（通信与信息系统专业论文）shdsl信息传输的研究与开发——基于shdsl的多用户信息传输.pdf

摘要 随着通讯业的迅速发展，无论是家庭还是企业间的通讯都已经向网络化发 展，目前比较成熟的网络通讯技术为数字用户线技术即d s l 技术，截止到2 0 0 5 年6 月，全球d s l 用户数己达1 1 5 亿，占全球1 7 6 亿宽带用户数的6 5 。其 中中国作为世界上最大的d s l 用户市场，用户数己达到2 1 2 3 万，占世界d s l 总用户数的1 8 ，比位居第二的美国多出5 0 0 多万用户。 在d s l 家族中，目前应用最广泛的是a d s l ( 非对称d s l ) ，但由于此种方 式上下行速率的不对称，且上行流量明显小于下行流量( 下行高达8 m ，上行可 达1 m ，但通常为5 0 0 k ) ，因此招来一些企业用户的“不满”。越来越多的中小企 业用户，或是单站点网站，或是大型企业的分支机构，它们因业务的发展已经对 对称速率和上行带宽有了紧迫的期待。那么，如何来满足这些企业用户的要求? 什么方式可以承载这一任务呢? 针对这一市场呼声，s h d s l 技术与方案被推到 了前端。 本课题主要关于有线组网控制系统的设计和开发，由于该控制系统对实时性 和高效性有较高的要求，主要的芯片均是采用s h d s l 技术，并采用单片机进行 具体控制，因此又涉及到了嵌入式系统开发，个人认为比较有研究价值。 本文阐述了s h d s l 的相关概念和工艺，对有线组网控制系统做了简要的介 绍，并根据相关要求给出了该控制系统的总体设计方案，包括硬件和软件设计方 案，本人主要是进行硬件设计方面的工作，因此后文着重于硬件方面进行阐述。 最后，讨论了该系统的不足以及今后的研究方向。 关键词：有线组网控制系统d s ls h d s l 嵌入式系统 a b s t r a c t w i t ht h er a p i dd e v e l o p m e n to fc o m m u n i c a t i o n ，t h ec o m m u n i c a t i o nb e t w e e n f a m i l i e sa n dc o r p o r a t i o n si se x p a n d i n gi n t ot h ef i e l do fn e t w o r k n o w , t h em o s t p o p u l a r n e t w o r kc o m m u n i c a t i o n t e c h n i q u e i s d i g i t a l s u b s c r i b e r l i n e t e c h n i q u e _ - d s lt e c h n i q u e t oj u n e2 0 0 5 ，t h eu s e ro fd s l a l lo v e rt h ew o r l dw a s o v e r1 1 5h u n d r e dm i l l i o n ，t o o k6 5 o f t h ew i d e b a n du s e rw h i c hi so v e r1 7 6h u n d r e d m i l l i o n c h i n ai st h eb i g g e s tm a r k e to fd s l ，t h eu s e rh a sr e a c h e dt o2 1 2 3 0t h o u s a n d ， w h i c ht o o k18 o ft h eu s e ra l lo v e rt h ew o r l d i t s5 0 0 0t h o u s a n dm o r et h a nu s a w h i c hi st a k i n gt h es e c o n dp l a c e i nt h ef a m i l i e so fd s l ，t h em o s tp o p u l a ru s e dt e c h n i q u ei sa d s l ( n o n s y m m e t r y d s l ) ，a st h ea s y m m e t r yo fu ps p e e da n dd o w ns p e e d ，a n dt h eu pf l u xi sc l e a r l y s m a l l e rt h a nt h ed o w nf l u x ( t h ed o w nf l u xi sa l m o s t8 ma st h eu pf l u xi s1 m ，u s u a l l y 5 0 0 k ) ，s os o m eu s e ro ft h ec o r p o r a t i o nw e r eu n s a t i s f i e da b o u tt h i s m o r ea n dm o r e u s e rs u c ha st h eu s e ro fm