電子設(shè)計大賽培訓(xùn)系列C語言和單片機(jī)

電子設(shè)計大賽系列培訓(xùn)------單片機(jī)和C語言

1第一講單片機(jī)入門本將主要內(nèi)容：1、學(xué)單片機(jī)需要什么基礎(chǔ)2、什么是單片機(jī)、單片機(jī)能做什么、怎么開始學(xué)習(xí)單片機(jī)。3、學(xué)單片機(jī)需要的一些預(yù)備知識4、51單片機(jī)基礎(chǔ)知識。5、如何用單片機(jī)學(xué)習(xí)板在短時間內(nèi)掌握51單片機(jī)和C語言編程。6、KEIL工程建立詳細(xì)介紹及KEIL軟件使用方法7、從點亮實驗板上的一個發(fā)光二極管開始21、與以前所學(xué)的知識關(guān)聯(lián)很少；2、只需要掌握很基本的數(shù)電模電知識，如二進(jìn)制、十進(jìn)制、十六進(jìn)制之間的轉(zhuǎn)換，與、或、非邏輯關(guān)系等；3、對各種器件的概念基本上是從0開始；4、如果要用C語言編程，需具備簡單的C語言基礎(chǔ)；一、學(xué)單片機(jī)需要什么基礎(chǔ)？3什么是單片機(jī)？◆單片機(jī)在一片集成電路芯片上集成微處理器、存儲器、I/O接口電路，從而構(gòu)成了單芯片微型計算機(jī)，即單片機(jī)。Intel公司推出了MCS-51系列單片機(jī)：集成8位CPU、4K字節(jié)ROM、128字節(jié)RAM、4個8位并口、1個全雙工串行口、2個16位定時/計數(shù)器。尋址范圍64K，并有控制功能較強(qiáng)的布爾處理器。二、什么是單片機(jī)、單片機(jī)能做什么、怎么開始學(xué)習(xí)單片機(jī)。4單片機(jī)能做什么凡是與控制或簡單計算有關(guān)的電子設(shè)備都可以用單片機(jī)來實現(xiàn)，再根據(jù)具體實際情況選擇不同性能的單片機(jī)，如：atmel,stc,pic,avr,凌陽，80C51，arm等5工業(yè)自動化：數(shù)據(jù)采集、測控技術(shù)。智能儀器儀表：數(shù)字示波器、數(shù)字信號源、數(shù)字萬用表、感應(yīng)電流表等。消費類電子產(chǎn)品：洗衣機(jī)、電冰箱、空調(diào)機(jī)、電視機(jī)、微波爐、手機(jī)、IC卡、汽車電子設(shè)備等。通訊方面：調(diào)制解調(diào)器、程控交換技術(shù)、手機(jī)、小靈通等。武器裝備：飛機(jī)、軍艦、坦克、導(dǎo)彈、航天飛機(jī)、魚雷制導(dǎo)、智能武器等。等等…..6怎么開始學(xué)習(xí)？1、實踐第一。2、即缺什么補(bǔ)什么（補(bǔ)充必要的理論知識）。3、做實際小制作積累經(jīng)驗，比如調(diào)試、編程。（可在網(wǎng)絡(luò)上搜集題目，也可自己有什么想法大膽的去試驗）7三、預(yù)備知識1、電平特性2、2進(jìn)制與16進(jìn)制的表示及轉(zhuǎn)換3、二進(jìn)制數(shù)的邏輯運算4、8051單片機(jī)介紹5、C51基礎(chǔ)知識81、關(guān)于電平特性（1）數(shù)字電路中只有兩種電平：高和低（2）（本課程中）定義單片機(jī)為TTL電平：高+5V低0V（3）RS232電平：計算機(jī)的串口 高-12V低+12V

所以計算機(jī)與單片機(jī)之間通訊時需要加電平轉(zhuǎn)換芯片max232（實驗板上左下角）。92、二進(jìn)制數(shù)字電路中的兩種電平特性00611011 7 111 210 8 1000311 9 10014100 10 10105101 11101110十六進(jìn)制

