微控制器原理及應(yīng)用-丁筱玲04

微控制器

——原理及應(yīng)用——2第四章80C51系列微控制器的功能單元4.1.1I/O接口概述4.1并行I/O接口I/O接口是CPU和外圍設(shè)備之間交換信息的連接部件，是CPU與外設(shè)之間進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送的橋梁和紐帶。外圍設(shè)備種類(lèi)繁多，工作速度通常比CPU的速度低很多，且不同外圍設(shè)備的工作速度、信息類(lèi)型、傳送方式差別很大，因此導(dǎo)致CPU與外設(shè)之間的信息傳送十分復(fù)雜，所以CPU和外設(shè)之間必須有接口電路，通過(guò)它協(xié)調(diào)單片機(jī)與外設(shè)之間的數(shù)據(jù)傳送。3

在單片機(jī)應(yīng)用中，輸入設(shè)備通過(guò)I/O接口電路把程序、數(shù)據(jù)或現(xiàn)場(chǎng)采集到的各種信息輸入單片機(jī)，單片機(jī)的處理結(jié)果和控制信息要通過(guò)I/O接口電路傳送到輸出裝置，以便顯示、打印或?qū)崿F(xiàn)各種控制。一般來(lái)說(shuō)I/O接口電路的主要功能如下。地址譯碼由譯碼器對(duì)地址進(jìn)行譯碼，選擇外圍設(shè)備，以便CPU對(duì)被尋址的外設(shè)進(jìn)行讀/寫(xiě)操作。1．I/O接口的功能42)數(shù)據(jù)緩沖和鎖存

CPU通過(guò)總線(xiàn)與多個(gè)外設(shè)打交道。但是，各輸入設(shè)備的數(shù)據(jù)線(xiàn)不能都直接與CPU的數(shù)據(jù)總線(xiàn)相連，必須經(jīng)輸入緩沖器接到數(shù)據(jù)總線(xiàn)上；否則，會(huì)出現(xiàn)幾個(gè)輸入設(shè)備同時(shí)占用數(shù)據(jù)總線(xiàn)，發(fā)生“總線(xiàn)沖突”，以致CPU不能正常工作。緩沖電路便于實(shí)現(xiàn)在同一時(shí)刻CPU只與一個(gè)外設(shè)交換信息，即只有被選中的外設(shè)與CPU交換信息。單片機(jī)傳送信息的速度一般遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于外設(shè)的工作速度。當(dāng)單片機(jī)向外設(shè)輸出信息時(shí)，外設(shè)還來(lái)不及立即將信息處理完畢。例如，點(diǎn)陣式打印機(jī)打印一個(gè)字符約需10ms，而單片5機(jī)輸出一個(gè)字符只需10s左右。因此，在輸出接口電路中應(yīng)設(shè)置數(shù)據(jù)鎖存器，以便及時(shí)把CPU輸出的數(shù)據(jù)鎖存起來(lái)，然后再由外設(shè)進(jìn)行處理。3)信息轉(zhuǎn)換外設(shè)送往單片機(jī)的信息應(yīng)該轉(zhuǎn)換成單片機(jī)所能接收的數(shù)字量，而單片機(jī)輸出的信息應(yīng)該轉(zhuǎn)換成外設(shè)所要求的信號(hào)。因此，I/O接口電路應(yīng)能實(shí)現(xiàn)信息的轉(zhuǎn)換。例如，串行、并行數(shù)據(jù)的互相轉(zhuǎn)換，電壓、電流的轉(zhuǎn)換，電平的轉(zhuǎn)換，模/數(shù)的轉(zhuǎn)換，數(shù)/模的轉(zhuǎn)換等。64)通信聯(lián)絡(luò)為了協(xié)調(diào)CPU與外設(shè)之間的信息交換，CPU需要通過(guò)I/O接口電路以一定的方式與外設(shè)進(jìn)行通信聯(lián)絡(luò)，以保證不丟失信息。為了進(jìn)行通信聯(lián)絡(luò)，I/O接口電路傳送的信息除了數(shù)據(jù)之外，還要提供外設(shè)狀態(tài)信息及CPU對(duì)外設(shè)的啟?？刂菩盘?hào)等。72．接口與端口I/O接口的功能主要通過(guò)電路實(shí)現(xiàn)，因此也稱(chēng)之為接口電路。在接口電路中應(yīng)該包含數(shù)據(jù)寄存器以保存輸入輸出數(shù)據(jù)，狀態(tài)寄存器以保存外設(shè)的狀態(tài)信息，命令寄存器以保存來(lái)自CPU的有關(guān)數(shù)據(jù)傳送的控制命令。由于在數(shù)據(jù)的傳送中，CPU需要對(duì)這些寄存器的狀態(tài)口和保存命令的命令口尋址，因此通常把接口電路中這些已編址并能進(jìn)行讀或?qū)懖僮鞯募拇嫫鞣Q(chēng)為端口(Port)，或簡(jiǎn)稱(chēng)口。因此，一個(gè)接口電路就對(duì)應(yīng)著多個(gè)端口地址，對(duì)它們像存儲(chǔ)單元一樣進(jìn)行編址。83．80C51系列微控制器端口

標(biāo)準(zhǔn)80C51系列微控制器共有4個(gè)8位的并行雙向口，有32根輸入/輸出(I/O)口線(xiàn)。各口的每一位均由鎖存器、輸出驅(qū)動(dòng)器和輸入緩沖器所組成。因?yàn)樗鼈冊(cè)诮Y(jié)構(gòu)上存在一些差異，所以各口的性質(zhì)和功能也就有了差異。下面分別介紹P0～P3這4個(gè)端口。94.1.2P0口P0口是一個(gè)多功能的8位端口，可以字節(jié)訪(fǎng)問(wèn)也可以位訪(fǎng)問(wèn)，其字節(jié)訪(fǎng)問(wèn)地址為80H，位訪(fǎng)問(wèn)地址為80H～87H。P0口的各位結(jié)構(gòu)完全相同，但相互之間又是獨(dú)立的。P0口的某一位的位電路結(jié)構(gòu)圖如圖4-1所示，其中i的取值范圍為0～7。101．位電路結(jié)構(gòu)

從圖4-1可以看出，P0.i的電路包含以下內(nèi)容：(1)一個(gè)數(shù)據(jù)輸出鎖存器，用于輸出數(shù)據(jù)鎖存。(2)兩個(gè)三態(tài)緩沖器BUF1、BUF2，分別用于緩沖鎖存器數(shù)據(jù)和引腳數(shù)據(jù)；(3)一個(gè)2選1的數(shù)據(jù)選擇器MUX21，其中一個(gè)輸入來(lái)自鎖存器的端，另一個(gè)輸入為“地址/數(shù)據(jù)”信號(hào)的反相輸入，選擇控制端為“控制”。(4)數(shù)據(jù)輸出的驅(qū)動(dòng)電路和控制電路，由兩個(gè)場(chǎng)效應(yīng)管T1、T2和一個(gè)與門(mén)組成。122．工作過(guò)程分析1)P0口用作“地址/數(shù)據(jù)”總線(xiàn)

(1)當(dāng)MUX21的選擇控制端置1時(shí)，選擇“地址/數(shù)據(jù)”輸出到T2，此時(shí)P0口輸出地址/數(shù)據(jù)。當(dāng)MUX21的選擇控制端“控制”置1時(shí)，“地址/數(shù)據(jù)”信號(hào)控制場(chǎng)效應(yīng)管T1，而“地址/數(shù)據(jù)”信號(hào)的反相信號(hào)控制場(chǎng)效應(yīng)管T2。當(dāng)輸出的地址/數(shù)據(jù)信號(hào)為1時(shí)，與門(mén)輸出為1，場(chǎng)效應(yīng)管T1導(dǎo)通，場(chǎng)效應(yīng)管T2截止，P0.i引腳輸出為1；當(dāng)輸出的地址/數(shù)據(jù)信號(hào)為0時(shí)，與門(mén)輸出為0，場(chǎng)效應(yīng)管T1截止，場(chǎng)效應(yīng)管T2導(dǎo)通，P0.i引腳輸出為0。13通過(guò)上述分析可以看出，此時(shí)的輸出狀態(tài)隨地址/數(shù)據(jù)線(xiàn)變化；而且，場(chǎng)效應(yīng)管T1、T2輪流導(dǎo)通，構(gòu)成了推拉式的輸出電路，其負(fù)載能力大大增加。場(chǎng)效應(yīng)管T1起到內(nèi)部上拉電阻的作用。(2)當(dāng)MUX21的選擇控制端置0時(shí)，從P0口輸入數(shù)據(jù)。真正的雙向口是具有高電平、低電平和高阻抗3種狀態(tài)的端口。顯然，此時(shí)P0口在不輸入數(shù)據(jù)時(shí)處于高阻狀態(tài)，因此，P0口作為地址/數(shù)據(jù)總線(xiàn)使用時(shí)是一個(gè)真正的雙向端口，簡(jiǎn)稱(chēng)雙向口。142)

