Chap4_2 81内部资源的C编程

.,8051内部资源,常熟理工学院物理与电子工程学院2011.4,.,Chap88051内部资源,8.1外部中断：INT0、INT18.2定时/计数器：T0、T18.3串行口：RXD、TXD,.,8.1外部中断,.,8051外部中断,中断中断源中断优先级中断嵌套,.,8051外部中断,中断：当CPU正处理某项事务时，若外界或内部发生紧急事件，要求CPU暂停正在处理的工作转而去处理这个紧急事件，待处理完以后再回到原来被中断的地方，继续执行原来被中断了的程序，这样的过程称为中断。（堆栈）中断源：向CPU提出中断请求的源称为中断源外部跳变信号（下降延）外部低电平等（0）,.,8051外部中断,中断优先级:当几个中断源同时请求中断时，CPU应优先响应最需紧急处理的中断请求。为此，需要规定各个中断源的优先级。在优先级高的中断请求处理完了以后。再响应优先级低的中断请求。中断嵌套:当CPU正在处理一个优先级低的中断请求的时，如果发生另一个优先级比它高的中断请求，CPU能暂停当前处理的中断，转去处理优先级高的中断请求，待处理完以后，再回到原来正在处理的低级中断程序，这种高级中断源能中断低级中断源的中断处理称为中断嵌套。,.,8051中断,8051单片机有5个中断源2个中断优先级(2级中断嵌套),优先级可通过编程实现IE（中断允许寄存器）：中断源的中断请求是否能得到响应，受IE的控制；IP（中断优先级寄存器）：各个中断源的优先级可由IP的各位来确定；同一优先级中的各中断源同时请求中断时，由内部的查询逻辑来确定响应的次序。,.,8051中断源,8051五个中断源INT0中断（P3.2）T0中断（P3.4）INT1中断（P3.3）T1中断（P3.5）串行中断（P3.0、P3.1）,.,8051中断入口（ROM）地址和优先级,.,8051INT0中断机理,当INT0引脚输入如下信号：下降沿（IT0=1）或低电平（IT0=0）CPU自动（硬件）产生中断标志（IE0=1）,此时若INT0中断允许（使能EX0=1，EA=1），则CPU立即停止当前程序，跳转到INT0对应的中断入口（ROM保留地址0 x0003）执行中断服务程序（中断服务程序后CPU自动对中断标志清零：IE0=0），待INT0中断服务程序执行完毕后再回原执行程序处；若若INT0中断未允许，则程序不能跳转到INT0中断入口，不执行中断服务程序（中断标志IE0不能自动清0）。问提：中断标志IE0的产生与中断使能是否有关？,.,INT0中断方式执行流程,#includereg51.hunsignedchari=0;/*int0中断服务程序*/voidINT0_ISR(void)interrupt0delay(200);if（(P3/等待中断,.,INT0查询方式,voidmain(void)IT0=1;/EX0=1;EA=1;while(1)/查询方式1：if(IE0=1)IE0=0;/手动清中断标志/P1=+I;_-P2=LED_segbufiP0=LED_bitiI+;If(I=6)I=0delay(500);,voidmain(void)while(1)/查询方式2：while(IE0=0);/等待INT0外部中断IE0=0;/手动清中断标志/,.,8051中断系统,.,与中断有关的SFR,注:*表示可以位寻址,.,TCON：定时计数器控制寄存器,TF1、TF0：T1、T0溢出标志TR1、TR0：T1、T0启动控制位（TR=1:启动定时器）IE1、IE0：INT1、INT0中断标志IT1、IT0：INT1、INT0触发方式控制位（IT=1:下降沿触发，IT=0：低电平触发）TF1、TF0、IE1、IE0都具有自动清零功能。,.,SCON：串行口控制寄存器,SM0SM1串行模式选择SM2多机通讯允许位：方式0时,此位应该为0；模式1时,当接收到停止位时,该位将置位；方式2或方式3时,当接收的第9位数据为1时,将置位REN串行接收允许位TB8在模式2和模式3中,将被发送数据的第9位RB8：在方式0中,该位不起作用；在方式1中该位为接收数据的停止位；在方式2和方式3中为接收数据的第9位TI串行发送结束标志，由软件清零RI串行接收结束标志，由软件清零,.,IE：中断允许寄存器,EA：使能标志位。1:所有中断使能；0:禁止所有中断ET2：T2中断使能ES：串行通信中断使能ET1：T1中断使能EX1：INT1中断使能ET0：T0中断使能EX0：INT0中断使能,.,IP：中断优先级寄存器,-保留-保留PT2：T2中断优先级PS：串行通信中断优先级PT1：T1中断优先级PX1：INT1优先级PT0：T0中断优先级PX0：INT0优先级,.,与中断有关的各位,PX0、PT0、PX1、PT1、PSEX0、ET0、EX1、ET1、ES、EAIT0、IT1TR0、TR1IE0、IE1、TF0、TF1、TI、RI以上各位可位寻址，且均为高电平有效,.,8051外部中断编程示例,#includereg51.h/C51中断程序框架/*int0中断服务程序*/voidINT0_ISR(void)interrupt0using0/中断服务程序/*主函数*/voidmain(void)IT0=1;EX0=1;EA=1;/打开中断源while(1);/等待中断,.,中断服务函数与寄存器的定义,为了满足在C语言源程序中直接编写中断服务程序的要求，C51编译器对函数的定义进行了扩展，增加了一个扩展关键字interrupt。