（1）十進(jìn)制中的0-15分別表示為十六進(jìn)制的0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、A、B、C、D、E、F

（2）熟練掌握二進(jìn)制與十六進(jìn)制之間的轉(zhuǎn)換。規(guī)律：一般把四個二進(jìn)制數(shù)放在一起轉(zhuǎn)換成一個十六進(jìn)制數(shù)，轉(zhuǎn)換時先把二進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換成十進(jìn)制數(shù)，再把十進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換成十六進(jìn)制數(shù)。11如：0001B->1->1HB表示為二進(jìn)制，H為十六進(jìn)制

1001B->9->9H1010B->10->AH00101100->44->2CH12

各種進(jìn)位制的對應(yīng)關(guān)系

十進(jìn)制二進(jìn)制十六進(jìn)制十進(jìn)制二進(jìn)制十六進(jìn)制000910019111101010A2102111011B3113121100C41004131101D51015141110E61106151111F7111716100001081000813

3、二進(jìn)制數(shù)的邏輯運算

（1）“與”運算“與”運算是實現(xiàn)“必須都有,否則就沒有”這種邏輯關(guān)系的一種運算。運算符為“·”,其運算規(guī)則如下:0·0=0,0·1=1·0=0,1·1=1

14（2）“或”運算“或”運算是實現(xiàn)“只要其中之一有,就有”這種邏輯關(guān)系的一種運算,其運算符為“+”?！盎颉边\算規(guī)則如下:0+0=0,0+1=1+0=1,1+1=115（3）“非”運算“非”運算是實現(xiàn)“求反”這種邏輯的一種運算，如變量A的“非”運算記作。其運算規(guī)則如下:

A16（4）“異或”運算“異或”運算是實現(xiàn)“必須不同,否則就沒有”這種邏輯的一種運算,運算符為“”。其運算規(guī)則是:

17四、80C51系列介紹

﹡

Intel的：80C31、80C51、87C51，80C32、80C52、87C52等；

﹡ATMEL的：89C51、89C52、89C2051等；

﹡

Philips、華邦、Dallas、STC等公司的許多產(chǎn)品。

80C51是MCS-51系列中的一個典型品種；其它廠商以8051為基核開發(fā)出的CMOS工藝單片機(jī)產(chǎn)品統(tǒng)稱為80C51系列。當(dāng)前常用的80C51系列單片機(jī)主要產(chǎn)品有：1880C51的引腳封裝總線型非總線型1920總線（BUS）是計算機(jī)各部件之間傳送信息的公共通道。微機(jī)中有內(nèi)部總線和外部總線兩類。內(nèi)部總線是CPU內(nèi)部之間的連線。外部總線是指CPU與其它部件之間的連線。外部總線有三種:數(shù)據(jù)總線DB（DataBus）,地址總線

AB（AddressBus）和控制總線

CB（ControlBus）。21CPU：由運算和控制邏輯組成，同時還包括中斷系統(tǒng)和部分外部特殊功能寄存器；RAM：用以存放可以讀寫的數(shù)據(jù)，如運算的中間結(jié)果、最終結(jié)果以及欲顯示的數(shù)據(jù)；ROM：用以存放程序、一些原始數(shù)據(jù)和表格；I/O口：四個8位并行I/O口，既可用作輸入，也可用作輸出；T/C：兩個定時/記數(shù)器，既可以工作在定時模式，也可以工作在記數(shù)模式；22五個中斷源的中斷控制系統(tǒng)；

一個全雙工UART（通用異步接收發(fā)送器）的串行I/O口，用于實現(xiàn)單片機(jī)之間或單片機(jī)與微機(jī)之間的串行通信；片內(nèi)振蕩器和時鐘產(chǎn)生電路，石英晶體和微調(diào)電容需要外接。最高振蕩頻率取決于單片機(jī)型號及性能。23五、C51知識

