單片機模塊四單片機內(nèi)部三大功能課件

1、單元1 中斷系統(tǒng)及其應用知識目標：1.了解單片機中斷系統(tǒng)原理。2.認識單片機中斷系統(tǒng)執(zhí)行過程。3.理解單片機中斷系統(tǒng)編程結構。技能目標：靈活應用中斷方式進行編程。2.靈活應用中斷進行彩燈控制器硬件電路設計方法。3.掌握應用中斷進行彩燈控制器軟件設計方法。4.掌握應用中斷彩燈控制器調試的方法和技能。任務 中斷系統(tǒng)及中斷控制彩燈控制器制作一、任務描述 工作任務要 求理解中斷有關知識熟練掌握中斷編程方法中斷方式控制彩燈器硬件電路設計掌握應用中斷方式控制彩燈器硬件電路設計方法彩燈控制器軟件電路設計掌握應用中斷方式彩燈控制器軟件設計方法彩燈控制器硬件電路安裝和調試掌握應用中斷方式進行彩燈控制器硬件電路安

2、裝和調試方法二、任務分析當CPU正在處理某項事務的時候，如果系統(tǒng)出現(xiàn)了某些急需處理的異常情況或特殊的請求，這時要求CPU暫停正在處理的工作，而轉去處理這個隨機發(fā)生的緊急或特殊事件，待該事件處理完后，自動回到原來被中斷的地方，繼續(xù)執(zhí)行被中斷的程序，這個過程稱做中斷。任務 中斷系統(tǒng)及中斷控制彩燈控制器制作二、任務分析中斷處理過程由以下幾個階段完成。1.中斷請求2.中斷允許控制3.中斷查詢4.中斷響應5.中斷處理任務 中斷系統(tǒng)及中斷控制彩燈控制器制作二、任務分析任務內(nèi)容： 利用單片機設計一個彩燈控制系統(tǒng)，控制要求如下：（1）正常情況下P1口的8只LED燈交替循環(huán)點亮，時間間隔是1s；（2）當按下按鍵

3、S1時8只LED燈間隔亮燈閃爍6次，閃爍周期為1s；（3）閃爍結束后回到正常工作狀態(tài)。任務 中斷系統(tǒng)及中斷控制彩燈控制器制作三、相關知識：中斷系統(tǒng)的基本概念（1）主程序：原來正常執(zhí)行的程序；（2）中斷服務程序：中斷之后處理的程序，也稱為中斷處理子程序；（3）中斷源：發(fā)出中斷申請的信號或引起中斷的事件；（4）中斷入口地址：中斷響應后，中斷執(zhí)行的首地址。任務 中斷系統(tǒng)及中斷控制彩燈控制器制作三、相關知識：中斷系統(tǒng)及其管理（1）中斷系統(tǒng)結構中斷過程是在硬件基礎上配以相應的軟件實現(xiàn)的，MCS-51單片機有5個固定的可屏蔽中斷源，有兩級中斷嵌套，還有2個特殊功能寄存器用于中斷控制和條件設置編程，其內(nèi)部結

4、構如圖4-1所示。優(yōu)先級也可由程序設置為高優(yōu)先級或低優(yōu)先級。任務 中斷系統(tǒng)及中斷控制彩燈控制器制作三、相關知識：中斷系統(tǒng)及其管理（1）中斷系統(tǒng)結構中斷過程是在硬件基礎上配以相應的軟件實現(xiàn)的，MCS-51單片機有5個固定的可屏蔽中斷源，有兩級中斷嵌套，還有2個特殊功能寄存器用于中斷控制和條件設置編程，其內(nèi)部結構如圖4-1所示。優(yōu)先級也可由程序設置為高優(yōu)先級或低優(yōu)先級。任務 中斷系統(tǒng)及中斷控制彩燈控制器制作圖4-1 MCS-51單片機中斷系統(tǒng)內(nèi)部結構示意圖任務 中斷系統(tǒng)及中斷控制彩燈控制器制作（1）中斷系統(tǒng)結構外部中斷和分別由P3.2和P3.3提供，外部中斷有電平和脈沖兩種觸發(fā)方式；定時器/計數(shù)器

5、TF0和TF1分別由片內(nèi)定時/計數(shù)器0和定時/計數(shù)器1提供；串行口中斷RI或TI由片內(nèi)串行口提供。 三、相關知識：中斷系統(tǒng)及其管理任務 中斷系統(tǒng)及中斷控制彩燈控制器制作（1）中斷系統(tǒng)結構當P3口作I/O口使用時，第二功能信號線應保持高電平，與非門開通，以維持從鎖存器到輸出口數(shù)據(jù)輸出通路暢通無阻。而當P3口作第二功能口線使用時，該位的鎖存器置高電平，使與非門對第二功能信號輸出是暢通的，從而實現(xiàn)第二功能信號的輸出。 任務 中斷系統(tǒng)及中斷控制彩燈控制器制作三、相關知識：中斷系統(tǒng)及其管理（1）中斷系統(tǒng)結構第二功能為輸入的信號引腳，在口線上的輸入通路增設了一個緩沖器，輸入的第二功能信號即從這個緩沖器的輸

6、出端取得。作為I/O口線輸入端時，取自三態(tài)緩沖器的輸出端。這樣，不管是作為輸入口使用還是第二功能信號輸入，輸出電路中的鎖存器輸出和第二功能輸出信號線均應置“1”。任務 中斷系統(tǒng)及中斷控制彩燈控制器制作三、相關知識：中斷系統(tǒng)及其管理三、相關知識：中斷系統(tǒng)及其管理（2）中斷源MCS-51單片機有2個外部中斷和2個內(nèi)部定時/計數(shù)器溢出中斷TF0、TF1和1個內(nèi)部串行口中斷RI或TI。每個中斷源可由程序控制其打開或關斷，優(yōu)先級也可由程序設置為高優(yōu)先級或低優(yōu)先級。任務 中斷系統(tǒng)及中斷控制彩燈控制器制作三、相關知識：中斷系統(tǒng)及其管理（3）中斷控制相關寄存器51系列單片機為用戶提供了4個特殊功能寄存器用來進

7、行中斷系統(tǒng)控制：定時/計數(shù)器控制寄存器TCON；串行口控制寄存器SCON；中斷允許控制寄存器IE；中斷優(yōu)先級控制寄存器IP。任務 中斷系統(tǒng)及中斷控制彩燈控制器制作三、相關知識：中斷系統(tǒng)及其管理（3）中斷控制相關寄存器1）定時/計數(shù)器控制寄存器TCON：用于鎖存外部中斷請求標志位及定時/計數(shù)器溢出中斷請求標志位。進行字節(jié)操作時，寄存器地址為88H。按位操作時，各位的地址為88H8FH，其內(nèi)容及位地址見表4-2所示。任務 中斷系統(tǒng)及中斷控制彩燈控制器制作表4-2 定時/計數(shù)器控制寄存器TCON內(nèi)容及位地址表位地址8FH8EH8DH8CH8BH8AH89H88H位符號TF1TR1TF0TR0IE1I

