電子設(shè)計(jì)大賽培訓(xùn)系列C語言和單片機(jī)一.ppt

1、1/23,電子設(shè)計(jì)大賽系列培訓(xùn)-單片機(jī)和C語言,劉懷強(qiáng)（） 電話公共郵箱： 密碼：123456 請勿修改密碼！,2/23,第一講 單片機(jī)入門,本將主要內(nèi)容： 1、學(xué)單片機(jī)需要什么基礎(chǔ) 2、什么是單片機(jī)、單片機(jī)能做什么、怎么開始學(xué)習(xí)單片機(jī)。 3、學(xué)單片機(jī)需要的一些預(yù)備知識 4、51單片機(jī)基礎(chǔ)知識。 5、如何用單片機(jī)學(xué)習(xí)板在短時(shí)間內(nèi)掌握51單片機(jī)和C語言編程。 6、KEIL工程建立詳細(xì)介紹及KEIL軟件使用方法 7、從點(diǎn)亮實(shí)驗(yàn)板上的一個(gè)發(fā)光二極管開始,3/23,1、與以前所學(xué)的知識關(guān)聯(lián)很少； 2、只需要掌握很基本的數(shù)電模電知識，如二進(jìn)制、十進(jìn)制、十六進(jìn)制之間的轉(zhuǎn)換，與、或

2、、非邏輯關(guān)系等； 3、對各種器件的概念基本上是從0開始； 4、如果要用C語言編程，需具備簡單的C語言基礎(chǔ)；,一、學(xué)單片機(jī)需要什么基礎(chǔ)？,4/23,什么是單片機(jī)？ 單片機(jī) 在一片集成電路芯片上集成微處理器、存儲(chǔ)器、I/O接口電路，從而構(gòu)成了單芯片微型計(jì)算機(jī)，即單片機(jī)。 Intel公司推出了MCS-51系列單片機(jī)：集成 8位CPU、4K字節(jié)ROM、128字節(jié)RAM、4個(gè)8位并口、1個(gè)全雙工串行口、2個(gè)16位定時(shí)/計(jì)數(shù)器。尋址范圍64K，并有控制功能較強(qiáng)的布爾處理器。,二、什么是單片機(jī)、單片機(jī)能做什么、怎么開始學(xué)習(xí)單片機(jī)。,5/23,單片機(jī)能做什么,凡是與控制或簡單計(jì)算有關(guān)的電子設(shè)備都可以用單片機(jī)來

3、實(shí)現(xiàn)，再根據(jù)具體實(shí)際情況選擇不同性能的單片機(jī)，如：atmel,stc,pic,avr,凌陽，80C51，arm等,6/23,工業(yè)自動(dòng)化：數(shù)據(jù)采集、測控技術(shù)。 智能儀器儀表：數(shù)字示波器、數(shù)字信號源、數(shù)字萬用表、感應(yīng)電流表等。 消費(fèi)類電子產(chǎn)品：洗衣機(jī)、電冰箱、空調(diào)機(jī)、電視機(jī)、微波爐、手機(jī)、IC卡、汽車電子設(shè)備等。 通訊方面：調(diào)制解調(diào)器、程控交換技術(shù)、手機(jī)、小靈通等。 武器裝備：飛機(jī)、軍艦、坦克、導(dǎo)彈、航天飛機(jī)、魚雷制導(dǎo)、智能武器等。 等等.,7/23,怎么開始學(xué)習(xí)？,1、實(shí)踐第一。 2、即缺什么補(bǔ)什么（補(bǔ)充必要的理論知識）。 3、做實(shí)際小制作積累經(jīng)驗(yàn)，比如調(diào)試、編程。（可在網(wǎng)絡(luò)上搜集題目，也可自己

4、有什么想法大膽的去試驗(yàn)）,8/23,三、預(yù)備知識,1、電平特性 2、2進(jìn)制與16進(jìn)制的表示及轉(zhuǎn)換 3、二進(jìn)制數(shù)的邏輯運(yùn)算 4、8051單片機(jī)介紹 5、C51基礎(chǔ)知識,9/23,1、關(guān)于電平特性,（1）數(shù)字電路中只有兩種電平：高和低 （2）（本課程中）定義單片機(jī)為TTL電平： 高 +5V 低 0V （3）RS232電平：計(jì)算機(jī)的串口 高 -12V 低+12V 所以計(jì)算機(jī)與單片機(jī)之間通訊時(shí)需要加電平轉(zhuǎn)換芯片max232（實(shí)驗(yàn)板上左下角）。,10/23,2、二進(jìn)制,數(shù)字電路中的兩種電平特性 0 0 6 110 1 17111 2 1081000 3 1191001 4 100101010 5 101

