51单片机超详细教程(绝对值)ppt课件.ppt

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1、全国高职高专规划教材精品与示范系列,单片机应用技术（C语言版）,王静霞 主 编,本章内容什么是单片机 MCS-51内部组成及信号引脚单片机最小系统电路MCS-51存储器结构,第1章 单片机硬件系统,什么是单片机,单片微型计算机（Single Chip Microcomputer）简称单片机，是指集成在一个芯片上的微型计算机，它的各种功能部件，包括CPU（Central Processing Unit）、存储器（memory）、基本输入/输出(Input/Output，简称I/O)接口电路、定时/计数器和中断系统等，都制作在一块集成芯片上，构成一个完整的微型计算机。单片机内部基本结构如图1.7所

2、示。由于它的结构与指令功能都是按照工业控制要求设计的，故又称为微控制器(Micro-Controller Unit，简称MCU)。,什么是单片机,单片机应用系统,单片机应用系统由硬件和软件组成,硬件是应用系统的基础,软件是在硬件的基础上对其资源进行合理调配和使用，从而完成应用系统所要求的任务，二者相互依赖，缺一不可,单片机种类,目前8位单片机仍是单片机的主流机型；,生产厂商：,单片机的发展经历了由4位机到8位机,再到16位机的发展过程,美国微芯片公司:PIC16C系列、PIC17C系列、PIC1400系列，美国英特尔公司的MCS-48和MCS-51系列，美国摩托罗拉公司的MC68HC05系列和

3、MC68HC11系列，美国齐洛格公司的Z8系列，日本电气公司的PD78系列，美国莫斯特克公司和仙童公司合作生产的F8（3870）系列等。,单片机硬件结构,中央处理器CPU：8位，运算和控制功能,内部RAM：共256个RAM单元，用户使用前128个单元，用于存放可读写数据，后128个单元被专用寄存器占用。,内部ROM：4KB掩膜ROM，用于存放程序、原始数据和表格。,定时/计数器：两个16位的定时/计数器，实现定时或计数功能。,并行I/O口：4个8位的I/O口P0、P1、P2、P3。,串行口：一个全双工串行口。,中断控制系统：5个中断源（外中断2个，定时/计数中断2 个，串行中断1个）,时钟电路

4、：可产生时钟脉冲序列，允许晶振频率6MHZ和12MHZ,复位电路,8051单片机的基本组成,中央处理器CPU：8位，运算和控制功能内部RAM：共256个RAM单元，用户使用前128个单元，用于存放可读写数据，后128个单元被专用寄存器占用。内部ROM：4KB掩膜ROM，用于存放程序、原始数据和表格。定时/计数器：两个16位的定时/计数器，实现定时或计数功能。并行I/O口：4个8位的I/O口P0、P1、P2、P3。串行口：一个全双工串行口。中断控制系统：5个中断源（外中断2个，定时/计数中断2个， 串行中断1个）时钟电路：可产生时钟脉冲序列，允许晶振频率6MHZ和12MHZ,MCS-51单片机信

5、号引脚简介,P3口线的第二功能,VCC,VSS,XTAL2XTAL1,RST,P0. 0P0.1P0.2 P0.3 P0.4 P0.5 P0.6 P0.7,P1. 0P1.1P1.2 P1.3 P1.4 P1.5 P1.6 P1.7,P2.7 P2.6 P2.5 P2.4 P2.3 P2.2 P2.1 P2. 0,ALE,P3. 0P3.1P3.2 P3.3 P3.4 P3.5 P3.6 P3.7,2、振荡电路：XTAL1、XTAL2,3、复位引脚：RST,4、并行口：P0、P1、P2、P3,7、ALE：地址锁存控制信号,1、电源线：VCC(+5V)、VSS(地),时钟电路与复位电路 (1)时

6、钟振荡电路,时 序,关于MCS-51系列单片机的时序概念有4个，可用定时单位来说明，从小到大依次是：节拍、状态、机器周期和指令周期，下面分别加以说明。1）节拍与状态 把振荡脉冲的周期定义为节拍，用P表示，也就是晶振的振荡频率fosc。2）状态 振荡脉冲fosc经过二分频后，就是单片机时钟信号的周期，定义为状态，用S表示。一个状态包含两个节拍，其前半周期对应的节拍叫P1，后半周期对应的节拍叫P2。3）机器周期 MCS-51系列单片机采用定时控制方式，有固定的机器周期。规定一个机器周期的宽度为6个状态，即12个振荡脉冲周期，因此机器周期就是振荡脉冲的十二分频。小提示 当振荡脉冲频率为12 MHz时

