定時(shí)計(jì)數(shù)器和串行接口

1、定時(shí)計(jì)數(shù)器和串行接口第1頁(yè)，共124頁(yè)，2022年，5月20日，18點(diǎn)39分，星期三(1) 了解定時(shí)/計(jì)數(shù)器的結(jié)構(gòu)和工作原理。(2) 熟悉定時(shí)/計(jì)數(shù)器的控制寄存器。(3) 掌握定時(shí)/計(jì)數(shù)器的應(yīng)用編程。(4) 了解串行通信接口的結(jié)構(gòu)和工作原理。(5) 熟悉串行通信接口的控制寄存器。(6) 掌握串行通信的應(yīng)用編程。 本章教學(xué)要求 第2頁(yè)，共124頁(yè)，2022年，5月20日，18點(diǎn)39分，星期三7.1 定時(shí)/計(jì)數(shù)器 在實(shí)際的控制系統(tǒng)中常要求有外部實(shí)時(shí)時(shí)鐘,以實(shí)現(xiàn)定時(shí)或延時(shí)控制;還要求有外部計(jì)數(shù)器,以實(shí)現(xiàn)對(duì)外界事件進(jìn)行計(jì)數(shù)。比如,在單片機(jī)控制的電力拖動(dòng)系統(tǒng)中,控制的對(duì)象為電動(dòng)機(jī),為了實(shí)現(xiàn)閉環(huán)控制,就需

2、要定時(shí)地對(duì)轉(zhuǎn)速進(jìn)行采樣。第3頁(yè)，共124頁(yè)，2022年，5月20日，18點(diǎn)39分，星期三 對(duì)于定時(shí)/計(jì)數(shù)器來(lái)說(shuō),不管是獨(dú)立的定時(shí)器芯片還是單片機(jī)內(nèi)的定時(shí)器,大都有以下特點(diǎn)： (1)定時(shí)/計(jì)數(shù)器有多種工作方式,可以是計(jì)數(shù)方式也可以是定時(shí)方式。（脈沖內(nèi)部提供、外部提供） (2)定時(shí)/計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)值是可變的,當(dāng)然對(duì)計(jì)數(shù)的最大值有一定限制,這取決于計(jì)數(shù)器的位數(shù)。計(jì)數(shù)的最大值也就限制了定時(shí)的最大值。 (3)可以按照規(guī)定的定時(shí)或計(jì)數(shù)值,在定時(shí)時(shí)間到或者計(jì)數(shù)終止時(shí),發(fā)出中斷申請(qǐng),以便實(shí)現(xiàn)定時(shí)控制。第4頁(yè)，共124頁(yè)，2022年，5月20日，18點(diǎn)39分，星期三 7.1.1 定時(shí)/計(jì)數(shù)器的結(jié)構(gòu)及工作原理 MC

3、S-51單片機(jī)的定時(shí)/計(jì)數(shù)器(以下簡(jiǎn)稱T/C)的結(jié)構(gòu)如下圖所示。 由圖可見(jiàn)，T/C的核心是1個(gè)加1計(jì)數(shù)器,它的輸入脈沖有兩個(gè)來(lái)源:一個(gè)是外部脈沖源計(jì)數(shù)器,另一個(gè)是系統(tǒng)機(jī)器周期(時(shí)鐘振蕩器經(jīng)12分頻以后的脈沖信號(hào))定時(shí)器。 第5頁(yè)，共124頁(yè)，2022年，5月20日，18點(diǎn)39分，星期三圖7-2 定時(shí)/計(jì)數(shù)器的結(jié)構(gòu)框圖 第6頁(yè)，共124頁(yè)，2022年，5月20日，18點(diǎn)39分，星期三 當(dāng)T/C處于定時(shí)方式時(shí),加1計(jì)數(shù)器在每個(gè)機(jī)器周期加1,因此,也可以把它看作在累計(jì)機(jī)器周期。由于一個(gè)機(jī)器周期包含12個(gè)振蕩周期,所以它的最高計(jì)數(shù)速率是振蕩頻率的1/12。 用作計(jì)數(shù)器時(shí)，由于對(duì)外部信號(hào)的識(shí)別需要一個(gè)機(jī)

4、器周期，而計(jì)數(shù)器判斷的是一次下降沿，所以計(jì)數(shù)最高速率是振蕩頻率的1/24。 第7頁(yè)，共124頁(yè)，2022年，5月20日，18點(diǎn)39分，星期三 16位的加1計(jì)數(shù)器由兩個(gè)8位的特殊功能寄存器THx或TLx組成(X=0、1)。它們可被程控為不同的組合狀態(tài)。(13位、16位、兩個(gè)分開(kāi)的8位等),從而形成T/C不同的4種工作方式,這只要用指令改變TMOD(工作方式控制寄存器)的相應(yīng)位即可。第8頁(yè)，共124頁(yè)，2022年，5月20日，18點(diǎn)39分，星期三第9頁(yè)，共124頁(yè)，2022年，5月20日，18點(diǎn)39分，星期三 7.1.2 定時(shí)/計(jì)數(shù)器的方式和控制寄存器 MCS-51單片機(jī)有2個(gè)特殊功能寄存器TMO

5、D和TCON:TMOD用于設(shè)置T/C的工作方式;TCON用于控制定時(shí)器T0、T1的啟動(dòng)與停止,并包含了定時(shí)器的狀態(tài)。 1.定時(shí)器工作方式寄存器TMOD 定時(shí)器工作方式寄存器TMOD用于選擇定時(shí)器的工作方式,它的高4位控制定時(shí)器T1,低4位控制定時(shí)器T0。TMOD中各位的定義如下：GATEC/TM1M0GATEC/TM1M0T1T0TMOD 89H 第10頁(yè)，共124頁(yè)，2022年，5月20日，18點(diǎn)39分，星期三 其中： ：T/C功能選擇位,當(dāng) =1時(shí)為計(jì)數(shù)方式;當(dāng) =0時(shí)為定時(shí)方式。 M1M0：T/C工作方式定義位,其具體定義方式如表所示。第11頁(yè)，共124頁(yè)，2022年，5月20日，18點(diǎn)

