計(jì)數(shù)器與定時(shí)器2

1、計(jì)數(shù)器與定時(shí)器一、計(jì)數(shù)概念的引入從選票的統(tǒng)計(jì)談起：畫“正”。這就是計(jì)數(shù)，生活中計(jì)數(shù)的例子處處可見。例：錄音機(jī)上的計(jì)數(shù)器、家里面用的電度表、汽車上的里程表等等，再舉一個(gè)工業(yè)生產(chǎn)中的例子，線纜行業(yè)在電線生產(chǎn)出來之后要計(jì)米，也就是測(cè)量長(zhǎng)度，怎么測(cè)法呢？用尺量？不現(xiàn)實(shí)，太長(zhǎng)不說，要一邊做一邊量呢，怎么辦呢？行業(yè)中有很巧妙的方法，用一個(gè)周長(zhǎng)是1米的輪子，將電纜繞在上面一周，由線帶輪轉(zhuǎn)，這樣輪轉(zhuǎn)一周不就是線長(zhǎng)1米嘛，所以只要記下輪轉(zhuǎn)了多少圈，就可以知道走過的線有多長(zhǎng)了。二、計(jì)數(shù)器的容量從一個(gè)生活中的例子看起：一個(gè)水盆在水龍頭下，水龍沒關(guān)緊，水一滴滴地滴入盆中。水滴不斷落下，盆的容量是有限的，過一段時(shí)間之后

2、，水就會(huì)逐漸變滿。錄音機(jī)上的計(jì)數(shù)器最多只計(jì)到999.那么單片機(jī)中的計(jì)數(shù)器有多大的容量呢？8031單片機(jī)中有兩個(gè)計(jì)數(shù)器，分別稱之為T0和T1，這兩個(gè)計(jì)數(shù)器分別是由兩個(gè)8位的RAM單元組成的，即每個(gè)計(jì)數(shù)器都是16位的計(jì)數(shù)器，最大的計(jì)數(shù)量是65536。三、定時(shí)8031中的計(jì)數(shù)器除了可以作為計(jì)數(shù)之用外，還可以用作時(shí)鐘，時(shí)鐘的用途當(dāng)然很大，如打鈴器，電視機(jī)定時(shí)關(guān)機(jī)，空調(diào)定時(shí)開關(guān)等等，那么計(jì)數(shù)器是如何作為定時(shí)器來用的呢？一個(gè)鬧鐘，我將它定時(shí)在1個(gè)小時(shí)后鬧響，換言之，也可以說是秒針走了（3600）次，所以時(shí)間就轉(zhuǎn)化為秒針走的次數(shù)的，也就是計(jì)數(shù)的次數(shù)了，可見，計(jì)數(shù)的次數(shù)和時(shí)間之間的確十分相關(guān)。那么它們的關(guān)系是

3、什么呢？那就是秒針每一次走動(dòng)的時(shí)間正好是1秒。圖1結(jié)論：只要計(jì)數(shù)脈沖的間隔相等，則計(jì)數(shù)值就代表了時(shí)間的流逝。由此，單片機(jī)中的定時(shí)器和計(jì)數(shù)器是一個(gè)東西，只不過計(jì)數(shù)器是記錄的外界發(fā)生的事情，而定時(shí)器則是由單片機(jī)提供一個(gè)非常穩(wěn)定的計(jì)數(shù)源。那么提供組定時(shí)器的是計(jì)數(shù)源是什么呢？看圖1，原來就是由單片機(jī)的晶振經(jīng)過12分頻后獲得的一個(gè)脈沖源。晶振的頻率當(dāng)然很準(zhǔn)，所以這個(gè)計(jì)數(shù)脈沖的時(shí)間間隔也很準(zhǔn)。問題：一個(gè)12M的晶振，它提供給計(jì)數(shù)器的脈沖時(shí)間間隔是多少呢？當(dāng)然這很容易，就是12M/12等于1M，也就是1個(gè)微秒。結(jié)論：計(jì)數(shù)脈沖的間隔與晶振有關(guān)，12M的晶振，計(jì)數(shù)脈沖的間隔是1微秒。四、溢出讓我們?cè)賮砜此蔚睦?/p>

4、子，當(dāng)水不斷落下，盆中的水不斷變滿，最終有一滴水使得盆中的水滿了。這時(shí)如果再有一滴水落下，就會(huì)發(fā)生什么現(xiàn)象？水會(huì)漫出來，用個(gè)術(shù)語來講就是“溢出”。 水溢出是流到地上，而計(jì)數(shù)器溢出后將使得TF0變?yōu)椤?”。至于TF0是什么我們稍后再談。一旦TF0由0變成1，就是產(chǎn)生了變化，產(chǎn)生了變化就會(huì)引發(fā)事件，就象定時(shí)的時(shí)間一到，鬧鐘就會(huì)響一樣。至于會(huì)引發(fā)什么事件，我們下次課再介紹，現(xiàn)在我們來研究另一個(gè)問題：要有多少個(gè)計(jì)數(shù)脈沖才會(huì)使TF0由0變?yōu)?。五、任意定時(shí)及計(jì)數(shù)的方法剛才已研究過，計(jì)數(shù)器的容量是16位，也就是最大的計(jì)數(shù)值到65536，因此計(jì)數(shù)計(jì)到65536就會(huì)產(chǎn)生溢出。這個(gè)沒有問題，問題是我們現(xiàn)實(shí)生活中

5、，經(jīng)常會(huì)有少于65536個(gè)計(jì)數(shù)值的要求，如包裝線上，一打?yàn)?2瓶，一瓶藥片為100粒，怎么樣來滿足這個(gè)要求呢？提示：如果是一個(gè)空的盆要1萬滴水滴進(jìn)去才會(huì)滿，我在開始滴水之前就先放入一勺水，還需要10000滴嘛？對(duì)了，我們采用預(yù)置數(shù)的方法，我要計(jì)100，那我就先放進(jìn)65436，再來100個(gè)脈沖，不就到了65536了嗎。定時(shí)也是如此，每個(gè)脈沖是1微秒，則計(jì)滿65536個(gè)脈沖需時(shí)65.536毫秒，但現(xiàn)在我只要10毫秒就可以了，怎么辦？10個(gè)毫秒為10000個(gè)微秒，所以，只要在計(jì)數(shù)器里面放進(jìn)55536就可以了。說明：本課部份圖請(qǐng)打本單片機(jī)書，都有，抱歉，不及畫。定時(shí)/計(jì)數(shù)器的方式控制字從上一節(jié)我們已經(jīng)

6、得知，單片機(jī)中的定時(shí)/計(jì)數(shù)器都可以有多種用途，那么我怎樣才能讓它們工作于我所需要的用途呢？這就要通過定時(shí)/計(jì)數(shù)器的方式控制字來設(shè)置。在單片機(jī)中有兩個(gè)特殊功能寄存器與定時(shí)/計(jì)數(shù)有關(guān)，這就是TMOD和TCON。順便說一下，TMOD和TCON是名稱，我們?cè)趯懗绦驎r(shí)就可以直接用這個(gè)名稱來指定它們，當(dāng)然也可以直接用它們的地址89H和88H來指定它們（其實(shí)用名稱也就是直接用地址，匯編軟件幫你翻譯一下而已）。從圖1中我們可以看出，TMOD被分成兩部份，每部份4位。分別用于控制T1和T0，至于這里面是什么意思，我們下面介紹。從圖2中我們可以看出，TCON也被分成兩部份，高4位用于定時(shí)/計(jì)數(shù)器，低4位則用于中斷

