[信息與通信]第6章單片機(jī)ppt課件

1、第第6 6章章 單片機(jī)內(nèi)部計(jì)數(shù)單片機(jī)內(nèi)部計(jì)數(shù)/ / 定時(shí)器及串行接口定時(shí)器及串行接口 一、一、 構(gòu)造及工作原理構(gòu)造及工作原理6.1 MCS-51 MCS-51 計(jì)數(shù)計(jì)數(shù)/ /定時(shí)器的構(gòu)造、原理及應(yīng)用定時(shí)器的構(gòu)造、原理及應(yīng)用定時(shí)定時(shí)/計(jì)數(shù)器的構(gòu)造及工作原理計(jì)數(shù)器的構(gòu)造及工作原理 MCS-51單片機(jī)的定時(shí)單片機(jī)的定時(shí)/計(jì)數(shù)器以下簡稱計(jì)數(shù)器以下簡稱T/C的構(gòu)造如下圖。的構(gòu)造如下圖。 圖圖 定時(shí)定時(shí)/計(jì)數(shù)器與計(jì)數(shù)器與TMOD、TCON的構(gòu)造框圖的構(gòu)造框圖 二、定時(shí)器的控制字二、定時(shí)器的控制字1、 定時(shí)器定時(shí)器/計(jì)數(shù)器的方式存放器計(jì)數(shù)器的方式存放器TMOD 圖圖 TMOD各位定義各位定義 1M1M0工作

2、方式控制位工作方式控制位 表表 工作方式選擇表工作方式選擇表 M1 M0 方方式式說說 明明0 0013 位定時(shí)器位定時(shí)器TH的的 8 位和位和TL的低的低 5 位位 0 1116 位定時(shí)器位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)器 1 02自動(dòng)重裝入初值的自動(dòng)重裝入初值的 8 位計(jì)數(shù)器位計(jì)數(shù)器 1 13 T0 分成兩個(gè)獨(dú)立的分成兩個(gè)獨(dú)立的 8 位計(jì)數(shù)器位計(jì)數(shù)器, T1 在方在方式式 3 時(shí)停頓工作時(shí)停頓工作 2 C/T 定時(shí)器方式或計(jì)數(shù)器方式選擇位定時(shí)器方式或計(jì)數(shù)器方式選擇位 假設(shè)假設(shè)C/T=1時(shí)時(shí), 為計(jì)數(shù)器方式為計(jì)數(shù)器方式; C/T = 0時(shí)時(shí), 為定時(shí)器方為定時(shí)器方式式。 3 GATE 運(yùn)行門控位運(yùn)行門控

3、位 2、 控制存放器控制存放器TCON TF1TR1TF0TR0IE1 IT1 IE0 IT0三、三、 工作方式工作方式 1、 方式方式 0 圖圖 方式 013位計(jì)數(shù)器 2、 方式方式1 圖圖 方式方式 116位計(jì)數(shù)器位計(jì)數(shù)器 1616位定時(shí)位定時(shí)/ /計(jì)數(shù)器。計(jì)數(shù)器。THx8THx8位和位和TLx8TLx8位組成位組成1616位加位加1 1計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)器3、方式、方式 2初始常數(shù)自動(dòng)重裝載初始常數(shù)自動(dòng)重裝載4、 方式方式 3兩個(gè)兩個(gè) 8 位獨(dú)立計(jì)數(shù)器位獨(dú)立計(jì)數(shù)器四、四、 定時(shí)器定時(shí)器/計(jì)數(shù)器應(yīng)用舉例計(jì)數(shù)器應(yīng)用舉例定時(shí)器初始化編程：使用定時(shí)器工作之前，先寫入控定時(shí)器初始化編程：使用定時(shí)器工作之前