P0口用作通用I/O口當(dāng)系統(tǒng)不進(jìn)行外部程序存儲(chǔ)器和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器擴(kuò)展時(shí)，即不將P0口用作系統(tǒng)的地址/數(shù)據(jù)總線(xiàn)使用時(shí)，P0口可作為通用的I/O口使用。當(dāng)P0口用作通用I/O口時(shí)，MUX21的選擇控制端“控制”置0，選擇端輸出到T2，同時(shí)與門(mén)輸出為0，場(chǎng)效應(yīng)管T1截止，則P0口的輸出電路為漏極開(kāi)路輸出，形成OD門(mén)。15（1）P0口輸出數(shù)據(jù)。當(dāng)P0口輸出數(shù)據(jù)時(shí)，來(lái)自CPU的“寫(xiě)”脈沖加到鎖存器的CLK端，內(nèi)部總線(xiàn)上的數(shù)據(jù)寫(xiě)入鎖存器，并通過(guò)T2輸出到P0.i引腳。當(dāng)鎖存器內(nèi)的數(shù)據(jù)為1時(shí)，則輸出端為0，場(chǎng)效應(yīng)管T2截止，由于輸出為漏極開(kāi)路，此時(shí)必須外接上拉電阻才能輸出1(高電平)。當(dāng)鎖存器內(nèi)的數(shù)據(jù)為0時(shí)，場(chǎng)效應(yīng)管T2導(dǎo)通，P0口輸出為0(低電平)。(2)從P0口輸入數(shù)據(jù)。當(dāng)從P0口輸入數(shù)據(jù)時(shí)，有兩種讀入方式：“讀引腳”和“讀鎖存器”(對(duì)應(yīng)兩種從P0口讀入數(shù)據(jù)指令)。16當(dāng)CPU發(fā)出“讀引腳”指令時(shí)，鎖存器的輸出必須為1(即端輸出為0)，從而使場(chǎng)效應(yīng)管T2截止，引腳的狀態(tài)經(jīng)三態(tài)緩沖器BUF2進(jìn)入內(nèi)部總線(xiàn)；反之，若“讀引腳”時(shí)鎖存器的輸出為0(即端輸出為1)，則場(chǎng)效應(yīng)管T2導(dǎo)通，從而使得P0.i引腳電平被鉗位在0(低電平)，使輸入值1(高電平)無(wú)法讀入。此外，在場(chǎng)效應(yīng)管T2導(dǎo)通的狀態(tài)下，P0.i引腳的高電平被強(qiáng)行拉回為低電平，從而可能產(chǎn)生很大的輸入電流，將場(chǎng)效應(yīng)管T2燒毀。17當(dāng)CPU發(fā)出“讀鎖存器”指令時(shí)，鎖存器內(nèi)的數(shù)據(jù)通過(guò)Q輸出端經(jīng)由三態(tài)緩沖器BUF1進(jìn)入CPU內(nèi)部總線(xiàn)。之所以會(huì)有“讀鎖存器”的指令(例如“讀-改-寫(xiě)”指令A(yù)NLP0,A)，是因?yàn)椤白x鎖存器”可以避免一些錯(cuò)誤的讀操作。例如，用P0.i引腳去驅(qū)動(dòng)晶體管的基極。當(dāng)對(duì)端口P0.i寫(xiě)入值1(高電平)時(shí)，引腳P0.i為高電平(已外接上拉電阻)，則晶體管導(dǎo)通，該引腳被鉗位在低電平。若此時(shí)CPU立刻去讀該引腳的值，則由于晶體管導(dǎo)通，讀入CPU的值為0。顯然這個(gè)值是錯(cuò)誤的，因?yàn)殒i存器輸出的值為1。18綜上所述，P0口具有以下功能和特點(diǎn)。

(1)作為地址/數(shù)據(jù)復(fù)用總線(xiàn)使用。此時(shí)，P0相當(dāng)于一個(gè)真正的雙向口，用作與外部存儲(chǔ)器的連接，配合P2口，輸出16位地址的低8位地址和輸入/輸出8位數(shù)據(jù)。當(dāng)P0口作地址/數(shù)據(jù)復(fù)用總線(xiàn)用之后，就再也不能作I/O口使用了。當(dāng)然，由于現(xiàn)在生產(chǎn)的多種80C51單片機(jī)內(nèi)部集成了足夠的ROM和RAM，所以，P0口很少用作地址/數(shù)據(jù)復(fù)用總線(xiàn)，大部分情況，P0口僅用作通用I/O口。3．P0口的特點(diǎn)19

(2)作為I/O口使用。此時(shí)，P0口需要外接上拉電阻，端口只有兩個(gè)狀態(tài)：高電平、低電平，是一個(gè)準(zhǔn)雙向口。為了能夠從引腳讀入正確的數(shù)據(jù)，當(dāng)P0口由輸出狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)檩斎霠顟B(tài)時(shí)，應(yīng)首先向鎖存器P0.i寫(xiě)1(執(zhí)行指令MOVP0,#0FFH)。當(dāng)單片機(jī)復(fù)位后，鎖存器P0.i被自動(dòng)置1，可立即作輸出口使用。204.1.3P1口P1口只有一個(gè)功能：I/O口。對(duì)P1口來(lái)說(shuō)，可以字節(jié)訪(fǎng)問(wèn)也可以位訪(fǎng)問(wèn)，其字節(jié)訪(fǎng)問(wèn)地址為90H，位訪(fǎng)問(wèn)地址為90H～97H。P1口的各位結(jié)構(gòu)完全相同，但相互之間又是獨(dú)立的。P1口的某一位的位電路結(jié)構(gòu)圖如圖4-2所示，其中i的取值范圍為0～7。211．位電路結(jié)構(gòu)

從圖4-2可以看出，P1.i的電路包含以下內(nèi)容：(1)一個(gè)數(shù)據(jù)輸出鎖存器，用于輸出數(shù)據(jù)鎖存。(2)兩個(gè)三態(tài)緩沖器BUF1、BUF2，分別用于緩沖鎖存器數(shù)據(jù)和引腳數(shù)據(jù)。(3)數(shù)據(jù)輸出的驅(qū)動(dòng)電路，由一個(gè)場(chǎng)效應(yīng)管T2和一個(gè)片內(nèi)上拉電阻組成。222．工作過(guò)程分析P1口只能作為通用I/O口使用。

(1)

P1口用作輸出口。CPU輸出0時(shí)，D=0，=1，場(chǎng)效應(yīng)管T2導(dǎo)通，P1.i引腳被下拉為低電平，即輸出O；CPU輸出1時(shí)，D=1，=0，場(chǎng)效應(yīng)管T2截止，P1.i引腳被上拉為高電平，即輸出1。23(2)

P1口用作輸入口

此時(shí)分為“讀引腳”和“讀鎖存器”兩種方式?！白x引腳”時(shí)，與P0口類(lèi)似，先向P1.i位寫(xiě)1，使場(chǎng)效應(yīng)管T2截止，P1.i引腳上的輸入數(shù)據(jù)經(jīng)輸入緩沖器BUF2送入內(nèi)部總線(xiàn)。“讀鎖存器”時(shí)，P1.i鎖存器的輸出端Q的狀態(tài)經(jīng)輸入緩沖器BUF1送入內(nèi)部總線(xiàn)。24

P1口由于有片內(nèi)上拉電阻，在作為輸出口時(shí)，不需要在片外接上拉電阻；而且由于沒(méi)有高阻抗?fàn)顟B(tài)，所以P1口是一個(gè)準(zhǔn)雙向口。為了能夠從引腳讀入正確的數(shù)據(jù)，當(dāng)P1口由輸出狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)檩斎霠顟B(tài)時(shí)，應(yīng)首先向鎖存器P1.i寫(xiě)1(執(zhí)行指令MOVP1,#0FFH)。當(dāng)單片機(jī)復(fù)位后，P1.i鎖存器被自動(dòng)置1，可立即作輸出口使用。3．P1口的特點(diǎn)254.1.4P2口P2口是一個(gè)多功能的8位端口，可以字節(jié)訪(fǎng)問(wèn)也可以位訪(fǎng)問(wèn)，其字節(jié)訪(fǎng)問(wèn)地址為A0H，位訪(fǎng)問(wèn)地址為A0H～A7H。P2口的各位結(jié)構(gòu)完全相同，但相互之間又是獨(dú)立的。P2口的某一位的位電路結(jié)構(gòu)圖如圖4-3所示，其中i的取值范圍為0～7。261．位電路結(jié)構(gòu)

從圖4-3可以看出，P2.i的電路包含以下內(nèi)容：(1)一個(gè)數(shù)據(jù)輸出鎖存器，用于輸出數(shù)據(jù)鎖存。(2)兩個(gè)三態(tài)緩沖器BUF1、BUF2，分別用于緩沖鎖存器數(shù)據(jù)和引腳數(shù)據(jù)。(3)一個(gè)2選1的數(shù)據(jù)選擇器MUX21，其中一個(gè)輸入來(lái)自鎖存器的Q端，另一個(gè)輸入為“地址”信號(hào)，選擇控制端為“控制”。(4)數(shù)據(jù)輸出的驅(qū)動(dòng)電路和控制電路，由一個(gè)場(chǎng)效應(yīng)管T2和一個(gè)片內(nèi)上拉電阻組成。272．工作過(guò)程分析P2口有兩個(gè)功能：用作地址總線(xiàn)和通用I/O口。

(1)

P2口用作輸出16位地址總線(xiàn)的高8位地址。在內(nèi)部“控制”信號(hào)作用下，MAX21選擇“地址”輸出到反相器的輸入端。當(dāng)“地址”為0時(shí)，場(chǎng)效應(yīng)管T2柵極信號(hào)為1，T2導(dǎo)通，P2.i引腳輸出0；當(dāng)“地址”為1時(shí)，場(chǎng)效應(yīng)管T2截止，P2.i引腳輸出為1。28(2)

P2口用作通用I/O口。

在內(nèi)部“控制”信號(hào)作用下，MAX21選擇Q輸出到反相器的輸入端。當(dāng)CPU輸出0時(shí)，Q=0，T2導(dǎo)通，P2.i引腳輸出0；當(dāng)CPU輸出1時(shí)，Q=0，場(chǎng)效應(yīng)管T2截止，P2.i引腳輸出1。當(dāng)P2口用作輸入口時(shí)，此時(shí)分為“讀引腳”和“讀鎖存器”兩種方式?！白x引腳”時(shí)，與P0口類(lèi)似，先向P2.i位寫(xiě)1，使場(chǎng)效應(yīng)管T2截止，P2.i引腳上的輸入數(shù)據(jù)經(jīng)輸入緩沖器BUF2送入內(nèi)部總線(xiàn)。“讀鎖存器”時(shí)，P2.i鎖存器的輸出端Q的狀態(tài)經(jīng)輸入緩沖器BUF1送入內(nèi)部總線(xiàn)。29當(dāng)P2口作為地址輸出線(xiàn)使用時(shí)，P2口輸出16位地址線(xiàn)的高8位地址，與P0口輸出的低8位地址一起構(gòu)成16位地址，可以尋址64KB的地址空間。當(dāng)P2口作為高8位地址輸出時(shí)，輸出鎖存器P2.i的內(nèi)容保持不變。當(dāng)P2作為通用I/O口使用時(shí)，P2口為一個(gè)準(zhǔn)雙向口，功能與P1口相同。3．P2口的特點(diǎn)304.1.5P3口P3口是一個(gè)多功能的8位端口，可以字節(jié)訪(fǎng)問(wèn)也可以位訪(fǎng)問(wèn)，其字節(jié)訪(fǎng)問(wèn)地址為B0H，位訪(fǎng)問(wèn)地址為B0H～B7H。P3口的各位結(jié)構(gòu)完全相同，但相互之間又是獨(dú)立的。P3口的某一位的位電路結(jié)構(gòu)圖如圖4-4所示，其中i的取值范圍為0～7。311．位電路結(jié)構(gòu)

從圖4-4可以看出，P3.i的電路包含以下內(nèi)容：

(1)一個(gè)數(shù)據(jù)輸出鎖存器，用于輸出數(shù)據(jù)鎖存。

(2)

3個(gè)三態(tài)緩沖器BUF1、BUF2和BUF3，分別用于緩沖鎖存器數(shù)據(jù)、引腳數(shù)據(jù)和第二功能數(shù)據(jù)。

