【教學(xué)】第八章 8051內(nèi)部資源的C編程

第八章8051內(nèi)部資源的C編程.8.1 中斷8.2 定時器/計數(shù)器8.3 串行口.8.1 中斷中斷的基本概念所謂中斷是指CPU對系統(tǒng)中或系統(tǒng)外發(fā)生的某個事件的一種響應(yīng)過程，即CPU暫時停止現(xiàn)行程序的執(zhí)行，而自動轉(zhuǎn)去執(zhí)行預(yù)先安排好的處理該事件的服務(wù)子程序。當(dāng)處理結(jié)束后，再返回到被暫停程序的斷點處，繼續(xù)執(zhí)行原來的程序。實現(xiàn)這種中斷功能的硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)稱為中斷系統(tǒng)。.8.1.1中斷源1、8051中斷源中斷源說明

外部中斷0由P3.2腳輸入，低電平/負跳變觸發(fā)外部中斷1由P3.3腳輸入，低電平/負跳變觸發(fā)定時器/計數(shù)器0中斷定時器T0溢出觸發(fā)定時器/計數(shù)器1中斷定時器T1溢出觸發(fā)串行口中斷接收或發(fā)送一幀數(shù)據(jù)觸發(fā)

.2、定時器/計數(shù)器控制寄存器（TCON）TCONIT0IE0IT1IE1TR0TF0TR1TF1D7D6D5D4D3D2D1D0字節(jié)地址98HIT0(IT1)：外部中斷0(或1)觸發(fā)方式控制位。IT0(或IT1)被設(shè)置為0，則選擇外部中斷為電平觸發(fā)方式；IT0(或IT1)被設(shè)置為1，則選擇外部中斷為邊沿觸發(fā)方式。電平觸發(fā)方式:

CPU在每個機器周期的S5P2采樣INTx引腳,若INTx引腳為低電平，將直接觸發(fā)外部中斷。邊沿觸發(fā)方式：若第一個機器周期采樣到INTx引腳為高電平，第二個機器周期采樣到INTx引腳為低電平時，向CPU請求中斷。.IE0(IE1)：外部中斷0(或1)的中斷請求標志位。當(dāng)CPU響應(yīng)中斷轉(zhuǎn)向中斷服務(wù)程序時由硬件將IE0(或IE1)清零。TCONIT0IE0IT1IE1TR0TF0TR1TF1D7D6D5D4D3D2D1D0字節(jié)地址98HTF0(TF1)：定時器中斷0(或1)的中斷請求標志位。當(dāng)CPU響應(yīng)中斷轉(zhuǎn)向中斷服務(wù)程序時由硬件將TF0(或TF1)清零。.3、串行口控制寄存器（SCON）

SM0SM1SM2RENTB8RB8TIR1SCONRI,TI：串行口收/發(fā)數(shù)據(jù)申請中斷標志位 ＝1申請中斷； ＝0不申請中斷.8.1.2中斷的控制1、中斷允許寄存器（IE）MCS-51單片機中沒有專設(shè)的開中斷和關(guān)中斷指令，對各中斷源的中斷開放或關(guān)閉是由內(nèi)部的中斷允許寄存器IE的各位來控制的。EX0ET0EX1ET1ESEAD7D6D5D4D3D2D1D0IE字節(jié)地址A8HEA：中斷允許總控位。

EA=0，屏蔽所有的中斷請求；

EA=1，開放中斷。

EA的作用是使中斷允許形成兩級控制。即各中斷源首先受EA位的控制；其次還要受各中斷源自己的中斷允許總控位控制。.EX0ET0EX1ET1ESEAD7D6D5D4D3D2D1D0IE字節(jié)地址A8H