e d i u m s i z e da n dp i n t s i z e dc o r p o r a t i o n ，t h es i n g l ew e b s i t e o rt h eb r a n c hi n s t i t u t i o no fm a n - s i z e dc o r p o r a t i o n ，w e r ea n x i o u s l ye x p e c t i n g s y m m e t r i c a ls p e e da n du pb a n d w i d t hb e c a u s eo f t h e i rd e v e l o p m e n t s o ，h o wt os a t i s f y t h e m ? w h i c hc o u l db et a k e nt os e t t l et h ep r o b l e m ? u n d e rt 1 1 i sb a c k g r o u n d s h d s l a p p e a r e d t h i st a s kw a sm a i n l ya b o u tt h ed e s i g na n de x p l o i t a t i o no fc o n t r o l - s y s t e mo f l i n e a t en e t w o r k a st h i ss y s t e mh a sh i 幽r e q u i r e m e n ti nr e a lt i m ea n dh i g he f f i c i e n c y , t h ep r i m a r yc h i p s e tt o o ks h d s lt e c h n i q u ea n di sc o n t r o l l e db ys c m ，s oi tw a s i n v o l v e di n t ot h ed e s i g no f e m b e d d e ds y s t e m w et l l i n ki t sv a l u a b l e t h i sa r t i c l ee x p a t i a t e dt h ec o n c e p t i o na n dt e c h n i q u eo fs h d s l ，t o o kb r i e f i n t r o d u c eo ft h ec o n t r o ls y s t e mo fl i n e a t en e t w o r ka n dg a v eu st h eg e n e r a ld e s i g n s c h e m e ，i n c l u d eh a r d w a r ea n ds o i h v a r es c h e m e ，b e c a u s et h ej o bo fm i l l ei sa l m o s t a b o u tt h ed e s i g no fh a r d w a r e ，s ot h ea r t i c l ei sa l m o s ta b o u th a r d w a r e a tl a s t ，w e d i s c u s s e dt h ed e f i c i e n c yo f t l l es y s t e ma n dt h ed i r e c t i o no f r e s e a r c hi nt h ef u t u r e k e yw o r d s ：c o n t r o ls y s t e mo fl i n e a t en e t w o r k ，d s l ，a d s l ，e m b e d d e d s y s t e m 独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的 研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其 他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得壶墨叁鲎或其他教育机构 的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均 已在论文中作了明确的说明并表示谢意。 学位论文作者签名：磊 4 p o s ，a d s p o 6 ，a d 6 f o 7 j , a d 7 e j 孙l a l e 席珂 石趸f 事嘎廷孵 p 2 7 执1 5 p 2 6 ，a 1 4 p 2 s a 1 3 p 2 4 ，a 1 2 p 2 3 ，a 11 p 2 ：，a 1 0 p 2 1 而氐9 p 2 o ，a 8 管脚描连 管脚号 名称类型名称和功能 d i pl c c 0 f p 2 02 2i 6i 地：0 v 罄考点 4 0“3 8i 屯源：提供掉电空陶，正常【作l 蛆压 m 0 - 073 9 3 24 3 - 3 63 7 - 3 0的 p o 口：【l 是碍潮暖向口口坤q 扎写入1 挺其披卷为恐 浮用柞高融输入p 0 也可岜茫访问讣蕊i 剃寄存储嚣畔作 地址的i 艮字节，盎游闷外挪熬掘存熊器时痒髓擐尊蛙，此 时通进内嚣强t 技转送l 。 