(3)數(shù)據(jù)輸出的驅(qū)動(dòng)電路和控制電路，由一個(gè)“與非門(mén)”、一個(gè)場(chǎng)效應(yīng)管T2和一個(gè)片內(nèi)上拉電阻組成。322．工作過(guò)程分析P3口有兩個(gè)功能：通用I/O口(第一功能)和第二輸入/輸出功能。

(1)

P3口用作通用I/O口。當(dāng)P3口用作第一功能通用輸出時(shí)，“第二輸出功能”端應(yīng)置1，使“與非門(mén)”處于開(kāi)啟狀態(tài)，輸出由Q端決定。當(dāng)CPU輸出0時(shí)，Q=0，場(chǎng)效應(yīng)管T2導(dǎo)通，P3.i引腳輸出為0；當(dāng)CPU輸出1時(shí)，Q=1，場(chǎng)效應(yīng)管T2截止，P3.i引腳輸出為1。當(dāng)P3口用作第一功能通用輸入時(shí)，為了使場(chǎng)效應(yīng)管T2截止，不影響輸入電平，P3.i鎖存器和“第二輸出功能”均應(yīng)置1。33此時(shí)，在“讀引腳”信號(hào)的作用下，P3.i引腳數(shù)據(jù)通過(guò)三態(tài)緩沖器BUF3、BUF2進(jìn)入內(nèi)部總線(xiàn)。與其他口類(lèi)似，在“讀鎖存器”信號(hào)的作用下，P2.i鎖存器的輸出端Q的狀態(tài)經(jīng)輸入緩沖器BUF1送入內(nèi)部總線(xiàn)。(2)

P3口用作第二輸入/輸出功能。與第一功能類(lèi)似，當(dāng)選擇第二輸出功能時(shí)，P3.i鎖存器置1，使“與非門(mén)”處于開(kāi)啟狀態(tài)，輸出由“第二輸出功能”端決定。當(dāng)“第二輸出功能”端輸出為0時(shí)，場(chǎng)效應(yīng)管T2導(dǎo)通，P3.i引腳輸出為0；當(dāng)“第二輸出功能”端輸出為1時(shí)，場(chǎng)效應(yīng)管T2截止，P3.i引腳輸出為1。34與第一功能類(lèi)似，當(dāng)選擇第二輸入功能時(shí)，P3.i鎖存器和“第二輸出功能”均應(yīng)置1，保證場(chǎng)效應(yīng)管T2處于截止?fàn)顟B(tài)。此時(shí)，P3.i引腳輸入的“第二功能”信息由輸入緩沖器BUF3的輸出送至內(nèi)部引線(xiàn)“第二輸入功能”。35

P3口片內(nèi)有上拉電阻，無(wú)論是第一功能——通用I/O口，還是第二功能，皆為準(zhǔn)雙向口。無(wú)論P(yáng)3口用作通用I/O口的輸入口，還是用作第二功能的輸入/輸出口，都需要將P3.i鎖存器置1。在實(shí)際應(yīng)用中，由于復(fù)位后P3.i鎖存器的初值為1，所以，P3口可以直接用作第二功能的輸入/輸出口而不需要做任何設(shè)置。由于P3口各個(gè)位相互獨(dú)立，當(dāng)某一位不作為第二功能使用時(shí)，可以作為通用I/O口使用。3．P3口的特點(diǎn)36P3.0——RXD，串行輸入口。P3.1——TXD，串行輸出口。P3.2——INT0，外部中斷0的請(qǐng)求。P3.3——INT1，外部中斷1的請(qǐng)求。P3.4——T0，定時(shí)器/計(jì)數(shù)器0外部計(jì)數(shù)脈沖輸入。P3.5——T1，定時(shí)器/計(jì)數(shù)器1外部計(jì)數(shù)脈沖輸入。P3.6——WR，外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫(xiě)選通，輸出，低電平有效。P3.7——RD，外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀選通，輸出，低電平有效。P3口的第二功能定義如下：374.1.6并行I/O接口的編程和使用

例4.1P1口輸入/輸出的簡(jiǎn)單應(yīng)用，按鍵控制LED的點(diǎn)亮和熄滅。電路圖如圖4-5所示。38解：程序如下：

ORG 0000H LJMP MAIN ORG 0030HMAIN: MOV P1,#80H;P1.7寫(xiě)“1”，作為輸入口線(xiàn)ST1: JB P1.7,$;檢測(cè)P1.7是否為0，是，則按鍵按下 LCALL DELAY ;延時(shí)，去除按鍵抖動(dòng) JB P1.7,$;檢測(cè)P1.7是否為0，是，則確認(rèn)按鍵 ;按下39 JNBP1.7,$;檢測(cè)按鍵是否抬起 CPL P1.0 ;LED點(diǎn)亮或熄滅 SJMPST1 END404.2.1定時(shí)器/計(jì)數(shù)器概述4.2定時(shí)器/計(jì)數(shù)器

定時(shí)器/計(jì)數(shù)器(Timer/Counter)是單片機(jī)中重要的功能部件之一，其工作方式靈活、編程簡(jiǎn)單，對(duì)減輕CPU的負(fù)擔(dān)和簡(jiǎn)化外圍工作電路有重要意義。以STC89C51系列單片機(jī)為例，單片機(jī)的定時(shí)器/計(jì)數(shù)器有以下特點(diǎn)：(1)

STC89C51單片機(jī)包含有2個(gè)16位的定時(shí)器/計(jì)數(shù)器：定時(shí)器/計(jì)數(shù)器T0和定時(shí)器/計(jì)數(shù)器T1。(2)

STC89C52單片機(jī)包含有3個(gè)16位的定時(shí)器/計(jì)數(shù)器：定時(shí)器/計(jì)數(shù)器T0、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器T1和定時(shí)器/計(jì)數(shù)器T2。41(3)

定時(shí)器/計(jì)數(shù)器的核心是一個(gè)加1計(jì)數(shù)器，其基本功能是加1功能。在單片機(jī)的T0、T1或T2引腳上施加一個(gè)1到0的跳變，計(jì)數(shù)器加1，即為計(jì)數(shù)功能；在單片機(jī)內(nèi)部對(duì)機(jī)器周期或其分頻進(jìn)行計(jì)數(shù)，計(jì)數(shù)值與周期的乘積，即為定時(shí)時(shí)間。在80C51系列單片機(jī)中，定時(shí)功能和計(jì)數(shù)功能的設(shè)定和控制都是通過(guò)軟件來(lái)進(jìn)行的。424.2.2定時(shí)器/計(jì)數(shù)T0、T1

定時(shí)器/計(jì)數(shù)器T0、T1的內(nèi)部結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖如圖4-6所示。從圖中可以看出，定時(shí)器/計(jì)數(shù)器T0、T1由以下幾部分組成：(1)計(jì)數(shù)器TH0、TL0和TH1、TL1；(2)特殊功能寄存器TMOD和TCON；(3)時(shí)鐘分頻器；(4)輸入引腳T0、T1、INT0和INT1。1．定時(shí)器/計(jì)數(shù)器T0、T1的內(nèi)部結(jié)構(gòu)44

1)定時(shí)器/計(jì)數(shù)器T0、T1的方式寄存器(TMOD)顧名思義，80C51系列單片機(jī)定時(shí)器/計(jì)數(shù)器的方式寄存器TMOD就是用來(lái)選擇定時(shí)器/計(jì)數(shù)器的工作方式的。方式寄存器TMOD是一個(gè)逐位定義的8位寄存器，是只能字節(jié)尋址的寄存器，字節(jié)地址為89H，其格式如圖4-7所示。8位被分作了兩組，高4位定義定時(shí)器/計(jì)數(shù)器T1的工作方式，低4位定義定時(shí)器/計(jì)數(shù)器T0的工作方式。下面對(duì)TMOD的各位加以說(shuō)明。2．定時(shí)器/計(jì)數(shù)器T0、T1的特殊功能寄存器45(1)

GATE門(mén)控位。

GATE=0時(shí)，僅由運(yùn)行控制位TRi(i=0,1)來(lái)控制定時(shí)器/計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)。

GATE=1時(shí)，由外部中斷引腳INT0、INT1和TRi來(lái)控制定時(shí)器/計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)。當(dāng)INT0引腳為高電平時(shí)，TR0置位，啟動(dòng)定時(shí)器/計(jì)數(shù)器T0計(jì)數(shù)；當(dāng)INT1引腳為高電平時(shí)，TR1置位來(lái)啟動(dòng)定時(shí)器/計(jì)數(shù)器T1計(jì)數(shù)。46(2)C/T——計(jì)數(shù)功能、定時(shí)功能選擇位。

C/T=0時(shí)，選擇定時(shí)功能，定時(shí)器/計(jì)數(shù)器對(duì)單片機(jī)的晶振12分頻后得到的信號(hào)進(jìn)行計(jì)數(shù)，以此得到定時(shí)的時(shí)間。

C/T=1時(shí)，選擇計(jì)數(shù)功能，定時(shí)器/計(jì)數(shù)器對(duì)外部輸入引腳T0(P3.4)或T1(P3.5)的輸入脈沖(負(fù)跳變)計(jì)數(shù)。(3)

M1、M0——工作方式選擇位。由于有M1和M0兩位，所以有四種工作方式見(jiàn)表4-1。47

1)定時(shí)器/計(jì)數(shù)器T0、T1的控制寄存器(TCON)

80C51系列單片機(jī)定時(shí)器/計(jì)數(shù)器的控制寄存器TCON是用來(lái)控制、指示定時(shí)器/計(jì)數(shù)器的工作狀態(tài)的。控制寄存器TCON是一個(gè)逐位定義的8位寄存器，既可字節(jié)尋址，也可位尋址。字節(jié)地址為88H，位尋址的地址為88H～8FH，其格式如圖4-8所示。48下面對(duì)TCON的各位加以說(shuō)明。

(1)TF1、TF0(TCON.7、TCON.5)——定時(shí)器/計(jì)數(shù)器T1、T0的溢出標(biāo)志。當(dāng)定時(shí)器/計(jì)數(shù)器溢出時(shí)，該位由內(nèi)部硬件置位。若中斷開(kāi)放，則響應(yīng)中斷，進(jìn)入中斷服務(wù)程序后，由硬件自動(dòng)清0；若中斷禁止，則此位可用于查詢(xún)方式，作為狀態(tài)位供CPU查詢(xún)，當(dāng)查詢(xún)有效時(shí)，進(jìn)入處理程序后，及時(shí)用軟件將此位清0。(2)