C語言是一種編譯型程序設(shè)計語言，它兼顧了多種高級語言的特點，并具備匯編語言的功能。目前，使用C語言進(jìn)行程序設(shè)計已經(jīng)成為軟件開發(fā)的一個主流。用C語言開發(fā)系統(tǒng)可以大大縮短開發(fā)周期，明顯增強(qiáng)程序的可讀性，便于改進(jìn)、擴(kuò)充和移植。而針對8051的C語言日趨成熟，成為了專業(yè)化的實用高級語言。24

C語言作為一種非常方便的語言而得到廣泛的支持，很多硬件開發(fā)都用C語言編程，如：各種單片機(jī)、DSP、ARM等.C語言程序本身不依賴于機(jī)器硬件系統(tǒng)，基本上不作修改就可將程序從不同的單片機(jī)中移植過來。

C提供了很多數(shù)學(xué)函數(shù)并支持浮點運算，開發(fā)效率高，故可縮短開發(fā)時間，增加程序可讀性和可維護(hù)性。

C-51的特點25C-51與ASM-51（匯編）相比，有如下優(yōu)點：1.

對單片機(jī)的指令系統(tǒng)不要求了解，僅要求對8051的存貯器結(jié)構(gòu)有初步了解；2.

寄存器分配、不同存貯器的尋址及數(shù)據(jù)類型等細(xì)節(jié)可由編譯器管理；3.

程序有規(guī)范的結(jié)構(gòu)，可分成不同的函數(shù)，這種方式可使程序結(jié)構(gòu)化；4.

提供的庫包含許多標(biāo)準(zhǔn)子程序，具有較強(qiáng)的數(shù)據(jù)處理能力；5.

由于具有方便的模塊化編程技術(shù)，使已編好程序可容易地移植；26C－51的數(shù)據(jù)類型基本數(shù)據(jù)類型類型符號關(guān)鍵字?jǐn)?shù)的表示范圍所占位數(shù)整型字符型實型有無(signed)int16-32768~32767(signed)short16-32768~32767(signed)long32-2147483648~214748364716unsignedint0~65535320~4294967295unsignedlongintunsignedshortint160~65535有float323.4e-38~3.4e38有double641.7e-308~1.7e308有char8-128~127無unsignedchar80~25527C語言中的基本數(shù)據(jù)類型類型符號關(guān)鍵字?jǐn)?shù)的表示范圍所占位數(shù)整型字符型實型有無(signed)int16-32768~32767(signed)short16-32768~32767(signed)long32-2147483648~214748364716unsignedint0~65535320~4294967295unsignedlongintunsignedshortint160~65535有float323.4e-38~3.4e38有double641.7e-308~1.7e308有char8-128~127無unsignedchar80~25528C－51的數(shù)據(jù)類型擴(kuò)充定義sfr:特殊功能寄存器聲明sfr16:sfr的16位數(shù)據(jù)聲明sbit:特殊功能位聲明bit:位變量聲明例：sfrSCON=0X98;sfr16T2=0xCC;

sbitOV=PSW^2;29例：數(shù)據(jù)類型變量名charvar1;bitflags;unsignedcharvextor[10];int

wwww;注意：變量名不能用C語言中的關(guān)鍵字表示。C-51數(shù)據(jù)的存儲類型30C-51的包含的頭文件通常有:reg51.hreg52.hmath.hctype.h

stdio.h

stdlib.h

absacc.h常用有:reg51.hreg52.h

（定義特殊功能寄存器和位寄存器）；

math.h

（定義常用數(shù)學(xué)運算）；

31與C語言基本相同：+-*/

（加減乘除）>>=<<=

（大于大于等于小于小于等于）==!=

（等于不等于）&&||!