p 1 0 1 71 8 2 - 9 0 - 4 4的 p l 口：p l 口足带内酃， ：靛瓣舣向b or 1 向p 1f i 写八1 1 - 3时p l 口艘内鬣t 扭为高迫甲，甜霸绺箍入口，铂作为墙 入脚时。被外f l | ；披祗豹p l l l 会闲为内落上挝而输出i 扛谶( 见 d c l 耗气特性) p i | _ i 熬2 功艟： 124 0的 t 2 俨1 o ) t定时崩熬器2 的饕黯针数轴入邝件输m 234 li t 2 e 双p 1 1 ) t 定时崩数器2 匪装藏，捕键侑向控制 344 2i e a ( p l + 2 ) ：f c a 的扑稼时钟镣入 4 5 3的 ( ：e x 0 ( p t 3 】：f c _ a 模块0 捕帮比轻接式的幸卜酃酞) 静脚 564 4 c l 伊1 ，4 ) ：p c a 模块t 挑御比较揍式柏补激i o 静脚 6， t抛 也伊1 5 ) ：p c a 模块2 捕获，i t 较梭j 莨的扑 祖o 游辫 78 o mc 但1 廊：? c a 擞块3 抽帮i t 较模式的蚪；嚣u o 菏辩_ 893的c 揣( p 1 7 ) ：p c a 模块4 捕获，比较挺式的外部瞥辨 p 2 o 2 1 72 1 - 2 82 一3 1l 争2 5i 幻p 2 【】：p 2 日叠带内部二齄的馥翱工o 口阳p 2 口写 l 衅p 2 口妓内部t 拉为崭电甲町e f j 作输入l = l 。与俸却输 入脚耐。醢外部拉骶吣p 2 i 台瑚尚肉热t 挝而输 l l 毡漉( 记 d cf 乜。e 特t t ) 在游列蚪部援昝冉铸嚣邵讣蕊数掰u i 舒剖 怍勘地址赢位字节和1 6 枉地址( m o v x d p t k ) 北时避 垃内落强上拉传送1 ，当铑羽8 位寻蜒疗式o f o 础) 请 问外露敫掘存精嚣时，1 9 2 i 晃之送p 2 特嫌功能寄存器的内鸯。 p 2 7 庄编投，捶! 豫时盛；甄为“l ” p 3 。j 7j o - i 71 1 0 街 p 3 d ：p 3 口楚带内帮i ：挺腑咸自f o 翻纠p ；口q 入i 1 3 1 97 一1 3对p 3 ：l 被内粼。t 拉为赢电甲，n r 崩洚输入【i 。与怍为输 入辩时。坡外部拉 睡柏p 3 口会嗍为内瓣 ：拉丽输m f b 流( 见 d c 电气持性) ? 黔c 5 1 r x 2 的p 3l = i 脚姑荐以下特拣曲能； 1 01 l5i r x d ( p j o ) t 率行铀入i ：_ ：i 1 11 37o h d ( p 3 i ) 串 f 输i “l 1 21 8i 酉i 硬p 3 ) ：外落巾断0 1 3i 59i 碌前伊3 ：外群中断 ：61 0i t 0 ( p 3 舢； 定时器0 蚪斑i 翰入 1 51 ini t k p 35 ) ：定时嚣l 讣部辕凡 ：6：sl ：i丽( p 36 ) ：井落敦据捧拣器，i 信； 1 7：91 3i 商p 3 7 ) ：外搿敏掘存储器读佑l ； r s t9：0- ii 堑馥：韵拍搬谯进行中h 罂丝位嚣脚h l 躞2 争乩嚣埘婀 商，扛甲即可堑拉，内部柯扩敞电l ；l 连接爿、沁议嚣翟捧援 一个f 扛样矗v c c 哪a r 霹墁卜电丝协， a l e3 0 3 3 2 7o 地址镇存惶键：茁访问外i 稚存辅嚣晰犏：| 脉冲颁存地血l 昀 匠字节d ：正常情况r 。a l e 偷嘲储 慨定为1 堵蠹龋 疑弗。j 1c i 忭：外部时钟峨定时注意坶冼访翔蚪部致耀 辩个a l e 弥冲将鼓忽略。a l en ，以域过程逝s f r 捌矗五h y 0 禁1 1 ：霞蔚脚j _ j 【隆窿执行m o v x 指令时 酸激糕 翮2 93 22 to 挫序存筒搜谨：读外部程捧存浦当从外；i i 硪墩程膨时 意霭葑每个帆- 嚣瑚用羲激活两冲：盔访问外舔数据存储嚣 i ；l 霜无效，游划内罄裂弗弹储嚣时甚瑟无效。 薯帆御 8 13 52 9i 外部寻址控 i 乏，鳙程电鹱：疰访嗣整个扑蔼程序存稚嚣时 e k 必须井帮置低妇果e 五为磷封，捣执行内郝程序苟 阱释放焉e a 脚的馥鼓镄存，任蚵耐岸腑政变鼯将无教。 发引弹拄对h 删摹程时阁于输 、翁陧电难( v 扫p ) x 鹣l 11 92 1 1 5f 晶体1 ：振祷反翔放大嚣转入埔和内部时钟发生也路j 裔入端 x m1 8l o 龆体2 ；羝荡反向放大嚣镳出端 注：为了避免上f t ! l l - r 的“l a t c b - 印 教玻t 任意静辨( v 睁弥外) t 的电匿盈夫不施盎- pv c c + o 5 。域诋不隧低 于v o5 。 衰1p 8 9 c 5 1 p , x 2 特殊功麓寄存磊 名嚣定皇h怔琦麓和健i i t量惶诅 巷缸蠹，h器s lbi ：1 1 1t o 辅釉话瞪苷荐a 辅酗墙髓寄存繁l 。 