5、11 1011,11/23,十六進(jìn)制,（1）十進(jìn)制中的0-15分別表示為十六進(jìn)制的0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、A、B、C、D、E、F （2） 熟練掌握二進(jìn)制與十六進(jìn)制之間的轉(zhuǎn)換。 規(guī)律：一般把四個(gè)二進(jìn)制數(shù)放在一起轉(zhuǎn)換成一個(gè)十六進(jìn)制數(shù)，轉(zhuǎn)換時(shí)先把二進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換成十進(jìn)制數(shù)，再把十進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換成十六進(jìn)制數(shù)。,12/23,如：0001B - 1 - 1H B表示為二進(jìn)制，H為十六進(jìn)制 1001B - 9 - 9H 1010B - 10 - AH 0010 1100 - 44 - 2CH,13/23,各種進(jìn)位制的對應(yīng)關(guān)系,14/23,3、二進(jìn)制數(shù)的邏輯運(yùn)算,（1） “與”運(yùn)算 “與”運(yùn)算是實(shí)現(xiàn)“

6、必須都有,否則就沒有”這種邏輯關(guān)系的一種運(yùn)算。 運(yùn)算符為“ ”, 其運(yùn)算規(guī)則如下: 00=0, 01=10=0, 11=1,15/23,（2） “或”運(yùn)算 “或”運(yùn)算是實(shí)現(xiàn)“只要其中之一有,就有”這種邏輯關(guān)系的一種運(yùn)算, 其運(yùn)算符為“+”。 “或”運(yùn)算規(guī)則如下: 0+0=0, 0+1=1+0=1, 1+1=1,16/23,（3） “非”運(yùn)算 “非”運(yùn)算是實(shí)現(xiàn)“求反”這種邏輯的一種運(yùn)算，如變量A的“非”運(yùn)算記作 。 其運(yùn)算規(guī)則如下:,17/23,（4） “異或”運(yùn)算 “異或”運(yùn)算是實(shí)現(xiàn)“必須不同, 否則就沒有”這種邏輯的一種運(yùn)算, 運(yùn)算符為“”。其運(yùn)算規(guī)則是:,18/23,四、80C51系列介紹

7、, Intel的：80C31、80C51、87C51，80C32、80C52、87C52等； ATMEL的：89C51、89C52、89C2051等； Philips、華邦、Dallas 、STC 等公司的許多產(chǎn)品 。,80C51是MCS-51系列中的一個(gè)典型品種；其它廠商以8051為基核開發(fā)出的CMOS工藝單片機(jī)產(chǎn)品統(tǒng)稱為80C51系列。當(dāng)前常用的80C51系列單片機(jī)主要產(chǎn)品有：,19/23,80C51的引腳封裝,總線型,非總線型,20/23,21/23,總線（BUS）是計(jì)算機(jī)各部件之間傳送信息的公共通道。微機(jī)中有內(nèi)部總線和外部總線兩類。內(nèi)部總線是CPU內(nèi)部之間的連線。外部總線是指CPU與其

8、它部件之間的連線。 外部總線有三種: 數(shù)據(jù)總線DB（Data Bus）, 地址總線 AB（Address Bus）和控制總線 CB（Control Bus）。,22/23,CPU：由運(yùn)算和控制邏輯組成，同時(shí)還包括中斷系統(tǒng)和部分外部特殊功能寄存器； RAM：用以存放可以讀寫的數(shù)據(jù)，如運(yùn)算的中間結(jié)果、最終結(jié)果以及欲顯示的數(shù)據(jù)； ROM：用以存放程序、一些原始數(shù)據(jù)和表格； I/O口：四個(gè)8位并行I/O口，既可用作輸入，也可用作輸出； T/C：兩個(gè)定時(shí)/記數(shù)器，既可以工作在定時(shí)模式，也可以工作在記數(shù)模式；,23/23,五個(gè)中斷源的中斷控制系統(tǒng)； 一個(gè)全雙工UART（通用異步接收發(fā)送器）的串行I/O口，