（邏輯與邏輯或邏輯非）>><<

（位右移位左移）&|(按位與按位或)^~(按位異或按位取反)C-51的運算符32

C-51的基本語句與標(biāo)準(zhǔn)C語言基本相同：

if選擇語言

while循環(huán)語言

for循環(huán)語言

switch/case多分支選擇語言

do-while循環(huán)語言33中斷服務(wù)程序函數(shù)名（）interruptn

usingm{

函數(shù)內(nèi)部實現(xiàn)….}I/O口定義sbitbeep=P2^3;34單片機(jī)主要掌握以下幾點最小系統(tǒng)能夠運行起來的必要條件。

1.電源2.晶振3.復(fù)位電路對單片機(jī)任意IO口的隨意操作

1.輸出控制電平高低2.輸出檢測電平高低。定時器：重點掌握最常用的方式2中斷：外部中斷、定時器中斷、串口中斷串口通信：單片機(jī)之間、單片機(jī)與計算機(jī)間35六、KEIL的使用1、掌握KEIL工程的建立和軟件的開發(fā)；2、掌握KEIL中軟件仿真的基本應(yīng)用；3、掌握用KEIL直接硬件仿真s51/52單片機(jī)學(xué)習(xí)板的方法36Main函數(shù)

格式：voidmain()

特點：無返回值，無參。

任何一個C程序有且僅有一個main函數(shù)，它是整個程序開始執(zhí)行的入口。

例：voidmain()

{

總程序從這里開始執(zhí)行;

其他語句；

}37第二部分381、復(fù)位電路及其原理2、蜂鳴器電路3、晶振電路4、位操作和總線操作5、流水燈6、函數(shù)的調(diào)用7、常用元器件識別39復(fù)位電路及其原理40蜂鳴器電路41晶振電路42常用電子元器件識別：1、電阻（排阻）色環(huán)電阻分為4色環(huán)和5色環(huán)，4色環(huán)就是用4種顏色來表示阻值，5色環(huán)就是用5種顏色來表示阻值4色環(huán)：每種顏色代表不同的數(shù)字，如下：棕1紅2橙3黃4綠5藍(lán)6紫7灰8白9黑0，金、銀表示誤差第一條色環(huán)：阻值的第一位數(shù)字第二條色環(huán)：阻值的第二位數(shù)字第三條色環(huán)：10的冪數(shù)第四條色環(huán)：誤差表示。例如：電阻色環(huán)：棕綠紅金，第一位是1，第二位是5，第三位是10的冪數(shù)2，即為100，第四位是誤差為5%，即阻值為：15*100=1500歐=1.5K歐43精確度更高的5色環(huán)：第一條色環(huán)：阻值的第一位數(shù)字第二條色環(huán)，阻值的第二位數(shù)字第三條色環(huán)，阻值的第三位數(shù)字第四條色環(huán)，10的冪數(shù)第五條色環(huán)，誤差（常見為棕色，誤差為1%）有些五色環(huán)電阻兩頭金屬帽上都有色環(huán)，遠(yuǎn)離相對集中的四道色環(huán)的那道色環(huán)表示誤差，是第五條色環(huán)，與之對應(yīng)的另一頭金屬帽上的是第一道色環(huán)，讀數(shù)時從它讀起，之后的第二道、第三道色環(huán)是次高位、次次高位，第四道環(huán)表示10的多少次方，例如某電阻色環(huán)電阻順序為：紅(2)-黑(0)-黑(0)-黑-棕，則它表示該電阻阻值為：200Ω。再如棕-黑-黑-紅-棕，表示該電阻阻值為：10KΩ?？梢?，四色環(huán)電阻誤差為5-10%，五色環(huán)常為1%，精度提高。442、三極管

最常見的小的，半圓有一平面的那種，平面對著自己管腳朝下，從左到右依次是EBC，不過也有特殊的情況，圖上已顯示，不過大多數(shù)都是采用這種排列方式，比如9011.9012.9013.9014。

根據(jù)三極管的型號，到網(wǎng)上下載該型號三極管的pdf文檔，對照文檔中提供的三極管外觀圖片和手頭實物，直接確定管腳。大功率金屬封裝的三極管經(jīng)常采用這種方法確定管腳453、電容1）電解電容：多數(shù)在1μF以上，直接用數(shù)字表示。如：4.7μF、100μF、220μF等等。這種電容的兩極有正負(fù)之分，長腳是正極。2）瓷片電容：多數(shù)在1μF以下，直接用數(shù)字表示。如：10、22、0.047、0.1等等，這里要注意的是單位。凡用整數(shù)表示的，單位默認(rèn)pF；凡用小數(shù)表示的，單位默認(rèn)μF。如以上例子中，分別是10P、22P、0.047μF、220μF等。