4、，先寫入控 制存放器，確定好定時(shí)器工作方式。制存放器，確定好定時(shí)器工作方式。 初始化編程格式：初始化編程格式：MOV TMOD，# 方式字方式字 ；選擇方式；選擇方式MOV THx，#XH ；裝入裝入Tx時(shí)間常數(shù)時(shí)間常數(shù)MOV TLx，#XLSETB EA ；開開Tx中斷中斷SETB ETxSETB TRx ；啟動(dòng)啟動(dòng)TxTx定時(shí)器。定時(shí)器。 1、 方式方式 0 的應(yīng)用的應(yīng)用 例例1 ： 利用定時(shí)器輸出周期為利用定時(shí)器輸出周期為 2 ms的方波的方波, 設(shè)單片機(jī)晶設(shè)單片機(jī)晶振頻率為振頻率為 6 MHz。 2ms6.2 6.2 一、有關(guān)通訊的概念一、有關(guān)通訊的概念1、數(shù)據(jù)通訊的根本方式、數(shù)據(jù)通訊

5、的根本方式：并行通訊和串行通訊：并行通訊和串行通訊1并行通訊：數(shù)據(jù)各位同時(shí)進(jìn)展傳送的方式并行通訊：數(shù)據(jù)各位同時(shí)進(jìn)展傳送的方式。 2 串行通訊：數(shù)據(jù)各位按順序一位一位地傳串行通訊：數(shù)據(jù)各位按順序一位一位地傳送的通訊方式送的通訊方式 。 。2、 串行通訊中數(shù)據(jù)傳送方向串行通訊中數(shù)據(jù)傳送方向單工通訊：數(shù)據(jù)單向傳送。單工通訊：數(shù)據(jù)單向傳送。半雙工通訊：數(shù)據(jù)可分時(shí)雙向傳送半雙工通訊：數(shù)據(jù)可分時(shí)雙向傳送,兩個(gè)裝置只兩個(gè)裝置只有一條傳輸線。有一條傳輸線。 全雙工通訊：可同時(shí)進(jìn)展發(fā)送和接收全雙工通訊：可同時(shí)進(jìn)展發(fā)送和接收,兩個(gè)裝置兩個(gè)裝置只有兩條傳輸線。只有兩條傳輸線。 。3.串行通訊的根本方式串行通訊的根本

6、方式:同步通訊和異步通訊同步通訊和異步通訊1同步通訊同步通訊:2異步通訊方式異步通訊方式異步通訊常用格式：異步通訊常用格式：D0D1D2D3D4D5D6D7停止停止位位起始起始位位二、與串行口有關(guān)的特殊功能存放器二、與串行口有關(guān)的特殊功能存放器 MCS-51有有1個(gè)全雙工個(gè)全雙工異步異步串行接口，可同時(shí)進(jìn)展發(fā)送串行接口，可同時(shí)進(jìn)展發(fā)送和接收。串行接口輸入和接收。串行接口輸入/輸出引腳：輸出引腳：TXDP3.1、RXDP3.0 發(fā)送發(fā)送/接收時(shí)，數(shù)據(jù)皆低位在前。接收時(shí)，數(shù)據(jù)皆低位在前。1. 數(shù)據(jù)緩沖器數(shù)據(jù)緩沖器SBUF 發(fā)送發(fā)送SBUF和接收和接收SBUF共用一個(gè)地址共用一個(gè)地址99H。 1發(fā)送

7、發(fā)送SBUF存放待發(fā)送的存放待發(fā)送的8位數(shù)據(jù)，位數(shù)據(jù)，寫入寫入SBUF將同時(shí)啟動(dòng)發(fā)送。將同時(shí)啟動(dòng)發(fā)送。 發(fā)送指令：發(fā)送指令：MOVSBUF，A2接收接收SBUF存放已接收成功的存放已接收成功的8位數(shù)據(jù)，供位數(shù)據(jù)，供CPU讀取。讀取。 讀取串行口接收數(shù)據(jù)指令：讀取串行口接收數(shù)據(jù)指令：MOV A，SBUF2.串行口控制串行口控制/狀態(tài)存放器狀態(tài)存放器SCON98HSM0 SM1 SM2 REN TB8 RB8TIRI1SM0，SM1：選擇串行口選擇串行口4種工作方式，用于定義串種工作方式，用于定義串行口的操作形式行口的操作形式, SM0 SM1 形式形式 功功 能能 波特率波特率 0 00 11