9、用于實(shí)現(xiàn)單片機(jī)之間或單片機(jī)與微機(jī)之間的串行通信； 片內(nèi)振蕩器和時(shí)鐘產(chǎn)生電路，石英晶體和微調(diào)電容需要外接。最高振蕩頻率取決于單片機(jī)型號及性能。,24/23,五、C51知識,C語言是一種編譯型程序設(shè)計(jì)語言，它兼顧了多種高級語言的特點(diǎn)，并具備匯編語言的功能。目前，使用C語言進(jìn)行程序設(shè)計(jì)已經(jīng)成為軟件開發(fā)的一個(gè)主流。 用C語言開發(fā)系統(tǒng)可以大大縮短開發(fā)周期，明顯增強(qiáng)程序的可讀性，便于改進(jìn)、擴(kuò)充和移植。而針對8051的C語言日趨成熟，成為了專業(yè)化的實(shí)用高級語言。,25,C語言作為一種非常方便的語言而得到廣泛的支持，很多硬件開發(fā)都用C語言編程，如：各種單片機(jī)、DSP、ARM等. C語言程序本身不依賴于機(jī)器硬件

10、系統(tǒng)，基本上不作修改就可將程序從不同的單片機(jī)中移植過來。 C提供了很多數(shù)學(xué)函數(shù)并支持浮點(diǎn)運(yùn)算，開發(fā)效率高，故可縮短開發(fā)時(shí)間，增加程序可讀性和可維護(hù)性。,C-51的特點(diǎn),26,C-51與ASM-51（匯編）相比，有如下優(yōu)點(diǎn)： 1.對單片機(jī)的指令系統(tǒng)不要求了解，僅要求對8051 的存貯器結(jié)構(gòu)有初步了解； 2.寄存器分配、不同存貯器的尋址及數(shù)據(jù)類型等細(xì)節(jié)可由編譯器管理； 3.程序有規(guī)范的結(jié)構(gòu)，可分成不同的函數(shù)，這種方式可使程序結(jié)構(gòu)化； 4.提供的庫包含許多標(biāo)準(zhǔn)子程序，具有較強(qiáng)的數(shù)據(jù)處理能力； 5.由于具有方便的模塊化編程技術(shù)，使已編好程序可容易地移植；,27/23,C51的數(shù)據(jù)類型,基本數(shù)據(jù)類型,類

11、型,符號,關(guān)鍵字,數(shù)的表示范圍,所占位數(shù),整型,字符型,實(shí)型,有,無,(signed) int,16,-3276832767,(signed) short,16,-3276832767,(signed) long,32,-21474836482147483647,16,unsigned int,065535,32,04294967295,unsigned long int,unsigned short int,16,065535,有,float,32,3.4e-383.4e38,有,double,64,1.7e-3081.7e308,有,char,8,-128127,無,unsigned ch

12、ar,8,0255,28/23,C語言中的基本數(shù)據(jù)類型,類型,符號,關(guān)鍵字,數(shù)的表示范圍,所占位數(shù),整型,字符型,實(shí)型,有,無,(signed) int,16,-3276832767,(signed) short,16,-3276832767,(signed) long,32,-21474836482147483647,16,unsigned int,065535,32,04294967295,unsigned long int,unsigned short int,16,065535,有,float,32,3.4e-383.4e38,有,double,64,1.7e-3081.7e308,有

13、,char,8,-128127,無,unsigned char,8,0255,29/23,C51的數(shù)據(jù)類型擴(kuò)充定義,sfr:特殊功能寄存器聲明 sfr16:sfr的16位數(shù)據(jù)聲明 sbit:特殊功能位聲明 bit:位變量聲明 例：sfr SCON = 0X98; sfr16 T2 = 0 xCC; sbit OV = PSW2;,30/23,例： 數(shù)據(jù)類型 變量名 char var1; bit flags; unsigned char vextor10; int wwww; 注意：變量名不能用C語言中的關(guān)鍵字表示。,C-51數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)類型,31/23,C-51的包含的頭文件,通常有:reg51

14、.h reg52.h math.h ctype.h stdio.h stdlib.h absacc.h 常用有:reg51.h reg52.h （定義特殊功能寄存器和位寄存器）； math.h （定義常用數(shù)學(xué)運(yùn)算）；,32,與C語言基本相同： + - * / （加 減 乘 除） = （位右移 位左移） ,35/23,單片機(jī)主要掌握以下幾點(diǎn),最小系統(tǒng)能夠運(yùn)行起來的必要條件。 1.電源 2.晶振3.復(fù)位電路 對單片機(jī)任意IO口的隨意操作 1.輸出控制電平高低2.輸出檢測電平高低。 定時(shí)器：重點(diǎn)掌握最常用的方式2 中斷：外部中斷、定時(shí)器中斷、串口中斷 串口通信：單片機(jī)之間、單片機(jī)與計(jì)算機(jī)間,36/2

