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第二章第二章 80C51 80C51单片机的硬件结构单片机的硬件结构2-180C51单片机内部结构及引脚单片机内部结构及引脚2-280C51存储器配置存储器配置2-380C51的中断系统的中断系统2-480C51定时器定时器计数器计数器2-580C51的串口通信的串口通信2-180C51单片机内部结构及引脚单片机内部结构及引脚一、系统资源及主要性能特点一、系统资源及主要性能特点1、系统资源MCS-51单片机是Intel公司1980推出的高档8位单片机，采用40脚双列直插封装或44脚方形封装，51、52系列功能兼容。8031内包括：1个8位CPU；128个字节RAM；21个特殊功能寄存器；4个8位并行I/O口；1个全双工串行口（二根线）；2个16位定时计数器器；1个片内振荡器和时钟电路；5个中断源2个中断优先级；8051/8751：带有4KBROM/EPROM52子系列子系列的RAM/ROM容量为：256B/8KB2、性能特点单片机为哈佛结构的计算机，除上述基本资源外，还具有如下特点：外部程序存储器：可扩展到64KB；外部数据存储器：可扩展到64KB；堆栈：最深128B/256B；输入/输出口线：32根；寄存器区：划出RAM中32B作为通用寄存器；具有位寻址功能；单一“+5V”电源；系统时钟112MHz，常用12MHz、11.0592MHz和6MHz。二、二、MCS-51单片机基本结构单片机基本结构1、内部结构框图、内部结构框图结构简图如图2-1所示包括：CPU、存储器（ROM、RAM）、I/O接口等计算机的基本组成。2、外部引脚、外部引脚共40个引脚，大致可分为四类，其逻辑符号如图2-2所示。1）电源引脚）电源引脚VCC和和VSSVCC：40脚，电源端，+5VVSS：20脚，接地端（GND）2）时钟电路引脚）时钟电路引脚XTAL1：19脚，外接晶振输入引脚。XTAL2：18脚，外接晶振输出引脚。3）控制线引脚）控制线引脚共4根，其中3根为双功能RST/VPD：9脚，复位/备用电源。RST-通过外接复位电路实现上电复位或按键复位。VPD-可外接备用电源，在VCC掉电时向RAM供电。/VPP：31脚，内外ROM的选择/EPROM编程电源。=0：访问外部ROM；=1：访问内部ROM；PC值超过0FFFH（4KB）时，自动转向外ROM。VPP-在8751片内EPROM编程期间，为21V编程电源输入端。ALE/：30脚，地址锁存允许/编程脉冲。ALE-访问外ROM或RAM时，用来驱动地址锁存器锁存P0口分时送出的低8位地址（下降沿有效）。不访问外存储器时，该端以1/6时钟频率输出正脉冲，可用作为外部时钟。带8个LS型TTL门电路。-8751片内EPROM编程期间，此引脚输入编程脉冲。：29脚，读外部ROM选通信号，即该脚有效时（上升沿），外ROM允许输出。每个机器周期2次有效。从内部ROM取指时不产生。可带8个LS型TTL门电路。4）I/O引脚引脚P0口：P0.0P0.7，3932脚，外接存储器时作地址/数据分时使用口线；不接外部存储器时，可用作为8位准双向I/O口。P1口：P1.0P1.7，18脚，8位准双向I/O口。P2口：P2.0P2.7，2128脚，8位准双向I/O口。外接存储器时作为高8位地址总线。P3口：P3.0P3.7，1017脚，8位准双向I/O口，出于芯片引脚数的限制，P3口具有第二输出、输入功能。三、微处理器（三、微处理器（CPU）（一）运算器（一）运算器组成：ALU、TMP1、TMP2、A、B、PSW、DAA和布尔处理机等。DA A：BCD码十进制修正，由专用电路实现。布尔处理机：进位位CY，被称作“位累加器”，可在任何可寻址的位与CY间进行逻辑运算操作。与通用CPU相比，增加了暂存寄存器和B寄存器（二）控制器（二）控制器组成：PC、SP、DPTR、IR、ID、PLA等1、时钟电路、时钟电路（1）振荡源（）振荡源（oscillation）MCS-51的HMOS芯片内部时钟电路的振荡源有两种方式提供，即内部自激振荡方式、外部振荡脉冲源方式。