北方工業(yè)大學(xué)單片機(jī)

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1、MCS-51單 片 機(jī) 內(nèi) 部 資 源5.1 任 務(wù) 九 單 片 機(jī) 計(jì) 數(shù) 并 顯 示5.2 任 務(wù) 十 單 片 機(jī) 流 水 燈 控 制5.3 任 務(wù) 十 一 兩 臺(tái) 單 片 機(jī) 數(shù) 據(jù) 互 傳返 回 主 目 錄 學(xué) 習(xí) 目 標(biāo) ： 通 過(guò) 任務(wù) 九 的 學(xué) 習(xí) 、 完 成 ， 掌 握單 片 機(jī) 硬 件 資 源 定 時(shí) 計(jì) 數(shù)器 的 使 用 。 任 務(wù) 描 述 ： 單 片 機(jī)對(duì) 按 鍵 次 數(shù) （ 99次 ） 進(jìn)行 計(jì) 數(shù) ， 并 在 發(fā) 光 二 極 管上 實(shí) 時(shí) 顯 示 。 5.1.1 硬 件 電 路 與 工 作 原 理1.硬 件 電 路 2.工 作 原 理 用 手 按 動(dòng) 按 鍵S3，

2、每 按 鍵 一 次S3引 腳 上 出 現(xiàn) 一個(gè) 負(fù) 脈 沖 ， 單 片機(jī) 計(jì) 數(shù) 一 次 ， 并實(shí) 時(shí) 將 按 鍵 次 數(shù)以 BCD碼 方 式 ，在 發(fā) 光 二 極 管 上面 顯 示 。 5.1.2 控 制 程 序 1.主 程 序 流 程 2.控 制 程 序 ORG 0000HLJMPMAINORG 0030HMAIN:MOV TMOD,#06H ； 設(shè) 定 T0的 工 作 方 式MOV TH0,#00H ； 設(shè) 定 計(jì) 數(shù) 初 值MOV TL0,#00H ；SETB TR0 ； 啟 動(dòng) 計(jì) 數(shù) 器MOV P1,TL0 ； 送 顯 示END 1.打 開(kāi) “ 偉 福 ” 模 擬 仿 真 軟 件

3、進(jìn) 行 程 序 的 編 輯 、 編 譯 。 1、 正 確 選 擇 單 片 機(jī) 類 型 8751或 8031 2、 正 確 選 擇 編 譯 器 偉 福 編 譯 器 3、 選 擇 模 擬 仿 真 功 能 4、 打 開(kāi) 或 新 建 文 件 進(jìn) 行 編 輯 5、 編 譯2.打 開(kāi) “ ISP下 載 軟 件 ” 將 目 標(biāo) 文 件 下 載 到 ISP-4實(shí) 驗(yàn) 開(kāi) 發(fā)板 上 的 AT89S51單 片 機(jī) 芯 片 ， 觀 察 程 序 運(yùn) 行 結(jié) 果 。 1、 編 譯 成 功 后 打 開(kāi) 下 載 軟 件 2、 選 擇 好 單 片 機(jī) 89S51并 測(cè) 試 3、 打 開(kāi) 偉 福 6000編 譯 生 成 的 .

4、BIN或 .HEX文 件 4、 選 擇 自 動(dòng) 寫 完 成 擦 除 、 寫 、 讀 、 校 驗(yàn) 過(guò) 程 5、 觀 看 運(yùn) 行 結(jié) 果 5.1.4 相 關(guān) 知 識(shí)1.單 片 機(jī) 是 如 何 進(jìn) 行 計(jì) 數(shù) 的 ？ 本 次 任 務(wù) 中 ， 單 片 機(jī) 完 成 了 對(duì) S3鍵 按 鍵 次 數(shù) 的 累 計(jì) ， 那么 ， 單 片 機(jī) 是 如 何 進(jìn) 行 計(jì) 數(shù) 的 ？ 在 單 片 機(jī) 的 內(nèi) 部 結(jié) 構(gòu) 中 ， 我 們 知 道 在 MCS-51的 單 片 機(jī) 內(nèi)有 兩 個(gè) 16位 可 編 程 的 定 時(shí) /計(jì) 數(shù) 器 ， 它 們 具 有 四 種 工 作 方 式 ，其 控 制 字 和 狀 態(tài) 均 在 相

5、應(yīng) 的 特 殊 功 能 寄 存 器 中 ， 通 過(guò) 對(duì) 控制 寄 存 器 的 編 程 ， 就 可 方 便 地 選 擇 適 當(dāng) 的 工 作 方 式 。 TCON則 用 于 控 制 定 時(shí) 計(jì)數(shù) 器 T0和 T1的 啟 動(dòng) 和 停 止計(jì) 數(shù) ， 同 時(shí) 管 理 定 時(shí) 器 T0和 T1的 溢 出 標(biāo) 志 等 。 特 殊 功 能 寄存 器 TMOD控 制 定 時(shí) 計(jì)數(shù) 器 的 工 作方 式 TMOD 89H D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0GATA M1 M0 GATA M1 M0T1方 式 字 段 T0方 式 字 段 GATE 門 控 位 。 GATE = 0 啟 動(dòng) 不 受 /IN

6、T0或 /INT1的 控 制 ； GATE = 1 啟 動(dòng) 受 /INT0 或 /INT1 的 控 制 。 C/T 外 部 計(jì) 數(shù) 器 / 定 時(shí) 器 方 式 選 擇 位 C/T = 0 定 時(shí) 方 式 ； C /T = 1 計(jì) 數(shù) 方 式 。 M1M0 工 作 模 式 選 擇 位 （ 編 程 可 決 定 四 種 工 作 模 式 ） 。 C/T = 0 定 時(shí) ； C/T = 1 對(duì) 外 計(jì) 數(shù) 。定 時(shí) ： fosc / 12 = 1 /（ 12/fosc） = 1 / T N個(gè) 方 波 T計(jì) 數(shù) ： 脈 沖 不 等 間 隔 。 波 形 等 間 隔 ， 次 數(shù) 已 定 ， 時(shí) 間 確 定即