現(xiàn)在國際上流行另一種類似色環(huán)電阻的表示方法（單位默認(rèn)pF）：

如：

“473”即47000pF=0.047μF

，“103”即10000pF=0.01μF等等，“XXX”第一、二個數(shù)字是有效數(shù)字，第三個數(shù)字代表后面添加0的個數(shù)。這種表示法已經(jīng)相當(dāng)普遍。3）相關(guān)知識：

常見貼片電容如何判斷容量現(xiàn)代電路中常見的情況是，整個電路板布滿貼片電容，大小形狀相同（或兩三種形狀），且都無字標(biāo)。貼片電容很多由于體積所限，不能標(biāo)注其容量。所以一般都是在貼片生產(chǎn)時的整盤上有標(biāo)注。如果是單個的貼片電容，要用電容測試儀可以測出它的容量.46課后練習(xí)對照51單片機(jī)學(xué)習(xí)板原理圖寫程序；用位操作和總線操作兩種方法完成以下題目；1.熟練建立KEIL工程；2.點亮第一個發(fā)光管；3.點亮最后一個發(fā)光管；4.點亮1、3、5、7；5.點亮二、四、五、六；6.嘗試讓第一個發(fā)光管閃爍；7.嘗試設(shè)計出流水燈程序。47第三部分中斷和定時48

中斷系統(tǒng)49一、C51的中斷系統(tǒng)

1、中斷的概念

CPU在處理某一事件A時，發(fā)生了另一事件B請求CPU迅速去處理（中斷發(fā)生）；

CPU暫時中斷當(dāng)前的工作，轉(zhuǎn)去處理事件B（中斷響應(yīng)和中斷服務(wù)）；待CPU將事件B處理完畢后，再回到原來事件A被中斷的地方繼續(xù)處理事件A（中斷返回），這一過程稱為中斷。50引起CPU中斷的根源，稱為中斷源。中斷源向CPU提出的中斷請求。CPU暫時中斷原來的事務(wù)A，轉(zhuǎn)去處理事件B。對事件B處理完畢后，再回到原來被中斷的地方（即斷點），稱為中斷返回。實現(xiàn)上述中斷功能的部件稱為中斷系統(tǒng)（中斷機(jī)構(gòu)）。2、MCS-51單片機(jī)的中斷系統(tǒng)結(jié)構(gòu)51中斷技術(shù)不僅解決了快速主機(jī)與慢速I/O設(shè)備的數(shù)據(jù)傳送問題，而且還具有如下優(yōu)點：

分時操作。CPU可以分時為多個I/O設(shè)備服務(wù)，提高了計算機(jī)的利用率；實時響應(yīng)。CPU能夠及時處理應(yīng)用系統(tǒng)的隨機(jī)事件，系統(tǒng)的實時性大大增強(qiáng)；可靠性高。CPU具有處理設(shè)備故障及掉電等突發(fā)性事件能力，從而使系統(tǒng)可靠性提高。52

80C51的中斷系統(tǒng)有5個中斷源（8052有6個）

，2個優(yōu)先級，可實現(xiàn)二級中斷嵌套

。53

1、（P3.2）可由IT0(TCON.0)選擇其為低電平有效還是下降沿有效。當(dāng)CPU檢測到P3.2引腳上出現(xiàn)有效的中斷信號時，中斷標(biāo)志IE0(TCON.1)置1，向CPU申請中斷。54

2、(P3.3）可由IT1(TCON.2)選擇其為低電平有效還是下降沿有效。當(dāng)CPU檢測到P3.3引腳上出現(xiàn)有效的中斷信號時，中斷標(biāo)志IE1(TCON.3)置1,向CPU申請中斷。5580C51的引腳封裝總線型非總線型56

3、TF0（TCON.5），片內(nèi)定時/計數(shù)器T0溢出中斷請求標(biāo)志。當(dāng)定時/計數(shù)器T0發(fā)生溢出時，置位TF0，并向CPU申請中斷。57