6、39分，星期三 GATE：門(mén)控制位,用于控制定時(shí)器的啟動(dòng)是否受外部中斷源信號(hào)的影響。GATE=0時(shí),與外部中斷無(wú)關(guān),由TCON寄存器中的TRx位控制啟動(dòng)。GATE=1時(shí),由控制位TRx和引腳 共同控制啟動(dòng),只有在沒(méi)有外部中斷請(qǐng)求信號(hào)的情況下(即外部中斷引腳 =1時(shí)),才允許定時(shí)器啟動(dòng)。 利用這一功能可以方便地測(cè)量外部脈沖高電平的脈寬。第12頁(yè)，共124頁(yè)，2022年，5月20日，18點(diǎn)39分，星期三 2.定時(shí)器控制寄存器TCON TCON控制寄存器各位的定義如下： TF1TR1TF0TR0IE1IT1IE0IT0D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 TCON 88H 第13頁(yè)，共12

7、4頁(yè)，2022年，5月20日，18點(diǎn)39分，星期三 其中： TF0(TF1)：為T(mén)0(T1)定時(shí)器溢出中斷標(biāo)志位。當(dāng)T0(T1)計(jì)數(shù)溢出時(shí),由硬件置位,并在允許中斷的情況下,發(fā)出中斷請(qǐng)求信號(hào)。當(dāng)CPU響應(yīng)中斷轉(zhuǎn)向中斷服務(wù)程序時(shí),由硬件自動(dòng)將該位清0。 TR0(TR1)：為T(mén)0(T1)運(yùn)行控制位。當(dāng)TR0(TR1)=1時(shí)啟動(dòng)T0(T1);TR0(TR1)=0時(shí)關(guān)閉T0(T1)。該位由軟件進(jìn)行設(shè)置。第14頁(yè)，共124頁(yè)，2022年，5月20日，18點(diǎn)39分，星期三 7.1.3 定時(shí)/計(jì)數(shù)器的工作方式 MCS-51單片機(jī)的T/C有4種工作方式,分別由TMOD寄存器中的M1、M0兩位的二進(jìn)制編碼所決定

8、。 1.方式0 當(dāng)M1M0=00時(shí),T/C設(shè)定為工作方式0,構(gòu)成13位的T/C。其邏輯結(jié)構(gòu)如圖所示。在此工作方式下,T/C構(gòu)成一個(gè)13位的計(jì)數(shù)器,由THx的8位和TLx的低5位組成,TLx的高3位未用,滿計(jì)數(shù)值為213。第15頁(yè)，共124頁(yè)，2022年，5月20日，18點(diǎn)39分，星期三圖73 T/C方式0的邏輯結(jié)構(gòu)圖 第16頁(yè)，共124頁(yè)，2022年，5月20日，18點(diǎn)39分，星期三 2. 方式1 當(dāng)M1M0=01時(shí),T/C設(shè)定為工作方式1,構(gòu)成16位定時(shí)/計(jì)數(shù)器,其中THx作為高8位,TLx作為低8位,滿計(jì)數(shù)值為216,其余同方式0類似。其邏輯結(jié)構(gòu)如圖所示。第17頁(yè)，共124頁(yè)，2022年，

9、5月20日，18點(diǎn)39分，星期三圖74 T/C方式1的邏輯結(jié)構(gòu)圖 第18頁(yè)，共124頁(yè)，2022年，5月20日，18點(diǎn)39分，星期三 3.方式2 當(dāng)M1M0=10時(shí),T/C工作在方式2,構(gòu)成1個(gè)自動(dòng)重裝載的T/C,滿計(jì)數(shù)值為28。 在方式2中THx和TLx被當(dāng)作兩個(gè)8位計(jì)數(shù)器,計(jì)數(shù)過(guò)程中,THx寄存8位初值并保持不變,由TLx進(jìn)行8位計(jì)數(shù)。計(jì)數(shù)溢出時(shí),除產(chǎn)生溢出中斷請(qǐng)求外,還自動(dòng)將THx中的初值重新裝到TLx中去,即重裝載。第19頁(yè)，共124頁(yè)，2022年，5月20日，18點(diǎn)39分，星期三圖75 T/C方式2的邏輯結(jié)構(gòu)圖 第20頁(yè)，共124頁(yè)，2022年，5月20日，18點(diǎn)39分，星期三 4.

10、方式3 方式3只適用于定時(shí)器T0。當(dāng)定時(shí)器T1處于方式3時(shí)相當(dāng)于TR1=0,停止計(jì)數(shù)。 當(dāng)T0工作在方式3時(shí),TH0和TL0被拆成2個(gè)獨(dú)立的8位計(jì)數(shù)器。這時(shí),TL0既可作為定時(shí)器使用,也可作為計(jì)數(shù)器使用,它占用了定時(shí)器T0所使用的控制位(C/ 、GATE、TR0、TF0),其功能和操作與方式0或方式1完全相同;而TH0只能作定時(shí)器用,并且占據(jù)了定時(shí)器T1的兩個(gè)控制信號(hào)TR1和TF1。在這種情況下,定時(shí)器T1雖仍可用于方式0、1、2,但不能使用中斷方式。 第21頁(yè)，共124頁(yè)，2022年，5月20日，18點(diǎn)39分，星期三圖76 T/C方式3的邏輯結(jié)構(gòu)圖 第22頁(yè)，共124頁(yè)，2022年，5月20

