第7章MCS-51單片機硬件資源

及其應(yīng)用7.1MCS-51單片機并行I/O口及其應(yīng)用

8051有4個8位并行I/O接口P0、P1、P2和P3，共32條雙向I/O口線。每個口的任意一位都是由鎖存器（即特殊功能寄存器P0~P3）、輸出驅(qū)動器和輸入緩沖器組成的，但它們在結(jié)構(gòu)上有顯著區(qū)別，功能也有所不同。1．P0口

2．P1口

3．P2口

4．P3口

【例7-1】圖7-1是8051單片機應(yīng)用系統(tǒng)，在P1.0口線上連接了一個按鍵，在P1.1口線上連接了一個發(fā)光二極管。要求當(dāng)按鍵按下時點亮發(fā)光二極管，而當(dāng)按鍵斷開時發(fā)光二極管熄滅。試編寫出相應(yīng)的控制程序。

ORG 0000H LJMP START ORG 0030HSTART： ORL P1,#01H MOV C,P1.0 JC NEXT SETB P1.1 SJMP START NEXT: CLRP1.1 SJMPSTART END7.1.3簡單并行I/O接口的擴展在一些不太復(fù)雜的場合，常常采用TTL或CMOS電路的鎖存器或三態(tài)門做簡單的并行I/O接口擴展。常用的TTL芯片有74LS273、74LS244等。采用74LS244、74LS273擴展的簡單并行輸入/輸出接口7.1.4用8255A擴展單片機的并行I/O接口INTEL8255A芯片是一種通用的可編程并行I/O接口，它采用雙列直插式封裝，共有40條引腳，其中I/O線24條，分成A、B兩組（每組12條），允許分別編程。1.8255A的結(jié)構(gòu)2.8255A的引腳及其功能3.8255A的工作方式方式0：基本的輸入／輸出方式，是較為常用的工作方式方式1：選通的輸入／輸出方式方式2：雙向傳輸方式只需知道有三種工作方式，并掌握方式0/CSA1A0/RD/WR操作對象操作種類00001A口讀端口A00101B口讀端口B01001C口讀端口C00010A口寫端口A00110B口寫端口B01010C口讀端口C01110控制寄存器寫控制寄存器1××××——8255A芯片和MCS-51單片機的連接【例7-2】設(shè)8255A各端口的工作方式為：A口為方式0輸入；B口為方式0輸出；C口的上半部為輸入，C口的下半部為輸出。若8255A的A口、B口、C口及控制端口地址分別為為7FFCH、7FFDH、7FFEH和7FFFH，試寫出送入方式控制字、及訪問A口、B口、C口的程序片段。

MOV A,#98H MOV DPTR,#7FFFH MOVX @DPTR,A MOV DPTR,#7FFCH MOVX A,@DPTR MOV DPTR,#7FFDH MOV A,#PB_DATA MOVX @DPTR,A MOV DPTR,#7FFEH MOVX A,@DPTR MOV A,#PC_DATA MOVX @DPTR,A8155(不用掌握）7.2MCS-51單片機的定時器／計數(shù)器及其應(yīng)用（1）定時/計數(shù)器的結(jié)構(gòu)方式寄存器TMOD控制寄存器TCON方式0方式1方式2方式3（僅T0有）【例7-3】編寫計數(shù)器T0初始化程序，要求如下：工作于方式0，計數(shù)值n=1，允許中斷。

MOV TMOD,#04H MOV TH0,#0FFH MOV TL0,#1FH MOV IE,#10000010B SETB TR0 【例7-4】編寫計數(shù)器T1初始化程序，要求如下：工作于方式1，計數(shù)值n=100，禁止中斷。

MOV TMOD,#50H MOV TH0,#0FFH MOV TL0,#9CH MOV IE,#00000000B SETB TR0 【例7-7】編程定時器T1初始化程序，要求如下：工作于方式2，定時時間為t=100，系統(tǒng)主頻，關(guān)中斷。

MOV TMOD,#20H MOV TL1,#06H MOV TH1,#06H MOV IE,#00000000B SETB TR1【例7-8】假設(shè)系統(tǒng)時鐘頻率為6MHz，要在P1.5上輸出周期為50mS、占空比為50%的正方波。試分別編寫用查詢法和中斷法實現(xiàn)的程序。查詢法

ORG 0000H AJMP START ORG 0030HSTART: MOV TMOD,#01 SET TR0LOOP: MOV TH0,#0FEH MOV TL0,#0CHLOOP1: JNB TF0,LOOP1 CLR TF0 CPL P1.5 SJMP LOOP END中斷法（書上程序有問題）

