單片機(jī)第四章外圍模塊

1、單片機(jī)第四章外圍模塊1第1頁，共106頁，2022年，5月20日，3點(diǎn)1分，星期二4-1 并行口及其應(yīng)用51系列單片機(jī)的并行口，按特性可分類為：?jiǎn)我坏臏?zhǔn)雙向口(如89C52的P1.2P1.7)多功能復(fù)用的準(zhǔn)雙向口(如89C52的P1.0、P1.1，P3.0P3.7)可作地址總線輸出口的準(zhǔn)雙向口(P2)可作地址/數(shù)據(jù)總線口的三態(tài)雙向口(P0)2第2頁，共106頁，2022年，5月20日，3點(diǎn)1分，星期二每個(gè)I/O線均由鎖存器，輸出電路和輸入緩沖器組成。每一條口線可獨(dú)立用作輸入和輸出。作輸出時(shí)可鎖存數(shù)據(jù)，輸入時(shí)可緩沖數(shù)據(jù)。CPU對(duì)口的讀操作有兩種：讀修改寫操作（讀口鎖存器狀態(tài)）例：ANL P0，A

2、 ；(P0)(P0)(A) ORL P0，#data ；(P0)(P0)data DEC P0 ；(P0)(P0) -1讀引腳操作（讀口引腳上外部輸入信息）例 MOV A，P13第3頁，共106頁，2022年，5月20日，3點(diǎn)1分，星期二4第4頁，共106頁，2022年，5月20日，3點(diǎn)1分，星期二4-1-1 P0 口 P0口是一個(gè)三態(tài)雙向口，可作為地址/數(shù)據(jù)分時(shí)復(fù)用口，也可作為通用I/O接口。 其1位的結(jié)構(gòu)原理如下圖所示。P0口由8個(gè)這樣的電路組成。5第5頁，共106頁，2022年，5月20日，3點(diǎn)1分，星期二P0口1位結(jié)構(gòu)圖起輸出鎖存作用，8個(gè)鎖存器構(gòu)成了SFRP0V1、V2組成輸出驅(qū)動(dòng)器

3、，以增大帶負(fù)載能力三態(tài)門1是引腳輸入緩沖器讀鎖存器端口6第6頁，共106頁，2022年，5月20日，3點(diǎn)1分，星期二 2地址/數(shù)據(jù)分時(shí)復(fù)用功能 當(dāng)P0口作為地址/數(shù)據(jù)分時(shí)復(fù)用總線時(shí)，可分為兩種情況：一種是從P0口輸出地址或數(shù)據(jù)，另一種是從P0口輸入數(shù)據(jù)。 7第7頁，共106頁，2022年，5月20日，3點(diǎn)1分，星期二在訪問片外存儲(chǔ)器而需從P0口輸出地址或數(shù)據(jù)信號(hào)時(shí)，控制信號(hào)應(yīng)為高電平“1”，使轉(zhuǎn)換開關(guān)MUX把反相器4的輸出端與V1接通，同時(shí)把與門3打開。1)當(dāng)?shù)刂坊驍?shù)據(jù)為“1”時(shí)，經(jīng)反相器4使V1截止，而經(jīng)與門3使V2導(dǎo)通，P0.x引腳上出現(xiàn)相應(yīng)的高電平“1”； 2)當(dāng)?shù)刂坊驍?shù)據(jù)為0時(shí)，經(jīng)反相

4、器4使V1導(dǎo)通而V2截止，引腳上出現(xiàn)相應(yīng)的低電平0。這樣就將地址/數(shù)據(jù)的信號(hào)輸出。8第8頁，共106頁，2022年，5月20日，3點(diǎn)1分，星期二3通用I/O接口功能 當(dāng)P0口作為通用I/O口使用，在CPU向端口輸出數(shù)據(jù)時(shí)，對(duì)應(yīng)的控制信號(hào)為0，轉(zhuǎn)換開關(guān)把輸出級(jí)與鎖存器Q端接通，同時(shí)因與門3輸出為0使V2截止，此時(shí)，輸出級(jí)是漏極開路電路。當(dāng)寫脈沖加在鎖存器時(shí)鐘端CLK上時(shí)，與內(nèi)部總線相連的D端數(shù)據(jù)取反后出現(xiàn)在Q端，又經(jīng)輸出V1反相，在P0引腳上出現(xiàn)的數(shù)據(jù)正好是內(nèi)部總線的數(shù)據(jù)。當(dāng)要從P0口輸入數(shù)據(jù)時(shí)，引腳信息仍經(jīng)輸入緩沖器進(jìn)入內(nèi)部總線。9第9頁，共106頁，2022年，5月20日，3點(diǎn)1分，星期二總

5、之：一 P0口作為一般I/O口使用 1 P0口用作輸出口：必須外接上拉電阻，才有高電平輸出。2 P0口作輸入口：先向端口鎖存器寫入“1”。二 P0口作為地址/數(shù)據(jù)總線使用1 以P0口引腳輸出低8位地址或數(shù)據(jù)信息2 由P0口輸入數(shù)據(jù)三 P0口可驅(qū)動(dòng)8個(gè)LSTTL電路10第10頁，共106頁，2022年，5月20日，3點(diǎn)1分，星期二4-1-2 P1口（準(zhǔn)雙向口）11第11頁，共106頁，2022年，5月20日，3點(diǎn)1分，星期二P1.0、P1.1為多功能雙向口， P1.2P1.7為單一功能準(zhǔn)雙向口。P1口的第一功能是準(zhǔn)雙向口，每一位可分別定義為輸入線或輸出線。輸出驅(qū)動(dòng)部分由場(chǎng)效應(yīng)管V1與內(nèi)部上拉電阻

6、組成。當(dāng)其某位輸出高電平時(shí)，可以提供上拉電流負(fù)載。12第12頁，共106頁，2022年，5月20日，3點(diǎn)1分，星期二P1的某一位作為輸入線時(shí)，該位的口鎖存器必須保持“1”。使輸出場(chǎng)效應(yīng)管截止。該引腳才可由內(nèi)部拉高電路拉成高電平，或由外部電路拉成低電平。P1口具有驅(qū)動(dòng)4個(gè)LSTTL負(fù)載的能力。13第13頁，共106頁，2022年，5月20日，3點(diǎn)1分，星期二14第14頁，共106頁，2022年，5月20日，3點(diǎn)1分，星期二4-1-3 P2口（準(zhǔn)雙向口）15第15頁，共106頁，2022年，5月20日，3點(diǎn)1分，星期二 當(dāng)作為準(zhǔn)雙向通用I/O口使用時(shí)： 控制信號(hào)使轉(zhuǎn)換開關(guān)接向左側(cè)，鎖存器Q端經(jīng)反相

