單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)韓海波課程設(shè)置課程類型：技術(shù)基礎(chǔ)課課時：24學(xué)時課程要求：掌握MCS-51單片機(jī)的概念、基本原理、指令系統(tǒng)、單片機(jī)外總線的擴(kuò)展、單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的構(gòu)成,了解系統(tǒng)程序設(shè)計方法、軟硬件的調(diào)試方法。能對單片機(jī)系統(tǒng)的基本組成有一定了解。考核方式：閉卷考試（卷面80%；平時成績20%）第一章單片機(jī)概述§1-1單片機(jī)的歷史及發(fā)展概述§1-2單片機(jī)的應(yīng)用§1-3單片機(jī)的開發(fā)和開發(fā)工具§1-1單片機(jī)的發(fā)展概況★什么是單片機(jī)★單片機(jī)的概念單片機(jī)：將微處理器(CPU)、存儲器、I/O接口電路和相應(yīng)實時控制件集成在一塊芯片上，稱其為單片微型計算機(jī)，簡稱單片機(jī)?！飭纹瑱C(jī)的發(fā)展歷史和發(fā)展趨勢1）4位單片機(jī)（1971-1974）

?1971年11月，Intel推出MCS-4微型計算機(jī)系統(tǒng)

2）低檔8位單片機(jī)（1974-1978）?1973年intel公司研制出8位的微處理器8080?1975年4月，MITS發(fā)布第一個通用型Altair8800，售價375美元，帶有1KB存儲器。這是世界上第一臺微型計算機(jī)。

3）高檔8位單片機(jī)（1978-1982）?1980年，Intel公司推出了MCS-51系列單片機(jī)。8位CPU、4K字節(jié)ROM、128字節(jié)RAM、4個8位并口、1個全雙工串行口、2個16位定時/計數(shù)器。尋址范圍64K，并有控制功能較強(qiáng)的布爾處理器。4）16位單片機(jī)（1982-1990）?1982年，Intel推出MCS-96系列單片機(jī)。芯片內(nèi)集成：16位CPU、8K字節(jié)ROM、232字節(jié)RAM、5個8位并口、1個全雙工串行口、2個16位定時/計數(shù)器。尋址范圍64K。片上還有8路10位ADC、1路PWM輸出及高速I/O部件等。5）

新一代單片機(jī)（90年代以來）★單片機(jī)的發(fā)展歷程1、SCM即單片微型計算機(jī)（SingleChipMicrocomputer）階段，主要是尋求最佳的單片形態(tài)嵌入式系統(tǒng)的最佳體系結(jié)構(gòu)。“創(chuàng)新模式”獲得成功，奠定了SCM與通用計算機(jī)完全不同的發(fā)展道路。

2、MCU即微控制器（MicroControllerUnit）階段，主要的技術(shù)發(fā)展方向是：不斷擴(kuò)展?jié)M足嵌入式應(yīng)用時，對象系統(tǒng)要求的各種外圍電路與接口電路，突顯其對象的智能化控制能力。它所涉及的領(lǐng)域都與對象系統(tǒng)相關(guān)，因此，發(fā)展MCU的重任不可避免地落在電氣、電子技術(shù)廠家。

3、SoC單片機(jī)(SystemOnChip)，單片機(jī)是嵌入式系統(tǒng)的獨立發(fā)展之路，向MCU階段發(fā)展的重要因素，就是尋求應(yīng)用系統(tǒng)在芯片上的最大化解決；因此，專用單片機(jī)的發(fā)展自然形成了SoC化趨勢。隨著微電子技術(shù)、IC設(shè)計、EDA工具的發(fā)展，基于SoC的單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計會有較大的發(fā)展。因此，對單片機(jī)的理解可以從單片微型計算機(jī)、單片微控制器延伸到單片應(yīng)用系統(tǒng)。發(fā)展趨勢:單片機(jī)在集成度、功能、速度、可靠性、應(yīng)用領(lǐng)域等全方位向更高水平發(fā)展?！?-2單片機(jī)的應(yīng)用應(yīng)用特點體積?。夯竟δ懿考M足要求可靠性高：BUS大多在內(nèi)部；易采取電磁屏蔽功能強(qiáng)：實時響應(yīng)速度；I/O直接操作使用方便：硬件設(shè)計簡單；提供開發(fā)工具資料性能價格比高：電路板??；接插件少易產(chǎn)品化：研制周期短機(jī)電一體化：電腦縫紉機(jī)智能儀表：測量儀實時控制：汽車家電：電冰箱、洗衣機(jī)、（MOTOROLA）網(wǎng)絡(luò)通信：通信協(xié)議集成其中計算機(jī)外設(shè)：鍵盤、打印機(jī)醫(yī)療、保?。汉粑鼨C(jī)、按摩器多機(jī)應(yīng)用應(yīng)用范圍：量大面廣單片機(jī)開發(fā)系統(tǒng)一、通用型單片機(jī)開發(fā)系統(tǒng)二、軟件模擬開發(fā)系統(tǒng)三、單片機(jī)小型應(yīng)用系統(tǒng)實例