8、T1IE0IT0三、相關知識：中斷系統(tǒng)及其管理任務 中斷系統(tǒng)及中斷控制彩燈控制器制作位地址8FH8EH8DH8CH8BH8AH89H88H位符號TF1TR1TF0TR0IE1IT1IE0IT0IT0和IT1為外部中斷請求觸發(fā)方式控制位。IT0（IT1）=1為脈沖觸發(fā)方式，下降沿有效；IT0（IT1）=0為電平觸發(fā)方式，低電平有效。該位由軟件置“1”或清“0”。三、相關知識：中斷系統(tǒng)及其管理任務 中斷系統(tǒng)及中斷控制彩燈控制器制作位地址8FH8EH8DH8CH8BH8AH89H88H位符號TF1TR1TF0TR0IE1IT1IE0IT0IE0和IE1為外部中斷請求標志位。當CPU采樣到INT0（I

9、NT1）端出現(xiàn)有效中斷請求時，IE0（IE1）由硬件置“1”，中斷響應完成后轉向中斷服務時，再由硬件自動清“0”。三、相關知識：中斷系統(tǒng)及其管理2）串行口控制寄存器SCON：SCON的低兩位是串行口的發(fā)送中斷請求和接收中斷請求標志位。該寄存器進行字節(jié)操作時，寄存器地址為98H。按位操作時，各位的地址為98H9FH，其內(nèi)容及位地址見表4-3所示。表4-3 串行口控制寄存器SCON內(nèi)容及位地址表位地址9FH9EH9DH9CH9BH9AH99H98H位符號SM0SM1SM2RENTB8RB8TIRI任務 中斷系統(tǒng)及中斷控制彩燈控制器制作三、相關知識：中斷系統(tǒng)及其管理任務 中斷系統(tǒng)及中斷控制彩燈控制器

10、制作RI為串行口接收中斷請求標志位，當接收到一幀數(shù)據(jù)后由硬件置“1”，向CPU請求中斷處理，完成后由軟件進行清“0”。TI為串行口發(fā)送中斷請求標志位，當發(fā)送完一幀數(shù)據(jù)后由硬件置“1”，向CPU請求中斷處理，完成后由軟件進行清“0”。位地址9FH9EH9DH9CH9BH9AH99H98H位符號SM0SM1SM2RENTB8RB8TIRI三、相關知識：中斷系統(tǒng)及其管理3）中斷允許控制寄存器IE：IE負責控制各中斷源的開放或屏蔽，該寄存器進行字節(jié)操作時，寄存器地址為A8H。按位操作時，各位的地址為A8HAFH，其內(nèi)容及位地址見表4-4所示。表4-4 中斷允許控制寄存器IE內(nèi)容及位地址表位地址AFHA

11、EHADHACHABHAAHA9HA8H位符號EAESET1EX1ET0EX0任務 中斷系統(tǒng)及中斷控制彩燈控制器制作三、相關知識：中斷系統(tǒng)及其管理任務 中斷系統(tǒng)及中斷控制彩燈控制器制作EA為中斷允許總控制位，EA=0時禁止所有中斷，EA=1時中斷的禁止或允許由各中斷源中斷允許控制位進行設置。EX0（EX1）為外部中斷允許控制位，當EX0（EX1）=1時允許外部中斷，當EX0（EX1）=0時禁止外部中斷。ET0（ET1）為定時/計數(shù)器中斷允許控制位，當ET0（ET1）=1時允許定時/計數(shù)器中斷，當ET0（ET1）=0時禁止定時/計數(shù)器中斷。ES為串行中斷允許控制位，當ES=1時允許串行中斷,ES

12、=0時禁止串行中斷。位地址AFHAEHADHACHABHAAHA9HA8H位符號EAESET1EX1ET0EX0三、相關知識：中斷系統(tǒng)及其管理（4）中斷優(yōu)先級控制寄存器IP：IP用于設置單片機的中斷系統(tǒng)的優(yōu)先級，可以用程序將5個中斷源設置為高優(yōu)先級或低優(yōu)先級，該寄存器進行字節(jié)操作時，寄存器地址為B8H。按位操作時，各位的地址為B8HBFH，其內(nèi)容及位地址見表4-5所示。表4-5 中斷優(yōu)先級控制寄存器IE內(nèi)容及位地址表位地址BFHBEHBDHBCHBBHBAHB9HB8H位符號PSPT1PX1PT0PX0任務 中斷系統(tǒng)及中斷控制彩燈控制器制作三、相關知識：中斷系統(tǒng)及其管理任務 中斷系統(tǒng)及中斷控制

13、彩燈控制器制作PX0（PX1）為外部中斷優(yōu)先級設定位，當PX0（PX1）=1時設定外部中斷0（1）為高優(yōu)先級，當PX0（PX1）=0時設置外部中斷0（1）為低優(yōu)先級。PT0（PT1）為定時/計數(shù)器中斷優(yōu)先級設定位，當PT0（PT1）=1時設定定時/計數(shù)器中斷為高優(yōu)先級，當PT0（PT1）=0時設定定時/計數(shù)器中斷為低優(yōu)先級。PS為串行中斷優(yōu)先級設定位，當PS=1時設定串行中斷為高優(yōu)先級，PS=0時設定串行中斷為低優(yōu)先級。當有多個同級別的中斷源同時申請時，系統(tǒng)將按照外部中斷0定時/計數(shù)器0外部中斷1定時/計數(shù)器1串行口的順序響應中斷。位地址BFHBEHBDHBCHBBHBAHB9HB8H位符號P

14、SPT1PX1PT0PX0三、相關知識：中斷系統(tǒng)及其管理（4）中斷處理過程1）中斷響應條件MCS-51單片機CPU響應中斷的條件有以下4個： 有中斷源發(fā)出中斷請求；中斷總允許控制位EA=1，即允許所有中斷源申請中斷；申請中斷的中斷源其中斷允許控制位為1，即該中斷可以向CPU申請中斷；正在中斷請求時，CPU沒有執(zhí)行更高級別的中斷服務程序。任務 中斷系統(tǒng)及中斷控制彩燈控制器制作三、相關知識：中斷系統(tǒng)及其管理2）中斷響應過程當中斷源發(fā)出中斷請求后，滿足中斷響應條件，且不存在受阻情況時，CPU將立即響應該中斷請求，如有多個中斷源同時提出中斷申請時，將按中斷源的優(yōu)先級別分別作出響應。在響應中斷請求后先將

15、斷點地址壓入堆棧保存，以備中斷結束后返回原程序；接著將相應中斷處理程序的入口地址送入程序計數(shù)器PC，使程序轉向該中斷入口地址，并執(zhí)行中斷服務程序。任務 中斷系統(tǒng)及中斷控制彩燈控制器制作三、相關知識：中斷系統(tǒng)及其管理2）中斷響應過程MCS-51單片機的中斷源及中斷入口地址如表4-6所示： 任務 中斷系統(tǒng)及中斷控制彩燈控制器制作表4-6 MCS-51單片機中斷源及入口地址表中斷源外部中斷0定時/計數(shù)器0外部中斷1定時/計數(shù)器1串行口入口地址0003H000BH0013H001BH0023H三、相關知識：中斷系統(tǒng)及其管理3）中斷處理中斷處理分保護現(xiàn)場、中斷服務、恢復現(xiàn)場和中斷返回4個步驟。保護現(xiàn)場是