TR1、TR0(TCON.6、TCON.4)——定時(shí)器/計(jì)數(shù)器T1、T0的運(yùn)行控制位。用軟件控制，置1時(shí)，啟動(dòng)T1；清0時(shí)，停止T1。49TCON的低4位與外部中斷有關(guān)，將在后續(xù)章節(jié)中詳細(xì)討論。復(fù)位后，TCON的所有位均清0。50

3)定時(shí)器/計(jì)數(shù)器T0、T1的數(shù)據(jù)寄存器(TH1、TL1和TH0、TL0)

定時(shí)器/計(jì)數(shù)器T0、T1各有1個(gè)16位的數(shù)據(jù)寄存器，它們都是由高8位寄存器和低8位寄存器所組成的。這些寄存器不經(jīng)過(guò)緩沖，直接顯示當(dāng)前的計(jì)數(shù)值。這4個(gè)寄存器都是讀/寫(xiě)寄存器，任何時(shí)候都可對(duì)它們進(jìn)行讀/寫(xiě)操作。復(fù)位后，所有這4個(gè)寄存器全部清0。它們都只能字節(jié)尋址，相應(yīng)的字節(jié)地址見(jiàn)表4-2。51定時(shí)器/計(jì)數(shù)器T0、T1的工作模式是通過(guò)TMOD中的C/T位來(lái)選擇的。1)定時(shí)器(C/T=0)此時(shí)，計(jì)數(shù)輸入信號(hào)是內(nèi)部時(shí)鐘脈沖，每個(gè)機(jī)器周期使寄存器的值加1。每個(gè)機(jī)器周期包含12個(gè)振蕩周期，故計(jì)數(shù)速率為振蕩周期的1/12。當(dāng)采用12MHz的晶體時(shí)，計(jì)數(shù)速率為1MHz。定時(shí)器的定時(shí)時(shí)間與系統(tǒng)的振蕩頻率有關(guān)，與計(jì)數(shù)器的長(zhǎng)度和初值有關(guān)。3．定時(shí)器/計(jì)數(shù)器T0、T1的定時(shí)、計(jì)數(shù)模式選擇52

2)計(jì)數(shù)器(C/T=1)這時(shí)，通過(guò)引腳T0(P3.4)和T1(P3.5)對(duì)外部信號(hào)進(jìn)行計(jì)數(shù)。在每個(gè)機(jī)器周期，CPU都采樣引腳的輸入電平。若前一機(jī)器周期采樣值為1，下一機(jī)器周期采樣值為0，則計(jì)數(shù)器加1，此后的機(jī)器周期，新的計(jì)數(shù)值裝入計(jì)數(shù)器，周而復(fù)始，直至計(jì)數(shù)器溢出。由此可知，在計(jì)數(shù)模式下，檢測(cè)到一個(gè)1到0的跳變(下降沿)需要2個(gè)機(jī)器周期，故最高計(jì)數(shù)頻率為振蕩頻率的1/24。53通過(guò)設(shè)置M1和M0的值，定時(shí)器/計(jì)數(shù)器T0、T1可選擇4種不同的工作方式。下面分別介紹。1)方式0當(dāng)TMOD中的M1M0=00時(shí)，定時(shí)器/計(jì)數(shù)器被設(shè)置為工作方式0。這時(shí)定時(shí)器/計(jì)數(shù)器的邏輯結(jié)構(gòu)框圖如圖4-9所示。這種方式下，計(jì)數(shù)寄存器由13位組成，即TLi的高3位未用。計(jì)數(shù)時(shí)，TLi的低5位溢出后向THi進(jìn)位，THi溢出后使TFi置位，并向CPU申請(qǐng)中斷。如果中斷允許，CPU響應(yīng)中斷并轉(zhuǎn)入中斷服務(wù)程序，由內(nèi)部硬件清TFi。TFi也可以由程序查詢(xún)和清0。4．定時(shí)器/計(jì)數(shù)器T0、T1的4種工作方式是否計(jì)數(shù)，由GATE、INTi引腳、TRi三部分決定，一般先設(shè)定GATE位。

(1)當(dāng)GATE=0時(shí)，A點(diǎn)為高電平，定時(shí)器/計(jì)數(shù)器的啟動(dòng)/停止由TRi決定。TRi=1，定時(shí)器/計(jì)數(shù)器啟動(dòng)；TRi=0，定時(shí)器/計(jì)數(shù)器停止。

(2)當(dāng)GATE=1時(shí)，A點(diǎn)的電位由INTi決定，因而B(niǎo)點(diǎn)的電位由TRi和INTi決定，即定時(shí)器/計(jì)數(shù)器的啟動(dòng)/停止由TRi和INTi兩個(gè)條件決定。2)方式1當(dāng)TMOD中的M1M0=01時(shí)，定時(shí)器/計(jì)數(shù)器被設(shè)置為工作方式1。這時(shí)定時(shí)器/計(jì)數(shù)器的邏輯結(jié)構(gòu)框圖如圖4-10所示。這種方式下，計(jì)數(shù)寄存器由16位組成。圖4-10

定時(shí)器/計(jì)數(shù)器方式1邏輯結(jié)構(gòu)框圖計(jì)數(shù)時(shí)，TLi溢出后向THi進(jìn)位，THi溢出后使TFi置位，并向CPU申請(qǐng)中斷。如果中斷允許，CPU響應(yīng)中斷并轉(zhuǎn)入中斷服務(wù)程序，由內(nèi)部硬件清TFi。TFi也可以由程序查詢(xún)和清0。其他與方式0完全相同。

3)方式2當(dāng)TMOD中的M1M0=10時(shí)，定時(shí)器/計(jì)數(shù)器被設(shè)置為工作方式2。這時(shí)定時(shí)器/計(jì)數(shù)器的邏輯結(jié)構(gòu)框圖如圖4-11所示。這種方式將16位計(jì)數(shù)寄存器分為2個(gè)8位寄存器，組成一個(gè)自動(dòng)重裝載的8位計(jì)數(shù)寄存器。在方式2中，TLi作為8位計(jì)數(shù)寄存器，THi作為8位計(jì)數(shù)常數(shù)寄存器。當(dāng)TLi計(jì)數(shù)溢出時(shí)，一方面將TFi置位，并向CPU申請(qǐng)中斷；另一方面，將THi的內(nèi)容自動(dòng)加載到TLi中，繼續(xù)計(jì)數(shù)。重裝載不影響THi的內(nèi)容，因而可以多次連續(xù)加載。

方式2對(duì)定時(shí)控制特別有用，它可實(shí)現(xiàn)每隔預(yù)定時(shí)間發(fā)出控制信號(hào)，而且特別適合于串行口波特率發(fā)生器的使用。

4)方式3當(dāng)TMOD中的M1M0=11時(shí)，定時(shí)器/計(jì)數(shù)器被設(shè)置為工作方式3。這種方式將定時(shí)器/計(jì)數(shù)器T0分為一個(gè)8位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器和一個(gè)8位定時(shí)器，TL0用于8位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器，TH0用于8位定時(shí)器。這時(shí)定時(shí)器/計(jì)數(shù)器T0的邏輯結(jié)構(gòu)框圖如圖4-12所示。定時(shí)器/計(jì)數(shù)器方式3下定時(shí)器/計(jì)數(shù)器T0的工作方式與方式0、1時(shí)相同，只是此時(shí)的計(jì)數(shù)器為8位計(jì)數(shù)寄存器TL0，它占用了定時(shí)器/計(jì)數(shù)器T0的GATE、、TR0、T0引腳以及中斷源等。由于定時(shí)器/計(jì)數(shù)器T0的資源已被計(jì)數(shù)寄存器TL0所占用，所以TH0只能作為定時(shí)器用，而且TH0占用了定時(shí)器/計(jì)數(shù)器T1的啟動(dòng)/停止控制位TR1、計(jì)數(shù)溢出標(biāo)志位TF1及中斷源。在定時(shí)器/計(jì)數(shù)器方式3下，定時(shí)器/計(jì)數(shù)器T1的結(jié)構(gòu)如圖4-13所示。此時(shí)定時(shí)器/計(jì)數(shù)器T1可選方式為0、1或2。因?yàn)榇藭r(shí)中斷源已被占用，所以?xún)H能作為波特率發(fā)生器或用在其他不用中斷的地方。事實(shí)上，只在定時(shí)器/計(jì)數(shù)器T1用作波特率發(fā)生器時(shí)，定時(shí)器/計(jì)數(shù)器T0才選作方式3。634.2.3定時(shí)器/計(jì)數(shù)T280C52中有一個(gè)功能強(qiáng)大的定時(shí)器/計(jì)數(shù)器T2，它是一個(gè)16位的、具有自動(dòng)重裝載和捕獲能力的定時(shí)器/計(jì)數(shù)器。在定時(shí)器/計(jì)數(shù)器T2的內(nèi)部，除了兩個(gè)8位計(jì)數(shù)器TL2、TH2和控制寄存器T2CON、方式寄存器T2MOD之外，還設(shè)置有捕獲寄存器RCAP2L(低字節(jié))和RCAP2H(高字節(jié))。定時(shí)器/計(jì)數(shù)器T2的計(jì)數(shù)脈沖源可以有兩個(gè)：一個(gè)是內(nèi)部機(jī)器周期，另一個(gè)是由T2(P1.0)端輸入的外部計(jì)數(shù)脈沖。輸入引腳T2(P1.0)是外部計(jì)數(shù)脈沖輸入端。輸入引腳T2EX(P1.1)是外部控制信號(hào)輸入端。64

1)定時(shí)器/計(jì)數(shù)器T2的控制寄存器(T2CON)控制寄存器T2CON是一個(gè)逐位定義的8位寄存器，既可字節(jié)尋址，也可位尋址。字節(jié)地址為0C8H，位尋址的地址為0C8H～0CFH，其格式如圖4-14所示。1．定時(shí)器/計(jì)數(shù)器T2的特殊功能寄存器下面對(duì)T2CON的各位加以說(shuō)明。

(1)

TF2——定時(shí)器/計(jì)數(shù)器T2溢出標(biāo)志。定時(shí)器/計(jì)數(shù)器T2溢出時(shí)置位，并申請(qǐng)中斷。只能軟件清除此標(biāo)志位。當(dāng)RCLK=l或TCLK=l時(shí)，即T2工作在波特率發(fā)生器方式下時(shí)，定時(shí)器/計(jì)數(shù)器T2的溢出不影響TF2，即TF2不置1。(2)

EXF2——定時(shí)器/計(jì)數(shù)器T2外部標(biāo)志。當(dāng)EXEN2=1，且T2EX引腳上出現(xiàn)下降沿而造成捕獲或重裝載時(shí)，EXF2置位，并申請(qǐng)中斷。此時(shí)若已允許定時(shí)器/計(jì)數(shù)器T2中斷，則CPU將響應(yīng)中斷，轉(zhuǎn)向中斷服務(wù)程序。只能軟件清除此標(biāo)志位。