（1）振荡源（）振荡源（oscillation）内部方式内部方式在XTAL1、XTAL2跨接定时元件和两个电容就构成了自激振荡器。如图2-3.1所示。C1、C2取530PF，起微调和稳定作用。晶振频率：fosc=1.212MHZ常用频率为6、12、11.0592MHz。外部方式外部方式外部振荡脉冲信号直接由XTAL2端输入，此时，XTAL1应接地，而片内振荡电路不起作用，如图2-3.2所示。常用于多块8051同时工作，以便同步，要求信号频率低于12MHz。（2）时序）时序振荡脉冲并不直接使用，由XTAL2端送往内部时钟电路：时钟电路：经过2分频，向CPU提供2相时钟信号P1和P2；再经3分频，产生ALE时序；经过12分频，成为机器周期信号，如图2-3.3所示。需要指出的是，CPU的运算操作在P1期间，数据传送在P2期间。时钟周期时钟周期：振荡器输出的时钟脉冲频率的倒数。为单片机中最小、最基本的时间单位。状状态态周周期期：振荡信号经2分频后获得的信号周期，称S，显然，S为时钟周期的2倍。机器周期：机器周期：12个时钟周期为一个机器周期，对应计算机执行一个基本操作所需的时间。指令周期：指令周期：执行一条指令所需的时间，至少包含一个机器周期。指令字节：指令字节：指令占用存储空间的字节数，有单字节、双字节、三字节三类。当时钟频率为12MHz和6MHz时，时钟周期分别为1/12us和1/6us，机器周期分别为1us和2us。ALE时序：时序：地址锁存信号，每个机器周期2次有效，分别在S1、S4状态。每次出现，CPU进行一次取指操作。2、复位电路、复位电路 MCS-51单片机的复位信号，高电平有效。电路结构如图2-4,RST/VPD引脚至少保持2个机器周期的高电平，才能复位。（1）复位工作状态）复位工作状态复位时，各SFR寄存器的状态为：（PC）=0000H；（SP）=07H；（P0P3）=FFH；其余SFR寄存器内容均为0；RAM的内容保持不变；外部引脚，ALE=0，=1。（2）复位电路）复位电路复位方式有上电自动复位、按键手动复位两种。如图2-4所示。在按键手动电平复位电路中，具有上电和按键双重功能。3、指针、指针程序计数器PC 16位计数器，指向程序存储器中被执行的指令所在的地址。本身没有地址，在物理上独立。寻址范围0000FFFFH的64KB空间。数据指针DPTR 16位地址指针，可寻址范围0000FFFFH的64KB空间，可指向程序、数据存储器。堆栈指针SP8位地址寄存器，SP用来管理堆栈。它指向内部RAM的一个存储单元，且总是指向栈顶单元。MCS-51的堆栈是内部RAM中的一个部分，符合“先进后出、后进先出”原则。四、存储器四、存储器MCS-51的程序存储器与数据存储器是分开的，地址空间重迭，最大可扩展到64KB。1、程序存储器、程序存储器ROM（1）8031内部无程序存储器由于8031无片内程序存储器，需外接，因此，端必须外接低电平，如图2-6所示。（2）8051、8751内部有4KBROM/EPROM=0，使用外部程序存储器；=1，使用内部程序存储器4KB空间，当PC的值超过4KB范围时，自动转向外部程序存储器。2、数据存储器、数据存储器RAM（1）内部RAM中低128B，007FH；（2）外部RAM，可扩至64KB，0000FFFFHMCS-51的程序存储器与数据存储器是分开的，地址空2、应用举例LCALLDELAY6，外部数据存储器写选通信号DJNZR6，DL2、输入移位寄存器和控制第二章80C51单片机的硬件结构分时送出的低8位地址（下降沿有效）。52系列的SFR可寻址为93位，共221位。起作用，如图2-3.作8位定时器。作为高8位地址总线。发光管驱动额定电流：1040mA，静态取下限。五、并行输入五、并行输入/输出口输出口MCS-51单片机有4个8位并行I/O口，P0P3，共32根口线。每个端口都包括：锁存器（即SFR：P0-P3）、输出驱动器、两个三态缓冲器以及控制电路。结构如下图所示。1、P1口（口（90H）特点：（1）准双向口：作为I/O输入时，口锁存器必须置“1”，使T截止，输入信号通过“读引脚”三态缓冲器进入内部总线。（2）内部有上拉电阻（20K40K）；（3）CPU读P1口的二种情况：读P1口的锁存器状态值：“读改写”指令。