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1、计算机硬件技术基础计算机硬件技术基础 专题七专题七 MCS-51MCS-51内部的内部的I/OI/O口口 定时器及其应用定时器及其应用 第六章第六章 计算机科学与软件学院计算机基础教学部计算机科学与软件学院计算机基础教学部 本章重点内容和要求本章重点内容和要求 本章重点讨论MCS-51单片机内部的资源的原理及其应用 并行I/O口 定时器/计数器 串行I/O 口 基本要求： 掌握 P0P3的特性及其应用 掌握T/C的原理、工作方式、程序设计方法及应用 学会综合运用 了解串行口的原理、制式 63 MCS-51串行I/O口及串行通信 第六章 MCS-51内部的I/O口、定时器及其应用 6. 1 MC
2、S-51内部的并行I/O口及应用 62 MCS-51的定时器/计数器 6 61 11 1 P P 0 0 口口 6 61 12 2 P P 1 1 口口 6 61 13 3 P P 2 2 口口 6 61 14 4 P P 3 3 口口 6 61 15 MCS-515 MCS-51内部并行内部并行I/OI/O口口的应用的应用 6.1 MCS-51内部的并行I/O口及应用 6 62 21 1 定时器定时器/ /计数器的计数器的组成组成 6 62 22 2 定时器定时器/ /计数器的计数器的控制控制 6. 2. 36. 2. 3 定时器的四种定时器的四种工作方式工作方式 6 62 24 4 T/C
3、 T/C的的初始化初始化 6 62 25 5 定时器定时器/ /计数器的溢出校准和计数器的溢出校准和实时读取实时读取 6 62 26 6 应用应用举例举例 6 62 MCS-512 MCS-51的定时器的定时器/ /计数器计数器 6 63 MCS-513 MCS-51串行串行I/OI/O口及串行通信口及串行通信 631 串行通信基础知识 一、并行通信与串行通信 二、异步通信和同步通信 三、串行通信三、串行通信的制式的制式 8051单片机内部有四个8位并行I/O口： P0、P1、P2和P3 P0P3这4个并行I/O口都可以作准双向通用I/O口 P0、P2和P3口还有复用的第二功能 每个口都包含：
4、 一个（8位）锁存器（即特殊功能寄存器P0P3） 一个输出驱动器 和两个三态缓冲器 6.1 MCS-51内部的并行I/O口及应用 6.1.1 P0口 功能：功能： 控制控制=0=0： P0P0口可作通用口可作通用I/O I/O口口 ，是漏级开路的。因此必须，是漏级开路的。因此必须 外接上拉电阻，以保证外接上拉电阻，以保证“ “1”1” 信号正常输出。信号正常输出。 控制控制=1=1： P0P0口分时作为地址口分时作为地址/ / 数据总线使用。数据总线使用。 内部结构：内部结构：如图所示如图所示 当外部扩展存储器或I/O口时，由EA、PC指 针从外部程序存储器取指令码、执行指令MOVC 、MOV
5、X时，控制信号=1,使MUX与反向器3连通 ，作分时地址/数据总线。 6.1.2 P1口 功能： P1口作通用I/O口 P1口也是一个“准双向” 口，作输入口时要先将输出 驱动管截止。 即先执行一条指令 MOV P1,#0FFH 内部结构：如图所示 6.1.3 P2口 功能：功能： 控制控制=0=0： P2P2口用作通用口用作通用I/OI/O口口 与与P1P1口类似口类似 控制控制=1=1： P2P2口用作高口用作高8 8位地址总线位地址总线 内部结构内部结构: : 如图所示如图所示 6.1.4 P3口 功能： 第二输出功能端=1: P3口用作通用I/O口 P3口用作第二功能 三根第二功能输出
6、引脚 TXD、WR和RD 五根第二功能输入引脚 INT0、INT1、 T0、T1 和RXD 内部结构 :如图所示 6 61 15 MCS-515 MCS-51内部并行内部并行I/OI/O口的应用口的应用 “读锁存器读锁存器”和和“读引脚读引脚”的指令的指令 P0P0、P2P2、P3P3口复用作片外扩展系统的口复用作片外扩展系统的系统总线系统总线 直接输入直接输入/ /输出输出 一、一、“ “读锁存器读锁存器” ”和和“ “读引脚读引脚” ”的指令的指令 1 1“ “读锁存器读锁存器” ”的指令的指令 P0P0P3P3作目的操作数的指令，能实现作目的操作数的指令，能实现“ “读读修改修改写写”
7、”口锁口锁 存器的操作，这类指令有：存器的操作，这类指令有： （1 1）字节操作指令）字节操作指令 （2 2） 位操作指令位操作指令 ANL ANL PxPx， JBC JBC PX.Y,relPX.Y,rel ORL ORL PxPx， CPL PX.Y CPL PX.Y XRL XRL PxPx， CLR PX.Y CLR PX.Y DEC DEC PxPx SETB PX.Y SETB PX.Y DJNZ DJNZ PxPx ， relrel MOV PX.Y,C MOV PX.Y,C INC INC PxPx 其中：其中：X X是口的序号是口的序号0 03 3，Y Y是位的序号是位的序