智能儀表控制器智能風(fēng)光互補(bǔ)控制器智能測距控制器智能溫控器智能尋跡小車預(yù)備知識1個二進(jìn)制位： bit（比特）8個二進(jìn)制位： Byte（字節(jié)）1Byte=8bit2個字節(jié)：Word（字）1Word=2Byte=16bit1K=210=1024（Kilo）1M=220=1024K （Mega）1G=230=1024M

（Giga）16數(shù)制

十進(jìn)制：基數(shù)為10，逢十進(jìn)一12.34=1×101

+2×100

+3×10-1

+4×10-2

二進(jìn)制：基數(shù)為2，逢二進(jìn)一11012=1×23

+1×22

+1×20

=1310十六進(jìn)制：基數(shù)為16，逢十六進(jìn)一9187H=9×163+1×162+8×161+7×160八進(jìn)制：基數(shù)為8，逢八進(jìn)一數(shù)制基數(shù)數(shù)碼

二進(jìn)制Binary

20,1八進(jìn)制Octal

80,1,2,3,4,5,6,7十進(jìn)制Decimal

100,1,2,3,4,5,6,7,8,9十六進(jìn)制Hexadecimal

160,1,2,3,4,5,6,7,8,9,

A,B,C,D,E,F數(shù)值之間的轉(zhuǎn)換N進(jìn)制十進(jìn)制按權(quán)展開計算就得到十進(jìn)制十進(jìn)制N進(jìn)制整數(shù)部分除基數(shù)取余小數(shù)部分乘基數(shù)取整

（或按權(quán)展開逆運算）二進(jìn)制十六進(jìn)制四位二進(jìn)制對應(yīng)一位十六進(jìn)制第二章MCS－51單片機(jī)的結(jié)構(gòu)內(nèi)部結(jié)構(gòu)存儲器的配置I/O口的應(yīng)用功能時序及電路

§2-180C51單片機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)與外部引腳說明

一、80C51內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖存儲器I/O接口CPU總線控制器微型計算機(jī)的經(jīng)典結(jié)構(gòu)說明:中央處理機(jī)CPU(8位)存儲器:片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲器RAM(128個字節(jié))

片內(nèi)程序存儲器EPROM（4KB）I/O接口:4個8位并行口(P0、P1、P2、P3口

1個串行I/O接口。

2個16位定時器/計數(shù)器。

5個中斷源二級優(yōu)先權(quán)的中斷系統(tǒng)MCS—51系列部分單片機(jī)配置一覽表

二、8051外部引腳說明

1．主電源引腳

VCC：接+5VVSS：接地2．外接晶體引腳

XTAL1、XTAL23．輸入/輸出引腳

P0-P3口4．控制線(1)ALE/PROG：地址鎖存有效信號輸出（2）PSEN：片外程序存儲器讀選通信號（3）RST/VPD：RST即為RESET，VPD為備用電源(4)EA/VPP(31腳)：片外程序存儲器選用端§2-2中央處理器CPU