例ANLP1，#0FH；读P1口的引脚（外部输入）。例MOVA，P1；2、P3口（口（B0H）特点：（1）准双向口：条件为第二功能输出端常“1”，与门开锁；（2）第二功能口：作为第二功能口使用时，（P3）=FFH；某位作为第二功能输入时，第二功能输出也必须置“1”。第二功能输出：P3.0TXD，串行输出口；P3.6，外部数据存储器写选通信号P3.7，外部数据存储器读选通信号第二功能输入：P3.1RXD，串行输入口；P3.2，外部中断输入0；P3.3，外部中断输入1；P3.4T0，外部计数输入0P3.5T1，外部计数输入1；3、P2口（口（A0H）特点：（1）控制端高电平时，作为高8位地址输出口。（2）控制端低电平时，最小系统（8051、8751）作准双向口。P2口结构4、P0口（口（80H）特点：（1）控制端高电平时，作为低8位地址和8位数据分时使用口，供扩展时使用。（2）控制端低电平时，T1截止，使T2漏极开路，输出“1”时须外接上拉电阻，最小系统（8051、8751）作准双向。P0口结构注意：P0口作地址/数据总线输出时，通过反相器、与门工作。P0口作外部数据输入时，CPU使T1、T2均截止，引脚浮空，第三态，数据经“读引脚”输入缓冲器进入内部总线-是真正的双向口。端口小结：端口小结：（1）系统总线：地址总线（16位）：P0（地址低8位）、P2口（地址高8位）数据总线（8位）：P0口（地址/数据分时使用）；控制总线（6根）：P3口的第二功能、和9、29、30、31脚；（2）供用户使用的端口：P1口、部分未作第二功能的P3口；（3）P0口作地址/数据时，是真正的双向口，三态，负载能力为8个LSTTL电路；P1P3是准双向口，负载能力为4个LSTTL电路。（4）P0P3在用作输入之前必须先写“1”，即：（P0）=FFH（P3）=FFH。六、六、MCS-51单片机最小应用系统结构单片机最小应用系统结构1、8751/8051最小应用系统外接时钟电路和复位电路，即构成应用系统，如图2-6.1。特点：1）不扩展外ROM、外RAM，接高电平，P0P3口都可用作I/O口；2）128BRAM、4KBROM，容量有限；3）开发时、应用时P0、P2口的环境差异较大；4）8051系统应用软件需厂家置入，一般用作为大批量产品。2、8031最小应用系统外接时钟电路和复位电路，需外扩一片程序存储器，一般为EPROM，构成应用系统，如图2-6.2。特点：1）P0、P2口只能作总线用，剩下P1、P3口作I/O口。2）接地，ALE、作为地址锁存和读ROM信号。2-380C51存储器配置存储器配置MCS-51存储器可分为五类：程序存储器、内部数据存储器、特殊功能存储器、位寻址区、外部扩展的数据存储器和扩展I/O口。如图2-7所示。一、程序存储器一、程序存储器 1、程序存储器作用及寻址范围作用：存放指令（程序）的存储器，用PC作地址指针。寻址范围：0000FFFFH，共64KB；片内、片外统一编址。片内：PC=00000FFFH；片外：PC=1000FFFFH；2、ROM低端的几个特殊入口地址0000H：CPU开始执行指令时的第一个取指单元，每次执行时PC的内容总是0000H；0003H002B：中断专用固定入口地址（系统规定）；一般：我们总是从ROM的0030H单元开始存放用户指令。二、内部数据存储器二、内部数据存储器 字节地址：007FH；有128个8位单元字节。按功能划分为三个部分：1、工作寄存器区：、工作寄存器区：001FH（1）共分4个区，0007，080F，1017，181F；（2）每区有8个工作寄存器：R0R7；（3）当前工作寄存器区：由PSW中的第三、第四位选择，具有快速保护现场数据的作用，也可作为一般的数据缓冲器。PSW4（RS1）PSW3（RS0）当前区字节地址工作寄存器000区0007H（R0R7）011区080FH（R0R7）102区1017H（R0R7）113区181FH（R0R7）2、位寻址区：、位寻址区：20H2FH共16个字节，168=128个位，位地址：007FH。51系列整个位地址空间为：00FFH，共211位。1）007FH为片内RAM中202FH的16个字节单元中的128个位。