1、第第2章章MCS-51MCS-51系列单片机的硬件结构系列单片机的硬件结构 1 1 概述概述 2 2 微处理器微处理器 3 3 存储器存储器 4 4 定时器定时器/计数器计数器 5 5 并行并行I/OI/O口口 6 6 串行接口串行接口 7 7 中断系统中断系统 8 8 特殊工作方式特殊工作方式 2022-10-191 1 概述概述学习单片机要掌握什么学习单片机要掌握什么?(1)单片机拥有什么资源单片机拥有什么资源?(2)有哪些寄存器有哪些寄存器,各有什么功能各有什么功能?(3)内部存储器特征内部存储器特征,如何编址与访问如何编址与访问?(4)还有什么功能部件还有什么功能部件:定时器、并定时器
2、、并口、串口、中断系统及入口地址、口、串口、中断系统及入口地址、工作方式？工作方式？(2)引脚情况引脚情况,如何连接系统如何连接系统?(3)指令系统指令系统,如何编写程序如何编写程序?(4)根据系统需求根据系统需求,如何进行扩展如何进行扩展?(5)(5)典型的接口电路如何设计典型的接口电路如何设计,程序如程序如何实现何实现?2022-10-191 1 概述概述 1-1 主要功能MCS-51系列单片机是Intel公司在80年代初推出的高性能单片微型计算机，包含51、52两个子系列。针对特定CPU，有以下特点:2022-10-19CPUCPU运算部件运算部件控制部件控制部件RAMRAMP0P0口口
3、P2P2口口ROMROM(EPROM)(EPROM)串行口串行口 T/C T/C中断中断系统系统SFRSFRP1P1口口8 8P3P3口口8 88 88 8XTALXTAL1 1XTALXTAL2 2PSEN ALEPSEN ALE EA RESET EA RESETV cV cc cV sV ss su按功能可分成按功能可分成8个部件，通过片内单一总线连接起来个部件，通过片内单一总线连接起来1.1.微处理器微处理器2.2.数据存储器数据存储器3.3.程序存储器程序存储器4.I/O4.I/O口口5.5.串行口串行口6.6.定时定时/计数器计数器7.7.中断系统中断系统8.8.特殊功能特殊功能寄
4、存器寄存器u控制方式：控制方式：SFR对各功能部件集中控制对各功能部件集中控制1 1 概述概述1-2内部结构框图内部结构框图2022-10-191 1 概述概述1-3 1-3 外部引脚说明外部引脚说明从结构框图可看出，从结构框图可看出，MCS-51MCS-51芯片共有芯片共有4040个引脚，个引脚，HMOSHMOS工工艺芯片采用艺芯片采用DIPDIP封装封装,CHMOS,CHMOS芯片也有方型封装的。芯片也有方型封装的。（1 1）电源电源Vcc +5VVcc +5VV Vss ss 地地（2 2）时钟时钟XTALXTAL2 2XTALXTAL1 1接晶体两引脚接晶体两引脚2022-10-191
5、 1 概述概述1-3 1-3 外部引脚说明外部引脚说明（3 3）I/OI/O引脚引脚P P0 0口口：准双向：准双向I/OI/O口口在扩展存贮器（程序存贮器或数据存贮器）或在扩展存贮器（程序存贮器或数据存贮器）或I/OI/O扩展时，可分时复用为低扩展时，可分时复用为低8 8位地址线和双向数据线位地址线和双向数据线P P1 1口口：准双向：准双向I/OI/O口口对对5252系列（系列（80328032、80528052）要比）要比5151系列多一个中断系列多一个中断源（定时器源（定时器/计数器），计数器），P P1.11.1作为作为T T2 2（计数脉冲输入）（计数脉冲输入），P P1.21.2
6、为为T T2 2EXEX（T T2 2的外部控制端）。的外部控制端）。P P2 2口口：准双向：准双向I/OI/O口口在在P P0 0口的第口的第2 2种情况，它作为高种情况，它作为高8 8位地址线输出位地址线输出2022-10-191 1 概述概述1-3 1-3 外部引脚说明外部引脚说明（3 3）I/OI/O引脚引脚P P3 3口口：准双向：准双向I/OI/O口口 第第2 2功能功能引脚引脚转义引转义引脚脚功能说明功能说明P3.0RXD串行数据接收端串行数据接收端P3.1TXD串行数据发送端串行数据发送端P3.2INT0外部中断外部中断0请求请求P3.3INT1外部中断外部中断1请求请求P3
