單片機課件 專題7

1、本章重點討論本章重點討論MCS-51MCS-51單片機內(nèi)部的資源的原理及其應用單片機內(nèi)部的資源的原理及其應用 并行并行I/OI/O口口 定時器定時器/ /計數(shù)器計數(shù)器 串行串行I/O I/O 口口基本要求：基本要求： 掌握掌握 P0P3P0P3的特性及其應用的特性及其應用 掌握掌握T/CT/C的原理、工作方式、程序設計方法及應用的原理、工作方式、程序設計方法及應用 學會綜合運用學會綜合運用 了解串行口的原理、制式了解串行口的原理、制式6 63 MCS-513 MCS-51串行串行I/OI/O口及串行通信口及串行通信 第六章第六章 MCS-51MCS-51內(nèi)部的內(nèi)部的I/OI/O口、定時器及其應

2、用口、定時器及其應用6. 1 MCS-516. 1 MCS-51內(nèi)部的并行內(nèi)部的并行I/OI/O口及應用口及應用6 62 MCS-512 MCS-51的定時器的定時器/ /計數(shù)器計數(shù)器6.1 MCS-516.1 MCS-51內(nèi)部的內(nèi)部的并行并行I/OI/O口及應用口及應用6 63 31 1 串行通信串行通信基礎知識基礎知識一、并行通信與一、并行通信與串行通信串行通信二、異步通信和二、異步通信和同步通信同步通信 8051 8051單片機內(nèi)部有四個單片機內(nèi)部有四個8 8位并行位并行I/OI/O口：口： P0P0、P1P1、P2P2和和P3P3 P0P0P3P3這這4 4個并行個并行I/OI/O口都

3、可以作準雙向通用口都可以作準雙向通用I/OI/O口口 P0P0、P2P2和和P3P3口還有復用的第二功能口還有復用的第二功能 每個口都包含：每個口都包含： 一個（一個（8 8位）鎖存器（即特殊功能寄存器位）鎖存器（即特殊功能寄存器P0P0P3P3） 一個輸出驅(qū)動器一個輸出驅(qū)動器 和兩個三態(tài)緩沖器和兩個三態(tài)緩沖器 6.1 MCS-516.1 MCS-51內(nèi)部的并行內(nèi)部的并行I/OI/O口及應用口及應用 6.1.1 P0 6.1.1 P0口口 當外部擴展存儲器或當外部擴展存儲器或I/O口時，由口時，由EA、PC指指針從外部程序存儲器取指令碼、執(zhí)行指令針從外部程序存儲器取指令碼、執(zhí)行指令MOVC、M

4、OVX時，控制信號時，控制信號=1,使使MUX與反向器與反向器3連通，連通，作分時地址作分時地址/數(shù)據(jù)總線。數(shù)據(jù)總線。6.1.2 P16.1.2 P1口口 功能：功能： P1P1口作通用口作通用I/OI/O口口 P1P1口也是一個口也是一個“準雙向準雙向”口，作輸入口時要先將輸出口，作輸入口時要先將輸出驅(qū)動管截止。驅(qū)動管截止。 即先執(zhí)行一條指令即先執(zhí)行一條指令 MOV P1,#0FFHMOV P1,#0FFH內(nèi)部結(jié)構(gòu)：內(nèi)部結(jié)構(gòu)：如圖所示如圖所示6.1.3 P2口 6.1.4 P6.1.4 P3口口 功能：功能： 第二輸出功能端第二輸出功能端=1:=1: P3 P3口用作通用口用作通用I/OI/