2）80FFH中11个SFR的可寻址位，83位。它们是：A、B、PSW、P0P3、TCON、SCON、IE、IP52系列的SFR可寻址为93位，共221位。3、数据缓冲区：、数据缓冲区：30H7FH（1）作为通用的按字节操作的数据缓冲区。（2）常开辟为堆栈区。堆栈主要为子程序和中断操作而设立，是一种数据结构，它只允许在其一端进行数据的插入和删除操作，又称为入栈和出栈，MCS-51的堆栈是向上生长型的。堆栈的特点：是一个符合“先进后出、后进先出”的RAM区域SP总是指向堆栈的顶部（保存有数据）；堆栈可以设在内部RAM中的任意区域，一般开辟在307FH中。堆栈的功能：保护断点-保护从主程序转向子程序、中断时的断点，发生转移时自动完成。保护现场-对子程序、中断程序中要用到的、现场的某些寄存器的内容进行保护，以保证返回时确恢复。软件指令方式实现。数据的临时存放。三、特殊功能寄存器区：三、特殊功能寄存器区：80FFH即SFR，包括I/O锁存器、定时器、串行口、中断、状态、控制寄存器等共21个。离散地分布在80FFH中（不包括PC）。如下所示：算术运算寄存器：A、B、PSW指针寄存器：SP、DPTR（DPH，DPL）并行口：P0、P1、P2、P3串行口：SCON、SBUF、PCON中断系统：IP、IE定时/计数器：TMOD、TCON、TH0、TL0、TH1、TL1特别需要指出的是，51系列内部RAM，80FFH中未定义的单位为不可访问单元。四、外部扩展数据存储器和扩展四、外部扩展数据存储器和扩展I/O口口外部扩展数据存储器：最大可扩展到64KB，由P3口的第二功能、控制其读、写，并通过MOVX指令访问。扩展I/O口：MCS-51单片机将其看作外RAM的一个单元，与外RAM统一编址，提供16位寻址能力，寻址范围也是64K，但需要注意的是，为区别于外RAM地址，扩展I/O口一般用高端地址。2-380C51的中断系统的中断系统一、中断概述1、中断源中断源指引起正在执行的程序中断，转而执行中断服务程序的设备或事件。可分为硬中断、软中断。MCS-51单片机的5个中断源：外部中断2个：、，中断请求信号分别由P3.2、P3.1输入,低电平有效、脉冲下降沿有效可选。入口地址：0003H，0013H。定时/计数溢出中断2个：T0、T1,计数溢出时置“1”TF0、TF1位，从而发出内部中断请求。入口地址：000BH，001BH。CJNER0，#0AH，LOOP作定时器：TMOD=00000000=00H在按键手动电平复位电路中，具有上T0方式3时的T0、T1电路逻辑结构，如图所示000区0007H（R0R7）由SFR寄存器IE设置，分二级允许控制。16位计数器，指向程序存储器中被执行的指令所在的地址。常用于多块8051同时工作，以便同步，要求信号频率低于12MHz。JP1：MOVA，#01H从内部ROM取指时不产生。LCALLDELAY2-380C51的中断系统三、微处理器（CPU）此时：RXD（P3.MOVTH1，#0FFH（2）通用异步接收/发送器（UART）：用于数据串、并转换的串行接口电路。ORG0000H串行中断1个：串行接收或发送完一帧数据时就产生一个内部中断请求RI或TI。入口地址：0023H。2、中断处理过程包含：中断请求、中断响应、中断服务、中断返回四个阶段.中断请求：中断源将相应请求中断的标志位置“1”，表示发出请求，并由CPU查询。中断响应：在一条指令的最后一个周期按优先级顺序查询中断标志，为“1”并满足响应条件时响应。响应操作:断点压栈撤除中断标志关闭低同级中断允许中断入口地址送PC。实际上响应中断的主要操作是有硬件自动产生一条长调用指令LCALL。中断服务：根据入口地址转中断服务程序，包含保护现场、执行中断主体、恢复现场。中断返回：断点出栈开放中断允许返回原程序。3、中断优先级及其嵌套优先级2个-高优先级、低优先级，可通过SFR寄存器IP设置。中断嵌套原则为高优先级的中断不能被低优先的中断所中断，同级中断不能相互中断。4、中断控制的特点中断是随机发生的，并且是可编程的。通过执行特定功能的程序段而获得预定目的。5、MCS-51中断汇集二、中断控制通过对特殊功能寄存器TCON、SCON、IE、IP等四个寄存器的设定而实现。