7、.4T0计数器计数器0外部输入外部输入P3.5T1计数器计数器1外部输入外部输入P3.6WR外部数据存储器外部数据存储器写写P3.7RD外部数据存储器外部数据存储器读读2022-10-191 1 概述概述1-3 1-3 外部引脚说明外部引脚说明（4 4）控制线：控制线：ALE/PROGALE/PROG：地址锁存有效信号输出地址锁存有效信号输出*下降沿用来锁存地址下降沿用来锁存地址*一般情况，它均在每个机器周期出现一般情况，它均在每个机器周期出现2 2次（对次（对12MHZ12MHZ晶振，晶振，其频率为其频率为2MHZ2MHZ，即周期为，即周期为.5uS.5uS），可作为时钟供外部使用，），可作
8、为时钟供外部使用，但在但在MOVXMOVX访问外部数据存贮器时，它在两周期内（访问外部数据存贮器时，它在两周期内（MOVXMOVX为双周为双周期指令）会跳空一个，频率不再恒定。期指令）会跳空一个，频率不再恒定。*对片内有对片内有EPROMEPROM机型（机型（80518051、87518751、80528052），在编程时，），在编程时，它作为编程脉冲输入端。它作为编程脉冲输入端。2022-10-191 1 概述概述1-3 1-3 外部引脚说明外部引脚说明（4 4）控制线：控制线：PSENPSEN：片外程序存贮器读选通信号输出端：片外程序存贮器读选通信号输出端访问外部程序存贮器时，每周期有效访
9、问外部程序存贮器时，每周期有效2 2次（低电平）次（低电平）;访问片外数据存贮器时，它无效，因此不会读错。访问片外数据存贮器时，它无效，因此不会读错。RST/VPDRST/VPD：复位及备用电源：复位及备用电源在振荡时，两个机器周期的高电平（在振荡时，两个机器周期的高电平（12MHz12MHz时，需时，需2s2s）,使单片机回初始状态，上电时，由于要起振时间，要更长约使单片机回初始状态，上电时，由于要起振时间，要更长约10s10s。在掉电时（不起振），若它接有备用电池，将自动发挥作在掉电时（不起振），若它接有备用电池，将自动发挥作用，向片内用，向片内RAMRAM供电。供电。即如即如VccVcc
10、有，该端有高电平是复位。有，该端有高电平是复位。无无VccVcc，该端有高电平，则是备用电源。，该端有高电平，则是备用电源。2022-10-191 1 概述概述1-3 1-3 外部引脚说明外部引脚说明（4 4）控制线：控制线：EA/VDDEA/VDD：片外程序存贮器选用端：片外程序存贮器选用端EAEA为低时，只用片外程序存贮器，故对为低时，只用片外程序存贮器，故对80318031、80328032只能接只能接地。地。EAEA为高时，先选用片内程序存贮器，再选用片外程序存贮为高时，先选用片内程序存贮器，再选用片外程序存贮器器有片内程序存贮器（有片内程序存贮器（EPROMEPROM）在编程时，它接
11、）在编程时，它接21V21V作为编程作为编程电压输入。电压输入。2022-10-192 2 微处理器微处理器 2-1 2-1 运算器运算器 微处理器亦称微处理器亦称CPUCPU，由运算器、控制器两大部分构成。运，由运算器、控制器两大部分构成。运算器以算器以ALUALU为核心，附加一些工作寄存器、为核心，附加一些工作寄存器、A A、B B、PSWPSW暂存器暂存器等。等。（1 1）ALUALU，在内部控制信号作用下完成各种算术及逻辑操，在内部控制信号作用下完成各种算术及逻辑操作。作。（2 2）累加器）累加器A A，最常用的专用寄存器，为，最常用的专用寄存器，为8 8位。位。（3 3）PSWPSW
12、，相当于其它单片机的标志寄存器（，相当于其它单片机的标志寄存器（8 8位），各位），各位有下面定义：位有下面定义：RS0ACF0RS1COVPD7D02022-10-192 2 微处理器微处理器 2-1 2-1 运算器运算器 C C：进位标志位，在执行某些算术及逻辑操作时可被置位：进位标志位，在执行某些算术及逻辑操作时可被置位或复位，也可由软件访问（或复位，也可由软件访问（JCJC、JNCJNC、SETBCSETBC、MOV CMOV C、bitbit等）等）例：例：相加时最高位的进位相加时最高位的进位 C C置置1 1（硬件）（硬件）相减时最高位的借位相减时最高位的借位ACAC：辅助进位标志
13、，在作：辅助进位标志，在作BCDBCD码运算时用到。码运算时用到。例：相加时，例：相加时，D D3 3有进位有进位 AC AC内硬件置内硬件置1 1 相减时，相减时，D D3 3有借位有借位F0F0：软件标志，用户定义的状态标志，由用户软件置位或：软件标志，用户定义的状态标志，由用户软件置位或复位。复位。RS1RS1，RS0RS0：寄存器组选择，由用户软件置位或复位，以选：寄存器组选择，由用户软件置位或复位，以选定定4 4个组中的哪一个工作寄存器组投入工作。个组中的哪一个工作寄存器组投入工作。2022-10-192 2 微处理器微处理器 2-1 2-1 运算器运算器 OVOV：溢出标志，运算结