11、日，18點(diǎn)39分，星期三 7.1.4 定時(shí)/計(jì)數(shù)器應(yīng)用舉例 由于MCS-51單片機(jī)的定時(shí)/計(jì)數(shù)器是可編程的,因此在使用之前需要進(jìn)行初始化。在編程時(shí)主要注意兩點(diǎn)：第一要能正確寫(xiě)入控制字；第二能進(jìn)行計(jì)數(shù)初值的計(jì)算。一般情況下,包括以下幾個(gè)步驟： (1)確定工作方式，即對(duì)TMOD寄存器進(jìn)行賦值。 (2)計(jì)算計(jì)數(shù)初值,并寫(xiě)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(kāi)中斷(需要時(shí))。 (5)置位TRx啟動(dòng)計(jì)數(shù)。第23頁(yè)，共124頁(yè)，2022年，5月20日，18點(diǎn)39分，星期三 計(jì)數(shù)初值的計(jì)算方法如下： 由于定時(shí)/計(jì)數(shù)器是以加1的方式計(jì)數(shù)

12、,因此同常用的減1計(jì)數(shù)器的算法不同。 在定時(shí)方式下：假定時(shí)間常數(shù)為T(mén)c,定時(shí)時(shí)間為T(mén)，而T=TcTp,則時(shí)間常數(shù)為(71) 其中Tp為機(jī)器周期,即12/晶振頻率。應(yīng)裝入定時(shí)/計(jì)數(shù)器的初值為 X=2n-Tc (n為計(jì)數(shù)器的位數(shù))(72) 第24頁(yè)，共124頁(yè)，2022年，5月20日，18點(diǎn)39分，星期三 例1：若晶振頻率為6MHz,試計(jì)算MCS-51單片機(jī)定時(shí)/計(jì)數(shù)器的最小定時(shí)時(shí)間和最大定時(shí)時(shí)間。 解：先確定機(jī)器周期： 計(jì)算最小定時(shí)時(shí)間： 對(duì)于定時(shí)器的幾種工作方式來(lái)說(shuō),最小定時(shí)時(shí)間都是一樣的，即Tmin=TcTp=12s=2s 計(jì)算最大定時(shí)時(shí)間： 當(dāng)T/C工作在方式1下的定時(shí)時(shí)間最長(zhǎng),則最大定時(shí)

13、時(shí)間為 Tmax=TcTp=2162s=131072s=131ms晶振頻率第25頁(yè)，共124頁(yè)，2022年，5月20日，18點(diǎn)39分，星期三例2:若單片機(jī)的晶振頻率為6MHz,要求定時(shí)/計(jì)數(shù)器T0產(chǎn)生100ms的定時(shí),試確定計(jì)數(shù)初值以及TMOD寄存器的內(nèi)容。 解：當(dāng)晶振頻率為6MHz時(shí),產(chǎn)生100ms的定時(shí)接近最大值(131ms),故只能采用方式1(16位定時(shí)器)。第26頁(yè)，共124頁(yè)，2022年，5月20日，18點(diǎn)39分，星期三晶振頻率時(shí)間常數(shù)為： 計(jì)數(shù)初值為： 第27頁(yè)，共124頁(yè)，2022年，5月20日，18點(diǎn)39分，星期三 設(shè)置TMOD方式字： 對(duì)于T0來(lái)說(shuō)：M1M0=01、 、GAT

14、E=0。 由于T1不用,可任意設(shè)置,現(xiàn)取為全0，因此，TMOD寄存器的內(nèi)容為： TMOD=00000001B=01H 試解釋對(duì)于T0的寄存器設(shè)置。第28頁(yè)，共124頁(yè)，2022年，5月20日，18點(diǎn)39分，星期三 例3：利用定時(shí)/計(jì)數(shù)器T0通過(guò)P1.0引腳輸出周期為2ms的方波,設(shè)晶振頻率為12MHz。試確定計(jì)數(shù)初值、TMOD內(nèi)容及編制相應(yīng)程序。 解：若要產(chǎn)生周期為2ms的方波,只要每1ms將信號(hào)的幅值由0變到1或由1變到0即可,可采用取反指令CPL來(lái)實(shí)現(xiàn)。為了提高CPU的效率,可采用定時(shí)中斷的方式,每1ms產(chǎn)生一次中斷,在中斷服務(wù)程序中將輸出信號(hào)取反即可。 定時(shí)器T0的中斷入口地址為000B

15、H。 計(jì)算計(jì)數(shù)初值： 對(duì)于定時(shí)1ms來(lái)說(shuō),用定時(shí)器方式0(13位定時(shí)器)就可實(shí)現(xiàn)。 第29頁(yè)，共124頁(yè)，2022年，5月20日，18點(diǎn)39分，星期三 機(jī)器周期為：Tp=1us時(shí)間常數(shù)為： 計(jì)數(shù)初值為： 則其高8位為E0H,低5位為18H,故TH0=E0H,TL0=18H。第30頁(yè)，共124頁(yè)，2022年，5月20日，18點(diǎn)39分，星期三 確定TMOD方式字： 對(duì)于定時(shí)器T0來(lái)說(shuō),M1M0=00H、 =0、GATE=0。定時(shí)器T1不用,取為全0。于是 TMOD=00000000B=00H 程序設(shè)計(jì)： ORG 000BH ;T0中斷服務(wù)程序入口 LJMP INT ;轉(zhuǎn)至INT處 ORG 2000