1、中断请求控制（1）定时中断、外中断请求控制寄存器TCON字节地址88H，位地址8FH88H，与中断请求有关的各位表示如下：TF1、TF0：T1/T0溢出中断请求标志。IE1、IE0：外中断/请求标志。IT1、IT0：外中断/触发方式定义位，“1”后沿触发（2）串行中断请求控制寄存器SCON串行中断请求由TI、RI的逻辑“或”得到。即不论是发送标志还是接收标志，都将发生串行中断请求。字节地址98H，位地址9FH98H，与中断请求有关的各位表示如下：TI为发送中断，RI为接收中断，为“1”时，请求中断，响应后必须由用户软件清零。（3）中断请求的撤销中断响应后，必须及时清除TCON、SCON中的已响应中断请求标志，否则，会引起中断的重复查询和响应。外中断请求的撤销：对于边沿触发方式：由于触发信号过后就消失，撤销自然也就是自动的。对于电平触发方式：需通过软硬件结合的方法来实现撤销。定时中断请求的撤销：定时中断后，硬件自动清“0”。串行中断请求的撤销：不能自动清“0”，须用软件的方法在中断服务子程序中进行清“0”。2、中断允许控制由SFR寄存器IE设置，分二级允许控制。以EA位作为总控，以各中断源的允许位作为分控。IE字节地址A8H，位地址AFHA8H，与中断允许有关的各位表示如下：单片机复位后，（IE）=00H，因此，整个中断系统为禁止状态。3、中断优先级控制由SFR寄存器IP设置，有2个优先级，相应位置“1”，为高优先级。相应位置“0”，为低优先级。IP字节地址B8H，位地址BFHB8H，与中断允许有关的各位表示如下：注意：5个中断允许位全部置“1”时，和全部清0效果一样，为同优先级中断，按自然优先级处理，即为T0T1串行口，优先级依次从高到低。三、中断应用1、中断应用的准备工作（1）中断初始化设置：定义SP、IP、IE和外中断触发方式选择；（2）中断服务程序：中断入口、现场保护、中断主体程序、恢复现场返回。2、应用举例例例2-1通过P1.0P1.7控制发光二极管，输出两种节日灯，并利用外中断P3.2，在两种状态之间切换。分析：主程序中状态：亮1灯左移循环，中断程序中的状态：以1秒间隔8灯依次亮起，再依次熄灭,循环3次后返回。主流程图（略），程序如下：ORG0000HLJMPMAINORG0003H；中断入口LJMP0100HORG0030HSTART：MOVSP，#60HSETBIT0；设定下跳有效SETBEX0；开中SETBEAMOVIP，#01HMOVA，#01HLOOP：MOVP1，ARLALCALLDELAYAJMP LOOP中断服务程序流程图：中断服务程序：ORG0100HPUSHACCCLRAMOVR0，#00HLOOP1：SETBCRLCAMOVP1，ALCALL DELAYJNBACC.7，LOOP1LOOP2：CLRCRLCAMOVP1，ALCALLDELAYJBACC.7，LOOP2INCR0CJNER0，#03H，LOOP1POPACCRETDELAY：（略）；1秒延时2-480C51的定时器的定时器/计数器计数器一、定时/计数器构成1、定时方法软件延时通过执行循环而获得延时，短时间延时；硬件延时由硬件电路实现延时，长时间延时；可编程定时通过对系统时钟脉冲的计数而获得延时。2、MCS-51单片机的定时/计数器16位定时/计数器T0、T1，分别由4个8位计数器组成，均属SFR寄存器。T0由TH0、TL0构成，字节地址为8CH、8AH；T1由TH1、TL1构成，字节地址为8DH、8BH；MCS-51单片机定时器结构示意图3、MCS-51单片机定时/计数器的功能归根结底是计数器。（1）定时功能对片内机器周期进行计数，即每个机器周期产生一个计数脉冲，计数加1。（2）计数功能对片外从T0（P3.4）、T1（P3.5）引脚输入的外部脉冲信号进行计数，下降沿计数加1。二、定时/计数器的控制寄存器与定时/计数器有关的控制寄存器有3个：1、定时器控制寄存器TCON（88H）SFR寄存器TCON既参与定时控制又参与中断控制，有关定时控制的有4位，表示如下：TF1/TF0：当T1/T0的计数器计数溢出时，该位置“1”。TR1/TR0：T1/T0运行控制位。软件将其置“1”时，启动T1/T0工作。