MCS单片机内的功能模块并行口定时器串行口ppt课件

1、单单片片微微型型机机原原理理与与应应用用第第5章章 MCS-51单片机内的功能模块单片机内的功能模块 MCS-51系列单片机的一切产品普通都具有并行口，定时器和串系列单片机的一切产品普通都具有并行口，定时器和串行口等功能模块。这一章主要引见这些根本的功能模块运用方法。行口等功能模块。这一章主要引见这些根本的功能模块运用方法。5.1 并行口并行口 典型的典型的MCS-51单片机有四个双向单片机有四个双向8位位I/O口，分别记作口，分别记作P0、P1、P2、P3，每一个口都由口锁存器、输入缓冲器，每一个口都由口锁存器、输入缓冲器/输出驱动器所组成。图输出驱动器所组成。图5-1分别给出了分别给出了P

2、0、P1、P2、P3口的口的1位的构造框图。位的构造框图。单单片片微微型型机机原原理理与与应应用用并行口构造框图并行口构造框图P0.XPIND QCL Q内部总线内部总线读锁存器读锁存器写锁存器写锁存器读引脚读引脚VCC多路开关多路开关T1T2地址地址/数据数据控制控制D QCL Q内部总线内部总线读锁存器读锁存器写锁存器写锁存器读引脚读引脚VCC内部提升内部提升P1.XPINTD QCL Q内部总线内部总线读锁存器读锁存器写锁存器写锁存器读引脚读引脚VCC内部提升内部提升P3.XPINT第二输出功能第二输出功能第二输入功能第二输入功能P2.XPIND QCL Q内部总线内部总线读锁存器读锁存

3、器写锁存器写锁存器读引脚读引脚VCC多路开关多路开关T地址地址控制控制内部内部提升提升单单片片微微型型机机原原理理与与应应用用任务原理：任务原理：P0P3的口锁存器构造都是一样的，的口锁存器构造都是一样的， P0P3口的每一位口锁口的每一位口锁存器都是一个存器都是一个D触发器，复位以后的初态为触发器，复位以后的初态为1。但输入缓冲器和输。但输入缓冲器和输出驱动器的构造有差别。出驱动器的构造有差别。CPU经过内部总线把数据写入口锁存器。经过内部总线把数据写入口锁存器。CPU对口的读操作有两种：一种是读对口的读操作有两种：一种是读-修正修正-写指令写指令(例如例如ANL P1，#0FEH)，读口锁

4、存器的形状，此时口锁存器的形状由，读口锁存器的形状，此时口锁存器的形状由Q端经端经过上面的三态输入缓冲器送到内部总线。另一种是读指令过上面的三态输入缓冲器送到内部总线。另一种是读指令(例如例如MOV A，P1)，CPU读取口引脚上的外部输入信息，这时引脚形读取口引脚上的外部输入信息，这时引脚形状经过下面的三态输入缓冲器传送到内部总线。状经过下面的三态输入缓冲器传送到内部总线。P1、P2和和P3口内部有拉高电路，称为准双向口。口内部有拉高电路，称为准双向口。 P0口内部没有拉高电路，是三态双向口内部没有拉高电路，是三态双向I/O口。口。P1、P2、P3口可以驱动四个口可以驱动四个LSTTL电路，

5、电路，P0口可以驱动八个口可以驱动八个LSTTL电路。电路。单单片片微微型型机机原原理理与与应应用用5.1.1 P1口口一、一、P1口特性口特性 P1口为准双向口，只能作为通用口为准双向口，只能作为通用I/O口运用，用来传送数据。它的每一位可口运用，用来传送数据。它的每一位可以分别定义为输入线或输出线，即用户以分别定义为输入线或输出线，即用户可以把可以把P1口的某些位作为输出线运用，口的某些位作为输出线运用，另外的一些位作为输入线运用。另外的一些位作为输入线运用。 P1口的某一位作为输入线时，该位的口锁存器必需坚持口的某一位作为输入线时，该位的口锁存器必需坚持“1，使，使输出场效应管输出场效应

6、管T截止，这时该位引脚由内部拉高电路拉成高电平，也可截止，这时该位引脚由内部拉高电路拉成高电平，也可以由外部的电路拉成低电平，以由外部的电路拉成低电平，CPU读读P1引脚形状时实践上就是读出外引脚形状时实践上就是读出外部电路的输入信息。部电路的输入信息。P1口作为输入时，可以被任何口作为输入时，可以被任何TTL电路和电路和MOS电电路所驱动，由于内部具有提升电路，也可以被集电极开路或漏极开路的路所驱动，由于内部具有提升电路，也可以被集电极开路或漏极开路的电路所驱动。电路所驱动。 P1口的某一位作为输出线时，将口的某一位作为输出线时，将“1写入该位口锁存器，那么写入该位口锁存器，那么 Q 端上的

7、输出场效应管端上的输出场效应管T截止，该位的输出引脚由内部的拉高电路拉截止，该位的输出引脚由内部的拉高电路拉成高电平，输出成高电平，输出“1；将；将“0写入口锁存器，输出场效应管写入口锁存器，输出场效应管T导通，导通，引脚输出低电平，即输出引脚输出低电平，即输出“0。D QCL Q内部总线内部总线读锁存器读锁存器写锁存器写锁存器读引脚读引脚VCC内部提升内部提升P1.XPIN单单片片微微型型机机原原理理与与应应用用二、二、P1口的操作口的操作P1口的字节地址为口的字节地址为90H，位地址为，位地址为90H97H。对。对P1口的操作，可以采用口的操作，可以采用字节操作，也可以采用位操作。复位以后