7、（我們暫不管）。而TF1（0）我們上節(jié)課已提到了，當(dāng)計(jì)數(shù)溢出后TF1（0）就由0變?yōu)?。原來TF1（0）在這兒！那么TR0、TR1又是什么呢？看上節(jié)課的圖。計(jì)數(shù)脈沖要進(jìn)入計(jì)數(shù)器還真不容易，有層層關(guān)要通過，最起碼，就是TR0（1）要為1，開關(guān)才能合上，脈沖才能過來。因此，TR0（1）稱之為運(yùn)行控制位，可用指令SETB來置位以啟動(dòng)計(jì)數(shù)器/定時(shí)器運(yùn)行，用指令CLR來關(guān)閉定時(shí)/計(jì)數(shù)器的工作，一切盡在自已的掌握中。定時(shí)/計(jì)數(shù)器的四種工作方式1. 工作方式0 定時(shí)器/計(jì)數(shù)器的工作方式0稱之為13位定時(shí)/計(jì)數(shù)方式。它由TL（1/0）的低5位和TH（0/1）的8位構(gòu)成13位的計(jì)數(shù)器，此時(shí)TL（1/0）的高3位

8、未用。我們用這個(gè)圖來討論幾個(gè)問題：1. M1M0：定時(shí)/計(jì)數(shù)器一共有四種工作方式，就是用M1M0來控制的，2位正好是四種組合。 2. C/T：前面我們說過，定時(shí)/計(jì)數(shù)器即可作定時(shí)用也可用計(jì)數(shù)用，到底作什么用，由我們根據(jù)需要自行決定，也說是決定權(quán)在我們��編程者。如果C/T為0就是用作定時(shí)器（開關(guān)往上打），如果C/T為1就是用作計(jì)數(shù)器（開關(guān)往下打）。順便提一下：一個(gè)定時(shí)/計(jì)數(shù)器同一時(shí)刻要么作定時(shí)用，要么作計(jì)數(shù)用，不能同時(shí)用的，這是個(gè)極普通的常識(shí)，幾乎沒有教材會(huì)提這一點(diǎn)，但很多初學(xué)者卻會(huì)有此困惑。 3. GATE：看圖，當(dāng)我們選擇了定時(shí)或計(jì)數(shù)工作方式后，定時(shí)/計(jì)數(shù)脈沖卻不一定能到達(dá)計(jì)數(shù)

9、器端，中間還有一個(gè)開關(guān)，顯然這個(gè)開關(guān)不合上，計(jì)數(shù)脈沖就沒法過去，那么開關(guān)什么時(shí)候過去呢？有兩種情況 1. GATE=0，分析一下邏輯，GATE非后是1，進(jìn)入或門，或門總是輸出1，和或門的另一個(gè)輸入端INT1無關(guān)，在這種情況下，開關(guān)的打開、合上只取決于TR1，只要TR1是1，開關(guān)就合上，計(jì)數(shù)脈沖得以暢通無阻，而如果TR1等于0則開關(guān)打開，計(jì)數(shù)脈沖無法通過，因此定時(shí)/計(jì)數(shù)是否工作，只取決于TR1。 2. GATE=1，在此種情況下，計(jì)數(shù)脈沖通路上的開關(guān)不僅要由TR1來控制，而且還要受到INT1引腳的控制，只有TR1為1，且INT1引腳也是高電平，開關(guān)才合上，計(jì)數(shù)脈沖才得以通過。這個(gè)特性可以用來測(cè)量

10、一個(gè)信號(hào)的高電平的寬度，想想看，怎么測(cè)？ 為什 么在這種模式下只用13位呢？干嗎不用16位，這是為了和51機(jī)的前輩48系列兼容而設(shè)的一種工作式，如果你覺得用得不順手，那就干脆用第二種工作方式。1. 工作方式1 工作方式1是16位的定時(shí)/計(jì)數(shù)方式，將M1M0設(shè)為01即可，其它特性與工作方式0相同。2. 工作方式2 在介紹這種式方式之前先讓我們思考一個(gè)問題：上一次課我們提到過任意計(jì)數(shù)及任意定時(shí)的問題，比如我要計(jì)1000個(gè)數(shù)，可是16位的計(jì)數(shù)器要計(jì)到65536才滿，怎么辦呢？我們討論后得出的辦法是用預(yù)置數(shù)，先在計(jì)數(shù)器里放上64536，再來1000個(gè)脈沖，不就行了嗎？是的，但是計(jì)滿了之后我們又該怎么辦

11、呢？要知道，計(jì)數(shù)總是不斷重復(fù)的，流水線上計(jì)滿后馬上又要開始下一次計(jì)數(shù)，下一次的計(jì)數(shù)還是1000嗎？當(dāng)計(jì)滿并溢出后，計(jì)數(shù)器里面的值變成了0（為什么，可以參考前面課程的說明），因此下一次將要計(jì)滿65536后才會(huì)溢出，這可不符合要求，怎么辦？當(dāng)然辦法很簡(jiǎn)單，就是每次一溢出時(shí)執(zhí)行一段程序（這通常是需要的，要不然要溢出干嗎？）可以在這段程序中做把預(yù)置數(shù)64536送入計(jì)數(shù)器中的事情。所以采用工作方式0或1都要在溢出后做一個(gè)重置預(yù)置數(shù)的工作，做工作當(dāng)然就得要時(shí)間，一般來說這點(diǎn)時(shí)間不算什么，可是有一些場(chǎng)合我們還是要計(jì)較的，所以就有了第三種工作方式��自動(dòng)再裝入預(yù)置數(shù)的工作方式。既然要自動(dòng)得新裝入預(yù)

12、置數(shù)，那么預(yù)置數(shù)就得放在一個(gè)地方，要不然裝什么呢？那么預(yù)置數(shù)放在什么地方呢？它放在T（0/1）的高8位，那么這樣高8位不就不能參與計(jì)數(shù)了嗎？是的，在工作方式2，只有低8位參與計(jì)數(shù)，而高8位不參與計(jì)數(shù)，用作預(yù)置數(shù)的存放，這樣計(jì)數(shù)范圍就小多了，當(dāng)然做任可事總有代價(jià)的，關(guān)鍵是看值不值，如果我根本不需要計(jì)那么多數(shù)，那么就可以用這種方式?？磮D4，每當(dāng)計(jì)數(shù)溢出，就會(huì)打開T（0/1）的高、低8位之間的開關(guān)，計(jì)預(yù)置數(shù)進(jìn)入低8位。這是由硬件自動(dòng)完成的，不需要由人工干預(yù)。通常這種式作方式用于波特率發(fā)生器（我們將在串行接口中講解），用于這種用途時(shí)，定時(shí)器就是為了提供一個(gè)時(shí)間基準(zhǔn)。計(jì)數(shù)溢出后不需要做事情，要做的僅僅只

13、有一件，就是重新裝入預(yù)置數(shù)，再開始計(jì)數(shù)，而且中間不要任何延遲，可見這個(gè)任務(wù)用工作方式2來完成是最妙不過了。3. 工作方式3 這種式作方式之下，定時(shí)/計(jì)數(shù)器0被拆成2個(gè)獨(dú)立的定時(shí)/計(jì)數(shù)器來用。其中，TL0可以構(gòu)成8位的定時(shí)器或計(jì)數(shù)器的工作方式，而TH0則只能作為定時(shí)器來用。我們知道作定時(shí)、計(jì)數(shù)器來用，需要控制，計(jì)滿后溢出需要有溢出標(biāo)記，T0被分成兩個(gè)來用，那就要兩套控制及、溢出標(biāo)記了，從何而來呢？TL0還是用原來的T0的標(biāo)記，而TH0則借用T1的標(biāo)記。如此T1不是無標(biāo)記、控制可用了嗎？是的。一般情況處，只有在T1以工作方式2運(yùn)行（當(dāng)波特率發(fā)生器用）時(shí)，才讓T0工作于方式3的。定時(shí)器/計(jì)數(shù)器的定時(shí)