2、设定定时器工作方式寄存器TMOD（89H）SFR寄存器TMOD用于2个定时器/计数器T1/T0的工作方式设定，各位的含义表示如下：GATE：门控位，定义T1/T0的启动方式，逻辑如图：C/：定时/计数功能选择位。为“0”，作定时器用；为“1”，作计数器用。M1M0：工作方式选择位。00方式013位计数器01方式116位计数器10方式2 初值自动重装8位计数器11方式32个8位计数器，仅适用于T03、中断允许控制寄存器IE（A8H）三、定时器/计数器工作方式1、工作方式、工作方式0M1M0=0013位计数器位计数器（1）结构由TH0的全部8位和TL0的低5位构成，如下页图。当TL0低5位计数满时直接向TH0进位，并当全部13位计数满溢出时，TF0置“1”。（2）TMOD值：作定时器：TMOD=00000000=00H作计数器：TMOD=00000100=04H（3）计数初值最大计数值为213=8192T=（213计数初值）机器周期（12/fosc）计数初值=213欲计数脉冲数=213T/机器周期2、工作方式、工作方式1M1M0=0116位计数器位计数器方式1时的电路逻辑结构如图所示作定时器，TMOD=01H；作计数器，TMOD=05H；T=（216计数初值）机器周期（12/fosc）计数初值=216欲计数脉冲数=216T/机器周期例如：定时500us，fosc=6MHz时，初值=216500/2=65536-250=65286=FF06H那么：TH0=FFH，TL0=06H3、工作方式、工作方式2M1M0=10自动复位的自动复位的8位计数器位计数器以TL0作计数器，而TH0作为预置寄存器。当计数满溢出时，TF0置“1”，同时TH0将计数初值以硬件方法自动装入TL0。逻辑结构，如图所示：作定时器，TMOD=02H；作计数器，TMOD=06H；最大计数值为28=256，若fosc=12MHz，则方式2的最大定时时间为256us。当作为定时器用时，定时时间的计算公式：T=（28计数初值）机器周期（12/fosc）计数初值=28欲计数脉冲数=28T/机器周期例如：定时500，fosc=6MHz时，初值=28500/2=6=06H则：TH0=TL0=06H4、工作方式、工作方式3M1M0=112个个8位位计计数数器器（仅仅限限于于T0）在T0方式3下，T0、T1的设置和使用是不同的。（1）T0方式3TL0：使用T0原有控制资源，功能与方式0、1相同。TH0：借用T1的TR1、TF1，只能对片内机器周期脉冲计数，作8位定时器。T0方式3时的T0、T1电路逻辑结构，如图所示T0方式3时的T0初值计算完全同方式2（2）T0方式3下的T1T0方式3时，T1仍然可工作于方式0方式2，如上页图所示。C/控制位仍可使T1工作在定时器或计数器方式，只是由于其TR1、TF1被T0的TH0占用，因而没有计数溢出标志可供使用，计数溢出时只能将输出结果送至串行口，即用作串行口波特率发生器。T0方式3下的T1方式2，因定时初值能自动恢复，用作波特率发生器更为合适。四、定时/计数器的应用【例2-2】已知fosc=6MHz，利用T1定时500us口输出周期为1ms的方波脉冲，使用方式0方式2编程。解：1）方波波形如图所示：2）计数初值：方式0：计数初值=213欲计数脉冲数=213T/机器周期=213-500/2=1F06HTH1=F8H，TL1=06H方式1：计数初值=216欲计数脉冲数=216T/机器周期=216-500/2=FF06HTH1=FFH，TL1=06H方式2：计数初值=28欲计数脉冲数=28T/机器周期=28-500/2=06HTH1=TL1=06H3）定时到达P1.0的翻转方法：查询方式、中断方式4）流程、程序如下：方式方式0：采用查询方式：采用查询方式程序：流程：ORG0030HSTART：MOV TMOD，#00HMOV TH1，#0F8HMOV TL1，#06HMOV IE，#00HSETB TR1WT：JNBTF1，WTCLRTF1MOV TH1，#0F8HMOV TL1，#06HSJMP