8、号0 07 7 P0P0P3P3编程和使用的方法编程和使用的方法 2 2 “ “读引脚读引脚” ”的指令的指令 “ “读引脚读引脚” ”指令的特点是：指令的特点是：P0P0P3 P3 作为源操作数出现在指令中作为源操作数出现在指令中 ，但在读引脚数据之前，必须对所读的口或口位的，但在读引脚数据之前，必须对所读的口或口位的D D锁存器写入锁存器写入“ “1” 1” . . 要正确读引脚数据，必须先写一条要正确读引脚数据，必须先写一条MOV PXMOV PX，#0FFH#0FFH指令或指令或 能对所读的口或口位的能对所读的口或口位的D D锁存器写入锁存器写入“ “1”1”的指令，而后紧接着写下面的
9、指令，而后紧接着写下面 的指令的指令 : : (1) (1) 字节操作指令字节操作指令 MOVMOVA A，PxPx ANL A ANL A，PXPX MOV MOVdirectdirect，PxPx ORL A ORL A，PXPX XCH XCHA A，PX XRL APX XRL A，PXPX PUSH PUSH PXPX ANL direct ANL direct，PXPX ADD ADDA A，PX PX ORL direct ORL direct，PXPX ADDC ADDCA A，PX XRL directPX XRL direct，PXPX SUBB SUBBA A，PXPX
10、Q 引脚引脚 信号信号 （2）位操作指令 同理，必须先写一条SETB PX.Y或能对所读口 位的D锁存器写入“1”的指令，在其后再紧跟如下指 令。 MOV C, PX.Y ANL C，PX.Y ORL C，PX.Y JNB PX.Y，rel JB PX.Y，rel P0、P2、P3口复用作片外扩展系统的系统总线 (1) 无条件输入/输出程序 (2) 查询输入/输出程序 (3) 中断输入/输出程序 三、直接输入/输出 例例6-1 6-1 简单开关量的输入简单开关量的输入/ /输出输出 1 1） P1.7P1.7P1.4P1.4并行输出程序并行输出程序 通过驱动通过驱动P1.7P1.7P1.4P1
11、.4输出，使输出，使LED3LED3LED0LED0巡回显示，程序如下巡回显示，程序如下: : ORG 0000H ORG 0000H MAIN1 MAIN1：MOV SPMOV SP，#6FH#6FH MOV A MOV A，#0FFH#0FFH MOV P1 MOV P1，A A ANL A ANL A，#0EFH #0EFH LOOP LOOP： MOV P1MOV P1，A A ；P1.4=0P1.4=0 ACALL DLY ACALL DLY RL A RL A JB ACC.0, LOOP JB ACC.0, LOOP MOV A MOV A，#0EFH#0EFH SJMP LOO
12、P SJMP LOOP ；延时子程序延时子程序 DLY: DLY: MOV R6,#0FH MOV R6,#0FH DLY1: MOV R5,#0FFH DLY1: MOV R5,#0FFH DLY2: MOV R4,#0FFH DLY2: MOV R4,#0FFH DLY3: DJNZ R4,DLY3 DLY3: DJNZ R4,DLY3 DJNZ R5,DLY2 DJNZ R5,DLY2 DJNZ R6,DLY1 DJNZ R6,DLY1 RETRET END END LED “0”LED “0”亮亮 “ “1”1”灭灭 2 2） 读入读入P1.3P1.3P P1.01.0引脚上的开关引脚
13、上的开关K3K3K0K0的预置状态，的预置状态，再经再经 P1.7P1.7P1.4P1.4输出去驱动输出去驱动LED3LED3LED0LED0发光二极管，使发光二极管发光二极管，使发光二极管 显示开关状态。对应参考程序显示开关状态。对应参考程序: : ORG 0100H ORG 0100H MAIN2: MOV A,#0FFH MAIN2: MOV A,#0FFH MOV P1,A MOV P1,A MOV A,P1 MOV A,P1 SWAP A SWAP A MOV P1,A MOV P1,A HERE HERE：SJMP HERE SJMP HERE END END (2) 查询输入/输出程序 读入P3.0引脚上的开关K4的预置状态,若P3.0=1， 则驱动P1.7输出使LED3闪亮一段时间；否则，查询等 待。参考程序如下： ORG 0200H MAIN3: MOV SP，#60H SETB P1.7 WAIT: JNB P3.0,WAIT MOV R7,#0FH LOOP: CPL P1.7 ACALL DLY DJNZ R7,LOOP SJMP WAIT END 62 MCS-51的定时器/计数器 在单片机实时应用系统中，需要定时和对外