中央處理器是單片機(jī)內(nèi)部的核心部件,它決定了單片機(jī)的主要功能特性。

它由運算部件和控制部件兩大部分組成。一、運算器

運算部件是以算術(shù)邏輯單元ALU為核心,加上累加器A、寄存器B、暫存器TMP1和TMP2、程序狀態(tài)寄存器PSW及專門用于位操作的布爾處理機(jī)組成的,它能實現(xiàn)數(shù)據(jù)的算術(shù)邏輯運算,位變量處理和數(shù)據(jù)傳送操作。二、控制器

控制部件是單片機(jī)的神經(jīng)中樞,它包括定時和控制電路、指令寄存器、譯碼器以及信息傳送控制等部件。

CPU執(zhí)行指令時,由程序存儲器中讀取的指令代碼送入指令存儲器,經(jīng)譯碼器譯碼后由定時與控制電路發(fā)出相應(yīng)的控制信號,完成指令所指定的操作。

MCS-51單片機(jī)的存儲器結(jié)構(gòu)為哈佛結(jié)構(gòu)，既：程序存儲器和數(shù)據(jù)存儲器分開尋址?！?-3存儲器和特殊功能寄存器一、MCS—51單片機(jī)存儲器分類及配置存儲器（MEM）1、主要作用：存放程序和數(shù)據(jù)的地方，程序和數(shù)據(jù)在計算機(jī)內(nèi)部都用二進(jìn)制代碼的形式表示。2、基本結(jié)構(gòu)：地址譯碼器和存儲體組成。譯碼器A5A4A3A2A1A06301存儲單元64個單元行譯碼A2A1A0710列譯碼A3A4A501764個單元單譯碼雙譯碼存儲體存儲體注意：1、每個存儲單元都有一個編號；被稱為存儲器地址。2、每個存儲單元存放一個字節(jié)的內(nèi)容。例：01H單元存放有一個數(shù)據(jù)6BH表達(dá)為 01H＝#6BH“低對低、高對高”

存儲形式3、存儲器讀寫操作存儲器讀：CPU從存儲器中取出信息。存儲器寫：CPU將信息存入存儲器。

CPU

地址內(nèi)容讀寫控制

存儲器的讀寫操作過程：（1）CPU先送出一個確定的單元地址給存儲器；（2）發(fā)出讀寫控制時序信號，對選定單元進(jìn)行讀或?qū)?。地址?nèi)容00H6BH01H30H02H11H重點重點二、程序存儲器

計算機(jī)的工作是按照事先編制好的程序命令一條條循序執(zhí)行的,程序存儲器就是用來存放這些已編好的程序和表格常數(shù),它由只讀存儲器ROM或EPROM組成。程序運行的入口地址

MCS—51單片機(jī)程序存儲器中有復(fù)位和中斷源共7個固定的入口地址,用戶不能更改。MCS—51單片機(jī)復(fù)位、中斷入口地址0000H單元開始取指令來執(zhí)行程序。三、內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲器

MCS—51系列單片機(jī)的內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲器由讀寫存儲器RAM組成,用于存儲數(shù)據(jù)。內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲器RAM塊共分為工作寄存器區(qū)、位尋址區(qū)和數(shù)據(jù)緩沖區(qū)3個部分。

1、工作寄存器和RAM地址對照表

2、位尋址區(qū)3、數(shù)據(jù)緩沖區(qū)

30H-7FH是數(shù)據(jù)緩沖區(qū),也即用戶RAM區(qū),共80個單元。

用戶RAM區(qū)又可分為數(shù)據(jù)區(qū)和堆棧區(qū)。

MCS—51單片機(jī)堆棧區(qū)不是固定的,且堆棧屬向上生長型，為了避開工作寄存器區(qū)和位尋址區(qū),一般設(shè)在30H以后的范圍內(nèi)。遵循“先進(jìn)后出”的數(shù)據(jù)讀取方式。堆棧區(qū)數(shù)據(jù)區(qū)30H7FH4、特殊功能寄存器SFR

SFR又稱為專用寄存器。它專用于控制、管理單片機(jī)內(nèi)算術(shù)邏輯部件、并行I/O口鎖存器、串行口數(shù)據(jù)緩沖器、定時器/計數(shù)器、中斷系統(tǒng)等功能模塊的工作。