14、/計(jì)數(shù)范圍工作方式0：13位定時(shí)/計(jì)數(shù)方式，因此，最多可以計(jì)到2的13次方，也就是8192次。工作方式1：16位定時(shí)/計(jì)數(shù)方式，因此，最多可以計(jì)到2的16次方，也就是65536次。工作方式2和工作方式3，都是8位的定時(shí)/計(jì)數(shù)方式，因此，最多可以計(jì)到2的8次方，也說是256次。預(yù)置值計(jì)算：用最大計(jì)數(shù)量減去需要的計(jì)數(shù)次數(shù)即可。例：流水線上一個(gè)包裝是12盒，要求每到12盒就產(chǎn)生一個(gè)動(dòng)作，用單片機(jī)的工作方式0來控制，應(yīng)當(dāng)預(yù)置多大的值呢？對(duì)了，就是8192-12=8180。以上是計(jì)數(shù)，明白了這個(gè)道理，定時(shí)也是一樣。這在前面的課程已提到，我們不再重復(fù)，請(qǐng)參考前面的例子。 單片機(jī)第二十課：中斷系統(tǒng)1. 有關(guān)

15、中斷的概念 什么是中斷，我們從一個(gè)生活中的例子引入。你正在家中看書，突然電話鈴響了，你放下書本，去接電話，和來電話的人交談，然后放下電話，回來繼續(xù)看你的書。這就是生活中的“中斷”的現(xiàn)象，就是正常的工作過程被外部的事件打斷了。仔細(xì)研究一下生活中的中斷，對(duì)于我們學(xué)習(xí)單片機(jī)的中斷也很有好處。第一、什么可經(jīng)引起中斷，生活中很多事件可以引起中斷：有人按了門鈴了，電話鈴響了，你的鬧鐘鬧響了，你燒的水開了.等等諸如此類的事件，我們把可以引起中斷的稱之為中斷源，單片機(jī)中也有一些可以引起中斷的事件，8031中一共有5個(gè)：兩個(gè)外部中斷，兩個(gè)計(jì)數(shù)/定時(shí)器中斷，一個(gè)串行口中斷。第二、中斷的嵌套與優(yōu)先級(jí)處理：設(shè)想一下，

16、我們正在看書，電話鈴響了，同時(shí)又有人按了門鈴，你該先做那樣呢？如果你正是在等一個(gè)很重要的電話，你一般不會(huì)去理會(huì)門鈴的，而反之，你正在等一個(gè)重要的客人，則可能就不會(huì)去理會(huì)電話了。如果不是這兩者（即不等電話，也不是等人上門），你可能會(huì)按你通常的習(xí)慣去處理?？傊@里存在一個(gè)優(yōu)先級(jí)的問題，單片機(jī)中也是如此，也有優(yōu)先級(jí)的問題。優(yōu)先級(jí)的問題不僅僅發(fā)生在兩個(gè)中斷同時(shí)產(chǎn)生的情況，也發(fā)生在一個(gè)中斷已產(chǎn)生，又有一個(gè)中斷產(chǎn)生的情況，比如你正接電話，有人按門鈴的情況，或你正開門與人交談，又有電話響了情況?？紤]一下我們會(huì)怎么辦吧。第三、中斷的響應(yīng)過程：當(dāng)有事件產(chǎn)生，進(jìn)入中斷之前我們必須先記住現(xiàn)在看書的第幾頁(yè)了，或拿一個(gè)

17、書簽放在當(dāng)前頁(yè)的位置，然后去處理不同的事情（因?yàn)樘幚硗炅?，我們還要回來繼續(xù)看書）：電話鈴響我們要到放電話的地方去，門鈴響我們要到門那邊去，也說是不同的中斷，我們要在不同的地點(diǎn)處理，而這個(gè)地點(diǎn)通常還是固定的。計(jì)算機(jī)中也是采用的這種方法，五個(gè)中斷源，每個(gè)中斷產(chǎn)生后都到一個(gè)固定的地方去找處理這個(gè)中斷的程序，當(dāng)然在去之前首先要保存下面將執(zhí)行的指令的地址，以便處理完中斷后回到原來的地方繼續(xù)往下執(zhí)行程序。具體地說，中斷響應(yīng)可以分為以下幾個(gè)步驟：1、保護(hù)斷點(diǎn)，即保存下一將要執(zhí)行的指令的地址，就是把這個(gè)地址送入堆棧。2、尋找中斷入口，根據(jù)5個(gè)不同的中斷源所產(chǎn)生的中斷，查找5個(gè)不同的入口地址。以上工作是由計(jì)算機(jī)

18、自動(dòng)完成的，與編程者無關(guān)。在這5個(gè)入口地址處存放有中斷處理程序（這是程序編寫時(shí)放在那兒的，如果沒把中斷程序放在那兒，就錯(cuò)了，中斷程序就不能被執(zhí)行到）。3、執(zhí)行中斷處理程序。4、中斷返回：執(zhí)行完中斷指令后，就從中斷處返回到主程序，繼續(xù)執(zhí)行。究竟單片機(jī)是怎么樣找到中斷程序所在位置，又怎么返回的呢？我們稍后再談。2. MCS-51中斷系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)： 如圖（抱歉，本圖請(qǐng)找本51書看一下）所示，由與中斷有關(guān)的特殊功能寄存器、中斷入口、順序查詢邏輯電路等組成，包括5個(gè)中斷請(qǐng)求源，4個(gè)用于中斷控制的寄存器IE、IP、ECON和SCON來控制中斷 類弄、中斷的開、關(guān)和各種中斷源的優(yōu)先級(jí)確定。1. 中斷請(qǐng)求源：

19、（1）外部中斷請(qǐng)求源：即外中斷0和1，經(jīng)由外部引腳引入的，在單片機(jī)上有兩個(gè)引腳，名稱為INT0、INT1，也就是P3.2、P3.3這兩個(gè)引腳。在內(nèi)部的TCON中有四位是與外中斷有關(guān)的。IT0：INT0觸發(fā)方式控制位，可由軟件進(jìn)和置位和復(fù)位，IT0=0，INT0為低電平觸發(fā)方式，IT0=1，INT0為負(fù)跳變觸發(fā)方式。這兩種方式的差異將在以后再談。IE0：INT0中斷請(qǐng)求標(biāo)志位。當(dāng)有外部的中斷請(qǐng)求時(shí)，這位就會(huì)置1（這由硬件來完成），在CPU響應(yīng)中斷后，由硬件將IE0清0。IT1、IE1的用途和IT0、IE0相同。（2）內(nèi)部中斷請(qǐng)求源TF0：定時(shí)器T0的溢出中斷標(biāo)記，當(dāng)T0計(jì)數(shù)產(chǎn)生溢出時(shí)，由硬件置位