7、器3接V1，其工作原理與P1相同，也具有輸入、輸出、端口操作三種工作方式，負(fù)載能力也與P1相同。 16第16頁，共106頁，2022年，5月20日，3點(diǎn)1分，星期二1 系統(tǒng)中外接程序存儲(chǔ)器時(shí)：P2口輸出程序存儲(chǔ)器的高8位地址，不作I/O口使用。2 系統(tǒng)中無外接程序存儲(chǔ)器，而擴(kuò)展有片外RAM的系統(tǒng)中： 片外RAM的容量256B：P2口仍做輸入/輸出口使用。使用R0或R1作地址指針。片外RAM的容量256B ： P2口不能做輸入/輸出口，而做系統(tǒng)擴(kuò)展的高8位地址總線口使用。使用DPTR、P2R0、P2R1作地址指針。 17第17頁，共106頁，2022年，5月20日，3點(diǎn)1分，星期二4-1-4 P

8、3口（準(zhǔn)雙向口）18第18頁，共106頁，2022年，5月20日，3點(diǎn)1分，星期二 P3口是一多功能口，既做準(zhǔn)雙向口又做特殊輸入輸出口。1 做通用I/O口使用： P3口做輸入使用，應(yīng)由軟件向口鎖存器寫“1”。19第19頁，共106頁，2022年，5月20日，3點(diǎn)1分，星期二2 做第二功能使用： 某位做第二功能使用該位D鎖存器Q應(yīng)被硬件自動(dòng)置“1”。 P3.0 RXD P3.5 T1 P3.1 TXD (出) P3.6 WR(出) P3.2 INT0 P3.7 RD(出) P3.3 INT1 P3.4 T03 P3口具有驅(qū)動(dòng)4個(gè)LSTTL負(fù)載的能力。20第20頁，共106頁，2022年，5月20

9、日，3點(diǎn)1分，星期二I/O端口的操作方式：（1）輸出數(shù)據(jù)方式：CPU通過一條數(shù)據(jù)傳送指令就可以把輸出數(shù)據(jù)寫入P0P3的端口鎖存器，然后通過輸出驅(qū)動(dòng)器送到端口引腳線。例如，下面的指令均可在P0口輸出數(shù)據(jù)。 MOV P0, A ANL P0, #data ORL P0, A（2）讀端口數(shù)據(jù)方式： CPU讀入的這個(gè)數(shù)據(jù)并非端口引腳線上的數(shù)據(jù)。讀端口數(shù)據(jù)可以直接讀端口。例如，下面的指令均可以從P1口輸入數(shù)據(jù)。 MOV A, P1 MOV 20H, P1 MOV R0, P1 MOV R0, P121第21頁，共106頁，2022年，5月20日，3點(diǎn)1分，星期二（3）讀端口引腳方式：讀端口引腳方式可以從

10、端口引腳上讀入信息。在這種方式下，CPU首先必須使欲讀端口引腳所對(duì)應(yīng)的鎖存器置1，然后才能讀端口引腳。因此，用戶在讀引腳時(shí)必須先置位鎖存器后讀，連續(xù)使用兩條指令。例如，下面的程序可以讀P1引腳上的低4位信號(hào)。 MOV P1, #0FH ; 置位P1引腳的低4位 MOV A, P1 ; 讀P1引腳上的低4位信號(hào)送累加器A22第22頁，共106頁，2022年，5月20日，3點(diǎn)1分，星期二4-1-5 并行口的應(yīng)用1 外接蜂鳴器2 利用可控硅控制加熱電路3 BCD碼撥碼盤的接口 BCD碼撥碼盤構(gòu)造一個(gè)撥碼盤可以輸入1位十進(jìn)制數(shù)據(jù)。撥碼盤撥到某個(gè)位置時(shí)，控制線分別與4位數(shù)據(jù)線中某幾位接通。接通線定義為“

11、1”，不通的線定義為“0”。23第23頁，共106頁，2022年，5月20日，3點(diǎn)1分，星期二4-2 定時(shí)器及其應(yīng)用定時(shí)器功能： 1 定時(shí)操作 2 測(cè)量外部輸入信號(hào) 3 定時(shí)輸出 4 監(jiān)視系統(tǒng)正常工作24第24頁，共106頁，2022年，5月20日，3點(diǎn)1分，星期二4-2-1定時(shí)器的結(jié)構(gòu)和工作原理1 定時(shí)器由一個(gè)N位計(jì)數(shù)器、計(jì)數(shù)時(shí)鐘源控制電路、狀態(tài)和控制寄存器等組成。 2 計(jì)數(shù)脈沖有兩個(gè)來源：外部的脈沖源系統(tǒng)的時(shí)鐘振蕩器。內(nèi)部時(shí)鐘外部時(shí)鐘N位計(jì)數(shù)器TFTMOD TCON中斷25第25頁，共106頁，2022年，5月20日，3點(diǎn)1分，星期二3 用作定時(shí)器時(shí)，每經(jīng)過一個(gè)機(jī)器周期，計(jì)數(shù)器自動(dòng)加1，直

12、到計(jì)數(shù)溢出；用作計(jì)數(shù)器時(shí)，外部時(shí)鐘脈沖加在定時(shí)器的外輸入端T0(P3.4)或T1(P3.5)，每出現(xiàn)一次負(fù)跳變，計(jì)數(shù)器加1。4 兩個(gè)模擬開關(guān)，左邊決定定時(shí)/計(jì)數(shù)器的工作狀態(tài)，右邊決定脈沖源是否加在計(jì)數(shù)器的輸入端。5 16位的計(jì)數(shù)器由兩個(gè)8位SFR TH和TL組成。6定時(shí)器工作不占用CPU時(shí)間，除非定時(shí)器/計(jì)數(shù)器溢出，才能中斷CPU的當(dāng)前操作。26第26頁，共106頁，2022年，5月20日，3點(diǎn)1分，星期二定時(shí)器/計(jì)數(shù)器T0、T1的結(jié)構(gòu)框圖27第27頁，共106頁，2022年，5月20日，3點(diǎn)1分，星期二4-2-2 定時(shí)器/計(jì)數(shù)器T0和T1一方式寄存器TMOD(89H)1 不能進(jìn)行位尋址，只能