97H電源控制0B8H中斷優(yōu)先級控制99H串行數(shù)據(jù)緩沖器0B0H口398H串行控制0A0H口28BH定時器/計數(shù)器1（低字節(jié)）90H口180H定時器/計數(shù)器1（高字節(jié)）80H口08AH定時器/計數(shù)器0（低字節(jié)）83H和82H數(shù)據(jù)指針8CH定時器/計數(shù)器0（高字節(jié)）81H堆棧指針88H定時器/計數(shù)器控制0D0H程序狀態(tài)字89H定時器/計數(shù)器方式控制0F0HB寄存器0A8H允許中斷控制0E0H累加器地址名稱地址名稱IPP3P2P1P0DPTRSPPSWBACC標(biāo)識符PCONSBUFSCONTL1TH1TL0TH0TCONTMODIE標(biāo)識符說明：PC：程序地址寄存器（16位），始終指向下一條指令的內(nèi)存地址。訪問范圍：0000

0FFFFHACC：累加器（8位），專門存放操作數(shù)或運算結(jié)果。B：8位，專門為乘除法而設(shè)置的寄存器。SP：堆棧指針（8位），始終指向堆棧的棧頂位置。遵循“先進(jìn)后出”的原則。DPTR：數(shù)據(jù)地址指針（16位），存放程序存儲器或外部數(shù)據(jù)存儲器的地址?？煞諨PH和DPL兩個獨立8位寄存器。程序狀態(tài)字PSWCACF0RS1RS0OV---PPSW.7PSW.6PSW.5PSW.4PSW.3PSW.2PSW.1PSW.0進(jìn)位標(biāo)志位輔助進(jìn)位標(biāo)志位用戶自定義標(biāo)志位溢出標(biāo)志位奇偶標(biāo)志位寄存器區(qū)選擇3區(qū)112區(qū)011區(qū)100區(qū)00狀態(tài)標(biāo)志位:C——進(jìn)（借）位標(biāo)志（CarryFlag）。若運算結(jié)果的最高有效位有進(jìn)（借）位，則C=1;否則C=0。

P——奇/偶標(biāo)志（ParityFlag）。若運算結(jié)果中所含1的個數(shù)為偶數(shù)，則P=1;反之P=0。

AC——輔助進(jìn)位標(biāo)志（AuxiliaryCarryFlag）。

在加減運算中,D3向D4位有進(jìn)位或借位時，AC=1;反之AC=0。

OV

——

溢出標(biāo)志(OverflowFlag)。若運算結(jié)果有溢出，則OV=1；反之OV=0。思考：什么叫哈佛結(jié)構(gòu)？程序存儲器用來存放什么？程序運行的入口地址是什么？內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲器分為哪幾個部分？位尋址區(qū)有多少個位？堆棧指針SP是幾位寄存器？堆棧是向（大、?。┑刂飞L？

§2-4時鐘電路與復(fù)位電路一、時鐘電路1、內(nèi)部時鐘方式：由引腳XTAL1、XTAL2接片外晶振（1.2—12MHZ）。2、外部時鐘方式：由引腳XTAL2接入外部振蕩器信號源。1.機(jī)器周期和指令周期（1）振蕩周期:也稱時鐘周期,是指為單片機(jī)提供時鐘脈沖信號的振蕩源的周期。（2）狀態(tài)周期:每個狀態(tài)周期為時鐘周期的2倍,也稱S狀態(tài)，是振蕩周期經(jīng)二分頻后得到的。（3）機(jī)器周期:一個機(jī)器周期包含6個狀態(tài)周期S1~S6,也就是12個時鐘周期。在一個機(jī)器周期內(nèi),CPU可以完成一個獨立的操作。（4）指令周期:它是指CPU完成一條操作所需的全部時間。每條指令執(zhí)行時間都是有一個或幾個機(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?！?×6×1、2、4二、單片機(jī)工作的基本時序思考：外接晶振為12MHz時,MCS—51單片機(jī)的4個時間周期的具體值為多少？答：振蕩周期=1/12μs

狀態(tài)周期=1/6μs

機(jī)器周期=1μs

指令周期=1-4μs。三、

復(fù)位電路

(b)開關(guān)復(fù)位電路

（a）上電復(fù)位電路復(fù)位后內(nèi)部寄存器狀態(tài)