它是函数定义时的一个选项，加上这个选项即可将一个函数定义成中断服务函数。定义格式为：函数类型函数名（形式参数表）interruptnusingn,.,中断服务函数与寄存器的定义,函数类型函数名（形式参数表）interruptnusingn关键字interrupt后面的n是中断号，n的范围为031。编译器从8n+3处产生中断向向量，具体的中断号n和中断向量取决于8051单片机芯片型号，常用中断源和中断向量如表所示。,.,中断服务函数与寄存器的定义,工作寄存器：8051片内RAM中有4个工作寄存器组，每个寄存器组中含8个工作寄存器（R0R7）。C51编译器扩展了一个关键字using，专门用来选择8051单片机的工作寄存器组。在定义一个函数时，using后面的n是一个03的常数，分别表示4个功能完全一样的工作寄存器组。在定义一个函数时，using是一个选项，若缺省编译器自动分配一个寄存器组作绝对寄存器组访问。需要注意的是，关键字using和interrupt的后面都不允许跟带运算符的表达式。,.,中断服务函数与寄存器的定义,voidINT0_ISR(void)interrupt0voidTIMER0_ISR(void)interrupt1voidINT1_ISR(void)interrupt2voidTIMER1_ISR(void)interrupt3voidUART_ISR(void)interrupt4,.,中断服务函数与寄存器的定义_KeilC51命令,DEFINEBUTTON（定义按钮）命令定义：DEFINEBUTTON“按钮名”，“命令”在Debug-FunctionEditor（OpenIniFile）中定义外中断按钮：definebuttonINT0(P3.2),PORT3=PORT30 x04definebuttonT0(P3.4),PORT3=PORT30 x10definebuttonINT1(P3.3),PORT3=PORT30 x08definebuttonT1(P3.5),PORT3=PORT30 x20每按钮一次对P3.2取反删除：KILLBUTTONndefinebutton“clrdrtr”,”dptr=0”killbutton1,.,中断服务函数与寄存器的定义_KeilC51命令,EVALEVAL（1/256）0 x00EVAL（256/256）0 xFFPORT30 xFFex0_isr_counter询问变量的值,.,中断如何扩充1,定时器中断作为外部中断使用把8051的T1、T0用作对外部脉冲计数方式。每当P3.4（T0）或P3.3（T1）引脚上发生负跳变时，T1和T0的计数器加1。利用这个特性，可以把P3.4和P3.3引脚作为外部中断请求输入线，而定时器的溢出中断作为外部中断请求标志。,.,中断如何扩充1,定时器中断作为外部中断使用（软件）定时器T1对外部计数/*TH1、TL1采用16进制赋值*/voidint0(void)interrupt3/*中断服务程序*/voidmain(void)TMOD=（TMOD/*TL1=-1%256；*/while(1)；,.,中断如何扩充2,中断和查询结合的方式,.,中断如何扩充2,#includesbitLED_A=P10;sbitLED_B=P11;sbitLED_C=P12;sbitIA=P13;sbitIB=P14;sbitIC=P15;,.,中断如何扩充2,voidmain(void)IT0=1;IT1=1;EX0=1;EX1=1;EA=1;LED_A=0;LED_B=0;LED_C=0;IA=1;IB=1;IC=1;while(1);,.,中断如何扩充2,voidint0(void)interrupt0LED_A=0;LED_B=0;LED_C=0;IE1=0;EX1=1;voidint1(void)interrupt2EX1=0;if(IA=0)LED_A=1;elseif(IB=0)LED_B=1;elseif(IC=0)LED_C=1;,.,中断如何扩充3,利用硬件扩充多个中断源采用一个8/3优先编码器74LS148，把多个中断源信号作为一个中断效果很好。I7-I0优先级逐步降低GS为标志位：判断是否有有效输入,.,中断如何扩充3,软件设计思路#includeunsignedcharstatus;bitflag;voidint1（void）interrupt2using2flag=1;/*设置标志*/status=P1;/*存状态*/,.,中断如何扩充3,软件设计思路voidmain(void)PX1=1;/*置INT1高优先级中断*/EX1=1;EA=1；/*INT1开中断，CPU开中断*/while(1)if(flag)/*有中断*/switch(status)/*根据中断源分支*/case0:break;/*处理0*/case1:break;/*处理1*/case2:break;case3:break;default:;flag=0;,.,8.2定时器,.,问题提出,voiddelay(unsignedcharn)unsignedchari;for(i=0;i=1OrGetTickCount-tt3000IfMSComm1.InBufferCount=1Then如果输入缓冲区有1字节的数据，则取出数据并处理av=MSComm1.Input从输入缓冲区取出数据ai(1)=av(0)Text2.Text=ai(1)ExitSubElseMsgBox“请检查”+“电源、串口连线、波特率设置后重试！”