8、，口锁存器为字节操作，也可以采用位操作。复位以后，口锁存器为1。例：在图例：在图5-2中，中，P1.0P1.3作为输出线，接指示灯作为输出线，接指示灯L0L3。P1.4P1.7作为输入线接四个开关作为输入线接四个开关K0K3。P1.0P1.1P1.2P1.3P1.4P1.6P1.5K0K1K3K2P1.78051-+-+-+-+5vL0L1L2L3单单片片微微型型机机原原理理与与应应用用例1 的子程序采用字节操作指令将开关形状送指示灯显示，Ki闭合，Li亮。例1KLA：MOVA，P1 SWAPA ORLA，#0F0H ；坚持P1.4P1.7口锁存器为1 MOVP1，A RET例2用位操作指令实

9、现同样的功能。例2 KLB：MOVC，P1.4 ；位传送不影响P1.4P1.7口锁存器 MOVP1.0，C MOVC，P1.5 MOV P1.1，C MOVC，P1.6 MOVP1.2，C MOVC，P1.7 MOVP1.3，C RET单单片片微微型型机机原原理理与与应应用用5.1.2 P3口口一、一、P3口特性口特性 P3口为多功能口，它的第一功能为准双向口，可以作为通用口为多功能口，它的第一功能为准双向口，可以作为通用I/O口口运用，其特性和运用，其特性和P1口类似口类似 。但在实践运用中它的第二功能信号更多。但在实践运用中它的第二功能信号更多。P3口的每一位可以分别定义为第一功能输入口的

10、每一位可以分别定义为第一功能输入/输出线或第二功能输入输出线或第二功能输入/输出线。输出线。P3口的某一位作为第一功能输入口的某一位作为第一功能输入/输出线时，第二功能输出线总是为高电平，输出线时，第二功能输出线总是为高电平，该位引脚输出电平仅取决于口锁存器的形状，为该位引脚输出电平仅取决于口锁存器的形状，为“1时输出高电平，为时输出高电平，为“0时输出低电平。时输出低电平。P3口的某一位作为输入线时，该位口锁存器应坚持口的某一位作为输入线时，该位口锁存器应坚持“1，使输出场效应管，使输出场效应管T截止，引脚形状由外部输入电平所确定。截止，引脚形状由外部输入电平所确定。P3口的某一位作为第二功

11、能输入口的某一位作为第二功能输入/输出线时，该位的口锁存器也必需坚持输出线时，该位的口锁存器也必需坚持“1，使输出场效应管的形状由第二，使输出场效应管的形状由第二功能输出确定。功能输出确定。D QCL Q内部总线内部总线读锁存器读锁存器写锁存器写锁存器读引脚读引脚VCC内部提升内部提升P3.XPINT第二输出功能第二输出功能第二输入功能第二输入功能 P3口的口锁存器Q端接与非门驱动输出场效应管T，该与非门的另一个控制端为第二功能输出线。P3口的引脚形状经过输入缓冲器输入到内部总线和第二功能输入线。单单片片微微型型机机原原理理与与应应用用表表5-1 P3口的第二功能定义口的第二功能定义T0(定时

12、器T0外部计数脉冲输入线)T1(定时器T1外部计数脉冲输入线)WR(外部数据存贮器写脉冲输出线)RD(外部数据存贮器读脉冲输出线)第二功能RXD(串行口输入线)TXD(串行口输出线)INT0(外部中断0输入线)INT1(外部中断1输入线)第二功能P3.4P3.5P3.6P3.7P3.0P3.1P3.2P3.3口引脚口引脚二、二、P3口的操作口的操作 P3口的字节地址为口的字节地址为0B0H，位地址为，位地址为0B0H0B7H。对对P3口的操作，可以采用字节操作，也可以采用位操作。口的操作，可以采用字节操作，也可以采用位操作。例例3 ANL P3，#0DFH ；0 P3.5 CLR P3.5 ；

13、0 P3.5ORL P3，#20H；1 P3.5SETB P3.5 ；1 P3.5XRL P3，#20H ；P3.5取反取反CPL P3.5 ；P3.5取反取反单单片片微微型型机机原原理理与与应应用用5.1.3 P2口一、P2口特性P2口也有两种功能，对于内部有程序存贮器的单片机如定制的口也有两种功能，对于内部有程序存贮器的单片机如定制的8051，P2口可以作为输入口或输出口运用，直接衔接输入口可以作为输入口或输出口运用，直接衔接输入/输出输出设备；也可以作为系统扩展的地址总线口，输出高设备；也可以作为系统扩展的地址总线口，输出高8位地址位地址A8A15。对于内部没有程序存贮器的单片机，必需外

14、接程序存。对于内部没有程序存贮器的单片机，必需外接程序存贮器，普通情况下贮器，普通情况下P2口只能作为系统扩展的高口只能作为系统扩展的高8位地址总线口，位地址总线口，而不能作为外部设备的输入而不能作为外部设备的输入/输出口。输出口。P2.XPIND QCL Q内部总线内部总线读锁存器读锁存器写锁存器写锁存器读引脚读引脚VCC多路开关多路开关T地址地址控制控制内部内部提升提升单单片片微微型型机机原原理理与与应应用用1、P2口的输出驱动器上有一个多路电子开关口的输出驱动器上有一个多路电子开关(见图见图5-1(c)，当输出驱动器转接至当输出驱动器转接至P2口锁存器的口锁存器的Q端时，端时，P2口作为

15、第一功能输口作为第一功能输入入 /输出线，这时输出线，这时P2口的构造和口的构造和P1口类似，其功能和运用方法也口类似，其功能和运用方法也和和P1口一样。口一样。2、当输出驱动器转接至地址时，、当输出驱动器转接至地址时，P2口作为地址总线口，引口作为地址总线口，引脚形状由所输出的地址确定。脚形状由所输出的地址确定。3、 CPU访问外部的程序存贮器时，访问外部的程序存贮器时，P2口输出程序存贮器的口输出程序存贮器的高高8位地址位地址A8A15，该地址来源于内部的程序计数器，该地址来源于内部的程序计数器PC的高的高8位；位；4、当、当CPU以以16位地址指针位地址指针DPTR访问外部访问外部RAM

