 8位，也可作為通用位，也可作為通用I/OI/O口?？?。 （1 1）作為高）作為高8 8位地址總線：位地址總線：MUXMUX打向上方，使地址與反相器打向上方，使地址與反相器3 3連接，由連接，由P2.XP2.X輸出輸出地址信息；地址信息；（2 2）作為通用）作為通用I/OI/O口時(shí)：口時(shí)：MUXMUX打向下方，輸入打向下方，輸入/ /輸出與輸出與P0P0口相同?？谙嗤?。 P3P3口結(jié)構(gòu)口結(jié)構(gòu) (1)P3 (1)P3口作為通用口作為通用I/OI/O口：當(dāng)口：當(dāng)CPUCPU執(zhí)行對執(zhí)行對P3

33、P3口的口的I/OI/O操作時(shí)，操作時(shí)，W W被置被置1,P31,P3口變?yōu)橥ㄓ每谧優(yōu)橥ㄓ肐/OI/O口，與口，與P0P0、P1P1、P2P2作為作為I/OI/O時(shí)的工作原理一致。時(shí)的工作原理一致。P3P3口除了具有準(zhǔn)雙向口除了具有準(zhǔn)雙向I/OI/O口以外，各引腳還具有另外一項(xiàng)功能，即第二口以外，各引腳還具有另外一項(xiàng)功能，即第二功能。功能。P3P3口結(jié)構(gòu)口結(jié)構(gòu)P3P3口的第二功能：口的第二功能：P3.0RXD(串行口通信數(shù)據(jù)輸入線)P3.1TXD(串行口通信數(shù)據(jù)輸出線)P3.2INT0(外部中斷0信號輸入)P3.3INT1(外部中斷1信號輸入)P3.4T0(計(jì)數(shù)器0的外部信號輸入端)P3.5T

34、1(計(jì)數(shù)器1的外部信號輸入端)P3.6WR(CPU至片外數(shù)據(jù)存儲器的“寫選通控制”輸出)P3.7RD(CPU至片外數(shù)據(jù)存儲器的讀寫選通控制”輸出) (2)P3口用作第二功能時(shí)，鎖存器的輸出口用作第二功能時(shí)，鎖存器的輸出Q由硬件設(shè)置為由硬件設(shè)置為1。 P3口輸出時(shí)，數(shù)據(jù)由口輸出時(shí)，數(shù)據(jù)由W線經(jīng)反相器線經(jīng)反相器3輸出；輸出； P3口輸入時(shí)，經(jīng)同相器口輸入時(shí)，經(jīng)同相器4輸入至第二功能線。輸入至第二功能線。端口的負(fù)載能力和接口要求端口的負(fù)載能力和接口要求 P0口：沒一位可驅(qū)動口：沒一位可驅(qū)動8個(gè)個(gè)LS型型TTL負(fù)載；負(fù)載； P1-P3：可驅(qū)動：可驅(qū)動4個(gè)個(gè)TTL型負(fù)載；型負(fù)載； ALE端：可驅(qū)動端：可

35、驅(qū)動8個(gè)個(gè)LS型型TTL負(fù)載；負(fù)載； PSEN：可驅(qū)動：可驅(qū)動8個(gè)個(gè)LS型型TTL負(fù)載。負(fù)載。 作為輸入口時(shí)，任何作為輸入口時(shí)，任何TTL或或NMOS電路都能以正常的方式驅(qū)動電路都能以正常的方式驅(qū)動8051單片機(jī)單片機(jī)(HMOS)的的P1-P3口，由于其輸出級具有上拉電阻，故可被口，由于其輸出級具有上拉電阻，故可被OC門門的電路所驅(qū)動，無需上拉電阻；的電路所驅(qū)動，無需上拉電阻； 注意：注意：由于單片機(jī)的端口只提供幾毫安的輸出電流，因而，當(dāng)輸出口由于單片機(jī)的端口只提供幾毫安的輸出電流，因而，當(dāng)輸出口去驅(qū)動一個(gè)普通晶體管的基極去驅(qū)動一個(gè)普通晶體管的基極(或或TTL電路輸入端電路輸入端)時(shí)，應(yīng)在端口