7、對(duì) 機(jī) 器 周 期 進(jìn) 行 計(jì) 數(shù) 。 左 圖 定 時(shí) 時(shí) 間 為 N*T每 個(gè) 下 降 沿 計(jì) 數(shù) 一 次 確 認(rèn) 一 次 負(fù) 跳 變 需 兩 個(gè) 機(jī) 器 周 期 ， 所 以 ， 計(jì) 數(shù) 頻 率 最 高 為 fosc / 24。 TCON 88H D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0TF1 TR1 TF0 TR0TR0 定 時(shí) / 計(jì) 數(shù) 器 0運(yùn) 行 控 制 位 。 軟 件 置 位 ， 軟 件 復(fù) 位 。 TR1 定 時(shí) / 計(jì) 數(shù) 器 1運(yùn) 行 控 制 位 。 （ 用 法 與 TR0類 似 ） TF0、 TF1 分 別 是 定 時(shí) 、 計(jì) 數(shù) 器 T0、 T1的 溢 出 標(biāo) 志

8、 位 。 （ 1） 定 時(shí) /計(jì) 數(shù) 器 的 工 作 方 式M1M0 工 作 模 式 選 擇 位 （ 編 程 可 決 定 四 種 工 作 模 式 ）0 0 13位 定 時(shí) /計(jì) 數(shù) 器 模 式 00 1 16位 定 時(shí) /計(jì) 數(shù) 器 模 式 11 0 8 位 定 時(shí) /計(jì) 數(shù) 器 （ 自 動(dòng) 重 裝 初 值 ） 模 式 21 1 T0 8位 定 時(shí) /計(jì) 數(shù) 模 式 31 1 T1 停 止 工 作 模 式 3 1） 工 作 方 式 0 T0的 等 效 邏 輯 結(jié) 構(gòu) 在 計(jì) 數(shù) 工 作 方 式 下 ， 計(jì) 數(shù) 器 的 計(jì) 數(shù) 值 范 圍 是 ： 1 8192（ 2的 13方 ）當(dāng) 為 定 時(shí)

9、工 作 方 式 時(shí) ， 定 時(shí) 時(shí) 間 的 計(jì) 算 公 式 為 ： （ 8192 -計(jì) 數(shù) 初 值 ） 晶 振 周 期 12或 （ 8192 -計(jì) 數(shù) 初 值 ） 機(jī) 器 周 期其 時(shí) 間 單 位 與 晶 振 周 期 或 機(jī) 器 周 期 相 同 。如 果 單 片 機(jī) 的 晶 振 選 為 6.000MHz， 則 最 小 定 時(shí) 時(shí) 間 為 ： 8192（ 81921） 1/6 10-6 12=2 10-6(s)=2(us)最 長(zhǎng) 定 時(shí) 時(shí) 間 為 ： (81920) 1/6 10-6 12=16384 10-6(s)=16384(us)。 2） 工 作 方 式 1 T0的 等 效 邏 輯 結(jié)

10、構(gòu) 在 工 作 方 式 1下 ， 計(jì) 數(shù) 器 的 計(jì) 數(shù) 值 范 圍 是 ： 1 65536（ 2的 16方 ）當(dāng) 為 定 時(shí) 工 作 方 式 1時(shí) ， 定 時(shí) 時(shí) 間 的 計(jì) 算 公 式 為 ： （ 65536計(jì) 數(shù) 初 值 ） 晶 振 周 期 12或 （ 65536計(jì) 數(shù) 初 值 ） 機(jī) 器 周 期其 時(shí) 間 單 位 與 晶 振 周 期 或 機(jī) 器 周 期 相 同 。如 果 單 片 機(jī) 的 晶 振 選 為 6.000MHz， 則 最 小 定 時(shí) 時(shí) 間 為 ： 65536（ 655361） 1/6 10-6 12=2 10-6(s)=2(us)最 長(zhǎng) 定 時(shí) 時(shí) 間 為 ： (655360

11、) 1/6 10-6 12=131072 10-6(s)=131072(us)。 3） 工 作 方 式 2 T0的 等 效 邏 輯 結(jié) 構(gòu) 方 式 2與 方 式 0、 1的 區(qū) 別 ： 工 作 方 式 0和 工 作 方 式 1的 最 大 特 點(diǎn) 就 是 計(jì) 數(shù) 溢 出 后 ， 計(jì)數(shù) 器 為 全 0， 因 而 循 環(huán) 定 時(shí) 或 循 環(huán) 計(jì) 數(shù) 應(yīng) 用 時(shí) 就 存 在 反 復(fù) 設(shè)置 初 值 的 問(wèn) 題 ， 這 給 程 序 設(shè) 計(jì) 帶 來(lái) 許 多 不 便 ， 同 時(shí) 也 會(huì) 影響 計(jì) 時(shí) 精 度 。 工 作 方 式 2就 具 有 自 動(dòng) 重 裝 載 功 能 ， 即 自 動(dòng) 加 載 計(jì) 數(shù) 初 值

12、，所 以 也 有 的 文 獻(xiàn) 稱 之 為 自 動(dòng) 重 加 載 工 作 方 式 。 在 這 種 工 作方 式 中 ， 16位 計(jì) 數(shù) 器 分 為 兩 部 分 ， 即 以 TL0為 計(jì) 數(shù) 器 ， 以TH0作 為 預(yù) 置 寄 存 器 ， 初 始 化 時(shí) 把 計(jì) 數(shù) 初 值 分 別 加 載 至TL0和 TH0中 ， 當(dāng) 計(jì) 數(shù) 溢 出 時(shí) ， 不 再 象 方 式 0和 方 式 1那 樣需 要 “ 人 工 干 預(yù) ” ， 由 軟 件 重 新 賦 值 ， 而 是 由 預(yù) 置 寄 存 器TH以 硬 件 方 法 自 動(dòng) 給 計(jì) 數(shù) 器 TL0重 新 加 載 。 方 式 2在 串 口 通 訊 時(shí) ， 常 用