在RST/VPD端持續(xù)給出2個機(jī)器周期的高電平就可以完成復(fù)位操作。堆棧指針SP=07HP0-P3=FFH其余寄存器均為0

一、主要作用：完成CPU和外設(shè)之間的信息傳送。由于CPU和外設(shè)之間進(jìn)行信息傳送時，存在速度、信息種類、邏輯等方面的問題，必須通過“I/O”接口作為兩者間的橋梁?；窘Y(jié)構(gòu)：I/O接口電路因外設(shè)的不同而異。

微型計算機(jī)有多種功能I/O接口：

PIO：并行I/O接口。

SIO：串行I/O接口。

CTC：定時計數(shù)器。

ADC、DAC：A/D、D/A轉(zhuǎn)換器。輸入/輸出接口（I/O口）加52二、I/O接口的基本功能：⑴對輸入輸出數(shù)據(jù)進(jìn)行緩沖和鎖存輸出接口有鎖存環(huán)節(jié)；輸入接口有緩沖（三態(tài)）環(huán)節(jié)。⑵對信號的形式和數(shù)據(jù)的格式進(jìn)行變換微機(jī)直接處理：數(shù)字量、開關(guān)量、脈沖量⑶對I/O端口進(jìn)行尋址⑷與CPU和I/O設(shè)備進(jìn)行聯(lián)絡(luò)53

CPU

端口地址數(shù)據(jù)讀寫控制I/O接口外設(shè)

三、I/O的讀寫操作過程：（1）CPU先送出一個確定的I/O端口地址；（2）發(fā)出I/O讀寫控制時序信號，對I/O進(jìn)行讀或?qū)?。四、輸?輸出的控制方式（信息傳送方式）（1）無條件傳送方式在CPU與慢速變化的設(shè)備交換數(shù)據(jù)時，可以認(rèn)為外設(shè)總是處于“就緒”狀態(tài)，隨時可進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送，這就是無條件傳送，或稱立即傳送、同步傳送。適合于簡單設(shè)備，如LED數(shù)碼管、按鍵或開關(guān)等。無條件傳送的接口和操作均十分簡單。

如：發(fā)光二極管，LED數(shù)碼管（2）條件（查詢式）傳送方式CPU需要先了解（查詢）外設(shè)的工作狀態(tài)，然后在外設(shè)可以交換信息的情況下（就緒）實現(xiàn)數(shù)據(jù)輸入或輸出。對多個外設(shè)的情況，則CPU按一定順序依次查詢（輪詢），先查詢的外設(shè)將優(yōu)先進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。查詢傳送的特點是：工作可靠，適用面寬，但傳送效率低。（3）中斷控制方式中斷傳送是一種效率更高的程序傳送方式。進(jìn)行傳送的中斷服務(wù)程序是預(yù)先設(shè)計好的。中斷請求是外設(shè)隨機(jī)向CPU提出的。斷點主程序中斷服務(wù)程序中斷請求對外設(shè)進(jìn)行處理繼續(xù)執(zhí)行返回斷點（4）DMA控制方式（直接存儲器存取方式）

希望克服程序控制傳送的不足：外設(shè)→CPU→存儲器外設(shè)←CPU←存儲器直接存儲器存取DMA：外設(shè)→存儲器外設(shè)←存儲器CPU釋放總線，由DMA控制器管理五、I/O接口的通信方式（1）并行通信數(shù)據(jù)的各位同時進(jìn)行傳送。優(yōu)點是傳送速度快，缺點是傳輸線多，適用于近距離、高速度的傳輸。（2）串行通信數(shù)據(jù)的各位按順序一位一位的傳。優(yōu)點是傳輸線少，適用于長距離數(shù)據(jù)傳輸。

8051有四個(P0、P1、P2、P3)雙向8位并行I/O口，共32根I/O口

每個I/O線均由鎖存器，輸出電路和輸入緩沖器組成。所以每個I/O既可作輸入又可作輸出；每一條口線可獨立用作輸入又可用作輸出?！?-5

單片機(jī)8051的并行I/O接口一、I/O口的應(yīng)用功能P0：系統(tǒng)擴(kuò)展(擴(kuò)展8位數(shù)據(jù)總線DB和16位地址總線CB低8位）