4、TF1（TCON.7），片內(nèi)定時/計數(shù)器T1溢出中斷請求標(biāo)志。當(dāng)定時/計數(shù)器T1發(fā)生溢出時，置位TF1，并向CPU申請中斷。58

5、RI（SCON.0）或TI（SCON.1），串行口中斷請求標(biāo)志。當(dāng)串行口接收完一幀串行數(shù)據(jù)時置位RI或當(dāng)串行口發(fā)送完一幀串行數(shù)據(jù)時置位TI，向CPU申請中斷。

59二、中斷請求標(biāo)志1、TCON的中斷標(biāo)志IT0（TCON.0），外部中斷0觸發(fā)方式控制位。當(dāng)IT0=0時，為電平觸發(fā)方式。當(dāng)IT0=1時，為邊沿觸發(fā)方式（下降沿有效）。IE0（TCON.1），外部中斷0中斷請求標(biāo)志位。IT1（TCON.2），外部中斷1觸發(fā)方式控制位。IE1（TCON.3），外部中斷1中斷請求標(biāo)志位。TF0（TCON.5），定時/計數(shù)器T0溢出中斷請求標(biāo)志位。TF1（TCON.7），定時/計數(shù)器T1溢出中斷請求標(biāo)志位。

602、SCON的中斷標(biāo)志RI（SCON.0），串行口接收中斷標(biāo)志位。當(dāng)允許串行口接收數(shù)據(jù)時，每接收完一個串行幀，由硬件置位RI。注意，RI必須由軟件清除。TI（SCON.1），串行口發(fā)送中斷標(biāo)志位。當(dāng)CPU將一個發(fā)送數(shù)據(jù)寫入串行口發(fā)送緩沖器時，就啟動了發(fā)送過程。每發(fā)送完一個串行幀，由硬件置位TI。CPU響應(yīng)中斷時，不能自動清除TI，TI必須由軟件清除。

61一、中斷允許控制

CPU對中斷系統(tǒng)所有中斷以及某個中斷源的開放和屏蔽是由中斷允許寄存器IE控制的。3、C51中斷的控制

EX0(IE.0)，外部中斷0允許位；ET0(IE.1)，定時/計數(shù)器T0中斷允許位；EX1(IE.2)，外部中斷1允許位；ET1(IE.3)，定時/計數(shù)器T1中斷允許位；ES（IE.4)，串行口中斷允許位；EA(IE.7)，CPU中斷允許（總允許）位。62二、中斷優(yōu)先級控制

80C51單片機(jī)有兩個中斷優(yōu)先級，即可實現(xiàn)二級中斷服務(wù)嵌套。每個中斷源的中斷優(yōu)先級都是由中斷優(yōu)先級寄存器IP中的相應(yīng)位的狀態(tài)來規(guī)定的

。PX0（IP.0），外部中斷0優(yōu)先級設(shè)定位；PT0（IP.1），定時/計數(shù)器T0優(yōu)先級設(shè)定位；PX1（IP.2），外部中斷0優(yōu)先級設(shè)定位；PT1（IP.3），定時/計數(shù)器T1優(yōu)先級設(shè)定位；PS

（IP.4），串行口優(yōu)先級設(shè)定位；PT2(IP.5)，定時/計數(shù)器T2優(yōu)先級設(shè)定位。63PX0（IPH.0），外部中斷0優(yōu)先級設(shè)定位；PT0（IPH.1），定時/計數(shù)器T0優(yōu)先級設(shè)定位；PX1（IPH.2），外部中斷0優(yōu)先級設(shè)定位；PT1（IPH.3），定時/計數(shù)器T1優(yōu)先級設(shè)定位；PS

（IPH.4），串行口優(yōu)先級設(shè)定位；PT2(IPH.5)，定時/計數(shù)器T2優(yōu)先級設(shè)定位。而80C52單片機(jī)有四個中斷優(yōu)先級，即可實現(xiàn)四級中斷服務(wù)嵌套。每個中斷源的中斷優(yōu)先級由中斷優(yōu)先級寄存器IP和IPH中的相應(yīng)位的狀態(tài)來規(guī)定的