13、作 波 特 率 發(fā) 生 器 。 4） 工 作 方 式 3 如 果 定 時(shí) /計(jì) 數(shù) 器 0工 作 于 工 作 方 式 3， 那 么 定 時(shí) /計(jì) 數(shù) 器 1的工 作 方 式 就 因 為 自 己 的 一 些 控 制 位 已 被 定 時(shí) /計(jì) 數(shù) 器 0借 用 ，只 能 工 作 在 方 式 0、 方 式 1或 方 式 2下 ， 等 效 電 路 參 見(jiàn) 下 圖 ： 2.怎 樣 編 制 計(jì) 數(shù) 程 序 ？ 從 前 面 的 任 務(wù) 中 ， 我 們 看 到 了 ， 首 先 必 須 對(duì) 定 時(shí) 計(jì) 數(shù) 器進(jìn) 行 初 始 化 ， 然 后 再 開(kāi) 啟 定 時(shí) 或 計(jì) 數(shù) 。 簡(jiǎn) 單 的 總 結(jié) 一 下 ，定 時(shí)

14、 計(jì) 數(shù) 器 的 初 始 化 包 括 以 下 內(nèi) 容 。（ 1） 確 定 工 作 方 式 對(duì) TMOD賦 值 ；如 ： 任 務(wù) 中 的 MOV TMOD,#06H指 令 ， 設(shè) 定 T0為 計(jì) 數(shù)器 工 作 方 式 。（ 2） 預(yù) 置 定 時(shí) 計(jì) 數(shù) 器 中 計(jì) 數(shù) 的 初 值 直 接 寫 入 TH和TL；如 ： 任 務(wù) 中 的 MOV TH0,#00H 兩 條 指 令 ， 設(shè) 定 計(jì) 數(shù) 初值 。 MOV TL0,#00H （ 3） 根 據(jù) 需 要 開(kāi) 放 定 時(shí) 器 /計(jì) 數(shù) 器 的 中 斷 對(duì) IE位 賦 值 ；（ 4） 啟 動(dòng) 定 時(shí) 器 /計(jì) 數(shù) 器 ；如 ： 任 務(wù) 中 的 SET

15、B TR0 指 令初 值 的 計(jì) 算 方 法X=M-計(jì) 數(shù) 值M是 定 時(shí) 器 的 最 大 計(jì) 數(shù) 值 。 視 工 作 方 式 不 同 而 不 同 。： 13位 定 時(shí) /計(jì) 數(shù) 方 式 ， 因 此 ， 最 多 可 以 計(jì) 到 2的 13次 方 ， 也 就 是 8192次 。： 16位 定 時(shí) /計(jì) 數(shù) 方 式 ， 因 此 ， 最 多 可 以 計(jì) 到 2的 16次 方 ， 也 就 是 65536次 。和 都 是 8位 的 定 時(shí) /計(jì) 數(shù) 方 式 ， 因 此 ，最 多 可 以 計(jì) 到 2的 8次 方 ， 也 說(shuō) 是 256次 。 預(yù) 置 值 計(jì) 算 ： 用 最 大 計(jì) 數(shù) 量 減 去 需 要

16、的 計(jì) 數(shù) 次 數(shù) 即 可 。通 過(guò) 上 面 的 任 務(wù) ， 我 們 掌 握 了 計(jì) 數(shù) 程 序 的 編 制 方 法 ， 下 面我 們 再 看 看 定 時(shí) 程 序 怎 樣 編 制 。首 先 我 們 看 一 下 下 面 的 程 序 段 。 MOV TMOD,#01HMOV TL0,#00H MOV TH0,#4CH SETB TR0 以 上 程 序 是 任 務(wù) 一 中 的 定 時(shí) 程 序 段 ， 它 的 初 始 化 過(guò) 程 和 計(jì)數(shù) 方 式 類 似 。 小 結(jié) ：1.定 時(shí) 計(jì) 數(shù) 器 的 基 本 結(jié) 構(gòu) 及 其 四 種 工 作 方 式 ？2.定 時(shí) 計(jì) 數(shù) 程 序 的 編 制 方 法 ？實(shí) 驗(yàn)

17、 實(shí) 訓(xùn)項(xiàng) 目 8 定 時(shí) 器 控 制 流 水 燈 課 題 項(xiàng) 目 9 計(jì) 數(shù) 器 課 題要 求 ： 課 外 完 成 編 程 、 相 關(guān)硬 件 安 裝 、 仿 真 與 調(diào) 試思 考 與 練 習(xí) ： 5.3 5.5 5.2 任 務(wù) 十 單 片 機(jī) 流 水 燈 控 制 學(xué) 習(xí) 目 標(biāo) ： 通 過(guò) 任 務(wù) 十 的 學(xué) 習(xí) 、 完 成 ， 掌 握 單 片機(jī) 硬 件 資 源 中 斷 系 統(tǒng) 的 使 用 。 任 務(wù) 描 述 ： 單 片 機(jī) 上 電 ， 單 燈 按 1HZ頻 率 循 環(huán) ，一 旦 按 下 P3.2所 接 的 按 鍵 ， 發(fā) 光 二 極 管 按 雙 燈 循 環(huán) ，松 開(kāi) 此 鍵 ， 單 燈 繼

18、 續(xù) 原 來(lái) 的 循 環(huán) 。 5.2.1 硬 件 電 路 與 工 作 原 理1.硬 件 電 路 2.工 作 原 理一 旦 按 下 P3.2所 接 按 鍵 后 ，P3.2口 線 上 會(huì) 出 現(xiàn) 這 樣 兩 個(gè)變 化 ， 第 一 ， 口 線 上 出 現(xiàn) 由高 到 低 的 變 化 ， 即 出 現(xiàn) 下 降沿 。 第 二 ， P3.2按 住 后 口 線保 持 低 電 平 直 到 松 鍵 為 止 。單 片 機(jī) 就 是 利 用 口 線 上 的 這種 變 化 ， 實(shí) 現(xiàn) 上 述 各 種 狀 態(tài)的 切 換 。 1.程 序 流 程 圖 MOV A,#0FEH 開(kāi) 始 初 始 化 YN N MOV P1,A 延 時(shí)

19、 0.5秒 到 ？ RL A 開(kāi) 始 MOV A,#0FBH YN N MOV P1,A 延 時(shí) 0.5秒 到 ？ RL A 按 鍵 松 否 ？ N Y N 返 回 5.2.2 控 制 程 序 開(kāi) 始 定 時(shí) 器 重 賦 初 值 中 斷 次 數(shù) -1 返 回 2.控 制 程 序 ORG 0000HLJMP MAINORG 0003HLJMPINT_0ORG 001BHLJMPDELAYMAIN: SETB IT0MOV TMOD,#01HMOV TL0,#00HMOV TH0,#4CHSETB PT0SETB EASETB EX0SETB ET0 MOV B,#20SETB TR0MOV A,