ET1：定時器/計數(shù)器T1的溢出中斷允許位。 ET1=0禁止T1中斷； ET1=1允許T1中斷。ES：串行口中斷允許位。 ES=0禁止串行口中斷； ES=1允許串行口中斷。EX1：外部中斷1中斷允許位。 EX1=0禁止外部中斷1中斷； EX1=1允許外部中斷1中斷。.2、中斷優(yōu)先級寄存器（IP）MCS-51單片機的中斷源有兩個用戶可控的中斷優(yōu)先級，從而可實現(xiàn)二級中斷嵌套。中斷系統(tǒng)遵循如下三條規(guī)則：(1)正在進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，一直到該中斷服務(wù)程序結(jié)束，返回了主程序且執(zhí)行了主程序中的一條指令后，CPU才響應(yīng)新的中斷請求。(2)正在進行的低優(yōu)先級中斷服務(wù)程序能被高優(yōu)先級中斷請求所中斷，實現(xiàn)兩級中斷嵌套。(3)CPU同時接收到幾個中斷請求時，首先響應(yīng)優(yōu)先級最高的中斷請求。.PT2PSPT1PX1PT0PX0D7D6D5D4D3D2D1D0IP字節(jié)地址B8HPT2：定時器/計數(shù)器T2的中斷優(yōu)先級控制位，只用于52子系列。PS：串行口的中斷優(yōu)先級控制位。PT1：定時器/計數(shù)器T1的中斷優(yōu)先級控制位。PX1：外部中斷1的中斷優(yōu)先級控制位。PT0：定時器/計數(shù)器T0的中斷優(yōu)先級控制位。PX0：外部中斷0的中斷優(yōu)先級控制位。.表8.2中斷優(yōu)先級中斷源同級的中斷優(yōu)先級

外部中斷0定時器/計數(shù)器0中斷外部中斷1定時器/計數(shù)器1中斷串行口中斷定時器/計數(shù)器2中斷最高

最低..8.1.3中斷響應(yīng)

單片機響應(yīng)中斷的條件為中斷源有請求(中斷允許寄存器IE相應(yīng)位置1)，且CPU開中斷(即EA=1)。這樣，在每個機器周期的S5P2期間，對所有中斷源按用戶設(shè)置的優(yōu)先級和內(nèi)部規(guī)定的優(yōu)先級進行順序檢測，并可在S6期間找到所有有效的中斷請求。如有中斷請求，且滿足下列條件，則在下一個機器周期的S1期間響應(yīng)中斷，否則將丟棄中斷采樣的結(jié)果。(1)無同級或高級中斷正在處理。(2)現(xiàn)行指令執(zhí)行到最后1個機器周期且已結(jié)束。(3)若現(xiàn)行指令為RETI或訪問IE、IP的指令時，執(zhí)行完該指令且緊隨其后的另一條指令也已執(zhí)行完畢。1．中斷響應(yīng)的條件.

CPU響應(yīng)中斷后，由硬件自動執(zhí)行如下的功能操作：(1)根據(jù)中斷請求源的優(yōu)先級高低，對相應(yīng)的優(yōu)先級狀態(tài)觸發(fā)器置1。(2)保護斷點，即把程序計數(shù)器PC的內(nèi)容壓入堆棧保存。(3)清內(nèi)部硬件可清除的中斷請求標志位(IE0、IE1、TF0、TF1)。(4)把被響應(yīng)的中斷服務(wù)程序入口地址送入PC，從而轉(zhuǎn)入相應(yīng)的中斷服務(wù)程序執(zhí)行。各中斷服務(wù)程序的入口地址見表。2．中斷響應(yīng)過程.中斷服務(wù)程序入口地址表編號中斷源入口地址0外部中斷00003H1定時器/計數(shù)器0000BH2外部中斷10013H3定時器/計數(shù)器1001BH4串行口中斷0023H.中斷服務(wù)程序的函數(shù)定義的語法格式如下：

void函數(shù)名()interruptm[usingn]{

}3．中斷服務(wù)程序C51編譯器支持在C源程序中直接開發(fā)中斷程序。中斷服務(wù)程序是通過按規(guī)定語法格式定義的一個函數(shù)。interrupt屬性的參數(shù)為0到31的整常數(shù)值。帶操作數(shù)的表達式在函數(shù)原型中是不允許的。.interrupt屬性影響如下函數(shù)的目標代碼特殊功能寄存器ACCBDPHDPL和PSW的內(nèi)容需要時在函數(shù)調(diào)用時保存在堆棧中。在中斷函數(shù)中所用的寄存器如果不用using屬性指定一個寄存器組就保存在堆棧中。保存在堆棧中的寄存器和SFR在退出函數(shù)前恢復(fù)。函數(shù)由指令RETI終止。另外Cx51編譯器自動產(chǎn)生中斷矢量。.linelevel source 1 externbitalarm; 2 intalarm_count; 3 4 5 voidfalarm(void)interrupt1using3 {6 1 alarm_count*=2; 7 1 alarm=1; 8 1 } 下面的例子程序說明了如何使用interrupt屬性。程序同時顯示進入和退出中斷函數(shù)的代碼。using函數(shù)屬性用來選擇和非中斷程序不同的寄存器組。.ASSEMBLYLISTINGOFGENERATEDOBJECTCODE