16、H ;主程序 MOV TMOD,00H ;置T0為定時(shí)方式0 MOV TH0,0E0H;設(shè)置計(jì)數(shù)初值 第31頁(yè)，共124頁(yè)，2022年，5月20日，18點(diǎn)39分，星期三 MOV TL0,18H SETB EA ;CPU開(kāi)中斷 SETB ET0 ;允許T0中斷 SETB TR0 ;啟動(dòng)T0HALT:SJMP HALT ;暫停,等待中斷INT: CPL P1.0;輸出方波 MOV TH0,0E0H ;重新裝入計(jì)數(shù)初值 MOV TL0,18H RETI ;中斷返回第32頁(yè)，共124頁(yè)，2022年，5月20日，18點(diǎn)39分，星期三例7-5 設(shè)一只發(fā)光二極管LED和8051的P1.0腳相連。當(dāng)P1.0腳

17、是高電平時(shí)，LED發(fā)亮；當(dāng)P1.0腳是低電平時(shí)，LED熄滅。編制程序用定時(shí)器來(lái)實(shí)現(xiàn)發(fā)光二極管LED的閃爍功能，設(shè)置LED每1s閃爍一次。已知單片機(jī)系統(tǒng)主頻為12MHz。-應(yīng)用實(shí)例第33頁(yè)，共124頁(yè)，2022年，5月20日，18點(diǎn)39分，星期三設(shè)計(jì)思想：定時(shí)/計(jì)數(shù)器的最長(zhǎng)定時(shí)是65.536ms，無(wú)法實(shí)現(xiàn)1s的定時(shí)?？梢圆捎密浖?jì)數(shù)器來(lái)進(jìn)行設(shè)計(jì)。定義一個(gè)軟件計(jì)數(shù)器單元30H，先用定時(shí)/計(jì)數(shù)器T0做一個(gè)50ms的定時(shí)器，定時(shí)時(shí)間到后將軟件計(jì)數(shù)器中的值加1，如果軟件計(jì)數(shù)器計(jì)到了20（1s），取反P1.0，并清除軟件計(jì)數(shù)器中的值，否則直接返回。則完成了20次定時(shí)中斷才取反一次P1.0，實(shí)現(xiàn)定時(shí)時(shí)間20

18、50=1000ms=1s的定時(shí)。定時(shí)/計(jì)數(shù)器T0采用工作方式1（16位定時(shí)器），其初值為：21650ms/1s=6553650000=15536=3CB0H-應(yīng)用實(shí)例第34頁(yè)，共124頁(yè)，2022年，5月20日，18點(diǎn)39分，星期三程序如下：ORG0000HAJMPSTART;轉(zhuǎn)入主程序ORG000BH;定時(shí)/計(jì)數(shù)器T0的中斷服務(wù)程序入口地址AJMPTIME0;跳轉(zhuǎn)到真正的定時(shí)器中斷服務(wù)程序處ORG0030HSTART:MOVSP, #60H;設(shè)置堆棧指針MOVP1, #00H;關(guān)發(fā)光二極管LED（使其滅）MOV30H, #00H;軟件計(jì)數(shù)器預(yù)清0MOVTMOD, #01H;定時(shí)/計(jì)數(shù)器T0工

19、作于方式1MOVTH0, #3CH;設(shè)置定時(shí)/計(jì)數(shù)器的初值MOVTL0, #0B0HSETBEA;開(kāi)總中斷允許SETBET0;開(kāi)定時(shí)/計(jì)數(shù)器T0中斷允許SETBTR0;啟動(dòng)定時(shí)/計(jì)數(shù)器T0LOOP:JMPLOOP;循環(huán)等待-應(yīng)用實(shí)例第35頁(yè)，共124頁(yè)，2022年，5月20日，18點(diǎn)39分，星期三TIME0:INC30H;中斷程序MOVA, 30HCJNEA, #14H, RET0;與20比較,不等轉(zhuǎn)RET0MOV30H, #00HCPLP1.0RET0: MOVTH0, #3CH;重設(shè)定時(shí)初值，啟動(dòng)MOVTL0, #0B0HRETI-應(yīng)用實(shí)例第36頁(yè)，共124頁(yè)，2022年，5月20日，18

20、點(diǎn)39分，星期三盡管MCS-51為用戶只提供了兩個(gè)外部中斷源，但用戶可以根據(jù)實(shí)際需求，進(jìn)行多于兩個(gè)外部中斷請(qǐng)求的擴(kuò)展，其中有很多擴(kuò)展方法。在此重點(diǎn)介紹利用定時(shí)器中斷作為外部中斷的擴(kuò)展。MCS-51有兩個(gè)定時(shí)/計(jì)數(shù)器T0、T1，若選擇它們以計(jì)數(shù)器方式工作，當(dāng)引腳T0或T1上發(fā)生負(fù)跳變時(shí)，T0或T1計(jì)數(shù)器則加1。利用這個(gè)特性，借用引腳T0或T1作為外部中斷請(qǐng)求輸入線，若設(shè)定計(jì)數(shù)初值為滿量程，計(jì)數(shù)器加1，就會(huì)產(chǎn)生溢出中斷請(qǐng)求，TF0或TF1變成了外部中斷請(qǐng)求標(biāo)志位，T0或T1的中斷入口地址被擴(kuò)展成了外部中斷源的入口地址。值得注意的是，當(dāng)使用定時(shí)器作為外部中斷時(shí)，定時(shí)器以前的功能將失效，除非用軟件對(duì)它

21、進(jìn)行復(fù)用。 3采用定時(shí)/計(jì)數(shù)器擴(kuò)展外部中斷-擴(kuò)展外部中斷第37頁(yè)，共124頁(yè)，2022年，5月20日，18點(diǎn)39分，星期三 將定時(shí)器T0引腳作為外部中斷源使用的具體做法為，設(shè)定相應(yīng)定時(shí)器工作方式為方式2，計(jì)數(shù)器TH0、TL0初值為0FFH，允許計(jì)數(shù)器T0中斷，則T0的初始始化程序如下：MOV TMOD, 06H ;將計(jì)數(shù)器T0設(shè)定為;方式2外部計(jì)數(shù)MOV TL0, #0FFH;設(shè)置計(jì)數(shù)器初值MOV TH0, #0FFH;設(shè)置重裝計(jì)數(shù)器初值SETB ET0;允許T0中斷SETB EA;CPU開(kāi)中斷SETB TR0;啟動(dòng)T0-擴(kuò)展外部中斷第38頁(yè)，共124頁(yè)，2022年，5月20日，18點(diǎn)39分，