14、果超出：溢出标志，运算结果超出A A有效范围时（有效范围时（-128127-128127），），由硬件置位，否则清零。由硬件置位，否则清零。加法最高、次高之一有进位加法最高、次高之一有进位减法最高、次高之一有借位减法最高、次高之一有借位 OV OV置置1 1乘法：积大于乘法：积大于255255时，表示有高时，表示有高8 8位在位在B B寄存器中寄存器中除法：除法：DIV A BDIV A B中中B B为为0 0时时 2022-10-192 2 微处理器微处理器 2-1 2-1 运算器运算器 加法运算时加法运算时OVOV标志置、复位的条件分析：标志置、复位的条件分析：（1 1）最高位有、次高位无
15、进位：）最高位有、次高位无进位：OV=1OV=1 负数负数+负数负数正数正数 （2 2）最高位无、次高位有进位：）最高位无、次高位有进位：OV=1OV=1 正数正数+正数正数负数负数（3 3）最高位有、次高位有进位：）最高位有、次高位有进位：OV=0OV=0 负数负数+负数负数负数负数 正数正数+负数负数正数正数（4 4）最高位无、次高位无进位：）最高位无、次高位无进位：OV=0OV=0 正数正数+正数正数正数正数 正数正数+负数负数负数负数由此可见，由此可见，OV=1 OV=1表示有符号数的运算出错表示有符号数的运算出错2022-10-192 2 微处理器微处理器 2-1 2-1 运算器运算
16、器 OVOV标志例子：标志例子：无符号数无符号数 127+1 127+10 1 1 1 1 1 1 10 1 1 1 1 1 1 10 0 0 0 0 0 0 1 C=0 OV=1 1280 0 0 0 0 0 0 1 C=0 OV=1 128出范围出范围1 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 结果成了结果成了-128-128有符号数有符号数 -128+-128+（-1-1）1 0 0 0 0 0 0 01 0 0 0 0 0 0 01 1 1 1 1 1 1 1 C=1 OV=1 -1291 1 1 1 1 1 1 1 C=1 OV=1 -129出范围出范围0 1 1
17、 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 结果为结果为127127 有符号数有符号数 -1+-1+（-1-1）1 1 1 1 1 1 1 11 1 1 1 1 1 1 11 1 1 1 1 1 1 1 C=1 OV=0 -21 1 1 1 1 1 1 1 C=1 OV=0 -21 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 0 未出范围未出范围 2022-10-192 2 微处理器微处理器 2-1 2-1 运算器运算器 P P奇偶标志奇偶标志每条指令根据每条指令根据A A中中1 1的个数对的个数对P P置位或复位：置位或复位：奇数个置奇数个置1 1，偶数个清，偶数个清0
18、 0(注意与注意与80 x8680 x86的的PFPF相反）相反）在通信时有用在通信时有用2022-10-192 2 微处理器微处理器 2-2 2-2 控制器控制器含含IRIR、IDID、定时及控制电路、定时及控制电路根据指令产生相应的操作时序及控制信号。根据指令产生相应的操作时序及控制信号。2022-10-192 2 微处理器微处理器 2-3 CPU2-3 CPU时序时序 振荡周期、时钟周期（状态周期）、机器周期、指令周期。振荡周期、时钟周期（状态周期）、机器周期、指令周期。若振荡周期为若振荡周期为12MHz12MHz，则状态周期、机器周期、指令周期分别为：，则状态周期、机器周期、指令周期分
19、别为：6MHz6MHz、1MHz1MHz、250kHz1MHz250kHz1MHz（4 4周期指令周期指令单周期指令）单周期指令）见图见图2022-10-19内部数据存储器内部数据存储器（a）外部数据存储器外部数据存储器（b）特特殊殊功功能能寄寄存存器器00H1FH20H2FH30H7FH80HFFH80H88H90H98HA0HA8HB0HB8HD0HE0HF0H特殊功能寄存器中位寻址特殊功能寄存器中位寻址外部外部ROM内部内部ROM(EA=1)外部外部ROM(EA=0)0000H0000H0FFFH0FFFH1000HFFFFH外外部部RAM(I/O口口地址地址)0000HFFFFH程序存