20、TF0。當(dāng)CPU響應(yīng)中斷后，再由硬件將TF0清0。TF1：與TF0類似。TI、RI：串行口發(fā)送、接收中斷，在串口中再講解。2、中斷允許寄存器IE在MCS51中斷系統(tǒng)中，中斷的允許或禁止是由片內(nèi)可進(jìn)行位尋址的8位中斷允許寄存器IE來控制的。見下表EAXXESET1EX1ET0EX0其中EA是總開關(guān)，如果它等于0，則所有中斷都不允許。ES串行口中斷允許ET1定時(shí)器1中斷允許EX1外中斷1中斷允許。ET0定時(shí)器0中斷允許EX0外中斷0中斷允許。如果我們要設(shè)置允許外中斷1，定時(shí)器1中斷允許，其它不允許，則IE可以是EAXXESET1EX1ET0EX010001100即8CH，當(dāng)然，我們也可以用位操作指

21、令SETB EASETB ET1SETB EX1來實(shí)現(xiàn)它。3、五個(gè)中斷源的自然優(yōu)先級(jí)與中斷服務(wù)入口地址外中斷0：0003H定時(shí)器0：000BH外中斷1：0013H定時(shí)器1：001BH串口 ：0023H它們的自然優(yōu)先級(jí)由高到低排列。寫到這里，大家應(yīng)當(dāng)明白，為什么前面有一些程序一始我們這樣寫：ORG 0000HLJMP STARTORG 0030HSTART：。這樣寫的目的，就是為了讓出中斷源所占用的向量地址。當(dāng)然，在程序中沒用中斷時(shí)，直接從0000H開始寫程序，在原理上并沒有錯(cuò)，但在實(shí)際工作中最好不這樣做。優(yōu)先級(jí)：?jiǎn)纹瑱C(jī)采用了自然優(yōu)先級(jí)和人工設(shè)置高、低優(yōu)先級(jí)的策略，即可以由程序員設(shè)定那些中斷是高

22、優(yōu)先級(jí)、哪些中斷是低優(yōu)先級(jí)，由于只有兩級(jí)，必有一些中斷處于同一級(jí)別，處于同一級(jí)別的，就由自然優(yōu)先級(jí)確定。開機(jī)時(shí)，每個(gè)中斷都處于低優(yōu)先級(jí)，我們可以用指令對(duì)優(yōu)先級(jí)進(jìn)行設(shè)置?？幢?中斷優(yōu)先級(jí)中由中斷優(yōu)先級(jí)寄存器IP來高置的，IP中某位設(shè)為1，相應(yīng)的中斷就是高優(yōu)先級(jí)，否則就是低優(yōu)先級(jí)。XXXPSPT1PX1PT0PX0例：設(shè)有如下要求，將T0、外中斷1設(shè)為高優(yōu)先級(jí)，其它為低優(yōu)先級(jí)，求IP的值。IP的首3位沒用，可任意取值，設(shè)為000，后面根據(jù)要求寫就可以了XXXPSPT1PX1PT0PX000000110因此，最終，IP的值就是06H。例：在上例中，如果5個(gè)中斷請(qǐng)求同時(shí)發(fā)生，求中斷響應(yīng)的次序。響應(yīng)次序

23、為：定時(shí)器0外中斷1外中斷0實(shí)時(shí)器1串行中斷。1. MCS51的中斷響應(yīng)過程： 1、中斷響應(yīng)的條件：講到這兒，我們依然對(duì)于計(jì)算機(jī)響應(yīng)中斷感到神奇，我們?nèi)丝梢皂憫?yīng)外界的事件，是因?yàn)槲覀冇卸喾N“傳感器“眼、耳可以接受不同的信息，計(jì)算機(jī)是如何做到這點(diǎn)的呢？其實(shí)說穿了，一點(diǎn)都不希奇，MCS51工作時(shí)，在每個(gè)機(jī)器周期中都會(huì)去查詢一下各個(gè)中斷標(biāo)記，看他們是否是“1“，如果是1，就說明有中斷請(qǐng)求了，所以所謂中斷，其實(shí)也是查詢，不過是每個(gè)周期都查一下而已。這要換成人來說，就相當(dāng)于你在看書的時(shí)候，每一秒鐘都會(huì)抬起頭來看一看，查問一下，是不是有人按門鈴，是否有電話。很蠢，不是嗎？可計(jì)算機(jī)本來就是這樣，它根本沒人聰

24、明。了解了上述中斷的過程，就不難解中斷響應(yīng)的條件了。在下列三種情況之一時(shí)，CPU將封鎖對(duì)中斷的響應(yīng)：1. CPU正在處理一個(gè)同級(jí)或更高級(jí)別的中斷請(qǐng)求。 2. 現(xiàn)行的機(jī)器周期不是當(dāng)前正執(zhí)行指令的最后一個(gè)周期。我們知道，單片機(jī)有單周期、雙周期、三周期指令，當(dāng)前執(zhí)行指令是單字節(jié)沒有關(guān)系，如果是雙字節(jié)或四字節(jié)的，就要等整條指令都執(zhí)行完了，才能響應(yīng)中斷（因?yàn)橹袛嗖樵兪窃诿總€(gè)機(jī)器周期都可能查到的）。 3. 當(dāng)前正執(zhí)行的指令是返回批令（RETI）或訪問IP、IE寄存器的指令，則CPU至少再執(zhí)行一條指令才應(yīng)中斷。這些都是與中斷有關(guān)的，如果正訪問IP、IE則可能會(huì)開、關(guān)中斷或改變中斷的優(yōu)先級(jí)，而中斷返回指令則說

25、明本次中斷還沒有處理完，所以都要等本指令處理結(jié)束，再執(zhí)行一條指令才可以響應(yīng)中斷。 2、中斷響應(yīng)過程CPU響應(yīng)中斷時(shí)，首先把當(dāng)前指令的下一條指令（就是中斷返回后將要執(zhí)行的指令）的地址送入堆棧，然后根據(jù)中斷標(biāo)記，將相應(yīng)的中斷入口地址送入PC，PC是程序指針，CPU取指令就根據(jù)PC中的值，PC中是什么值，就會(huì)到什么地方去取指令，所以程序就會(huì)轉(zhuǎn)到中斷入口處繼續(xù)執(zhí)行。這些工作都是由硬件來完成的，不必我們?nèi)タ紤]。這里還有個(gè)問題，大家是否注意到，每個(gè)中斷向量地址只間隔了8個(gè)單元，如0003000B，在如此少的空間中如何完成中斷程序呢？很簡(jiǎn)單，你在中斷處安排一個(gè)LJMP指令，不就可以把中斷程序跳轉(zhuǎn)到任何地方了

26、嗎？一個(gè)完整的主程序看起來應(yīng)該是這樣的：ORG 0000HLJMP STARTORG 0003HLJMP INT0 ；轉(zhuǎn)外中斷0ORG 000BHRETI ；沒有用定時(shí)器0中斷，在此放一條RETI，萬一 “不小心“產(chǎn)生了中斷，也不會(huì)有太大的后果。中斷程序完成后，一定要執(zhí)行一條RETI指令，執(zhí)行這條指令后，CPU將會(huì)把堆棧中保存著的地址取出，送回PC，那么程序就會(huì)從主程序的中斷處繼續(xù)往下執(zhí)行了。注意：CPU所做的保護(hù)工作是很有限的，只保護(hù)了一個(gè)地址，而其它的所有東西都不保護(hù)，所以如果你在主程序中用到了如A、PSW等，在中斷程序中又要用它們，還要保證回到主程序后這里面的數(shù)據(jù)還是沒執(zhí)行中斷以前的數(shù)據(jù)