7、, 一个机器周期为1s；当振荡脉冲频率为6 MHz时，一个机器周期为2 s。,(2)复位电路,单片机复位条件: 必须使RST引脚持续2微秒高电平(外部时钟12MHz),存储器,80318751805189C51,256B（字节）,4K,(1)程序存储器,程序存储器,内部,外部,(PC),程序存储器资源分布,中断入口地址,在单片机C语言程序设计中，用户无需考虑程序的存放地址，编译程序会在编译过程中按照上述规定，自动安排程序的存放地址。例如：C语言是从main()函数开始执行的，编译程序会在程序存储器的0000H处自动存放一条转移指令，跳转到main()函数存放的地址；中断函数也会按照中断类型号，

8、自动由编译程序安排存放在程序存储器相应的地址中。因此，读者只需了解程序存储器的结构就可以了。,内部,外部,(2)数据存储器,数据存储器,RAM,专用寄存器,内部RAM存储器,工作寄存器区选择位RS0、RS1,注意: 一个单元地址对应有8个位地址MSBMost Significant Bit （最高有效位）LSB Least Significant Bit （最低有效位）,RAM位寻址区位地址表,高128个单元,离散分布有21个特殊功能寄存器SFR。, 11个可以进行位寻址。,特别提示：对SFR只能使用直接寻址方式，书写时可使用寄存器符号，也可用寄存器单元地址。,在单片机的C语言程序设计中，可以

9、通过关键字sfr来定义所有特殊功能寄存器，从而在程序中直接访问它们，例如：sfr P1=0 x90; /特殊功能寄存器P1的地址是90H，对应P1口的8个I/O引脚在程序中就可以直接使用P1这个特殊功能寄存器了，下面语句是合法的：P1=0 x00; /将P1口的8位I/O口全部清0C语言中，还可以通过关键字sbit来定义特殊功能寄存器中的可寻址位，在程序ex1_1.c中，采用了下面语句定义P1口的第0位：sbit P1_0=P10;通常情况下，这些特殊功能寄存器已经在头文件reg51.h中定义了，只要在程序中包含了该头文件，就可以直接使用已定义的特殊功能寄存器。如果没有头文件reg51.h，或

10、者该文件中只定义了部分特殊功能寄存器和位，用户也可以在程序中自行定义。,AVR,单片机，C语言，C51, 编程基础，实例，好资料,本章内容单片机开发系统及功能Keil C51软件的使用,第2章 单片机开发系统,单片机开发系统及功能,单片机开发系统是单片机应用系统设计的必需工具，包括计算机、单片机在线仿真器、工具软件、编程器等。 在线仿真功能调试功能 1） 运行控制功能 2） 目标系统状态的读出修改功能辅助设计功能 1) 程序设计语言 2) 程序编译程序固化功能,Keil C51软件的使用,Keil C51启动窗口,Keil C51软件的使用,建立工程文件,Keil C51软件的使用,选择目标C

11、PU,Keil C51软件的使用,图2.17 文本编缉窗口,Keil C51软件的使用,增加文件到组中,Keil C51软件的使用,选择文件类型,Keil C51软件的使用,目标属性,Keil C51软件的使用,产生执行文件,Keil C51软件的使用,选择仿真方式,Keil C51软件的使用,Keil C51内建了一个仿真CPU来模拟执行程序，该仿真CPU功能强大，可以在没有硬件和仿真器的情况下进行程序的调试。不过，软件模拟与真实的硬件执行程序还是有区别的，其中最明显的就是时序，具体表现在程序执行的速度和用户使用的计算机有关，计算机性能越好，运行速度越快。,本章内容单片机开发系统及功能Kei

