单片机部分功能部件.ppt

第五部分 功能部件使用振荡器和 时序电路程序存储器 （4KB）数据存储器 （256B）两个16位 定时器/计数器80C51 CPU中断 控制64KB 总线 扩展控制器并行可编程 I/O可编程串行口外部中断 控制数据/地址RXD TXD外部事件计数外部时钟源内 部 中 断§5.1 P0~P3端口结构与应用80C51有四个8位的并行双向口P0、P1、P2、P3，计有32根输入输出线各口的每一位均有锁存器、输出驱动器和输入缓冲器组成由于它们在结构上存在一些差异，故各口的性质和功能也有差异它们之间的区别如图 P0口是一个多功能的8位口，可以字节访问，也 可以位访问，其字节地址为80H，位地址为80～87H 1、P0口的功能和特点: • 做输入输出时，需加上拉电阻 • 做地址/数据复用总线输出地址总线的低8位（A7～A0）和数据总线（D7～D0） • 能驱动8个TTL负载 一、P0口 2、P0口的结构 做输入输出口时，P0要加上拉电阻做输入时要 先输出1，将口设为输入状态1、P1口是一个8位口可以字节访问也可位访问，其字节地址为90H，位地 址为90H～97H二、 P1口2、 P1口的特点1）无条件输出，输出带锁存；2） 输入缓冲，输入时有条件，即需要先输出1，将 口设为输入状态；P0、P1、P2、P3同样样具有上述两个特点。

三、 P2口P2口是一个多功能的8位口，可以字节访问也可以位 访问，其字节地址位A0H,位访问地址为A0H～A7H在 做并行扩展时，作为地址线的高８位（A8～A15）P3口是一个多功能8位口，可以访问字节也可访问位， 其字节访问地址为B0H,位访问地址为B0H～B7H四、P3口51最小应用系统P0～P3口做普通的输入输出口P0要加上拉电阻 输入时有条件，要先输出1，将口设为输入状态五、并行扩展举例三总线结构形成6116的地址空间为：0000H---- 07FFH外中断1§5.2 定时器/计数器 定时器/计数器的核心是一个加1计数器，其基本 功能是加1功能在单片机中，定时功能和计数功能的设置和控制 都是通过软件进行的 80C51包含有两个16位的定时器/计数器：T0、T1；一、 定时器/计数器的结构和原理 1、定时器/计数器T0、T1的内部结构• 计数器TH0、TL0和TH1、TL1；• 特殊功能寄存器TMOD、TCON；• 时钟分频器• 输入引脚T0（P03.4）、T1（P03.5）/INT0 、/INT12、最短定时周期、最大计数频率•定时：每一个机器周期，计数器加1；•计数： 输入引脚T0（P03.4）、T1（P03.5）上的脉冲频率最大为时钟频率的1/24。

3、定时器/计数器T0、T1的特殊功能寄存器（1）定时器/计数器T0、T1的方式寄存器—TMOD方式寄存器TMOD是一个逐位定义的8位寄存器，是只 能字节寻址的寄存器，字节地址为89H 当GATE=1时，T0、T1的启动受TRx和INTx控制，当 INTx为高电平时，TRx置位，才能启动当GATE=0时，T0、T1的启动只受TRx控制， TRx =1 则启动，TRx=0则不启动M0 M1 C/TGATE M0 M1 C/TGATED0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7T1T0GATE C/T M1 M0 GATE C/T M1 M0M1,M0：工作方式 0 ，0：T0方式0 0 ，1：T0方式1 1 ，0：T0方式2 1 ，1：T0方式30：T0定时器模式 1：T0计数器模式0：T0启动与INT0无关 1：T0启动与INT0有关前4位控制T1 与后4位功能相同TMOD只能按字节寻址（2）定时器/计数器T0、T1的控制寄存器—TCON 控制寄存器TCON是一个逐位定义的8位寄存器， 既可字节寻址也可以位寻址，字节地址为88H，位寻 址的地址为88H～8FH。