16、指中斷響應后，在中斷服務程序開頭將要使用的累加器、通用寄存器中的數(shù)據(jù)壓入堆棧，以便恢復現(xiàn)場時數(shù)據(jù)不丟失；中斷響應后根據(jù)中斷源入口地址進入中斷服務子程序；恢復現(xiàn)場即將保護的累加器、通用寄存器的內(nèi)容從堆棧中取出，其結尾必須是中斷返回指令RETI；中斷返回將中斷響應時壓入堆棧PC值取出，從而使CPU返回原程序中斷點繼續(xù)執(zhí)行。任務 中斷系統(tǒng)及中斷控制彩燈控制器制作三、相關知識：中斷系統(tǒng)及其管理（5）中斷請求撤銷中斷響應后，對TCON和SCON的中斷請求標志位應及時撤消。否則意味著中斷請求仍然存在，將造成中斷的重復響應，因此應在中斷返回前，撤消其中斷標志。1）外部中斷請求的撤銷2）定時/計數(shù)器中斷請求的

17、撤銷3）串行中斷請求的撤銷任務 中斷系統(tǒng)及中斷控制彩燈控制器制作三、相關知識：中斷系統(tǒng)及其管理1）外部中斷請求的撤銷脈沖觸發(fā)方式的外中斷請求撤銷外部中斷0中斷請求標志位IE0和外部中斷1中斷請求標志位IE1的清“0”是由單片機硬件自動完成的，用戶無需參與。任務 中斷系統(tǒng)及中斷控制彩燈控制器制作三、相關知識：中斷系統(tǒng)及其管理1）外部中斷請求的撤銷電平觸發(fā)方式的外中斷請求撤銷外部中斷標志位的清“0”是自動完成的，但是如果在中斷結束后低電平持續(xù)存在的話，CPU又會把中斷請求標志位（IE0/IE1）置“1”。因此，對電平觸發(fā)方式的外部中斷請求信號，需要外加電路，即在中斷響應后立即將和引腳電平從低電平強

18、制為高電平。 任務 中斷系統(tǒng)及中斷控制彩燈控制器制作三、相關知識：中斷系統(tǒng)及其管理2）定時/計數(shù)器中斷請求的撤銷中斷響應后，由硬件自動把定時/計數(shù)器0中斷請求標志位TF0和定時/計數(shù)器1中斷請求標志位TF1清“0”，此操作不需要用戶參與。任務 中斷系統(tǒng)及中斷控制彩燈控制器制作三、相關知識：中斷系統(tǒng)及其管理3）串行中斷請求的撤銷中斷響應后，沒有用硬件清除TI或RI，所以必須在中斷服務程序中用軟件(指令)將串行發(fā)送中斷請求標志位TI或串行接收中斷請求標志位RI清“0”。任務 中斷系統(tǒng)及中斷控制彩燈控制器制作三、相關知識：中斷系統(tǒng)及其管理任務 中斷系統(tǒng)及中斷控制彩燈控制器制作中斷處理過程三、相關知識

19、：中斷系統(tǒng)及其管理任務 中斷系統(tǒng)及中斷控制彩燈控制器制作（6）中斷編程結構在中斷處理過程中許多操作都是由單片機自動完成的，用戶要做的工作就是用中斷系統(tǒng)的4個專用寄存器進行中斷控制編程，中斷系統(tǒng)編程結構如圖4-3所示。（以外部中斷0為例）：三、相關知識：中斷系統(tǒng)及其管理任務 中斷系統(tǒng)及中斷控制彩燈控制器制作三、相關知識：中斷系統(tǒng)及其管理ORG 0000H ；單片機復位后PC=0000H，程序執(zhí)行首地址，一般需跳轉LJMP MAIN ；程序有中斷時，用LJMP指令跳過入口地址表到主程序ORG 0003H ；外部中斷0的入口地址LJMP INT_0 ；用LJMP跳轉至其它地址，INT_0為中斷入口地

20、址名ORG 0030H ；主程序存放首地址MAIN: MOV SP,#60H ；設置堆棧棧底地址，存放斷點地址或數(shù)據(jù)* ；初始化程序和主程序，需要對中斷相關寄存器設置INT_0：* ；中斷服務程序RETI ；中斷最后一條指令為RETI，返回主程序END ；程序最后用END指令表示程序結束任務 中斷系統(tǒng)及中斷控制彩燈控制器制作三、相關知識：中斷系統(tǒng)及其管理3.中斷系統(tǒng)的應用 （1）中斷初始化（2）設置堆棧指針SP（3）定義中斷優(yōu)先級（4）開放中斷 任務 中斷系統(tǒng)及中斷控制彩燈控制器制作中斷初始化應在產(chǎn)生中斷請求前完成，一般要放在主程序中，與主程序的其他初始化內(nèi)容一起完成設置。三、相關知識：中斷系

21、統(tǒng)及其管理3.中斷系統(tǒng)的應用 （1）中斷初始化（2）設置堆棧指針SP（3）定義中斷優(yōu)先級（4）開放中斷 任務 中斷系統(tǒng)及中斷控制彩燈控制器制作因中斷設計保護斷點PC地址和保護現(xiàn)場數(shù)據(jù)，且均要用堆棧實現(xiàn)保護，因此要設置適宜的堆棧深度。單片機復位時，SP=07H，當深度要求不高且工作寄存器組13組不用時，可維持復位時的狀態(tài)，深度為24字節(jié)。因為20H2FH為位尋址區(qū)，深度大于24字節(jié)時，會進入該區(qū)。當要求有一定深度時，可設置SP=60H或50H，深度分別為32字節(jié)和48字節(jié)。 三、相關知識：中斷系統(tǒng)及其管理3.中斷系統(tǒng)的應用 （1）中斷初始化（2）設置堆棧指針SP（3）定義中斷優(yōu)先級（4）開放中斷

22、 任務 中斷系統(tǒng)及中斷控制彩燈控制器制作IP為中斷優(yōu)先級控制寄存器，單元地址是B8H，MCS-51型單片機有兩個中斷優(yōu)先級：高優(yōu)先級和低優(yōu)先級。 IE1 （IE0） ：外中斷請求標志位。當P3.3引腳信號有效時，IE1由硬件自動置“1”，當CPU響應該中斷后，由片內(nèi)硬件自動清“0”（只適用于邊沿觸發(fā)方式）。當選擇電平觸發(fā)時，由軟件復位。IT1（ IT0） ：外中斷觸發(fā)方式控制位。由軟件置位或復位。若IT1=1，則觸發(fā)方式為邊沿觸發(fā)方式，當P3.3引腳出現(xiàn)下跳邊沿脈沖信號有效；若IT1=0。則觸發(fā)方式為電平觸發(fā)方式，當P3.3引腳出現(xiàn)低電平信號時有效。三、相關知識：中斷系統(tǒng)及其管理3.中斷系統(tǒng)的

