第2章MCS51系列单片机的硬件结构课件.ppt
第2章MCS-51系列单片机的硬件结构,1 概述 2 微处理器 3 存储器 4 定时器/计数器 5 并行I/O口 6 串行接口 7 中断系统 8 特殊工作方式,9/24/2022,1,第2章MCS-51系列单片机的硬件结构 1 概述,1 概述,学习单片机要掌握什么?单片机拥有什么资源?有哪些寄存器,各有什么功能?内部存储器特征,如何编址与访问?还有什么功能部件:定时器、并口、串口、中断系统及入口地址、工作方式？引脚情况,如何连接系统?指令系统,如何编写程序?根据系统需求,如何进行扩展?(5)典型的接口电路如何设计,程序如何实现?,9/24/2022,2,1 概述学习单片机要掌握什么?9/24/20222,1 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:,9/24/2022,3,1 概述 1-1 主要功能9/24/20223,按功能可分成8个部件，通过片内单一总线连接起来,1.微处理器,2.数据存储器,3.程序存储器,4.I/O口,5.串行口,6.定时/计数器,7.中断系统,8.特殊功能寄存器,控制方式：SFR对各功能部件集中控制,片内总线,1 概述,1-2 内部结构框图,9/24/2022,4,CPU控制部件RAMP0口P2口ROM(EPROM)串行口,1 概述,1-3 外部引脚说明从结构框图可看出，MCS-51芯片共有40个引脚，HMOS工艺芯片采用DIP封装,CHMOS芯片也有方型封装的。（1）电源Vcc+5VVss 地（2）时钟XTAL2XTAL1接晶体两引脚,9/24/2022,5,1 概述1-3 外部引脚说明9/24/20225,1 概述,1-3 外部引脚说明（3）I/O引脚P0口：准双向I/O口在扩展存贮器（程序存贮器或数据存贮器）或I/O扩展时，可分时复用为低8位地址线和双向数据线P1口：准双向I/O口对52系列（8032、8052）要比51系列多一个中断源（定时器/计数器），P1.1作为T2（计数脉冲输入），P1.2为T2EX（T2的外部控制端）。P2口：准双向I/O口在P0口的第2种情况，它作为高8位地址线输出,9/24/2022,6,1 概述1-3 外部引脚说明9/24/20226,1 概述,1-3 外部引脚说明（3）I/O引脚P3口：准双向I/O口 第2功能,9/24/2022,7,1 概述1-3 外部引脚说明引脚转义引脚功能说明P3.0,1 概述,1-3 外部引脚说明（4）控制线：ALE/PROG：地址锁存有效信号输出*下降沿用来锁存地址*一般情况，它均在每个机器周期出现2次（对12MHZ晶振，其频率为2MHZ，即周期为.5uS），可作为时钟供外部使用，但在MOVX访问外部数据存贮器时，它在两周期内（MOVX为双周期指令）会跳空一个，频率不再恒定。*对片内有EPROM机型（8051、8751、8052），在编程时，它作为编程脉冲输入端。,9/24/2022,8,1 概述1-3 外部引脚说明9/24/20228,1 概述,1-3 外部引脚说明（4）控制线：PSEN：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2次（低电平）;访问片外数据存贮器时，它无效，因此不会读错。RST/VPD：复位及备用电源在振荡时，两个机器周期的高电平（12MHz时，需2s）,使单片机回初始状态，上电时，由于要起振时间，要更长约10s。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RAM供电。即如Vcc有，该端有高电平是复位。无Vcc，该端有高电平，则是备用电源。,9/24/2022,9,1 概述1-3 外部引脚说明9/24/20229,1 概述,1-3 外部引脚说明（4）控制线：EA/VDD：片外程序存贮器选用端 EA为低时，只用片外程序存贮器，故对8031、8032只能接地。EA为高时，先选用片内程序存贮器，再选用片外程序存贮器有片内程序存贮器（EPROM）在编程时，它接21V作为编程电压输入。,9/24/2022,10,1 概述1-3 外部引脚说明9/24/202210,2 微处理器,2-1 运算器 微处理器亦称CPU，由运算器、控制器两大部分构成。