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1、第五部分功能部件使用,5.1 P0P3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8087H。,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 （A7A0）和数据总线（D7D0） 。,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
2、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90H97H。,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A0HA7H。在做并行扩展时，作为地址线的高位（A8A15）。,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B0HB7H。,四、P3口,51最小应用系统,P0P3
3、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） /
4、INT0 、/INT1,2、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。,GATE C/T M1 M
5、0 GATE C/T M1 M0,M1,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3,0：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88H8FH。,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,T
6、H0、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GATE0时，A点为高电平，定时器/计数器的启动/停止由TRx决定。TRx1，定时器/计数器启动；TRx0，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。
7、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*12,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
8、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 ETi SETB EA CLR ETi CLR 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=6MHz。,定时常数计算 振荡器的频率fosc6MHZ， 方式0计数器长度L13 定时时间T500s,T = (213-T0初值）*时钟周期
9、*12,T0=7942D=1111100000110B,11111000 00000110B=F806H,ORG 2000H MOV TMOD,#00H MOV TH1,#0F8H MOV TL1,#06H SETB TR1 LP1：JBC TF1，LP2 AJMP LP1,LP2：MOV TL1，#06H MOV TH1, #0F8H CPL P1.1 AJMP LP1,在80C51中有一个串行接口（serial port），全双工的UART。80C51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
10、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。,寄存
11、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。,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 。,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0。,3、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99H。,写SBUF： MOV SBUF，A ； 发送 读SBUF： MOV A，SBUF ； 接收,三、串行口的工作方式及
12、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1/12。,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 :,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
13、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1/12。,（2）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=2SMODfosc/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
14、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。,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THl0E8H。 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
15、错则置F0标志为1，若正确则置F0标志为0，然后返回。,5.4 中断系统,8051系列单片机系列有5个中断源。,一、中断请求源,中断源：能发出中断请求信号的来源称为中断源。,1、外部中断请求源INT0 2、外部中断请求源INT1 3、内部定时器请求源T0 4、内部定时器请求源T1 5、片内串口请求源,（1）定时器控制寄存器TCON TCON寄存器前4位与定时器有关，后4位与外中断有关。,TCON可以字节寻址，也可以位寻址。而位寻址使用更灵活。,二、中断标志,1、电平触发方式：低电平有效,外部中断两种触发方式：,2、跳变触发方式：负边沿触发,TCON,TF1 TR1 TF0 TR0 IE1 IT
16、1 IE0 IT0,与T0、T1有关,0：INT0电平触发 1：INT0负边沿触发,0：硬件复位 1：INT0上有中断,0：INT1电平触发 1：INT1负边沿触发,0：硬件复位 1：INT1上有中断,串行口接收标志位 0：无接收中断 1：有接收中断,串行口发送标志位 0：无发送中断 1：有发送中断,（2）串行口控制寄存器SCON,SCON,当串口发送完一组数据，TI变成1（即有发送中断）请求CPU进行发送后的处理。 当串口接收完一组数据，RI变成1（即有接收中断）请求CPU进行接收后的处理。 TI、RI值需要软件清零。以便CPU处理下一个发送、接收中断。,该寄存器用来反映CPU对中断源的开放或屏蔽。相当于一组开关。,三、中断允许寄存器IE,0:关所有中断 1:开所有中断,0:关串口中断 1:开串口中断,0:关T1中断 1:开T1中断,0:关INT1中断 1:开INT1中断,0:关T0中断 1:开T0中断,