20、储器程序存储器（c）工作寄工作寄存器区存器区位寻址区位寻址区通用通用RAM区区3 3 存储器存储器 2022-10-193 3 存储器存储器 3-1 3-1 程序存储器程序存储器5151系列：系列：8031 8031：无，：无，80518051：4kROM4kROM，87518751：4kEPROM4kEPROMAT89C51AT89C51：4kFLASH 4kFLASH 5252系列：它由系列：它由80328032、80528052、8kROM8kROM外部程序存贮器：外部程序存贮器：64k64k寻址范围寻址范围（1 1）访问方式）访问方式执行程序时：由执行程序时：由PCPC自动寻址自动寻址
21、访问其特定单元数据时，用访问其特定单元数据时，用MOVCMOVC指令指令程序转移，用转移指令程序转移，用转移指令（2 2）编址）编址 EAEA为为0 0，只访问片外，只访问片外ROMROM，EAEA为为1 1，先访问片内，先访问片内，超出片内容量范围后自动访问片外。超出片内容量范围后自动访问片外。2022-10-193 3 存储器存储器 3-1 3-1 程序存储器程序存储器（3 3）程序存贮器的几个特殊单元）程序存贮器的几个特殊单元程序存贮器中有程序存贮器中有7 7个特殊单元做为程序入口。个特殊单元做为程序入口。0000H 0000H 复位后复位后 PC PC初值为初值为0 0，即从此开始执行
22、，即从此开始执行0003H INT00003H INT0入口入口000BH T000BH T0 0溢出溢出0013H INT10013H INT1入口入口001BH T001BH T1 1溢出溢出0023H 0023H 串行口串行口002BH T002BH T2 2溢出或溢出或T T2 2EXEX负跳变（下降沿）负跳变（下降沿）（5252子系列子系列80328032，80528052才有）才有）由于间隔短，一般只放跳转指令。由于间隔短，一般只放跳转指令。2022-10-193 3 存储器存储器 3-2 3-2 数据存贮器数据存贮器5151子系列：子系列：80318031、80518051、87
23、51 RAM 128byte SFR 1288751 RAM 128byte SFR 128个个5252子系列：子系列：80328032、8052 RAM 256byte SFR 1288052 RAM 256byte SFR 128个个外部数据存贮器寻址范围外部数据存贮器寻址范围 64K 64K2022-10-193 3 存储器存储器 3-2 3-2 数据存贮器数据存贮器（1 1）编址与访问）编址与访问 *片内片内 2022-10-193 3 存储器存储器 3-2 3-2 数据存贮器数据存贮器（1 1）编址与访问）编址与访问 *片外片外：均为：均为64K64K寻址空间寻址空间 00HFFH1
24、00HFFFFHMOVX AMOVX A，DPTRDPTR按按1616位位编址编址用数据指针，寄存器用数据指针，寄存器间接寻址间接寻址MOVX A RMOVX A Rj j 8 8位编址位编址寄存器间接寻址寄存器间接寻址 2022-10-193 3 存储器存储器 3-2 3-2 数据存贮器数据存贮器（2 2）堆栈）堆栈内部内部RAMRAM区有一部分用于堆栈，位置由区有一部分用于堆栈，位置由SPSP初值决定。初值决定。初始时，初始时，SP=07HSP=07H，即跳过，即跳过0 0组通用寄存器，（占用组通用寄存器，（占用R R0 0R R7 7 00H00H07H07H，由，由PSWPSW复位初值
25、决定）。复位初值决定）。SPSP可人为设定为可人为设定为2FH2FH，即从，即从30H30H开始，不影响工作寄存器组开始，不影响工作寄存器组及位寻址区。及位寻址区。2022-10-194 4 定时器定时器/计数器计数器 l 背景知识背景知识2022-10-194 4 定时器定时器/计数器计数器 l 背景知识背景知识TH1TL1TH0TL0TMODTCON2022-10-194 4 定时器定时器/计数器计数器 4-1 4-1 概述概述 为什么需要定时为什么需要定时/计数器计数器?根据规定的时间间隔完成某项控制功能根据规定的时间间隔完成某项控制功能2022-10-194 4 定时器定时器/计数器计