36、與晶體時(shí)，應(yīng)在端口與晶體管的基極之間串聯(lián)一個(gè)電阻，以限制高電平輸出時(shí)的電流。管的基極之間串聯(lián)一個(gè)電阻，以限制高電平輸出時(shí)的電流。2-6 2-6 單片機(jī)的基本工作系統(tǒng)組成單片機(jī)的基本工作系統(tǒng)組成洗衣機(jī)控制電路板洗衣機(jī)控制電路板2-6 2-6 單片機(jī)的基本工作系統(tǒng)組成單片機(jī)的基本工作系統(tǒng)組成復(fù)讀機(jī)控制電路板復(fù)讀機(jī)控制電路板2-6 2-6 單片機(jī)的基本工作系統(tǒng)組成單片機(jī)的基本工作系統(tǒng)組成排隊(duì)機(jī)控制電路板排隊(duì)機(jī)控制電路板看電視看電視中斷處理中斷處理中斷請求中斷請求實(shí)際生活實(shí)際生活中斷返回中斷返回電話鈴響電話鈴響接聽電話接聽電話看電視看電視主程序主程序計(jì)算機(jī)計(jì)算機(jī)事件發(fā)生事件發(fā)生事件處理事件處理主程序主

37、程序執(zhí)行主程序主程序繼續(xù)執(zhí)行主程序斷點(diǎn)中斷請求中斷響應(yīng)執(zhí)行中斷處理程序中斷返回中斷的概念中斷的概念: :IE0TF0IE1TF1TIRI中斷請求標(biāo)志EX0ET0EX1ET1ES1PX0PT0PX1PT1PS高級低級MCS-51MCS-51單片機(jī)的中斷系統(tǒng)內(nèi)部查詢內(nèi)部查詢?nèi)肟诘刂啡肟诘刂稩NT0INT1T0T1TXRX中斷允許控制中斷優(yōu)先級EA中斷源1.中斷源 共有五個(gè)中斷源，分別是外部中斷兩個(gè)、定時(shí)中斷兩個(gè)和串行中斷一個(gè)，它們是：外部中斷外部中斷0-INT00-INT0，由P3.2提供，外部中斷外部中斷1 1INT1INT1，由P3.3提供，外部中斷有兩種信號方式，即電平方式和脈沖方式。（IT

38、0、IT1）T0T0溢出中斷；溢出中斷； 由片內(nèi)定時(shí)/計(jì)數(shù)器0提供T1T1溢出中斷；溢出中斷； 由片內(nèi)定時(shí)/計(jì)數(shù)器1提供串行口中斷串行口中斷RI/TIRI/TI； 由片內(nèi)串行口提供二、中斷源二、中斷源具體入口如下：中斷源 入口地址INT0 0003T0 000BHINT1 0013HT1 001BHRI/TI 0023H在這些單元中往往是一些跳轉(zhuǎn)指令，跳到真正的中斷服務(wù)程序，這是因?yàn)榻o每個(gè)中斷源安排的空間只有8個(gè)單元。 三、 中斷控制的寄存器 與中斷控制有關(guān)的控制寄存器有四個(gè)：TCON-定時(shí)控制寄存器， IE-中斷允許控制寄存器，IP-中斷優(yōu)先級控制寄存器，SCON-及串行口控制寄存器。 定時(shí)

39、控制寄存器定時(shí)控制寄存器TCONTCON D7D7D6D6D5D5D4D4D3D3D2D2D1D1D0D0TF1TF1TR1TR1TF0TF0TR0TR0IE1IE1IT1IT1IE0IE0IT0IT0中斷請求標(biāo)志觸發(fā)方式選擇0 低電平1 下降沿串行口控制寄存器串行口控制寄存器SCONSCON D7D6D5D4D3D2D1D0TITIRIRI串行中斷請求標(biāo)志中斷允許控制寄存器中斷允許控制寄存器IEIE D7D6D5D4D3D2D1D0EAEAESESET1ET1EX1EX1ET0ET0EX0EX0中斷優(yōu)先級控制寄存器（中斷優(yōu)先級控制寄存器（IPIP） D7D6D5D4D3D2D1D0PSPSP