ORG 0000H AJMP MAIN ORG 000BH AJMP INT_T0 ORG 0030HMAIN: MOV SP,#60H MOV TMOD,#01 SETB TR0 SETB ET0 SETB EAHERE: AJMP HEREINIT_T0: MOV TL0,#0CH MOV TH0,#0FEH CPL P1.5 RETI7.3MCS-51單片機的串行接口及其應(yīng)用MC5—51單片機內(nèi)部有一個功能較強的全雙工的異步通訊串行口。所謂全雙工就是兩臺計算機之間串行接收、發(fā)送數(shù)據(jù)可同時進(jìn)行；所謂異步通訊，就是收、發(fā)雙方不需要用一個時鐘信號來控制同步傳送。要傳送的串行數(shù)據(jù)是以數(shù)據(jù)幀（若干位二進(jìn)制數(shù)）形式一幀一幀地發(fā)送，通過傳輸線由接收數(shù)據(jù)設(shè)備一幀一幀地接收。串行通訊基本概念異步通訊的基本概念通訊雙方必須統(tǒng)一規(guī)定通訊字符的格式、發(fā)送字符位與附加信息位的次序以及發(fā)送和接收的數(shù)據(jù)傳送速率。通常將對這些信息的約定叫作通訊規(guī)約或通訊協(xié)議，通訊雙方只有遵守相同的通訊規(guī)約，才能使通訊能夠順利進(jìn)行。在某些通用領(lǐng)域中，為了使不同的廠家開發(fā)的產(chǎn)品能夠相互通訊，國家或行業(yè)規(guī)定了專門的標(biāo)準(zhǔn)通訊規(guī)約，對于特殊的應(yīng)用領(lǐng)域，可以由用戶自行規(guī)定簡易的通訊規(guī)約。所謂波特率就是指串行數(shù)據(jù)傳送的速率，即單位時間內(nèi)傳送數(shù)據(jù)的位數(shù)。波特率的單位為位/秒（BIT/S，一般記作bps）。實際上，要想通訊雙方的波特率完全相同是不可能的，為了保證通訊的可靠性，通訊雙方的波特率誤差應(yīng)不大于2.5%。奇偶校驗是串行通訊中采用的一種簡單的檢驗方法，以提高傳送的正確度。所謂奇(偶)校驗就是利用奇偶校驗位的1，和數(shù)據(jù)中1的數(shù)目湊成奇(偶)數(shù)。二者湊成奇數(shù)的稱為奇校驗，湊成偶數(shù)的稱為偶校驗。通過比較發(fā)送端和接收端的數(shù)據(jù)“1”奇偶位數(shù)是否相符，可以大致判斷數(shù)據(jù)傳送過程中是否發(fā)生錯誤，如果奇偶位數(shù)不符，則傳送過程肯定出錯，所接收的數(shù)據(jù)無效，應(yīng)予重新傳送。起始位和停止位，發(fā)送時一般由計算機硬件電路自動生成，接收時也由計算機硬件電路自動處理，用戶發(fā)送和接收數(shù)據(jù)時不必自行處理。在串行通訊中，通訊雙方在發(fā)送、接收中有三種工作方式：單工方式、半雙工方式和全雙工方式。1）單工方式單工方式只允許通訊雙方的數(shù)據(jù)按一個固定方向傳送，即發(fā)送的計算機專門發(fā)送，接收的計算機專門接收。2）半雙工方式半雙工方式允許通訊的雙方分時使用同一信道進(jìn)行雙向傳輸。當(dāng)甲方發(fā)送時，乙方接收；反之，當(dāng)乙方發(fā)送時，甲方接收。在空閑時，甲、乙雙方一般都處于接收狀態(tài)以便隨時響應(yīng)對方呼叫。3）全雙工方式全雙工方式中，通訊的甲乙雙方既是發(fā)送器又是接收器，可以同時發(fā)送或接收。雙方都有獨立的發(fā)送器和接收器，兩個方向的數(shù)據(jù)傳輸通道是分開的這三種數(shù)據(jù)傳輸方式在接收和發(fā)送控制上有差別，但發(fā)送和接收的基本工作原理是一樣的。串行口結(jié)構(gòu)串行口控制寄存器1、串行口控制寄存器SCONSM0SM1SM2RENTB8RB8TIRI2、電源控制寄存器PCONSMOD3、中斷控制寄存器串行口的工作方式1）方式0方式0在實際系統(tǒng)中較少用到。