26、数器 4-1 4-1 概述概述 为什么需要定时为什么需要定时/计数器计数器?根据规定的时间间隔完成某项控制功能根据规定的时间间隔完成某项控制功能 根据需要的延时启动某项任务根据需要的延时启动某项任务2022-10-194 4 定时器定时器/计数器计数器 4-1 4-1 概述概述 为什么需要定时为什么需要定时/计数器计数器?根据规定的时间间隔完成某项控制功能根据规定的时间间隔完成某项控制功能 根据需要的延时启动某项任务根据需要的延时启动某项任务 检测外部事件发生的次数检测外部事件发生的次数2022-10-194 4 定时器定时器/计数器计数器 4-1 4-1 概述概述 为什么需要定时为什么需要定
27、时/计数器计数器?根据规定的时间间隔完成某项控制功能根据规定的时间间隔完成某项控制功能 根据需要的延时启动某项任务根据需要的延时启动某项任务 检测外部事件发生的次数检测外部事件发生的次数2022-10-194 4 定时器定时器/计数器计数器 4-1 4-1 概述概述 为什么需要定时为什么需要定时/计数器计数器?根据规定的时间间隔完成某项控制功能根据规定的时间间隔完成某项控制功能 根据需要的延时启动某项任务根据需要的延时启动某项任务 检测外部事件发生的次数检测外部事件发生的次数2022-10-194 4 定时器定时器/计数器计数器 4-1 4-1 概述概述 为什么需要定时为什么需要定时/计数器计
28、数器?根据规定的时间间隔完成某项控制功能根据规定的时间间隔完成某项控制功能 根据需要的延时启动某项任务根据需要的延时启动某项任务 检测外部事件发生的次数检测外部事件发生的次数2022-10-194 4 定时器定时器/计数器计数器 4-1 4-1 概述概述 为什么需要定时为什么需要定时/计数器计数器?根据规定的时间间隔完成某项控制功能根据规定的时间间隔完成某项控制功能 根据需要的延时启动某项任务根据需要的延时启动某项任务 检测外部事件发生的次数检测外部事件发生的次数2022-10-194 4 定时器定时器/计数器计数器 4-1 4-1 概述概述 如何实现如何实现?软件延时软件延时 采用延时电路实
29、现固定的硬件延时采用延时电路实现固定的硬件延时 采用可编程定时采用可编程定时/计数器实现计数器实现可编程定时可编程定时/计数器计数器(Timer/Counter,(Timer/Counter,简称简称T/C)T/C)正是正是MCS-51MCS-51单片机的一种重要的功能部件单片机的一种重要的功能部件2022-10-194 4 定时器定时器/计数器计数器 4-1 4-1 概述概述 可编程定时可编程定时/计数器计数器(T/C)(T/C)工作原理工作原理?例例:往桶里滴水往桶里滴水,考察其溢出时间考察其溢出时间:2022-10-194 4 定时器定时器/计数器计数器 4-1 4-1 概述概述 可编程
30、定时可编程定时/计数器计数器(T/C)(T/C)工作原理工作原理?例例:往桶里滴水往桶里滴水,考察其溢出时间考察其溢出时间:2022-10-194 4 定时器定时器/计数器计数器 4-1 4-1 概述概述 可编程定时可编程定时/计数器计数器(T/C)(T/C)工作原理工作原理?例例:往桶里滴水往桶里滴水,考察其溢出时间考察其溢出时间:2022-10-194 4 定时器定时器/计数器计数器 4-1 4-1 概述概述 可编程定时可编程定时/计数器计数器(T/C)(T/C)工作原理工作原理?例例:往桶里滴水往桶里滴水,考察其溢出时间考察其溢出时间:2022-10-194 4 定时器定时器/计数器计数
31、器 4-1 4-1 概述概述 可编程定时可编程定时/计数器计数器(T/C)(T/C)工作原理工作原理?例例:往桶里滴水往桶里滴水,考察其溢出时间考察其溢出时间:桶有多大桶有多大?-?-定时定时/计数范围计数范围 滴水的速度滴水的速度?-?-时钟源频率时钟源频率 原来有多少水原来有多少水?-?-初值问题初值问题 如何知道溢出如何知道溢出?-?-溢出时的反应溢出时的反应2022-10-194 4 定时器定时器/计数器计数器 4-1 4-1 概述概述 5151系列单片机有系列单片机有2 2个定时个定时/计数器计数器(T/C0(T/C0、T/C1)T/C1)外部计外部计数引脚数引脚内部定内部定时时钟时