16、/IO的时候，的时候，P2口输出的地址来源于口输出的地址来源于DPH。单单片片微微型型机机原原理理与与应应用用二、二、P2口操作口操作1、对于内部有程序存贮器的单片机所构成的根本系统如、对于内部有程序存贮器的单片机所构成的根本系统如8751或定制的或定制的8051，既不扩展程序存贮器，也不扩展，既不扩展程序存贮器，也不扩展RAM I/O 口，这时口，这时P2口作为通用口作为通用I/O口运用。口运用。例例4 XRL P2 ，#1 ；P2.0取反取反 CPL P2.0 ；P2.0取反取反2、对于只扩展少量外部、对于只扩展少量外部RAM I/O口，其地址范围在口，其地址范围在0255之间，之间，P2

17、 口也可口也可以作为以作为I/O口运用。对外部口运用。对外部RAM I/O口操作，只能运用口操作，只能运用R0或或R1作地址指针，作地址指针，不能用不能用DPTR作址址指针。作址址指针。 例例5 将将33H写入外部写入外部RAM的的50H单元，单元，CPU执行下面的程序段不影响执行下面的程序段不影响P2口口输出形状，因此是正确的：输出形状，因此是正确的：MOVR0 ，#50H MOV A，#33H MOVX R0，ACPU执行下面的程序段将影响执行下面的程序段将影响P2口的输出形状，因此是错误的；口的输出形状，因此是错误的； MOV DPTR，#50H MOV A，#33HMOVX DTPR

18、，A单单片片微微型型机机原原理理与与应应用用例例6 将将33H写入外部写入外部RAM的的8200H，下面的程序段都是正确的：，下面的程序段都是正确的：(1)MOVP2，#82H MOVR0，#0 MOV A，#33H MOVX R0 ，A(2)MOV P2，#82H MOV R1，#0 MOV A，#33H MOVX R1，A(3)MOV DPTR，#8200H MOV A，#33H MOVX DPTR，A3、对于既扩展程序存贮器，又扩展外部、对于既扩展程序存贮器，又扩展外部RAM/IO口的系统，口的系统，P2口不能作为口不能作为I/O口运用，对外部口运用，对外部RAM/IO口操作那么可以做口

19、操作那么可以做DPTR、P2 R0、P2 R1三个三个16位地址指针的高位地址指针的高8位。位。单单片片微微型型机机原原理理与与应应用用5.1.4 P0口口一、一、P0口特性口特性P0口为三态双向口为三态双向I/O口。对于内部有程序存贮器的单片机根本系统如定制口。对于内部有程序存贮器的单片机根本系统如定制的的8051，P0口可以作为输入口可以作为输入/输出口运用，直接连外部的输入输出口运用，直接连外部的输入/输出设备；输出设备；也可以作为系统扩展的地址也可以作为系统扩展的地址/数据总线口。对于内部没有程序存贮器的单片数据总线口。对于内部没有程序存贮器的单片机如机如8031，P0口只能作为地址口

20、只能作为地址/数据总线口运用。数据总线口运用。P0.XPIND QCL Q内部总线内部总线读锁存器读锁存器写锁存器写锁存器读引脚读引脚VCC多路开关多路开关T1T2地址地址/数据数据控制控制单单片片微微型型机机原原理理与与应应用用 1、P0口的输出驱动器中也有一个多路电子开关。输出驱动器口的输出驱动器中也有一个多路电子开关。输出驱动器转接至口锁动器的转接至口锁动器的Q端时，端时，P0口作为双向口作为双向I/O口运用。口运用。 这时，这时，CPU发来的控制信号为低电平，使输出驱动电路的上拉发来的控制信号为低电平，使输出驱动电路的上拉场效应管场效应管T1截止。截止。P0口的锁存器为口的锁存器为“1

21、时，输出驱动器中的两个场时，输出驱动器中的两个场效应管均截止，引脚浮空；由于效应管均截止，引脚浮空；由于P0口输出电路是漏极开路的电路，口输出电路是漏极开路的电路，必需外接必需外接10k拉高电阻才干有高电平输出。而写入拉高电阻才干有高电平输出。而写入“0时，下管导时，下管导通输出低电平。通输出低电平。 2、当输出驱动器转接至地扯、当输出驱动器转接至地扯/数据时，数据时，P0口作为地址口作为地址/数据数据总线口运用，分时输出外部存贮器的低总线口运用，分时输出外部存贮器的低8位地址位地址A0A7和传送数和传送数据据D0D7。低。低8位地址先由地址允许锁存信号位地址先由地址允许锁存信号ALE锁存到外

22、部的锁存到外部的地址锁存器中，接着地址锁存器中，接着P0口便输入口便输入/输出数据信息。输出数据信息。P0口输出的低口输出的低8位地址来源于位地址来源于PCL、DPL、R0、R1等。等。单单片片微微型型机机原原理理与与应应用用二、二、P0口运用方法口运用方法 P0口为三态双向口为三态双向I/O口，当用作输入口时，普通接口，当用作输入口时，普通接10k左右的拉高左右的拉高电阻。图电阻。图5-3所示的所示的8751根本系统中，将一个开关根本系统中，将一个开关K0接至接至P1.0和和P0.0的电的电路有所差别，其缘由是路有所差别，其缘由是P1口内部具有拉高电阻，口内部具有拉高电阻，P0.0必需外接拉