23、應用 （1）中斷初始化（2）設置堆棧指針SP（3）定義中斷優(yōu)先級（4）開放中斷 任務 中斷系統(tǒng)及中斷控制彩燈控制器制作IE為中斷允許控制寄存器，單元地址是A8H，MCS-51型單片機對中斷源的開放或關閉（屏蔽）是由中斷允許控制寄存器IE控制的，可用軟件對各位分別置“1”或清“0”，從而實現(xiàn)對各中斷源的開放或關斷。EA：CPU中斷允許控制位。若EA=1，則CPU開中斷總允許；若EA=0，則CPU關中斷且屏蔽所有中斷源。EX0：外中斷中斷允許控制位。若EX0=1，則開中斷；若EX0=0，則關中斷。五、任務實施-電路設計任務 中斷系統(tǒng)及中斷控制彩燈控制器制作五、任務實施-流程圖任務 中斷系統(tǒng)及中斷控

24、制彩燈控制器制作圖4-5 主程序流程圖 圖4-6 中斷服務程序流程圖五、任務實施-源程序任務 中斷系統(tǒng)及中斷控制彩燈控制器制作五、任務實施-源程序任務 中斷系統(tǒng)及中斷控制彩燈控制器制作五、任務實施-源程序任務 中斷系統(tǒng)及中斷控制彩燈控制器制作八、擴展知識-六路數(shù)字顯示搶答器的設計應用AT89S51芯片及簡單的外圍電路，設計制作一個6人搶答器，當按下“開始”按鍵后，參賽選手進行搶答，使用1位數(shù)碼管顯示最先按鍵的選手的號碼并保持到下一次搶答開始 。任務 中斷系統(tǒng)及中斷控制彩燈控制器制作八、擴展知識-六路數(shù)字顯示搶答器的設計任務 中斷系統(tǒng)及中斷控制彩燈控制器制作八、擴展知識-六路數(shù)字顯示搶答器的設計

25、任務 中斷系統(tǒng)及中斷控制彩燈控制器制作八、擴展知識-六路數(shù)字顯示搶答器的設計任務 中斷系統(tǒng)及中斷控制彩燈控制器制作八、擴展知識-六路數(shù)字顯示搶答器的設計任務 中斷系統(tǒng)及中斷控制彩燈控制器制作單元2 定時/計數(shù)器及其應用 知識目標：1.了解單片機定時/計數(shù)器結構及原理。2.熟悉單片機定時/計數(shù)器工作方式。3.能根據(jù)定時/計數(shù)器工作方式熟練計算定時時間。技能目標：1.掌握單片機定時/計數(shù)器的初始化編程結構。2.能熟練設計方波控制器硬件電路。3.能熟練設計方波控制器軟件程序。4.掌握方波控制器硬件電路安裝和調試方法。任務 定時/計數(shù)器原理及定時/計數(shù)控制的方波制作 一、任務描述 工作任務要 求理解定

26、時/計數(shù)器有關知識 熟練掌握定時/計數(shù)器編程方法 方波控制器硬件電路設計 掌握方波控制器硬件電路設計方法彩燈控制器軟件電路設計掌握方波控制器軟件設計方法方波控制器硬件電路安裝和調試 掌握方波控制器硬件電路安裝和調試方法二、任務分析在單片機應用系統(tǒng)中，為實現(xiàn)定時控制和對外部事件進行計數(shù)，需要用到單片機內(nèi)部的另一重要功能：定時/計數(shù)器。這樣我們要首先明確定時/計數(shù)器工作方式；通過指令控制定時/計數(shù)器。任務 定時/計數(shù)器原理及定時/計數(shù)控制的方波制作 二、任務內(nèi)容用定時/計數(shù)器T1工作方式1，產(chǎn)生周期為2ms的方波，并經(jīng)P1.0輸出；設單片機晶振頻率為6MHZ。電路原理圖如圖4-16所示。1.采用中

27、斷方式進行定時/計數(shù)器溢出處理；2.采用查詢方式進行定時/計數(shù)器溢出處理；任務 定時/計數(shù)器原理及定時/計數(shù)控制的方波制作 二、任務分析-方波電路原理圖任務 定時/計數(shù)器原理及定時/計數(shù)控制的方波制作 三、相關知識：定時/計數(shù)器原理51系列單片機有兩個16位可編程定時/計數(shù)器T0和T1，簡稱為定時器0和定時器1。 T0和T1分別由兩個獨立的8位專用寄存器組成，即T0由TH0和TL0組成，T1由TH1和TL1組成，用于存放定時/計數(shù)器的初值及對外部或內(nèi)部脈沖進行計數(shù)。定時/計數(shù)器工作方式寄存器TMOD用于進行定時或計數(shù)功能選擇、啟動方式選擇及工作方式選擇。定時/計數(shù)器控制寄存器TCON用于啟?？?/p>

28、制及計數(shù)溢出控制。任務 定時/計數(shù)器原理及定時/計數(shù)控制的方波制作 三、相關知識：定時/計數(shù)器原理1定時當定時/計數(shù)器工作方式寄存器TMOD中的功能選擇位為0時，工作于定時方式。此時T0或T1對內(nèi)部計數(shù)脈沖(由晶體振蕩器產(chǎn)生的振蕩信號經(jīng)12分頻得到的脈沖信號)進行計數(shù)，由于此時的計數(shù)脈沖信號頻率與機器周期信號頻率相等，所以可以將T0或T1看成是對機器周期信號進行計數(shù)，即1個機器周期輸入1個計數(shù)脈沖，定時器加1。當定時/計數(shù)器控制寄存器TCON中的啟動控制位TR0和TR1為1時，定時器就從某一初始值開始計數(shù)，每個機器周期定時器加1，當計數(shù)值達到最大值時，計數(shù)溢出，則將定時器的溢出標志位TF0或T

29、F1置“1”，發(fā)出一次中斷請求。 任務 定時/計數(shù)器原理及定時/計數(shù)控制的方波制作 三、相關知識：定時/計數(shù)器原理2計數(shù)當定時/計數(shù)器工作方式寄存器TMOD中的功能選擇位為1時，工作于計數(shù)方式。此時計數(shù)器T0或T1對外部輸入脈沖計數(shù)，每來一個外部輸入脈沖信號，定時器就加1。在計數(shù)工作方式時，單片機在每個機器周期對外部引腳T0（P3.4）或T1（P3.5）的電平進行一次采樣，當在某一機器周期采樣到高電平，在下一機器周期采樣到低電平時，則在第三個機器周期定時器加1；所以在計數(shù)工作方式時，是對外部輸入的負脈沖進行計數(shù)，計數(shù)器每次加1需用2個機器周期，則計數(shù)脈沖信號的最高工作頻率為機器周期信號頻率的二