15、3,六、KEIL的使用,1、掌握KEIL工程的建立和軟件的開發(fā)； 2、掌握KEIL中軟件仿真的基本應(yīng)用； 3、掌握用KEIL直接硬件仿真s51/52單片機(jī)學(xué)習(xí)板的方法,37/23,Main 函數(shù)格式：void main()特點(diǎn)：無返回值，無參。任何一個(gè)C程序有且僅有一個(gè)main函數(shù)，它是整個(gè)程序開始執(zhí)行的入口。例：void main() 總程序從這里開始執(zhí)行; 其他語句； ,38/23,第二部分,39/23,1、復(fù)位電路及其原理 2、蜂鳴器電路 3、晶振電路 4、位操作和總線操作 5、流水燈 6、函數(shù)的調(diào)用 7、常用元器件識別,40/23,復(fù)位電路及其原理,41/23,蜂鳴器電路,42/23,

16、晶振電路,43/23,常用電子元器件識別：,1、電阻（排阻） 色環(huán)電阻分為4色環(huán)和5色環(huán)，4色環(huán)就是用4種顏色來表示阻值，5色環(huán)就是用5種顏色來表示阻值 4色環(huán)： 每種顏色代表不同的數(shù)字，如下： 棕1 紅2 橙3 黃4 綠5 藍(lán)6 紫7 灰8 白9 黑0 ，金、銀表示誤差 第一條色環(huán)：阻值的第一位數(shù)字 第二條色環(huán)：阻值的第二位數(shù)字 第三條色環(huán)：10的冪數(shù) 第四條色環(huán)：誤差表示。 例如：電阻色環(huán)：棕綠紅金， 第一位是1，第二位是5，第三位是10的冪數(shù)2，即為100，第四位是誤差為5%，即阻值為：15*100=1500歐=1.5K歐,44/23,精確度更高的5色環(huán)： 第一條色環(huán)：阻值的第一位數(shù)字

17、第二條色環(huán)，阻值的第二位數(shù)字 第三條色環(huán)，阻值的第三位數(shù)字 第四條色環(huán)，10的冪數(shù) 第五條色環(huán)，誤差（常見為棕色，誤差為1%） 有些五色環(huán)電阻兩頭金屬帽上都有色環(huán)，遠(yuǎn)離相對集中的四道色環(huán)的那道色環(huán)表示誤差，是第五條色環(huán)，與之對應(yīng)的另一頭金屬帽上的是第一道色環(huán)，讀數(shù)時(shí)從它讀起，之后的第二道、第三道色環(huán)是次高位、次次高位，第四道環(huán)表示10的多少次方，例如某電阻色環(huán)電阻順序?yàn)椋杭t(2)-黑(0)-黑(0)-黑-棕，則它表示該電阻阻值為：200。再如棕-黑-黑-紅-棕，表示該電阻阻值為：10K?？梢姡纳h(huán)電阻誤差為5-10%，五色環(huán)常為1%，精度提高。,45/23,2、三極管,最常見的小的，半圓有一

18、平面的那種，平面對著自己管腳朝下，從坐到右依次是 EBC ，不過也有特殊的情況，圖上已顯示，不過大多數(shù)都是采用這種排列方式，比如9011.9012.9013.9014。 根據(jù)三極管的型號，到網(wǎng)上下載該型號三極管的pdf文檔，對照文檔中提供的三極管外觀圖片和手頭實(shí)物，直接確定管腳。 大功率金屬封裝的三極管經(jīng)常采用這種方法確定管腳,46/23,3、電容,1）電解電容：多數(shù)在1F以上，直接用數(shù)字表示。如：4.7F、100F、220F等等。這種電容的兩極有正負(fù)之分，長腳是正極。 2）瓷片電容：多數(shù)在1F以下，直接用數(shù)字表示。如：10、22、0.047、0.1等等，這里要注意的是單位。凡用整數(shù)表示的，單

19、位默認(rèn)pF；凡用小數(shù)表示的，單位默認(rèn)F。如以上例子中，分別是10P、22P、0.047F、220F等。 現(xiàn)在國際上流行另一種類似色環(huán)電阻的表示方法（單位默認(rèn)pF）： 如：“473”即47000pF=0.047F，“103”即10000pF=0.01F等等，“XXX”第一、二個(gè)數(shù)字是有效數(shù)字，第三個(gè)數(shù)字代表后面添加0的個(gè)數(shù)。這種表示法已經(jīng)相當(dāng)普遍。 3）相關(guān)知識：常見貼片電容如何判斷容量 現(xiàn)代電路中常見的情況是，整個(gè)電路板布滿貼片電容，大小形狀相同（或兩三種形狀），且都無字標(biāo)。 貼片電容很多由于體積所限，不能標(biāo)注其容量。所以一般都是在貼片生產(chǎn)時(shí)的整盤上有標(biāo)注。如果是單個(gè)的貼片電容，要用電容測試儀