(3)

RCLK——接收時(shí)鐘標(biāo)志位。此標(biāo)志位由軟件置位或清0，用以選擇定時(shí)器/計(jì)數(shù)器T2或T1作串行口接收波特率發(fā)生器。RCLK=1時(shí)，用定時(shí)器/計(jì)數(shù)器T2溢出脈沖作為串行口的接收時(shí)鐘；RCLK=0時(shí)，用定時(shí)器/計(jì)數(shù)器T1的溢出脈沖作接收時(shí)鐘。(4)

TCLK——發(fā)送時(shí)鐘標(biāo)志位。此標(biāo)志位由軟件置位或清0，用以選擇定時(shí)器/計(jì)數(shù)器T2或T1作串行口發(fā)送波特率發(fā)生器。TCLK=l時(shí)，用定時(shí)器/計(jì)數(shù)器T2溢出脈沖作為串行口的發(fā)送時(shí)鐘；TCLK=0時(shí)，用定時(shí)器/計(jì)數(shù)器Tl的溢出脈沖作為串行口的發(fā)送時(shí)鐘。

(5)

EXEN2——定時(shí)器/計(jì)數(shù)器T2外部允許標(biāo)志。此標(biāo)志位由軟件置位或清0。當(dāng)EXEN2=1時(shí)，允許用外部信號(hào)來(lái)觸發(fā)捕獲或重裝載操作；若定時(shí)器/計(jì)數(shù)器T2未用作串行口的波特率發(fā)生器，當(dāng)在T2EX端出現(xiàn)下降沿信號(hào)時(shí)，將導(dǎo)致定時(shí)器/計(jì)數(shù)器T2捕獲或重裝載，并置EXF2標(biāo)志為1，請(qǐng)求中斷。當(dāng)EXEN2=0時(shí)，禁止用外部信號(hào)來(lái)觸發(fā)捕獲或重裝載操作，即T2EX端的外部信號(hào)不起作用。(6)

TR2——定時(shí)器/計(jì)數(shù)器T2運(yùn)行控制位。此標(biāo)志位由軟件置位或清0，以決定定時(shí)器/計(jì)數(shù)器T2是否運(yùn)行。TR2=l，啟動(dòng)定時(shí)器/計(jì)數(shù)器T2；TR2=0，則停止定時(shí)器/計(jì)數(shù)器T2。

(7)

——C/T2定時(shí)器/計(jì)數(shù)器T2的定時(shí)器方式或計(jì)數(shù)器方式選擇位。此標(biāo)志位由軟件置位或清0。C/T2=0，選擇定時(shí)器工作方式；C/T2=1，選擇計(jì)數(shù)器工作方式，由下降沿觸發(fā)計(jì)數(shù)。

(8)

——CP/RL2捕獲/重裝載標(biāo)志。此標(biāo)志位由軟件置位或清0。CP/RL2=1，選擇捕獲功能，這時(shí)當(dāng)EXEN2=1且T2EX端出現(xiàn)信號(hào)下降沿時(shí)，發(fā)生捕獲操作。CP/RL2=0，選擇重裝載功能，這時(shí)若定時(shí)器/計(jì)數(shù)器T2溢出或EXEN2=1，且T2EX端出現(xiàn)下降沿信號(hào)，都會(huì)導(dǎo)致自動(dòng)重裝載操作。當(dāng)RCLK+TCLK=l時(shí)，此控制位不起作用，定時(shí)器/計(jì)數(shù)器T2被強(qiáng)制工作于重裝載方式。重裝載發(fā)生于定時(shí)器/計(jì)數(shù)器T2溢出時(shí)，常用作波特率發(fā)生器。

2)定時(shí)器/計(jì)數(shù)器T2的方式寄存器(T2MOD)當(dāng)方式寄存器T2MOD的字節(jié)地址為0C9H，不可位尋址，其格式如圖4-15所示。雖然方式寄存器T2MOD有8位，但只定義了2位，其余位保留，且復(fù)位值均為0。下面對(duì)T2MOD定義的2位加以說(shuō)明。

(1)

T2OE：定時(shí)/計(jì)數(shù)器T2輸出允許控制位。當(dāng)T2OE=1時(shí)，啟動(dòng)定時(shí)器/計(jì)數(shù)器T2的可編程時(shí)鐘輸出功能，允許時(shí)鐘輸出至引腳T2(P1.0)；當(dāng)T2OE=0時(shí)，禁止引腳T2(P1.0)輸出。(2)

DCEN：定時(shí)/計(jì)數(shù)器T2加減計(jì)數(shù)控制位。當(dāng)DCEN=1時(shí)，允許T2作為加/減計(jì)數(shù)器使用。具體的計(jì)數(shù)方向由T2EX引腳來(lái)控制，當(dāng)T2EX=1時(shí)，T2進(jìn)行加計(jì)數(shù)；當(dāng)T2EX=O時(shí)，T2進(jìn)行減計(jì)數(shù)。DCEN=0時(shí)，T2自動(dòng)加計(jì)數(shù)。

3)定時(shí)器/計(jì)數(shù)器T2的數(shù)據(jù)寄存器(TH2、TL2)定時(shí)器/計(jì)數(shù)器T2的數(shù)據(jù)寄存器是一個(gè)16位寄存器，它由高8位寄存器(TH2)和低8位寄存器(TL2)所組成，相應(yīng)的字節(jié)地址為OCDH和OCCH，只能字節(jié)尋址。這兩個(gè)寄存器都是讀/寫(xiě)寄存器。復(fù)位后，這2個(gè)寄存器全部清0。

4)定時(shí)器/計(jì)數(shù)器T2的捕獲寄存器(RCAP2H、RCAP2L)定時(shí)器/計(jì)數(shù)器T2中的捕獲寄存器是一個(gè)16位寄存器，由高8位寄存器(RCAP2H)和低8位寄存器(RCAP2L)所組成，相應(yīng)的字節(jié)地址為OCBH和OCAH，只能字節(jié)尋址。RCAP2H、RCAP2L用于捕獲計(jì)數(shù)器TL2、TH2的計(jì)數(shù)狀態(tài)，或用來(lái)預(yù)置計(jì)數(shù)初值。TH2、TL2和RCAP2H、RCAP2L之間接有雙向緩沖器(三態(tài)門(mén))，用于捕獲或者重裝載。復(fù)位后，這兩個(gè)寄存器全部清0。74定時(shí)器/計(jì)數(shù)器T2的工作模式是通過(guò)T2CON中的位C/T2來(lái)選擇的。

1)定時(shí)器(C/T2=0)此時(shí)，T2與T0、T1相似，計(jì)數(shù)輸入信號(hào)是內(nèi)部時(shí)鐘脈沖，計(jì)數(shù)速率為振蕩周期的1/12，即每個(gè)機(jī)器周期使(TH2、TL2)寄存器的值加1。

2)計(jì)數(shù)器(C/T2=1)這時(shí)，通過(guò)引腳T2(P1.0)對(duì)外部信號(hào)進(jìn)行計(jì)數(shù)，T2的工作情況和時(shí)序關(guān)系與T0、T1完全一樣，對(duì)外部計(jì)數(shù)脈沖的要2．定時(shí)器/計(jì)數(shù)器T2的定時(shí)、計(jì)數(shù)模式選擇75求也相同，即外部脈沖的最高頻率為振蕩頻率的1/24。當(dāng)有外部脈沖到來(lái)時(shí)，(TH2、TL2)寄存器的值加1。76通過(guò)設(shè)置定時(shí)器/計(jì)數(shù)器T2的控制寄存器T2CON中的CP/RL2和RCLK+TCLK的值，定時(shí)器/計(jì)數(shù)器T2可選擇3種不同的工作方式(表4-3)：捕獲方式、自動(dòng)重裝載方式和波特率發(fā)生器方式。3．定時(shí)器/計(jì)數(shù)器T2的3種工作方式771)自動(dòng)重裝載方式自動(dòng)重裝載方式是指在一定條件下，自動(dòng)地將RCAP2H和RCAP2L的數(shù)據(jù)裝入計(jì)數(shù)器TH2和TL2中。一般說(shuō)來(lái)，RCAP2H和RCAP2L在這里起預(yù)置計(jì)數(shù)初值的功能。對(duì)于89C52，其工作的邏輯結(jié)構(gòu)框圖如圖4-16所示。當(dāng)CP/RL2=0時(shí)，選擇自動(dòng)重裝載方式。重裝載操作在下述兩種情況下發(fā)生：(1)當(dāng)定時(shí)器/計(jì)數(shù)器T2的寄存器(TH2、TL2)溢出時(shí)，打開(kāi)重裝載三態(tài)緩沖器，把(RCAP2H、RCAP2L)的內(nèi)容自動(dòng)裝載到(TH2、TL2)中(重裝載操作)。同時(shí)，溢出標(biāo)志TF2置1，申請(qǐng)中斷。79(2)當(dāng)EXEN2=1且端口T2EX(P1.1)出現(xiàn)下降沿信號(hào)時(shí)，將發(fā)生重裝載操作。同時(shí)，標(biāo)志位EXF2置1，申請(qǐng)中斷。若定時(shí)器/計(jì)數(shù)器T2的中斷是被允許的，則無(wú)論發(fā)生TF2=1還是EXF2=1，CPU都會(huì)響應(yīng)中斷，此中斷向量的地址為2BH。響應(yīng)中斷后，應(yīng)采用軟件方式撤除中斷申請(qǐng)，以正確地響應(yīng)新的中斷。TF2和EXF2都是直接可尋址位，可采用指令“CLRTF2”和“CLREXF2”撤除中斷申請(qǐng)。802)捕獲方式捕獲方式是指在一定條件下，自動(dòng)將計(jì)數(shù)器TH2和TL2的數(shù)據(jù)讀入RCAP2H和RCAP2L，即TH2和TL2內(nèi)容的捕獲是通過(guò)捕獲寄存器RCAP2H和RCAP2L來(lái)實(shí)現(xiàn)的。對(duì)于89C52，其工作的邏輯結(jié)構(gòu)框圖如圖4-17所示。81

當(dāng)CP/RL2=1時(shí)，選擇捕獲方式。中斷和捕獲操作在下述兩種情況下發(fā)生：(1)當(dāng)定時(shí)器/計(jì)數(shù)器T2的寄存器(TH2、TL2)溢出時(shí)，溢出標(biāo)志TF2置1，申請(qǐng)中斷。(2)當(dāng)EXEN2=1且端口T2EX(P1.1)出現(xiàn)下降沿信號(hào)時(shí)，打開(kāi)捕獲三態(tài)緩沖器，把(TH2、TL2)的內(nèi)容自動(dòng)讀入到(RCAP2H、RCAP2L)中(捕獲操作)。同時(shí)標(biāo)志位EXF2置1，申請(qǐng)中斷。