30、分之一。與定時工作方式相同，當TCON中的TR0和TR1位為1時，定時器開始工作，從某一初始值開始計數(shù)，每來一個外部計數(shù)脈沖，定時器就加1，當計數(shù)值達到最大值時，計數(shù)溢出，將溢出標志位TF0或TF1置“1”，發(fā)出一次中斷請求。任務 定時/計數(shù)器原理及定時/計數(shù)控制的方波制作 三、相關知識：定時/計數(shù)器原理3定時/計數(shù)器控制(1) 定時/計數(shù)器工作方式寄存器（TMOD）TMOD是特殊功能寄存器區(qū)中的一個寄存器，地址為89H，其功能是對T0和T1的功能、工作方式及啟動方式進行控制，其各位的定義見表4-11所示，高4位對T1進行控制，低4位對T0進行控制，高4位與低4位的作用相同。 任務 定時/計數(shù)

31、器原理及定時/計數(shù)控制的方波制作 三、相關知識：定時/計數(shù)器原理3定時/計數(shù)器控制(1) 定時/計數(shù)器工作方式寄存器（TMOD）TMOD是特殊功能寄存器區(qū)中的一個寄存器，地址為89H，其功能是對T0和T1的功能、工作方式及啟動方式進行控制，其各位的定義見表4-11所示，高4位對T1進行控制，低4位對T0進行控制，高4位與低4位的作用相同。 任務 定時/計數(shù)器原理及定時/計數(shù)控制的方波制作 T1T0D7D6D5D4D3D2D1D0GATEM1M0GATEM1M0三、相關知識：定時/計數(shù)器原理(1) 定時/計數(shù)器工作方式寄存器（TMOD）任務 定時/計數(shù)器原理及定時/計數(shù)控制的方波制作 T1T0D

32、7D6D5D4D3D2D1D0GATEM1M0GATEM1M0門空位：當GATE0時，定時/計數(shù)器僅受TR(TR0或TR1)控制，當TR為1時，定時器開始工作，此時稱軟啟動方式；當GATE1時，只有外部引腳 P3.2或P3.3為高電平，且TR為1時，定時/計數(shù)器才工作，如兩個信號中任意一個為低電平，則定時器不工作，此時稱為硬啟動方式。 三、相關知識：定時/計數(shù)器原理(1) 定時/計數(shù)器工作方式寄存器（TMOD）任務 定時/計數(shù)器原理及定時/計數(shù)控制的方波制作 T1T0D7D6D5D4D3D2D1D0GATEM1M0GATEM1M0功能選擇位：當=0時設定為定時器工作方式；當=1時設定為計數(shù)器工

33、作方式。工作方式選擇位：M1和M0組合可以定義4種工作方式 。三、相關知識：定時/計數(shù)器原理任務 定時/計數(shù)器原理及定時/計數(shù)控制的方波制作 M1 M0工作方式功能說明0 0方式013位定時/計數(shù)器0 1方式116位定時/計數(shù)器1 0方式2自動重裝8位初值計數(shù)器1 1方式3T0：分為兩個8位獨立計數(shù)器；T1：停止計數(shù)三、相關知識：定時/計數(shù)器原理(2) 定時/計數(shù)器控制寄存器（TCON）TCON在特殊功能寄存器區(qū)中的地址為88H，可位尋址，其功能是對定時/計數(shù)器的啟動、停止，計數(shù)溢出中斷請求及外部中斷請求和外部中斷觸發(fā)方式進行控制。其中高4位是對定時/計數(shù)器進行控制，低4位是對外部中斷進行控制

34、 。任務 定時/計數(shù)器原理及定時/計數(shù)控制的方波制作 三、相關知識：定時/計數(shù)器原理溢出標志位：當計數(shù)滿溢出時由硬件將TF1（TF0）置“1”。當采用中斷方式進行計數(shù)溢出處理時(中斷開放)，由硬件查詢到TF1（TF0）為1時，產(chǎn)生定時器中斷，進行定時器中斷服務處理，在中斷響應后由硬件自動將TF1（TF0）清“0”。當采用查詢方式進行計數(shù)溢出處理時(中斷關閉)，由程序查詢到TF1（TF0）為1時，進行定時器溢出處理，在程序中用指令將TF1（TF0）清“0”。運行控制位：當TR0=1（TR1=1）時，T0（T1）開始計數(shù)；當TR0=0（TR1=1）時，T0（T1）停止計數(shù)。任務 定時/計數(shù)器原理及

35、定時/計數(shù)控制的方波制作 三、相關知識：定時/計數(shù)器原理4定時/計數(shù)器工作方式（1）方式0方式0是13位計數(shù)長度的工作方式，由TH0的8位和TL0的低5位構成，TL0高3位未用。定時/計數(shù)器0工作在方式0的結構如圖4-11所示。任務 定時/計數(shù)器原理及定時/計數(shù)控制的方波制作 三、相關知識：定時/計數(shù)器原理4定時/計數(shù)器工作方式（1）方式0當 0時，多路轉換開關接通振蕩器的12分頻輸出，13位計數(shù)器對此脈沖信號(即機器周期)進行計數(shù)。計數(shù)器從某一計數(shù)初值開始每個機器周期加1，當加到n個1時計數(shù)器溢出(到達計數(shù)器的最大值)，計數(shù)器從初值計數(shù)到最大值(最大值與初值之差n稱為計數(shù)器的計數(shù)值)所用機器

36、周期數(shù)為n，則所用時間為n個機器周期。因此改變不同的計數(shù)值n(即改變計數(shù)初值，因最大值是固定的)，可以實現(xiàn)不同的定時時間，這就是定時/計數(shù)器的定時工作原理。 任務 定時/計數(shù)器原理及定時/計數(shù)控制的方波制作 三、相關知識：定時/計數(shù)器原理定時時間為：當 1時，多路轉換開關接通計數(shù)引腳T0(P3.4)，計數(shù)脈沖由外部輸入，當計數(shù)脈沖發(fā)生負跳變時，計數(shù)器加1，從而實現(xiàn)對外部信號的計數(shù)功能。無論是定時還是計數(shù)功能，計數(shù)溢出時，硬件自動把13位計數(shù)器清“0”，同時硬件將溢出標志位TF0置“1”。 任務 定時/計數(shù)器原理及定時/計數(shù)控制的方波制作 三、相關知識：定時/計數(shù)器原理當門控位GATE=0時，或

37、門輸出高電平，與門的輸出只受控制位TR0控制。如果TR00，則與門輸出為低電平，控制開關斷開，定時/計數(shù)器停止計數(shù)。如TR01，則與門輸出為高電平，控制開關閉合，定時/計數(shù)器工作。此時稱定時/計數(shù)器為軟啟動方式。當GATE=1時，只有TR0和 同時為高電平，定時/計數(shù)器才工作，否則任意一個信號為低電平，定時/計數(shù)器就不工作,此時稱定時/計數(shù)器為硬啟動方式。任務 定時/計數(shù)器原理及定時/計數(shù)控制的方波制作 三、相關知識：定時/計數(shù)器原理(2) 方式1方式1是16位計數(shù)長度的工作方式，由TH0的8位和TL0的8位構成。其結構和工作原理與方式0完全相同，所不同的只是計數(shù)器的位數(shù)。方式1的定時時間為：