s 寄存5即并并”8i f 2f 1轴 臻蟪口赫嵌描掌 攫聃i 譬蓰韩早啊 c c a i ，2 7 - 龋婕：祷嵌两半帮 碍堍3 猫鞋鞴牛帮 谯婕4 赫崔扁牛 龋壤e 祷荣越牛h 扭块l 赫棱蛀牛# c c a p b 峨蛲：冀捷鲢擎 擐壤，菇囊蛙睾吊 艟赣 翊盛糕警帮 嚏酶。墁式x 虹 瞳捷l 撮戎 睫块2 蝇拉 瞳块3 馒戒 疆班 豫戎 wd = d c “di x 计嚣嚣箍辩c c t $ ，“计齄嚣矗半# 叫钟船翻 ： 1 2 m 诗缸眷氍掌# ，c 土n 缸赫罐( 描针葛字节 撸引喊字# f 三 口a c 丑“m - t 毫犍妊 a fb e b d b c啦b 肿3 l 中鞲优先擐 b 7b 5射8 ；砒 b 1 9 0 十蠹m 先瓤7h a 7“a 4 ；越 l抽 耵阱b 5射 b ；3 2b i3 0 丽_确 电蹿 渊岢露嚣 d 7d 5d 5d 4d 3d!d1d o 辖十驮喜事 定对嚣2 摘头高中韦 霆”摒：蛹最瓶事节 “迪城 堤地瞳辫壤 m 口e 程砷医 c f 9 d*姐9 a婶站 $ 开i ：控轻 壤娃措 盯旺虻 l bh盼n 定利# 控翻 篮肛 s d 虻lib“ 9 8 定耐z 惶瓤 c 币 定引篷z 惧式托翱 定封爵。高宁昔 宦蚪# l 哥r * 宅埘n2 珂宁* m # 0 畦掌* 定砖：牢n 宅埘赫2 豫事* 定耐# 簋戎 c c 可 注：带的s f r 叮忙习址 1 3 带“# ”号的s f r 表示从8 0 c 5 1 的s f r 修改而来或新增加的。 x t a l l 和x t a l 2 分别作为一个反向放大器的输入和输出。此管脚可配置为 使用内部震荡器。要使用外部时钟源驱动器件时，x t a l 2 可以不连接而由x t a l l 驱动。外部时钟信号无占空比的要求。但高低电平的最长和最短时间有着严格的 要求。 该器件在出厂时配置为每机器周期1 2 个时钟。可通过f l a s h 编程器或i s p 或 软件配置为每机器周期6 个时钟。 时钟控制寄存器( c k c o n ) 该器件支持通过s f r 位( x 2 ) 或f l a s h 配置位( f x 2 ，位于保密f l a s h 块中) 对6 时钟1 2 时钟模式进行配置。当f x 2 编程为6 时钟模式时，x 2 ( c k c o n o ) 将不起作用c k c o n 还支持单独对外围功能的时钟速率进行配置。当运行于6 时 钟模式时，外围功能可单独由f o s o 6 或l o s e 1 2 驱动，运行于1 2 时钟模式时，则 只能使用l o s e 1 2 。 下面是外围功能时钟源的真值表： f x 2 眦秘，辏式豫 x 2 外 辩功能l 寸钟艇c p u 攒歧虾l 嚏吨臆时弹迁书 ，位( 倒幻 t 。x 2 ) 擦除 o 1 2 对钭；t 鞑i t , j 1 2 p ( 鼽认) 排球jo6 时钟6 时p 檬豫ll6 耐钟1 2 呲钟 编控 06h 寸钟6 时 编粒t6 时耄唪1 2 时神 3 2 1 复位 在振荡器工作时，将r s t 脚保持至少两个机器周期高电平( 6 时钟模式时为 1 2 个振荡器周期，1 2 时钟模式时为2 4 个振荡器周期) 可实现复位为了保证上 电复位的可靠，r s t 必须保持足够长时间的高电平，该时间至少为振荡器的稳 定时问( 通常为几个毫秒) 加上两个机器周期。上电时v c c 和r s t 必须同时上 升以实现正确的启动。当复位电压大于v i h l ( m i n ) 时i o 口12 和3 异步复位当 r s t 撤除时e a 的值被锁存。 3 2 2 低功耗模式 时钟停止模式 静态设计使时钟频率可以降至0 m h z ( 停止) 。当振荡器停振时，r a v l 和s f r 的值保持不变。该模式允许逐步应用并可将时钟频率降至任意值以实现系统功耗 的降低。如要实现最低功耗则使用掉电模式。 空闲模式 空闲模式中c p u 进入睡眠状态，但片内的外围电路仍然保持工作状态。正 常操作模式的最后一条指令执行进入空闲模式。空闲模式下，c p u 内容、片内 r a i v l 和所有s f r 保持原来的值。任何被使能的中断( 此时程序从中断服务程序 处恢复并继续执行) 或硬件复位( 与上电复位使用相同的方式启动处理器) 均可 终止空闲模式 掉电模式 为了进一步降低功耗通过软件可实现掉电模式。该模式中，振荡器停振并且 在最后一条指令执行进入掉电模式。降n 2 0 v 时，片内r a m 和s f r 保持原值， 在退出掉电模式之前v e t 必须升至规定的最低操作电压。 硬件复位或外部中断均可结束掉电模式。硬件复位使s f r 值重新设置，但不 改变片内r a m 的值。外部中断允许s f r 和片内r a m 都保持原值。 要正确退出掉电模式，在v c c 恢复到正常操作电压范围之后，复位或外部中 断开始执行并且要保持足够长的时间( 通常小于1 0 m s ) 以使振荡器重新启动并 稳定下来。 使用外部中断时，i n t 0 和i n t l 必须使能且配置为电平触发。