12、l C51软件的使用,第2章 单片机开发系统,单片机开发系统及功能,单片机开发系统是单片机应用系统设计的必需工具，包括计算机、单片机在线仿真器、工具软件、编程器等。 在线仿真功能调试功能 1） 运行控制功能 2） 目标系统状态的读出修改功能辅助设计功能 1) 程序设计语言 2) 程序编译程序固化功能,Keil C51软件的使用,Keil C51启动窗口,Keil C51软件的使用,建立工程文件,Keil C51软件的使用,选择目标CPU,Keil C51软件的使用,图2.17 文本编缉窗口,Keil C51软件的使用,增加文件到组中,Keil C51软件的使用,选择文件类型,Keil C51软

13、件的使用,目标属性,Keil C51软件的使用,产生执行文件,Keil C51软件的使用,选择仿真方式,Keil C51软件的使用,Keil C51内建了一个仿真CPU来模拟执行程序，该仿真CPU功能强大，可以在没有硬件和仿真器的情况下进行程序的调试。不过，软件模拟与真实的硬件执行程序还是有区别的，其中最明显的就是时序，具体表现在程序执行的速度和用户使用的计算机有关，计算机性能越好，运行速度越快。,本章内容并行I/O口电路结构认识C语言C语言的基本语句C语言数据与运算数组的概念,第3章 单片机并行I/O口应用,并行I/O口电路结构,MCS-51系列单片机共有四个8位并行I/O口，分别用P0、P

14、1、P2、P3表示。 每个I/O口既可以按位操作使用单个引脚，也可以按字节操作使用8个引脚。,P0口的结构,P0口逻辑电路,当P0口作为输出口使用时，内部总线将数据送入锁存器，内部的写脉冲加在锁存器时钟端CP上，锁存数据到Q、端。经过MUX，T2反相后正好是内部总线的数据，送到P0口引脚输出。 当P0口作为输入口使用时，应区分读引脚和读端口两种情况，所谓读引脚，就是读芯片引脚的状态，这时使用下方的数据缓冲器，由“读引脚”信号把缓冲器打开，把端口引脚上的数据从缓冲器通过内部总线读进来。 读端口是指通过上面的缓冲器读锁存器Q端的状态。读端口是为了适应对I/O口进行“读-修改-写”操作语句的需要。例

15、如下面的C51语句： P0=P0/将P0口的低4位引脚清0输出,P0口的结构,除了I/O功能以外，在进行单片机系统扩展时，P0口是作为单片机系统的地址/数据线使用的，一般称为地址/数据分时复用引脚。 当输出地址或数据时，由内部发出控制信号，使“控制”端为高电平，打开与门，并使多路开关MUX处于内部地址/数据线与驱动场效应管栅极反相接通状态。此时，输出驱动电路由于两个FET处于反相，形成推拉式电路结构，使负载能力大为提高。输入数据时，数据信号直接从引脚通过输入缓冲器进入内部总线。,P0口的结构,P1口的结构,P1口逻辑电路,P1口是准双向口，只能作为通用I/O口使用。P1口作为输出口使用时，无需

16、再外接上拉电阻。P1口作为输入口使用时，应区分读引脚和读端口。读引脚时，必须先向电路中的锁存器写入“1”，使输出级的FET截止。,P1口的结构,P2口的结构,P2口逻辑电路,P2口是准双向口，在实际应用中，可以用于为系统提供高8位地址，也能作为通用I/O口使用。P2口作为通用I/O口的输出口使用时，与P1口一样无需再外接上拉电阻。P2口作为通用I/O口的输入口使用时，应区分读引脚和读端口。读引脚时，必须先向锁存器写入“1”。,P2口的结构,P3口的结构,P3口逻辑电路,P3口是准双向口，可以作为通用I/O口使用，还可以作为第二功能使用。作为第二功能使用的端口，不能同时当作通用I/O口使用，但其

17、他未被使用的端口仍可作为通用I/O口使用。P3口作为通用I/O的输出口使用时，不用外接上拉电阻。,P3口的结构,认识C语言,C语言程序以函数形式组织程序结构，C程序中的函数与其他语言中所描述的“子程序”或“过程”的概念是一样的。,C程序基本结构,认识C语言,一个C语言源程序是由一个或若干个函数组成，每一个函数完成相对独立的功能。每个C程序都必须有（且仅有）一个主函数main()，程序的执行总是从主函数开始，调用其他函数后返回主函数main()，不管函数的排列顺序如何，最后在主函数中结束整个程序。C语言程序中可以有预处理命令，预处理命令通常放在源程序的最前面。C语言程序使用“；”作为语句的结束符