13、用字節(jié)尋址。復(fù)位時(shí)，TMOD所有位為0熟悉各位功能T1方式字段 T0方式字段GATEC/TM1MGATEC/TM1M028第28頁，共106頁，2022年，5月20日，3點(diǎn)1分，星期二 GATE門控位“1”：定時(shí)器的計(jì)數(shù)受外部引腳輸入電平的控制“0”：定時(shí)器的計(jì)數(shù)不受外部引腳輸入電平的控制 C/T功能選擇位“1”：計(jì)數(shù)功能 “ 0”：定時(shí)功能 M1M0工作方式選擇位29第29頁，共106頁，2022年，5月20日，3點(diǎn)1分，星期二 適于T0，兩個(gè)8位計(jì)數(shù)器M1M0工作方式方 式 說 明00013位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器01116位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器102具有自動(dòng)重裝初值的8位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器11330第30

14、頁，共106頁，2022年，5月20日，3點(diǎn)1分，星期二二 控制寄存器TCON(88H)1 既可字節(jié)尋址又可位尋址。復(fù)位時(shí)，TCON各位為0例：SETB TR1 ；啟動(dòng)定時(shí)器T1工作熟悉各位功能D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D08FH8EH8DH8CH8BH8AH89H88HTF1TR1TF0TR0IE1IT1IE0IT031第31頁，共106頁，2022年，5月20日，3點(diǎn)1分，星期二TF1定時(shí)器/計(jì)數(shù)器T1的溢出標(biāo)志位TR1定時(shí)器/計(jì)數(shù)器T1的運(yùn)行控制位TF0定時(shí)器/計(jì)數(shù)器T0的溢出標(biāo)志位TR0定時(shí)器/計(jì)數(shù)器T0的運(yùn)行控制位IE1外部中斷1下降沿觸發(fā)標(biāo)志位IE0外部中斷0下降沿

15、觸發(fā)標(biāo)志位IT1外部中斷1觸發(fā)類型選擇位IT0外部中斷0觸發(fā)類型選擇位32第32頁，共106頁，2022年，5月20日，3點(diǎn)1分，星期二三 定時(shí)器/計(jì)數(shù)器的初始化 初始化即將控制字寫入定時(shí)器/計(jì)數(shù)器的過程。初始化一般步驟：1 寫入初值TH0、TL0或TH1、TL12 對(duì)TMOD賦值3 對(duì)IE賦值（有中斷產(chǎn)生時(shí)）4 若用軟件啟動(dòng)，則僅把TR0或TR1置“1”； 若用外中斷引腳電平啟動(dòng)，則還需給外 引腳加啟動(dòng)電平。33第33頁，共106頁，2022年，5月20日，3點(diǎn)1分，星期二四 定時(shí)器/計(jì)數(shù)器的4種工作方式1 方式034第34頁，共106頁，2022年，5月20日，3點(diǎn)1分，星期二 方式0是一

16、個(gè)13位的定時(shí)器/計(jì)數(shù)器，由TL0的低5位和TH0的8位組成。 定時(shí)時(shí)間為T=12*(213-a)/fosc s最大定時(shí)時(shí)間：M=213=8192T35第35頁，共106頁，2022年，5月20日，3點(diǎn)1分，星期二例7：已知晶振頻率fosc=6MHZ，若使用T0方式0產(chǎn)生10ms定時(shí)中斷，試對(duì)T0進(jìn)行初始化編程。 MOV TH0，#63H MOV TL0，#18H SETB TR0 MOV IE ，#82H RET36第36頁，共106頁，2022年，5月20日，3點(diǎn)1分，星期二例：T0工作于方式0，要求在P1.0引腳上產(chǎn)生周期為2ms的方波輸出(fosc=6MHZ) ORG 0000H AJ

17、MP MAIN ORG 000BH AJMP INQP ORG 0030HMAIN: MOV TMOD, #00H MOV TH0, #0F0H MOV TL0, #0CH SETB TR0 ；啟動(dòng)T0 SETB ET0 ；允許T0中斷 SETB EA ；開放CPU中斷 AJMP $ ；定時(shí)中斷等待37第37頁，共106頁，2022年，5月20日，3點(diǎn)1分，星期二 ORG 4000H ；中斷服務(wù)程序INQP: MOV TH0, #0F0H ；重寫定時(shí)常數(shù) MOV TL0, #0CH CPL P1.0 ；P1.0變反輸出 RETI 38第38頁，共106頁，2022年，5月20日，3點(diǎn)1分，星期

18、二2 方式1 方式1是一個(gè)16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器，結(jié)構(gòu)和操作方式與方式0基本相同。定時(shí)時(shí)間為T=12*(216-a)/fosc s最大定時(shí)時(shí)間：M=216=65536T39第39頁，共106頁，2022年，5月20日，3點(diǎn)1分，星期二例：設(shè)fosc=12MHz,T0工作于方式1，產(chǎn)生50ms定時(shí)中斷，TF0為高級(jí)中斷源。試編寫主程序中的初試化程序和中斷服務(wù)程序，使P1.0產(chǎn)生周期為1秒的方波。MAIN：MOV SP， #EFH MOV TH0， #3CH MOV TL0， #0B0H MOV TMOD ， #1 MOV IP， #2 40第40頁，共106頁，2022年，5月20日，3點(diǎn)1分，星

19、期二 MOV IE， #82H SETB TR0 MOV 30H， #0AHPTF0：ORL TL0， #0B0H;中斷服務(wù)程序 MOV TH0， #3CH DJNZ 30H， PTF0R MOV 30H， #0AH CPL P1.0PTF0R:RETI41第41頁，共106頁，2022年，5月20日，3點(diǎn)1分，星期二用查詢法： MOV 30H, #0AH MOV TH0, #3CH MOV TL0, #0B0H MOV TMOD, #1 SETB TR0L2: JBC TF0, L1 SJMP L2L1: MOV TH0, #3CH MOV TL0, #0B0H42第42頁，共106頁，20