40、T1PT1PX1PX1PT0PT0PX0PX00 禁止，1允許0 低級別，1高級別IP=09H=0000 1001PT1、PX0高INT0、T1、T0、INT1、串行口IP=55H=0101 0101PS、PX1、PX0 同級別，都為1PT0、PT1 同級別，都為0處理順序?yàn)?PX0 PX1 PS PT0 PT1 INT0 INT1 RX / TX T0 T1例：D7D7D6D6D5D5D4D4D3D3D2D2D1D1D0D0PSPSPT1PT1PX1PX1PT0PT0PX0PX0 TF1 TR1 TF0 TR0 IE1 IT1 IE0 IT0TCON TCON (88H)(88H) TI R

41、ISCON SCON (98H)(98H) EA ES ET1 EX1 ET0 EX0 IE IE (A8H)(A8H) PS PT1 PX1 PT0 PX0 IP IP (B8H)(B8H)P1P1口口外部中斷信號INT0INT0數(shù)據(jù)80C5180C51內(nèi)部總線工作方式工作方式TH1TL1TH0TL0TCONTMODT1T0微處理器計(jì)數(shù)功能計(jì)數(shù)功能-計(jì)數(shù)脈沖來自相應(yīng)的外部輸入引腳，T0為P3.4，T1為P3.5。定時(shí)功能定時(shí)功能-計(jì)數(shù)輸入信號是內(nèi)部時(shí)鐘脈沖，每個(gè)機(jī)器周期使寄存器的值加1。所以，計(jì)數(shù)頻率是振蕩頻率的1/12。TMOD中，各有一個(gè)控制位（CT），分別用于控制定時(shí)/計(jì)數(shù)器T0和T1

42、工作在定時(shí)器方式還是計(jì)數(shù)器方式。二、定時(shí)器計(jì)數(shù)器的控制寄存器 與定時(shí)器計(jì)數(shù)器有關(guān)的控制寄存器有：定時(shí)器控制寄存器TCOND7D7D6D6D5D5D4D4D3D3D2D2D1D1D0D0TF1TF1TR1TR1TF0TF0TR0TR0IE1IE1IT1IT1IE0IE0IT0IT0中斷請求標(biāo)志觸發(fā)方式選擇啟動定時(shí)/計(jì)數(shù)器0 低電平1 下降沿0 停止1 啟動工作方式控制寄存器TMOD T1控制T0控制GATE門控位C/T計(jì)數(shù)/定時(shí)選擇M1 M0工作方式選擇計(jì)數(shù)脈沖輸入計(jì)數(shù)脈沖輸入三、定時(shí)器計(jì)數(shù)器的工作方式 1. 方式013位方式。由由TL0TL0的的低低5 5位位和和TH0TH0的的8 8位位組成

43、。組成。TH0TH0溢出時(shí)，置位溢出時(shí)，置位TF0TF0標(biāo)志，向標(biāo)志，向CPUCPU發(fā)出中發(fā)出中斷請求。斷請求。TF0T0TR0GATEINT011&C/T=1振蕩器1/12C/T=0TL0 TH08位低5位13位計(jì)數(shù)器定時(shí)定時(shí)器器計(jì)數(shù)計(jì)數(shù)器器定時(shí)= （2 213 X）*12*1/fosc 8*10-3=(213-x)*12*1/（12*106）X = 213 8000 =192 =0 xC02. 2. 方式方式1 11616位方式位方式 振蕩器1/12TL0 TH0TF011&T0TR0/TR1GATEINT0C/T=0C/T=18位8位16位計(jì)數(shù)器1616位計(jì)數(shù)，由位計(jì)數(shù)，

44、由TL0TL0作為低作為低8 8位、位、TH0TH0作為高作為高8 8位位 。1616位計(jì)數(shù)，由位計(jì)數(shù)，由TL1TL1作為低作為低8 8位、位、TH1TH1作為高作為高8 8位位3. 3. 方式方式2 28 8位自動裝入時(shí)間常數(shù)方式位自動裝入時(shí)間常數(shù)方式 TF0振蕩器1/1211&T0TR0GATEINT0C/T=0C/T=1TL0 TH0自動重裝初值的自動重裝初值的8 8位計(jì)數(shù)方式位計(jì)數(shù)方式 ，適合于用作較精確，適合于用作較精確的脈沖信號發(fā)生器。的脈沖信號發(fā)生器。4. 4. 方式方式3 32 2個(gè)個(gè)8 8位方式位方式 僅T0可以工作在方式3，T1處于方式3時(shí)停止計(jì)數(shù)。此時(shí)T0分成2個(gè)