18、，一条语句可以多行书写，也可以一行书写多条语句。,认识C语言,结构化语言丰富的数据类型便于维护管理与汇编语言相比，C语言的优点如下：不要求编程者详细了解单片机的指令系统，但需了解单片机的存储器结构；寄存器分配、不同存储器的寻址及数据类型等细节可由编译器管理；结构清晰，程序可读性强；编译器提供了很多标准库函数，具有较强的数据处理能力。,C语言的基本语句,语言程序的执行部分由语句组成。C语言提供了丰富的程序控制语句，按照结构化程序设计的基本结构：顺序结构、选择结构和循环结构，组成各种复杂程序。这些语句主要包括表达式语句、复合语句、选择语句和循环语句等。,表达式语句和复合语句,表达式语句是最基本的C

19、语言语句。表达式语句由表达式加上分号“；”组成，其一般形式如下： 表达式；执行表达式语句就是计算表达式的值。在 C 语言中有一个特殊的表达式语句，称为空语句。空语句中只有一个分号“；”，程序执行空语句时需要占用一条指令的执行时间，但是什么也不做。在C51程序中常常把空语句作为循环体，用于消耗CPU时间等待事件发生的场合。,表达式语句和复合语句,把多个语句用大括号括起来，组合在一起形成具有一定功能的模块，这种由若干条语句组合而成的语句块称为复合语句。在程序中应把复合语句看成是单条语句，而不是多条语句。复合语句在程序运行时，中的各行单语句是依次顺序执行的。在C语言的函数中，函数体就是一个复合语句。

20、,选择语句,基本if语句的格式如下：if (表达式) 语句组； if语句执行过程：当“表达式”的结果为“真”时，执行其后的“语句组”，否则跳过该语句组，继续执行下面的语句。,选择语句,if语句中的“表达式”通常为逻辑表达式或关系表达式，也可以是任何其他的表达式或类型数据，只要表达式的值非0即为“真”。以下语句都是合法的： if(3) if(x=8) if(P3_0)在if语句中，“表达式”必须用括号括起来。在if语句中，花括号“ ”里面的语句组如果只有一条语句，可以省略花括号。如“if (P3_0=0) P1_0=0;”语句，但是为了提高程序的可读性和防止程序书写错误，建议读者在任何情况下，都

21、加上花括号。,选择语句,if-else语句的一般格式如下：if (表达式) 语句组1； else 语句组2； if-else语句执行过程：当“表达式”的结果为“真”时，执行其后的“语句组1”，否则执行“语句组2”,选择语句,if-else-if语句是由 if else 语句组成的嵌套，用来实现多个条件分支的选择，其一般格式如下：if (表达式1) 语句组1； else if (表达式2) 语句组2； else if (表达式n) 语句组n； else 语句组n+1； ,选择语句,选择语句,多分支选择的switch语句， 其一般形式如下： switch(表达式) case常量表达式1: 语句组1

22、;break; case常量表达式2: 语句组2;break; case常量表达式n: 语句组n;break; default : 语句组n+1; 该语句的执行过程是：首先计算表达式的值，并逐个与case后的常量表达式的值相比较，当表达式的值与某个常量表达式的值相等时，则执行对应该常量表达式后的语句组，再执行break语句，跳出switch语句的执行，继续执行下一条语句。如果表达式的值与所有case后的常量表达式均不相同，则执行default后的语句组。,while语句用来实现“当型”循环，执行过程：首先判断表达式， 当表达式的值为真（非0）时，反复执行循环体。为假（0）时执行循环体外面的语句

23、。,循环体,格式：while（循环继续的条件表达式） 语句组; ,花括号不能丢掉！,请问：下述程序实现了什么功能？main( ) int i,sum=0; while(i=10) sum=sum+i; i+; ,循环语句,do-while语句用来实现“直到型”循环执行过程：先无条件执行一次循环体，然后判断条件表达式，当表达式的值为真（非0）时，返回执行循环体直到条件表达式为假（0）为止。,绝对不能少分号！,循环体,格式：do 循环体语句组； while(循环继续条件)；,花括号不能丢掉！,请问：下述程序实现了什么功能？main( ) int i,sum=0; do sum=sum+i; i+;