0000C0E0 PUSH ACC 0002C0D0 PUSH PSW

;SOURCELINE#5 ;SOURCELINE#6 0004E500 R MOV A,alarm_count+01H 000625E0 ADD A,ACC 0008F500 R MOV alarm_count+01H,A 000AE500 R MOV A,alarm_count 000C33 RLC A 000DF500 R MOV alarm_count,A ;SOURCELINE#7 000FD200 E SETB alarm ;SOURCELINE#8 0011D0D0 POP PSW 0013D0E0 POP ACC 001532 RETI 但是因為在本函數(shù)中不需要工作寄存器為切換寄存器組而產(chǎn)生的代碼被優(yōu)化排除了。.4．中斷服務(wù)函數(shù)應(yīng)用注意

中斷函數(shù)沒有函數(shù)參數(shù)。如果中斷函數(shù)聲明中帶參數(shù)，編譯器就產(chǎn)生錯誤信息。

中斷函數(shù)聲明不能包含返回值，必須聲明為VOID

。如果定義了一個返回值，編譯器就產(chǎn)生一個錯誤。暗含的int

返回值被編譯器忽略。

編譯器不允許直接的對中斷函數(shù)的調(diào)用。對中斷函數(shù)的直接調(diào)用是無意義的。

編譯器對每個中斷函數(shù)產(chǎn)生一個中斷矢量。矢量的代碼是跳轉(zhuǎn)到中斷函數(shù)的起始

從一個中斷程序中調(diào)用函數(shù)必須和中斷使用相同的寄存器組。.8.1.5中斷編程圖所示是利用優(yōu)先權(quán)解碼芯片，在單片機8031的一個外部中斷INT1上擴展多個中斷源的原理電路圖。.#include<reg51.h>unsignedcharstatus；bitflag；voidservice_int1()interrupt2using2/*INT1中斷服務(wù)程序*/{flag=1； /*設(shè)置標志*/status=p1； /*存輸入口狀態(tài)*/}

在中斷服務(wù)程序中僅設(shè)置標志，并保存I/O口輸入狀態(tài)。.voidmain(void){IP=0x04； /*置INT1為高優(yōu)先級中斷,等價PX1=1*/IE=-0x84； /*INT1開中斷，CPU開中斷

等價EA=1，EX1=1*/

for(；；) {if(flag) /*有中斷*/ {switch(status) /*根據(jù)中斷源分支*/ {case0：break； /*處理IN0*/ case1：break； /*處理IN1*/ case2：break； /*處理IN2*/ case3：break； /*處理IN3*/ default：； } flag=0； /*處理完成清標志*/ }}}.8.2 定時器/計數(shù)器

2個16位定時器/計數(shù)器定時器:對片內(nèi)機器時鐘(周期方波)進行計數(shù)計數(shù)器:對Tx引腳輸入的負脈沖進行計數(shù)

與Timer工作有關(guān)的特殊功能寄存器：

TCON、TMOD、THx

和TLx8.2.0定時器概述

TIMER的作用：定時操作：定時采樣，定時掃描，定時中斷測量外部信號：累加統(tǒng)計，測量周期等定時輸出：PWM等監(jiān)視系統(tǒng)正常工作與否.