,vbOKOnly+vbCritical,“串口错误：”串口通信失败提示信息EndIfEndSub,.,PC机串口通信（MSCOMM32.OCX）,新建标准模块，在标准模块中添加DeclareFunctionGetTickCountLibkernel32()AsLong,.,串口通信注意点,为了确保发送的数据都能被准确接收：格式统一：统一单字节发送与接收的格式（起始位数据位停止位）多字节发送时，应先制定双方的通信协议。波特率统一：(最大：115200bps）统一发送与接收的速率（波特率（bps：bitpersecond）：每秒钟发送的位数）；波特率可用内部时钟T1或T2（8052）获得；典型波特率：9600bps。通信时应设置最长等待时间,.,8051串口中断机理,执行串口发送指令SBUF=a；通过TXD口发送串行数据，发送结束后CPU自动产生发送结束标志（TI=1）；此时若串行中断使能（ES=1，EA=1），则程序立即停止当前程序，跳转置中断号为4的串行口中断入口地址（0 x0023），执行中断服务程序voidUART_ISR(void)interrupt4,CPU不具有自动清零功能；同样，若串口在RXD引脚接收到数据，硬件自动产生接收结束标志（RI=1），若此时若串行中断使能（ES=1，EA=1），则程序立即停止当前程序，跳转置中断号为4的串行口中断入口地址（0 x0023），执行中断服务程序voidUART_ISR(void)interrupt4,CPU不具有自动清零功能，可通过b=SBUF；指令取出暂存在数据缓冲区内的数据。为什么串口中断不具有硬件自动清中断标志功能？因为接收与发送结束都能进入同一中断，因此在不具有自动清标志功能，需加判断标志语句。,.,8051串口中断机理,串口中断使能：ES、EA串行发送与接收结束会进入同一中断服务程序voidUART(void)interrupt4因此,若采用中断方式，在中断服务程序中必须先判别中断是发送还是接收中断，以便进一步处理。（SBUF=a;bSBUF;）,.,8051串口通信,串口初始化数据格式设置SCON波特率设置TMODTH1、TL1PCONTR1ES、EA串口发送与接收SBUFRI、TI,.,8051串口初始化（格式设置）,SCON：串行口控制寄存器,波特率（bps)：每秒钟传输的位数。方式1、3必须借助于T110位通信：1位起始位（0）8位数据位1位停止位（1）T1溢出率1/T1定时时间,.,8051串口初始化（格式设置）,SM2：多机通信使能控制位(方式2，3)；REN（ReceiveEnable）串行接收允许位；TB8（TransmitBit8）在方式2、3中,将被发送数据的第9位（奇偶校验位等）；RB8（ReceiveBit8第9位）在方式0中,该位不起作用；在方式1中该位为接收数据的停止位；在方式2、3中为接收数据的第9位。TI、RI发送/接收结束标志位，软件（手工）清零；,.,8051串口工作方式,方式0:移位寄存器输入输出方式。数据通过RXD输入出，TXD输出移位脉冲CP。该方式下，收发数据为8位，低位在前。波特率固定为fosc12,发送：SBUF=a;（发送条件：TI=0，8位输出结束时TI=1）接收：b=SBUF;（接收条件：REN=1/11010000PCON=0 x00;TMOD=(TMOD,.,8051串口数据发送与接收,发送数据SBUF=a;/发送数据while(TI=0);/等待发送（结束标志）TI=0;/手工清发送标志接收数据while(RI=0);/等待接收（结束标志）RI=0;/手工清接收标志b=SBUF;/接收数据,.,8051串口通信框架(中断方式),voidUART_ISR(void)interrupt4unsignedchara;if(RI=1)/若接收到数据a=SBUF;/保存接收的数据RI=0;/手工清接收结束标志SBUF=a+1;/串口发送回复数据while(TI=0);/等待发送结束TI=0;/手工清发送标志,voidmain(void)init_sbuf();/串口初使化ES=1;/串口中断使能EA=1;while(1);/等待串口中断,.,作业,为什么8051单片机常用11.0592MHz的晶振？串口通信时应注意些什么问题？8051单片机串口通信有几种方式？各种方式有何异同？