22、星期三#include void main(void)TMOD=0 x66;/*兩個(gè)定時(shí)/計(jì)數(shù)器都設(shè)為方式2 外部計(jì)數(shù)模式*/TH1=0 xFF;/*設(shè)定重裝值，TL1不用設(shè)置*/TH0=0 xFF;/*設(shè)定重裝值，TL0不用設(shè)置*/TCON=0 x50;/*置位TR1、TR0，開(kāi)始計(jì)數(shù)*/IE=0 x9F;/*中斷使能*/-擴(kuò)展外部中斷第39頁(yè)，共124頁(yè)，2022年，5月20日，18點(diǎn)39分，星期三/*定時(shí)器0中斷服務(wù)程序*/void timer0_int(void) interrupt 1TF0=0;/*計(jì)數(shù)溢出標(biāo)志位清0*/*定時(shí)器1中斷服務(wù)程序*/void timer1_int(vo

23、id) interrupt 3TF1=0;/*計(jì)數(shù)溢出標(biāo)志位清0*/-擴(kuò)展外部中斷第40頁(yè)，共124頁(yè)，2022年，5月20日，18點(diǎn)39分，星期三定時(shí)器計(jì)數(shù)器擴(kuò)展外部中斷實(shí)際項(xiàng)目例子/*強(qiáng)力單片機(jī)技術(shù)項(xiàng)目交易網(wǎng)作者：王春林 */#include#include#include#include#define UN unsigned charvoid del05s();sbit lsledcs =P37;UN data d0=0;UN data d1=0;UN data d2=0;UN data d3=0;void delay();sbit bm7=bm7;sfr16 DPTR=0 x82;sb

24、it ACC0=ACC0;sbit ACC1=ACC1;sbit ACC2=ACC2;sbit ACC3=ACC3;sbit ACC4=ACC4;sbit ACC5=ACC5;sbit ACC6=ACC6;sbit ACC7=ACC7;unsigned char bdata bm;sbit bm0=bm0;sbit bm1=bm1;sbit bm2=bm2;sbit bm3=bm3;sbit bm4=bm4;sbit bm5=bm5;sbit bm6=bm6;第41頁(yè)，共124頁(yè)，2022年，5月20日，18點(diǎn)39分，星期三UN code ledcode=0 xc0,0 xf9,0 xa4,0

25、 xb0,0 x99,0 x92,0 x82,0 xf8,0 x80,0 x90,/0-9 0 x88,0 x83,0 xa7,0 xa1,0 x86,0 x8e;void main() /*設(shè)為模式1，計(jì)數(shù)*/TMOD=0 x05;/*初值設(shè)定，當(dāng)設(shè)為T(mén)H0=0 xff;TL0=0 xff;每按C/T0（K4）一次計(jì)數(shù)加一，此方法可把計(jì)數(shù)器作為外部中斷使用；當(dāng)設(shè)為T(mén)H0=0 xff;TL0=0 xf0;每按C/T0（K4）16次計(jì)數(shù)加一，（不考慮按鍵抖動(dòng)）*/TH0=0 xff;TL0=0 xff;TR0=1;ET0=1;EA=1; while(1) /*顯示計(jì)數(shù)值*/ P0=0 xff;

26、P0=ledcoded3; P1=0 xfe; delay(); P0=ledcoded2; P1=0 xfd; delay(); P0=ledcoded1; P1=0 xfb; delay(); P0=ledcoded0; P1=0 xf7; delay();第42頁(yè)，共124頁(yè)，2022年，5月20日，18點(diǎn)39分，星期三P1=0 xff;void delay()unsigned int kk=0 xff; do_nop_();kk-; while(kk!=0);void del05s()unsigned int kk=0 xefff; do_nop_();kk-; while(kk!=0

27、);/* 定時(shí)器0中斷*/void time0() interrupt 1 using 1d0+;if(d09)d0=0;d1+;if(d19)d1=0;d2+;if(d29)d2=0;d3+;if(d0=9&d1=9&d2=9&d3=9)d0=d1=d2=d3=0;TH0=0 xff;TL0=0 xff;第43頁(yè)，共124頁(yè)，2022年，5月20日，18點(diǎn)39分，星期三習(xí)題7-2、7-5、7-7、7-9、7-11第44頁(yè)，共124頁(yè)，2022年，5月20日，18點(diǎn)39分，星期三7.2 串行通信接口 7.2.1 串行通信的基本知識(shí) 1.并行通信與串行通信 在實(shí)際應(yīng)用中,不但計(jì)算機(jī)與外部設(shè)備之間

28、常常要進(jìn)行信息交換,而且計(jì)算機(jī)之間也需要交換信息,所有這些信息的交換均稱為“通信”。 通信的基本方式分為并行通信和串行通信兩種。 第45頁(yè)，共124頁(yè)，2022年，5月20日，18點(diǎn)39分，星期三 并行通信是構(gòu)成1組數(shù)據(jù)的各位同時(shí)進(jìn)行傳送，例如8位數(shù)據(jù)或16位數(shù)據(jù)并行傳送。 其特點(diǎn)是傳輸速度快,但當(dāng)距離較遠(yuǎn)、位數(shù)又多時(shí)導(dǎo)致了通信線路復(fù)雜且成本高。 串行通信是數(shù)據(jù)一位接一位地順序傳送。其特點(diǎn)是通信線路簡(jiǎn)單,只要一對(duì)傳輸線就可以實(shí)現(xiàn)通信(如電話線)，從而大大地降低了成本,特別適用于遠(yuǎn)距離通信。缺點(diǎn)是傳送速度慢。第46頁(yè)，共124頁(yè)，2022年，5月20日，18點(diǎn)39分，星期三 圖 通信的兩種基本方