定時器的一般結(jié)構(gòu)和工作原理+1計數(shù)器溢出中斷脈沖控制開關(guān)

實質(zhì)是計數(shù)器，脈沖每一次下降沿，計數(shù)寄存器數(shù)值將加1.計數(shù)的脈沖如果來源于單片機內(nèi)部的晶振,由于其周期極為準確，這時稱為定時器。計數(shù)的脈沖如果來源于單片機外部的引腳，由于其周期一般不確定，可表示事件發(fā)生，這時稱為計數(shù)器。.1、計數(shù)寄存器TH與TL2、定時器控制寄存器TCON

(88H)

TF1TR1TF0TR0IE1IT1IE0IT0TRx:Timer0/1運行控制位。

=1啟動計數(shù)；=0停止計數(shù)8.2.1與定時器有關(guān)的特殊功能寄存器.TF1TR1TF0TR0IE1IT1IE0IT0TFx:

Timer0/1計數(shù)溢出標志位。

=1計數(shù)溢出； =0計數(shù)未滿

TFx標志位可用于申請中斷或供CPU查詢。

在進入中斷服務(wù)程序時會自動清零；但在查詢方式時必須軟件清零。定時器T0/T1中斷申請過程

在已經(jīng)開放T0/T1中斷允許且已被啟動的前提下：T0/T1加滿溢出時TF0/TF1標志位自動置“1”

檢測到TCON中TF0/TF1變“1”后,將產(chǎn)生指令:

LCALL000BH/LCALL001BH

執(zhí)行中斷服務(wù)程序,TF0/TF1標志位會自動清“0”,以備下次中斷申請。

.3、定時器方式寄存器TMOD(89H)GATEC/TM1M0GATEC/TM1M0T1T0C/T：計數(shù)器/定時器選擇位

=1

外部事件計數(shù)器。對Tx引腳的脈沖計數(shù)；=0片內(nèi)時鐘定時器。對機器周期脈沖計數(shù)定時.GATE門控位:

Timer可由軟件與硬件兩者控制

GATE=0——普通用法Timer的啟/停由軟件對TRx位寫“1”/“0”控制

GATE=1——門控用法

Timer的啟/停由軟件對TRx位寫“1”/“0”

和在INTx引腳上出現(xiàn)的信號的高/低共同控制

（INTx引腳高電平允許定時/計數(shù)）GATEC/TM1M0GATEC/TM1M0T1T0.GATEC/TM1M0GATEC/TM1M0T1T0M1,M0：工作方式定義位(定義4種方式):00：13位Timer01：16位Timer——經(jīng)常用到。10：可自動重裝的8位Timer——經(jīng)常用到。11：T0分為2個8位Timer；T1此時不工.4、定時器/計數(shù)器2控制寄存器TMOD(89H)

TF2EXF2RCLKTCLKEXEN2TR2C/T2CP/RL2T2CONAddress=0C8HResetValue=00000000BTF2：溢出標志位，必須由軟件清零。EXF2：外部標志，當(dāng)EXEN2=1,且當(dāng)T2EX引腳上出現(xiàn)負跳變而出現(xiàn)捕獲或重裝時，EXF2置位，申請中斷。EXF2必須由軟件清零。RCLK：接收時鐘標志。 1——用定時器2溢出作為串行口的接收時鐘； 0——用定時器1溢出作為串行口的接收時鐘。TCLK：發(fā)送時鐘標志。 1——用定時器2溢出作為串行口的發(fā)送時鐘； 0——用定時器1溢出作為串行口的發(fā)送時鐘。.TF2EXF2RCLKTCLKEXEN2TR2C/T2CP/RL2EXEN2：定時器2外部允許標志。 1——若定時器2未作串行口波特率發(fā)生器，則T2EX端的負跳變引起定時器2的捕獲或重裝。 0——T2EX端的外部信號不起作用。TR2：定時器2運行控制位。 1——啟動。 0——停止。C/T2：計數(shù)器/定時器選擇位。 1——計數(shù)器。 0——定時器。.CP/RL2：捕獲/重裝標志。 1——當(dāng)EXEN2＝1，且T2EX端的信號負跳變時，發(fā)生捕獲操作。 0——當(dāng)定時器2溢出，或在EXEN2＝1條件下T2EX端的信號負跳變時，發(fā)生自動重裝操作。TF2EXF2RCLKTCLKEXEN2TR2C/T2CP/RL2.1、工作方式1：——16位的定時/計數(shù)器振蕩器12TLx

THx(8位)(8位)TFx申請中斷Tx端TRx位GATE位INTx端≥1&C/T=0C/T=1控制=1開關(guān)接通或門與門最大計數(shù)脈沖個數(shù)：65536(216)8.2.2定時器/計數(shù)器的工作方式.