20、#0FEHBEGIN: MOV P1,ACJNE B,#00,$MOV B,#20RL ASJMP BEGININT_0: PUSH ACCMOV A,#0FBHLOOP: MOV P1,ACJNE B,#00,$MOV B,#20RL A JNB P3.2,LOOPPOP ACCRETIDELAY: MOV TL0,#00HMOV TH0,#4CHDJNZ B,LOOP1LOOP1: RETIEND 1.打 開(kāi) “ 偉 福 ” 模 擬 仿 真 軟 件 進(jìn) 行 程 序 的 編 輯 、 編 譯 。 1、 正 確 選 擇 單 片 機(jī) 類 型 8751或 8031 2、 正 確 選 擇 編 譯 器

21、偉 福 編 譯 器 3、 選 擇 模 擬 仿 真 功 能 4、 打 開(kāi) 或 新 建 文 件 進(jìn) 行 編 輯 5、 編 譯2.打 開(kāi) “ ISP下 載 軟 件 ” 將 目 標(biāo) 文 件 下 載 到 ISP-4實(shí) 驗(yàn) 開(kāi) 發(fā)板 上 的 AT89S51單 片 機(jī) 芯 片 ， 觀 察 程 序 運(yùn) 行 結(jié) 果 。 1、 編 譯 成 功 后 打 開(kāi) 下 載 軟 件 2、 選 擇 好 單 片 機(jī) 89S51并 測(cè) 試 3、 打 開(kāi) 偉 福 6000編 譯 生 成 的 .BIN或 .HEX文 件 4、 選 擇 自 動(dòng) 寫 完 成 擦 除 、 寫 、 讀 、 校 驗(yàn) 過(guò) 程 5、 觀 看 運(yùn) 行 結(jié) 果 1.單

22、片 機(jī) 如 何 中 斷 原 來(lái) 的 工 作 ？ 在 本 任 務(wù) 中 當(dāng) 按 鍵 S1按 下 后 ， 原 來(lái) 單 片 機(jī) 正 在 進(jìn) 行 的工 作 被 打 斷 ， 按 鍵 松 開(kāi) 后 單 片 機(jī) 又 恢 復(fù) 了 原 來(lái) 的 工 作 ， 這就 是 我 們 在 前 面 所 說(shuō) 的 中 斷 。 或 者 說(shuō) ， CPU正 在 執(zhí) 行 原 程 序 時(shí) ， 突 然 ， 被 意 外 事 情打 斷 ， 轉(zhuǎn) 去 執(zhí) 行 新 程 序 。 CPU執(zhí) 行 新 程 序 結(jié) 束 后 ， 又 回 到原 程 序 中 繼 續(xù) 執(zhí) 行 。 這 樣 的 過(guò) 程 就 叫 中 斷 。 （ 1） MCS-51的 中 斷 結(jié) 構(gòu)5個(gè) 中 斷

23、 源 ， 兩 個(gè) 中 斷 優(yōu) 先 級(jí) 控 制 。 （ 2） 中 斷 處 理 流 程 CPU響 應(yīng) 中 斷 請(qǐng) 求 后 ， 就 立 即 轉(zhuǎn) 入 執(zhí) 行 中 斷 服 務(wù) 程序 。 不 同 的 中 斷 源 、 不 同 的 中 斷 要 求 可 能 有 不 同 的 中 斷 處理 方 法 ， 但 它 們 的 處 理 流 程 一 般 都 如 下 所 述 。1） 現(xiàn) 場(chǎng) 保 護(hù) 和 現(xiàn) 場(chǎng) 恢 復(fù)2） 中 斷 打 開(kāi) 和 中 斷 關(guān) 閉3） 中 斷 服 務(wù)4） 中 斷 返 回 （ 3） MCS-51的 中 斷 源 8051有 5個(gè) 中 斷 源 ， 它 們 是 兩 個(gè) 外 中 斷 INT0（ P3.2）和 IN

24、T1（ P3.3） 、 兩 個(gè) 片 內(nèi) 定 時(shí) /計(jì) 數(shù) 器 溢 出 中 斷 TF0和TF1， 一 個(gè) 是 片 內(nèi) 串 行 口 中 斷 TI或 RI， 這 幾 個(gè) 中 斷 源 由TCON和 SCON兩 個(gè) 特 殊 功 能 寄 存 器 進(jìn) 行 控 制 。TCON D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0TF1 TR1 TF0 TR0 IE1 IT1 IE0 IT0位 地 址 8FH 8EH 8DH 8CH 8BH 8AH 89H 88HTCON 88H IE1: 外 部 邊 沿 觸 發(fā) 中 斷 1請(qǐng) 求 標(biāo) 志 ， 其 功 能 和 操 作 類 似 于TF0。IT1: 外 部 中 斷 1類

25、型 控 制 位 ， 通 過(guò) 軟 件 設(shè) 置 或 清 除 ， 用 于控 制 外 中 斷 的 觸 發(fā) 信 號(hào) 類 型 。 IT1=1， 邊 沿 觸 發(fā) 。 IT=0是電 平 觸 發(fā) 。IE0: 外 部 邊 沿 觸 發(fā) 中 斷 0請(qǐng) 求 標(biāo) 志 ， 其 功 能 和 操 作 類 似 于IE1。IT0: 外 部 中 斷 0類 型 控 制 位 ， 通 過(guò) 軟 件 設(shè) 置 或 清 除 ， 用 于控 制 外 中 斷 的 觸 發(fā) 信 號(hào) 類 型 。 其 功 能 和 操 作 類 似 于 IE1。 必 須 注 意 ： 在 不 同 外 部 中 斷 觸 發(fā) 方 式 下 ， 標(biāo) 志 清 除 方 法不 一 樣 。 SCON