串行口的工作方式0為同步移位寄存器輸人輸出方式，一般與外接移位寄存器相連，用以擴展并行I/O口，這種方式不適用于MCS-5l與其它計算機之間的串行通訊。方式0以8位數(shù)據(jù)為一幀，不設(shè)起始位和停止位，先發(fā)送或接收最低位，波特率是固定的，為fosc／12。方式0的幀格式如下：…D0D1D2D3D4D5D6D7…①方式0發(fā)送發(fā)送過程中，當(dāng)CPU執(zhí)行一條將數(shù)據(jù)寫入發(fā)送緩沖器SBUF的指令時，內(nèi)部電路自動產(chǎn)生一個正脈沖觸發(fā)信號，串行口開始把SBUF中的8位數(shù)據(jù)以fosc／12的固定波特率從RXD引腳串行輸出，低位在先，TXD引腳輸出同步移位時鐘，發(fā)送完8位數(shù)據(jù)后置“1”中斷標(biāo)志位TI。②方式0接收方式0接收時，REN為串行口接收允許控制位，REN=0，禁止接收；REN=1，允許接收。當(dāng)向CPU串行口控制寄存器SCON寫入控制字（設(shè)置為方式0，并置“1”REN位，同時RI=0），內(nèi)部電路自動產(chǎn)生一個正脈沖觸發(fā)信號，串行口開始接收數(shù)據(jù)。引腳RXD為數(shù)據(jù)輸入端，TXD為移位脈沖輸出端，接收器也以fosc／12的固定波特率采樣RXD引腳的數(shù)據(jù)信息，當(dāng)接收器接收到8位數(shù)據(jù)時置“1”中斷標(biāo)志TI。在方式0下，SCON中的TB8、RB8位沒用，發(fā)送或接收完8位數(shù)據(jù)由硬件置“1”TI或RI中斷標(biāo)志位，CPU響應(yīng)TI或RI中斷。TI或RI標(biāo)志位必須由用戶軟件清0。方式0時SM2位(多機通訊控制位)必須為0。2）方式1SM0、SMl兩位為0、1時，串行口以方式1工作。方式1真正用于計算機系統(tǒng)之間的串行通訊，TXD腳和RXD腳分別用于發(fā)送和接收數(shù)據(jù)。方式1收發(fā)一幀的數(shù)據(jù)為10位，1個起始位(0)，8個數(shù)據(jù)位，1個停止位(1)，先發(fā)送或接收最低位?！鹗嘉籇0D1D2D3D4D5D6D7停止位…方式1時，串行口作為波特率可變的8位異步通訊接口。方式1的波特率由下式確定：式中的SMOD為PCON寄存器的最高位的值(0或1)。如果系統(tǒng)晶振頻率為fOSC，定時器T1工作于方式2（8位自動重裝入方式），定時常數(shù)為N（即計滿N個機器周期數(shù)后溢出），則定時器T1溢出率由下式確定：實際應(yīng)用中，往往是給定波特率，然后根據(jù)上述兩式求出定時常數(shù)N①方式1發(fā)送串行口以方式1輸出時，數(shù)據(jù)位由TXD引腳輸出，發(fā)送一幀信息為10位，1位起始位“0”，8位數(shù)據(jù)位(低位在前)和1位停止位“1”。當(dāng)CPU將一個字節(jié)數(shù)據(jù)寫到SBUF時，內(nèi)部電路自動產(chǎn)生一個正脈沖觸發(fā)信號，就啟動發(fā)送。②方式1接收串行口以方式1接收時，數(shù)據(jù)從RXD引腳輸入。當(dāng)CPU檢測到起始位的負(fù)跳變時，開始接收。以上關(guān)于方式1的發(fā)送和接收過程的介紹，目的在于幫助大家了解這種方式下的串行數(shù)據(jù)傳遞的原理，實際應(yīng)用時，數(shù)據(jù)的檢測過程都是由硬件電路自動完成的，用戶使用時不必進(jìn)行檢測操作。3）方式2串行口工作于方式2和方式3時，被定義為9位異步通訊接口。每幀數(shù)據(jù)均為11位，l位起始位“0”，8位數(shù)據(jù)位(先低位后高位)，一位可由用戶自行設(shè)定為“1”或“0”的第9位數(shù)據(jù)和一位停止位“1”?！鹗嘉籇0D1D