将管脚电平拉 低使振荡器重新启动，退出掉电模式后将管脚恢复为高电平。一旦中断被响应， r e t i 之后所执行的是进入掉电模式指令的后一条指令。 空闲模式和掉电模式时外部管脚的状态 攘式程序存储器 l e嗍口0口1口2口3 空蕊内嚣 1 数鬻数据鼓据 氟摄 空雨外韶l惫浮数据地址数掘 摔电内部 00数蠡 数据 皴蘸敷据 掉电外郭 o0 悬浮数据盐抠数据 3 2 3 定时器0 和1 的操作 定时器0 和l 定时和计数功能由特殊功能寄存器t m o d 的控制位c t 进行选择。这两个 定时计数器有4 种操作模式，通过t m o d 的m 1 和m 0 选择。两个定时计数器 的模式0 、1 和2 都相同，模式3 不同。如下所述： 模式0 将定时器设置成模式0 时类似8 0 4 8 定时器，即8 位计数器带3 2 分频的预分 频器。此模式下定时器寄存器配置为1 3 位寄存器。当计数从全为“1 ”翻转为全 为0 时，定时器中断标志位t f n 置位。当t r n = 1 同时g a l l 三= o 或i n t n = l 时 定时器计数。置位g a t e 时允许由外部输入1 n t n 控制定时器，这样可实现脉宽 测量。t r n 为t c o n 寄存器内的控制位。该1 3 位寄存器包含t h n 全部8 个位 及t l n 的低5 位。t l n 的高3 位不定，可将其忽略。置位运行标志( h ) 不 能清零此寄存器。 模式0 的操作对于定时器0 及定时器l 都是相同的。两个不同的g a t e 位 ( t m o d 7 和t m o d - 3 ) 分别分配给定时器0 及定时器1 。 模式1 模式1 除了使用了t h n 及t l n 全部1 6 位外，其它与模式0 相同。 模式2 此模式下定时器寄存器作为可自动重装的8 位计数器( t l n ) ，t l n 的溢 出不仅置位t f n ，而且将t h n 内容重新装入t l n ，t h n 内容由软件预置。重装 时t h n 内容不变。模式2 的操作对于定时器0 及定时器1 是相同的。 1 6 模式3 在模式3 中，定时器l 停止计数，效果与将t r l 设置为o 相同。 此模式下定时器0 的t l 0 及t h 0 作为两个独立的8 位计数器。t l 0 占用定时器0 的控制位：c t ，g a t e ，t r 0 ，1 n t 0 及t f 0 。t h 0 限定为定时器功能( 计 数器周期) ，占用定时器l 的t r l 及t f l 。此时t h 0 控制定时器1 中断。 模式3 可用于需要一个额外的8 位定时器的场合。定时器o 工作于模式3 时，8 0 c 5 1 看似有3 个定时器计数器，当定时器0 工作于模式3 时，定时器1 可 通过开关进入退出模式3 ，它仍可用作串行端口的波特率发生器，或者应用于任何 不要求中断的场合。 t i i 0 i 地址：8 9 i - i爱位位：0 0 h 苓可位寻址 7 6543 2 10 、_ 、，_ j _ 一 淀豺嚣1定时嚣0 位 1 l 0 3 f n t 0 d 7 n 帕d 2 ， 卫眦6 符号 g 孤 e 吓 m 1 m o x 】：谶 oo 01 1o 1i 功能 鞯。r 定i 时嚣1 覆馥时鞋落燕丽脚谶商及t p , 1 挖割爱靛 l 寸彳酊打拜定时 器特| f 致器。滴零时鼗使了r l 郾町打拜宅n , i 器片i | 数斟； 控制定时嚣l 硐侔定对嚣或计数嚣诗宰喇捌捧定时器 扶内端最撬时钟镰 入) ，覆煎朋作计数器( 从t n 辫输入) 定时嚣援式选择 建肘器摸斌 8 0 4 8 迳l | | 嚣n 丑j i 水5 证鞭分城器 1 6 垃定时器崩。敷罄，无预分频嚣 8 使翔装裁定l 蜡嚣，滋撙耐蒋 r d a 存艘辩缸装入豇m 。 建时嚣0 北时怍勾裁8 位定l 雌滑数嚣。1 i 毋捧为个3 疵定对器，计毫( 器 通过杯准定n 嚣0 控糕氆挖耩。t h 0 健律为个8 建定时器，! n 窆对嚣l 挖澎l 斑丰；：! 制，n ：这辨橙代卜定啊? 讨数撩1 燕n 定时计数器0 1 模式控制寄存器( t m o d ) 1 7 t c o n 地h t ：镐h 町艟寻址765 4 3210 缸嘣e 丑j 工i 五正正习j j 五圈 位符号功铑 t c o n 7t f l定a f 嚣1 潜：l 辕喜定时增敦器i 娃水时i i 霞件落泣。串断灶重对i 妇硬件清赊或瑁 软件浦除。 t c o n 6t r i定封嚣1 运行控制位 】较件嚣伍精零私定时，计盈羞玎拜j ，皂研。 r ：o m 5t f 0定时嚣0 潋 量；环卷。逄酣一 _ 教器溢搦时| ；i 硬中 搜位，中斯她置时由硬件浦除。业墙 较n 诮除。 t c o n 4 f r o定时嚣0 运行控制僚由轼f 数位墒零将定时，计数器打扦，盖丽 1 c o n3i e l中断1 边沿触段振恚鲞硷蔫剑捧薄中断l 姐沿辨由硬件霞蹙中龋赴珲时礴军 t c o n 2i t l中断i 触发类型控制氲，m 软件翟扭艚零以选辑卧酃中鹾以一f 驿沿斑电平方式触发 t c o n l 珏；o中断o 边沿触发酥巷每撩测到摊鄢中断0 边沿孵由夏件置鳘，中断处理时溃零。 