45、獨(dú)立的計(jì)數(shù)器TL0和TH0 ，前者用原來T0的控制信號（TR0、TF0），后者用原來T1的控制信號（TR1、TF1）。 (1) TH0由TR1啟動/停止，溢出TF1（2）TL0由TR0啟動/停止，溢出TF0（3）TH0只能定時(shí)，TL0可以定時(shí)/計(jì)數(shù)，且都是8位定時(shí)T=(28）*12foscTL0計(jì)數(shù)初值2882 設(shè)計(jì)數(shù)器最大計(jì)數(shù)值為M，選擇不同的工作方式最大計(jì)數(shù)值不同。12MHZ方式0：M=213=8192 , 8.192ms方式1：M=216=65536, 65.536ms方式2：M=28=256, 256us方式3：M=28=256, 256us四、應(yīng)用舉例四、應(yīng)用舉例計(jì)算計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)初值

46、: 編程時(shí)將計(jì)數(shù)初值送THi、 TLi； 可編程器件在使用前需要進(jìn)行初始化：確定TMOD控制字：編程時(shí)將控制字送TMOD； 開中斷（如果使用中斷方式）: 編程實(shí)置位EA、ETi TRi位置位控制定時(shí)器的啟動和停止。 【例【例】若單片機(jī)晶振為12MHz，要求產(chǎn)生500s的定時(shí)，試計(jì)算X的初值。解：采用方式采用方式0：500*10-6=（213-X）*12*1/foscx=7692=1E0CH=1 1110 000 0 1100 F0H 0CH即將即將F0H裝入裝入TH0，0CH裝入裝入TL0。TMOD=GATE C/T M1M0 GATE C/T M1M0 0 0 0 0 0 0 00 00H

47、采用方式采用方式1：500*10-6=(216-X )*12*1/foscx=65036=FE0CH即將即將FEH裝入裝入TH1，0CH裝入裝入TL1。TMOD=GATE C/T M1M0 GATE C/T M1M0 0 0 01 0 0 0 0 10H51單片機(jī)的串口通信單片機(jī)的串口通信 51單片機(jī)的串行接口單片機(jī)的串行接口 一、一、 串行通信的基本概念串行通信的基本概念 并行并行 和和 串行串行 并行通信的優(yōu)點(diǎn)是速度快，效率高，確點(diǎn)是不適合遠(yuǎn)距離通信。串行通信剛好相反。單工：信息只能沿著一個(gè)方向傳播單工：信息只能沿著一個(gè)方向傳播半雙工：信息沿一條線雙向傳播，不能同時(shí)實(shí)半雙工：信息沿一條線雙

48、向傳播，不能同時(shí)實(shí) 現(xiàn)雙向傳播?，F(xiàn)雙向傳播。全雙工：使用兩條獨(dú)立的數(shù)據(jù)通道，收發(fā)可同時(shí)進(jìn)行。全雙工：使用兩條獨(dú)立的數(shù)據(jù)通道，收發(fā)可同時(shí)進(jìn)行。單工、半雙工單工、半雙工 和和 全雙工全雙工 同步方式和異步方式同步方式和異步方式 (1) 同步方式是將一大批數(shù)據(jù)分成幾個(gè)數(shù)據(jù)塊, 數(shù)據(jù)塊之間用同步字符予以隔開, 而傳輸?shù)母魑欢M(jìn)制碼之間都沒有間隔。 其基本特征是發(fā)送與接收時(shí)鐘始終保持嚴(yán)格同步。 (2）異步通信是按幀傳送數(shù)據(jù), 它利用每一幀的起、止信號來建立發(fā)送與接收之間的同步,每幀內(nèi)部各位均采用固定的時(shí)間間隔, 但幀與幀之間的時(shí)間間隔是隨機(jī)的。其基本特征是每個(gè)字符必須用起始位和停止位作為字符開始和結(jié)束的