WT方式方式1：采用中断方式：采用中断方式ORG0000HLJMPSTARTORG001BHLJMP0100HORG0030HSTART：MOVTMOD，#10HMOVTH1，#0FFHMOVTL1，#06HMOVIE，#88HMOVIP，#00001000BSETBTR1SJMP中断服务程序：ORG0100HCPLP1.0MOVTH1，#0FFHMOVTL1，#06HRETI方式方式2：采用中断方式：采用中断方式ORG0000HLJMPSTARTORG001BHLJMP0100HORG0030HSTART：MOVTMOD，#20HMOVTH1，#06HMOVTL1，#06HMOVIE，#88HMOVIP，#08HSETBTR1SJMP 中断服务程序：ORG0100HCPLP1.0RETI【例2-3】用软件延时和定时器中断方式、查询方式定时的方法编程，试设计控制六盏LED灯的程序，设晶振fosc=12MHZ，要求：1）K合上后，L1L6轮流点亮1秒，如此循环2）K断开后，全灭，等待下次启动3）要求用T0定时器、软件程序延时两种方案实现解：（1）硬件原理图及I/O分配，如图所示；（2）用定时器T0方式1实现延时：定时器T0初值：定时时间：tmax=655361us=65.536ms，取50ms1秒延时实现：50ms延时20次T0的初值：=216-50000us/1us=15536=3CB0H TMOD=（00000001）B=01H控制流程查询方式：通过对TF0的查询，获得50ms延时，并循环20次，获得1S延时中断方式：通过T0溢出中断，获得50ms延时，并循环20次，获得1S延时指令代码（略）（3）用软件程序延时）用软件程序延时ORG0000HLJMPSTARTORG0030HSTART：MOVP3，#04HMOVA，#01HLOOP1：MOVP1，#00HWT：JBP3.2，WTLOOP2：MOVP1，AMOVR7，#10DL3：MOVR6，#200DL2：MOVR5，#125DL1：JNBP3.2，LOOP1DJNZR5，DL1DJNZR6，DL2DJNZR7，DL3JBACC.5，JP1RLAAJMPLOOP2JP1：MOVA，#01HAJMPLOOP2 2-580C51的串口通信的串口通信一、串行通信基本概念1、并行通信和串行通信通信的基本方式：并行通信：数据的各位同时送出。传送距离：小于30米。串行通信：数据的各位逐位送出，只需一对传送线即可完成传送。传送距离：几米几千公里。不访问外存储器时，该端以1/6时钟频率输出正脉冲，MCS-51单片机的串作定时器，TMOD=02H；保护断点-保护从主程序转向子程序、中断时的内部方式在XTAL1、XTAL2跨接定时元件和两个电DBB0H，99H，92H1、工作寄存器区：001FH数据指针DPTR四、外部扩展数据存储器和扩展I/O口LCALLDELAY包含：中断请求、中断响应、中断服务、中断返中的128个位。LOOP2：MOVP1，A（1）准双向口：条件为第二功能输出端常“1”，与门开锁；常用于多块8051同时工作，以便同步，要求信号频率低于12MHz。当时钟频率为12MHz和6MHz时，时钟周期分别为2、串行通信（1）串行通信的数据传送方向。单工、半双工、全双工三种方式（2）串行通信的工作方式同步方式：数据按块传送，包括同步字符、数据块。异步方式：数据按字符传送，每一个字符均按固定的字符格式传送，又被称为帧，如图。包含字符的起始位、数据位、校验位、停止位四个部分。3、串行通信的波特率（Baudrate）（1）波特率：传送数据位的速率，一般指每秒种传送二进制代码的位数。单位：bps。（2）通用异步接收/发送器（UART）：用于数据串、并转换的串行接口电路。包括串行化电路（发送器）、并行化电路（接收器）、控制电路3部分。二、MCS-51单片机的串行口全双工的串行口（全双工的串行口（P3.0、P3.1）：能同时进行发送和接收。既可作UART用，也可作同步移位寄存器使用，还可用于网络通信，其帧格式可有8位、10位和11位，并能设置各种波特率。1、串行口的结构MCS-51单片机的串行口主要由2个物理上独立的串行数据缓冲器SBUF、输入移位寄存器和控制器等组成。还有2个SFR寄存器SCON和PCON，用于串行口的初始化编程。结构如图所示。