运算器以ALU为核心，附加一些工作寄存器、A、B、PSW暂存器等。（1）ALU，在内部控制信号作用下完成各种算术及逻辑操作。（2）累加器A，最常用的专用寄存器，为8位。（3）PSW，相当于其它单片机的标志寄存器（8位），各位有下面定义：,9/24/2022,11,2 微处理器 2-1 运算器 RS0ACF0RS1COVP,2 微处理器,2-1 运算器 C：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（JC、JNC、SETBC、MOV C、bit等）例：相加时最高位的进位 C置1（硬件）相减时最高位的借位 AC：辅助进位标志，在作BCD码运算时用到。例：相加时，D3有进位 AC内硬件置1 相减时，D3有借位F0：软件标志，用户定义的状态标志，由用户软件置位或复位。RS1，RS0：寄存器组选择，由用户软件置位或复位，以选定4个组中的哪一个工作寄存器组投入工作。,9/24/2022,12,2 微处理器 2-1 运算器 9/24/202212,2 微处理器,2-1 运算器 OV：溢出标志，运算结果超出A有效范围时（-128127），由硬件置位，否则清零。加法最高、次高之一有进位减法最高、次高之一有借位 OV置1乘法：积大于255时，表示有高8位在B寄存器中除法：DIV A B中B为0时,9/24/2022,13,2 微处理器 2-1 运算器 9/24/202213,2 微处理器,2-1 运算器 加法运算时OV标志置、复位的条件分析：（1）最高位有、次高位无进位：OV=1 负数+负数正数（2）最高位无、次高位有进位：OV=1 正数+正数负数（3）最高位有、次高位有进位：OV=0 负数+负数负数 正数+负数正数（4）最高位无、次高位无进位：OV=0 正数+正数正数 正数+负数负数由此可见，OV=1表示有符号数的运算出错,9/24/2022,14,2 微处理器 2-1 运算器 9/24/202214,2 微处理器,2-1 运算器 OV标志例子：无符号数 127+10 1 1 1 1 1 1 10 0 0 0 0 0 0 1 C=0 OV=1 128出范围1 0 0 0 0 0 0 0 结果成了-128有符号数-128+（-1）1 0 0 0 0 0 0 01 1 1 1 1 1 1 1 C=1 OV=1-129出范围0 1 1 1 1 1 1 1 结果为127有符号数-1+（-1）1 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 0 未出范围,9/24/2022,15,2 微处理器 2-1 运算器 9/24/202215,2 微处理器,2-1 运算器 P奇偶标志每条指令根据A中1的个数对P置位或复位：奇数个置1，偶数个清0(注意与80 x86的PF相反）在通信时有用,9/24/2022,16,2 微处理器 2-1 运算器 9/24/202216,2 微处理器,2-2 控制器含IR、ID、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。,9/24/2022,17,2 微处理器 2-2 控制器9/24/202217,2 微处理器,2-3 CPU时序 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12MHz，则状态周期、机器周期、指令周期分别为：6MHz、1MHz、250kHz1MHz（4周期指令单周期指令）见图,9/24/2022,18,2 微处理器 2-3 CPU时序 9/24/202218,3 存储器,9/24/2022,19,内部数据存储器外部数据存储器特00H1FH20H2FH30H,3 存储器,3-1 程序存储器51系列：8031：无，8051：4kROM，8751：4kEPROMAT89C51：4kFLASH 52系列：它由8032、8052、8kROM外部程序存贮器：64k寻址范围（1）访问方式执行程序时：由PC自动寻址访问其特定单元数据时，用MOVC指令程序转移，用转移指令（2）编址 EA为0，只访问片外ROM，EA为1，先访问片内，超出片内容量范围后自动访问片外。