26、 98H SCON D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0- - - - - - TI RI位 地 址 99H 98HTI: MCS-51串 行 口 的 發(fā) 送 中 斷 標(biāo) 志 。 中 斷 響 應(yīng) 后 ， 必 須軟 件 清 除 標(biāo) 志 。 RI: MCS-51串 行 口 的 接 收 中 斷 標(biāo) 志 。 中 斷 響 應(yīng) 后 ， 必 須軟 件 清 除 標(biāo) 志 。 （ 4） 中 斷 的 控 制 MCS-51的 對(duì) 中 斷 的 開(kāi) 放 和 屏 蔽 是 由 中 斷 允 許 寄 存 器 IE（ A8H） 控 制 來(lái) 實(shí) 現(xiàn) 的 ， IE的 結(jié) 構(gòu) 格 式 如 下 。IE D7 D6 D5 D4 D

27、3 D2 D1 D0EA - - ES ET1 EX1 ET0 EX0位 地 址 AFH ACH ABH AAH A9H A8HEA: 中 斷 總 控 制 位 ， EA=1， CPU開(kāi) 放 中 斷 。 EA=0， CPU禁 止 所 有 中 斷 。ES: 串 行 口 中 斷 控 制 位 ， ES=1允 許 串 行 口 中 斷 ， ES=0，屏 蔽 串 行 口 中 斷 。ET1: 定 時(shí) /計(jì) 數(shù) 器 T1中 斷 控 制 位 。 ET1=1， 允 許 T1中 斷 ，ET1=0， 禁 止 T1中 斷 。 EX1: 外 中 斷 1中 斷 控 制 位 ， EX1=1， 允 許 外 中 斷 1中 斷 ，E

28、X1=0， 禁 止 外 中 斷 1中 斷 。ET0: 定 時(shí) /計(jì) 數(shù) 器 T0中 斷 控 制 位 。 ET1=1， 允 許 T0中 斷 ，ET1=0， 禁 止 T0中 斷 。EX0: 外 中 斷 0中 斷 控 制 位 ， EX1=1， 允 許 外 中 斷 0中 斷 ，EX1=0， 禁 止 外 中 斷 0中 斷 。 MCS-51的 中 斷 系 統(tǒng) 有 兩 個(gè) 不 可 尋 址 的 優(yōu) 先 級(jí) 狀 態(tài) 觸發(fā) 器 ， 一 個(gè) 指 出 CPU是 否 在 執(zhí) 行 高 優(yōu) 先 級(jí) 中 斷 服 務(wù) 程 序 ，另 一 個(gè) 指 出 CPU是 否 正 在 執(zhí) 行 低 優(yōu) 先 級(jí) 的 中 斷 服 務(wù) 程 序 ，這

29、兩 個(gè) 中 斷 觸 發(fā) 器 的 1狀 態(tài) 分 別 屏 蔽 所 有 中 斷 申 請(qǐng) 和 同 一級(jí) 別 的 其 他 中 斷 申 請(qǐng) 。 此 外 ， MCS-51還 有 一 個(gè) 申 請(qǐng) 優(yōu) 先級(jí) 寄 存 IP， IP的 格 式 如 下 ， 字 節(jié) 地 址 是 B8H。 IP D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0- - - PS PT1 Px1 PT0 PX0位 地 址 BCH BBH BAH B9H B8HPS: 串 行 口 中 斷 口 優(yōu) 先 級(jí) 控 制 位 ， PS=1， 串 行 口 中 斷 聲 明為 高 優(yōu) 先 級(jí) 中 斷 ， PS=0， 串 行 口 定 義 為 低 優(yōu) 先 級(jí) 中

30、斷 。PT1: 定 時(shí) 器 1優(yōu) 先 級(jí) 控 制 位 。 PT1=1， 聲 明 定 時(shí) 器 1為 高 優(yōu)先 級(jí) 中 斷 ， PT1=0定 義 定 時(shí) 器 1為 低 優(yōu) 先 級(jí) 中 斷 。PX1: 外 中 斷 1優(yōu) 先 級(jí) 控 制 位 。 PT1=1， 聲 明 外 中 斷 1為 高 優(yōu)先 級(jí) 中 斷 ， PX1=0定 義 外 中 斷 1為 低 優(yōu) 先 級(jí) 中 斷 。PT0: 定 時(shí) 器 0優(yōu) 先 級(jí) 控 制 位 。 PT1=1， 聲 明 定 時(shí) 器 0為 高 優(yōu)先 級(jí) 中 斷 ， PT1=0定 義 定 時(shí) 器 0為 低 優(yōu) 先 級(jí) 中 斷 。PX0: 外 中 斷 0優(yōu) 先 級(jí) 控 制 位 。 P

31、T1=1， 聲 明 外 中 斷 0為 高 優(yōu)先 級(jí) 中 斷 ， PX1=0定 義 外 中 斷 0為 低 優(yōu) 先 級(jí) 中 斷 。 （ 5） 中 斷 的 響 應(yīng) MCS-51CPU在 每 一 個(gè) 機(jī) 器 周 期 順 序 檢 查 每 一 個(gè) 中 斷 源 ，在 機(jī) 器 周 期 的 S6按 優(yōu) 先 級(jí) 處 理 所 有 被 激 活 的 中 斷 請(qǐng) 求 ， 此 時(shí) ，如 果 CPU沒(méi) 有 正 在 處 理 更 高 或 相 同 優(yōu) 先 級(jí) 的 中 斷 ， 或 者 現(xiàn) 在的 機(jī) 器 周 期 不 是 所 執(zhí) 行 指 令 的 最 后 一 個(gè) 機(jī) 器 周 期 ， 或 者 CPU不 是 正 在 執(zhí) 行 RETI指 令 或

32、 訪 問(wèn) IE和 IP的 指 令 （ 因 為 按 MCS-51中 斷 系 統(tǒng) 的 特 性 規(guī) 定 ， 在 執(zhí) 行 完 這 些 指 令 之 后 ， 還 要 在 繼續(xù) 執(zhí) 行 一 條 指 令 ， 才 會(huì) 響 應(yīng) 中 斷 ） ， CPU在 下 一 個(gè) 機(jī) 器 周 期響 應(yīng) 激 活 了 的 最 高 級(jí) 中 斷 請(qǐng) 求 。 中 斷 響 應(yīng) 的 主 要 內(nèi) 容 就 是 由 硬 件 自 動(dòng) 生 成 一 條 長(zhǎng) 調(diào) 用LCALL addr16指 令 ， 這 里 的 addr16就 是 程 序 存 儲(chǔ) 器 中 相 應(yīng)的 中 斷 區(qū) 入 口 地 址 ， 這 些 中 斷 源 的 服 務(wù) 程 序 入 口 地 址 如