20、可以測出它的容量.,47/23,課后練習(xí),對照51單片機(jī)學(xué)習(xí)板原理圖寫程序； 用位操作和總線操作兩種方法完成以下題目； 1.熟練建立KEIL工程； 2.點(diǎn)亮第一個(gè)發(fā)光管； 3.點(diǎn)亮最后一個(gè)發(fā)光管； 4.點(diǎn)亮1、3、5、7； 5.點(diǎn)亮二、四、五、六； 6.嘗試讓第一個(gè)發(fā)光管閃爍； 7.嘗試設(shè)計(jì)出流水燈程序。,48/23,第三部分 中斷和定時(shí),49/23,中斷系統(tǒng),50/23,一、C51的中斷系統(tǒng),1、中斷的概念 CPU在處理某一事件A時(shí)，發(fā)生了另一事件B請求CPU迅速去處理（中斷發(fā)生）； CPU暫時(shí)中斷當(dāng)前的工作，轉(zhuǎn)去處理事件B（中斷響應(yīng)和中斷服務(wù)）； 待CPU將事件B處理完畢后，再回到原來事件

21、A被中斷的地方繼續(xù)處理事件A（中斷返回），這一過程稱為中斷 。,51/23,引起CPU中斷的根源，稱為中斷源。中斷源向CPU提出的中斷請求。CPU暫時(shí)中斷原來的事務(wù)A，轉(zhuǎn)去處理事件B。對事件B處理完畢后，再回到原來被中斷的地方（即斷點(diǎn)），稱為中斷返回。實(shí)現(xiàn)上述中斷功能的部件稱為中斷系統(tǒng)（中斷機(jī)構(gòu)）。,2、MCS-51單片機(jī)的中斷系統(tǒng)結(jié)構(gòu),52/23,中斷技術(shù)不僅解決了快速主機(jī)與慢速I/O設(shè)備的數(shù)據(jù)傳送問題，而且還具有如下優(yōu)點(diǎn)：,分時(shí)操作。CPU可以分時(shí)為多個(gè)I/O設(shè)備服務(wù)，提高了計(jì)算機(jī)的利用率；,實(shí)時(shí)響應(yīng)。CPU能夠及時(shí)處理應(yīng)用系統(tǒng)的隨機(jī)事件，系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性大大增強(qiáng)；,可靠性高。CPU具有處理設(shè)

22、備故障及掉電等突發(fā)性事件能力，從而使系統(tǒng)可靠性提高。,53/23,80C51的中斷系統(tǒng)有5個(gè)中斷源（8052有 6個(gè)） ，2個(gè)優(yōu)先級，可實(shí)現(xiàn)二級中斷嵌套 。,54/23,1、（P3.2）可由IT0(TCON.0)選擇其為低電平有效還是下降沿有效。當(dāng)CPU檢測到P3.2引腳上出現(xiàn)有效的中斷信號時(shí)，中斷標(biāo)志IE0(TCON.1)置1，向CPU申請中斷。,55/23,2、(P3.3）可由IT1(TCON.2)選擇其為低電平有效還是下降沿有效。當(dāng)CPU檢測到P3.3引腳上出現(xiàn)有效的中斷信號時(shí)，中斷標(biāo)志IE1(TCON.3)置1,向CPU申請中斷。,56/23,80C51的引腳封裝,總線型,非總線型,5

23、7/23,3、TF0（TCON.5），片內(nèi)定時(shí)/計(jì)數(shù)器T0溢出中斷請求標(biāo)志。當(dāng)定時(shí)/計(jì)數(shù)器T0發(fā)生溢出時(shí)，置位TF0，并向CPU申請中斷。,58/23,4、TF1（TCON.7），片內(nèi)定時(shí)/計(jì)數(shù)器T1溢出中斷請求標(biāo)志。當(dāng)定時(shí)/計(jì)數(shù)器T1發(fā)生溢出時(shí)，置位TF1，并向CPU申請中斷。,59/23,5、RI（SCON.0）或TI（SCON.1），串行口中斷請求標(biāo)志。當(dāng)串行口接收完一幀串行數(shù)據(jù)時(shí)置位RI或當(dāng)串行口發(fā)送完一幀串行數(shù)據(jù)時(shí)置位TI，向CPU申請中斷。,60/23,二、中斷請求標(biāo)志 1、TCON的中斷標(biāo)志,IT0（TCON.0），外部中斷0觸發(fā)方式控制位。 當(dāng)IT0=0時(shí)，為電平觸發(fā)方式。 當(dāng)