,9/24/2022,20,3 存储器 3-1 程序存储器9/24/202220,3 存储器,3-1 程序存储器（3）程序存贮器的几个特殊单元程序存贮器中有7个特殊单元做为程序入口。0000H 复位后 PC初值为0，即从此开始执行0003H INT0入口000BH T0溢出0013H INT1入口001BH T1溢出0023H 串行口002BH T2溢出或T2EX负跳变（下降沿）（52子系列8032，8052才有）由于间隔短，一般只放跳转指令。,9/24/2022,21,3 存储器 3-1 程序存储器9/24/202221,3 存储器,3-2 数据存贮器51子系列：8031、8051、8751 RAM 128byte SFR 128个52子系列：8032、8052 RAM 256byte SFR 128个外部数据存贮器寻址范围 64K,9/24/2022,22,3 存储器 3-2 数据存贮器9/24/202222,3 存储器,3-2 数据存贮器（1）编址与访问*片内,9/24/2022,23,3 存储器 3-2 数据存贮器9/24/202223,3 存储器,3-2 数据存贮器（1）编址与访问*片外：均为64K寻址空间,9/24/2022,24,3 存储器 3-2 数据存贮器00HFFH100HFFFF,3 存储器,3-2 数据存贮器（2）堆栈内部RAM区有一部分用于堆栈，位置由SP初值决定。初始时，SP=07H，即跳过0组通用寄存器，（占用R0R7 00H07H，由PSW复位初值决定）。SP可人为设定为2FH，即从30H开始，不影响工作寄存器组及位寻址区。,9/24/2022,25,3 存储器 3-2 数据存贮器9/24/202225,4 定时器/计数器,背景知识,9/24/2022,26,4 定时器/计数器 背景知识9/24/202226,4 定时器/计数器,背景知识,TH1 TL1TH0 TL0TMODTCON,9/24/2022,27,4 定时器/计数器 背景知识TH1 TL19/24/202,4 定时器/计数器,4-1 概述,为什么需要定时/计数器?,根据规定的时间间隔完成某项控制功能,9/24/2022,28,4 定时器/计数器 4-1 概述为什么需要定时/计数器?根,4 定时器/计数器,4-1 概述,为什么需要定时/计数器?,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,9/24/2022,29,4 定时器/计数器 4-1 概述为什么需要定时/计数器?根,4 定时器/计数器,4-1 概述,为什么需要定时/计数器?,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,检测外部事件发生的次数,9/24/2022,30,4 定时器/计数器 4-1 概述为什么需要定时/计数器?根,4 定时器/计数器,4-1 概述,为什么需要定时/计数器?,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,检测外部事件发生的次数,9/24/2022,31,4 定时器/计数器 4-1 概述为什么需要定时/计数器?根,4 定时器/计数器,4-1 概述,为什么需要定时/计数器?,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,检测外部事件发生的次数,9/24/2022,32,4 定时器/计数器 4-1 概述为什么需要定时/计数器?根,4 定时器/计数器,4-1 概述,为什么需要定时/计数器?,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,检测外部事件发生的次数,9/24/2022,33,4 定时器/计数器 4-1 概述为什么需要定时/计数器?根,4 定时器/计数器,4-1 概述,为什么需要定时/计数器?,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,检测外部事件发生的次数,9/24/2022,34,4 定时器/计数器 4-1 概述为什么需要定时/计数器?