32、时钟 特殊功特殊功能寄存器能寄存器2022-10-194 4 定时器定时器/计数器计数器 4-1 4-1 概述概述 5151系列单片机有系列单片机有2 2个定时个定时/计数器计数器(T/C0(T/C0、T/C1)T/C1)定时定时/计数范围计数范围:均为均为1616位位,可以设定工作模式可以设定工作模式2022-10-194 4 定时器定时器/计数器计数器 4-1 4-1 概述概述 5151系列单片机有系列单片机有2 2个定时个定时/计数器计数器(T/C0(T/C0、T/C1)T/C1)时钟源频率时钟源频率:定时定时-内部固定时钟内部固定时钟,机器周期机器周期 计数计数-外部引脚脉冲外部引脚脉
33、冲2022-10-194 4 定时器定时器/计数器计数器 4-1 4-1 概述概述 5151系列单片机有系列单片机有2 2个定时个定时/计数器计数器(T/C0(T/C0、T/C1)T/C1)初值问题初值问题:可以编程设定初值可以编程设定初值2022-10-194 4 定时器定时器/计数器计数器 4-1 4-1 概述概述 5151系列单片机有系列单片机有2 2个定时个定时/计数器计数器(T/C0(T/C0、T/C1)T/C1)计数溢出时的影响计数溢出时的影响:置置TFTF标志标志,可用于查询或中断可用于查询或中断2022-10-194 4 定时器定时器/计数器计数器 本节小结本节小结:背景知识背
34、景知识 概述概述 定时定时/计数器功能计数器功能 定时定时/计数器实现方法计数器实现方法 定时定时/计数器工作原理计数器工作原理 MSC-51MSC-51单片机定时单片机定时/计数器功能的结构计数器功能的结构 下节内容下节内容 控制寄存器控制寄存器 定时定时/计数器工作方式计数器工作方式 初值的计算方法初值的计算方法2022-10-194 4 定时器定时器/计数器计数器 4-2 4-2 定时定时/计数器的控制寄存器计数器的控制寄存器 TMOD TMOD 方式控制寄存器方式控制寄存器2022-10-194 4 定时器定时器/计数器计数器 4-2 4-2 定时定时/计数器的控制寄存器计数器的控制寄
35、存器 TCON TCON 控制寄存器控制寄存器 TRTR0 0（TRTR1 1）运行控制位，为）运行控制位，为1 1时定时器时定时器/计数器才工计数器才工作作 TFTF0 0（TFTF1 1）中断标志位，置位后可向）中断标志位，置位后可向CPUCPU申请中断，申请中断，计数器溢出时硬件置位，也可软件置位（或清计数器溢出时硬件置位，也可软件置位（或清0 0）产生软中断产生软中断 2022-10-194 4 定时器定时器/计数器计数器 4-3 4-3 定时定时/计数器工作方式介绍计数器工作方式介绍(T/C1(T/C1为例为例)工作方式工作方式0 0 初始值为初始值为0 0，计数时间为，计数时间为8
36、192;8192;初始值为初始值为81918191，计数时间为，计数时间为1 1 计数范围计数范围1819218192（T T1 1或或TcyTcy）2022-10-194 4 定时器定时器/计数器计数器 4-3 4-3 定时定时/计数器工作方式介绍计数器工作方式介绍(T/C1(T/C1为例为例)工作方式工作方式1 1 同方式同方式0 0类似，只是类似，只是TLTL1 1也用也用8 8位，共位，共1616位位 计数范围计数范围165536165536（T T1 1或或TcyTcy）2022-10-194 4 定时器定时器/计数器计数器 4-3 4-3 定时定时/计数器工作方式介绍计数器工作方式
37、介绍(T/C1(T/C1为例为例)工作方式工作方式2 22022-10-194 4 定时器定时器/计数器计数器 4-3 4-3 定时定时/计数器工作方式介绍计数器工作方式介绍(T/C0(T/C0为例为例)工作方式工作方式2022-10-194 4 定时器定时器/计数器计数器 4-4 4-4 定时定时/计数器方式确定与初值计算计数器方式确定与初值计算 定时模式定时模式 设需要定时时间为设需要定时时间为T T，计数脉冲源为，计数脉冲源为Tcy,Tcy,则所需则所需计数次数为：计数次数为：C=T/TcyC=T/Tcy。根据根据C C的值确定工作方式：设某工作方式最大计的值确定工作方式：设某工作方式最