23、高电阻，必需外接拉高电阻，才干使开关才干使开关K0闭合时读闭合时读P0.0引脚为引脚为0，K0断开时读断开时读P0.0引脚为引脚为1。P1.0K08751P1.0K0+5v10k8751单单片片微微型型机机原原理理与与应应用用MCS-51的并行扩展总线的并行扩展总线 MCS-51的的P0口和口和P2口可以作为并行扩展总线，可以扩展口可以作为并行扩展总线，可以扩展64K字节程序存贮器字节程序存贮器和和64K字节字节RAM I/O口口 P2口输出高口输出高8位地址位地址A8A15，P0口为复用口，先输出低口为复用口，先输出低8位地址位地址A0A7，用，用ALE信号的负跳变将信号的负跳变将A0A7送

24、入地址锁存器锁存，送入地址锁存器锁存，P2口和地址锁存器输出作为口和地址锁存器输出作为地址总线，输出地址地址总线，输出地址A0A15。在。在ALE将将A0A7送入地址锁存器锁存以后，接送入地址锁存器锁存以后，接着着P0口作为数据总线运用来传送数据。在扩展系统中，口作为数据总线运用来传送数据。在扩展系统中，P3.6、P3.7作为外部作为外部RAM/IO口的读口的读/写选通讯号写选通讯号WR、RD，PSEN作为外部程序存贮器的读选通讯作为外部程序存贮器的读选通讯号。正是由于外部程序存贮器和号。正是由于外部程序存贮器和RAM/IO口运用不同的读选通讯号，才使口运用不同的读选通讯号，才使CPU经过经过

25、16位地址总线访问位地址总线访问64K字节程序存贮器和字节程序存贮器和64K字节字节RAM/IO口。口。 P2 ALEP0WRRDPSEN地址锁存器地址锁存器A8A15A0A7D0D7控制总线控制总线数据总线数据总线地址总线地址总线MCS-51单单片片微微型型机机原原理理与与应应用用MCS-51并行口电路小结并行口电路小结1. P0、P1、P2、P3都是并行都是并行I/O口，都可用于数据的输入口，都可用于数据的输入/输出传送，但输出传送，但P0、P2口可作为并行扩展总线。口可作为并行扩展总线。P0口可作为地址口可作为地址/数据复用线运用，保数据复用线运用，保送系统的低送系统的低8位地址和位地址

26、和8位数据，因此多路开关的一个输入端为位数据，因此多路开关的一个输入端为“地址地址/数数据信号。而据信号。而P2口仅作为高位地址线运用，不涉及数据，所以多路开口仅作为高位地址线运用，不涉及数据，所以多路开关的一个输入信号为关的一个输入信号为“地址。地址。2. P3口的口线具有第二功能，为系统提供一些控制信号。因此在口的口线具有第二功能，为系统提供一些控制信号。因此在P3口电路中添加口电路中添加了第二功能控制逻辑。这是了第二功能控制逻辑。这是P3口与其它各不同之处。口与其它各不同之处。单单片片微微型型机机原原理理与与应应用用5.2 定时器定时器各种型号的单片机，不论其功能强弱都有定时器，由于定时

27、器对于各种型号的单片机，不论其功能强弱都有定时器，由于定时器对于面向控制型运用领域的单片机特别有用，定时器可以实现以下功能：面向控制型运用领域的单片机特别有用，定时器可以实现以下功能：1定时操作：产生定时中断，实现定时采样输入信号，定时扫描键定时操作：产生定时中断，实现定时采样输入信号，定时扫描键盘、显示器等定时操作；盘、显示器等定时操作； 2丈量外部输入信号：对输入信号累加统计或丈量输入信号的周期丈量外部输入信号：对输入信号累加统计或丈量输入信号的周期等参数；等参数； 3定时输出：定时触发输出引脚的电平，使输出脉冲的宽度、占空定时输出：定时触发输出引脚的电平，使输出脉冲的宽度、占空比、周期到

28、达预定值，其精度不受程序形状影响；比、周期到达预定值，其精度不受程序形状影响； 4监视系统正常任务：一旦系统任务异常时自动复位，重新启动系监视系统正常任务：一旦系统任务异常时自动复位，重新启动系统正常任务。监视定时器统正常任务。监视定时器watchdog；单单片片微微型型机机原原理理与与应应用用5.2.2 定时器定时器/计数器计数器T0和和T1MCS-51系列的单片机内，共有两个系列的单片机内，共有两个16位可编程的定时器位可编程的定时器/计数器，计数器，分别称为定时器分别称为定时器/计数器计数器T0和定时器和定时器/计数器计数器T1。与定时器与定时器/计数器有关的特殊功能存放器有以下几个：计

29、数器有关的特殊功能存放器有以下几个：1、TH0、TL0为为T0的的16位计数器的高位计数器的高8位和低位和低8位。位。2、TH1、TL1为为T1的的16位计数器的高位计数器的高8位和低位和低8位。位。3、TMOD为为T0、T1的方式存放器。的方式存放器。4、TCON为为T0、T1的形状和控制存放器，存放的形状和控制存放器，存放T0、T1的运转控的运转控制位和溢出中断标志位。制位和溢出中断标志位。5、中断控制存放器、中断控制存放器IE、IP。经过对经过对TH0、TL0和和TH1、TL1的初始化编程来设置的初始化编程来设置T0、T1计数器初值，经过对计数器初值，经过对TCON和和TMOD的编程来选

30、择的编程来选择T0、T1的任务的任务方式和控制方式和控制T0、T1的运转。的运转。单单片片微微型型机机原原理理与与应应用用一、方式存放器TMOD89H特殊功能存放器特殊功能存放器TMOD为为T0、T1的任务方式存放器，其格式如下：的任务方式存放器，其格式如下： D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 GATE C/T M1 M0 GATE C/T M1 M0TMOD的低的低4位为位为T0的方式字段，高的方式字段，高4位为位为T1的方式字段，它们的含的方式字段，它们的含义是完全一样的。义是完全一样的。 任务方式选择位任务方式选择位M1、M0方式方式 03 定时方式和外部事件计数方式选择位