串行口的发送和接收是以SBUF的名义进行读或写，它们共用一个地址99H。发送：执行写命令MOVSBUF，A指令，发送完后使中断标志TI置“1”。接收：当RI=0时，置“1”允许接收位时，即启动接收，并时使RI=1。执行读命令MOVA，SBUF时，即可从接收SBUF取出信息并由内部总线送CPU。2、串行口控制寄存器SCON用于存放串行口的控制和状态信息，PCON用于改变串行口的通信波特率，波特率发生器可由定时器T1方式2构成。（1）串行控制寄存器SCON单元地址98H，位地址9FH98H。寄存器及位地址表示如下：SCON：（2）电源控制寄存器PCON字节地址87H，不可位寻址。它的D7位SMOD为串行口波特率控制位，可由软件置位或清零。若SMOD=1，则使工作在方式1、2、3时的波特率加倍。3、串行工作方式0同步移位寄存器方式方式设定：SM0SM1=00，通过执行MOVSCON，#00H。此时：RXD（P3.0）：数据的发送或接收口。TXD（P3.1）：输出同步移位脉冲。发送、接收的是8位数据，不设起始位和停止位，低位在前，波特率固定为fosc/12。在串行方式0时，是将串行口变成并行口使用。并要有串并转换芯片74LS164、74LS165转换。三、MCS-51串行口方式0驱动数码管1、LED数码管（1）结构COM：显示器位选线adp：显示器段选线发光管驱动额定电流：1040mA，静态取下限。（2）静态显示及其段码静态显示：利用8位锁存功能的I/O口线驱动一个数码管，多个数码管同时显示，需增加I/O口线。段码形成：在COM送入低电平或高电平，然后控制个各笔段引脚电平，即可形成相应段码。【例2-4】：利用P1口并行输出控制八段数码管，设小数点暗，采用共阳顺序、共阴顺序、共阴逆序确定09的显示程序为：解：1）共阳顺序显示硬件结构如图：2）共阳顺序、共阴顺序、共阴逆序的段码如下：共阳顺序段码：C0H，F9H，A4H，B0H，99H，92H，82H，F8H，80H，90H共阴顺序段码：3FH，06H，5BH，4FH，66H，6DH，7DH，07H，7FH，6FH（Dpa）共阴逆序段码：FCH，60H，DAH，F2H，66H，B6H，BEH，E0H，FEH，F6H（aDp）2）并行输出，循环显示09秒的显示程序：DIR：MOV R0，#0MOV DPTR，#TABLOOP：MOVA，R0MOVCA，A+DPTRMOV P1，ALCALLDELAYINCR0CJNE R0，#0AH，LOOPAJMP DIRTAB：DBC0H，F9H，A4HDBB0H，99H，92HDB82H，F8H，80H，90H2、串行口方式0驱动数码管（1）串行口与并行口转换控制串入并出移位寄存器74LS164图（a）并入串出移位寄存器74LS165图（b）（2）利用74LS164驱动共阴数码管【例2-5】：利用8031串行口控制八段数码管，设小数点暗，采用共阴逆序，设计循环显示09秒的程序。解：1）硬件结构图（共阴逆序、小数点暗）2）控制流程、程序START：MOVSCON，#00HMOVR0，#00HCLRES；禁止中断MOVDPTR，#TABLELOOP：MOVA，R0MOVCA，A+DPTRCLRTIMOVSBUF，ALCALLDELAYINCR0CJNER0，#10，LOOPMOVR0，#00HAJMPLOOPTABLE：DB0FCH，60H，0DAH，0F2H，66HDB0B6H，0BEH，0E0H，0FEH，0F6HORG0100HDELAY：1秒延时程序（略）RET本章小结1、单片机结构框图、硬件资源、引脚功能2、CPU、存储器配置、P0P3口3、内部数据存储器、特殊功能存储器、位地址空间、程序存储器、数据存储器和外部扩展端口4、定时器/计数器的工作方式和初值设定、方式0方式2应用和定时编程举例5、中断及中断请求源、特殊功能寄存器IP，IE、简单应用6、串行口的组成和功能、串行口的工作方式及波特率方式0 应用及简单编程举例重点：引脚功能、存储器空间结构。掌握定时器/计数器的初值计算及定时程序编制，串行口工作于方式0的发送/接收数据。难点：存储器地址和存储器的内容难以区别，字节地址和位地址难以理解对TMOD、SCON等特殊功能寄存器参数设定，中断系统现场保护。