38、大计数值为数值为M,M,则选择工作方式时，必须保证则选择工作方式时，必须保证MCMC 由于是加法计数，则确定初值由于是加法计数，则确定初值V V为：为：V=M-CV=M-C 方式方式0:M=8192;0:M=8192;方式方式1:M=65536;1:M=65536;方式方式2:M=2562:M=2562022-10-194 4 定时器定时器/计数器计数器 4-4 4-4 定时定时/计数器方式确定与初值计算计数器方式确定与初值计算 计数模式计数模式 用于检测外部事件发生的次数用于检测外部事件发生的次数,满规定次数满规定次数,向向CPUCPU汇报汇报,可以直接得到所需计数次数可以直接得到所需计数次
39、数C C。根据根据C C的值确定工作方式：设某工作方式最大计的值确定工作方式：设某工作方式最大计数值为数值为M,M,则选择工作方式时，必须保证则选择工作方式时，必须保证MCMC。初值初值V V为：为：V=M-CV=M-C。2022-10-194 4 定时器定时器/计数器计数器 4-5 4-5 定时定时/计数器的操作方式计数器的操作方式 如何通知如何通知CPUCPU 计数溢出计数溢出,置置TF0(TF0(或或TF1)TF1)为为1 1 若定时中断允许若定时中断允许,则可以去执行中断程序则可以去执行中断程序 也可以采用查询方式检测也可以采用查询方式检测TF0(TF0(或或TF1)TF1)的状态的状
40、态,从从而完成相应任务而完成相应任务 TF0(TF0(或或TF1)TF1)标志在响应中断后将自动清零标志在响应中断后将自动清零,在查在查询方式时需要软件清零询方式时需要软件清零,以便正常进行下一次操以便正常进行下一次操作作 为了实现周期性控制为了实现周期性控制,除方式除方式2 2外外,需要在检测到需要在检测到标志后重装初值。标志后重装初值。2022-10-194 4 定时器定时器/计数器计数器 4-5 4-5 定时定时/计数器的操作方式计数器的操作方式 CPUCPU编程流程编程流程(T0(T0为例为例)初 始 化初 始 化:设定工作方式设定工作方式:TMOD:TMOD设定初值设定初值:TL0,
41、TH0:TL0,TH0若用中断方式若用中断方式,则开相应的定时中断则开相应的定时中断启动定时器工作启动定时器工作:TCON:TCON中中TR0TR0置置1 1 查询查询TF0TF0状态或编写中断服务程序状态或编写中断服务程序重新装初值重新装初值(若需要若需要)清清TF0TF0标志标志(若需要若需要)执行相应任务执行相应任务2022-10-194 4 定时器定时器/计数器计数器 思考题思考题什么是定时什么是定时/计数器的溢出？溢出后会产生什么计数器的溢出？溢出后会产生什么现象？现象？怎样确定定时器的控制字怎样确定定时器的控制字?如何计算定时器初值如何计算定时器初值?定时定时/计数器有关的两个计数
42、器有关的两个SFRSFR是什么？是什么？定时定时/计数器有几种工作方式？它们的定时计数器有几种工作方式？它们的定时/计数计数范围是多少？范围是多少？2022-10-195 5 并行并行I/OI/O口口 5-1 5-1 概述概述MCS-51MCS-51系列单片机有系列单片机有8 8*4 4根根I/OI/O线，分为线，分为P P0 0、P P1 1、P P2 2、P P3 3口，分别对应口，分别对应4 4个锁存器（个锁存器（P P0 0、P P1 1、P P2 2、P P3 3），各口既可），各口既可并行输入并行输入/输出，也可单独输入输出，也可单独输入/输出。输出。特征简介特征简介 ：P P0
43、0：由：由CPUCPU送来的控制信号决定可作为：送来的控制信号决定可作为：地址地址/数据分时复用线（访问外部存贮器）数据分时复用线（访问外部存贮器）通用通用I/OI/O口（准双向）口（准双向）外加提升电阻（只对通用外加提升电阻（只对通用I/OI/O功能时）功能时）可驱动可驱动8 8个个LSTTLLSTTL负载（负载（800A800A）2022-10-195 5 并行并行I/OI/O口口 5-1 5-1 概述概述P P1 1：通用：通用I/OI/O口（准双向）口（准双向）外面无需上拉电阻外面无需上拉电阻可驱动可驱动4 4个个LSTTLLSTTL负载（负载（400A400A）80328032、80
44、528052的的P P1 1。0 0、P P1 1。1 1还有第二功能（还有第二功能（T2T2）2022-10-195 5 并行并行I/OI/O口口 5-1 5-1 概述概述P P2 2：由：由CPUCPU送来控制信号决定可作为送来控制信号决定可作为高高8 8位地址线：当外部位地址线：当外部RAMRAM大于大于256byte256byte时（时（256byte256byte之之内可按内可按8 8位编址），要用位编址），要用DPTRDPTR访问，故访问，故P P2 2口输出高口输出高8 8位地位地址线。址线。当外部当外部ROMROM存在时，存在时，P P2 2口必为高口必为高8 8位地址位地址通