31、定时方式和外部事件计数方式选择位C/TC/T=1为外部事件计数方式。为外部事件计数方式。门控位门控位GATE GATE为为1时，定时器的计数受外部引脚输入电平的控制时，定时器的计数受外部引脚输入电平的控制INT0控制控制T0的运转，的运转，INT1控制控制T1的运转；的运转；GATE为为0时定时器时定时器计数不受外部引脚输入电平的控制。计数不受外部引脚输入电平的控制。单单片片微微型型机机原原理理与与应应用用二、控制存放器二、控制存放器TCON88H 特殊功能存放器特殊功能存放器TCON的高的高4位为定时器的运转控制位和溢出标位为定时器的运转控制位和溢出标志位，低志位，低4位为外部中断的触发方式

32、控制位和锁存外部中断恳求位为外部中断的触发方式控制位和锁存外部中断恳求源见中断一节。源见中断一节。TCON格式如下：格式如下： D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 TF1 TR1 TF0 TR0 IE1 IT1 IE0 IT01. 定时器定时器T0运转控制位运转控制位TR0 TR0 由软件置位和清由软件置位和清“0。门控位。门控位GATE为为0时，时，T0的计数仅的计数仅由由TR0控制，控制，TR0为为1时允许时允许T0计数，计数，TR0为为0时制止时制止T0计数；门计数；门控位控位GATE为为1时，仅当时，仅当TR0等于等于1且且INT0P3.2)输入为高电平常输入为高电平常T0

33、才计数，才计数，TR0为为0或或INT0输入低电平常都制止输入低电平常都制止T0计数。计数。2. 定时器定时器T0溢出标志位溢出标志位TF0 当当T0被允许计数以后，被允许计数以后，T0从初值开场加从初值开场加“1计数，最高位产计数，最高位产生溢出时置生溢出时置“1TF0。TF0可以由程序查询和清可以由程序查询和清“0。TF0也是中也是中断恳求源，当断恳求源，当CPU呼应呼应T0中断时由硬件清中断时由硬件清“0TF0。单单片片微微型型机机原原理理与与应应用用3. 定时器定时器T1运转控制位运转控制位TR1TR1由软件置位和清由软件置位和清“0。门控位。门控位GATE为为0时，时，T1的计数仅由

34、的计数仅由TR1控制，控制，TR1为为“1时允许时允许T1计数，计数，TR1为为“0时制止时制止T1计数；门控计数；门控位位GATE为为1时，仅当时，仅当TR1为为1且且INT1P3.3)输入为高电平常输入为高电平常T1才计数，才计数，TR1为为0或或INT1输入低电平常都将制止输入低电平常都将制止T1计数。计数。4. 定时器定时器T1溢出标志位溢出标志位TF1当当T1被允许计数以后，被允许计数以后，T1从初值开场加从初值开场加“1计数，最高位计数，最高位产生溢出时置产生溢出时置“1TF1。TF1可以由程序查询和清可以由程序查询和清“0，TF1也是也是中断恳求源，当中断恳求源，当CPU呼应呼应

35、T1中断时由硬件清中断时由硬件清“0TF1。单单片片微微型型机机原原理理与与应应用用三、三、T0、T1的任务方式和计数器构造的任务方式和计数器构造MCS-51的定时器的定时器T0有四种任务方式：方式有四种任务方式：方式0、方式、方式1、方式、方式2、方、方式式3；定时器；定时器T1有三种任务方式：方式有三种任务方式：方式0、方式、方式1、方式、方式2。1. 方式方式0 当当M1M0为为00时定时器任务于方式时定时器任务于方式0。定时器。定时器T0方式方式0的构造框的构造框图如以下图所示。方式图如以下图所示。方式0为为13位的计数器，由位的计数器，由TL0的低的低5位和位和TH0的的8位组成，位

36、组成，TL0低低5位计数溢出时向位计数溢出时向TH0进位，进位，TH0计数溢出时计数溢出时置置“1溢出标志溢出标志TF0。定时时间设定：定时时间设定：safTOSC)2(1213fosc12TL0(5位位)TH0(8位位)TF0中断中断控制控制C/T=0C/T=1T0脚脚(P3.4)INT0脚脚GATETR0单单片片微微型型机机原原理理与与应应用用例例7 知晶振频率知晶振频率fOSC=6MHz，假设运用，假设运用T0方式方式0产生产生10ms定时定时中断，试对中断，试对T0进展初始化编程。进展初始化编程。safTOSC)2(1213Tfaosc1221331925000213a=0110001

37、111000BTH0 TL0INI T0：MOV TH0，#63H MOV TL0，#18H MOV TMOD,#00H; 置置T0为方式为方式0下的定时方式下的定时方式 SETB TR0；允许；允许T0计数计数 MOV IE，#82H；EA=1，CPU开放中断开放中断 RET；ET0=1， 允许允许T0中断中断单单片片微微型型机机原原理理与与应应用用2. 方式方式1方式方式1和方式和方式0的差别仅仅在于计数器的位数不同，方式的差别仅仅在于计数器的位数不同，方式1为为16位位的定时器的定时器/计数器。定时器计数器。定时器T0任务于方式任务于方式1的构造框图如以下图所示。的构造框图如以下图所示。

38、T0任务于方式任务于方式1时，由时，由TH0作为高作为高8位，位，TL0作为低作为低8位，构成一个位，构成一个16位位计数器。假设计数器。假设T0任务于方式任务于方式1定时，计数初值为定时，计数初值为a，fosc=12MHz，那，那么么T0从计数初值加从计数初值加1计数到溢出的定时时间为计数到溢出的定时时间为:)(2(*1216safToscfosc12TL0(8位位)TH0(8位位)TF0中断中断控制控制C/T=0C/T=1T0脚脚(P3.4)INT0脚脚GATETR0单单片片微微型型机机原原理理与与应应用用与定时器有关的存放器与定时器有关的存放器TCON形状和控制存放器形状和控制存放器中断

