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1、第四章 单片机的其他片内功能部件,4-1 并行I/O口 4-2 定时器/计数器 4-3 串行通信接口 4-4 中断系统,第四章 单片机的其他片内功能部件,I/O 接口的作用 实现和不同外设的速度匹配 改变数据传送方式 改变信号的性质和电平,第四章 单片机的其他片内功能部件,外部设备的编址方式 1.对外设端口单独编址 IN A,(N) ;N端口中的数 OUT (N),A 2.外设端口和存储器统一编址 将一部分地址空间让给外设端口，存储器不再使用。 优点： （1）一切指令均适用于I/O端口的访问，增强了CPU对外围设备的处理能力。 （2）CPU本身不需要专门的I/O指令。 （3）外设地址安排灵活，
2、数量不限。,第四章 单片机的其他片内功能部件,端口与接口 端口：常指I/O接口中带有端口地址的寄存器或缓冲器，CPU通过端口地址就可以对端口中信息进行读写。 接口：指CPU与外设间的I/O接口芯片，一个外设通常需要一个I/O接口，但一个I/O接口可以有多个I/O端口，传送数据字的端口称数据口，传送命令字的称命令口，传送状态字的称为状态口。,第四章 单片机的其他片内功能部件,4-1 并行I/O口 四个8位并行I/O端口：P0、P1、P2和P3。 每个端口都是8位准双向口，包含一个锁存器（即特殊功能寄存器P0P3）、一个输出驱动器和一个输入缓冲器。 这四个并行I/O口都可以作准双向通用I/O口，既
3、可以作输入口，又可以作输出口，还可以作双向口。输出有锁存功能；输入有三态缓冲但无锁存功能。它们既可以以字节寻址，也可以按位独立输入/输出。,第四章 单片机的其他片内功能部件,三种I/O端口操作方式 1.数据输出方式（写端口） 通过一条指令将数据写入P0-P3的数据锁存器，然后通过输出驱动器送到端口引脚。 MOV P0,A ;累加器A中内容送P0口 2.读端口 对端口锁存器数据进行读入，这个数据并非端口引脚上的数据 ORL P1,#0F0H ;P1锁存器中数据送A,经“与”运算后，送P1锁存器,第四章 单片机的其他片内功能部件,3.读引脚 从端口引脚上读数据，先使对应端口锁存器置位，使T管截止，
4、然后打开数据缓冲器，使引脚数据输入数据总线。 MOV P1,#0FH ;使P1口低四位锁存器置位 MOV A,P1 ;读P1口低四位引脚线信号,第四章 单片机的其他片内功能部件,P1口的位结构,第四章 单片机的其他片内功能部件,4-1-1 P1口 通用I/O口 可以采用字节操作也可以采用位操作，CPU既可以把它们看作数据口也可以看作状态口。 CPU复位后，口锁存器为“1”，对于作为输入的口脚（读引脚），相应位的口锁存器不能写入“0”。,第四章 单片机的其他片内功能部件,例41 读P1.4P1.7口状态送指示灯显示。 字节操作参考程序： ORL P1,#0F0H ； P1.4P1.7口锁存器置1
5、 MOV A,P1 ；读P1.4P1.7引脚状态 SWAP A ； MOV P1,A ； RET,第四章 单片机的其他片内功能部件,4-1-2 P2口 P2口有两种功能： 对于内部有程序存贮器的单片机，P2口既可以作为输入/输出口使用，也可以作为系统扩展的地址总线口，输出高8位地址A8A15。 对于内部没有程序存贮器的单片机，必须外接程序存贮器一般情况下P2口只能作为系统扩展的高8位地址总线口，而不能作为外部设备的输入输出口。,第四章 单片机的其他片内功能部件,P2口作通用I/O口 例4-3 XRL P2，#01H ；字节操作，P2.0取反 CPL P2.0 ；位操作， P2.0取反 P2口作