24、IT0=1時(shí)，為邊沿觸發(fā)方式（下降沿有效）。 IE0（TCON.1），外部中斷0中斷請求標(biāo)志位。 IT1（TCON.2），外部中斷1觸發(fā)方式控制位。 IE1（TCON.3），外部中斷1中斷請求標(biāo)志位。 TF0（TCON.5），定時(shí)/計(jì)數(shù)器T0溢出中斷請求標(biāo)志位。 TF1（TCON.7），定時(shí)/計(jì)數(shù)器T1溢出中斷請求標(biāo)志位。,61/23,2、SCON的中斷標(biāo)志,RI（SCON.0），串行口接收中斷標(biāo)志位。當(dāng)允許串行口接收數(shù)據(jù)時(shí)，每接收完一個(gè)串行幀，由硬件置位RI。注意，RI必須由軟件清除。 TI（SCON.1），串行口發(fā)送中斷標(biāo)志位。當(dāng)CPU將一個(gè)發(fā)送數(shù)據(jù)寫入串行口發(fā)送緩沖器時(shí)，就啟動(dòng)了發(fā)送過程

25、。每發(fā)送完一個(gè)串行幀，由硬件置位TI。CPU響應(yīng)中斷時(shí)，不能自動(dòng)清除TI，TI必須由軟件清除。,62/23,一、中斷允許控制 CPU對中斷系統(tǒng)所有中斷以及某個(gè)中斷源的開放和屏蔽是由中斷允許寄存器IE控制的。,3、C51中斷的控制,EX0(IE.0)，外部中斷0允許位； ET0(IE.1)，定時(shí)/計(jì)數(shù)器T0中斷允許位； EX1(IE.2)，外部中斷1允許位； ET1(IE.3)，定時(shí)/計(jì)數(shù)器T1中斷允許位； ES（IE.4)，串行口中斷允許位； EA (IE.7)， CPU中斷允許（總允許）位。,63/23,二、中斷優(yōu)先級控制 80C51單片機(jī)有兩個(gè)中斷優(yōu)先級，即可實(shí)現(xiàn)二級中斷服務(wù)嵌套。每個(gè)中斷

26、源的中斷優(yōu)先級都是由中斷優(yōu)先級寄存器IP中的相應(yīng)位的狀態(tài)來規(guī)定的 。,PX0（IP.0），外部中斷0優(yōu)先級設(shè)定位； PT0（IP.1），定時(shí)/計(jì)數(shù)器T0優(yōu)先級設(shè)定位； PX1（IP.2），外部中斷0優(yōu)先級設(shè)定位； PT1（IP.3），定時(shí)/計(jì)數(shù)器T1優(yōu)先級設(shè)定位； PS （IP.4），串行口優(yōu)先級設(shè)定位； PT2 (IP.5) ，定時(shí)/計(jì)數(shù)器T2優(yōu)先級設(shè)定位。,64/23,PX0（IPH.0），外部中斷0優(yōu)先級設(shè)定位； PT0（IPH.1），定時(shí)/計(jì)數(shù)器T0優(yōu)先級設(shè)定位； PX1（IPH.2），外部中斷0優(yōu)先級設(shè)定位； PT1（IPH.3），定時(shí)/計(jì)數(shù)器T1優(yōu)先級設(shè)定位； PS （IPH.4）

27、，串行口優(yōu)先級設(shè)定位； PT2 (IPH.5) ，定時(shí)/計(jì)數(shù)器T2優(yōu)先級設(shè)定位。,而80C52單片機(jī)有四個(gè)中斷優(yōu)先級，即可實(shí)現(xiàn)四級中斷服務(wù)嵌套。每個(gè)中斷源的中斷優(yōu)先級由中斷優(yōu)先級寄存器IP和IPH中的相應(yīng)位的狀態(tài)來規(guī)定的 。,65/23,同一優(yōu)先級中的中斷申請不止一個(gè)時(shí)，則有中斷優(yōu)先權(quán)排隊(duì)問題。同一優(yōu)先級的中斷優(yōu)先權(quán)排隊(duì)，由中斷系統(tǒng)硬件確定的自然優(yōu)先級形成，其排列如所示：,66/23,80C51單片機(jī)的中斷優(yōu)先級有三條原則：,CPU同時(shí)接收到幾個(gè)中斷時(shí)，首先響應(yīng)優(yōu)先級別最高的中斷請求。 正在進(jìn)行的中斷過程不能被新的同級或低優(yōu)先級的中斷請求所中斷。 正在進(jìn)行的低優(yōu)先級中斷服務(wù)，能被高優(yōu)先級中斷請