取：叫01 1 0中辑o 触教樊型控制垃，出软件雹艇，滴零以选择讣嚣中断以f 碍沿，抵电平方式齄发 定时器计数器控制寄存器( t c o n ) 3 2 4 定时器2 的操作 定时器2 定时器2 是一个1 6 位定时计数器。通过设置特殊功能寄存器t 2 c o n 中的 c t 2 位，可将其作为定时器或计数器。定时器2 有三种操作模式：捕获、自动 重新装载( 递增或递减计数) 和波特率发生器，这三种模式由t 2 c o n 中的位进 行选择 捕获模式 在捕获模式中，通过t 2 c o n 中的e x e n 2 设置两个选项。如果e x e n 2 = 0 ，定 时器2 作为一个1 6 位定时器或计数器( 由t 2 c o n 中c t 2 位选择) ，溢出时置 位t f 2 ( 定时器2 溢出标志位) 。该位可用于产生中断( 通过使能i e 寄存器中 的定时器2 中断使能位) 。如果e x e n 21 ，与以上描述相同，但增加了一个特 性，即外部输入t 2 e x 由1 变o 时将定时器2 中t l 2 和t h 2 的当前值各自捕获 到r c a p 2 l 和r c a p 2 h 。另外，t 2 e x 的负跳变使t 2 c o n 中的e x f 2 置位，e x f 2 也象t f 2 一样能够产生中断( 其向量与定时器2 溢出中断地址相同，定时器2 中 断服务程序通过查询t f 2 和e x f 2 来确定引起中断的事件) 。在捕获模式中， t l 2 和t h 2 无重新装载值。甚至当t 2 e x 产生捕获事件时，计数器仍以t 2 e x 的 负跳变或振荡频率的1 1 2 ( 1 2 时钟模式) 或1 6 ( 6 时钟模式) 计数。 自动重装模式递增，递减计数器 1 6 位自动重装模式中，定时器2 可通过c t 2 配置为定时器，计数器，编程控 制递增递减计数。计数的方向是由d c e n ( 递减计数使能位) 确定的，d c e n 位 于t 2 m o d 寄存器中。当d c e n = 0 时，定时器2 默认为向上计数；当d c e n = 1 时，定时器2 可通过t 2 e x 确定递增或递减计数。 当d c e n = o 时，定时器2 自动递增计数。在该模式中通过设置e x e n 2 位进 行选择。如果e x e n 2 = 0 ，定时器2 递增计数至i j o f f f f h 并在溢出后将t f 2 置位， 然后将r c a p 2 l 和r c a p 2 h 中的1 6 位值作为重新装载值装入定时器2 。 r c a p 2 l 和r c a p 2 h 的值是通过软件预设的。 如果e x e n 2 = 1 ，1 6 位重新装载可通过溢出或t 2 e x 从1 到0 的负跳变实 现。此负跳变同时将e x f 2 置位。如果定时器2 中断被使能，则当t f 2 或e x f 2 置 1 时产生中断。 d c e n = i 时，定时器2 可递增或递减计数。此模式允许t 2 e x 控制计数的方 向。当t 2 e x 置1 时，定时器2 递增计数，计数至i j o f f f f h 后r c a p 2 h 中的1 6 位 值作为重新装载值放入t l 2 和t h 2 。溢出并置位t f 2 。还将产生中断( 如果中 断被使能) ，定时器2 的溢出将使r c a p 2 l 和r c a p 2 h 中的1 6 位值作为重新装 载值放入t l 2 和t h 2 当t 2 e x 置零时，将使定时器2 递减计数。当t l 2 和t h 2 计数到等于 r c a p 2 l 和r c a p 2 h 时，定时器产生溢出。定时器2 溢出置位t f 2 ，并将 0 f f f f h 重新装入t l 2 和t h 2 。 当定时器2 递增递减产生溢出时，外部标志位e 2 翻转。如果需要，可将 e x f 2 位作为第1 7 位。在此模式中e x f 2 标志不会产生中断。 定时器2 的工作方式 r c u p t c l k0 p 舢 t r 2 横式 00l1 6 靠“动最城 01l 1 6 托捕莜 lxl 皱特率发生嚣 xxo f 美弼j t 2 c o n 地i i i ：= 0 c s hc r 位寻址堑鱼缸= o o f i 76543 2 10 毪量丝刍整塑童墨 t f 2 t 2 c o n 7 窕仆寸器2 溢出抓出定对嚣2 溢出时置必颈出敏仆济酴。当r c l k 或t c i x = l 时， f f 2 将可：会殿位 e ；x f 2 r 2 c o x 6 定时嚣2 外落标念每e x e n 2 = l 且 1 1 e x 的扼矾燕产生捕谈或重装时 e x f 2 麓挝定时嚣2r i 撬使能时，e x f 2 = 1 蒋使c p l 胰呻i 赫期量避执行 定时器2 中鞭千疑序e x f 2 使必埂用软件崭零盎递增，递艟计置嚣 ；l 式( d c e n = 1 ) 巾e x f 21 ：盘弓l 趋巾断 r c l k t 2 c o n ，5 接牧时钟杯忠。