33、下 ： 中 斷 源 入 口 地 址外 中 斷 0 0003H定 時(shí) /計(jì) 數(shù) 器 0 000BH外 中 斷 1 0013H定 時(shí) /計(jì) 數(shù) 器 0 001BH串 行 口 中 斷 0023H 生 成 LCALL指 令 后 ,CPU緊 跟 著 便 執(zhí) 行 之 .首 先 將 PC(程 序計(jì) 數(shù) 器 )的 內(nèi) 容 壓 入 堆 棧 保 護(hù) 斷 點(diǎn) ， 然 后 把 中 斷 入 口 地 址 賦 予PC， CPU便 按 新 的 PC地 址 （ 即 中 斷 服 務(wù) 程 序 入 口 地 址 ） 執(zhí)行 程 序 。 2.單 片 機(jī) 中 斷 程 序 怎 樣 編 制 ？ 從 上 面 的 任 務(wù) 程 序 中 ， 我 們 來(lái)

34、 體 會(huì) 以 下 中 斷 服 務(wù) 程 序 的編 制 方 法 。（ 1） 首 先 必 須 對(duì) 中 斷 系 統(tǒng) 進(jìn) 行 初 始 化 ， 包 括 ：1） 開(kāi) 中 斷 ， 即 設(shè) 定 IE寄 存 器 。如 上 面 程 序 中 的 SETB EA ； 開(kāi) 總 中 斷 控 制 位 SETB EX0 ； 開(kāi) 外 部 中 斷 0 SETB ET0 ； 開(kāi) 定 時(shí) 器 中 斷 02） 設(shè) 定 中 斷 優(yōu) 先 級(jí) ， 即 設(shè) 置 IP寄 存 器 。如 上 面 程 序 中 的 SETB PT0； 設(shè) 定 時(shí) 器 0中 斷 為 高 優(yōu) 先 級(jí)3） 如 果 是 外 部 中 斷 ， 還 必 須 設(shè) 定 中 斷 響 應(yīng) 方

35、 式 ， 即 設(shè) 定IT0、 IT1位 。 如 上 面 程 序 中 的 SETB IT0 ； 設(shè) 外 部 中 斷 0為 邊 沿觸 發(fā) 方 式4） 如 果 是 計(jì) 數(shù) 、 定 時(shí) 中 斷 必 須 先 設(shè) 定 定 時(shí) 、 計(jì) 數(shù) 的 初始 值 。 如 上 面 程 序 中 的 MOV TL0,#00H MOV TH0,#4CH5） 初 始 化 結(jié) 束 后 ， 對(duì) 于 定 時(shí) 、 計(jì) 數(shù) 器 而 言 ， 還 應(yīng) 該 記得 啟 動(dòng) 定 時(shí) 或 計(jì) 數(shù) ， 即 設(shè) 定 TR0、 TR1位 。 串 口 接收 中 斷 ， 要 記 得 允 許 接 收 位 REN應(yīng) 該 設(shè) 置 。 如 上 面 程 序 中 的 S

36、ETB TR0 （ 2） 中 斷 初 始 化 結(jié) 束 后 ， 就 可 以 編 制 中 斷 服 務(wù) 程 序 ， 編 制 中斷 服 務(wù) 程 序 時(shí) 注 意 ： 1） 中 斷 服 務(wù) 程 序 ， 第 一 條 指 令 必 須 安 排 在 相 應(yīng) 的 中 斷 入 口地 址 ， 并 且 應(yīng) 該 是 轉(zhuǎn) 移 指 令 ， 由 于 中 斷 響 應(yīng) 時(shí) ， 已 經(jīng) 由 硬件 執(zhí) 行 了 LCALL指 令 ， 中 斷 程 序 斷 點(diǎn) 地 址 已 經(jīng) 入 棧 ， 所以 不 能 再 用 子 程 序 調(diào) 用 指 令 。 如 任 務(wù) 程 序 中 的 ORG 0003H ； 外 部 中 斷 0入 口 地 址 LJMPINT_

37、0 ORG 001BH ； 定 時(shí) 器 T0中 斷 入 口 地 ； 址 LJMPDELAY 2） 由 于 中 斷 的 產(chǎn) 生 是 隨 機(jī) 的 ， 所 以 對(duì) 程 序 中 的 公 共 單 元（ 其 他 程 序 中 已 經(jīng) 使 用 ， 中 斷 程 序 中 也 使 用 了 的 單 元 ） ，必 須 在 中 斷 服 務(wù) 程 序 開(kāi) 始 處 ， 采 用 堆 棧 進(jìn) 行 保 護(hù) ， 即 入棧 。 子 程 序 返 回 前 再 出 棧 。 如 任 務(wù) 程 序 中 的 PUSH ACC POP ACC 3） 中 斷 服 務(wù) 程 序 必 須 以 RETI結(jié) 束 ， 因 為 RETI指 令 具 有兩 個(gè) 功 能 ：

38、 第 一 ， 將 斷 點(diǎn) 地 址 彈 回 PC指 針 ， 以 保 證 能繼 續(xù) 原 來(lái) 的 程 序 ， 第 二 ， 能 將 中 斷 優(yōu) 先 級(jí) 狀 態(tài) 觸 發(fā) 器 清零 ， 以 保 證 新 的 中 斷 請(qǐng) 求 能 夠 被 相 應(yīng) 。 小 結(jié) ：1.MCS-51中 斷 系 統(tǒng) 的 結(jié) 構(gòu) 及 與 中 斷 有 關(guān) 的 寄 存 器 是 什 么 ？2.怎 樣 編 制 中 斷 服 務(wù) 程 序 ？思 考 與 練 習(xí) ： 5.4 5.16 實(shí) 驗(yàn) 實(shí) 訓(xùn) ：項(xiàng) 目 10 中 斷 方 式 實(shí) 現(xiàn) 流 水 燈 控 制 項(xiàng) 目 11 外 部 中 斷 課 題 項(xiàng) 目 12 按 鍵 使 用 課 題要 求 ： 課 外