。64

同一優(yōu)先級中的中斷申請不止一個時，則有中斷優(yōu)先權(quán)排隊問題。同一優(yōu)先級的中斷優(yōu)先權(quán)排隊，由中斷系統(tǒng)硬件確定的自然優(yōu)先級形成，其排列如所示：6580C51單片機(jī)的中斷優(yōu)先級有三條原則：CPU同時接收到幾個中斷時，首先響應(yīng)優(yōu)先級別最高的中斷請求。正在進(jìn)行的中斷過程不能被新的同級或低優(yōu)先級的中斷請求所中斷。正在進(jìn)行的低優(yōu)先級中斷服務(wù)，能被高優(yōu)先級中斷請求所中斷。為了實現(xiàn)上述后兩條原則，中斷系統(tǒng)內(nèi)部設(shè)有兩個用戶不能尋址的優(yōu)先級狀態(tài)觸發(fā)器。其中一個置1，表示正在響應(yīng)高優(yōu)先級的中斷，它將阻斷后來所有的中斷請求；另一個置1，表示正在響應(yīng)低優(yōu)先級中斷，它將阻斷后來所有的低優(yōu)先級中斷請求。664、80C51單片機(jī)中斷處理過程

中斷響應(yīng)條件中斷源有中斷請求；此中斷源的中斷允許位為1；

CPU開中斷（即EA=1）。以上三條同時滿足時，CPU才有可能響應(yīng)中斷。中斷響應(yīng)條件和時間

67定時與計數(shù)68單片機(jī)工作的基本時序機(jī)器周期和指令周期（1）振蕩周期:也稱時鐘周期,是指為單片機(jī)提供時鐘脈沖信號的振蕩源的周期，TX實驗板上為11.0592MHZ。（2）狀態(tài)周期:每個狀態(tài)周期為時鐘周期的2倍,是振蕩周期經(jīng)二分頻后得到的。（3）機(jī)器周期:一個機(jī)器周期包含6個狀態(tài)周期S1~S6,也就是12個時鐘周期。在一個機(jī)器周期內(nèi),CPU可以完成一個獨立的操作。（4）指令周期:它是指CPU完成一條操作所需的全部時間。每條指令執(zhí)行時間都是有一個或幾個機(jī)器周期組成。MCS-51系統(tǒng)中,有單周期指令、雙周期指令和四周期指令。

693.380C51的定時/計數(shù)器

實現(xiàn)定時功能，比較方便的辦法是利用單片機(jī)內(nèi)部的定時/計數(shù)器。也可以采用下面三種方法：軟件定時：軟件定時不占用硬件資源，但占用了CPU時間，降低了CPU的利用率。采用時基電路定時：例如采用555電路，外接必要的元器件（電阻和電容），即可構(gòu)成硬件定時電路。但在硬件連接好以后，定時值與定時范圍不能由軟件進(jìn)行控制和修改，即不可編程。采用可編程芯片定時：這種定時芯片的定時值及定時范圍很容易用軟件來確定和修改，此種芯片定時功能強(qiáng)，使用靈活。在單片機(jī)的定時/計數(shù)器不夠用時，可以考慮進(jìn)行擴(kuò)展。703.3.1定時/計數(shù)器的結(jié)構(gòu)和工作原理

一、定時/計數(shù)器的結(jié)構(gòu)定時/計數(shù)器的實質(zhì)是加1計數(shù)器（16位），由高8位和低8位兩個寄存器組成。TMOD是定時/計數(shù)器的工作方式寄存器，確定工作方式和功能；TCON是控制寄存器，控制T0、T1的啟動和停止及設(shè)置溢出標(biāo)志。