根,4 定时器/计数器,4-1 概述,如何实现?,软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/计数器实现,可编程定时/计数器(Timer/Counter,简称T/C)正是MCS-51单片机的一种重要的功能部件,9/24/2022,35,4 定时器/计数器 4-1 概述如何实现?软件延时可编程定,4 定时器/计数器,4-1 概述,可编程定时/计数器(T/C)工作原理?,例:往桶里滴水,考察其溢出时间:,9/24/2022,36,4 定时器/计数器 4-1 概述可编程定时/计数器(T/C,4 定时器/计数器,4-1 概述,可编程定时/计数器(T/C)工作原理?,例:往桶里滴水,考察其溢出时间:,9/24/2022,37,4 定时器/计数器 4-1 概述可编程定时/计数器(T/C,4 定时器/计数器,4-1 概述,可编程定时/计数器(T/C)工作原理?,例:往桶里滴水,考察其溢出时间:,9/24/2022,38,4 定时器/计数器 4-1 概述可编程定时/计数器(T/C,4 定时器/计数器,4-1 概述,可编程定时/计数器(T/C)工作原理?,例:往桶里滴水,考察其溢出时间:,9/24/2022,39,4 定时器/计数器 4-1 概述可编程定时/计数器(T/C,4 定时器/计数器,4-1 概述,可编程定时/计数器(T/C)工作原理?,例:往桶里滴水,考察其溢出时间:,桶有多大?-定时/计数范围滴水的速度?-时钟源频率原来有多少水?-初值问题如何知道溢出?-溢出时的反应,9/24/2022,40,4 定时器/计数器 4-1 概述可编程定时/计数器(T/C,4 定时器/计数器,4-1 概述,51系列单片机有2个定时/计数器(T/C0、T/C1),外部计数引脚,内部定时时钟,特殊功能寄存器,9/24/2022,41,4 定时器/计数器 4-1 概述51系列单片机有2个定时/,4 定时器/计数器,4-1 概述,51系列单片机有2个定时/计数器(T/C0、T/C1),定时/计数范围:均为16位,可以设定工作模式,9/24/2022,42,4 定时器/计数器 4-1 概述51系列单片机有2个定时/,4 定时器/计数器,4-1 概述,51系列单片机有2个定时/计数器(T/C0、T/C1),时钟源频率:定时-内部固定时钟,机器周期 计数-外部引脚脉冲,9/24/2022,43,4 定时器/计数器 4-1 概述51系列单片机有2个定时/,4 定时器/计数器,4-1 概述,51系列单片机有2个定时/计数器(T/C0、T/C1),初值问题:可以编程设定初值,9/24/2022,44,4 定时器/计数器 4-1 概述51系列单片机有2个定时/,4 定时器/计数器,4-1 概述,51系列单片机有2个定时/计数器(T/C0、T/C1),计数溢出时的影响:置TF标志,可用于查询或中断,9/24/2022,45,4 定时器/计数器 4-1 概述51系列单片机有2个定时/,4 定时器/计数器,本节小结:,背景知识,概述,定时/计数器功能定时/计数器实现方法定时/计数器工作原理MSC-51单片机定时/计数器功能的结构,下节内容,控制寄存器定时/计数器工作方式初值的计算方法,9/24/2022,46,4 定时器/计数器 本节小结:背景知识概述定时/计数器功能,4 定时器/计数器,4-2 定时/计数器的控制寄存器,TMOD 方式控制寄存器,9/24/2022,47,4 定时器/计数器 4-2 定时/计数器的控制寄存器TMO,4 定时器/计数器,4-2 定时/计数器的控制寄存器,TCON 控制寄存器,TR0（TR1）运行控制位，为1时定时器/计数器才工作TF0（TF1）中断标志位，置位后可向CPU申请中断，计数器溢出时硬件置位，也可软件置位（或清0）产生软中断,9/24/2022,48,4 定时器/计数器 4-2 定时/计数器的控制寄存器TCO,4 定时器/计数器,4-3 定时/计数器工作方式介绍(T/C1为例),工作方式0,初始值为0，计数时间为8192;初始值为8191，计数时间为1计数范围18192（T1或Tcy）,9/24/2022,49,4 定时器/计数器 4-3 定时/计数器工作方式介绍(T/,4 定时器/计数器,4-3 定时/计数器工作方式介绍(T/C1为例),工作方式1,同方式0类似，只是TL1也用8位，共16位计数范围165536（T1或Tcy）,9/24/2022,50,4 