THx/TLx賦初值：THx賦高8位，TLx賦低8位工作方式1的編程要點：

TMOD選方式：寫“M1,M0”=01b選方式1若不用門控位,直接用軟件寫TRx控制啟/停若使用門控位，先置位TRx，然后由INTx端的高/低電平來控制其啟/停若要允許中斷，還須先置位ETx、EA等中斷允許控制位，并編寫中斷服務(wù)程序若不用中斷，可查詢“計數(shù)溢出標志TFx”的方式工作，但溢出標志TFx須軟件清0.定時器的計數(shù)單元每個機器周期自動加1直到溢出

T=(12/fosc)*(2^16-a)us方式1：定時初值/定時時間計算.2、工作方式2：——8位自動重裝的定時/計數(shù)器振蕩器12TLx(8位)TFx申請中斷Tx端TRx位GATE位INTx端≥1&C/T=0C/T=1控制=1開關(guān)接通或門與門THx(8位)溢出位門開用于需要重復(fù)定時和計數(shù)的場合。最大計數(shù)值：256(28).

THx/TLx賦相同初值在TLx計數(shù)達到0FFH再加“1”時，TL0將溢出,“TFx”置1去申請中斷,同時THx中的值自動重裝(Copy)進TLx工作方式2的編程：

TMOD寄存器選方式：寫“M1，M0”=10b選中方式2

其他用法與各種方式1完全相同.3、工作方式3方式3只適用于定時器0。此時，定時器0的TH0、TL0成為兩個獨立的計數(shù)器。

TL0可作為定時器/計數(shù)器，占用T0在TCON和TMOD中的控制位和標志位。

TH0只能作為定時器使用，占用T1在TCON和TMOD中的控制位TR1和標志位TF1。.4、定時器2的工作方式第一種：捕捉方式。設(shè)置為捕捉方式時和定時器0或定時器1一樣以16位方式工作。這種方式通過復(fù)位EXEN2來選擇。當(dāng)置位EXEN2時，如果T2EX有負跳變電平將把當(dāng)前的數(shù)鎖存在RCAP2H和RCAP2L中，這個事件可用來產(chǎn)生中斷。通過軟件設(shè)置T2CON，可使定時/計數(shù)器2以三種基本工作方式之一工作。.用來產(chǎn)生串行口通訊所需的波特率。這通過同時或分別置位RCLK和TCLK來實現(xiàn)。第二種工作方式：為自動重裝方式。其中包含的兩個子功能由EXEN2來選擇。當(dāng)EXEN2復(fù)位時，16位定時器溢出將觸發(fā)一個中斷，并將RCAP2H和RCAP2L中的數(shù)裝入定時器中。當(dāng)EXEN2置位時，除上述功能外T2EX引腳的負跳變將產(chǎn)生一次重裝操作。第三種工作方式：.8.2.3定時器/計數(shù)器的初始化1、初始化步驟（2）計算定時器/計數(shù)器的計數(shù)初值，并裝載到TH和TL寄存器。（1）確定定時器/計數(shù)器的工作方式——編程TMOD寄存器。（3）定時器/計數(shù)器工作中斷方式時，開CPU中斷和源中斷，——編程IE寄存器（4）啟動定時器/計數(shù)器——編程TCON寄存器中的TR0/TR1位。.2、計數(shù)初值的計算（1）定時器的計數(shù)初值在定時器方式下，是對機器周期脈沖進行計數(shù)。如果系統(tǒng)時鐘為6MHz，一個機器周期為12/fosc=2us.方式0，13位定時器最大定時間隔＝213×2us=16.384ms.方式1，16位定時器最大定時間隔＝216×2us=131.072ms.方式2，8位定時器最大定時間隔＝28×2us=512us.初值計算方法：T=(12/fosc)*(216-X)us.（2）計數(shù)器的計數(shù)器初值方式0，13位計數(shù)器最大計數(shù)值＝213=8192.方式1，16位計數(shù)器最大計數(shù)值＝216=65536.方式2，8位計數(shù)器最大計數(shù)值＝28=256.初值計算方法：cnt=216-X.8.2.4定時器/計數(shù)器的應(yīng)用實例例1在頻率為12MHz的標準51單片機上，用timer1產(chǎn)生10khz定時器滴答中斷。P187解：1、確定timer1工作方式：