若定時(shí)器/計(jì)數(shù)器T2的中斷是被允許的，則無(wú)論發(fā)生TF2=1還是EXF2=1，CPU都會(huì)響應(yīng)中斷，此中斷向量的地址為2BH。響應(yīng)中斷后，應(yīng)采用軟件方式撤除中斷申請(qǐng)，以正確地82響應(yīng)新的中斷。TF2和EXF2都是直接可尋址位，可采用指令“CLRTF2”和“CLREXF2”撤除中斷申請(qǐng)。833)波特率發(fā)生器方式當(dāng)T2CON中的RCLK+TCLK=1時(shí)，定時(shí)器/計(jì)數(shù)器T2將工作于波特率發(fā)生器方式，即其溢出脈沖用作串行口的時(shí)鐘。定時(shí)器/計(jì)數(shù)器T2的波特率發(fā)生器方式下的邏輯結(jié)構(gòu)框圖如圖4-18所示。在T2CON中，RCLK選擇串行通信接收波特率發(fā)生器，TCLK選擇串行通信發(fā)送波特率發(fā)生器。因此，發(fā)送和接收的波特率可以不同。此時(shí)，定時(shí)器/計(jì)數(shù)器T2的輸入時(shí)鐘脈沖可由內(nèi)部時(shí)鐘電路決定，也可由外部時(shí)鐘電路決定。(1)若C/T2=0，選用內(nèi)部時(shí)鐘，計(jì)數(shù)脈沖的頻率為振蕩器頻率的1/2。圖4-18

波特率發(fā)生器方式邏輯結(jié)構(gòu)框圖85(2)若C/T2=1，選用外部時(shí)鐘，該時(shí)鐘由T2(P1.0)端輸入，每當(dāng)外部信號(hào)產(chǎn)生下降沿時(shí)，計(jì)數(shù)器值加1。外部脈沖頻率不超過(guò)振蕩器頻率的1/24。由于脈沖溢出時(shí)，RCAP2H、RCAP2L的內(nèi)容會(huì)自動(dòng)裝載到TH2、TL2中，故波特率的值還決定于RCAP2H、RCAP2L的裝載初值。

RCLK+TCLK還用于選擇定時(shí)器/計(jì)數(shù)器T1還是T2作串行通信的波特率發(fā)生器。由圖4-18可看出，這兩位的值用來(lái)控制兩個(gè)電子開(kāi)關(guān)的位置。值為0時(shí)，選用定時(shí)器/計(jì)數(shù)器T1作波特率發(fā)生器；值為1時(shí)，選用定時(shí)器/計(jì)數(shù)器T2作波特率發(fā)生器。86

當(dāng)定時(shí)器/計(jì)數(shù)器T2用作波特率發(fā)生器時(shí)，TH2的溢出不會(huì)使TF2置位，即不會(huì)產(chǎn)生中斷請(qǐng)求。因此，可以不禁止中斷。當(dāng)定時(shí)器/計(jì)數(shù)器T2用作波特率發(fā)生器時(shí)，若EXEN2置1，則端口T2EX的信號(hào)產(chǎn)生下降沿時(shí)，EXF2將置1，但不會(huì)發(fā)生重裝載或捕獲操作。這時(shí)，端口T2EX可以作為一個(gè)額外的外部中斷源。在波特率發(fā)生器工作方式下，在T2計(jì)數(shù)過(guò)程中(即在TR2=1之后)，不能再讀/寫(xiě)TH2、TL2的內(nèi)容。如果讀，則讀出的結(jié)果不會(huì)精確(因?yàn)槊總€(gè)狀態(tài)加1)；如果寫(xiě)，則會(huì)影響T2的溢出而使波特率不穩(wěn)定。在T2計(jì)數(shù)過(guò)程中，可以讀出但不能87改寫(xiě)RCAP2H、RCAP2L的內(nèi)容。若需要訪(fǎng)問(wèn)RCAP2H、RCAP2L，則應(yīng)事先關(guān)閉定時(shí)器。884.2.4定時(shí)器/計(jì)數(shù)器的編程和使用

在定時(shí)器/計(jì)數(shù)器的4種工作方式中，方式0與方式1基本相同，只是計(jì)數(shù)器位數(shù)不同：方式0為13位計(jì)數(shù)器，方式1為16位計(jì)數(shù)器。方式0的存在是為了兼容MCS-48，而且方式0的計(jì)數(shù)初值計(jì)算麻煩，所以在實(shí)際使用中，一般不使用方式0，而使用方式1。89

例4.2設(shè)晶振頻率fosc=6MHz，使用定時(shí)器/計(jì)數(shù)器T1以方式1產(chǎn)生周期為2ms的方波脈沖，并由P1.0輸出，如圖4-19所示。試以中斷方式實(shí)現(xiàn)。90

解：方波的周期用定時(shí)器T1來(lái)確定，即在T1中設(shè)置一個(gè)初值，在初值的基礎(chǔ)上進(jìn)行計(jì)數(shù)，每隔1ms計(jì)數(shù)器T1溢出一次，即產(chǎn)生一次中斷。CPU響應(yīng)中斷后，在中斷服務(wù)程序中對(duì)P1.0取反。

(1)

TMOD確定。TMOD取值如圖4-20所示。圖4-20TMOD取值91(2)計(jì)算計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)初值。要產(chǎn)生2ms的方波脈沖，只需在P1.0端以1ms為間隔，交替輸出高低電平即可實(shí)現(xiàn)。為此，定時(shí)間應(yīng)為1ms。晶振頻率fosc=6MHz，則一個(gè)機(jī)器周期為2s，設(shè)待求計(jì)數(shù)初值為X，則其中：t為定時(shí)時(shí)間，L為計(jì)數(shù)器位數(shù)，X為計(jì)數(shù)初值，tc為計(jì)數(shù)周期。

1000×10-6=(216-X)×2×10-6即500=216-X

X=216-500=10000H-1F4H92

X=216-500=10000H-1F4H

=0FE0CH=1111111000001100B所以，初值為T(mén)H1=0FEH，TL1=0CH。

(3)采用中斷方式。編程時(shí)打開(kāi)全局和局部中斷。設(shè)置EA=1，ET1=1，以允許T1中斷。

(4)定時(shí)器的啟動(dòng)。由定時(shí)器控制寄存器TCON中的TR1位控制定時(shí)器的啟動(dòng)和停止。

TR1=1，啟動(dòng)；TR1=0，停止。(5)程序設(shè)計(jì)。中斷服務(wù)程序除了產(chǎn)生方波以外，還需將計(jì)數(shù)初值重新裝入計(jì)數(shù)器，以便產(chǎn)生方波序列。93程序如下：

ORG 0000H LJMP MAIN ;主程序入口

ORG 001BH LJMP INTT1 ;T1中斷入口

ORG 0030HMAIN: MOV SP,#60H ;修改堆棧指針

MOV TMOD,#10H ;T1為方式1 MOV TH1,#0FEH ;設(shè)置計(jì)數(shù)初值

MOV TL1,#0CH94 SETB EA ;允許中斷

SETB ET1 ;允許T1中斷 SETB TR1 ;啟動(dòng)T1 SJMP $ ;等待中斷INTT1: MOV TH1,#0FEH ;重新設(shè)置初值

MOV TL1,#0CH CPL P1.0 ;定時(shí)1ms時(shí)間到,輸出取反 RETI END95

例4.3設(shè)晶振頻率fosc=6MHz，使用定時(shí)器/計(jì)數(shù)器T0以方式2產(chǎn)生周期為400s的方波脈沖，并由P1.0輸出，如圖4-21所示。試以中斷方式實(shí)現(xiàn)。圖4-21

在P1.0引腳上輸出的波形96

解：方波的周期用定時(shí)器T0來(lái)確定，即在T0中設(shè)置一個(gè)初值，在初值的的基礎(chǔ)上進(jìn)行計(jì)數(shù)，每隔200μs計(jì)數(shù)器T0溢出一次，即產(chǎn)生一次中斷。CPU響應(yīng)中斷后，在中斷服務(wù)程序中對(duì)P1.0取反。

(1)

TMOD確定。TMOD取值如圖4-22所示。圖4-22TMOD取值97(2)計(jì)算計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)初值。要產(chǎn)生400μs的方波脈沖，只需在P1.0端以200μs為間隔，交替輸出高低電平即可實(shí)現(xiàn)。為此，定時(shí)間應(yīng)為200μs。晶振頻率fosc=6MHz，則一個(gè)機(jī)器周期為2μs，設(shè)待求計(jì)數(shù)初值為X，則

200×10-6=(28-X)×2×10-6即100=28-XX=28-100=100H-64H=9CH=10011100B所以，初值為T(mén)H0=9CH，TL0=9CH。

(3)采用中斷方式。編程時(shí)打開(kāi)全局和局部中斷。設(shè)置EA=1，ET0=1，以允許T0中斷。98

(4)定時(shí)器的啟動(dòng)。由定時(shí)器控制寄存器TCON中的TR0位控制定時(shí)器的啟動(dòng)和停止。

TR0=1，啟動(dòng)；TR0=0，停止。(5)程序設(shè)計(jì)。中斷服務(wù)程序只需產(chǎn)生方波方波序列即可。程序如下：

ORG 0000H LJMP MAIN ;主程序入口

ORG 000BH LJMP INTT0 ;T1中斷入口

ORG 0030H99MAIN: MOV SP,#60H ;修改堆棧指針

MOV TMOD,#02H ;T0為方式2 MOV TH0,#9CH ;設(shè)置計(jì)數(shù)初值

MOV TL0,#9CH SETB EA ;允許中斷

SETB ET0 ;允許T0中斷

SETB TR0 ;啟動(dòng)T0 SJMP $ ;等待中斷INTT0:100 CPL P1.0 ;定時(shí)200s時(shí)間到,輸出取反

RETI END101

例4.4門(mén)控制位GATE的應(yīng)用——測(cè)量脈沖寬度。下面以T1為例，介紹門(mén)控制位GATE的應(yīng)用。門(mén)控制位GATE可使定時(shí)器/計(jì)數(shù)器T1的啟動(dòng)計(jì)數(shù)受INT1的控制，當(dāng)GATE=1，TR1=1時(shí)，只有INT1引腳輸入高電平時(shí)，T1才被允許計(jì)數(shù)，利用GATE位的這一功能(對(duì)于T0的GATE位也是一樣，可使T0的啟動(dòng)計(jì)數(shù)受INT0的控制)，可測(cè)量INT1引腳(P3.3)上正脈沖的寬度(機(jī)器周期數(shù))，其方法如圖4-23所示。圖4-23利用GATE位測(cè)量正脈沖的寬度102參考程序如下：