39、允许存放器中断允许存放器IED7D6D5D4D3D2D1D0EA-ESET1EX1ET0EX0中断优先级控制器中断优先级控制器IPD7D6D5D5D4D3D2D1D0-PSPT1PX1PT0PX0D7D6D5D4D3D2D1D0TF1TR1TF0TR0 IE1IT1IE0IT0D7D6D5D4D3D2D1D0GATEC/TM1M0GATEC/TM1M0TMOD方式控制存放器方式控制存放器单单片片微微型型机机原原理理与与应应用用运用举例：运用举例：例例8 设设fosc=12MHz，T0任务于方式任务于方式1，产生，产生50ms定时中断，定时中断，TF0为高级中断源。试编写主程序中的初始化程序和中

40、断效力程序，为高级中断源。试编写主程序中的初始化程序和中断效力程序，使使P1.0产生周期为产生周期为1秒的方波。秒的方波。MAIN：MOV SP，#6FH ；栈指针初始化；栈指针初始化 MOV TH0，#3CH ；T0初始化初始化 MOV TL0，#0B0H MOV TMOD，#1 ；T0任务于方式任务于方式1，定时，定时 MOV IP，#2 ；PT0=1， T0中断定义为高中断定义为高 ；优先级中断；优先级中断 MOV IE，#82H ；中断初始化；中断初始化EA=1，ET0=1 SETB TR0 ；允许；允许T0中断中断 MOV 30H ，#0AH ；任务单元初始化每；任务单元初始化每10

41、次次 ；中断；中断0.5秒秒P1.0求反，求反， ；用；用30H作中断次数计数器单元。作中断次数计数器单元。 AJMP $ TfasafToscosc*122)2(1216161553650000216a =3CB0H单单片片微微型型机机原原理理与与应应用用T0中断效力程序：中断效力程序：PTF0： ORL TL0 ，#0B0H ；恢复；恢复T0初值初值 MOV TH0，#3CH DJNE 30H，PTF0R ；判别中断次数；判别中断次数=10否否? MOV 30H，#0AH；恢复中断次数存贮单元值；恢复中断次数存贮单元值 CPL P1.0 ；P1.0求反求反 PTF0R ：RETI阐明：定时

42、器阐明：定时器T0中断入口地址中断入口地址55页为：页为：000BH 000B：LJMP PTF0R单单片片微微型型机机原原理理与与应应用用3. 方式方式2T0任务于方式0和方式1时的最大特点是计数溢出后，计数器全为“0。因此循环定时或循环计数运用时就存在反复设置计数初值的问题。初值a通常是由中断效力程序恢复的，而CPU呼应T0溢出中断的时间随程序形状不同而不同CPU所执行指令不同或者在执行其它中断程序都影响CPU呼应中断的时间，CPU呼应T0溢出中断之前T0从0开场继续计数，CPU呼应T0溢出中断时又从初值开场计数，这样使定时产生误差。M1M0=10时，T0任务于方式2，方式2为自动恢复初值

43、的8位计数器，TL0作为作为8位计数器，TH0作为计数初值存放器，当TL0计数溢出时，一方面置“1溢出标志TF0，向CPU恳求中断，同时将TH0内容送到TL0，使TL0从初值开场重新加1计数。因此，T0任务于方式2定时，定时精度比较高，但定时时间小。单单片片微微型型机机原原理理与与应应用用)2(*128afoscT=定时时间设定：定时时间设定：任务原理：任务原理：fosc12TL0(8位位)TH0(8位位)TF0中断中断控制控制C/T=0C/T=1T0脚脚(P3.4)INT0脚脚GATETR0单单片片微微型型机机原原理理与与应应用用4. 方式方式31任务方式任务方式3下的定时器下的定时器/计数

44、器计数器T0 方式方式3只适用于只适用于T0，假设，假设T1被设置为任务方式被设置为任务方式3时，那么使时，那么使T1停顿任停顿任务。务。T0被分为两个独立的被分为两个独立的8位计数器位计数器TL0和和TH0。TL0运用运用T0的一切形状的一切形状控制位控制位GATE、TR0、INT0P3.2、T0P3.4)、TF0等，等，TL0即可以作即可以作为为8位定时器运用，又可以作为外部事件计数器运用。位定时器运用，又可以作为外部事件计数器运用。TL0计数溢出时置计数溢出时置“1溢出标志溢出标志TF0，TL0计数初值必需由软件每次设定。其功能和操作与计数初值必需由软件每次设定。其功能和操作与方式方式0

45、或方式或方式1完全一样，而且逻辑构造也极其类似。完全一样，而且逻辑构造也极其类似。 TH0只能作为一个只能作为一个8位定时器运用。而且由于位定时器运用。而且由于T0的一切形状控制位已的一切形状控制位已被被TL0独占，因此独占，因此TH0只好借用只好借用T1的形状控制位的形状控制位TR1、TF1。即当。即当TR1为为1时，允许时，允许TH0定时计数，当定时计数，当TH0计数溢出时置计数溢出时置“1溢出标志溢出标志TF1。 由于由于TL0 既能作定时器运用也能作计数器运用，而既能作定时器运用也能作计数器运用，而TH0 只能作为只能作为定时器运用却不能作为计数器运用，因此在任务方式定时器运用却不能作