20、22年，5月20日，3點(diǎn)1分，星期二 DJNZ 30H, L2 MOV 30H, #0AH CPL P1.0 SJMP L243第43頁，共106頁，2022年，5月20日，3點(diǎn)1分，星期二3 方式2 方式2是能重置初值的8位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器，TL0作為8位計(jì)數(shù)器，TH0作為計(jì)數(shù)初值寄存器。適于用做較精確的定時(shí)脈沖信號(hào)發(fā)生器。 定時(shí)時(shí)間 T=12*(28-a)/fosc s 最大定時(shí)時(shí)間：M=28=256T44第44頁，共106頁，2022年，5月20日，3點(diǎn)1分，星期二定時(shí)器/計(jì)數(shù)器方式2的邏輯結(jié)構(gòu)45第45頁，共106頁，2022年，5月20日，3點(diǎn)1分，星期二 MOV TMOD, #60H

21、 ; 設(shè)置T1為方式2計(jì)數(shù) MOV TH1, #9CH ；賦初值 MOV TL1, #9CH SETB TR1DE:JBC TF1, RE ；查詢計(jì)數(shù)溢出 AJMP DERE: CPL P1.0 AJMP DE例：用定時(shí)器1在方式2計(jì)數(shù)，要求每計(jì)滿100次，將P1.0端取反。外部計(jì)數(shù)信號(hào)由P3.5引入，每跳變一次計(jì)數(shù)器加1100=28-a ; a=156=9CH46第46頁，共106頁，2022年，5月20日，3點(diǎn)1分，星期二例：當(dāng)P3.4引腳上的電平發(fā)生負(fù)跳變時(shí)， 從P1.0輸出一個(gè)500s的同步脈沖。請(qǐng)編程序?qū)崿F(xiàn)該功能。查詢方式，fosc=6MHz。47第47頁，共106頁，2022年，5

22、月20日，3點(diǎn)1分，星期二解：（1）模式選擇 選T0為模式2，外部事件計(jì)數(shù)方式。 當(dāng)P3.4引腳上的電平發(fā)生負(fù)跳變時(shí)，T0計(jì)數(shù)器加1，溢出標(biāo)志TF0置1；然后改變T0為500s定時(shí)工作方式，并使P1.0輸出由1變?yōu)?。T0定時(shí)到產(chǎn)生溢出，使P1.0輸出恢復(fù)高電平，T0又恢復(fù)外部事件計(jì)數(shù)方式。 如 圖所示。48第48頁，共106頁，2022年，5月20日，3點(diǎn)1分，星期二（2）計(jì)算初值 T0工作在外部事件計(jì)數(shù)方式，當(dāng)計(jì)數(shù)到28時(shí)，再加1計(jì)數(shù)器就會(huì)溢出。設(shè)計(jì)數(shù)初值為X，當(dāng)再出現(xiàn)一次外部事件時(shí)，計(jì)數(shù)器溢出。 則: X+1=28 X= 28 1=11111111B=0FFH T0工作在定時(shí)工作方式，設(shè)

23、晶振頻率為6MHz，500s相當(dāng)于250個(gè)機(jī)器周期。因此，初值X為 (28X)2s=500s X=6=06H49第49頁，共106頁，2022年，5月20日，3點(diǎn)1分，星期二（3）程序清單START： MOV TMOD,#06H ；設(shè)置T0為模式2,外部計(jì)數(shù)方式 MOV TL0,#0FFH ；T0計(jì)數(shù)器初值 MOV TH0,#0FFH SETB TR0 ；啟動(dòng)T0計(jì)數(shù) LOOP1：JBC TF0，PTFO1 ；查詢T0溢出標(biāo)志， ；TF0=1時(shí)轉(zhuǎn)，且清TF0=0 SJMP LOOP1 ； 50第50頁，共106頁，2022年，5月20日，3點(diǎn)1分，星期二 PTFO1：CLR TR0 ；停止計(jì)數(shù)

24、 MOV TMOD,#02H ；設(shè)置T0為模式2，定時(shí)方式 MOV TL0,#06H ；送初值，定時(shí)500s MOV TH0,#06H CLR P1.0 ; P1.0清0 SETB TR0 ；啟動(dòng)定時(shí)500s LOOP2 : JBC TF0,PTFO2 ；查詢T0溢出標(biāo)志， ；TF0=1時(shí)轉(zhuǎn)，且清TF0=0 ; （第一個(gè)500s到否？） SJMP LOOP2 ；等待 PTFO2 : SETB P1.0 ； P1.0置1 CLR TR0 ；停止計(jì)數(shù) SJMP START51第51頁，共106頁，2022年，5月20日，3點(diǎn)1分，星期二定時(shí)器/計(jì)數(shù)器方式3的邏輯結(jié)構(gòu) 4 方式3TH052第52頁，

25、共106頁，2022年，5月20日，3點(diǎn)1分，星期二 方式3只適用于T0，T0分為兩個(gè)獨(dú)立的8位計(jì)數(shù)器TL0和TH0。一般T1用作串行口波特率發(fā)生器。 最大定時(shí)時(shí)間：M=28=256T例 用定時(shí)器T0，分別產(chǎn)生兩個(gè)方波，一個(gè)周期為200s，另一個(gè)周期為400 s(fosc =9.216MHZ)。53第53頁，共106頁，2022年，5月20日，3點(diǎn)1分，星期二解：定時(shí)初值計(jì)算TL0=28-9.216*106*100*10-6/12 =256-76.8 =179.2 轉(zhuǎn)換十六進(jìn)制為0B3HTH0=28-9.216*106*200*10-6/12 =256-153.6 =102.4 轉(zhuǎn)換十六進(jìn)制為

26、66H54第54頁，共106頁，2022年，5月20日，3點(diǎn)1分，星期二 ORG 0000H AJMP MAIN ORG 000BH ;TL0中斷入口 AJMP ITL0 ORG 001BH ;TH0中斷入口 AJMP ITH0 ORG 0100HMAIN:MOV SP, #60H MOV TMOD, #03H 55第55頁，共106頁，2022年，5月20日，3點(diǎn)1分，星期二 MOV TL0, #0B3H MOV TH0, #66H SETB TR0 ；啟動(dòng)TL0初值 SETB TR1 ；啟動(dòng)TH0初值 SETB ET0 ;允許TL0中斷 SETB ET1 ;允許TH0中斷 SETB EA