49、標(biāo)志, 它是以字符為單位一個(gè)個(gè)地發(fā)送和接收的。 同步方式和異步方式同步方式和異步方式二、二、 與串行口有關(guān)的特殊功能寄存器與串行口有關(guān)的特殊功能寄存器 1. 數(shù)據(jù)緩沖器數(shù)據(jù)緩沖器SBUF 串行口緩沖器串行口緩沖器SBUF是可直接尋址的特殊功能寄存器是可直接尋址的特殊功能寄存器, 其內(nèi)部其內(nèi)部RAM字字節(jié)地址是節(jié)地址是99H。在物理上。在物理上, 它對應(yīng)著兩個(gè)獨(dú)立的寄存器它對應(yīng)著兩個(gè)獨(dú)立的寄存器, 一個(gè)發(fā)送寄存器一個(gè)發(fā)送寄存器, 一個(gè)接收寄存器。發(fā)送時(shí)一個(gè)接收寄存器。發(fā)送時(shí), 就是就是CPU寫寫 SBUF的時(shí)候的時(shí)候; 接收時(shí)接收時(shí), 就是讀取就是讀取SBUF的過程的過程, 接收寄存器是雙緩沖的

50、接收寄存器是雙緩沖的, 以避免在接收下一幀數(shù)據(jù)之前以避免在接收下一幀數(shù)據(jù)之前, CPU未能及未能及時(shí)響應(yīng)接收器的中斷時(shí)響應(yīng)接收器的中斷, 沒有把上一幀數(shù)據(jù)讀走沒有把上一幀數(shù)據(jù)讀走, 而產(chǎn)生兩幀而產(chǎn)生兩幀數(shù)據(jù)重疊的問題。數(shù)據(jù)重疊的問題。 2. 串行口控制寄存器串行口控制寄存器SCON SCON用于控制和監(jiān)視串行口的工作狀態(tài)用于控制和監(jiān)視串行口的工作狀態(tài), 其各位定義如圖其各位定義如圖 5.3 所示。所示。相應(yīng)的各位功能介紹如下相應(yīng)的各位功能介紹如下: SM0、SM1: 用于定義串行口的操作模式用于定義串行口的操作模式, 兩個(gè)選擇位對應(yīng)兩個(gè)選擇位對應(yīng) 4 種模式種模式,見表見表6.2。其中。其中f

51、OSC是振蕩器頻率是振蕩器頻率, UART為通用異步接收和發(fā)送器的英為通用異步接收和發(fā)送器的英文縮寫。文縮寫。 SM2: 多機(jī)通信時(shí)的接收允許標(biāo)志位。多機(jī)通信時(shí)的接收允許標(biāo)志位。 在模式在模式 2 和和 3 中中, 若若SM2 = 1, 且接收到的第且接收到的第 9 位數(shù)據(jù)（位數(shù)據(jù)（RB8）是）是 0, 則接收中斷標(biāo)志（則接收中斷標(biāo)志（RI）不會被激活。）不會被激活。在模式在模式1中中, 若若SM2=1 且沒有接收到有效的停止位且沒有接收到有效的停止位, 則則 RI不會被激活。不會被激活。 在在模式模式 0 中中, SM2 必須是必須是 0。 SCOND7D6D5D4D3D2D1D0SM0SM

52、1SM2RENTB8RB8TIRI 特殊功能寄存器特殊功能寄存器PCON中中, 只有一位（最高位）只有一位（最高位）SMOD與串行口的與串行口的工作有關(guān)工作有關(guān), 該位是串行口波特率系數(shù)的控制位該位是串行口波特率系數(shù)的控制位: SMOD=1 時(shí)時(shí), 波特率加倍波特率加倍, 否則不加倍。否則不加倍。 PCON的地址為的地址為 87H, 不可位尋址不可位尋址, 因此初始化時(shí)需要字節(jié)傳送因此初始化時(shí)需要字節(jié)傳送。 SCOND7D6D5D4D3D2D1D0SMOD0-GF1GF0PDIDL3. 3. 電源控制寄存器電源控制寄存器PCONPCON串行口操作模式選擇 三、三、 串行口的串行口的 4 種工作模式種工作模式 1. 模式模式 0 同步移位寄存器輸入輸出模式，可外接移位寄存器，以擴(kuò)展I/O口。 2. 模式模式 1 串行口工作于模式串行口工作于模式 1 時(shí)時(shí), 為波特率可變的為波特率可變的 8 位異步通信接位異步通信接口。數(shù)據(jù)位由口。數(shù)據(jù)位