28、求所中斷。,為了實(shí)現(xiàn)上述后兩條原則，中斷系統(tǒng)內(nèi)部設(shè)有兩個(gè)用戶不能尋址的優(yōu)先級狀態(tài)觸發(fā)器。其中一個(gè)置1，表示正在響應(yīng)高優(yōu)先級的中斷，它將阻斷后來所有的中斷請求；另一個(gè)置1，表示正在響應(yīng)低優(yōu)先級中斷，它將阻斷后來所有的低優(yōu)先級中斷請求。,67/23,4、80C51單片機(jī)中斷處理過程,中斷響應(yīng)條件 中斷源有中斷請求； 此中斷源的中斷允許位為1； CPU開中斷（即EA=1）。 以上三條同時(shí)滿足時(shí)，CPU才有可能響應(yīng)中斷。,中斷響應(yīng)條件和時(shí)間,68/23,定時(shí)與計(jì)數(shù),69/23,單片機(jī)工作的基本時(shí)序,機(jī)器周期和指令周期 （1） 振蕩周期: 也稱時(shí)鐘周期, 是指為單片機(jī)提供時(shí)鐘脈沖信號的振蕩源的周期，TX

29、實(shí)驗(yàn)板上為11.0592MHZ。 （2） 狀態(tài)周期: 每個(gè)狀態(tài)周期為時(shí)鐘周期的 2 倍, 是振蕩周期經(jīng)二分頻后得到的。 （3） 機(jī)器周期: 一個(gè)機(jī)器周期包含 6 個(gè)狀態(tài)周期S1S6, 也就是 12 個(gè)時(shí)鐘周期。 在一個(gè)機(jī)器周期內(nèi), CPU可以完成一個(gè)獨(dú)立的操作。 （4） 指令周期: 它是指CPU完成一條操作所需的全部時(shí)間。 每條指令執(zhí)行時(shí)間都是有一個(gè)或幾個(gè)機(jī)器周期組成。MCS - 51 系統(tǒng)中, 有單周期指令、雙周期指令和四周期指令。,70/23,3.3 80C51的定時(shí)/計(jì)數(shù)器,實(shí)現(xiàn)定時(shí)功能，比較方便的辦法是利用單片機(jī)內(nèi)部的定時(shí)/計(jì)數(shù)器。也可以采用下面三種方法：,軟件定時(shí)：軟件定時(shí)不占用硬件

30、資源，但占用了CPU時(shí)間，降低了CPU的利用率。 采用時(shí)基電路定時(shí)：例如采用555電路，外接必要的元器件（電阻和電容），即可構(gòu)成硬件定時(shí)電路。但在硬件連接好以后，定時(shí)值與定時(shí)范圍不能由軟件進(jìn)行控制和修改，即不可編程。 采用可編程芯片定時(shí)：這種定時(shí)芯片的定時(shí)值及定時(shí)范圍很容易用軟件來確定和修改，此種芯片定時(shí)功能強(qiáng)，使用靈活。在單片機(jī)的定時(shí)/計(jì)數(shù)器不夠用時(shí)，可以考慮進(jìn)行擴(kuò)展。,71/23,3.3.1 定時(shí)/計(jì)數(shù)器的結(jié)構(gòu)和工作原理,一、定時(shí)/計(jì)數(shù)器的結(jié)構(gòu) 定時(shí)/計(jì)數(shù)器的實(shí)質(zhì)是加1計(jì)數(shù)器（16位），由高8位和低8位兩個(gè)寄存器組成。TMOD是定時(shí)/計(jì)數(shù)器的工作方式寄存器，確定工作方式和功能；TCON是控

31、制寄存器，控制T0、T1的啟動(dòng)和停止及設(shè)置溢出標(biāo)志。,72/23,二、定時(shí)/計(jì)數(shù)器的工作原理,加1計(jì)數(shù)器輸入的計(jì)數(shù)脈沖有兩個(gè)來源,一個(gè)是由系統(tǒng)的時(shí)鐘振蕩器輸出脈沖經(jīng)12分頻后送來；一個(gè)是T0或T1引腳輸入的外部脈沖源。每來一個(gè)脈沖計(jì)數(shù)器加1，當(dāng)加到計(jì)數(shù)器為全1時(shí)，再輸入一個(gè)脈沖就使計(jì)數(shù)器回零，且計(jì)數(shù)器的溢出使TCON中TF0或TF1置1，向CPU發(fā)出中斷請求（定時(shí)/計(jì)數(shù)器中斷允許時(shí)）。如果定時(shí)/計(jì)數(shù)器工作于定時(shí)模式，則表示定時(shí)時(shí)間已到；如果工作于計(jì)數(shù)模式，則表示計(jì)數(shù)值已滿。 可見，由溢出時(shí)計(jì)數(shù)器的值減去計(jì)數(shù)初值才是加1計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)值。,73/23,設(shè)置為定時(shí)器模式時(shí)，加1計(jì)數(shù)器是對內(nèi)部機(jī)器周期