8、01 10101同步移位存放器同步移位存放器 8位位UART 9位位UART 9位位UART fOSC/12 可變可變T1溢出率溢出率 fOSC/64 或或fOSC/32 可變可變T1溢出率溢出率 3.電源控制存放器電源控制存放器PCON特殊功能存放器特殊功能存放器PCON中中, 只有一位最高位只有一位最高位SMOD與串行口的工作有關(guān)與串行口的工作有關(guān), SMODPCON.7：波特率加倍控制位。波特率加倍控制位。SMOD=1，波特率加倍，波特率加倍， SMOD=0，那么不加倍。那么不加倍。例：每秒傳送例：每秒傳送120個(gè)字符個(gè)字符/秒，一個(gè)字符有秒，一個(gè)字符有10位位 波特率波特率=12010

9、=1200bps三、三、 波特率：波特率：就是數(shù)據(jù)的傳送速率就是數(shù)據(jù)的傳送速率,即每秒鐘傳送即每秒鐘傳送的二進(jìn)制位數(shù)的二進(jìn)制位數(shù), 每秒鐘發(fā)送或接收的數(shù)據(jù)位數(shù)。單每秒鐘發(fā)送或接收的數(shù)據(jù)位數(shù)。單位為位位為位/秒。假設(shè)發(fā)送一位數(shù)據(jù)所需時(shí)間為秒。假設(shè)發(fā)送一位數(shù)據(jù)所需時(shí)間為T, 那么那么波特率為波特率為 1/T。反映了發(fā)送和接收數(shù)據(jù)的快慢，它反映了發(fā)送和接收數(shù)據(jù)的快慢，它取決于機(jī)器的振蕩頻率取決于機(jī)器的振蕩頻率fosc、PCON的的SMOD位和位和定時(shí)器定時(shí)器T1的溢出率。的溢出率。 SMODGF1GF0PDIDL SM0，SM1選擇四種工作方式。選擇四種工作方式。1、方式、方式0：同步移位存放器方式

10、。用于擴(kuò)展并行：同步移位存放器方式。用于擴(kuò)展并行I/O接口。接口。1 一幀一幀8位，無起始位和停頓位。位，無起始位和停頓位。2 RXD：數(shù)據(jù)輸入數(shù)據(jù)輸入/輸出端。輸出端。 TXD：同步脈沖輸出端，每個(gè)脈沖對應(yīng)一個(gè)數(shù)據(jù)位。同步脈沖輸出端，每個(gè)脈沖對應(yīng)一個(gè)數(shù)據(jù)位。3波特率波特率B = fosc/12 如：如： fosc=12MHz，B=1MHz，每位數(shù)據(jù)占每位數(shù)據(jù)占1 s。4 發(fā)送過程：發(fā)送過程： 接收過程：接收過程：四、四、 串行接口的工作方式串行接口的工作方式 數(shù)據(jù)從數(shù)據(jù)從RXDP3.0引腳串行輸出，低位在先，高位引腳串行輸出，低位在先，高位在后；在后；TXDP3.1引腳輸出移位脈沖，其頻率為

11、引腳輸出移位脈沖，其頻率為fosc/12；發(fā)送完畢后，中斷標(biāo)志位發(fā)送完畢后，中斷標(biāo)志位TI為為1。如要發(fā)送數(shù)據(jù)，如下。如要發(fā)送數(shù)據(jù)，如下所示：所示： MOV SCON,#00H ；串行口方式串行口方式0 MOV SBUF,A ；將數(shù)據(jù)送出將數(shù)據(jù)送出 JNB TI,$ ；等待數(shù)據(jù)發(fā)送完畢等待數(shù)據(jù)發(fā)送完畢5 移位存放器方式舉例移位存放器方式舉例 形式形式 0 輸出狀態(tài)輸出狀態(tài)外接移位存放器輸出外接移位存放器輸出形式形式 0 輸入狀態(tài)輸入狀態(tài)外接移位存放器輸入外接移位存放器輸入2、 方式方式1 8位數(shù)據(jù)異步通訊方式。位數(shù)據(jù)異步通訊方式。1. 一幀一幀10位：位：8位數(shù)據(jù)位，位數(shù)據(jù)位，1個(gè)起始位個(gè)起始