46、为计数器运用，因此在任务方式3下，下， T0 可以构可以构成两个定时器或一个定时器一个计数器。成两个定时器或一个定时器一个计数器。单单片片微微型型机机原原理理与与应应用用控制控制TH0(8位位)TF1中断中断TR11/12fOSCTL0(8位位)TF0中断中断控制控制C/T=0C/T=1T0脚脚(P3.4)INT0脚脚GATETR01/12fOSC)2(*128afoscT=定时时间设定：定时时间设定：任务原理：任务原理：单单片片微微型型机机原原理理与与应应用用2任务方式任务方式3下的定时器下的定时器/计数器计数器T1假设假设T0已任务在方式已任务在方式3，那么，那么T1只能任务在方式只能任务

47、在方式0、方式方式1或方式或方式2下，由于它的运转控制位下，由于它的运转控制位TR1及计数溢及计数溢出标志位出标志位TF1已被已被T0借用。借用。在这种情况下，在这种情况下， T1通常是作为串行口的波特率发通常是作为串行口的波特率发生器运用，以确定串行通讯的速率。由于已没有计数生器运用，以确定串行通讯的速率。由于已没有计数溢出标志位溢出标志位TF1可供运用，因此只能把计数溢出直接可供运用，因此只能把计数溢出直接送给串行口。送给串行口。如要停顿如要停顿T1任务，只需送入一个把任务，只需送入一个把T1设置为方式设置为方式3的方式控制字就可以了。由于的方式控制字就可以了。由于T1不能在方式不能在方式

48、3下运用，下运用，假设硬把它设置为方式假设硬把它设置为方式3，就停顿任务。，就停顿任务。单单片片微微型型机机原原理理与与应应用用5.3 串行接口串行接口中央处置器中央处置器CPU和外界的信息交换或数据传送称为通讯，通和外界的信息交换或数据传送称为通讯，通常有并行和串行两种通讯方式，数据的各位同时传送的称为并行常有并行和串行两种通讯方式，数据的各位同时传送的称为并行通讯，数据一位一位串行地顺序传送的称为串行通讯。通讯，数据一位一位串行地顺序传送的称为串行通讯。并行通讯的特点是：各数据位同时传送，传送速度快、效率高。并行通讯的特点是：各数据位同时传送，传送速度快、效率高。但并行数据传送有多少数据位

49、就需多少根数据线，因此传送本钱但并行数据传送有多少数据位就需多少根数据线，因此传送本钱高。并行数据传送的间隔通常小于高。并行数据传送的间隔通常小于30米，在计算机内部的数据传米，在计算机内部的数据传送都是并行的。送都是并行的。并行通讯是经过并行接口来实现的，并行通讯是经过并行接口来实现的，串行通讯的特点是：数据传送按位顺序进展，最少只需一根传输串行通讯的特点是：数据传送按位顺序进展，最少只需一根传输线即可完成，本钱低但速度慢。计算机与外界的数据传送大多数线即可完成，本钱低但速度慢。计算机与外界的数据传送大多数是串行的，其传送的间隔可以从几米到几千公里。是串行的，其传送的间隔可以从几米到几千公里

50、。串行通讯是经过串行口来实现的，串行通讯是经过串行口来实现的，MCS-51有一个全双工有一个全双工(数数据的传送是双向的，可以同时发送和接纳的异步串行通讯接口据的传送是双向的，可以同时发送和接纳的异步串行通讯接口可以实现串行数据通讯。可以实现串行数据通讯。单单片片微微型型机机原原理理与与应应用用 串行通讯有两种根本方式：异步通讯和同步通讯方式。串行通讯有两种根本方式：异步通讯和同步通讯方式。一、异步通讯方式一、异步通讯方式是以字符或字节为单位组成字符帧传送的。字符帧由发送端一帧一是以字符或字节为单位组成字符帧传送的。字符帧由发送端一帧一帧地发送，经过传输线被接纳设备一帧一帧地接纳。帧地发送，经

51、过传输线被接纳设备一帧一帧地接纳。 典型的异步通讯数据格式如下：典型的异步通讯数据格式如下： 停停 起起 止止 始始 8位数据位数据 位位 位位 D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 0/1字符的前面有一个起始位字符的前面有一个起始位0，后面有一个停顿位，后面有一个停顿位1，这是一种起，这是一种起止式的通讯方式，字符之间没有固定的间隔长度。止式的通讯方式，字符之间没有固定的间隔长度。优点：数据传送可靠性高优点：数据传送可靠性高缺陷：通讯效率低缺陷：通讯效率低奇奇偶偶校校验验 单单片片微微型型机机原原理理与与应应用用对异步通讯数据格式作如下阐明：对异步通讯数据格式作如下阐明：1. 字符

52、帧：字符帧也叫数据帧，由起始位、数据位、奇偶校验位和停顿位等四字符帧：字符帧也叫数据帧，由起始位、数据位、奇偶校验位和停顿位等四部分组成。如上图。部分组成。如上图。2. 起始位：位于字符帧开头，只占一位，一直为逻辑起始位：位于字符帧开头，只占一位，一直为逻辑“0，用于向接纳设备表，用于向接纳设备表示发送端开场发送一帧数据。示发送端开场发送一帧数据。3. 数据位：紧跟起始位之后，用户根据情况可取数据位：紧跟起始位之后，用户根据情况可取5位、位、6位、位、7位或位或8位，低位在位，低位在前高位在后。假设所传数据为前高位在后。假设所传数据为ASC字符，那么常取字符，那么常取7位。位。4. 奇偶校验位

53、：位于数据位之后，仅占一位。用于对字符传送作正确性检查，奇偶校验位：位于数据位之后，仅占一位。用于对字符传送作正确性检查，因此，奇偶校验位是可选择的，采用奇校验还是偶校验，由用户根据需求因此，奇偶校验位是可选择的，采用奇校验还是偶校验，由用户根据需求决议。决议。5. 停顿位：位于字符帧末尾，为逻辑停顿位：位于字符帧末尾，为逻辑“1高电平，通常可取高电平，通常可取1位、位、1.5位或位或2位，位，用于向接纳端表示一帧字符信息已发送终了，也为下一帧字符作预备。用于向接纳端表示一帧字符信息已发送终了，也为下一帧字符作预备。 在串行通讯中，发送端一帧一帧发送信息，接纳端一帧一帧接纳信息。在串行通讯中，