27、;CPU中斷開放 AJMP $ 56第56頁，共106頁，2022年，5月20日，3點(diǎn)1分，星期二 ORG 0200HITL0:MOV TL0, #0B3H CPL P1.0 ;輸出方波200s RETIITH0:MOV TH0, #66H CPL P1.1 ;輸出方波400s RETI57第57頁，共106頁，2022年，5月20日，3點(diǎn)1分，星期二五 門控位的應(yīng)用GATE位是控制外部輸入脈沖對(duì)定時(shí)計(jì)數(shù)器的控制。當(dāng)為“1”時(shí)，允許外部輸入電平控制啟、停定時(shí)器。利用這個(gè)特性可測(cè)量外部輸入脈沖的寬度。例：利用T0門控位測(cè)試INT0引腳上出現(xiàn)的正脈沖的寬度，將所測(cè)得值高位存入片內(nèi)71H單元，低位存

28、入片內(nèi)70H單元。(fosc=12MHz)測(cè)試時(shí)，應(yīng)在/INT0為低電平時(shí)，設(shè)TR0為1；當(dāng)/INT0變高時(shí)，啟動(dòng)計(jì)數(shù)；當(dāng)/INT0再變低時(shí)，停止計(jì)數(shù)。該計(jì)數(shù)值即被測(cè)正脈沖寬度。58第58頁，共106頁，2022年，5月20日，3點(diǎn)1分，星期二MOV TMOD , #09H;T0定時(shí)器方式，GATE=1MOV TL0, #00HMOV TH0, #00HMOV R0, #70HJB P3.2, $ ；等待P3.2變低SETB TR0 ；啟動(dòng)T0準(zhǔn)備工作JNB P3.2, $ ；等待P3.2變高JB P3.2, $ ；等待P3.2再次變低CLR TR0 ；停止計(jì)數(shù)MOV R0, TL0 ；存放計(jì)

29、數(shù)低字節(jié)INC R0MOV R0, TH0 ；存放計(jì)數(shù)高字節(jié)SJMP $ 59第59頁，共106頁，2022年，5月20日，3點(diǎn)1分，星期二4-3 串行接口UART一 兩種基本的通信方式(a) 并行通信；(b) 串行通信60第60頁，共106頁，2022年，5月20日，3點(diǎn)1分，星期二二串行通信傳輸方式(a) 單工方式；(b) 半雙工方式；(c) 全雙工方式61第61頁，共106頁，2022年，5月20日，3點(diǎn)1分，星期二三串行通信兩種基本方式1異步通信異步通信中數(shù)據(jù)或字符是一幀一幀傳送。幀即為一個(gè)字符的完整通信格式，又稱幀格式。在幀格式中，一個(gè)字符由4部分組成：起始位、數(shù)據(jù)位、奇偶校驗(yàn)位、停

30、止位。 串行異步傳送的字符格式62第62頁，共106頁，2022年，5月20日，3點(diǎn)1分，星期二2 同步通信 數(shù)據(jù)或字符開始處是由一同步字符來指示，并由時(shí)鐘實(shí)現(xiàn)發(fā)送端和接收端同步。四 波特率(Baud rate) 波特率就是數(shù)據(jù)的傳送速率，即每秒鐘傳送的二進(jìn)制位數(shù)，單位為位/秒。 要求發(fā)送端與接收端的波特率必須一致。63第63頁，共106頁，2022年，5月20日，3點(diǎn)1分，星期二4-3-1 串行接口的組成和特性 51系列單片機(jī)的串行口是全雙工異步串行通信接口。一 串行口結(jié)構(gòu)1 波特率發(fā)生器 主要由T1、T2及內(nèi)部的一些控制開關(guān)和分頻器組成。提供串行口的時(shí)鐘信號(hào)即TCLK、RCLK。64第64

31、頁，共106頁，2022年，5月20日，3點(diǎn)1分，星期二串行口結(jié)構(gòu)框圖65第65頁，共106頁，2022年，5月20日，3點(diǎn)1分，星期二注意:接收器是雙緩沖結(jié)構(gòu)，在前一個(gè)字節(jié)被從接收緩沖器SBUF讀出之前，第二個(gè)字節(jié)即開始被接收（串行輸入至移位寄存器），但是，在第二個(gè)字節(jié)接收完畢而前一個(gè)字節(jié)CPU未讀取時(shí)，會(huì)丟失前一個(gè)字節(jié).66第66頁，共106頁，2022年，5月20日，3點(diǎn)1分，星期二2 串行口的內(nèi)部包含串行數(shù)據(jù)緩沖寄存器SBUF數(shù)據(jù)接收緩沖器(只讀出不寫入)和數(shù)據(jù)發(fā)送緩沖器(只寫入不讀出)。物理上隔離，共用一個(gè)地址( 99H )。當(dāng)向SBUF發(fā)“寫”命令時(shí)（執(zhí)行MOV SBUF,A ），

32、即從片內(nèi)總線向發(fā)送SBUF寫入數(shù)據(jù),并開始由TXD引腳向外發(fā)送一幀數(shù)據(jù)，發(fā)送完使TI=1。在滿足串行口接收中斷標(biāo)志位RI（SCON.0）=0的條件下，置允許接收位REN（SCON.4）=1就會(huì)接收一幀數(shù)據(jù)進(jìn)入移位寄存器，并裝載到接收SBUF中，同時(shí)使RI=1。當(dāng)發(fā)讀SBUF命令時(shí)（執(zhí)行MOV A,SBUF），便由接收SBUF取出信息通過內(nèi)部總線送CPU。67第67頁，共106頁，2022年，5月20日，3點(diǎn)1分，星期二串行口控制寄存器串行數(shù)據(jù)輸入/輸出引腳接收方式下，串行數(shù)據(jù)從RXD(P3.0)輸入。串行口內(nèi)部在接收緩沖器之前還有移位寄存器，構(gòu)成串行接收雙緩沖結(jié)構(gòu)。避免數(shù)據(jù)接收重疊。發(fā)送方式下

33、，串行數(shù)據(jù)從TXD(P3.1)輸出。串行口控制邏輯68第68頁，共106頁，2022年，5月20日，3點(diǎn)1分，星期二二串行口控制1 串行口控制寄存器SCON(98H) SM0和SM1SM0SM1SM2RENTB8RB8TIRISM0 SM1工作方式功 能波特率0 0 0擴(kuò)展移位寄存器fosc/120 1 18位UART由定時(shí)器控制1 0 29位UARTfosc/32 fosc/641 1 39位UART由定時(shí)器控制69第69頁，共106頁，2022年，5月20日，3點(diǎn)1分，星期二SM2 方式2和方式3的多機(jī)通信控制位方式0，SM2=0。方式1，若SM2=1，只有接收到有效停止位，接收中斷RI才