工作方式2——8位自動重裝方式

TMOD中的M1M0=10

2、確定timer1計數(shù)初值：X＝256－100＝156。3、中斷方式控制字設(shè)定。EA=1(總開關(guān)），ET1=1（分開關(guān)）。.4、啟動定時器。TR1=1。5、編程（1）流程圖：主函數(shù)流程圖中斷函數(shù)流程圖（2）代碼編寫：中斷函數(shù)主函數(shù).#include<reg51.h>sbitLED=P1^0;sbitWAVE=P1^1;staticunsignedlongoverflow_count=0;/*定時器1中斷服務(wù)程序；每100個時鐘周期執(zhí)行一次*/voidtimer1_ISR(void)interrupt3{ overflow_count++; WAVE=!WAVE;}./*主函數(shù)：定時器1設(shè)置為方式28位重裝方式*/voidmain(void){ TMOD=(TMOD&0X0F)|0X20; //設(shè)置定時器1工作方式 TH1=256-100; //定時器1賦初值 TL1=TH1; EA=1; //開定時器1中斷 ET1=1; TR1=1; //啟動定時器1 while(1) { if(overflow_count==100)

{overflow_count=0; LED=!LED; } }}.例2在頻率為12MHz的標準51單片機上，輸出周期為2ms的方波。P1881、用定時器0的方式1編程，采用查詢方式。#include<reg51.h>sbitP10=P1^0;由P1^0輸出波形voidmain(void){ TMOD=0x01; //定時器工作方式0 TR0=1; //啟動定時器0 for(;;) { TH0=(65536-1000)/256;//裝載計數(shù)初值 TL0=(65536-1000)%256; do{}while(!TF0); //查詢等待定時中斷信號 P10=!P10; //取反 TF0=0; //軟件清零TF0 }}.2、用定時器0的方式1編程，采用中斷方式。#include<reg51.h>sbitP10=P1^0;voidtimer0_isr(void)interrupt1{ P10=!P10; TH0=(65536-1000)/256;//表達式的數(shù)學(xué)意義？初值恢復(fù) TL0=(65536-1000)%256;}voidmain(void){ TMOD=0x01; TH0=(65536-1000)/256; TL0=(65536-1000)%256; EA=1; ET0=1; TR0=1; while(1){;}}.例3在頻率為12MHz的標準51單片機上，使LED閃爍，周期為2s。p189.#include<reg51.h>sbitLED=P2^0;sbitWAVE=P1^1;staticunsignedlongoverflow_count=0;/*定時器1中斷服務(wù)程序；每50ms執(zhí)行一次，*/voidtimer1_ISR(void)interrupt3{ TH1=(65536–50000)/256; //定時器1賦初值 TL1=(65536–50000)%256;//

50ms/1us=5000,晶振？ overflow_count++; WAVE=!WAVE;

}./*主函數(shù)：定時器1設(shè)置為方式1*/voidmain(void){

TMOD=(TMOD&0X0F)|0X10;//設(shè)置定時器1工作方式1，//別的方式TMOD=? TH1=(65536–50000)/256; //定時器1賦初值 TL1=(65536–50000)%256; EA=1; //開定時器1中斷 ET1=1; TR1=1; //啟動定時器1 while(1) { if(overflow_count==20)//50ms*20=1000ms