29、式(a)并行通信； (b)串行通信第47頁(yè)，共124頁(yè)，2022年，5月20日，18點(diǎn)39分，星期三 串行通信可分為異步傳送和同步傳送兩種基本方式。 1)異步傳送方式 異步傳送的特點(diǎn)是數(shù)據(jù)在線路上的傳送不連續(xù)。在傳送時(shí),數(shù)據(jù)是以一個(gè)字符為單位進(jìn)行傳送的。它用一個(gè)起始位表示字符的開(kāi)始,用停止位表示字符的結(jié)束。異步傳送的字符格式如圖所示。第48頁(yè)，共124頁(yè)，2022年，5月20日，18點(diǎn)39分，星期三 一個(gè)字符由起始位、數(shù)據(jù)位、奇偶校驗(yàn)位和停止位4個(gè)部分組成。起始位為0占1位；其后接著的就是數(shù)據(jù)位,它可以是5位、6位、7位或8位，傳送時(shí)低位在先、高位在后；再后面的1位為奇偶校驗(yàn)位,可要也可以不要

30、；最后是停止位,它用信號(hào)1來(lái)表示字符的結(jié)束,可以是1位、1位半或2位。 第49頁(yè)，共124頁(yè)，2022年，5月20日，18點(diǎn)39分，星期三 圖 串行異步傳送的字符格式(a)字符格式； (b)有空閑位的字符格式 第50頁(yè)，共124頁(yè)，2022年，5月20日，18點(diǎn)39分，星期三 例如，采用串行異步通信方式傳送ASCII碼字符5，規(guī)定為7位數(shù)據(jù)位，1位偶校驗(yàn)位，1位停止位，無(wú)空閑位。 由于5的ASCII碼為35H，其對(duì)應(yīng)7位數(shù)據(jù)位為0110101，如按低位在前、高位在后順序排列應(yīng)為1010110。前面加1位起始位，后面配上偶校驗(yàn)位1位0，最后面加1位停止位1，因此傳送的字符格式為010101100

31、1，其對(duì)應(yīng)的波形如圖所示。第51頁(yè)，共124頁(yè)，2022年，5月20日，18點(diǎn)39分，星期三圖 傳送ASCII碼字符5的波形圖 第52頁(yè)，共124頁(yè)，2022年，5月20日，18點(diǎn)39分，星期三 在串行異步傳送中,CPU與外設(shè)之間事先必須約定： 字符格式。 雙方要事先約定字符的編碼形式、奇偶校驗(yàn)形式及起始位和停止位的規(guī)定。例如用ASCII碼通信，有效數(shù)據(jù)為7位,加1個(gè)奇偶校驗(yàn)位、1個(gè)起始位和1個(gè)停止位共10位。當(dāng)然停止位也可大于1位。 波特率(Baudrate)。 波特率就是數(shù)據(jù)的傳送速率,即每秒鐘傳送的二進(jìn)制位數(shù),單位為位/秒。它與字符的傳送速率(字符/秒)之間存在如下關(guān)系： 波特率=位/字

32、符字符/秒=位/秒 要求發(fā)送端與接收端的波特率必須一致。第53頁(yè)，共124頁(yè)，2022年，5月20日，18點(diǎn)39分，星期三 例如,假設(shè)字符傳送的速率為120字符/秒,而每1個(gè)字符為10位,那么傳送的波特率為 10位/字符120字符/秒=1200位/秒=1200波特 每1位二進(jìn)制位的傳送時(shí)間Td就是波特率的倒數(shù)，例如上例中 Td=1/1200=0.833ms第54頁(yè)，共124頁(yè)，2022年，5月20日，18點(diǎn)39分，星期三 2) 同步傳送 在異步傳送中,每1個(gè)字符都要用起始位和停止位作為字符開(kāi)始和結(jié)束的標(biāo)志,占用了一定的時(shí)間。為了提高傳送速度,有時(shí)就去掉這些標(biāo)志,而采用同步傳送,即1次傳送1組數(shù)

33、據(jù)。在這1組數(shù)據(jù)的開(kāi)始處要用同步字符SYN來(lái)加以指示,如圖所示。 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)采用的就是這樣的傳送方式。第55頁(yè)，共124頁(yè)，2022年，5月20日，18點(diǎn)39分，星期三 圖 同步傳送 第56頁(yè)，共124頁(yè)，2022年，5月20日，18點(diǎn)39分，星期三BSC協(xié)議的數(shù)據(jù)塊有如下四種格式(1)不帶報(bào)頭的單塊報(bào)文或分塊傳輸中的最后一塊報(bào)文： SYN SYN STX 報(bào)文 ETX BCC(2)帶報(bào)頭的單塊報(bào)文： SYN SYN SOH 報(bào)頭 STX 報(bào)文 ETX BCC(3)分塊傳輸中的第一塊報(bào)文： SYN SYN SOH 報(bào)頭 STX 報(bào)文 ETB BCC(4)分塊傳輸中的中間報(bào)文： SYN SYN