ORG 0000H LJMP MAIN ;復(fù)位入口轉(zhuǎn)主程序

ORG 0030HMAIN: MOV SP,#60H MOV TMOD,#90H ;向TMOD寫(xiě)控制字,T1為方式

;1定時(shí),GATE=1 MOV TL1,#00H MOV TH1,#00H JB P3.3,$ ;等待降低103

SETB TR1 ;如果為低,啟動(dòng)T1,計(jì)數(shù)器

;開(kāi)始計(jì)數(shù)

JNB P3.3,$ ;等待升高

JB P3.3,$ ;為高,等待降低

CLR TR1 ;停止T1計(jì)數(shù)

MOV A,TL1 ;T1計(jì)數(shù)值送A …執(zhí)行以上程序，使引腳上出現(xiàn)的正脈沖寬度以機(jī)器周期數(shù)的形式顯示在顯示器上。1044.3中斷系統(tǒng)

中斷系統(tǒng)在單片機(jī)系統(tǒng)中起著十分重要的作用。一個(gè)功能很強(qiáng)的中斷系統(tǒng)，能大大提高單片機(jī)處理事件的能力，提高效率，增強(qiáng)實(shí)時(shí)性。80C51系列微控制器(單片機(jī))的中斷功能較強(qiáng)，共設(shè)有6個(gè)中斷源，6個(gè)中斷矢量：T0、T1、T2、、和一個(gè)串行通信中斷矢量。有兩級(jí)中斷優(yōu)先級(jí)，可實(shí)現(xiàn)兩級(jí)中斷嵌套。用戶(hù)可以很方便地通過(guò)軟件實(shí)現(xiàn)對(duì)中斷的控制。1054.3.1中斷系統(tǒng)概述

程序執(zhí)行過(guò)程中，允許外部或內(nèi)部事件通過(guò)硬件中斷程序的執(zhí)行，使其轉(zhuǎn)向處理外部或內(nèi)部事件的中斷服務(wù)程序中；完成中斷服務(wù)程序后，CPU繼續(xù)原來(lái)被打斷的程序，這樣的過(guò)程稱(chēng)為中斷。中斷響應(yīng)和處理過(guò)程如圖4-24所示。1．中斷1062．中斷源

能產(chǎn)生中斷的外部和內(nèi)部事件稱(chēng)為中斷源，如鍵盤(pán)中斷、A/D轉(zhuǎn)換器中斷(當(dāng)A/D轉(zhuǎn)換器結(jié)束模擬量到數(shù)字量的轉(zhuǎn)換而產(chǎn)生的中斷)、定時(shí)中斷(定時(shí)器/計(jì)數(shù)器產(chǎn)生的中斷)、程序性中斷(為調(diào)試程序而設(shè)置斷點(diǎn)、單步工作等)。對(duì)于每個(gè)中斷源，不僅要求能發(fā)出中斷請(qǐng)求信號(hào)，還要求這個(gè)信號(hào)能保持一定的時(shí)間，直至CPU響應(yīng)這個(gè)中斷請(qǐng)求后才能且必須撤銷(xiāo)這個(gè)中斷請(qǐng)求信號(hào)。這樣既不會(huì)因CPU未及時(shí)響應(yīng)而丟失中斷申請(qǐng)信號(hào)，也不會(huì)出現(xiàn)多次重復(fù)中斷的情況。1073．中斷優(yōu)先級(jí)

幾個(gè)中斷源同時(shí)申請(qǐng)中斷時(shí)，或者CPU正在處理某外部事件時(shí)，又有另一外部事件申請(qǐng)中斷，CPU必須區(qū)分哪個(gè)中斷源更重要，從而確定優(yōu)先處理哪個(gè)中斷源，這就是中斷優(yōu)先級(jí)問(wèn)題。就后者來(lái)說(shuō)，優(yōu)先級(jí)高的事件可以中斷CPU正在處理的低級(jí)的中斷服務(wù)程序，待完成了高級(jí)中斷服務(wù)程序之后，再繼續(xù)被中斷的低級(jí)中斷服務(wù)程序。在80C51系列微控制器中，只有兩級(jí)中斷優(yōu)先級(jí)。圖4-25是80C51系列微控制器的中斷系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。圖4-25

80C51系列微控制器的中斷系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖1094.3.2中斷的控制和操作80C51系列微控制器中有5個(gè)中斷源。80C52系列微控制器中增加了一個(gè)定時(shí)器/計(jì)數(shù)器T2中斷源，即有6個(gè)中斷源。80C52的6個(gè)中斷源如下。

(1)(P3.2)——外部中斷0。當(dāng)IT0(TCON.0)=0時(shí)，低電平有效；當(dāng)ITO(TCON.0)=1時(shí)，下降沿有效。

(2)(P3.3)——外部中斷1。當(dāng)IT0(TCON.2)=0時(shí)，低電平有效；當(dāng)IT1(TCON.2)=1時(shí)，下降沿有效。

(3)

TF0(P3.4)——定時(shí)器/計(jì)數(shù)器T0溢出中斷。1．80C52系列微控制器中斷源110(4)

TF1(P3.5)——定時(shí)器/計(jì)數(shù)器T1溢出中斷。

(5)

RI，TI——串行中斷。

(6)

TF2、EXF2——定時(shí)器/計(jì)數(shù)器T2溢出中斷。微控制器各中斷源提出的中斷申請(qǐng)，如果得到微控制器的中斷響應(yīng)，則會(huì)自動(dòng)轉(zhuǎn)入各自固定的中斷入口地址(中斷矢量)見(jiàn)表4-4。1112．中斷標(biāo)志INT0、INT1、T0及T1的中斷標(biāo)志存放在定時(shí)器/計(jì)數(shù)器控制寄存器TCON中，串行口的中斷標(biāo)志存放在串行口控制寄存器SCON中，T2的中斷標(biāo)志存放在定時(shí)器/計(jì)數(shù)器T2的控制寄存器T2CON中。

TCON寄存器字節(jié)地址為88H，其格式如圖4-26所示。圖4-26定時(shí)器/計(jì)數(shù)器控制寄存器TCON格式112SCON寄存器字節(jié)地址為98H，其格式如圖4-27所示。圖4-27串行口控制寄存器SCON格式T2CON寄存器字節(jié)地址為0C8H,其格式如圖4-28所示。圖4-28定時(shí)器/計(jì)數(shù)器控制寄存器T2CON格式113

下面對(duì)中斷標(biāo)志及控制位的各位加以說(shuō)明。(1)

TF2(T2CON.7)——定時(shí)器/計(jì)數(shù)器T2溢出標(biāo)志。定時(shí)器/計(jì)數(shù)器T2溢出時(shí)置位，并申請(qǐng)中斷。響應(yīng)中斷后需用軟件清0。(2)

EXF2(T2CON.6)——定時(shí)器/計(jì)數(shù)器T2外部標(biāo)志。當(dāng)EXEN2=1，且T2EX引腳上出現(xiàn)下降沿而造成捕獲或重裝載時(shí)，EXF2置位，并申請(qǐng)中斷。響應(yīng)中斷后需用軟件清0。(3)

TF1(TCON.7)——定時(shí)器/計(jì)數(shù)器T1溢出標(biāo)志。硬件置位，響應(yīng)中斷后硬件清0。不用中斷時(shí)，需用軟件清0。(4)

TF0(TCON.5)——定時(shí)器/計(jì)數(shù)器T0溢出標(biāo)志。硬件置位，響應(yīng)中斷后硬件清0。不用中斷時(shí)，需用軟件清0。114

下面對(duì)中斷標(biāo)志及控制位的各位加以說(shuō)明。(1)

TF2(T2CON.7)——定時(shí)器/計(jì)數(shù)器T2溢出標(biāo)志。定時(shí)器/計(jì)數(shù)器T2溢出時(shí)置位，并申請(qǐng)中斷。響應(yīng)中斷后需用軟件清0。(2)

EXF2(T2CON.6)——定時(shí)器/計(jì)數(shù)器T2外部標(biāo)志。當(dāng)EXEN2=1，且T2EX引腳上出現(xiàn)下降沿而造成捕獲或重裝載時(shí)，EXF2置位，并申請(qǐng)中斷。響應(yīng)中斷后需用軟件清0。(3)

TF1(TCON.7)——定時(shí)器/計(jì)數(shù)器T1溢出標(biāo)志。硬件置位，響應(yīng)中斷后硬件清0。不用中斷時(shí)，需用軟件清0。(4)

TF0(TCON.5)——定時(shí)器/計(jì)數(shù)器T0溢出標(biāo)志。硬件置位，響應(yīng)中斷后硬件清0。不用中斷時(shí)，需用軟件清0。115(5)

IE1(TCON.3)——外部中斷請(qǐng)求1的中斷標(biāo)志。IE1=1時(shí)，INT1向CPU申請(qǐng)中斷。

(6)

IE0(TCON.1)——外部中斷請(qǐng)求0的中斷標(biāo)志。IE0=1時(shí)，INT0向CPU申請(qǐng)中斷。

(7)

TI(SCON.1)——串行口發(fā)送中斷標(biāo)志。發(fā)送完一幀，硬件置位。響應(yīng)中斷后需用軟件清0。

(8)

RI(SCON.0)——串行口接收中斷標(biāo)志。接收完一幀，硬件置位。響應(yīng)中斷后需用軟件清0。

(9)

IT1(TCON.2)——外部中斷請(qǐng)求觸發(fā)方式控制位。

IT1=0，電平觸發(fā)方式，引腳上的外部中斷請(qǐng)求輸入信號(hào)為低電平有效，并使IT1置位。進(jìn)入中斷服務(wù)程序后，由硬116件自動(dòng)將IE1清0。IT1=1，下降沿觸發(fā)方式，引腳上的外部中斷請(qǐng)求輸入信號(hào)電平從高到低的跳變有效，并使IT1置位。進(jìn)入中斷服務(wù)程序后，由硬件自動(dòng)將IE1清0。

(10)

IT0(TCON.0)——外部中斷請(qǐng)求觸發(fā)方式控制位。

IT0=0，電平觸發(fā)方式，引腳上的外部中斷請(qǐng)求輸入信號(hào)為低電平有效，并使IT0置位。進(jìn)入中斷服務(wù)程序后，由硬件自動(dòng)將IE0清0。

IT0=1，下降沿觸發(fā)方式，引腳上的外部中斷請(qǐng)求輸入信號(hào)電平從高到低的跳變有效，并使IT0置位。進(jìn)入中斷服務(wù)程序后，由硬件自動(dòng)將IE0清0。1173．中斷允許控制