定时器/计数器 4-3 定时/计数器工作方式介绍(T/,4 定时器/计数器,4-3 定时/计数器工作方式介绍(T/C1为例),工作方式2,9/24/2022,51,4 定时器/计数器 4-3 定时/计数器工作方式介绍(T/,4 定时器/计数器,4-3 定时/计数器工作方式介绍(T/C0为例),工作方式,9/24/2022,52,4 定时器/计数器 4-3 定时/计数器工作方式介绍(T/,4 定时器/计数器,4-4 定时/计数器方式确定与初值计算,定时模式,设需要定时时间为T，计数脉冲源为Tcy,则所需计数次数为：C=T/Tcy。根据C的值确定工作方式：设某工作方式最大计数值为M,则选择工作方式时，必须保证MC由于是加法计数，则确定初值V为：V=M-C方式0:M=8192;方式1:M=65536;方式2:M=256,9/24/2022,53,4 定时器/计数器 4-4 定时/计数器方式确定与初值计算,4 定时器/计数器,4-4 定时/计数器方式确定与初值计算,计数模式,用于检测外部事件发生的次数,满规定次数,向CPU汇报,可以直接得到所需计数次数C。根据C的值确定工作方式：设某工作方式最大计数值为M,则选择工作方式时，必须保证MC。初值V为：V=M-C。,9/24/2022,54,4 定时器/计数器 4-4 定时/计数器方式确定与初值计算,4 定时器/计数器,4-5 定时/计数器的操作方式,如何通知CPU,计数溢出,置TF0(或TF1)为1若定时中断允许,则可以去执行中断程序也可以采用查询方式检测TF0(或TF1)的状态,从而完成相应任务TF0(或TF1)标志在响应中断后将自动清零,在查询方式时需要软件清零,以便正常进行下一次操作为了实现周期性控制,除方式2外,需要在检测到标志后重装初值。,9/24/2022,55,4 定时器/计数器 4-5 定时/计数器的操作方式如何通知,4 定时器/计数器,4-5 定时/计数器的操作方式,CPU编程流程(T0为例),初始化:设定工作方式:TMOD设定初值:TL0,TH0若用中断方式,则开相应的定时中断启动定时器工作:TCON中TR0置1查询TF0状态或编写中断服务程序重新装初值(若需要)清TF0标志(若需要)执行相应任务,9/24/2022,56,4 定时器/计数器 4-5 定时/计数器的操作方式CPU编,4 定时器/计数器,思考题,什么是定时/计数器的溢出？溢出后会产生什么现象？怎样确定定时器的控制字?如何计算定时器初值?定时/计数器有关的两个SFR是什么？定时/计数器有几种工作方式？它们的定时/计数范围是多少？,9/24/2022,57,4 定时器/计数器 思考题什么是定时/计数器的溢出？溢出后,5 并行I/O口,5-1 概述MCS-51系列单片机有8*4根I/O线，分为P0、P1、P2、P3口，分别对应4个锁存器（P0、P1、P2、P3），各口既可并行输入/输出，也可单独输入/输出。特征简介：P0：由CPU送来的控制信号决定可作为：地址/数据分时复用线（访问外部存贮器）通用I/O口（准双向）外加提升电阻（只对通用I/O功能时）可驱动8个LSTTL负载（800A）,9/24/2022,58,5 并行I/O口 5-1 概述9/24/202258,5 并行I/O口,5-1 概述P1：通用I/O口（准双向）外面无需上拉电阻可驱动4个LSTTL负载（400A）8032、8052的P1。0、P1。1还有第二功能（T2）,9/24/2022,59,5 并行I/O口 5-1 概述9/24/202259,5 并行I/O口,5-1 概述P2：由CPU送来控制信号决定可作为高8位地址线：当外部RAM大于256byte时（256byte之内可按8位编址），要用DPTR访问，故P2口输出高8位地址线。