r c l k 嚣静时，定时嚣2 嚣溢出棘冲怍为串俘口接式l 柏 模式3 的接毂时钟r c u ：= o 时特定时嚣l 的溢h 脒p p 作为接收时钟。 t c l kt 2 c o n 4 发送时钟酥_ = ；! ；t c l k 嚣位时定时嚣2 的溢 i ；辣挣侔为书恬日缕置l 和 模式3 的发送时钟t c l k - - 0 时将定时暑1 的溢出辣冲作为发送时钟。 e x e i 2 t 2 c o n 3 定时器2 井霉使能标志与其蟹泣且定耐嚣2 来作为 ： ：行 i 时钟时、允 讪t 2 e x 的负壤竖产生捕获或重装e 炷m ；o 时，i 2 d c 的勇t 变对定对 嚣2 无艘。 珊 日挖 t 2 c o n 2 定埘器2 扁确，淬止控制使鬣l 时矗动定时嚣。 t 2 c o n 1 定时器，针数器选择( 定时嚣2 ) o 一内部定时嚣( o s c 一q 2 蛾o s c 6 】 l 兰扑郭警件计数器( 下降沿触靛) c 秘船2 1 2 c o n 0 撼获，藤靛椿击霞位le x e i q 2 = l 时t 2 e x 的氮蒜变产生捕获1 请霉l e x e n 2 = i 时定时嚣2 溢出媛t 2 e x 的受蔬盘砰可艇定时嚣国动重装 当r c l k 等1t 馥t c l k = 1 时谖位无般蔓定时嚣霞挺山溢出雌自动重裴。 定时器计数器2 ( t c o n ) 控制寄存器 3 2 5 全双工增强型u a r t 标准u a r t 操作 串口为全双工结构，表示可以同时发送和接收。它还具有接收缓冲，在第一 个字节从寄存器读出之前，可以开始接收第二个字节，但是如果第二个字节接收 完毕时第一个字节仍未读出，其中一个字节将会丢失： 串口的发送和接收寄存器都是通过s f r s b u f 进行访问的。写入s b u f 的数 据装入发送寄存器，对s b u f 的读操作是对物理上分开的接收寄存器进行访问。 串口有4 种操作模式： 模式0 串行数据通过r x d 进出。t x d 输出时钟。每次发送或接收以l s b ( 最低位) 作首位，每次8 位。波特率固定为m c u 时钟频率的1 1 2 ( 1 2 时钟模式) 或1 6 ( 6 时 钟模式) 。 2 0 模式1 t x d 脚发送，r x d 脚接收，每次数据为1 0 位，一个起始位( o ) ，8 个数 据位( l s b 在前) 及一个停止位( 1 ) 。 当接收数据时，停止位存于s c o n 的 r b 8 内，波特率可变，由定时器1 溢出速率决定。 模式2 t x d 脚发送，r x d 脚接收，每次数据为1 l 位，一个起始位( o ) ，8 个数据 位( l s b 在前) 一个可编程第9 位数据及一个停止位( 1 ) 。 发送时，第9 个数据位( s c o n 内t b 8 位) 可置为0 或1 。例如将奇偶位( p s w 内p 位) 移至t b 8 。接收时，第9 位数据存入s c o n 的r b 8 位，停止位忽略。 波特率可编程为m c u 时钟频率的1 3 2 或1 6 4 ( 1 2 时钟模式) ( 6 时钟模式下 为1 1 6 或1 3 2 ) 模式3 t x d 脚发送，r x d 脚接收，每次数据为1 l 位，一个起始位( o ) ，8 个数 据位( l s b 为首位) ，一可编程的第9 位数据及一个停止位( 1 ) 。事实上模 式3 除了波特率外均与模式2 相同。其波特率可变并由定时器l 溢出率决定。 在上述4 种模式中，发送过程是以任意一条以写s b u f 作为目标寄存器的指令开 始的，模式0 时接收通过设置r i = 0 及r e n = l 初始化，其它模式下如若耻n = 1 则通过起始位初始化。 3 2 6 多机通信 u a r t 模式2 及模式3 有一个专门的应用领域即多机通信。在这些模式时， 接收为9 位数据。第9 位存入r b 8 。接下来为停止位。u a r t 可编程为：接收 到停止位时，仅当r b 8 = i 时串口中断才有效。可通过置位s c o n 内s m 2 位来选 择这一特性。下述为多机系统利用这一特性的一种方法。 当主机需要发送一数据块给数台从机之一时，首先发送出一个地址字节对目标从 机进行识别。地址与数据字节通过第9 位数据区别，其中地址字节的第9 位为1 ， 而数据字节为0 。s m 2 = i 时，数据字节不会使各从机产生中断，而地址字节则 令所有从机中断，这样各从机可以检查接收到的数据判断是否被寻址。被寻址的 从机即可清除s m 2 位以准备接收随后数据内容。未被寻址的从机的s m 2 位仍为 1 ，则不理睬随后数据继续各自工作。 模式0 时s m 2 无效，模式l 时s m 2 用于检验停止位是否有效。在模式1 时， 如果s m 2 = i ，那么只有接收到有效的结束位才可产生接收中断。 串行端口控制寄存器s c o n 串行端口控制及状态寄存器b i s c o n 如下图图所示，其中包括模式选择位以 及发送和接收的第9 位数据( t b 8 及r b 8 ) ， 以及串行端口中断位( t i 及r i ) 。 