5、O口口 P3 P3口用作第二功能口用作第二功能 三根第二功能輸出引腳三根第二功能輸出引腳 TXDTXD、WRWR和和RDRD 五根第二功能輸入引腳五根第二功能輸入引腳 INT0INT0、INT1INT1、 T0T0、T1 T1 和和RXD RXD 內(nèi)部結(jié)構(gòu)內(nèi)部結(jié)構(gòu) : :如圖所示如圖所示 Q（2 2）位操作指令）位操作指令 同理，必須先寫一條同理，必須先寫一條SETB PX.YSETB PX.Y或能對所讀口或能對所讀口位的位的D D鎖存器寫入鎖存器寫入“1”1”的指令，在其后再緊跟如下指的指令，在其后再緊跟如下指令。令。 MOV C, PX.YMOV C, PX.Y ANL C ANL C，P

6、X.YPX.Y ORL C ORL C，PX.YPX.Y JNB PX.Y JNB PX.Y，relrel JB PX.Y JB PX.Y，relrel P0P0、P2P2、P3P3口復用作片外擴展系統(tǒng)的系統(tǒng)總線口復用作片外擴展系統(tǒng)的系統(tǒng)總線 (1)(1) 無條件輸入無條件輸入/ /輸出程序輸出程序 (2)(2) 查詢輸入查詢輸入/ /輸出程序輸出程序 (3)(3) 中斷輸入中斷輸入/ /輸出程序輸出程序 三、直接輸入三、直接輸入/ /輸出輸出 (2) (2) 查詢輸入查詢輸入/ /輸出程序輸出程序 讀入讀入P3.0引腳上的開關(guān)引腳上的開關(guān)K4的預置狀態(tài)的預置狀態(tài),若若P3.0=1，則驅(qū)動則驅(qū)

7、動P1.7輸出使輸出使LED3閃亮一段時間；否則，查詢等閃亮一段時間；否則，查詢等待。參考程序如下：待。參考程序如下： ORG 0200H MAIN3: MOV SP，#60H SETB P1.7 WAIT: JNB P3.0,WAIT MOV R7,#0FH LOOP: CPL P1.7 ACALL DLY DJNZ R7,LOOP SJMP WAIT END6 62 MCS-512 MCS-51的定時器的定時器/ /計數(shù)器計數(shù)器 在單片機實時應用系統(tǒng)中，需要定時和對外部事件計數(shù)的功能在單片機實時應用系統(tǒng)中，需要定時和對外部事件計數(shù)的功能 。定時定時：對周期已知的脈沖信號計數(shù)對周期已知的脈沖

8、信號計數(shù)計數(shù)：計數(shù)：對外部事件計數(shù)，對周期未知的外來脈沖信號計數(shù)對外部事件計數(shù)，對周期未知的外來脈沖信號計數(shù)定時方法：定時方法： 采用軟件延時占用采用軟件延時占用CPU的時間，降低了的時間，降低了CPU的使用效率；的使用效率；定時或計數(shù)方法：定時或計數(shù)方法： 采用專門的硬件電路，參數(shù)調(diào)節(jié)不便；采用專門的硬件電路，參數(shù)調(diào)節(jié)不便； 采用可編程的定時器采用可編程的定時器/計數(shù)器是最好的方法。計數(shù)器是最好的方法。 可以方便靈活地修改定時或計數(shù)的參數(shù)或方式可以方便靈活地修改定時或計數(shù)的參數(shù)或方式 與與CPU并行工作，大大提高了并行工作，大大提高了CPU的工作效的工作效 6.2.1 6.2.1 定時器定時

9、器/ /計數(shù)器的組成計數(shù)器的組成 Timer/ Counter MCS-51 MCS-51單片機內(nèi)部有二單片機內(nèi)部有二個個1616位的可編程的定時器位的可編程的定時器/ /計數(shù)器：計數(shù)器： 定時器定時器/ /計數(shù)器計數(shù)器0 0（T/C0T/C0） 定時器定時器/ /計數(shù)器計數(shù)器1 1（T/C1T/C1） 它們都有定時和對外部它們都有定時和對外部事件計數(shù)的功能，可用于定事件計數(shù)的功能，可用于定時控制、延時、對外部事件時控制、延時、對外部事件檢測和計數(shù)等場合檢測和計數(shù)等場合. . 結(jié)構(gòu)組成：結(jié)構(gòu)組成： T/C0由兩個由兩個8位的位的TH0（8CH）和）和TL0（8AH）組成）組成 T/C1由由TH