27、，就得自己保護(hù)起來。定時(shí)、中斷練習(xí)一1、利用定時(shí)器實(shí)現(xiàn)燈的閃爍在學(xué)單片機(jī)時(shí)我們第一個(gè)例子就是燈的閃爍，那是用延時(shí)程序做的，現(xiàn)在回想起來，這樣做不很恰當(dāng)，為什么呢？我們的主程序做了燈的閃爍，就不能再干其它的事了，難道單片機(jī)只能這樣工作嗎？當(dāng)然不是，我們可以用定時(shí)器來實(shí)現(xiàn)燈的閃爍的功能。例1：查詢方式ORG 0000HAJMP STARTORG 30HSTART:MOV P1,#0FFH ;關(guān)所 燈MOV TMOD,#00000001B ;定時(shí)/計(jì)數(shù)器0工作于方式1MOV TH0,#15H MOV TL0,#0A0H ;即數(shù)5536SETB TR0 ;定時(shí)/計(jì)數(shù)器0開始運(yùn)行LOOP:JBC TF0

28、,NEXT ;如果TF0等于1，則清TF0并轉(zhuǎn)NEXT處AJMP LOOP ;否則跳轉(zhuǎn)到LOOP處運(yùn)行NEXT:CPL P1.0MOV TH0,#15HMOV TL0,#9FH;重置定時(shí)/計(jì)數(shù)器的初值A(chǔ)JMP LOOPEND AJMP LOOPEND鍵入程序，看到了什么？燈在閃爍了，這可是用定時(shí)器做的，不再是主程序的循環(huán)了。簡(jiǎn)單地分析一下程序，為什么用JBC呢？TF0是定時(shí)/計(jì)數(shù)器0的溢出標(biāo)記位，當(dāng)定時(shí)器產(chǎn)生溢出后，該位由0變1，所以查詢?cè)撐痪涂芍顣r(shí)時(shí)間是否已到。該位為1后，要用軟件將標(biāo)記位清0，以便下一次定時(shí)是間到時(shí)該位由0變1，所以用了JBC指令，該指位在判1轉(zhuǎn)移的同時(shí)，還將該位清0。以

29、上程序是可以實(shí)現(xiàn)燈的閃爍了，可是主程序除了讓燈閃爍外，還是不能做其他的事?。〔?，不對(duì)，我們可以在LOOP：和AJMP LOOP指令之間插入一些指令來做其他的事情，只要保證執(zhí)行這些指令的時(shí)間少于定時(shí)時(shí)間就行了。那我們?cè)谟密浖訒r(shí)程序的時(shí)候不是也可以用一些指令來替代DJNZ嗎？是的，但是那就要求你精確計(jì)算所用指令的時(shí)間，然后再減去相應(yīng)的DJNZ循環(huán)次數(shù)，很不方便，而現(xiàn)在只要求所用指令的時(shí)間少于定時(shí)時(shí)間就行，顯然要求低了。當(dāng)然，這樣的方法還是不好，所以我們常用以下的方法來實(shí)現(xiàn)。程序2：用中斷實(shí)現(xiàn)ORG 0000HAJMP STARTORG 000BH ;定時(shí)器0的中斷向量地址AJMP TIME0 ;

30、跳轉(zhuǎn)到真正的定時(shí)器程序處ORG 30HSTART:MOV P1,#0FFH ;關(guān)所 燈MOV TMOD,#00000001B ;定時(shí)/計(jì)數(shù)器0工作于方式1MOV TH0,#15H MOV TL0,#0A0H ;即數(shù)5536SETB EA ;開總中斷允許SETB ET0 ;開定時(shí)/計(jì)數(shù)器0允許SETB TR0 ;定時(shí)/計(jì)數(shù)器0開始運(yùn)行LOOP: AJMP LOOP ;真正工作時(shí),這里可寫任意程序TIME0: ;定時(shí)器0的中斷處理程序PUSH ACCPUSH PSW ;將PSW和ACC推入堆棧保護(hù)CPL P1.0 MOV TH0,#15HMOV TL0,#0A0H ;重置定時(shí)常數(shù)POP PSWPO

31、P ACCRETIEND上面的例子中，定時(shí)時(shí)間一到，TF0由0變1，就會(huì)引發(fā)中斷，CPU將自動(dòng)轉(zhuǎn)至000B處尋找程序并執(zhí)行，由于留給定時(shí)器中斷的空間只有8個(gè)字節(jié)，顯然不足以寫下所有有中斷處理程序，所以在000B處安排一條跳轉(zhuǎn)指令，轉(zhuǎn)到實(shí)際處理中斷的程序處，這樣，中斷程序可以寫在任意地方，也可以寫任意長(zhǎng)度了。進(jìn)入定時(shí)中斷后，首先要保存當(dāng)前的一些狀態(tài)，程序中只演示了保存存ACC和PSW，實(shí)際工作中應(yīng)該根據(jù)需要將可能會(huì)改變的單元的值都推入堆棧進(jìn)行保護(hù)（本程序中實(shí)際不需保存護(hù)任何值，這里只作個(gè)演示）。上面的兩個(gè)程序運(yùn)行后，我們發(fā)現(xiàn)燈的閃爍非常快，根本分辨不出來，只是視覺上感到燈有些晃動(dòng)而已，為什么呢？

32、我們可以計(jì)算一下，定時(shí)器中預(yù)置的數(shù)是5536，所以每計(jì)60000個(gè)脈沖就是定時(shí)時(shí)間到，這60000個(gè)脈沖的時(shí)間是多少呢？我們的晶振是12M，所以就是60000微秒，即60毫秒，因此速度是非常快的。如果我想實(shí)現(xiàn)一個(gè)1S的定時(shí)，該怎么辦呢？在該晶振瀕率下，最長(zhǎng)的定時(shí)也就是65。536個(gè)毫秒??！上面給出一個(gè)例子。ORG 0000HAJMP STARTORG 000BH ;定時(shí)器0的中斷向量地址AJMP TIME0 ;跳轉(zhuǎn)到真正的定時(shí)器程序處ORG 30HSTART:MOV P1,#0FFH ;關(guān)所 燈MOV 30H,#00H ;軟件計(jì)數(shù)器預(yù)清0MOV TMOD,#00000001B ;定時(shí)/計(jì)數(shù)器0

33、工作于方式1MOV TH0,#3CH MOV TL0,#0B0H ;即數(shù)15536SETB EA ;開總中斷允許SETB ET0 ;開定時(shí)/計(jì)數(shù)器0允許SETB TR0 ;定時(shí)/計(jì)數(shù)器0開始運(yùn)行LOOP: AJMP LOOP ;真正工作時(shí),這里可寫任意程序TIME0: ;定時(shí)器0的中斷處理程序PUSH ACCPUSH PSW ;將PSW和ACC推入堆棧保護(hù)INC 30HMOV A,30HCJNE A,#20,T_RET ;30H單元中的值到了20了嗎?T_L1: CPL P1.0 ;到了,取反P10MOV 30H,#0 ;清軟件計(jì)數(shù)器T_RET:MOV TH0,#15HMOV TL0,#9FH

34、 ;重置定時(shí)常數(shù)POP PSWPOP ACCRETIEND先自己分析一下，看看是怎么實(shí)現(xiàn)的？這里采用了軟件計(jì)數(shù)器的概念，思路是這樣的，先用定時(shí)/計(jì)數(shù)器0做一個(gè)50毫秒的定時(shí)器，定時(shí)是間到了以后并不是立即取反P10，而是將軟件計(jì)數(shù)器中的值加1，如果軟件計(jì)數(shù)器計(jì)到了20，就取反P10，并清掉軟件計(jì)數(shù)器中的值，否則直接返回，這樣，就變成了20次定時(shí)中斷才取反一次P10，因此定時(shí)時(shí)間就延長(zhǎng)了成了20*50即1000毫秒了。這個(gè)思路在工程中是非常有用的，有的時(shí)候我們需要若干個(gè)定時(shí)器，可51中總共才有2個(gè)，怎么辦呢？其實(shí)，只要這幾個(gè)定時(shí)的時(shí)間有一定的公約數(shù)，我們就可以用軟件定時(shí)器加以實(shí)現(xiàn)，如我要實(shí)現(xiàn)P10