6、地址总线 （1）若片外数据存储器的容量256B 这时P2口不输出地址，仍可作为I/O口使用 例4-4 将56H写入外部RAM的38H单元，CPU执行下面的程序段不影响P2口状态： MOV R0， #38H MOV A， #56H MOVX R0， A,第四章 单片机的其他片内功能部件,（2）若片外数据存储器的容量256B MOVX A,DPTR MOVX DPTR,A,第四章 单片机的其他片内功能部件,4-1-3 P0口 P0口既可作通用I/O口（用8051时）使用， 又可作地址数据分时复用总线使用。,第四章 单片机的其他片内功能部件,4-1-4 P3口 P3口除了作为准双向通用I/O接口使用
7、外，每一根线还具有第二种功能。,第四章 单片机的其他片内功能部件,4-2 定时器/计数器 1、MCS-51内部具有两个定时/计数器，可用于定时控制，分频器和事故处理来用。 2、内部是一个二进制加1计数器，当计数器计满回零时能自动产生溢出中断请求，表示定时时间已到或计数已中止。,第四章 单片机的其他片内功能部件,2个可独立控制的16位定时器/计数器：T0、T1 原理： 1、定时模式 每一个机器周期计数器加1，直至计满溢出产生中断请求。对于一个N位的加1计数器，若计数时钟的频率f是已知的，则从初值a开始加1计数至溢出所占用的时间为： 当N=8、a=0、t=1/f时，最大的定时时间为： T=256t
8、 2、计数模式 外部输入信号是加到T0（P3.4）或T1（P3.5）端，CPU每个机器周期对T0(或T1)检测一次，只有在前一次检测为1后一次检测为0时才使计数器加1。所以，对外部输入信号的最高计数速率是晶振的1/24。,第四章 单片机的其他片内功能部件,一.定时器控制、状态寄存器 1.TMOD定时器方式寄存器（89H）,1）功能选择位C/T： =0，定时功能，计数内部机器周期脉冲； =1，计数功能，计数引脚T0(T1)输入的脉冲下降沿。,2）方式选择位M1、M0：4种工作方式：13/16/8位,3）门控方式选择位GATE ： =0，非门控方式(内部启动)： TRx=1，启动定时器工作； TR
9、x=0，停止定时器工作。 =1，门控方式(外部启动)：TRx=1且引脚INTx=1才启动。,第四章 单片机的其他片内功能部件,TMOD,确定定时器工作方式指令：MOV TMOD，#方式字 例：设T0用方式2非门控定时，T1用方式1门控计数。,MOV TMOD，#1101 0010B 或 MOV TMOD，#0D2H,第四章 单片机的其他片内功能部件,2.TCON定时器控制/状态寄存器（88H）,1）启动控制位TR0、TR1 =0，停止定时器工作； =1，启动定时器工作。 例：启动T0： SETB TR0,2）溢出中断标志位TF0、TF1 定时器溢出使TFx=1。 中断方式： TFx=1引起中断
10、请求，CPU响应Tx中断后，自动对TFx清0 。 软件查询方式：可用软件检测TFx，必须软件清0。 WAIT：JBC TF0，NEXT ；检测T0是否溢出 SJMP WAIT ；未溢出，继续检测 NEXT： ；溢出，TF0清0，处理溢出,第四章 单片机的其他片内功能部件,3可预置初值的16位加1定时计数器 属于SFR中的一种，T0由TH0、TL0组成， T1由TH1、TL1组成。通过预设初值来定时。 预置T0初值指令： MOV TH0，#X MOV TL0，#XL,第四章 单片机的其他片内功能部件,二、定时器工作方式,1.方式0 13位定时/计数器。计数外部脉冲个数：18192(213)。,定
11、时时间(12MHz，即：T=1s)：1s 8.192ms。,C/T=0 C/T=1,由方式选择位M1、M0设定,第四章 单片机的其他片内功能部件,THx 高8位和TLx 低5位组成13位加1计数器 例：计算得初值为7692，13位定时器T0应装初值多少？ 7692化为16进制数1E0CH,则TH00FOH,TL0=0CH,第四章 单片机的其他片内功能部件,2.方式1 16位定时/计数器。 THx8位和TLx8位组成16位加1计数器,计数外部脉冲个数：165536(216) 定时时间(T=1s)：1s 65536T= 65.54ms,C/T=0 C/T=1,第四章 单片机的其他片内功能部件,3.