54、发送端一帧一帧发送信息，接纳端一帧一帧接纳信息。两相邻字符帧之间可以无空闲位，也可以有假设干空闲位，这由用户根据两相邻字符帧之间可以无空闲位，也可以有假设干空闲位，这由用户根据需求决议。这种方式的优点是数据传送的可靠性较高，能及时发现错误，需求决议。这种方式的优点是数据传送的可靠性较高，能及时发现错误，缺陷是通讯效率较低。缺陷是通讯效率较低。 单单片片微微型型机机原原理理与与应应用用二、同步通讯二、同步通讯阐明：阐明：1、是按数据块传送的，把传送的字符顺序地衔接起来，组成数据块在数据、是按数据块传送的，把传送的字符顺序地衔接起来，组成数据块在数据块前面加上特殊的同步字符有块前面加上特殊的同步字

55、符有12个，作为数据块的起始符号，在个，作为数据块的起始符号，在数据块的后面加上校验字符，用于检验通讯中的错误。数据块的后面加上校验字符，用于检验通讯中的错误。2、接纳端不断对传输线采样，并把采样到的字符和双方商定的同步字符比、接纳端不断对传输线采样，并把采样到的字符和双方商定的同步字符比较，只需比较胜利后才会把后面接纳到的字符加以存储较，只需比较胜利后才会把后面接纳到的字符加以存储3、在同步通讯中字符之间没有间隔，通讯效率高。、在同步通讯中字符之间没有间隔，通讯效率高。串行通讯中，每秒传送的数据位数称为波特率。串行通讯中，每秒传送的数据位数称为波特率。同步字符同步字符1 同步字符同步字符2

56、n个数据字节个数据字节 校验字节校验字节1 校验字节校验字节2典型的同步通讯数据格式典型的同步通讯数据格式单单片片微微型型机机原原理理与与应应用用5.3.1 串行接口的组成和特性串行接口的组成和特性 MCS-51的串行口是一个全双工的异步串行通讯接口，可以同时发送和接纳的串行口是一个全双工的异步串行通讯接口，可以同时发送和接纳数据。数据。 串行口的内部有数据接纳缓冲器和数据发送缓冲器。数据接纳缓冲器只能串行口的内部有数据接纳缓冲器和数据发送缓冲器。数据接纳缓冲器只能读出不能写入，数据发送缓冲器只能写入不能读出，这两个数据缓冲器都用符读出不能写入，数据发送缓冲器只能写入不能读出，这两个数据缓冲器

57、都用符号号SBUF来表示。来表示。 CPU对特殊功能存放器对特殊功能存放器SBUF执行写操作，就是将数据写入数据发送缓冲器；执行写操作，就是将数据写入数据发送缓冲器；对对SBUF执行读操作，就是读出数据接纳缓冲器的内容。执行读操作，就是读出数据接纳缓冲器的内容。与串行通讯有关的特殊功能存放器共有与串行通讯有关的特殊功能存放器共有4个：个：1、特殊功能存放器、特殊功能存放器SCON：存放串行口的控制和形状信息。：存放串行口的控制和形状信息。2、特殊功能存放器、特殊功能存放器PCON：最高位：最高位SMOD为串行口波特率的倍率控制位。为串行口波特率的倍率控制位。3、中断允许存放器、中断允许存放器I

58、E：D4位位ES为串行口中断允许位。为串行口中断允许位。4、中断优先级控制存放器、中断优先级控制存放器IP：D4位位PS为串行口优先级控制位。为串行口优先级控制位。单单片片微微型型机机原原理理与与应应用用 一、串行口控制存放器SCON串行口控制存放器串行口控制存放器SCON是一个特殊功能存放器，地址为是一个特殊功能存放器，地址为98H，具有位寻址功能。具有位寻址功能。SCON的格式如下：的格式如下：D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0SM0 SM1 SM2 REN TB8 RB8 TI RI各位功能阐明如下：各位功能阐明如下：1. SM0、SM1：串行口的任务方式选择位。：串行口的任

59、务方式选择位。2. SM2：多机通讯控制位。：多机通讯控制位。 对于于方式对于于方式2和方式和方式3，如，如SM2置为置为1，那么只需接纳到的第，那么只需接纳到的第9位数位数据据RB8为为“1,才激活接纳中断标志位才激活接纳中断标志位RI；而当；而当SM2置为置为0时，时，那么不论第那么不论第9位数据为位数据为“0还是为还是为“1，都将前，都将前8位数据装入位数据装入SBUF中，并置位中，并置位RI产生中断恳求。对于方式产生中断恳求。对于方式1，如，如SM2=1，那么只需接，那么只需接纳到有效的停顿位才会激活纳到有效的停顿位才会激活RI。对于方式。对于方式0，SM2应该为应该为0。3. REN

60、：允许串行接纳位。：允许串行接纳位。REN位用于对串行数据的接纳进展控制。由软件置位位用于对串行数据的接纳进展控制。由软件置位1以允许接纳。以允许接纳。由软件清由软件清“0来制止接纳。来制止接纳。单单片片微微型型机机原原理理与与应应用用 4. TB8：发送的第：发送的第9个数据位个数据位 对于方式对于方式2和方式和方式3， TB8的内容是要发送的第的内容是要发送的第9位数据，需求时其值由位数据，需求时其值由用户经过软件置位或复位。用户经过软件置位或复位。5. RB8：接纳第：接纳第9个数据位个数据位 对于方式对于方式2和方式和方式3， RB8存放接纳到的第存放接纳到的第9位数据。对于方式位数据