一般I/O口（輸出時，需接上拉電阻）P1：專供用戶使用的I/O口P2：系統(tǒng)擴(kuò)展（擴(kuò)展16位地址總線CB高8位）

通用I/O口P3：功能口，每位獨立定義（擴(kuò)展控制總線CB）

通用I/O口單片機(jī)的系統(tǒng)用法（三總線結(jié)構(gòu)）當(dāng)單片機(jī)最小系統(tǒng)不能滿足系統(tǒng)功能的要求時,就需要進(jìn)行擴(kuò)展。為了使單片機(jī)能方便地與各種擴(kuò)展芯片連接,常將單片機(jī)的外部連線變?yōu)橐话愕奈⑿陀嬎銠C(jī)三總線結(jié)構(gòu)形式。二、I/O口的負(fù)載能力P0驅(qū)動8個LSTTL負(fù)載。P1~P3驅(qū)動3~4個LSTTL負(fù)載。三、I/O的特點

P0口是一個三態(tài)雙向口，可作為地址/數(shù)據(jù)分時復(fù)用口，也可作為通用I/O接口。1、P0口（1）地址/數(shù)據(jù)分時復(fù)用功能當(dāng)P0口作為地址/數(shù)據(jù)分時復(fù)用總線時，可分為兩種情況：一種是從P0口輸出地址或數(shù)據(jù)，另一種是從P0口輸出數(shù)據(jù)?！?’（2）通用I/O接口功能在輸出數(shù)據(jù)時，由于T1截止，輸出級是漏極開路電路，要使"1"信號正常輸出，必須外接上拉電阻。R“1”“0”截止

P0口作為通用I/O口使用時，是準(zhǔn)雙向口。其特點是在輸入數(shù)據(jù)時，應(yīng)先把口置1(寫1)，此時鎖存器的Q端為0，使輸出級的兩個場效應(yīng)管T1、T2均截止，引腳處于懸浮狀態(tài)，才可作高阻輸入。

P1口只有一種通用輸入輸出I/O接口功能。

不需要外接電阻；但P1口是準(zhǔn)雙向口，其特點是在輸入數(shù)據(jù)時，應(yīng)先把口置1(寫1)使輸出級的場效應(yīng)管V1截止，引腳處于懸浮狀態(tài)，才可作高阻輸入。2、P1口3、P2口

P2口也是一準(zhǔn)雙向口。它具有通用I/O接口或高8位地址總線輸出兩種功能。

當(dāng)作為準(zhǔn)雙向通用I/O接口使用時,其工作原理與P1相同。4、P3口

當(dāng)P3口作為通用I/O接口時,第2功能輸出線為高電平,使與非門3的輸出取決于口鎖存器的狀態(tài)。在這種情況下,P3口仍是1個準(zhǔn)雙向口,它的工作方式、負(fù)載能力均與P1、P2口相同。當(dāng)P3口作為第2功能使用時，其鎖存器Q端必須為高電平,否則V1管導(dǎo)通,引腳被箝位在低電平,無法輸入或輸出第2功能信號。當(dāng)Q端為高電平時,P3口的口線狀態(tài)就取決于第2功能輸出線的狀態(tài)。

P3口第二功能表§2-6MCS-51單片機(jī)的串行口（書中2-8、28頁）

一、串行口相關(guān)概念1、串行通信的傳送方向（1)單工：只允許數(shù)據(jù)由一方發(fā)送，另一方接受，單向通信。（2）半雙工：允許數(shù)據(jù)雙向傳送，但每一時刻只能一方發(fā)送一方接受。（3）全雙工：允許數(shù)據(jù)雙向傳送。2、通信方式（1）同步通信：發(fā)送端接收端同步，傳送前有同步字符（SYNC）指示。成本高速度快。（2）異步通信：數(shù)據(jù)是一幀一幀發(fā)送，每個數(shù)據(jù)加起始位、停止位、校驗位。成本低速率低。3、波特率：數(shù)據(jù)傳輸速率，表示每秒傳送二進(jìn)制代碼的位數(shù)。二、MCS-51串行口的結(jié)構(gòu)發(fā)送器接收器說明:1、MCS-51單片機(jī)內(nèi)部有1個功能很強(qiáng)的全雙工串行口。2、發(fā)送器：并