12、 方式2,自动恢复初值8位定时/计数器。 TLx为8位加1计数器，THx为8位初值暂存器。,无需重装初值，用于需要重复定时和计数的场合。 最大计数值：256 (28) 最大定时时间(T=1s)： 256s,第四章 单片机的其他片内功能部件,注意: 方式2下，当定时器计满回零时， 一方面向CPU发出溢出中断请求， 另一方面从TH中重新获得初值并启动计数。 方式0、1、3下， 定时器必须通过重装初值来重新启动计数。,第四章 单片机的其他片内功能部件,4.方式3（只适用T0）,T0分成2个独立的8位定时器：TL0定时/计数器和TH0定时器 TL0占用T0控制位：C/T，TR0，GATE；TH0占用T
13、1控制位。 T1不能使用方式3工作,一般当T1作为波特率发生器时,T0选方式3。,C/T=0 C/T=1,第四章 单片机的其他片内功能部件,4-2-3 定时器/计数器的初始化,1初始化步骤 1）给定时器方式寄存器TMOD送一个方式控制字，以设定定 时器/计数器的相应工作方式。 2）确定需要定时的时间和需要计数的初值，给定时器/计数器 送定时器初值或计数器初值。 3）给中断允许寄存器IE选送中断控制字和中断优先级寄存器 IP选送中断优先级字，以开放相应中断和设定中断优先级。 4）给定时器控制寄存器TCON送命令字，以启动或禁止定时器 /计数器的运行。,第四章 单片机的其他片内功能部件,2计数器初
14、值的计算 TC=MC 式中，TC为计数初值，C为计满所需要的计数个数，为计数器模数，该值和计数器工作方式有关。在方式时为213；在方式时为216；在方式和方式时为28。,4-2-3 定时器/计数器的初始化,第四章 单片机的其他片内功能部件,定时器初值的计算 T=(MTC) T计数 上式也可写成： TC=MT/ T计数 式中，为模值，和定时器的工作方式有关；T计数是单片机时钟周期CLK的12倍；TC为定时器的定时初值。,4-2-3 定时器/计数器的初始化,第四章 单片机的其他片内功能部件,例4-7 若单片机时钟频率为12MHz，请计算定时2ms所需 的定时器初值。 解：由于定时器工作在方式2和方
15、式3下时的最大定时时间只有0.256ms， 因此要想获得2ms的定时时间定时器必须工作在方式0或方式1。 若采用方式0，则根据公式可得定时器初值为： TC= MT/ T计数= 213 2*103/1=6192=1830H 即：TH0应装0C1H；TL0应装#10H（高三位为0） 若采用方式1，则根据公式可得定时器初值为： TC=2ms/1=63536=F830H 即：TH0应装#0F8H；TL0应装#30H。,第四章 单片机的其他片内功能部件,例：设8031时钟频率为12MHz，要求定时器T0定时50ms，写出初始化程序。 TC=M-T/T计数216-50ms/1us=15536=3CB0H START: MOV TMOD #01H ; 方式1 MOV TH0,#3CH ；装初值 MOV TL0,#0B0H SETB TR0 ; 启动T0计数 WAIT：JBC TF0，TT0 ；检测T0是否溢出 SJMP WAIT ；未溢出，继续检测 TTO: MOV TH0, #3CH ；重装初值 MOV TL0,#0B0H CPL P1.0 ;功能？ HERE: SJMP HERE,第四章 单片机的其他片内功能部件,4-3 串行接口,一.串行通讯的基本方式 (一).异步通讯 以字符为传送单位用起始位和停止位标识每个字符的开始和结束， 字符间隔不固定，只需字符