位地址 8FH8EH8DH8CH8BH8AH89H88H位功能 TF1TR1TF0TR0 T1的溢 出标志T0的溢 出标志T1的运行 控制位T0的运行 控制位（3）定时器/计数器T0、T1的数据寄存器 — TH1、 TL1,TH0、TL0 T0、T1各有一个16位数据计数器，可分为高8位和 低8位它们是读写寄存器，任何时候可以进行读写 复位后清零5、定时器/计数器T0、T1的工作方式 （1）方式0计数寄存器由13位组成，即TLx的高3位未用计数时，TLx的低5位溢出后向THx进位，THx溢出后将TFx置位，并向CPU申请中断当GATE＝1时，A点的电位由INTx决定，因而B点的 电位就由TRx和INTx决定，即定时器/计数器的启动/停 止由TRx和INTx两个条件决定当GATE＝0时，A点为高电平，定时器/计数器的启 动/停止由TRx决定TRx＝1，定时器/计数器启动； TRx＝0，定时器/计数器停止2）方式1计数寄存器由16位组成，其余与方式0相同3）方式2将16位计数寄存器分为两个8位寄存器，组成一个可 重装入的8位计数寄存器 当TLx计数溢出时，一方面 将TFx置位，另一方面将THx的内容重新装入TLx，继 续计数。

可重复装入适合用于串行口波特率发生器（4） 方式3将T0分为一个8位定时器/计数器（TL0），一个8位 定时器（TH0）当T0工作在方式3下，T1只能工作在方式0、1、2 下，且不能用中断方式0：T = (213-初值）*时钟周期*12定时时间公式（T为定时时间）：方式1：T = (216-初值）*时钟周期*12方式2：T = (28-初值）*时钟周期*121.写TMOD; 只能用字节寻址2.将初值（时间常数）写入THi和TLi只能字节 寻址; 设置工作方式、功能选择、门控信号等二、 定时器/计数器的编程和使用 3.启动定时或计数;SETB TRi ;启动计数器 SETB TCON.4(T0)SETB TCON.6(T1)CLR TRi ；停止计数器 4.定时器中断开放或禁止，即写IE （IE.7（EA）,IE.3（ET1）,IE.1（ET0））SETB ETiSETB EACLR ETiCLR EA 四、定时器／计数器的应用举例例1．使用定时器／计数器T1的方式0在P1.1引 脚上产生周期为1ms的方波。

晶振的频率为 fosc=6MHz①定时常数计算振荡器的频率fosc＝6MHZ，方式0计数器长度L＝13定时时间T＝500sT = (213-T0初值）*时钟周期*12T0=7942D=1111100000110B11111000 00000110B=F806HORG 2000HMOV TMOD,#00HMOV TH1,#0F8HMOV TL1,#06HSETB TR1LP1：JBC TF1，LP2AJMP LP1LP2：MOV TL1，#06HMOV TH1, #0F8HCPL P1.1AJMP LP1在80C51中有一个串行接口（serial port）， 全双工的UART80C51中的串行口是一个全双工的异 步串行通信接口，它可以作为UART（通用异步接收 和发送器）用，也可做同步移位寄存器用 所谓全双工的异步串行通信接口，是说该接口 可以同时进行接收和发送数据一、串行口结构与工作原理§5.3 串行接口 可以通过访问特殊功能寄存器SBUF，来访问 接收缓冲器和发送缓冲器在8051中，口内的接收缓冲器和发送缓冲器在 物理层上是隔离的，即是完全独立的接收缓冲器还具有双缓冲的功能，即它在接收 第一个数据字节后，能接收第二个数据字节。