10、1（8DH）和）和TL1（8BH）組成）組成軟件設置：軟件設置： 計數(shù)初值：計數(shù)初值： 對對TH1、TL1 、TH0、和、和TL0的初始化編程的初始化編程 工作方式：工作方式： 通過通過TMOD和和 TCON對每個對每個T/C設置定時或計數(shù)設置定時或計數(shù)特殊功能寄存器特殊功能寄存器 TMOD(Timer Mode Register) TCON(Timer Control Register ) THx 存放計數(shù)初值的高存放計數(shù)初值的高8位位 TLx 存放計數(shù)初值的低存放計數(shù)初值的低8位位定時器定時器/ /計數(shù)器（計數(shù)器（T/C0T/C0和和T/C1T/C1）的組成）的組成T/C0T/C0和和T/

11、C1T/C1都是都是1616位的位的加加1 1計數(shù)器計數(shù)器方式方式0 0方式方式1 1方式方式2 2方式方式3 3TH0TH0TL0TL0TH1TH1TL1TL1 2、 計數(shù)方式計數(shù)方式 T/C計數(shù)來自引腳計數(shù)來自引腳T0（P3.4）和和T1(P3.5)的外部脈沖信號的的外部脈沖信號的個數(shù)。個數(shù)。 輸入脈沖由輸入脈沖由1變變0的下降沿的下降沿時，計數(shù)器的值增加時，計數(shù)器的值增加1直到回直到回零產(chǎn)生溢出中斷零產(chǎn)生溢出中斷,表示計數(shù)已達表示計數(shù)已達預期個數(shù)。預期個數(shù)。 最高計數(shù)頻率為振蕩頻率最高計數(shù)頻率為振蕩頻率的的1/241/24。 即計數(shù)周期即計數(shù)周期=2=2機器周期機器周期。 由軟件把控制字

12、寫入由軟件把控制字寫入TCON和和TMOD，用來設置，用來設置T/C0和和T/C1的工作方式和控制功能。的工作方式和控制功能。 當當8051系統(tǒng)復位時，系統(tǒng)復位時，TCON和和TMOD所有位都被清所有位都被清0。 一、工作模式寄存器一、工作模式寄存器TMOD（89H） TMOD用于控制用于控制T/C0和和T/C1的工作模式，其各位的定義的工作模式，其各位的定義格式如下：格式如下： 其中，低其中，低4位用于位用于T/C0，高，高4位用于位用于T/C1。各位功能如下：。各位功能如下： 1M1和和M0 工作方式選擇位工作方式選擇位這兩位可形成四種編碼，對應四種工作方式：這兩位可形成四種編碼，對應四種

13、工作方式： M1 M0 方式方式 功功 能能 描描 述述 0 0 0 為為13位定時器位定時器/計數(shù)器計數(shù)器,TL存放低存放低5位位,TH存高存高8位位 0 1 1 為為16位定時器位定時器/計數(shù)器計數(shù)器 1 0 2 常數(shù)自動裝入常數(shù)自動裝入8位定時器位定時器/計數(shù)器計數(shù)器 1 1 3 僅適于僅適于T/C0,兩個兩個8位定時器位定時器/計數(shù)器計數(shù)器2 C/T 計數(shù)計數(shù)/定時選擇位定時選擇位 C/T 0, 設為定時方式，對機器周期計數(shù)；設為定時方式，對機器周期計數(shù)； C/T 1，設為計數(shù)方式，對來自，設為計數(shù)方式，對來自T0或或T1引腳的外來脈沖計數(shù)。引腳的外來脈沖計數(shù)。 3GATE 門控位（控