71二、定時/計數(shù)器的工作原理

加1計數(shù)器輸入的計數(shù)脈沖有兩個來源,一個是由系統(tǒng)的時鐘振蕩器輸出脈沖經(jīng)12分頻后送來；一個是T0或T1引腳輸入的外部脈沖源。每來一個脈沖計數(shù)器加1，當(dāng)加到計數(shù)器為全1時，再輸入一個脈沖就使計數(shù)器回零，且計數(shù)器的溢出使TCON中TF0或TF1置1，向CPU發(fā)出中斷請求（定時/計數(shù)器中斷允許時）。如果定時/計數(shù)器工作于定時模式，則表示定時時間已到；如果工作于計數(shù)模式，則表示計數(shù)值已滿。

可見，由溢出時計數(shù)器的值減去計數(shù)初值才是加1計數(shù)器的計數(shù)值。

72設(shè)置為定時器模式時，加1計數(shù)器是對內(nèi)部機(jī)器周期計數(shù)（1個機(jī)器周期等于12個振蕩周期，即計數(shù)頻率為晶振頻率的1/12）。計數(shù)值N乘以機(jī)器周期Tcy就是定時時間t

。設(shè)置為計數(shù)器模式時，外部事件計數(shù)脈沖由T0或T1引腳輸入到計數(shù)器。在每個機(jī)器周期的S5P2期間采樣T0、T1引腳電平。當(dāng)某周期采樣到一高電平輸入，而下一周期又采樣到一低電平時，則計數(shù)器加1，更新的計數(shù)值在下一個機(jī)器周期的S3P1期間裝入計數(shù)器。由于檢測一個從1到0的下降沿需要2個機(jī)器周期，因此要求被采樣的電平至少要維持一個機(jī)器周期。當(dāng)晶振頻率為12MHz時，最高計數(shù)頻率不超過1/2MHz，即計數(shù)脈沖的周期要大于2s。

73

3.3.2定時/計數(shù)器的控制

80C51單片機(jī)定時/計數(shù)器的工作由兩個特殊功能寄存器控制。TMOD用于設(shè)置其工作方式；TCON用于控制其啟動和中斷申請。一、工作方式寄存器TMOD

工作方式寄存器TMOD用于設(shè)置定時/計數(shù)器的工作方式，低四位用于T0，高四位用于T1。其格式如下：74GATE：門控位。GATE＝0時，只要用軟件使TCON中的TR0或TR1為1，就可以啟動定時/計數(shù)器工作；GATA＝1時，要用軟件使TR0或TR1為1，同時外部中斷引腳或也為高電平時，才能啟動定時/計數(shù)器工作。即此時定時器的啟動多了一條件。

:定時/計數(shù)模式選擇位。＝0為定時模式；=1為計數(shù)模式。M1M0：工作方式設(shè)置位。定時/計數(shù)器有四種工作方式，由M1M0進(jìn)行設(shè)置。75

二、控制寄存器TCON

TCON的低4位用于控制外部中斷,已在前面介紹。TCON的高4位用于控制定時/計數(shù)器的啟動和中斷申請。其格式如下：TF1（TCON.7）：T1溢出中斷請求標(biāo)志位。T1計數(shù)溢出時由硬件自動置TF1為1。CPU響應(yīng)中斷后TF1由硬件自動清0。T1工作時，CPU可隨時查詢TF1的狀態(tài)。所以，TF1可用作查詢測試的標(biāo)志。TF1也可以用軟件置1或清0，同硬件置1或清0的效果一樣。TR1（TCON.6）：T1運行控制位。TR1置1時，T1開始工作；TR1置0時，T1停止工作。TR1由軟件置1或清0。所以，用軟件可控制定時/計數(shù)器的啟動與停止。TF0（TCON.5）：T0溢出中斷請求標(biāo)志位，其功能與TF1類同。TR0（TCON.4）：T0運行控制位，其功能與TR1類同。76

3.3.3定時/計數(shù)器的工作方式

一、方式0

方式0為13位計數(shù)，由TL0的低5位（高3位未用）和TH0的8位組成。TL0的低5位溢出時向TH0進(jìn)位，TH0溢出時，置位TCON中的TF0標(biāo)志，向CPU發(fā)出中斷請求。77