39、完 成 編 程 、 相 關(guān) 硬 件安 裝 、 仿 真 與 調(diào) 試 5.3 任 務(wù) 十 一 兩 臺(tái) 單 片 機(jī) 數(shù) 據(jù) 互 傳 學(xué) 習(xí) 目 標(biāo) ： 通 過(guò) 任 務(wù) 十 一 的 學(xué) 習(xí) 、 完 成 ， 掌 握 單片 機(jī) 硬 件 資 源 串 行 通 訊 接 口 的 使 用 任 務(wù) 描 述 ： 兩 臺(tái) 單 片 機(jī) 之 間 ， 要 求 將 對(duì) 方 單 片 機(jī)的 按 鍵 值 （ S1=1） 通 過(guò) 串 口 傳 送 給 另 外 一 方 ， 并 在 發(fā)光 二 極 管 顯 示 。 硬 件 電 路 與 工 作 原 理1.硬 件 電 路 R1 IN13 R2 IN8 T1 IN11 T2 IN10 G N D 15

40、 V + 2 V - 6 V C C 16 R1 OUT 12 R2 OUT 9 T1 OUT 14 T2 OUT 7 C1+1 C1 -3 C2+ 4 C2 - 5 U6 IN NV- NRX NTX IN VCC C10 104 C14 104C11 104 C13 104 C12 104 MAX232 1 6 2 7 3 8 4 9 5 J3 串口 2.工 作 原 理 單 片 機(jī) 掃 描 到 S1（ P3.2） 鍵 合 上 后 ， 即 啟 動(dòng) 串 行發(fā) 送 ， 將 01H這 個(gè) 數(shù) 發(fā) 送 給 對(duì) 方 單 片 機(jī) ， 對(duì) 方 單 片 機(jī)收 到 數(shù) 據(jù) 后 ， 再 從 P1口 送 出 來(lái)

41、顯 示 。 控 制 程 序1.程 序 流 程 圖 2.控 制 程 序 ； 發(fā) 送 程 序 段ORG 0000HLJMP MAINORG 0030HMAIN: MOV SCON,#40H ;串 口 初 始 化 ， 設(shè) 置 工 ;作 方 式 1MOV PCON,#80H ;波 特 率 加 倍MOV TMOD,#20H ;定 時(shí) 器 1工 作 在 方 式 2MOV TH1,#0FDH ;設(shè) 置 波 特 率 為 9600SETB TR1LOOP: JB P3.2,$ ;判 鍵 是 否 合 上 ？LCALL DELAY ;延 時(shí) 10MS去 抖JB P3.2,LOOPMOV SBUF,#01H ;啟 動(dòng)

42、 串 行 發(fā) 送 JNB TI,$ ;判 斷 是 否 發(fā) 送 完 畢 ？ CLR TISJMP $DELAY: MOV R3,#100DEL: MOV R4,#50DJNZ R4,$DJNZ R3,DEL RETEND ； 接 收 程 序 段ORG 0000HLJMP MAINORG 0030HMAIN: MOV SCON,#40H ;串 口 初 始 化 ， 設(shè) 置 工 ;作 方 式 1 MOV PCON,#80H ;波 特 率 加 倍MOV TMOD,#20H ;定 時(shí) 器 1工 作 在 方 式 2MOV TH1,#0FDH ;設(shè) 置 波 特 率 為 9600 SETB TR1SETB RE

43、N ;允 許 接 收LOOP: JB RI,$ ;判 鍵 是 否 合 上 ？CLR RI ;延 時(shí) 10MS去 抖MOV P1,SBUFSJMP $END 源 程 序 的 編 輯 、 編 譯 、 下 載 1.打 開(kāi) “ 偉 福 ” 模 擬 仿 真 軟 件 進(jìn) 行 程 序 的 編 輯 、 編 譯 。 1、 正 確 選 擇 單 片 機(jī) 類 型 8751或 8031 2、 正 確 選 擇 編 譯 器 偉 福 編 譯 器 3、 選 擇 模 擬 仿 真 功 能 4、 打 開(kāi) 或 新 建 文 件 進(jìn) 行 編 輯 5、 編 譯2.打 開(kāi) “ ISP下 載 軟 件 ” 將 目 標(biāo) 文 件 下 載 到 ISP-

44、4實(shí) 驗(yàn) 開(kāi) 發(fā)板 上 的 AT89S51單 片 機(jī) 芯 片 ， 觀 察 程 序 運(yùn) 行 結(jié) 果 。 1、 編 譯 成 功 后 打 開(kāi) 下 載 軟 件 2、 選 擇 好 單 片 機(jī) 89S51并 測(cè) 試 3、 打 開(kāi) 偉 福 6000編 譯 生 成 的 .BIN或 .HEX文 件 4、 選 擇 自 動(dòng) 寫 完 成 擦 除 、 寫 、 讀 、 校 驗(yàn) 過(guò) 程 5、 觀 看 運(yùn) 行 結(jié) 果 相 關(guān) 知 識(shí) 1.單 片 機(jī) 如 何 能 收 、 發(fā) 數(shù) 據(jù) ？ MCS-51單 片 機(jī) 內(nèi) 部 有 一 個(gè)全 雙 工 的 串 行 通 信 口 ， 即 串行 接 收 和 發(fā) 送 緩 沖 器（ SBUF） ，

45、這 兩 個(gè) 在 物 理上 獨(dú) 立 的 接 收 發(fā) 送 器 ， 既 可以 接 收 數(shù) 據(jù) 也 可 以 發(fā) 送 數(shù) 據(jù) 。但 接 收 緩 沖 器 只 能 讀 出 不 能寫 入 ， 而 發(fā) 送 緩 沖 器 則 只 能寫 入 不 能 讀 出 ， 它 們 的 地 址為 99H。 這 個(gè) 通 信 口 既 可 以用 于 網(wǎng) 絡(luò) 通 信 ， 亦 可 實(shí) 現(xiàn) 串行 異 步 通 信 ， 還 可 以 構(gòu) 成 同步 移 位 寄 存 器 使 用 。 （ 1） 基 本 概 念 00 100 1P1.0P1.1P1.2P1.3RXDTXD單 片 機(jī) 外 設(shè) 1外 設(shè) 211111 0 1 01 0 0 0 【 單 工 方