中斷允許和禁止由中斷允許寄存器控制。中斷允許寄存器IE是一個(gè)逐位定義的8位寄存器，既可字節(jié)尋址，也可位尋址。字節(jié)地址為0A8H，位尋址的地址為0A8H～0AFH。其格式如圖4-29所示。圖4-29中斷允許寄存器IE格式

中斷中斷允許寄存器IE中的各位為0時(shí)，禁止相應(yīng)中斷；為1時(shí)，允許相應(yīng)中斷。系統(tǒng)復(fù)位后，中斷允許寄存器IE中各位均為0，即此時(shí)禁止所有中斷。下面對(duì)IE的各位加以說(shuō)明。118EX0(IE.0)——外部中斷0中斷允許位。ET0(IE.1)——定時(shí)器/計(jì)數(shù)器T0中斷允許位。EX1(IE.2)——外部中斷1中斷允許位。ET1(IE.3)——定時(shí)器/計(jì)數(shù)器T1中斷允許位。ES(IE.4)——串行口中斷允許位。ET2(IE.5)——定時(shí)器/計(jì)數(shù)器T2中斷允許位。EA(IE.7)——CPU中斷允許位(中斷總允許位)。EA=1時(shí)，開(kāi)放所有中斷；EA=0時(shí)，屏蔽所有中斷。1194．中斷優(yōu)先級(jí)

在80C51系列單片機(jī)中有高、低兩個(gè)中斷優(yōu)先級(jí)，通過(guò)中斷優(yōu)先級(jí)寄存器IP來(lái)設(shè)定。中斷優(yōu)先級(jí)寄存器IP是一個(gè)逐位定義的8位寄存器，既可字節(jié)尋址，也可位尋址。字節(jié)地址為0B8H，位尋址的地址為0B8H～0BFH。其格式如圖4-30所示。

中斷中斷優(yōu)先級(jí)寄存器IP中的各位為0時(shí)，相應(yīng)中斷為低優(yōu)先級(jí)；為1時(shí)，相應(yīng)中斷為高優(yōu)先級(jí)。系統(tǒng)復(fù)位后，IP寄存器中各位均為0，即此時(shí)全部中斷設(shè)定為低優(yōu)先級(jí)。圖4-30中斷優(yōu)先級(jí)寄存器IP格式120PX0(IP.0)——外部中斷0中斷優(yōu)先級(jí)控制位。PT0(IP.1)——定時(shí)器/計(jì)數(shù)器T0中斷優(yōu)先級(jí)控制位。PX1(IP.2)——外部中斷1中斷優(yōu)先級(jí)控制位。PT1(IE.3)——定時(shí)器/計(jì)數(shù)器T1中斷優(yōu)先級(jí)控制位。PS(IP.4)——串行口中斷優(yōu)先級(jí)控制位。PT2(IP.5)——定時(shí)器/計(jì)數(shù)器T2中斷優(yōu)先級(jí)控制位。下面對(duì)IP的各位加以說(shuō)明。

在中斷執(zhí)行過(guò)程中，所有允許的高優(yōu)先級(jí)中斷可以中斷低優(yōu)先級(jí)中斷的執(zhí)行過(guò)程。同級(jí)的中斷不能相互中斷。幾個(gè)同級(jí)的中斷源同時(shí)向CPU121申請(qǐng)中斷時(shí)，CPU按硬件次序排定優(yōu)先權(quán)，即依次為INT0、T0、INT1、T1、串行口和T2。1224.3.3中斷過(guò)程

中斷請(qǐng)求就是中斷源向CPU申請(qǐng)中斷的過(guò)程，即建立中斷請(qǐng)求標(biāo)志位IE0、IE1、TF0、TF1、TF2/EXF2、TI/RI的過(guò)程。

1)外部中斷請(qǐng)求外部中斷源INT0、INT0經(jīng)由引腳P3.2、P3.3向CPU申請(qǐng)中斷。外部中斷請(qǐng)求有兩種方式：電平觸發(fā)方式和下降沿觸發(fā)方式。通過(guò)設(shè)置觸發(fā)方式控制位IT0、IT1進(jìn)行選擇。對(duì)于定時(shí)器/計(jì)數(shù)器T2的控制端T2EX來(lái)說(shuō)，只有下降沿觸發(fā)方式1．中斷請(qǐng)求123，控制端T2EX的下降沿經(jīng)由引腳P1.1向CPU申請(qǐng)中斷。(1)電平觸發(fā)方式。若外部中斷定義為電平觸發(fā)方式，外部中斷請(qǐng)求觸發(fā)器的狀態(tài)隨著CPU在每個(gè)機(jī)器周期采樣到的外部中斷源輸入線(xiàn)的電平變化而變化，這能提高CPU對(duì)外部中斷請(qǐng)求的響應(yīng)速度，但是也存在缺陷。這是因?yàn)樵陔娖接|發(fā)方式，單片機(jī)不鎖存電平觸發(fā)中斷請(qǐng)求信號(hào)，會(huì)把每個(gè)機(jī)器周期采樣到的外部中斷源輸入線(xiàn)上的邏輯電平直接賦值給中斷標(biāo)志寄存器。當(dāng)中斷請(qǐng)求被阻塞而沒(méi)有得到及時(shí)響應(yīng)時(shí)，將會(huì)被丟失。所以，要使電平觸發(fā)的中斷被CPU響應(yīng)并執(zhí)行，必須保證外部中斷源輸入線(xiàn)上的低電平維持到中斷被執(zhí)行為止。124當(dāng)外部中斷源被設(shè)定為電平觸發(fā)方式時(shí)，在中斷服務(wù)程序返回之前，外部中斷請(qǐng)求輸入必須無(wú)效(即外部中斷請(qǐng)求為高電平)，否則，CPU返回主程序后會(huì)再次響應(yīng)中斷。所以，在電平觸發(fā)方式，需要CPU能夠清除外部中斷請(qǐng)求源。(2)下降沿觸發(fā)方式。當(dāng)CPU在一個(gè)機(jī)器周期中檢測(cè)到中斷源輸入線(xiàn)上的電平為高電平，下一個(gè)機(jī)器周期檢測(cè)到低電平，即電平信號(hào)有一個(gè)從高到低的跳變時(shí)，CPU即置位中斷標(biāo)志，申請(qǐng)中斷。所以，為確保檢測(cè)到下降沿，中斷源輸入線(xiàn)上的高電平和低電平應(yīng)至少各自保持一個(gè)機(jī)器周期。當(dāng)中斷標(biāo)志寄存器鎖存下降沿中斷請(qǐng)求信號(hào)后，直到CPU響應(yīng)中斷并進(jìn)入中斷服務(wù)程序時(shí)，才由硬件自動(dòng)清除。因此，在下降沿觸發(fā)125方式，當(dāng)CPU正在執(zhí)行同級(jí)或高級(jí)中斷時(shí)，產(chǎn)生的外部中斷同樣會(huì)被記錄到中斷標(biāo)志寄存器中。在同級(jí)或高級(jí)中斷執(zhí)行完畢后，該中斷將被響應(yīng)并執(zhí)行。外部中斷請(qǐng)求標(biāo)志存放在IE0、IE1中。

IE0為INT0中斷請(qǐng)求標(biāo)志位，當(dāng)INT0有中斷請(qǐng)求時(shí)IE0置位，在CPU響應(yīng)中斷后，由硬件將IE0清0。

IE1為INT1中斷請(qǐng)求標(biāo)志位，當(dāng)INT1有中斷請(qǐng)求時(shí)IE1置位，在CPU響應(yīng)中斷后，由硬件將IE1清0。對(duì)于定時(shí)器/計(jì)數(shù)器T2的外部標(biāo)志EXF2來(lái)說(shuō)，當(dāng)T2EX的下降沿來(lái)臨，且EXEN2置位時(shí)，則置位EXF2并申請(qǐng)中斷。在CPU響應(yīng)中斷后，只能由軟件將EXF2清0。126

2)內(nèi)部中斷請(qǐng)求當(dāng)定時(shí)器/計(jì)數(shù)器T0計(jì)數(shù)產(chǎn)生溢出時(shí)，由硬件置位TF0。當(dāng)CPU響應(yīng)中斷后，再由硬件將TF0清0。當(dāng)定時(shí)器/計(jì)數(shù)器T1計(jì)數(shù)產(chǎn)生溢出時(shí)，由硬件置位TF1。當(dāng)CPU響應(yīng)中斷后，再由硬件將TF1清0。當(dāng)定時(shí)器/計(jì)數(shù)器T2計(jì)數(shù)產(chǎn)生溢出時(shí)，由硬件置位TF2。當(dāng)CPU響應(yīng)中斷后，只能由軟件將TF2清0。對(duì)于串行口中斷來(lái)說(shuō)，有兩個(gè)標(biāo)志位：TI、RI。當(dāng)串行口發(fā)送完一個(gè)字節(jié)數(shù)據(jù)后，置位TI；當(dāng)串行口接收完一個(gè)字節(jié)數(shù)據(jù)后，置位RI。CPU響應(yīng)中斷后，只能由軟件將TI、RI清0。1272．中斷響應(yīng)CPU對(duì)中斷請(qǐng)求進(jìn)行判斷，形成中斷矢量，轉(zhuǎn)入相應(yīng)的中斷服務(wù)程序的過(guò)程稱(chēng)為中斷響應(yīng)。只有滿(mǎn)足規(guī)定要求的中斷請(qǐng)求才能被CPU響應(yīng)。

1)

CPU響應(yīng)中斷的基本條件一個(gè)中斷源的中斷申請(qǐng)被響應(yīng)，需滿(mǎn)足以下基本條件。有中斷源提出中斷申請(qǐng)。中斷總允許位EA=1，即CPU開(kāi)放中斷。申請(qǐng)中斷的中斷源的中斷允許位為1，即開(kāi)放中斷源。CPU沒(méi)有響應(yīng)同級(jí)或更高優(yōu)先級(jí)的中斷。當(dāng)前指令執(zhí)行結(jié)束。128如果正在執(zhí)行的指令是RETI或是訪(fǎng)問(wèn)IE、IP指令，則CPU在執(zhí)行RETI或訪(fǎng)問(wèn)IE、IP指令后，至少還要再執(zhí)行一條其他指令后才會(huì)響應(yīng)中斷請(qǐng)求。在接收中斷申請(qǐng)時(shí)，如遇下列情況，硬件生成的長(zhǎng)調(diào)用指令“LCALL”將被封鎖：

(1)正在執(zhí)行同級(jí)或高優(yōu)先級(jí)的中斷服務(wù)程序。

(2)所查詢(xún)的機(jī)器周期不是執(zhí)行當(dāng)前指令的最后一