当外部ROM存在时，P2口必为高8位地址通用I/O口（准双向）外面无需上拉电阻带4个LSTTL负载,9/24/2022,60,5 并行I/O口 5-1 概述9/24/202260,5 并行I/O口,5-1 概述P3：可作为通用I/O口（准双向）第2功能（RXD、INT0、IN、输入功能及、xD输出信号用口）执行第功能时，口锁存器要写,9/24/2022,61,5 并行I/O口 5-1 概述9/24/202261,5 并行I/O口,5-2 结构介绍,9/24/2022,62,5 并行I/O口 5-2 结构介绍 9/24/202,5 并行I/O口,5-2 结构介绍,9/24/2022,63,5 并行I/O口 5-2 结构介绍 9/24/202,5 并行I/O口,5-2 结构介绍,9/24/2022,64,5 并行I/O口 5-2 结构介绍 9/24/202,5 并行I/O口,5-2 结构介绍,9/24/2022,65,5 并行I/O口 5-2 结构介绍 9/24/202,5 并行I/O口,5-3 总结 输入：，该引脚无锁存功能，也可位访问（先给端口写入）l 通用方式 输出：MOVP0,#data写端口，要锁存，也可位访问，其中接上拉电阻 端口操作：ORL P0，#data等“读修改写”指令，读的是锁存器。l地址数据复用：访问片外存贮器，MOVX或执行外部存贮器中的程序只有具有,9/24/2022,66,5 并行I/O口 5-3 总结9/24/202266,5 并行I/O口,5-3 总结l 高位地址线：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A，且按位编址,，,l 第功能 口有个输入功能，个输出功能,9/24/2022,67,5 并行I/O口 5-3 总结9/24/202267,串行接口,概述串行通信，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，但速度慢。(1)分类*异步通信,9/24/2022,68,串行接口 概述9/24/202268,串行接口,概述(1)分类*同步通信 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，提高了速率，但两边时钟要同步。,9/24/2022,69,串行接口 概述9/24/202269,串行接口,概述(2)串口通信概览,9/24/2022,70,串行接口 概述9/24/202270,串行接口,概述(2)串口通信概览,9/24/2022,71,串行接口 概述9/24/202271,串行接口,2控制寄存器,9/24/2022,72,串行接口 2控制寄存器9/24/202272,串行接口,2控制寄存器（）0，1:方式选择（由软件确定工作方式）（）2（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）（），发送中断标志（发送完后，由硬件置位，由软件复位）（）允许接收控制软件控制：允许：禁止（）8，要发送的8，是在方式，用，由软件写入 方式：停止位 方式（）8，接收到的8，硬件自动写入 8 方式,9/24/2022,73,串行接口 2控制寄存器9/24/202273,串行接口,6-3 工作方式 见图（）方式：位移位寄存器方式，并行扩展引脚用于发送或接收数据为同步移位脉冲输出（fosc/12）发送：，启动，发送完位后，置，产生中断接收：条件下，置，启动接收过程，收完位后，装载信号将数据送入，并置，产生中断。在中断程序里，清，并用，从中取起数据*发送与接收地址一样，不同指令访问不同的。,9/24/2022,74,串行接口 6-3 工作方式 9/24/2022,串行接口,6-3 工作方式(2)方式1：8位异步串行通信方式，一帧由10位构成。由T1、T2的溢出速率（T2CON的RCLK、TCLK定）（对51系列与T2无关）及SMOD定波特率，可变。*发送：MOV SBUF，A将并行数据送往SBUF，并启动发送控制器。1帧10位发送完后，置TI=1，产生中断。*接收：软件器REN=1启动接收过程，开始检测起始位，把1位传送时间分成16位（可以推论Baud不能大于fosc/16），7、8、9 3个状态采样RXD脚，相同的二次认为数据。,9/24/2022,75,串行接口 6-3 工作方式 9/24/2022,串行接口,6-3 工作方式（3）方式2，3：9位异步串行通信方式，一帧由11位构成，只是Baud不同方式2 波特率fosc/32(SMOD=1)或fosc/64(SMOD=0)方式3：波特率T1、T2及SMOD定（P2CON的RCLK，TCLK）*发送，同方式1，只是数据多1位，第9位由SCON中的TB8提供*接收：同方式1，只是停止位不进入移位寄存器，而第9位数据给RB8SM2=0 收数据：用于双机通信，RB8作为奇/偶校验位,9/24/2022,76,串行接口 6-3 工作方式 9/24/2022,串行接口,6-3 工作方式（4）多机通信：由方式2，3承担主机（一个）发送，从机（多个）接收。