34、STX 報(bào)文 ETB BCC 第57頁(yè)，共124頁(yè)，2022年，5月20日，18點(diǎn)39分，星期三 2.數(shù)據(jù)傳送方向 串行通信的數(shù)據(jù)傳送方向有3種形式。 (1)單工方式。 如圖 (a)所示,A端為發(fā)送站,B端為接收站,數(shù)據(jù)僅能從A站發(fā)至B站。 (2)半雙工方式。 如圖 (b)所示,數(shù)據(jù)既可從A站發(fā)送到B站,也可以由B站發(fā)送到A站。不過(guò)在同一時(shí)間只能作1個(gè)方向的傳送。 (3)全雙工方式。 如圖 (c)所示,每個(gè)站(A、B)既可同時(shí)發(fā)送,也可同時(shí)接收。 第58頁(yè)，共124頁(yè)，2022年，5月20日，18點(diǎn)39分，星期三 圖 串行通信的三種方式(a)單工方式；(b)半雙工方式；(c)全雙工方式第59頁(yè)

35、，共124頁(yè)，2022年，5月20日，18點(diǎn)39分，星期三3、串行通信的校驗(yàn)奇偶校驗(yàn)和校驗(yàn)CRC校驗(yàn) 如16位CRC校驗(yàn)碼（r=16），可以校驗(yàn)32kbit的數(shù)據(jù)，可以檢測(cè)突發(fā)長(zhǎng)度不大于16的突發(fā)錯(cuò)以及99.998%的突發(fā)長(zhǎng)度大于或等于17的突發(fā)錯(cuò)。 第60頁(yè)，共124頁(yè)，2022年，5月20日，18點(diǎn)39分，星期三仿真結(jié)果校驗(yàn)位數(shù)（r）總的幀位長(zhǎng)（n）檢出錯(cuò)誤個(gè)數(shù)（e1）總錯(cuò)誤個(gè)數(shù)(e)檢錯(cuò)率410043649788810049749710016100497497100第61頁(yè)，共124頁(yè)，2022年，5月20日，18點(diǎn)39分，星期三 7.2.2 MCS-51單片機(jī)的串行接口 MCS-51單

36、片機(jī)內(nèi)部有1個(gè)功能很強(qiáng)的全雙工串行口,可同時(shí)發(fā)送和接收數(shù)據(jù)。它有4種工作方式,可供不同場(chǎng)合使用。波特率由軟件設(shè)置,通過(guò)片內(nèi)的定時(shí)/計(jì)數(shù)器產(chǎn)生。接收、發(fā)送均可工作在查詢方式或中斷方式,使用十分靈活。MCS-51的串行口除了用于數(shù)據(jù)通信外,還可以非常方便地構(gòu)成1個(gè)或多個(gè)并行輸入/輸出口,或作串并轉(zhuǎn)換,用來(lái)驅(qū)動(dòng)鍵盤(pán)與顯示器。第62頁(yè)，共124頁(yè)，2022年，5月20日，18點(diǎn)39分，星期三圖79 MCS-51串行口的原理結(jié)構(gòu)圖 MCS-51單片機(jī)串行口構(gòu)成：發(fā)送緩沖寄存器(SBUF)發(fā)送控制器發(fā)送控制門(mén)接收緩沖寄存器(SBUF)接收控制寄存器移位寄存器中斷第63頁(yè)，共124頁(yè)，2022年，5月20日

37、，18點(diǎn)39分，星期三 1.串行接口的特殊功能寄存器 與串行通信有關(guān)的控制寄存器共有4個(gè)：SBUF、SCON、PCON和IE。 1) 串行口數(shù)據(jù)緩沖器SBUF SBUF是兩個(gè)在物理上獨(dú)立的接收、發(fā)送緩沖器,可同時(shí)發(fā)送、接收數(shù)據(jù)。兩個(gè)緩沖器只用一個(gè)字節(jié)地址99H,可通過(guò)指令對(duì)SBUF的讀寫(xiě)來(lái)區(qū)別是對(duì)接收緩沖器的操作還是對(duì)發(fā)送緩沖器的操作。CPU寫(xiě)SBUF,就是修改發(fā)送緩沖器;讀SBUF,就是讀接收緩沖器。串行口對(duì)外也有兩條獨(dú)立的收發(fā)信號(hào)線RXD(P3.0)和TXD(P3.1),因此可以同時(shí)發(fā)送、接收數(shù)據(jù),實(shí)現(xiàn)全雙工傳送。第64頁(yè)，共124頁(yè)，2022年，5月20日，18點(diǎn)39分，星期三 2) 串

38、行口控制寄存器SCON SCON寄存器用來(lái)控制串行口的工作方式和狀態(tài),它可以是位尋址。在復(fù)位時(shí)所有位被清0,字地址為98H。SCON的格式為 SM0SM1SM2RENTB8RB8TIRI D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 第65頁(yè)，共124頁(yè)，2022年，5月20日，18點(diǎn)39分，星期三 SM0、SM1：串行口工作方式選擇位。 SM2：多機(jī)通信控制位。主要用于工作方式2和方式3。在方式2和方式3中,如SM2=1,則接收到的第9位數(shù)據(jù)(RB8)為0時(shí)不啟動(dòng)接收中斷標(biāo)志RI(即RI=0),并且將接收到的前8位數(shù)據(jù)丟棄;RB8為1時(shí),才將接收到的前8位數(shù)據(jù)送入SBUF,并置位RI產(chǎn)生中

39、斷請(qǐng)求。當(dāng)SM2=0時(shí),則不論第9位數(shù)據(jù)為0或1,都將前8位數(shù)據(jù)裝入SBUF中,并產(chǎn)生中斷請(qǐng)求。在方式0時(shí),SM2必須為0。 第66頁(yè)，共124頁(yè)，2022年，5月20日，18點(diǎn)39分，星期三多機(jī)通信過(guò)程所有從機(jī)的SM2=1，處于只接收地址幀狀態(tài)所有同學(xué)坐著聽(tīng)講主機(jī)發(fā)地址信息，以第9位TB8=1表示發(fā)送的是地址老師喊同學(xué)名字從機(jī)接收到地址幀后與本機(jī)地址比較所有同學(xué)聽(tīng)到名字與自己的名字比較被尋址從機(jī)SM2=0，其余從機(jī)SM2=1不變名字相符的同學(xué)站起來(lái)主機(jī)發(fā)數(shù)據(jù)信息，對(duì)已被尋址的從機(jī)因SM2=0，可以接收主機(jī)發(fā)來(lái)的信息。其余從機(jī)因SM2=1不理睬主機(jī)。老師與站起的同學(xué)進(jìn)行提問(wèn)回答課堂交流被尋址的