14、制啟動方式）門控位（控制啟動方式） GATE0時，時，T/C的啟動只要用軟件使的啟動只要用軟件使TR0（或（或TR1）置）置1即可，而不管即可，而不管/INT0（或（或/INT1）的電平是高還是低。）的電平是高還是低。 GATE1時，只有時，只有/INT0(或或/INT1）引腳為高電平且由軟）引腳為高電平且由軟件使件使TR0（或（或TR1）置）置1時，才啟動時，才啟動T/C工作。工作。 也就是也就是T/C的啟動受雙重控制。的啟動受雙重控制。注意：注意：TMOD不能位尋址，只能由字節(jié)設置不能位尋址，只能由字節(jié)設置T/C的工作方式，的工作方式， 低半字節(jié)設定低半字節(jié)設定T/C0，高半字節(jié)設定，高半

15、字節(jié)設定T/C1。 。 16213282 。 132 ORG 0000H AJMP MAIN ； 轉(zhuǎn)到主程序轉(zhuǎn)到主程序MAIN ORG 000BH AJMP TC0S ； 轉(zhuǎn)到轉(zhuǎn)到T/C0的中斷服務程序的中斷服務程序TC0S主程序：主程序： ORG 1000H MAIN： MOV SP，#6FH MOV TMOD ，#00H ；置；置T/C0為方式為方式0，定時。，定時。 MOV TH0，#0E0H ；送計數(shù)初值；送計數(shù)初值 MOV TL0，#18H SETB ET0 ；T/C0允許中斷允許中斷 SETB EA ；CPU開中斷開中斷 SETB TR0 ；啟動；啟動T/C0定時定時 HERE：

16、SJMP HERE ；等待中斷；等待中斷中斷服務程序：中斷服務程序： ORG 1200H TC0S： MOV TH0，#0E0H ；重新裝入計數(shù)初值；重新裝入計數(shù)初值 MOV TL0，#18H CPL P1.0 ；輸出方波；輸出方波 RETI ；中斷返回；中斷返回 END例例6-5 利用利用GATE門控位門控位測量從測量從INT1引腳輸入的正脈沖寬度。引腳輸入的正脈沖寬度。解：解：1. 確定工作方式確定工作方式 (1(1）送方式控制字）送方式控制字（TMOD）1001 0000B90H ； T/C1定時，方式定時，方式1 ，GATE1 。(2(2）計算初值）計算初值 由于被測正脈沖寬度未知，由

17、于被測正脈沖寬度未知， 假設寬度假設寬度= 65.536ms，fosc12MHz ，則：，則： 計數(shù)個數(shù)：計數(shù)個數(shù)：X65536（最大）（最大） 定時初值：定時初值：C65536-X65536-655360， （TH1）00H，（，（TL1）00H。 對對P3.3(INT1)P3.3(INT1)引腳輸入的脈沖采用查詢的方法。引腳輸入的脈沖采用查詢的方法。 ) 被測脈寬被測脈寬 置置1 TR1 TH1TL1從從0開始計數(shù)開始計數(shù) 清清0 TR1,停止停止T/C1計數(shù)計數(shù)圖圖6-12 脈沖測試原理脈沖測試原理 ORG 0000HMAIN：MOV SP,#6F MOV TMOD，#90H MOV T

18、L1，#00H MOV TH1，#00HLOOP：JB P3.3,LOOP SETB TR1LOOP1:JNB P3.3,LOOP1LOOP2:JB P3.3,LOOP2 CLR TR1 MOV 30H,TL1 MOV 31H,TH1 . ACALL Calc ；計算子程序略；計算子程序略 ACALL DIR ；顯示子程序略；顯示子程序略 SJMP $ END ORG 0000H AJMP MAIN ORG 000BH AJMP T0S ORG 001BH AJMP T1SMAIN: MOV SP,#60H MOV TMOD,#61H MOV TH1,#0FBH MOV TL1,#0FBH MOV TH0,#3CH MOV TL0,#0B0H MOV R2,#00H MOV IE,#10001010B SETB TR0 CLR P1.0 SETB TR1 CLR P1.7 SJMP $T0S: MOV TH0,#3CH