串?dāng)?shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換，添加標(biāo)識位和校驗位，一幀數(shù)據(jù)發(fā)送結(jié)束，設(shè)置發(fā)送結(jié)束標(biāo)志，申請中斷。3、接收器：串并數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換，刪除標(biāo)識位和校驗位，保存有效數(shù)據(jù)，設(shè)置接收結(jié)束標(biāo)志，申請中斷。4、控制器：接收編程命令和控制參數(shù)，設(shè)置工作方式：同步/異步、字符格式、波特率、校驗方式、數(shù)據(jù)位與同步時鐘比例等。5、串行口數(shù)據(jù)緩沖器SBUF

SBUF是兩個在物理上獨立的接收、發(fā)送緩沖器,可同時發(fā)送、接收數(shù)據(jù)。三、串行口控制1、串行口控制寄存器SCON

RI

TIRB8TB8RENSM2SM1SM0

D7D6D5D4D3D2D1D0

SM0、SM1：串行口工作方式選擇位SM2：多機(jī)控制位，用于多機(jī)通訊REN：允許接收控制位，REN=1，允許接收；REN=0，禁止接收TB8：發(fā)送的第9位數(shù)據(jù)位，可用作校驗位和地址/數(shù)據(jù)標(biāo)識位RB8：接收的第9位數(shù)據(jù)位或停止位TI：發(fā)送中斷標(biāo)志，發(fā)送一幀結(jié)束，TI=1，必須軟件清零RI：接收中斷標(biāo)志，接收一幀結(jié)束，RI=1，必須軟件清零2、串行接口的工作方式（1）方式0

為同步移位寄存器方式,用于擴(kuò)展并行I/O接口，波特率是固定的方式0輸出8051方式0輸入（2）方式1、2、3共性問題寫入SBUF采樣（a）發(fā)送時序圖TXD數(shù)據(jù)輸出TID0D1D2D3D4D5D6D7停止位起始位RXD輸入數(shù)據(jù)（b）接收時序圖D0D1D2D3D4D5D6D7停止位起始位RI檢測負(fù)跳變①RXD：接收數(shù)據(jù)端。TXD：發(fā)送數(shù)據(jù)端。②發(fā)送：寫入SBUF，同時啟動發(fā)送，一幀發(fā)送結(jié)束，TI=1。③接收：REN=1，允許接收。將接收數(shù)據(jù)裝入SBUF，并使RI=1。(3)方式1、2、3差別數(shù)據(jù)位不同。波特率可變、固定。方式1、3波特率：B=(2SMOD/32)×T1溢出率。方式2波特率：

B=(2SMOD

/64)×fosc(4)電源控制寄存器PCONSMODGF1GF0PDIDL

D7D6D5D4D3D2D1D0

PCON的最高位SMOD是串行口波特率系數(shù)控制位。SMOD=1時，波特率增大一倍。其余各位與串行口無關(guān)。(5)波特率的選擇§2-7定時器/計數(shù)器一、定時器/計數(shù)器T0、T1的結(jié)構(gòu)T1T0T0、T1的控制說明：

兩個16位定時器/計數(shù)器T0、T1

定時器/計數(shù)器的工作方式及控制由TMOD寄存器和TCON寄存器完成。二、基本功能1）定時功能時，每個機(jī)器周期定時器加1。2）計數(shù)功能時，在外部事件相應(yīng)輸入腳（T0和T1）產(chǎn)生負(fù)跳變，計數(shù)器加1。K1K2可預(yù)置初值的加法計數(shù)器中斷請求功能選擇啟動控制內(nèi)部時鐘脈沖（定時）TX外部輸入脈沖（計數(shù)）溢出信號計數(shù)脈沖計數(shù)初值三、方式和控制寄存器1、定時器/計數(shù)器的方式寄存器TMODC/T=1,為計數(shù)器方式;C/T=0,為定時器方式。GATE=1,外部啟動定時器/計數(shù)器；