34、置1。方式2和方式3中，如SM2=1，則接收到的第9位數(shù)據(jù)(RB8)為0時(shí)不啟動(dòng)接收中斷標(biāo)志RI(即RI=0)，并且將接收到的前8位數(shù)據(jù)丟棄；RB8為1時(shí)，才將接收到的前8位數(shù)據(jù)送入SBUF，并置位RI，產(chǎn)生中斷請(qǐng)求。當(dāng)SM2=0時(shí)，則不論第9位數(shù)據(jù)為0或1，都將前8位數(shù)據(jù)裝入SBUF中，并產(chǎn)生中斷請(qǐng)求。該功能用于多機(jī)通信中。70第70頁，共106頁，2022年，5月20日，3點(diǎn)1分，星期二REN 允許串行接收位 1允許接收；0禁止接收 由軟件置1或清0，相當(dāng)于串行接收的開關(guān)。 在串行通信接收控制過程中，如果滿足RI0和REN1（允許接收）的條件，就允許接收，一幀數(shù)據(jù)就裝載入接收SBUF中。T

35、B8 發(fā)送數(shù)據(jù)D8位 在方式2和方式3時(shí)，TB8為所要發(fā)送的第9位數(shù)據(jù)。在多機(jī)通信中，以TB8位的狀態(tài)表示主機(jī)發(fā)送的是地址還是數(shù)據(jù)：TB8=0為數(shù)據(jù)，TB8=1為地址；也可用作數(shù)據(jù)的奇偶校驗(yàn)位。該位由軟件置位或復(fù)位。在方式0或方式1中，該為未用71第71頁，共106頁，2022年，5月20日，3點(diǎn)1分，星期二RB8 接收數(shù)據(jù)D8位 在方式2和方式3時(shí)，接收到的第9位數(shù)據(jù)，可作為奇偶校驗(yàn)位或地址幀或數(shù)據(jù)幀的標(biāo)志。方式1時(shí)，若SM2=0，則RB8是接收到的停止位。在方式0時(shí)，不使用RB8位。TI 發(fā)送中斷標(biāo)志 在方式0時(shí)，當(dāng)發(fā)送數(shù)據(jù)第8位結(jié)束后，或在其它方式發(fā)送停止位后，由內(nèi)部硬件使TI置位,向C

36、PU請(qǐng)求中斷。意味著向CPU提供“發(fā)送緩沖器SBUF已空”的信息，CPU可以準(zhǔn)備發(fā)送下一幀數(shù)據(jù)。CPU在響應(yīng)中斷后，必須用軟件清零。此外，TI也可供查詢使用。72第72頁，共106頁，2022年，5月20日，3點(diǎn)1分，星期二RI接收中斷標(biāo)志位 在方式0時(shí)，當(dāng)接收數(shù)據(jù)的第8位結(jié)束后，或在其它方式接收到停止位的中間時(shí)由內(nèi)部硬件使RI置位，向CPU請(qǐng)求中斷。表示一幀數(shù)據(jù)接收結(jié)束，并已裝入接收SBUF中，要求CPU取走數(shù)據(jù)。在CPU響應(yīng)中斷后，也必須用軟件清零。RI也可供查詢使用。73第73頁，共106頁，2022年，5月20日，3點(diǎn)1分，星期二2 特殊功能寄存器PCONSMOD位是串行口波特率系數(shù)控

37、制位，為1時(shí)使波特率加倍。其余位是掉電方式控制位，與串行口無關(guān)。SMOD74第74頁，共106頁，2022年，5月20日，3點(diǎn)1分，星期二4-3-2串行接口的工作原理一 方式01 方式0為同步移位寄存器輸入/輸出方式，常用于擴(kuò)展并行I/O口。2 數(shù)據(jù)由RXD串行輸入/輸出，TXD輸出移位脈沖。3 數(shù)據(jù)傳輸波特率固定為fosc/12。4 接收/發(fā)送的是8位數(shù)據(jù)，傳輸時(shí)低位在前。75第75頁，共106頁，2022年，5月20日，3點(diǎn)1分，星期二輸出： 當(dāng)執(zhí)行寫SBUF的指令時(shí)(MOV SBUF，A),啟動(dòng)串行數(shù)據(jù)發(fā)送。從低位開始串行輸出。當(dāng)完成一個(gè)字節(jié)的輸出后就停止移位，并置位TI。 輸入： 在R

38、EN=1，RI=0時(shí)啟動(dòng)串行口接收。當(dāng)外部移位寄存器內(nèi)容移入內(nèi)部移位寄存器，并寫入SBUF，則置位RI，停止移位，完成一個(gè)字節(jié)的輸入。注意：每當(dāng)發(fā)送或接收完8位數(shù)據(jù)時(shí)，由硬件將發(fā)送中斷TI或接收中斷RI標(biāo)志置“1”；CPU響應(yīng)TI或RI中斷請(qǐng)求時(shí)，不會(huì)清除標(biāo)志，必須由軟件清“0”.76第76頁，共106頁，2022年，5月20日，3點(diǎn)1分，星期二二 方式11 方式1時(shí)，串行口為10位通用異步接口。2 數(shù)據(jù)傳輸波特率由定時(shí)/計(jì)數(shù)器T1和T2的溢出決定，由程序設(shè)定。 當(dāng)T2CON中RCLK和TCLK置位時(shí)，由T2作接收/發(fā)送的波特率發(fā)生器；當(dāng)RCLK和TCLK都為0時(shí)，由T1作接收/發(fā)送的波特率發(fā)