{ overflow_count=0; LED=!LED;} }}//T1的中斷系列，20個中斷為1系列，每個中斷50ms.例4在頻率為12MHz的標準51單片機上，在P1.0引腳上輸出周期為2.5S，占空比為20％的脈沖信號。P190中斷次數(shù)加1次數(shù)＝高電平?次數(shù)＝周期?P1.0=0P1.0=1返回#include<reg51.h>#defineduncharunsignedcharsbitWAVE=P1^0;ucharperiod=250;ucharhigh=50;ucharoverflow_count=0;voidtimer1_ISR(void)interrupt1{TH0=(65536–10000)/256; TL0=(65536–10000)%256;if(++overflow_count==high) WAVE=0;elseif(overflow_count==period){overflow_count=0; WAVE=1;}}.8.3 串行口串行通訊：數(shù)據(jù)逐位順序傳送。傳輸線僅需1-2根。8.3.0基本概念串行通信的基本特征是數(shù)據(jù)逐位順序進行傳送。串行通信的格式及約定（如：同步方式、通訊速率、數(shù)據(jù)塊格式、信號電平……等）不同，形成了多種串行通信的協(xié)議與接口標準。常見的有：?通用異步收發(fā)器(UART)——本課程介紹的串口?通用串行總線（USB）?I2C總線?CAN總線：控制器局域網(wǎng)CAN(ControllerAreaNet)是一種現(xiàn)場總線?SPI總線，

"SerialPeripheralInterface",串行外圍接口?RS-485，……等等.全雙工串行接口(UART)?全雙工:(串行通信)收/發(fā)可同時進行（手機，電話）?半雙工:(串行通信)收/發(fā)不可同時進行（對講機）?單工：數(shù)據(jù)單向傳送?異步串行通信:以字符為單位進行傳送?同步串行通信:以數(shù)據(jù)塊為單位進行傳送?波特率(bps.):每秒鐘傳輸?shù)臄?shù)據(jù)位數(shù)。Bitspersecond異步串行通信數(shù)據(jù)格式（低位先行）D0D1D2D3D4D5D6D7停止位起始位.SBUF（發(fā)）SBUF（收）發(fā)送控制器

TI接收控制器

RI移位寄存器波特率發(fā)生器T11A累加器(門)移位寄存器RxDTxD去申請中斷引腳引腳串行接口的組成（發(fā)送完TI才置1或接收完RI才置1）.8.3.1與串行口有關(guān)的SFRp194

SM0SM1SM2RENTB8RB8TIR1SCONSM0，SM1：串行口4種工作方式的選擇位。

00方式0：8位移位寄存器I/O,波特率固定為fosc/1201方式1：8位UART（1+8+1位），

波特率可變,按公式計算；10方式2：9位UART（1+8+1+1位），波特率固定=fosc/32或1/6411方式3：9位UART（1+8+1+1位），

波特率可變，按公式計算；SM2：串行口多機通信控制位

（作為方式2、方式3的附加控制位）1、串行口控制寄存器SCON(98H).?RI,TI：串行口收/發(fā)數(shù)據(jù)申請中斷標志位＝1申請中斷；＝0不申請中斷?TB8：方式2、3中，是要發(fā)送的第9位數(shù)據(jù)。多機通信中,TB8=0表示發(fā)送的是數(shù)據(jù)；TB8=1表示發(fā)送的是地址。（奇偶校驗）?RB8：在方式2、3中，是收到的第9位數(shù)據(jù)。在多機通信中,用作區(qū)別地址幀/數(shù)據(jù)幀的標志。（奇偶校驗）

SM0SM1SM2RENTB8RB8TIR1?REN：串行口接收允許控制位=1表示允許接收；=0禁止接收。SCON.SMOD———GF1GF0PD1DL2、電源控制寄存器PCON（97H）P.152——特殊功能寄存器PCON不能按位尋址——??SMOD：在串行口工作方式1、2、3中是波特率加倍位=1時，波特率加倍=0時，波特率不加倍。(在PCON中只有這一個位與串口有關(guān))

?GF1,GF0：用戶可自行定義使用的通用標志位PCON.8.3.2串行口的工作方式1、工作方式0：8位移位寄存器I/O方式?發(fā)送：SBUF中的串行數(shù)據(jù)由RxD逐位移出；