12、位0，1個(gè)停個(gè)停頓位頓位1，低位在前低位在前。 2. RXD：接收數(shù)據(jù)端。接收數(shù)據(jù)端。 TXD：發(fā)送數(shù)據(jù)端。發(fā)送數(shù)據(jù)端。3. 波特率：用波特率：用T1作為波特率發(fā)生器，作為波特率發(fā)生器，B=2SMOD/32T1溢出率。溢出率。1一幀為一幀為11位：位：9位數(shù)據(jù)位，位數(shù)據(jù)位，1個(gè)起始位個(gè)起始位0，1個(gè)停頓位個(gè)停頓位1。第。第9位數(shù)據(jù)位在位數(shù)據(jù)位在TB8/RB8中，中，常用作校驗(yàn)位和多機(jī)通訊標(biāo)識位。常用作校驗(yàn)位和多機(jī)通訊標(biāo)識位。2RXD：接收數(shù)據(jù)端，接收數(shù)據(jù)端，TXD：發(fā)送數(shù)發(fā)送數(shù) 據(jù)端。據(jù)端。3 波特率：波特率： 方式方式2：B=2SMOD/64fosc 。 方式方式3：B=2SMOD/32T1

13、溢出率溢出率 。與形式與形式 1 不同不同, 形式形式 2 和和 3 中裝入中裝入 RB8 的是的是第第 9 位數(shù)據(jù)位數(shù)據(jù), 而不是停頓位。而不是停頓位。3、 方式方式2和方式和方式3五五.串行通信的波特率串行通信的波特率 串行通信的串行通信的4種工作方式對應(yīng)著種工作方式對應(yīng)著3種波特率。種波特率。1對于方式對于方式0,波特率是固定的波特率是固定的, 即即fosc/12。2對于方式對于方式2,波特率有兩種可供選擇波特率有兩種可供選擇,即即fosc/32和和fosc/64。對應(yīng)于以下公式：對應(yīng)于以下公式： 波特率波特率=fosc2SMOD/643對于方式對于方式1和方式和方式3,波特率都由定時(shí)器

14、波特率都由定時(shí)器T1的溢的溢出率來決定出率來決定,對應(yīng)于以下公式：對應(yīng)于以下公式： 波特率波特率=2SMOD/32定時(shí)器定時(shí)器T1的溢出率的溢出率 而定時(shí)器而定時(shí)器T1的溢出率那么和所采用的定時(shí)器工作的溢出率那么和所采用的定時(shí)器工作方式有關(guān)方式有關(guān),并可用以下公式表示：并可用以下公式表示： 定時(shí)器定時(shí)器T1的溢出率的溢出率=fosc/122n-X 其中其中X為定時(shí)器為定時(shí)器T1的計(jì)數(shù)初值的計(jì)數(shù)初值,n為定時(shí)器為定時(shí)器T1的位的位數(shù)數(shù),對于定時(shí)器方式對于定時(shí)器方式0，取，取n=13；對于定時(shí)器方對于定時(shí)器方式式1，取，取n=16；對于定時(shí)器方式對于定時(shí)器方式2、3，取，取n=8。)1256(12322322131THfTOSCSMODSMOD的溢出率的波特率或模式常用波特率和定時(shí)器常用波特率和定時(shí)器T1初值初值 六、六、 串行口的應(yīng)用串行口的應(yīng)用 1、 串行口的編程串行口的編程 2、 串行口的應(yīng)用串行口的應(yīng)用 例：書例例：書例1 用用 8051 串行口外接串行口外接 74LS165 移位存放器擴(kuò)展移位存放器擴(kuò)展8位輸入口位輸入口, 輸入數(shù)據(jù)由輸入數(shù)據(jù)由 8 個(gè)開關(guān)提供個(gè)開關(guān)提供, 另有一個(gè)開關(guān)另有一個(gè)開