GATE=0,程序啟動定時器/計數(shù)器。

●

M1M0工作方式控制位

T0分成兩個獨立的8位計數(shù)器,T1在方式3時停止工作31

1自動重裝入初值的8位計數(shù)器21016位定時器/計數(shù)器10

113位定時器(TH的8位和TL的低5位）000說明方式M1M02、定時器/計數(shù)器控制寄存器TCONIT0IE0IT1IE1TR0TF0TR1TF1與中斷有關(guān)T0運行控制位:“1”啟動T0;“0”關(guān)閉T0。由軟件進(jìn)行設(shè)置。T0定時器/計數(shù)器溢出中斷標(biāo)志位。當(dāng)T0計數(shù)溢出時，由硬件置位，在允許中斷的情況下，向CPU發(fā)出中斷請求信號，CPU響應(yīng)中斷轉(zhuǎn)向中斷服務(wù)程序時，由硬件自動將該位清零。四、計算時間常數(shù)X（初值）加法計數(shù)器是計滿溢出時才申請中斷,所以在給計數(shù)器賦初值時,不能直接輸入所需的計數(shù)值,而應(yīng)輸入的是計數(shù)器計數(shù)的最大值與這一計數(shù)值的差值。初值X的計算方法:

計數(shù)功能:X=2?－計數(shù)值

定時功能:X=2?－定時時間/T

其中：方式0：n=13；方式1：n=16；方式2、3n=8T=12÷晶振頻率=機(jī)器周期

五、定時器/計數(shù)器的初始化定時/計數(shù)器在使用之前需要進(jìn)行初始化。初始化編程包括：

①要能正確寫入控制字；

②能進(jìn)行計數(shù)初值的計算。一般情況下,包括以下幾個步驟：(1)確定工作方式，即對TMOD寄存器進(jìn)行賦值。(2)計算計數(shù)初值,并寫入寄存器TH0、TL0或TH1、TL1中。(3)根據(jù)需要,置位ETx允許T/C中斷。(4)置位EA使CPU開中斷(需要時)。(5)置位TRx啟動計數(shù)。例：計算定時1ms對應(yīng)的初值,

設(shè)單片機(jī)晶振頻率為12MHz，方式1。解X=M－定時時間/T

機(jī)器周期=12÷12MHz=1μs

所以：X=216－1ms/1μs=FC17H例：若晶振頻率為12MHz,試計算MCS-51單片機(jī)定時/計數(shù)器的最小定時時間和最大定時時間。解：先確定機(jī)器周期：機(jī)器周期T=12÷12MHz=1μs①計算最小定時時間：對于定時器的幾種工作方式來說,最小定時時間都是一樣的，即：X=M－定時時間/T

Tmin=（M-X）T=1×1μs=1μs

②計算最大定時時間：在方式1下的定時時間最長,則最大定時時間為

Tmax=（M-X）T=（216-0）×1μs=65ms思考題1、MCS-51單片機(jī)有幾個定時/計數(shù)器？2、定時/計數(shù)器的核心是1個（加1、減1）計數(shù)器,它的輸入脈沖有兩個來源:一個是（）,另一個是()。3、定時/計數(shù)器有幾種工作方式？如何選擇和設(shè)定？計算機(jī)在程序執(zhí)行過程中，當(dāng)出現(xiàn)硬件或軟件請求時，處理器暫時停止正在執(zhí)行的程序，轉(zhuǎn)去對請求進(jìn)行處理，處理完后，回到程序斷點位置繼續(xù)執(zhí)行。斷點主程序中斷服務(wù)程序有中斷請求對外設(shè)進(jìn)行處理繼續(xù)執(zhí)行返回斷點中斷源：任何能夠引發(fā)中斷事件的來源§2-8MCS-51單片機(jī)的中斷系統(tǒng)中斷的定義一、MCS-51單片機(jī)的中斷系統(tǒng)結(jié)構(gòu)IEIPTCON的高4位SCON的低2位

（1）可方便地處理隨機(jī)事件（實時處理、故障處理）