32、計(jì)數(shù)（1個(gè)機(jī)器周期等于12個(gè)振蕩周期，即計(jì)數(shù)頻率為晶振頻率的1/12）。計(jì)數(shù)值N乘以機(jī)器周期Tcy就是定時(shí)時(shí)間t 。,設(shè)置為計(jì)數(shù)器模式時(shí)，外部事件計(jì)數(shù)脈沖由T0或T1引腳輸入到計(jì)數(shù)器。在每個(gè)機(jī)器周期的S5P2期間采樣T0、T1引腳電平。當(dāng)某周期采樣到一高電平輸入，而下一周期又采樣到一低電平時(shí)，則計(jì)數(shù)器加1，更新的計(jì)數(shù)值在下一個(gè)機(jī)器周期的S3P1期間裝入計(jì)數(shù)器。由于檢測一個(gè)從1到0的下降沿需要2個(gè)機(jī)器周期，因此要求被采樣的電平至少要維持一個(gè)機(jī)器周期。當(dāng)晶振頻率為12MHz時(shí)，最高計(jì)數(shù)頻率不超過1/2MHz，即計(jì)數(shù)脈沖的周期要大于2 s。,74/23,3.3.2 定時(shí)/計(jì)數(shù)器的控制,80C51單片

33、機(jī)定時(shí)/計(jì)數(shù)器的工作由兩個(gè)特殊功能寄存器控制。TMOD用于設(shè)置其工作方式；TCON用于控制其啟動(dòng)和中斷申請。 一、工作方式寄存器TMOD 工作方式寄存器TMOD用于設(shè)置定時(shí)/計(jì)數(shù)器的工作方式，低四位用于T0，高四位用于T1。其格式如下：,75/23,GATE：門控位。GATE0時(shí)，只要用軟件使TCON中的TR0或TR1為1，就可以啟動(dòng)定時(shí)/計(jì)數(shù)器工作；GATA1時(shí)，要用軟件使TR0或TR1為1，同時(shí)外部中斷引腳或也為高電平時(shí)，才能啟動(dòng)定時(shí)/計(jì)數(shù)器工作。即此時(shí)定時(shí)器的啟動(dòng)多了一條件。 :定時(shí)/計(jì)數(shù)模式選擇位。 0為定時(shí)模式； =1為計(jì)數(shù)模式。 M1M0：工作方式設(shè)置位。定時(shí)/計(jì)數(shù)器有四種工作方式

34、，由M1M0進(jìn)行設(shè)置。,76/23,二、控制寄存器TCON TCON的低4位用于控制外部中斷,已在前面介紹。TCON的高4位用于控制定時(shí)/計(jì)數(shù)器的啟動(dòng)和中斷申請。其格式如下：,TF1（TCON.7）：T1溢出中斷請求標(biāo)志位。T1計(jì)數(shù)溢出時(shí)由硬件自動(dòng)置TF1為1。CPU響應(yīng)中斷后TF1由硬件自動(dòng)清0。T1工作時(shí)，CPU可隨時(shí)查詢TF1的狀態(tài)。所以，TF1可用作查詢測試的標(biāo)志。TF1也可以用軟件置1或清0，同硬件置1或清0的效果一樣。 TR1（TCON.6）：T1運(yùn)行控制位。TR1置1時(shí)，T1開始工作；TR1置0時(shí)，T1停止工作。TR1由軟件置1或清0。所以，用軟件可控制定時(shí)/計(jì)數(shù)器的啟動(dòng)與停止。 TF0（TCON.5）：T0溢出中斷請求標(biāo)志位，其功能與TF1類同。 TR0（TCON.4）：T0運(yùn)行控制位，其功能與TR1類同。,77/23,3.3.3 定時(shí)/計(jì)數(shù)器的工作方式 一、方式0 方式0為13位計(jì)數(shù)，由TL0的低5位（高3位未用）和TH0的8位組成。TL0的低5位溢出時(shí)向TH0進(jìn)位，TH0溢出時(shí)，置位TCON中的TF0標(biāo)志，向CPU