39、生器。3 數(shù)據(jù)從引腳TXD端輸出，從引腳RXD輸入。77第77頁，共106頁，2022年，5月20日，3點(diǎn)1分，星期二發(fā)送 當(dāng)數(shù)據(jù)寫入發(fā)送緩沖器時(shí)，啟動(dòng)發(fā)送器開始發(fā)送。8位數(shù)據(jù)發(fā)送完，置位TI=1，并申請(qǐng)中斷，通知CPU可發(fā)送下一個(gè)數(shù)據(jù)。接收 在REN=1的前提下，確認(rèn)是真正起始位“0”后，開始接收一幀數(shù)據(jù)。當(dāng)RI=0且SM2=0時(shí)，數(shù)據(jù)被有效接收。將接收到的數(shù)據(jù)裝入串行口的SBUF,并置位RI.78第78頁，共106頁，2022年，5月20日，3點(diǎn)1分，星期二三 方式2和方式31 CPU向發(fā)送緩沖器寫入數(shù)據(jù)就啟動(dòng)串行口發(fā)送。發(fā)送完畢，使TI=1。2 接收時(shí)，先置REN為“1”，將RI清“0”

40、。再根據(jù)SM2狀態(tài)和所接收到RB8狀態(tài)決定串口在信息到來后是否會(huì)使RI=1，申請(qǐng)中斷，接收數(shù)據(jù)。當(dāng)SM2=0,不管RB8狀態(tài)，將RI置1串口接收當(dāng)SM2=1, RB8=1時(shí)，多機(jī)通信，接收信息為地 址，將RI置1串口接收 RB8=0時(shí)，接收信息為數(shù)據(jù)，但不發(fā)給本從機(jī)，此時(shí)RI不置1數(shù)據(jù)丟失79第79頁，共106頁，2022年，5月20日，3點(diǎn)1分，星期二4-3-3 波特率一 方式0：波特率=振蕩器頻率/12二 方式2：波特率=2SMOD*振蕩器頻率/64三 方式1、3(T1產(chǎn)生波特率)：波特率=2SMOD*振蕩器頻率/32*12(256-(TH1)注：記住當(dāng)振蕩器頻率選用11.0592MHZ時(shí)

41、，對(duì)于常用波特率，能正確計(jì)算T1的初值。80第80頁，共106頁，2022年，5月20日，3點(diǎn)1分，星期二4-3-4 多機(jī)通信原理在主從式多機(jī)系統(tǒng)中： 1主機(jī)發(fā)出的信息有兩類。一類為地址，用來確定需要和主機(jī)通信的從機(jī)，特征是串行傳送的第9位數(shù)據(jù)為1；另一類是數(shù)據(jù)，特征是串行傳送的第9位數(shù)據(jù)為0。2對(duì)從機(jī)來說，在接收時(shí)，若RI=0，則只要SM2=0，接收總能實(shí)現(xiàn)；而若SM2=1，則發(fā)送的第9位TB8必須為1接收才能進(jìn)行。81第81頁，共106頁，2022年，5月20日，3點(diǎn)1分，星期二1 主機(jī)首先發(fā)出要求通信的從機(jī)地址信號(hào)。此時(shí)，所有從機(jī)的SM2都為“1”，所有從機(jī)均收到地址信號(hào)。2 從機(jī)判斷主

42、機(jī)發(fā)出的地址信號(hào)是否與本從機(jī)號(hào)相符。相符的從機(jī)SM2“0”，反之為“1”。3 主機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)幀。僅SM2=0的從機(jī)可收到。82第82頁，共106頁，2022年，5月20日，3點(diǎn)1分，星期二4-3-5 串行口的應(yīng)用和編程一串行口應(yīng)用同一印板內(nèi)，兩個(gè)單片機(jī)串行口可直接通信。單片機(jī)與PC機(jī)之間利用串行口通信，必須進(jìn)行電平轉(zhuǎn)換。二串行口編程串行口初始化編程： 選擇串行口工作方式，波特率，允許串行口中斷。即對(duì)SCON、PCON、TMOD、TCON、TH1、TL1、IE、IP、SBUF編程。83第83頁，共106頁，2022年，5月20日，3點(diǎn)1分，星期二例1：編寫程序，功能為對(duì)串行口初始化為方式1輸入/輸

43、出，fosc=11.0592MHZ,波特率為9600，先在串行口上輸出字符串“MCS-51”，接著讀串行口上輸入的字符,又將該字符從串行口上輸出。 MOV TMOD, #20H MOV TH1, #0FDH MOV TL1, #0FDH SETB TR1 MOV SCON, #52H MOV R4, #0 MOV DPTR, #TSAB84第84頁，共106頁，2022年，5月20日，3點(diǎn)1分，星期二LP1: MOV A, R4 MOVC A, A+DPTR JZ LP6LP3: JBC TI, LP2 SJMP LP3LP2: MOV SBUF, A INC R4 SJMP LP1LP6:

44、JBC RI, LP5 SJMP LP6LP5: MOV A, SBUFLP8:JBC TI, LP7 SJMP LP8LP7:MOV SBUF, A SJMP LP6TSAB:DB MCS-51 DB 0AH,0DH,0 85第85頁，共106頁，2022年，5月20日，3點(diǎn)1分，星期二例2：89C52串行口按雙工方式進(jìn)行數(shù)據(jù)收發(fā)，要求波特率為1200,串口工作在方式1。編寫有關(guān)的通信程序。設(shè)發(fā)送數(shù)據(jù)區(qū)的首地址為20H，接收數(shù)據(jù)區(qū)的首地址為40H，fosc為11.0592MHz。解:雙工通信要求收、發(fā)能同時(shí)進(jìn)行。實(shí)際上，收、發(fā)操作主要是在串行接口進(jìn)行，CPU只是把數(shù)據(jù)從接收緩沖器讀出和把數(shù)據(jù)

45、寫入發(fā)送緩沖器。 數(shù)據(jù)傳送用中斷方式進(jìn)行，響應(yīng)中斷以后，通過檢測(cè)是RI置位還是TI置位來決定CPU是進(jìn)行發(fā)送操作還是接收操作。發(fā)送和接收都通過調(diào)用子程序來完成。86第86頁，共106頁，2022年，5月20日，3點(diǎn)1分，星期二 主程序 MOV TMOD ,#20H ;T1設(shè)為模式2 MOV TL1 , #0E8H ; MOV TH1 ,#0E8H ; SETB TR1 ;啟動(dòng)定時(shí)器1 MOV SCON ,#50H ;設(shè)置為方式1，REN=1 MOV R0 ,#20H ;發(fā)送數(shù)據(jù)區(qū)首址 MOV R1 ,#40H ;接收數(shù)據(jù)區(qū)首址 ACALL SOUT ;先輸出一個(gè)字符 SETB ES SETB