TxD輸出移位時鐘，波特率=fosc/12；

每送出8位數(shù)據(jù)TI就自動置1；

需要用軟件清零TI。?接收：串行數(shù)據(jù)由RxD逐位移入SBUF中；

TxD輸出移位時鐘，波特率=fosc/12；

每接收8位數(shù)據(jù)RI就自動置1；

需要用軟件清零RI。.方式0時序圖并入串出寫入SBUFRXD數(shù)據(jù)輸出TXD同步移位脈沖TI中斷標志D0D1D2D3D4D5D6D7寫REN=1RI=0RXD輸入RI接收時序發(fā)送時序TXD.串行口方式0的擴展應(yīng)用——經(jīng)常用到串行口常用工作方式0擴展出并行I/O口，工作方式1、2、3則常用于串行通信ABCLKhgfedcbaCLRABCLKCLRABCLKCLR+5V74LS16474LS16474LS16474LS164是串入并出芯片；hgfedcbahgfedcba+5V共陽LED數(shù)碼管VCCTxDRxD51單片機.2、串行口工作方式1串行口為波特率可調(diào)的8位通用異步串行通信口。發(fā)送或接收一幀信息，包括1位起始位0，8位數(shù)據(jù)位和1位停止位1。其幀格式如圖所示。

方式1工作時：發(fā)送端自動添加一個起始位和一個停止位；接收端自動去掉一個起始位和一個停止位。.（1）方式1輸出

發(fā)送時，數(shù)據(jù)從TXD端輸出，當(dāng)數(shù)據(jù)寫入發(fā)送緩沖器SBUF后，啟動發(fā)送器發(fā)送。當(dāng)發(fā)送完一幀數(shù)據(jù)后，停止工作，置中斷標志TI為1。（2）方式1輸入

接收時，由REN置1，允許接收，串行口采樣RXD，當(dāng)采樣由1到0跳變時，確認是起始位“0”，開始接收一幀數(shù)據(jù)。當(dāng)RI=0，且停止位為1或SM2=0時，停止位進入RB8位，同時置中斷標志RI；否則信息將丟失。所以，方式1接收時，應(yīng)先用軟件清除RI或SM2標志。.（a）發(fā)送時序圖（b）接收時序圖采樣RXD輸入數(shù)據(jù)D0D1D2D3D4D5D6D7停止位起始位RI檢測負跳變，說明起始位有效寫入SBUFTXD數(shù)據(jù)輸出TID0D1D2D3D4D5D6D7停止位起始位.3、串行口工作方式2方式2下，串行口為9位UART。發(fā)送或接收一幀數(shù)據(jù)包括1位起始位0，8位數(shù)據(jù)位，1位可編程位(TB8/RB8)(用于奇偶校驗)和1位停止位。其幀格式如圖所示。.（1）方式2的輸出寫SBUF的指令，除了將8位數(shù)據(jù)送入SBUF外，同時還將TB8裝入發(fā)送移位寄存器的第9位，并通知發(fā)送控制器進行一次發(fā)送。發(fā)送時，先根據(jù)通信協(xié)議由軟件設(shè)置TB8，然后用指令將要發(fā)送的數(shù)據(jù)寫入SBUF，啟動發(fā)送器。在送完一幀信息后，TI被自動置1，在發(fā)送下一幀信息之前，TI必須由中斷服務(wù)程序或查詢程序清0。.

當(dāng)REN=1時，允許串行口接收數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)由RXD端輸入，接收11位的信息。當(dāng)接收器采樣到RXD端的負跳變，并判斷起始位有效后，開始接收一幀信息。（2）方式2的輸入

當(dāng)接收器接收到第9位數(shù)據(jù)后，若同時滿足以下兩個條件：RI=0和SM2=0或接收到的第9位數(shù)據(jù)為1，則接收數(shù)據(jù)有效，8位數(shù)據(jù)送入SBUF，第9位送入RB8，并置RI=1。若不滿足上述兩個條件，則信息丟失。.方式3為波特率可變的11位UART通信方式，除了波特率以外，方式3和方式2完全相同。4、串行口工作方式串行口的初始化1、串行口的波特率波特率為每秒鐘傳送二進制數(shù)碼的位數(shù)，也叫比特數(shù)，單位為b/s，即位/秒。波特率用于表征數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃俣?，波特率越高，?shù)據(jù)傳輸速度越快。（1）方式0波特率

在方式0中，波特率為時鐘頻率的1/12，即fosc/12，固定不變。（2）方式2波特率

在方式2中，波特率取決于PCON中的SMOD值，當(dāng)SMOD=0時，波特率為fosc/64；當(dāng)SMOD=1時，波特率為fosc/32..波特率=2SMOD