38、 任務 定時/計數(shù)器原理及定時/計數(shù)控制的方波制作 三、相關知識：定時/計數(shù)器原理(3) 方式2方式2為具有初值重裝功能的8位計數(shù)器，其結構如圖4-12所示。任務 定時/計數(shù)器原理及定時/計數(shù)控制的方波制作 三、相關知識：定時/計數(shù)器原理(3) 方式2在方式2中，TL0用作8位計數(shù)器，TH0用作保存計數(shù)初值。在定時器初始化編程時，TL0和TH0由指令賦予相同的初值。一旦TL0計數(shù)溢出，則將TF0置“1”，同時將保存在TH0中的計數(shù)初值自動重裝入TL0，繼續(xù)計數(shù)，TH0中的內(nèi)容保持不變，即TL0是一個自動恢復初值的8位計數(shù)器。定時時間為： 任務 定時/計數(shù)器原理及定時/計數(shù)控制的方波制作 三、相

39、關知識：定時/計數(shù)器原理(4) 方式31）T0工作于方式3T0工作于方式3時的結構如圖4-13所示。 任務 定時/計數(shù)器原理及定時/計數(shù)控制的方波制作 三、相關知識：定時/計數(shù)器原理在方式3下，定時器/計數(shù)器0被拆成兩個獨立的8位的計數(shù)器TL0和TH0。其中TL0 既可以作計數(shù)功能使用，又可以作定時功能使用，占用了原T0的控制位、引腳和中斷源，即、GATE、TR0、TF0和T0 (P3.4)引腳、引腳均用于TL0的控制。對于TH0只能作定時功能使用，同時借用了定時/計數(shù)器1的運行控制位TR1和溢出標志位TF1，并占用了T1的中斷源。TH0啟動和停止僅受TR1控制，而計數(shù)溢出時則置位TF1。任務

40、 定時/計數(shù)器原理及定時/計數(shù)控制的方波制作 三、相關知識：定時/計數(shù)器原理2）T0工作于方式3時的T1當定時/計數(shù)器T0工作在方式3時，定時/計數(shù)器T1可工作在方式0、方式1和方式2，此時T1的結構如圖4-14所示。 任務 定時/計數(shù)器原理及定時/計數(shù)控制的方波制作 三、相關知識：定時/計數(shù)器原理由于TR1、TF1和T1中斷源均被定時/計數(shù)器0占用，此時僅有控制位切換其定時或計數(shù)工作方式，計數(shù)溢出時，只能將輸出送入串行口。在這種情況下定時/計數(shù)器1一般用作波特率發(fā)生器。只要設置好工作方式，便可自動開始運行。如果要停止工作，只需要把定時/計數(shù)器1設置成工作方式3就可以了。 任務 定時/計數(shù)器原

41、理及定時/計數(shù)控制的方波制作 三、相關知識：定時/計數(shù)器原理（6）定時器初始化編程1）定時/計數(shù)器組成及控制單片機定時/計數(shù)器的基本結構如圖4-15所示。任務 定時/計數(shù)器原理及定時/計數(shù)控制的方波制作 三、相關知識：定時/計數(shù)器原理兩個16位定時/計數(shù)器T0和T1，及兩個定時/計數(shù)器控制用寄存器TCON和TMOD組成。其中T0由兩個8位寄存器TH0(地址為8CH)和TL0(地址為8AH)組成，T1由兩個8位寄存器TH1(地址為8DH)和TL1(地址為8BH)組成。T0和T1用于存放定時或計數(shù)的初值，并對內(nèi)部脈沖(定時)或外部脈沖(計數(shù))進行加1計數(shù)。定時/計數(shù)器控制寄存器TCON主要用于定時

42、/計數(shù)器的啟動、停止及計數(shù)溢出控制，定時/計數(shù)器方式寄存器TMOD用于定時或計數(shù)功能選擇、工作方式選擇及啟動方式選擇控制。任務 定時/計數(shù)器原理及定時/計數(shù)控制的方波制作 三、相關知識：定時/計數(shù)器原理2）定時/計數(shù)器初始化編程在定時器初始化階段，用戶要作的工作就是設定采用哪個定時器及其工作方式、計算定時器的定時/計數(shù)初值、根據(jù)需要開放定時/計數(shù)器中斷及優(yōu)先級設定、啟動定時器工作，所以在使用定時/計數(shù)器時在主程序中要先對其進行初始化，使其按設定的功能工作。初始化步驟如圖4-16所示。任務 定時/計數(shù)器原理及定時/計數(shù)控制的方波制作 三、相關知識：定時/計數(shù)器原理任務 定時/計數(shù)器原理及定時/計

43、數(shù)控制的方波制作 圖4-16 定時/計數(shù)器初始化步驟三、相關知識：定時/計數(shù)器原理典型結構如下(以定時器0為例)：MOV TMOD, #*；定時器及其工作方式設定MOV TH0, #*；定時器0定時/計數(shù)高位初值MOV TL0, #* ；定時器0定時/計數(shù)低位初值MOV IE, #82H ；開放定時器中斷MOV IP, #* ；定時器優(yōu)先級SETB TR0 ；啟動定時器0任務 定時/計數(shù)器原理及定時/計數(shù)控制的方波制作 三、相關知識：定時/計數(shù)器原理典型結構如下(以定時器0為例)：MOV TMOD, #*；定時器及其工作方式設定MOV TH0, #*；定時器0定時/計數(shù)高位初值MOV TL0,

44、 #* ；定時器0定時/計數(shù)低位初值MOV IE, #82H ；開放定時器中斷MOV IP, #* ；定時器優(yōu)先級SETB TR0 ；啟動定時器0任務 定時/計數(shù)器原理及定時/計數(shù)控制的方波制作 五、任務實施分析：P1.0產(chǎn)生2ms的方波，只需1ms對P1.0取反一次即可，所以定時/計數(shù)器定時時間為1ms。1.采用中斷方式進行定時/計數(shù)器溢出處理；（1）計算定時/計數(shù)器初值設定時/計數(shù)器初值為X，則初值的計算公式為：1）定時方式定時時間：t=計數(shù)值n機器周期TM =（定時/計數(shù)器最大值M-定時/計數(shù)器初值X）機器周期TM=(M-X) TM所以初值：X=M-t/ TM任務 定時/計數(shù)器原理及定時

45、/計數(shù)控制的方波制作 三、相關知識：定時/計數(shù)器原理（2）計數(shù)方式計數(shù)值n=定時/計數(shù)器最大值M-定時/計數(shù)器初值X所以初值X=M-n在本設計任務中晶振頻率為6MHz，所以機器周期為：采用定時功能工作方式1，所以初值為： 任務 定時/計數(shù)器原理及定時/計數(shù)控制的方波制作 五、任務實施（3）TMOD設置如表4-14所示。T1定時、工作方式1、軟啟動，所以TMOD設置為：TMOD=10H。表4-14 TMOD的設置任務 定時/計數(shù)器原理及定時/計數(shù)控制的方波制作 五、任務實施-程序設計任務 定時/計數(shù)器原理及定時/計數(shù)控制的方波制作 五、任務實施-采用查詢方式任務 定時/計數(shù)器原理及定時/計數(shù)控制