40、從機(jī)SM2置1.主機(jī)可另發(fā)地址幀與其它從機(jī)通信時(shí) ?；卮饐?wèn)題的同學(xué)坐下第67頁(yè)，共124頁(yè)，2022年，5月20日，18點(diǎn)39分，星期三 REN：允許串行接收控制位。若REN=0，則禁止接收；若REN=1，則允許接收。該位由軟件置位或復(fù)位。 TB8：發(fā)送數(shù)據(jù)位8。 在方式2和方式3時(shí),TB8為所要發(fā)送的第9位數(shù)據(jù)。在多機(jī)通信中,以TB8位的狀態(tài)表示主機(jī)發(fā)送的是地址還是數(shù)據(jù)：TB8=0為數(shù)據(jù),TB8=1為地址;也可用作數(shù)據(jù)的奇偶校驗(yàn)位。該位由軟件置位或復(fù)位。 RB8：接收數(shù)據(jù)位8。 TI：發(fā)送中斷標(biāo)志位。軟件清零 RI：接收中斷標(biāo)志位。軟件清零第68頁(yè)，共124頁(yè)，2022年，5月20日，18點(diǎn)

41、39分，星期三 3)電源控制寄存器PCON PCON主要是為CHMOS型單片機(jī)的電源控制而設(shè)置的專用寄存器,單元地址為87H,不能位尋址。 在HMOS單片機(jī)中,該寄存器除最高位外,其它位都是虛設(shè)的。最高位SMOD為串行口波特率選擇位,當(dāng)SMOD=1時(shí),方式1、2、3的波特率加倍；當(dāng)SMOD=0時(shí)，正常波特率。SMODGF1GF0PDIDL D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 PCON 87H 4）中斷允許控制寄存器（IE） IE的地址是A8H，其內(nèi)容第6章已介紹。其中串行口允許中斷的控制位為ES，當(dāng)ES=1，允許串行口中斷；當(dāng)ES=0，禁止串行中斷。第69頁(yè)，共124頁(yè)，2022年

42、，5月20日，18點(diǎn)39分，星期三 2.串行接口的工作方式 串行口有4種工作方式,它是由SCON中的SM0、SM1來(lái)定義的,如表所示。第70頁(yè)，共124頁(yè)，2022年，5月20日，18點(diǎn)39分，星期三 1)方式0 串行接口的工作方式0為同步移位寄存器方式,其波特率是固定的,為fosc(振蕩頻率)的1/12。 方式0發(fā)送 數(shù)據(jù)從RXD引腳串行輸出,TXD引腳輸出同步脈沖。當(dāng)1個(gè)數(shù)據(jù)寫(xiě)入串行口發(fā)送緩沖器時(shí),串行口將8位數(shù)據(jù)以fosc/12的固定波特率從RXD引腳輸出,從低位到高位。發(fā)送完后置中斷標(biāo)志TI為1,呈中斷請(qǐng)求狀態(tài),在再次發(fā)送數(shù)據(jù)之前,必須用軟件將TI清0。 第71頁(yè)，共124頁(yè)，2022

43、年，5月20日，18點(diǎn)39分，星期三 方式0接收 在滿足REN=1和RI=0的條件下,串行口處于方式0輸入。此時(shí),RXD為數(shù)據(jù)輸入端,TXD為同步信號(hào)輸出端,接收器也以fosc/12的波特率采樣RXD引腳輸入的數(shù)據(jù)信息。當(dāng)接收器接收完8位數(shù)據(jù)后，置中斷標(biāo)志RI=1為請(qǐng)求中斷,在再次接收之前,必須用軟件將RI清0。第72頁(yè)，共124頁(yè)，2022年，5月20日，18點(diǎn)39分，星期三 在方式0下，串行口作為同步移位寄存器使用。這時(shí)用RXD（P3.0）引腳作為數(shù)據(jù)移位的入口和出口，而由TXD（P3.1）引腳提供移位脈沖。移位數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收以8位為一幀，不設(shè)起始位和停止位，低位在前高位在后，其幀格式如

44、圖7-10所示。第73頁(yè)，共124頁(yè)，2022年，5月20日，18點(diǎn)39分，星期三 74LS164為帶清0端的串行輸入/并行輸出移位寄存器(8位), 而74LS165為并行輸入/串行輸出移位寄存器(8位)。 Q0Q7 并行輸出端。A,B串行輸入端。MR 清除端， 為0時(shí)，輸出清零。 CP 時(shí)鐘輸入端。每一個(gè)時(shí)鐘信號(hào)的上升沿加到CP端時(shí)，移位寄存器移一位，8個(gè)時(shí)鐘脈沖過(guò)后，8位二進(jìn)制數(shù)全部移入74LS164中。 第74頁(yè)，共124頁(yè)，2022年，5月20日，18點(diǎn)39分，星期三第75頁(yè)，共124頁(yè)，2022年，5月20日，18點(diǎn)39分，星期三第76頁(yè)，共124頁(yè)，2022年，5月20日，18點(diǎn)39分，星期三第77頁(yè)，共124頁(yè)，2022年，5月20日，18點(diǎn)39分，星期三HC165第78頁(yè)，共124頁(yè)，2022年，5月20日，18點(diǎn)39分，星期三第79頁(yè)，共124頁(yè)，2022年