35、口所接燈按1S每次，而P11口所接燈按2S每次閃爍，怎么實(shí)現(xiàn)呢？對(duì)了我們用兩個(gè)計(jì)數(shù)器，一個(gè)在它計(jì)到20時(shí)，取反P10，并清零，就如上面所示，另一個(gè)計(jì)到40取反P11，然后清0，不就行了嗎？這部份的程序如下ORG 0000HAJMP STARTORG 000BH ;定時(shí)器0的中斷向量地址AJMP TIME0 ;跳轉(zhuǎn)到真正的定時(shí)器程序處ORG 30HSTART:MOV P1,#0FFH ;關(guān)所 燈MOV 30H,#00H ;軟件計(jì)數(shù)器預(yù)清0MOV TMOD,#00000001B ;定時(shí)/計(jì)數(shù)器0工作于方式1MOV TH0,#3CH MOV TL0,#0B0H ;即數(shù)15536SETB EA ;開總

36、中斷允許SETB ET0 ;開定時(shí)/計(jì)數(shù)器0允許SETB TR0 ;定時(shí)/計(jì)數(shù)器0開始運(yùn)行LOOP: AJMP LOOP ;真正工作時(shí),這里可寫任意程序TIME0: ;定時(shí)器0的中斷處理程序PUSH ACCPUSH PSW ;將PSW和ACC推入堆棧保護(hù)INC 30HINC 31H ;兩個(gè)計(jì)數(shù)器都加1MOV A,30HCJNE A,#20,T_NEXT ;30H單元中的值到了20了嗎?T_L1: CPL P1.0 ;到了,取反P10MOV 30H,#0 ;清軟件計(jì)數(shù)器T_NEXT:MOV A,31HCJNE A,#40,T_RET ;31h單元中的值到40了嗎?T_L2:CPL P1.1MOV

37、 31H,#0 ;到了,取反P11,清計(jì)數(shù)器,返回T_RET:MOV TH0,#15HMOV TL0,#9FH ;重置定時(shí)常數(shù)POP PSWPOP ACCRETIEND程序一下載 代碼下載 程序二下載 代碼下載 程序三下載 代碼下載 程序四下載 代碼下載您能用定時(shí)器的方法實(shí)現(xiàn)前面講的流水燈嗎？試試看。定時(shí)/計(jì)數(shù)器實(shí)驗(yàn)2前面我們做了定時(shí)器的實(shí)驗(yàn)，現(xiàn)在來看一看計(jì)數(shù)實(shí)驗(yàn)，在工作中計(jì)數(shù)通常會(huì)有兩種要求：第一、將計(jì)數(shù)的值顯示出來，第二、計(jì)數(shù)值到一定程度即中斷報(bào)警。第一種如各種計(jì)數(shù)器、里程表，第二種如前面例中講到的生產(chǎn)線上的計(jì)數(shù)。先看第一種吧。我們的硬件中是這樣連線的：324構(gòu)成的振蕩器連到定時(shí)/計(jì)數(shù)器1

38、的外部引腳T1上面，我們就利用這個(gè)來做一個(gè)計(jì)數(shù)實(shí)驗(yàn)，要將計(jì)數(shù)的值顯示出來，當(dāng)然最好用數(shù)碼管了，可我們還沒講到這一部份，為了避免把問題復(fù)雜化，我們用P1口的8個(gè)LED來顯示計(jì)到的數(shù)據(jù)。程序如下：ORG 0000H AJMP START ORG 30H START: MOV SP,#5FH MOV TMOD,#01000000B ;定時(shí)/計(jì)數(shù)器1作計(jì)數(shù)用,0不用全置0 SETB TR1 ;啟動(dòng)計(jì)數(shù)器1開始運(yùn)行. LOOP: MOV A,TL0 MOV P1,A AJMP LOOPEND 在硬件上用線將324的輸出與T1連通(印板上有焊盤)運(yùn)行這種程序，注意將板按正確的位置放置（LM324放在左手邊

39、，LED排列是按從高位到低們排列）看到什么？隨著324后接的LED的閃爍，單片機(jī)的8只LED也在不斷變化，注意觀察，是不是按二進(jìn)制：00000000000000010000001000000011。這樣的順序在變呢？這就對(duì)了，這就是TL0中的數(shù)據(jù)。程序二：ORG 0000H AJMP START ORG 001BH AJMP TIMER1 ;定時(shí)器1的中斷處理ORG 30H START: MOV SP,#5FH MOV TMOD,#01010000B ;定時(shí)/計(jì)數(shù)器1作計(jì)數(shù)用,模式1,0不用全置0 MOV TH1,#0FFH MOV TL1,#0FAH ;預(yù)置值,要求每計(jì)到6個(gè)脈沖即為一個(gè)事件

40、 SETB EASETB ET1 ;開總中斷和定時(shí)器1中斷允許 SETB TR1 ;啟動(dòng)計(jì)數(shù)器1開始運(yùn)行. AJMP $ TIMER1: PUSH ACC PUSH PSW CPL P1.0 ;計(jì)數(shù)值到,即取反P1.0 MOV TH1,#0FFH MOV TL1,#0FAH ;重置計(jì)數(shù)初值POP PSW POP ACC RETI END 上面這個(gè)程序完成的工作很簡(jiǎn)單，就是在每6個(gè)脈沖到來后取反一次P1。0，因此實(shí)驗(yàn)的結(jié)果應(yīng)當(dāng)是：LM324后接的LED亮、滅6次，則P1。0口所接LED亮或滅一次。這實(shí)際就是我們上面講的計(jì)數(shù)器的第二種應(yīng)用。程序三：外部中斷實(shí)驗(yàn)ORG 0000H AJMP STAR

41、T ORG 0003H ;外部中斷地直入口 AJMP INT0 ORG 30H START: MOV SP,#5FH MOV P1,#0FFH ;燈全滅 MOV P3,#0FFH ;P3口置高電平 SETB EA SETB EX0 AJMP $ INT0: PUSH ACC PUSH PSW CPL P1.0 POP PSW POP ACC RETI END 本程序的功能很簡(jiǎn)單，按一次按鍵1（接在12引腳上的）就引發(fā)一次中斷0，取反一次P1。0，因此理論上按一下燈亮，按一下燈滅，但在實(shí)際做實(shí)驗(yàn)時(shí)，可能會(huì)發(fā)覺有時(shí)不“靈”，按了它沒反應(yīng)，但在大部份時(shí)候是對(duì)的，這是怎么回事呢？我們?cè)谥v解鍵盤時(shí)再作解

42、釋，這個(gè)程序本身是沒有問題的。程序1下載 程序1代碼 程序2下載 程序2代碼 程序3下載 程序3代碼串行接口1. 概述 1. 串行接口的一般概念 單片機(jī)與外界進(jìn)行信息交換稱之為通訊。 8051單片機(jī)的通訊方式有兩種：并行通訊:數(shù)據(jù)的各位同時(shí)發(fā)送或接收。串行通訊:數(shù)據(jù)一位一位順序發(fā)送或接收。參看下圖：串行通訊的方式：1. 異步通訊：它用一個(gè)起始位表示字符的開始，用停止位表示字符的結(jié)束。其每幀的格式如下： 在一幀格式中，先是一個(gè)起始位0，然后是8個(gè)數(shù)據(jù)位，規(guī)定低位在前，高位在后，接下來是奇偶校驗(yàn)位（可以省略），最后是停止位1。用這種格式表示字符，則字符可以一個(gè)接一個(gè)地傳送。在異步通訊中，CPU與外