46、的方波制作 七、擴展知識-十字路口交通信號燈控制系統(tǒng)設計任務 定時/計數(shù)器原理及定時/計數(shù)控制的方波制作 十字路口交通信號燈控制系統(tǒng)要求如下：（1）東西方向：綠燈先亮55s后閃亮3s，然后黃燈亮2s，最后紅燈亮60s；（2）南北方向：紅燈先亮60s，然后綠燈亮55s后閃亮3s，最后黃燈亮2s。具體工作狀態(tài)如表4-17所示。要求編制十字路口交通信號燈控制程序如下：（1）采用定時器查詢方式實現(xiàn)十字路口交通信號燈控制。（2）采用定時器中斷方式實現(xiàn)十字路口交通信號燈控制。七、擴展知識-十字路口交通信號燈控制系統(tǒng)設計任務 定時/計數(shù)器原理及定時/計數(shù)控制的方波制作 表4-17 十字路口交通信號燈工作狀態(tài)

47、表東西方向信號綠燈亮綠燈閃亮黃燈亮紅燈亮時間55s3次共3s2s60s南北方向信號紅燈亮綠燈亮綠燈閃亮黃燈亮時間60s55s3次共3s2s七、擴展知識-十字路口交通信號燈控制系統(tǒng)設計任務 定時/計數(shù)器原理及定時/計數(shù)控制的方波制作 （2）程序設計1）初始化首先用MOV TMOD,#01H指令設定定時器0工作用方式1，由于定時器1的最大延時時間為65.536ms，為便于計算我們延時50ms，則定時器的初值為65536-50000=15536，轉換成十六進制數(shù)為3CB0H，所以用指令MOV TH0，#3CH和MOV TL0，#0B0H設定定時器0的初值，最后用指令SETB TR0啟動定時器T0。七

48、、擴展知識-十字路口交通信號燈控制系統(tǒng)設計任務 定時/計數(shù)器原理及定時/計數(shù)控制的方波制作 2）正常工作狀態(tài)單片機上電后，首先是東西綠燈和南北紅燈亮，此時應用MOV P1，#0F3H指令實現(xiàn)；用指令MOV R0，#110實現(xiàn)55s延時，55s后東西綠燈閃爍，南北紅燈亮，此時每隔0.5s應用CPL P1.3指令實現(xiàn)；3秒后東西黃燈亮，南北紅燈亮此時應用MOV P1,#0EBH指令實現(xiàn)；2s后東西紅燈亮，南北綠燈亮此時應用MOV P1，#0DEH指令實現(xiàn)；55s后南北綠燈閃爍，東西紅燈亮，此時每隔1s應用CPL P1.0指令實現(xiàn)；3s后南北黃燈亮，東西紅燈亮，應用MOV P1，#0DDH指令實現(xiàn)，

49、2s后完成一個周期，繼續(xù)循環(huán)運行。 七、擴展知識-十字路口交通信號燈控制系統(tǒng)設計任務 定時/計數(shù)器原理及定時/計數(shù)控制的方波制作 圖4-19 十字路口交通信號燈控制電路原理圖七、擴展知識-十字路口交通信號燈控制系統(tǒng)設計任務 定時/計數(shù)器原理及定時/計數(shù)控制的方波制作 2）正常工作狀態(tài)單片機上電后，首先是東西綠燈和南北紅燈亮，此時應用MOV P1，#0F3H指令實現(xiàn)；用指令MOV R0，#110實現(xiàn)55s延時，55s后東西綠燈閃爍，南北紅燈亮，此時每隔0.5s應用CPL P1.3指令實現(xiàn)；3秒后東西黃燈亮，南北紅燈亮此時應用MOV P1,#0EBH指令實現(xiàn)；2s后東西紅燈亮，南北綠燈亮此時應用M

50、OV P1，#0DEH指令實現(xiàn)；55s后南北綠燈閃爍，東西紅燈亮，此時每隔1s應用CPL P1.0指令實現(xiàn)；3s后南北黃燈亮，東西紅燈亮，應用MOV P1，#0DDH指令實現(xiàn)，2s后完成一個周期，繼續(xù)循環(huán)運行。 七、擴展知識-十字路口交通信號燈控制系統(tǒng)設計任務 定時/計數(shù)器原理及定時/計數(shù)控制的方波制作 3）延時子程序由于程序中綠燈有閃爍狀態(tài)且周期是1s，即0.5s高電平，0.5s低電平，所以延時子程序為0.5s延時，又由于定時器計滿后為50ms，所以用0.5s需要查詢10次，當TF0變?yōu)?時表示50ms時間到，再將計數(shù)值減1判斷是否為0，若若不為0則繼續(xù)延時，若為0則表示0.5s時間到，再通

51、過R0中不同的數(shù)值實現(xiàn)55s、0.5s和2s延時。 按以上任務分析繪制的主程序流程如圖4-20所示。七、擴展知識-十字路口交通信號燈控制系統(tǒng)設計任務 定時/計數(shù)器原理及定時/計數(shù)控制的方波制作 3）延時子程序由于程序中綠燈有閃爍狀態(tài)且周期是1s，即0.5s高電平，0.5s低電平，所以延時子程序為0.5s延時，又由于定時器計滿后為50ms，所以用0.5s需要查詢10次，當TF0變?yōu)?時表示50ms時間到，再將計數(shù)值減1判斷是否為0，若若不為0則繼續(xù)延時，若為0則表示0.5s時間到，再通過R0中不同的數(shù)值實現(xiàn)55s、0.5s和2s延時。 按以上任務分析繪制的主程序流程如圖4-20所示。七、擴展知識

52、-十字路口交通信號燈控制系統(tǒng)設計任務 定時/計數(shù)器原理及定時/計數(shù)控制的方波制作 七、擴展知識-十字路口交通信號燈控制系統(tǒng)設計任務 定時/計數(shù)器原理及定時/計數(shù)控制的方波制作 單元3 單片機通信控制系統(tǒng)設計知識目標：1.了解單片機中斷系統(tǒng)原理。2.認識單片機中斷系統(tǒng)執(zhí)行過程。3.理解單片機中斷系統(tǒng)編程結構。技能目標：靈活應用中斷方式進行編程。2.靈活應用中斷進行彩燈控制器硬件電路設計方法。3.掌握應用中斷進行彩燈控制器軟件設計方法。4.掌握應用中斷彩燈控制器調試的方法和技能。任務 單片機串行通信原理及雙機通信制作一、任務描述 工作任務要 求了解單片機通信有關知識掌握單片機通信編程方法單片機通信