,9/24/2022,77,串行接口 6-3 工作方式 9/24/2022,串行接口,6-3 工作方式（5）波特率：l 方式0：固定为fosc/12 SMOD=1 fosc/32l 方式2 SMOD=0 fosc/64 l方式1，3 51系列：发送接收一样，为T1溢出速率*2SMOD/32,9/24/2022,78,串行接口 6-3 工作方式 9/24/2022,串行接口,6-3 工作方式（6）串口通信设计编写发送程序和接收程序依据通信要求确定方式（数据位数是否要校验，Baudrate等）收发方采用同样的方式计算T1的初值，收发方应相同，以使波特率一样见图,9/24/2022,79,串行接口 6-3 工作方式 9/24/2022,7 中断系统,7-1概述 51系列（8031、8051、8751）有5个中断源 INT0、TF0、INT1、TF1、串行中断（TI、RI）52系列增加一个（8032、8052）定时器/计数器2（TF2、EXF2）见图,9/24/2022,80,7 中断系统7-1概述9/24/202280,7 中断系统,7-2 中断源（1）INT0、INT1 IE0（IE1）由硬件触发（检测到下降沿时）,CPU响应中断后自动清除IE0（IE1）CPU在每个机器周期采样引脚，故下降沿时高低电平至少各维待一个机器周期。（2）TF0、TF1在定时器，计数器溢出时硬件触发CPU响应中断后会自动清零（3）串行通信中断TI、RI在发送（接收）一帧信息后，由硬件自动置TI（RI），但必须用软件清除TI（RI）,9/24/2022,81,7 中断系统7-2 中断源9/24/202281,7 中断系统,7-3 中断控制（1）中断控制寄存器,9/24/2022,82,7 中断系统7-3 中断控制 9/24/202282,7 中断系统,7-3 中断控制（2）中断优先级权的区别l CPU同时收到几个中断请求时，首先响应优先级高的中断l正在进行的中断过程不可被新的同级或低优先级的中断请求所中断l正在进行的低优先级的中断过程可被高优先级的中断请求所中断，实现二级嵌套。后两条由用户不可访问的两个优先级状态触发器实现注意，只要是同一优先级，查询顺序优先的中断不能中断查询顺序优先权低的中断过程，只在同时中断时才起作用。,9/24/2022,83,7 中断系统7-3 中断控制 9/24/202283,7 中断系统,7-4 中断响应（）CPU没有处理同级或高优先级的中断（）必须执行完一条指令（）若执行的RETI或访问IE、IP，则必须再执行一条其它指令。CPU在机器周期的S1响应中断CPU响应中断后，由硬件完成下面功能 根据优先级，将相应的优先级状态触发器置1 保留断点（PC）清中断标志（IE0、IE1、TF0、TF1）（RI、TI由软件清除，在中断服务程序中实现）。中断入口地址入PC，进入中断服务程序。中断服务程序最后指令为RETI，CPU执行时：l 将优先级状态触发器清0l 从stack中恢复PC，从而返回断点处若要保留其它信息，则需在中断服务程序开始保留，RETI前恢复,9/24/2022,84,7 中断系统7-4 中断响应9/24/202284,7 中断系统,7-5 中断请求的撤除目的是为了避免一次中断多次响应（）IE0、IE1、TF0、TF1软件自动清除（）TF2、EXF2、RI、TI必须在中断服务程序中清除，电平触发时，时间不能太长，应想法在执行中断服务程序时将电平恢复为高。,9/24/2022,85,7 中断系统7-5 中断请求的撤除9/24/202285,CPU时序图,返回,9/24/2022,86,CPU时序图返回9/24/202286,串口结构,返回,9/24/2022,87,串口结构返回9/24/202287,串口收发流程,返回,9/24/2022,88,串口收发流程返回9/24/202288,中断系统,返回,9/24/2022,89,中断系统返回9/24/202289,