45、用通用I/OI/O口（准双向）口（准双向）外面无需上拉电阻外面无需上拉电阻带带4 4个个LSTTLLSTTL负载负载 2022-10-195 5 并行并行I/OI/O口口 5-1 5-1 概述概述P P3 3：可作为通用：可作为通用I/OI/O口（准双向）口（准双向）第第2 2功能（功能（RXDRXD、INTINT0 0、ININ、输入功能及输入功能及、xDxD输出信号用输出信号用口）口）执行第功能时，执行第功能时，口锁存器要写口锁存器要写 2022-10-195 5 并行并行I/OI/O口口 5-2 5-2 结构介绍结构介绍 2022-10-195 5 并行并行I/OI/O口口 5-2 5-
46、2 结构介绍结构介绍 2022-10-195 5 并行并行I/OI/O口口 5-2 5-2 结构介绍结构介绍 2022-10-195 5 并行并行I/OI/O口口 5-2 5-2 结构介绍结构介绍 2022-10-195 5 并行并行I/OI/O口口 5-3 5-3 总结总结 输入：，输入：，该引脚无锁存功该引脚无锁存功能，能，也可位访问（先给端口写入）也可位访问（先给端口写入）l l通用方式通用方式 输出：输出：MOVMOVP0,#dataP0,#data写端口，要锁存，也写端口，要锁存，也可位访问，其中可位访问，其中接上拉电阻接上拉电阻 端口操作：端口操作：ORL P0ORL P0，#da
47、ta#data等等“读修改写读修改写”指令，读的是锁存器。指令，读的是锁存器。l l地址数据复用：地址数据复用：访问片外存贮器，访问片外存贮器，MOVXMOVX或执行外部存贮器或执行外部存贮器中的程序中的程序只有只有具有具有 2022-10-195 5 并行并行I/OI/O口口 5-3 5-3 总结总结 l l高位地址线：高位地址线：具有具有有外部程序存贮器，执行时自动访问该外部存贮器有外部程序存贮器，执行时自动访问该外部存贮器 有外部有外部A A，且按位编址，且按位编址,，,l l第功能第功能 口有个输入功能，个输出功能口有个输入功能，个输出功能2022-10-19串行接口串行接口 概述概述
48、串行通信，信息中的数据逐位顺序传送的通信方串行通信，信息中的数据逐位顺序传送的通信方式称为串行通信，适合于远距离通信，连线少，但式称为串行通信，适合于远距离通信，连线少，但速度慢。速度慢。(1)(1)分类分类 *异步通信异步通信 2022-10-19串行接口串行接口 概述概述(1)(1)分类分类 *同步通信同步通信 以数据块为通信单元，在其间发送同步脉冲，以以数据块为通信单元，在其间发送同步脉冲，以取得同步，数据间不要起始位与停止位，提高了速取得同步，数据间不要起始位与停止位，提高了速率，但两边时钟要同步。率，但两边时钟要同步。2022-10-19串行接口串行接口 概述概述(2)(2)串口通信
49、概览串口通信概览2022-10-19串行接口串行接口 概述概述(2)(2)串口通信概览串口通信概览2022-10-19串行接口串行接口 2 2控制寄存器控制寄存器2022-10-19串行接口串行接口 2 2控制寄存器控制寄存器（）（）0 0，1:1:方式选择（由软件确定工作方式）方式选择（由软件确定工作方式）（）（）2 2（多机通信控制）（由软件置位及复位，（多机通信控制）（由软件置位及复位，及（接收中断控制）由硬件置位，软件复位）及（接收中断控制）由硬件置位，软件复位）（），发送中断标志（发送完后，由硬件置位，由（），发送中断标志（发送完后，由硬件置位，由软件复位）软件复位）（）允许接收控制
50、软件控制：允许：禁止（）允许接收控制软件控制：允许：禁止（）（）8 8，要发送的，要发送的8 8，是在方式，用，由软件写入，是在方式，用，由软件写入方式：停止位方式：停止位 方式方式（）（）8 8，接收到的接收到的8 8，硬件自动写入，硬件自动写入8 8 方式方式2022-10-19串行接口串行接口 6-3 6-3 工作方式工作方式 见图见图（）方式（）方式：位移位寄存器方式，并行扩展：位移位寄存器方式，并行扩展引脚用于发送或接收数据引脚用于发送或接收数据为同步移位脉冲输出（为同步移位脉冲输出（fosc/12fosc/12）发送：，启动，发送完位后，发送：，启动，发送完位后，置，产生中断置，产