46、式 】 數(shù) 據(jù) 僅 按 一 個(gè) 固 定 方向 傳 送 。 【 半 雙 工 方 式 】 數(shù) 據(jù) 可 實(shí) 現(xiàn) 雙 向 傳送 ， 但 不 能 同 時(shí) 進(jìn) 行 ， 實(shí) 際 的 應(yīng) 用 采用 某 種 協(xié) 議 實(shí) 現(xiàn) 收 /發(fā) 開(kāi) 關(guān) 轉(zhuǎn) 換 。 【 全 雙 工 方 式 】 允 許 雙 方 同 時(shí) 進(jìn) 行數(shù) 據(jù) 雙 向 傳 送 ,但 一 般 全 雙 工 傳 輸 方式 的 線 路 和 設(shè) 備 較 復(fù) 雜 。 【 異 步 通 信 】 在 這 種 通 信 方式 中 ， 接 收 器 和 發(fā) 送 器 有 各自 的 時(shí) 鐘 ， 它 們 的 工 作 是 非同 步 的 ， 異 步 通 信 用 一 幀 來(lái)表 示 一 個(gè) 字

47、 符 ， 其 內(nèi) 容 如 下 ：一 個(gè) 起 始 位 ， 僅 接 著 是 若 干個(gè) 數(shù) 據(jù) 位 。【 同 步 通 信 】 發(fā) 送 器 和 接收 器 由 同 一 個(gè) 時(shí) 鐘 源 控 制 ，同 步 傳 輸 方 式 去 掉 了 起 始位 和 停 止 位 ， 只 在 傳 輸 數(shù)據(jù) 塊 時(shí) 先 送 出 一 個(gè) 同 步 頭（ 字 符 ） 標(biāo) 志 即 可 。 這 兩 種 方 式 各 有 何 優(yōu) 劣 ？ 串 行 數(shù) 據(jù) 傳 輸 速 率 有 兩 個(gè) 概 念 ， 即 每 秒 轉(zhuǎn) 送 的 位 數(shù)bps（ Bit per second） 和 每 秒 符 號(hào) 數(shù) 波 特 率 （ Band rate） ， 在 具 有 調(diào)

48、制 解 調(diào) 器 的 通 信 中 ， 波 特 率 與 調(diào) 制速 率 有 關(guān) 。 舉 例 ： 設(shè) 有 一 幀 信 息 ， 1個(gè) 起 始 位 、 8個(gè) 數(shù) 據(jù) 位 、 1個(gè) 停止 位 ， 傳 輸 速 率 為 每 秒 240個(gè) 字 符 。 求 波 特 率 。解 ： （ 1 8 1） 240 = 2400 b/s = 2400波 特 。 在 物 理 結(jié) 構(gòu) 上 ， 有 一 個(gè) 串 行 口 接 收 緩 沖 器 SBUF 、一 個(gè) 發(fā) 緩 沖 器 SBUF ， 但 這 兩 個(gè) 寄 存 器 具 有 同 一 地 址（ 99H） 。 只 允 許 寫只 允 許 讀 SCON D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1

49、 D0SM0 SM1 SM2 REN TB8 RB8 TI RI位 地 址 9FH 9EH 9DH 9CH 9BH 9AH 99H 98HTI / RI ： 中 斷 請(qǐng) 求 標(biāo) 志 位RB8： 接 收 的 第 九 位 數(shù)TB8： 發(fā) 送 的 第 九 位 數(shù)REN： 允 許 接 收 控 制 位SM2： 多 機(jī) 通 信 控 制 位SM0、 SM1： 工 作 方 式 選 擇 位 （ 四 種 工 作 方 式 ） IE D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0EA - - ES ET1 EX1 ET0 EX0位 地 址 AFH ACH ABH AAH A9H A8HEA、 ES位 控 制 串 口

50、中 斷 的 開(kāi) 啟 。 2.單 片 機(jī) 怎 樣 通 過(guò) 程 序 控 制 收 發(fā) 數(shù) 據(jù) ？ 串 口 程 序 的 編 制 和 定 時(shí) 、 計(jì) 數(shù) 器 以 及 中 斷 程 序 編 制 一樣 ， 首 先 也 應(yīng) 該 初 始 化 。(1) 先 設(shè) 定 SCON， 設(shè) 定 好 串 口 工 作 方 式如 ： 任 務(wù) 程 序 中 的 MOV SCON,#40H 設(shè) 定 串 口 工 作 方式 一 。(2) 如 果 用 到 中 斷 的 ， 還 必 須 設(shè) 定 IE或 IP。 如 ： 任 務(wù) 中 的 接 收 程 序 可 以 改 成 ：ORG 0023H LJMP P_JSORG 0030H SETB EASETB

51、 ESP_JS: CLR RIRETI(3) 然 后 設(shè) 定 波 特 率 ， 即 根 據(jù) 工 作 方 式 設(shè) 置 定 時(shí) 計(jì) 數(shù) 器 T1、以 及 PCON寄 存 器 。 如 任 務(wù) 中 的 MOV PCON,#80H ;波 特 率 加 倍 MOV TMOD,#20H ;定 時(shí) 器 1工 作 在 方;式 2 MOV TH1,#0FDH ;設(shè) 置 波 特 率 為 9600 值 得 注 意 的 是 ， 由 于 串 行 發(fā) 送 、 接 收 標(biāo) 志 不 能 硬 件 自 動(dòng) 清 除 ，所 以 ， 不 管 是 中 斷 方 式 還 是 查 詢 方 式 編 程 時(shí) 都 必 須 用 軟 件 方式 清 除 TI、 RI。 小 結(jié) ：1.串 行 口 的 四 種 工 作 方 式 各 有 何 特 點(diǎn) ？2.怎 樣 編 制 串 口 通 訊 程 序 ？思 考 與 練 習(xí) ： 5.9 5.12 實(shí) 驗(yàn) 實(shí) 訓(xùn)項(xiàng) 目 14 串 口 通 訊 課 題要 求 ： 課 外 完 成 編 程 、相 關(guān) 硬 件 安 裝 、 仿 真 與 調(diào) 試