53、控制器硬件電路設計掌握單片機通信控制器硬件電路設計方法單片機通信控制器軟件電路設計掌握單片機通信控制器軟件設計方法單片機通信控制器硬件電路安裝和調試掌握單片機通信控制器硬件電路安裝和調試方法二、任務分析串行通信是單片機與外界交換信息的一種基本通信方式，51系列單片機配置了一個全雙工的異步串行通信接口UART，通過RXD (P3.0)引腳接收串行數(shù)據(jù)，通過TXD(P3.1)引腳發(fā)送串行數(shù)據(jù)，此接口也可用作同步移位寄存器方式下的串行擴展接口。任務 單片機串行通信原理及雙機通信制作二、任務分析要掌握單片機與外界通信必須明確以下知識：1.通信基礎知識。2.串行通信控制。3.串行口工作方式。4.串行口初

54、始化編程。任務 單片機串行通信原理及雙機通信制作二、任務分析任務內(nèi)容：兩只單片機采用進行串行通信，要求如下：（1）甲機發(fā)送一信號數(shù)據(jù)AAH，乙機在正確接收到該信號數(shù)據(jù)后，使接于P0.0的LED閃爍3次，同時給甲機發(fā)送一接收正確應答信號BBH；（2）乙機沒能正確接收到該信號數(shù)據(jù)時，使接于P0.1的LED點亮，同時給甲機發(fā)送一接收錯誤應答信號FFH；（3）甲機若收到BBH應答信號，則使接于P0.0的LED閃爍3次，甲機若收到FFH應答信號，則使接于P0.1的LED點亮。通過單片機雙機通信制作，使學生掌握單片機串行通信控制過程及串行通信程序設計方法。 任務 單片機串行通信原理及雙機通信制作三、相關知

55、識: 通信基礎知識（1）并行通信與串行通信系統(tǒng)之間的信息交換稱為通信，通信的基本方式分為并行通信和串行通信兩種，并行通信和串行通信示意圖如圖4-21所示。任務 單片機串行通信原理及雙機通信制作任務 單片機串行通信原理及雙機通信制作圖4-21 并行通信和串行通信示意圖三、相關知識: 通信基礎知識（1）并行通信與串行通信并行通信是數(shù)據(jù)的各位同時發(fā)送或接收數(shù)據(jù)，例如主機內(nèi)部CPU與硬盤或光驅的通信，其特點是傳送速度快，缺點是連接線較多，不利于遠距離通信；串行通信是數(shù)據(jù)的各位依次逐位發(fā)送或接收，例如單片機與單片機或PC之間的通信，其優(yōu)點是連接線較少，適合遠距離通信，缺點是傳送速度慢。任務 單片機串行通

56、信原理及雙機通信制作三、相關知識: 通信基礎知識（2）異步通信與同步通信異步通信是指通信的發(fā)送與接收設備使用各自的時鐘控制數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收過程。異步通信是以幀為單位進行傳輸，一幀數(shù)據(jù)包含起始位、數(shù)據(jù)位、校驗位和停止位，異步通信依靠起始位和停止位保持通信同步，其數(shù)據(jù)幀格式如圖4-22所示。任務 單片機串行通信原理及雙機通信制作任務 單片機串行通信原理及雙機通信制作圖4-22 異步串行通信數(shù)據(jù)幀格式起始位：表示發(fā)送端開始發(fā)送一幀數(shù)據(jù)，位于字符幀的開頭，只占一位，為邏輯0（低電平）；數(shù)據(jù)位：位于起始位的后面，低位在前，高位在后，一般為8位或9位；檢驗位：位于數(shù)據(jù)位的后面，只占一位，根據(jù)需要采用奇校驗

57、或偶校驗；停止位：表示一幀數(shù)據(jù)發(fā)送完畢，位于數(shù)據(jù)幀末尾，通?？扇?位、1.5位、2位，位邏輯1（高電平）。三、相關知識: 通信基礎知識（2）異步通信與同步通信同步通信是指發(fā)送方時鐘和接收方時鐘嚴格一致的通信方式。同步通信依靠同步字符保持通信同步，由1-2個同步字符和多字節(jié)數(shù)據(jù)位組成。同步字符作為起始位以觸發(fā)同步時鐘開始發(fā)送或接收數(shù)據(jù)，每位占用的時間相等。多字節(jié)數(shù)據(jù)之間若沒有數(shù)據(jù)傳送，便用同步字符來填充。任務 單片機串行通信原理及雙機通信制作三、相關知識: 通信基礎知識（3）單工、半雙工與全雙工通信串行通信按照數(shù)據(jù)傳送方向可分為單工、半雙工、全雙工三種方式。單工：甲乙雙方通信時只能單向傳遞數(shù)據(jù)，

58、發(fā)送方和接收方固定；半雙工：通信雙方都具有發(fā)送器和接收器，既可發(fā)送也可接收，但不能同時接收和發(fā)送；全雙工：通信雙方均具有發(fā)送和接收器，可實現(xiàn)甲乙雙方同時發(fā)送和接收數(shù)據(jù)。任務 單片機串行通信原理及雙機通信制作三、相關知識: 通信基礎知識（4）傳輸速率數(shù)據(jù)的傳輸速率用比特率表示。比特率是指每秒鐘傳輸?shù)亩M制代碼的位數(shù)，單位是位/秒（bps）。常用的比特率有9600bps、4800bps、2400bps等。任務 單片機串行通信原理及雙機通信制作三、相關知識: 串行通信控制（1）串行數(shù)據(jù)緩沖器SBUFMCS-51單片機的全雙工串行口包含串行發(fā)送器和接收器，有兩個物理上獨立的發(fā)送緩沖器和接收緩沖器，串行

59、口結構如圖4-23所示。串行數(shù)據(jù)緩沖器SBUF是一個可直接尋址的專用寄存器，在邏輯上SBUF具有同一個單元地址99H，CPU通過不同的操作指令來區(qū)別這兩個寄存器，所以不會因地址和名稱相同而產(chǎn)生錯誤。任務 單片機串行通信原理及雙機通信制作任務 單片機串行通信原理及雙機通信制作圖4-23 串行口結構三、相關知識: 串行通信控制（2）串行口控制寄存器SCONSCON是51系列單片機的一個可位尋址的專用寄存器，用于串行通信方式選擇、接收和發(fā)送控制、串行口狀態(tài)指示等，其內(nèi)容及位地址見表4-19。任務 單片機串行通信原理及雙機通信制作表4-19 串行口控制寄存器SCON內(nèi)容及位地址表位地址9FH9EH9D

60、H9CH9BH9AH99H98H位符號SM0SM1SM2RENTB8RB8TIRI三、相關知識: 串行通信控制三、相關知識: 串行通信控制（2）串行口控制寄存器SCON 串行口工作方式選擇位：串行口有4種工作方式，根據(jù)SM0和SM1的值確定串行口采用哪種工作方式；多機通信控制位：當串行口工作于方式2或方式3時，SM2用于主-從多機通信控制；允許接收控制位：REN=1允許接收，REN=0禁止接收；發(fā)送第9位：多機通信時發(fā)送數(shù)據(jù)的第9位，TB8=1表示發(fā)送地址幀，TB8=0表示發(fā)送數(shù)據(jù)幀，也可作為奇偶校驗位用；任務 單片機串行通信原理及雙機通信制作三、相關知識: 串行通信控制（2）串行口控制寄存器