,.,8051串口通信实验,8051单片机发送实验单片机连续发送0 x35，用示波器观察AT89S51TXD（P3.1）和MAX232T1OUT（MAX232第14脚）信号，画出波形分析并比较两波形；8051单片机接收实验PC机借助sscom32发送任意数据（a），单片机接收后回复数据（a+1）；PC机发送实验用VB自编串口发送程序以实现实验2。注：10位通信格式，9600bps,.,如何设置最长等待时间？,temp_time=TH0*256+TL0;while(RI=0)if(TH0*256+TL0)-temp_time=1000|(temp_time-TH0*256+TL0)=65536-1000)break;/等待接收（结束标志）RI=0;/手工清接收标志b=SBUF;/接收数据,.,8051串口通信小结,初始化步骤使用串口前，应对它进行初始化。设置产生波特率的T1(TMOD、TH1、TL1、ET1、EA、TR1）；串行口控制（SCON、PCON）；中断控制（ES、EA）。具体步骤如下：确定串行口控制编程SCON；确定Tl工作方式编程TMOD寄存器；计算T1初值装载THl、TLl；启动T1编程TCON中的TRl位；串行口在中断（查询方式除外）方式下，需开CPU和源中断编程IE寄存器。（是否有必要使ET11？）,.,8051串行口示例1,unsignedchardata110=M,C,S,-,5,1,0 x0d,0 x0a,0 x00;voidmain()unsignedchari;sbuf_init();while(1)i=0;while(data1i!=0 x00)SBUF=data1i;while(TI=0);TI=0;i+;,.,8051串行口示例2,8051与PC机通信程序（查询方式）unsignedcharcommunicate(unsignedcharc)switch(c)case0 x41:proc1();return(0 x42);break;case0 x42:proc2();return(0 x43);break;case0 x43:proc3();return(0 x44);break;default:;voidmain(void)while(1)while(RI=0);RI=0;a1=SBUF;/MCU接收数据b1=communicate(a1);/MCU处理数据SBUF=b1;while(TI=0);TI=0;/MCU发送数据,.,8051点对点通信,8051机间通信的C编程,双机通信也称点对点通信，可用于MCU和MCU间通信，也用于MCU与PC间通信。在较大规模的测控系统中，一般采用分布式控制。上位机进行管理。下位机完成各种各样的检测控制。,.,8051点对点通信,上位机实现：编辑、查询、统计、报表打印等管理功能,下位机实现：控制、数据采集等检测控制功能,.,8051点对点通信,通信双方的约定：发送机：SYSTEM1，接收机：SYSTEM2A先送“AA”信号，B收到后应答“BB”，表示B同意接收。当A收到“BB”后，开始发送数据，每发送一次求“校验和”，假定数据块长度为16个字节，数据缓冲区为buf，数据块发送完后马上发送“校验和”B接收数据并将其转贮到数据缓冲区buf每接收到一个数据便计算一次“校验和”，当收齐一个数据块后，再接收A发来的校验和，并将它与B求出的校验和比较。若两者相等，接收正确，B机回答0 x00；若两者不等，接收不正确，B机回答0 xFF，请求重发。A收到0 x00的回答后，结束发送。若收到的答复非零，则将数据再重发一次。双方波特率为9600bps（fosc110592MHz），,.,8051点对点通信,串口通信初使化：波特率：1200bpsBaud=2SMOD(T1溢出率/32)方式：10位异步传输方式,voidsbuf_init(void)PCON=0 x00;SCON=0 x50;TMOD=(TMOD,.,8051点对点通信_发送,voidsend(ucharidata*d)uchari;doSBUF=0 xAA;while(TI=0);TI=0;while(RI=0);RI=0;while(SBUF!=0 xBB);dopf=0;for(i=0;i16;i+)pf+=di;SBUF=di;while(TI=0);TI=0;SBUF=pf;while(TI=0);TI=0;while(RI=0);RI=0;while(SBUF!=0);,.,8051点对点通信_接收,voidreceive(ucharidata*d)uchari;dowhile(RI=0);RI=0;while(SBUF!=0 xAA);SBUF=0 xBB;while(TI=0);TI=0;while(1)pf=0;for(i=0;i16;i+)while(RI=0);RI=0;di=SBUF;pf+=di;while(RI=0);RI=0;if(SBUF=pf)SBUF=0 x00;break;elseSBUF=0 xFF;while(TI=0);TI=0;,.,8051点对点通信,主程序main()#defineTR1voidmain(void)sbuf_init();if(TR=0)send(buf);elsereceive(buf);对于点对点通信双方，可编制含有初始化函数、发送函数、接收函数的程序。