43、設(shè)之間必須有兩項(xiàng)規(guī)定，即字符格式和波特率。字符格式的規(guī)定是雙方能夠在對(duì)同一種0和1的串理解成同一種意義。原則上字符格式可以由通訊的雙方自由制定，但從通用、方便的角度出發(fā)，一般還是使用一些標(biāo)準(zhǔn)為好，如采用ASCII標(biāo)準(zhǔn)。波特率即數(shù)據(jù)傳送的速率，其定義是每秒鐘傳送的二進(jìn)制數(shù)的位數(shù)。例如，數(shù)據(jù)傳送的速率是120字符/s，而每個(gè)字符如上述規(guī)定包含10數(shù)位，則傳送波特率為1200波特。2. 同步通訊：在同步通訊中，每個(gè)字符要用起始位和停止位作為字符開始和結(jié)束的標(biāo)志，占用了時(shí)間；所以在數(shù)據(jù)塊傳遞時(shí)，為了提高速度，常去掉這些標(biāo)志，采用同步傳送。由于數(shù)據(jù)塊傳遞開始要用同步字符來指示，同時(shí)要求由時(shí)鐘來實(shí)現(xiàn)發(fā)送端

44、與接收端之間的同步，故硬件較復(fù)雜。 3. 通訊方向：在串行通訊中，把通訊接口只能發(fā)送或接收的單向傳送方法叫單工傳送；而把數(shù)據(jù)在甲乙兩機(jī)之間的雙向傳遞，稱之為雙工傳送。在雙工傳送方式中又分為半雙工傳送和全雙工傳送。半雙工傳送是兩機(jī)之間不能同時(shí)進(jìn)行發(fā)送和接收，任一時(shí)該，只能發(fā)或者只能收信息。 28051單片機(jī)的串行接口結(jié)構(gòu)8051串行接口是一個(gè)可編程的全雙工串行通訊接口。它可用作異步通訊方式（UART），與串行傳送信息的外部設(shè)備相連接，或用于通過標(biāo)準(zhǔn)異步通訊協(xié)議進(jìn)行全雙工的8051多機(jī)系統(tǒng)也可以通過同步方式，使用TTL或CMOS移位寄存器來擴(kuò)充I/O口。8051單片機(jī)通過引腳RXD（P3.0，串行

45、數(shù)據(jù)接收端）和引腳TXD（P3.1，串行數(shù)據(jù)發(fā)送端）與外界通訊。SBUF是串行口緩沖寄存器，包括發(fā)送寄存器和接收寄存器。它們有相同名字和地址空間，但不會(huì)出現(xiàn)沖突，因?yàn)樗鼈儍蓚€(gè)一個(gè)只能被CPU讀出數(shù)據(jù)，一個(gè)只能被CPU寫入數(shù)據(jù)。1. 串行口的控制與狀態(tài)寄存器 1. 串行口控制寄存器SCON 它用于定義串行口的工作方式及實(shí)施接收和發(fā)送控制。字節(jié)地址為98H，其各位定義如下表：D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 SM0 SM1 SM2 REN TB8 RB8 TI RI SM0、SM1：串行口工作方式選擇位，其定義如下：SM0、SM1 工作方式 功能描述 波特率 0 0 方式0 8位移位

46、寄存器 Fosc/12 0 1 方式1 10位UART 可變 1 0 方式2 11位UART Fosc/64或fosc/32 1 1 方式3 11位UART 可變 其中fosc為晶振頻率SM2：多機(jī)通訊控制位。在方式0時(shí)，SM2一定要等于0。在方式1中，當(dāng)（SM2）=1則只有接收到有效停止位時(shí)，RI才置1。在方式2或方式3當(dāng)（SM2）=1且接收到的第九位數(shù)據(jù)RB8=0時(shí)，RI才置1。REN：接收允許控制位。由軟件置位以允許接收，又由軟件清0來禁止接收。TB8: 是要發(fā)送數(shù)據(jù)的第9位。在方式2或方式3中，要發(fā)送的第9位數(shù)據(jù)，根據(jù)需要由軟件置1或清0。例如，可約定作為奇偶校驗(yàn)位，或在多機(jī)通訊中作為

47、區(qū)別地址幀或數(shù)據(jù)幀的標(biāo)志位。RB8：接收到的數(shù)據(jù)的第9位。在方式0中不使用RB8。在方式1中，若（SM2）=0，RB8為接收到的停止位。在方式2或方式3中，RB8為接收到的第9位數(shù)據(jù)。TI： 發(fā)送中斷標(biāo)志。在方式0中，第8位發(fā)送結(jié)束時(shí)，由硬件置位。在其它方式的發(fā)送停止位前，由硬件置位。TI置位既表示一幀信息發(fā)送結(jié)束，同時(shí)也是申請(qǐng)中斷，可根據(jù)需要，用軟件查詢的方法獲得數(shù)據(jù)已發(fā)送完畢的信息，或用中斷的方式來發(fā)送下一個(gè)數(shù)據(jù)。TI必須用軟件清0。RI： 接收中斷標(biāo)志位。在方式0，當(dāng)接收完第8位數(shù)據(jù)后，由硬件置位。在其它方式中，在接收到停止位的中間時(shí)刻由硬件置位（例外情況見于SM2的說明）。RI置位表示

48、一幀數(shù)據(jù)接收完畢，可用查詢的方法獲知或者用中斷的方法獲知。RI也必須用軟件清0。2. 特殊功能寄存器PCON PCON是為了在CHMOS的80C51單片機(jī)上實(shí)現(xiàn)電源控制而附加的。其中最高位是SMOD。1. 串行口的工作方式 8051單片機(jī)的全雙工串行口可編程為4種工作方式，現(xiàn)分述如下：1. 方式0為移位寄存器輸入/輸出方式。可外接移位寄存器以擴(kuò)展I/O口，也可以外接同步輸入/輸出設(shè)備。8位串行數(shù)據(jù)者是從RXD輸入或輸出，TXD用來輸出同步脈沖。 1. 輸出 串行數(shù)據(jù)從RXD引腳輸出，TXD引腳輸出移位脈沖。CPU將數(shù)據(jù)寫入發(fā)送寄存器時(shí)，立即啟動(dòng)發(fā)送，將8位數(shù)據(jù)以fos/12的固定波特率從RXD

49、輸出，低位在前，高位在后。發(fā)送完一幀數(shù)據(jù)后，發(fā)送中斷標(biāo)志TI由硬件置位。 2. 輸入 當(dāng)串行口以方式0接收時(shí)，先置位允許接收控制位REN。此時(shí)，RXD為串行數(shù)據(jù)輸入端，TXD仍為同步脈沖移位輸出端。當(dāng)（RI）=0和（REN）=1同時(shí)滿足時(shí)，開始接收。當(dāng)接收到第8位數(shù)據(jù)時(shí)，將數(shù)據(jù)移入接收寄存器，并由硬件置位RI。 下面兩圖分別是方式0擴(kuò)展輸出和輸入的接線圖。 1. 方式1為波特率可變的10位異步通訊接口方式。發(fā)送或接收一幀信息，包括1個(gè)起始位0，8個(gè)數(shù)據(jù)位和1個(gè)停止位1。 1. 輸出 當(dāng)CPU執(zhí)行一條指令將數(shù)據(jù)寫入發(fā)送緩沖SBUF時(shí)，就啟動(dòng)發(fā)送。串行數(shù)據(jù)從TXD引腳輸出，發(fā)送完一幀數(shù)據(jù)后，就由硬