但是，在他完成接受第二个数据字节后，若第 一个字节仍未取走，那么该字节数据将丢失 UART串行口的结构 UART串行口的结构如图所示 二、串行口的特殊功能寄存器1、状态控制寄存器SCON是一个逐位定义的8位寄存器，由它控制串行通信 的方式选择、接收和发送、指示串行口的状态位地址9FH9EH9DH9CH9BH9AH99H98H位功能SM0SM1SM2RENTB8RB8TIRI寄存器SCON既可字节寻址也可位寻址，字节地址为 98H，位地址为98H-9FH SM0 SM1 SM2 REN TB8 RB8 TI RI多机通信 0：单机对单机 1：多机通信接收控制 0：禁止接收 1:允许接收串口工 作方式发送数据第9位接收数据第9位发送中断标志接收中断标志2、控制寄存器PCON是一个逐位定义的8位寄存器，目前仅有几位有 定义，其中仅最高位—SMOD与串行口控制有关，其他 位与掉电方式有关 D7D6D5D4D3D2D1D0SMOD---GF1GF0PDIDL波特率选择位SMOD：特殊功能寄存器PCON（电源控制寄存器）中的第7位为波特率选择位SMOD。

SMOD=1时，方式1、2、3的波特率加倍复位时为03、串行数据寄存器SBUF包含在物理上是隔离的两个8位寄存器：发送数据和 接收数据寄存器，共用一个地址99HD7D6D5D4D3D2D1D0SD7SD6SD5SD4SD3SD2SD1SD0写SBUF： MOV SBUF，A ； 发送 读SBUF： MOV A，SBUF ； 接收三、串行口的工作方式及多机通信方式 1、方式0当SM0=0、SM1=0时，串行口选择方式0实质 上是一种同步移位寄存器方式 方式0的波特率为振荡频率的1/12D0D1D2D3D4D5D6D7……2、方式1当SM0=0、SM1=1时，串行口选择方式1 发送或者接收一幀信息为10位，格式如下 :起始D0D1D2D3D4D5D6D7停止3、方式2 （SM0=1、SM1=0）每帧包括：1位起始位（0），8位数据位（低位在先），1位可编程的第9位数据，1位停止位（1）按方式2进行多机数据通讯时，不允许进行奇/偶校 验，第9位数据可作为数据/地址标志位 当接收时，只有接收到第9位为1时才将串行口的中 断标志RI置“1”4、方式3 SM0=1、SM1=1时，串行口选择方式3。

数据帧格式 与方式2相同各种工作方式的波特率： （1）方式0的波特率为振荡频率的1/122）方式2的波特率：SMOD=0：波特率为振荡频率的1/64（复位）SMOD=1：波特率为振荡频率的1/32（3）方式1、3的波特率：由定时器1的溢出速率决定波特率=2SMOD×（定时器T1溢出率）/32波特率=2SMOD×fosc/64当用定时器1的方式2时，溢出周期为：T=12/fosc *（256-X）波特率=2SMOD*（定时器T1溢出率）/32波特率=2SMOD*fosc/12/32/（256-X）方式0的应用多处理机通信方式 在串行口控制寄存器SCON中，设有多处理机通信 位SM2当串行口以方式2或3接收时，若SM2=1，如果 接收到的第九位数据为1，才将数据送入接收缓冲器 SBUF，并RI置1发中断，否则数据丢失；SM2=0，则无 论第九位是1还是0，都能将数据送入SBUF，并引发中 断利用这一特性，变可以实现多机之间的通信TXD从机1从机2从机3RXD主机TXDTXD RXDTXD RXDTXD RXD例3：编程把甲机片内RAM 50H -- 5FH单元中的数据块从串 行口输出。

用方式3发送，TB8作奇偶校验位采用定时器1方 式2作波特率发生器，波特率为1200波特， fosc ＝ 11.0592MHz，预置值THl＝0E8H编程使乙机从甲机接收16个字节数据块，并存入片外 3000H -- 300FH单元接收过程中要求判奇偶校验标志TB8 若出错则置F0标志为1，若正确则置F0标志为0，然后返回中断服务子程序主程序中断请求§5.4 中断系统 8051系列单片机系列有5个。