46、EA 中斷服務(wù)程序 ORG 0023H ;串行口中斷入口 AJMP SBR1 ;轉(zhuǎn)至中斷服務(wù)程序 ORG 0100H SBR1: JNB RI ,SEND ;TI=1,為發(fā)送中斷 ACALL SIN ;RI=1,為接收中斷 SJMP NEXT ;轉(zhuǎn)至統(tǒng)一的出口SEND: ACALL SOUT ;調(diào)用發(fā)送子程序NEXT: RETI ;中斷返回 87第87頁，共106頁，2022年，5月20日，3點(diǎn)1分，星期二發(fā)送子程序SOUT: CLR TI MOV A ,R0 ;取發(fā)送數(shù)據(jù)到A INC R0 ;修改發(fā)送數(shù)據(jù)指針 MOV SBUF ,A ;發(fā)送 RET ;返回接收子程序 SIN: CLR RI

47、MOV A ,SBUF ;讀出接收緩沖區(qū)內(nèi)容 MOV R1 ,A ;讀入接收緩沖區(qū) INC R1 ;修改接收數(shù)據(jù)指針 RET ;返回88第88頁，共106頁，2022年，5月20日，3點(diǎn)1分，星期二用串行口進(jìn)行雙機(jī)異步通信例3：將甲機(jī)片內(nèi)RAM50H5FH單元中的數(shù)據(jù)塊從串行口輸出。定義在方式3下發(fā)送，TB8作奇偶校驗(yàn)位。采用定時(shí)器1方式2作波特率發(fā)生器，波特率為1200，fosc=11.0592MHz。 使乙機(jī)從甲機(jī)接收16個(gè)字節(jié)數(shù)據(jù)塊，并存入片外3000H300FH單元。接收過程中要求判奇偶標(biāo)志RB8。若出錯(cuò)則置F0標(biāo)志為1，反之為0，然后返回。89第89頁，共106頁，2022年，5月2

48、0日，3點(diǎn)1分，星期二甲機(jī)發(fā)送子程序 MOV TMOD,#20H MOV TL1, #0EBH MOV TH1, #0E8H SETB TR1 MOV SCON,#0C0H MOV R0, #50H MOV R7, #10HTRS:MOV A, R0 MOV C, P MOV TB8, C MOV SBUF, AWAIT:JNB TI,$ CLR TI INC R0 DJNZ R7,TRS RET90第90頁，共106頁，2022年，5月20日，3點(diǎn)1分，星期二乙機(jī)接收子程序 MOV TMOD,#20H MOV TL1,#0EBH MOV TH1,#0E8H SETB TR1 MOV SCON

49、,#0C0H MOV DPTR,#3000H MOV R7,#10H SETB RENWAIT:JNB RI，$ CLR RI MOV A,SBUF JNB PSW.0, PZ JNB RB8, ERR SJMP YESPZ: JB RB8,ERRYES:MOVX DPTR,A INC DPTR DJNZ R7,WAIT CLR PSW.5 RETERR:SETB PSW.5 RET注意：雙機(jī)通信時(shí)，兩機(jī)應(yīng)用相同的工作方式和波特率。91第91頁，共106頁，2022年，5月20日，3點(diǎn)1分，星期二4-3-6 RS232C總線和電平轉(zhuǎn)換器RS232C是由美國(guó)電子工業(yè)協(xié)會(huì)（EIA）正式公布的，在異

50、步串行通信中應(yīng)用最廣的標(biāo)準(zhǔn)總線（C表示此標(biāo)準(zhǔn)修改了三次）。它包括了按位串行傳輸?shù)碾姎夂蜋C(jī)械方面的規(guī)定，適用于短距離或帶調(diào)制解調(diào)器的通信場(chǎng)合。為了提高數(shù)據(jù)傳輸率和通信距離，EIA又公布了RS422，RS423和RS-485串行總線接口作準(zhǔn)。92第92頁，共106頁，2022年，5月20日，3點(diǎn)1分，星期二 ELA RS-232C是目前最常用的串行接口標(biāo)準(zhǔn)，用于實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)與計(jì)算機(jī)之間、計(jì)算機(jī)與外設(shè)之間的數(shù)據(jù)通信。該標(biāo)準(zhǔn)的目的是定義數(shù)據(jù)終端設(shè)備（DTE）之間接口的電氣特性。一般的串行通信系統(tǒng)是指微機(jī)和調(diào)制解調(diào)器（modem），如圖。調(diào)制解調(diào)器叫數(shù)據(jù)電路終端設(shè)備（簡(jiǎn)稱DCE）。 RS-232C提供了單

51、片機(jī)與單片機(jī)、單片機(jī)與PC機(jī)間串行數(shù)據(jù)通信的標(biāo)準(zhǔn)接口。通信距離可達(dá)到 15 m。93第93頁，共106頁，2022年，5月20日，3點(diǎn)1分，星期二RS232C接口的具體規(guī)定如下： （l）范圍 RS-232C標(biāo)準(zhǔn)適用于DCE和 DTE間的串行二進(jìn)制通信，最高的數(shù)據(jù)速率為 19.2 kbs。如果不增加其他設(shè)備的話，RS-232C標(biāo)準(zhǔn)的電纜長(zhǎng)度最大為15 m。（2） RS-232C的信號(hào)特性 RS-232C是在TTL集成電路之前研制的，規(guī)定+3V15V之間的任意電壓表示邏輯0電平，-3V15V之間的任意電壓表示邏輯1電平。94第94頁，共106頁，2022年，5月20日，3點(diǎn)1分，星期二（3） RS-232C接口信號(hào)及引腳說明基本的數(shù)據(jù)傳送信號(hào) 基本的數(shù)據(jù)傳送信號(hào)引腳有TXD，RXD，GND 3個(gè)。TXD為數(shù)據(jù)發(fā)送信號(hào)引腳。在不傳送數(shù)據(jù)時(shí)，為1。RXD為數(shù)據(jù)接收信號(hào)引腳。在無接收信號(hào)時(shí)，為1。GND為地信號(hào)引腳。GND是其他引腳信號(hào)的參考電位信號(hào)。 “在零調(diào)制解調(diào)器”連接中，最簡(jiǎn)單的形式是只使用上述3個(gè)引腳95第95頁，共106頁，2022年，5月20日，3點(diǎn)