50、件置位TI。 2. 輸入 在（REN）=1時(shí)，串行口采樣RXD引腳，當(dāng)采樣到1至0的跳變時(shí)，確認(rèn)是開始位0，就開始接收一幀數(shù)據(jù)。只有當(dāng)（RI）=0且停止位為1或者（SM2）=0時(shí)，停止位才進(jìn)入RB8，8位數(shù)據(jù)才能進(jìn)入接收寄存器，并由硬件置位中斷標(biāo)志RI；否則信息丟失。所以在方式1接收時(shí)，應(yīng)先用軟件清零RI和SM2標(biāo)志。 1. 方式2 方式月為固定波特率的11位UART方式。它比方式1增加了一位可程控為1或0的第9位數(shù)據(jù)。1. 輸出: 發(fā)送的串行數(shù)據(jù)由TXD端輸出一幀信息為11位，附加的第9位來自SCON寄存器的TB8位，用軟件置位或復(fù)位。它可作為多機(jī)通訊中地址/數(shù)據(jù)信息的標(biāo)志位，也可以作為數(shù)據(jù)

51、的奇偶校驗(yàn)位。當(dāng)CPU執(zhí)行一條數(shù)據(jù)寫入SUBF的指令時(shí)，就啟動(dòng)發(fā)送器發(fā)送。發(fā)送一幀信息后，置位中斷標(biāo)志TI。 2. 輸入: 在（REN）=1時(shí)，串行口采樣RXD引腳，當(dāng)采樣到1至0的跳變時(shí)，確認(rèn)是開始位0，就開始接收一幀數(shù)據(jù)。在接收到附加的第9位數(shù)據(jù)后，當(dāng)（RI）=0或者（SM2）=0時(shí)，第9位數(shù)據(jù)才進(jìn)入RB8，8位數(shù)據(jù)才能進(jìn)入接收寄存器，并由硬件置位中斷標(biāo)志RI；否則信息丟失。且不置位RI。再過一位時(shí)間后，不管上述條件時(shí)否滿足，接收電路即行復(fù)位，并重新檢測(cè)RXD上從1到0的跳變。 1. 工作方式3 方式3為波特率可變的11位UART方式。除波特率外，其余與方式2相同。1. 波特率選擇 如前所

52、述，在串行通訊中，收發(fā)雙方的數(shù)據(jù)傳送率（波特率）要有一定的約定。在8051串行口的四種工作方式中，方式0和2的波特率是固定的，而方式1和3的波特率是可變的，由定時(shí)器T1的溢出率控制。1. 方式0 方式0的波特率固定為主振頻率的1/12。2. 方式2 方式2的波特率由PCON中的選擇位SMOD來決定，可由下式表示：波特率=2的SMOD次方除以64再乘一個(gè)fosc，也就是當(dāng)SMOD=1時(shí)，波特率為1/32fosc，當(dāng)SMOD=0時(shí)，波特率為1/64fosc3方式1和方式3定時(shí)器T1作為波特率發(fā)生器，其公式如下：波特率=定時(shí)器T1溢出率 T1溢出率= T1計(jì)數(shù)率/產(chǎn)生溢出所需的周期數(shù)式中T1計(jì)數(shù)率取

53、決于它工作在定時(shí)器狀態(tài)還是計(jì)數(shù)器狀態(tài)。當(dāng)工作于定時(shí)器狀態(tài)時(shí)，T1計(jì)數(shù)率為fosc/12;當(dāng)工作于計(jì)數(shù)器狀態(tài)時(shí)，T1計(jì)數(shù)率為外部輸入頻率，此頻率應(yīng)小于fosc/24。產(chǎn)生溢出所需周期與定時(shí)器T1的工作方式、T1的預(yù)置值有關(guān)。定時(shí)器T1工作于方式0：溢出所需周期數(shù)=8192-x 定時(shí)器T1工作于方式1：溢出所需周期數(shù)=65536-x定時(shí)器T1工作于方式2：溢出所需周期數(shù)=256-x因?yàn)榉绞?為自動(dòng)重裝入初值的8位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器模式，所以用它來做波特率發(fā)生器最恰當(dāng)。當(dāng)時(shí)鐘頻率選用11.0592MHZ時(shí)，取易獲得標(biāo)準(zhǔn)的波特率，所以很多單片機(jī)系統(tǒng)選用這個(gè)看起來“怪”的晶振就是這個(gè)道理。下表列出了定時(shí)器T

54、1工作于方式2常用波特率及初值。常用波特率Fosc(MHZ)SMODTH1初值1920011.05921FDH960011.05920FDH480011.05920FAH240011.05920F4h120011.05920E8h串行口應(yīng)用編程實(shí)例1 串口方式0應(yīng)用編程 8051單片機(jī)串行口方式0為移位寄存器方式，外接一個(gè)串入并出的移位寄存器，就可以擴(kuò)展一個(gè)并行口。例：用8051串行口外接CD4094擴(kuò)展8位并行輸出口，如圖所示，8位并行口的各位都接一個(gè)發(fā)光二極管，要求發(fā)光管呈流水燈狀態(tài)。 串行口方式0的數(shù)據(jù)傳送可采用中斷方式，也可采用查詢方式，無論哪種方式，都要借助于TI或RI標(biāo)志。串行發(fā)送

55、時(shí)，可以靠TI置位（發(fā)完一幀數(shù)據(jù)后）引起中斷申請(qǐng)，在中斷服務(wù)程序中發(fā)送下一幀數(shù)據(jù)，或者通過查詢TI的狀態(tài)，只要TI為0就繼續(xù)查詢，TI為1就結(jié)束查詢，發(fā)送下一幀數(shù)據(jù)。在串行接收時(shí)，則由RI引起中斷或?qū)I查詢來確定何時(shí)接收下一幀數(shù)據(jù)。無論采用什么方式，在開始通訊之前，都要先對(duì)控制寄存器SCON進(jìn)行初始化。在方式0中將，將00H送SCON就可以了。 ORG 2000H START: MOV SCON,#00H ;置串行口工作方式0 MOV A,#80H ;最高位燈先亮 CLR P1.0 ;關(guān)閉并行輸出（避象傳輸過程中，各LED的暗紅現(xiàn)象）OUT0: MOV SBUF,A ;開始串行輸出 OUT1

56、: JNB TI,OUT1 ;輸出完否 CLR TI ;完了，清TI標(biāo)志，以備下次發(fā)送 SETB P1.0 ;打開并行口輸出 ACALL DELAY ;延時(shí)一段時(shí)間 RR A ;循環(huán)右移 CLR P1.0 ;關(guān)閉并行輸出 JMP OUT0 ;循環(huán) 說明：DELAY延時(shí)子程序可以用前面我們講P1口流水燈時(shí)用的延時(shí)子程序，這里就不給出了。 二、異步通訊org 0000HAJMP STARTORG 30HSTART: mov SP,#5fh ;mov TMOD,#20h ;T1: 工作模式2mov PCON,#80h ;SMOD=1mov TH1,#0FDH ;初始化波特率（參見表）mov SCON,#50h ;Standard UART settingsMOV R0,#0