s c o n地城：9 5 i - i 町啦寻址 复谊值r 位 $ c o n 7 s c o n 7 s c o n 6 懈医丑五工亟五五压丑互五互工习 符号功薤 惑i | f 铸i ；l l 斑。誊拴渊列一个无效阵止位时避避u a r 工接投器致援渡伊秕它盛殒由 软件游零。娶使媛垃订效p c o n 寄存嚣中的s m o d 0 塑必须簧1 。 s 矗 和s m l 定义审口擐作模式。要使谖艇育散。p e o n 寄卑嚣中的显m o d 0 必须置0 s m i鞫s m 0 定义零行e l 操作缕式( 见下裘) s m 0 苎m l 盟堑正整盛燕鼓塑 0 00 ：同垮移位寄存器f i j d l 2 ( 1 9 _ 肘钟摸式) 或l 缸五( 6 时钟模式】 0i 10 l1 锄 s c c l n 4r e n s c 0 0 t 31 1 粥 s c o l t 2r b 8 s c o k l豇 s c o 挺对 o 1 t8 位u a r t可变 2 9 扭u a 村。 f o s c l 6 4 斌l o s e 3 2 ( 1 2 时钟x 矗m 3 2 或t 硝：1 0 ( 6 时钟模式) 3 ；9 娩u 出d可爱 盎模式2 i f i i3 1 1 多处理机避信使能缀。在模式2 威3 中茸s m 2 = - i h 接牧目的第 9 使数撰( 瑚) 楚0 嘲r i t 接鞭中新杯占) 不会被箍磊。在礁式l 若s d 2 = - ! h 没肯接收崮霄妓的停止抟，剿1 ；会酸澈辐柱携五o 中$ m 2 叠趋盟0 免许接收俄。m 软件置靠或清除。r l 跫归l 时宄许接稚。】l 】：h ；= o 孵鬃1 卜接收 揍式2 和3 中艟送的第9 垃数摇。r 以按舞耍由软件葭皇或清除 摸式2 期3 巾c 臻牧的第9 位数据龟摸j j ：l 中，_ 媛皿间r b 8 址已接收腑停止 惶葭摸式0 。扣r b 8 术j h 笈送中断酥毒。髓式0 中拄笈送完第8 澎投据时，； ：硬件越位。毵它镬式中 ! l _ ： 发送停止位2 例，m 硬件霞也龟强搿模式小。描必雄【 l 拽n - 米清除。 接收巾撕辕者模式0 【f 1 ，接收第8 位结束对 扣醺件发生。其它模式粤芷接收挣 止缸的中间f l , 刘，内硬件覆位。强任阿摸式( s m 2 所述情x 弥外) 必壤由技件清除r i 。 串行控制寄存器( s c o n ) 3 2 7 中断优先级结构 p 8 9 c 5 1 r d 2 f a 有7 个中断源，4 个中断优先级。 中断优先级和3 个特殊功能寄存器相关，他们分别是正，i p 和i p h 。 寄存器i p h ( 中断优先级高) 组成4 级中断结构，i p h 的地址位于s f r 中 的b 7 h 。i p h 寄存器及其位的描述如图。 i p h 寄存器的功能很简单，i p h 和i p 组合使用决定每一个中断的优先级。 如下表所示： 优先级位 中断优先级 i p 卜lxt p x o0 0 绒( 蛙毂童臣) oll 般 l o 2 缀 il 3 缀( 强高掘) 中断表( l = 电平澈活t = 翻转激活) 中断潦优先顺序请求位瞳件清障入口地址 x ol正o n e 已) 1y ( 砰 0 3 h 1 0t p 0y0 b h x l3i e ln 啪1 3 h t 14r r lyl b h p c a5 c f , c c f 血衅= o _ 4 ) n 3 3 h s p6r l t in2 3 h t 27t f 2 d ( rn2 嬲 i e 特殊功能寄存器 d ( 0 b s h ) 7 65432l0 标号 p p c p e p s p t i p x l p t 0 p x 0 噜斯诡先蛾控铷也= l t 定义为岛倪专擅中断 叶1 断 丘先宝i 拄制位卸，宅义为f 琏伍i ；皂擞中睡 功链 p c ai ：崮l 优屯翅# 蜘悼 越时器2 申断优先绁宁空制使 书仃ne p 断优先缀耠彻p 定时黯1 ”“断优先绂控制位 碰- 部中断l 中断挽克绒控制p 定时嚣0 - 弘群促尤缎抟嘴l 侥 蚪搿r 新0 。l t 断优先缴拧栅生 口寄存器 位踟肌肼肼雕耻叫珊 i p h m 7 h 3 7 6543 2 1 0 中断优先缉辑：制使= 1 定殳勾商优先缀中断 r 扣辑沈怒毁蒜捌越= o 。定义为l i ( 院先翅畔r 颧 悻口功能 p p c h 耵2 h p s h p t l h 既l h m h p x 0 h p c a 中断优先疆最耩挝商 逭时器2 中断 先耋 i 控制位糍 半盱i ：_ ：| ：扣断健先璺l 掩 唪托高 定对器1 巾新饨先绒控制啦癌 外嚣中断l 甲断优先鳃拄翎协高 定时器0 中新惶先缎控制位赢 外韶中断0 中断优先缀控制直离 i p t t 寄存器 4 个中断级比8 0 c 5 1 多2 个。在没有产生同级的中断和更高级的中断情况 下，中断将被执行，如果同级的中断或更高级的中断正在执行，新的中断只有等 到正在执行的中断结束才能被执行。在更低级的中断正在执行情况下产生新的中 断时，低级的中断停止，转而执行新的中断，直到新中断完成才可以执行被停止 的中断。 以上内容