24、 while(i=100);,循环语句,总循环次数已确定的情况下，可采用for语句形式为：for语句的一般形式： for(循环变量赋初值；循环继续条件；循环变量增值 ) 循环体语句组； ,分隔符为分号,请问：下述程序实现了什么功能？main( ) int i,y=0; for(i=1;i=10;i+) y=y+i; ,循环语句,for语句循环执行过程,for(循环变量赋初值；循环继续条件；循环变量增值 ) 循环体语句组； ,分隔符为分号,C语言数据与运算,1. 赋值运算符2. 算术运算符和算术表达式 3. 关系运算符和关系表达4. 逻辑运算符和逻辑表达式,赋值运算符,赋值语句的作用是把某个常量

25、或变量或表达式的值赋值给另一个变量。符号为=。这里并不是等于的意思，只是赋值，等于用=表示。赋值语句左边必须是变量或寄存器，且必须先定义。常量不能出现左边。,赋值运算符和赋值表达式,简单的赋值运算符：复合的赋值运算符,=,+ =、-=、*=、%=、/=,i + = 2 等价于 i = i + 2 a * = b + 5 等价于 a = a * (b + 5) x% = 3 等价于 x = x%3,算术运算符,（加法运算） （减法运算） * （乘法运算符） （除法运算符）% （求余运算符，或称模运算符）如： 4 % 20+ (变量自加1)- （变量自减1）,注 意两个整数相除结果为整数，如8/5

26、的结果为1，舍去小数部分。如果参加运算的两个数中有一个数为实数，则结果是实型。求余运算要求%两侧都是整型数据。,自增、自减运算,实战演练：请说明程序运行完后x,y,z,m,n的值分别是多少？main() int x=6,y,z,m,n;y=+x;z=x-; m=y/z; n=y%z; ,自增运算符（+）和自减运算符（-）：（1）前置运算变量、变量 即先增减、后运算。（2）后置运算变量、变量 即先运算、后增减。,关系运算符,关系运算符 优先级, =,= !=,低,高,关系表达式,用关系运算符将两个表达式（可以是算术表达式、关系表达式、赋值表达式或逻辑表达式)连接起来的式子，称为关系表达式。关系表

27、达式的值为逻辑值“真”或“假”，以1代表“真”，以0代表“假”。 例如： (1)关系表达式“8=4”的值为 ，表达式的值为 。 (2) 关系表达式“50”的值为 ，表达式的值为 。,逻辑运算符及其优先级,逻辑运算符 优先级 ! (逻辑非) & (逻辑与) | (逻辑或) 注意：逻辑运算符与位操作运算符的区别。,逻辑表达式,用逻辑运算符将一个或多个表达式连接起来，进行逻辑运算的式子。逻辑量的真判断非0逻辑量的假判断0,若a=1,b=2,c=3,x=4,y=3，写出下各个表达式的值：（1）a+bc&b=c（2）!ab&b!=c|x+y=3（3）!(x=a)&(y=b)&0,0,0,0,例如：(1)

28、 xc 等效于(!a) & (bc),位运算,与操作按位与操作符 :主要用途：取(或保留)1个数的某(些)位，其余各位置0。,位运算,或操作按位或操作符: |格式：x|y规则：对应位均为0时才为0，否则为1 例如， i=i|0 x0f; 等同于 i|=0 x0f;主要用途：将1个数的某(些)位置1，其余各位不变,位运算,异或操作按位异或操作符:格式：xy规则：对应位相同时为0，不同时为1 例如， i=i0 x0f; 等同于 i=0 x0f;主要用途：使1个数的某(些)位翻转(即原来为1的位变为0，为0的变为1)，其余各位不变。,位运算,按位取反操作按位取反操作符:格式：x规则：各位翻转，即原来

29、为1的位变成0，原来为0的位变成1 例如， i=i;主要用途：间接地构造一个数，以增强程序的可移植性。,左移运算符“”的功能，是把“”左边的操作数的各二进制位全部右移若干位，移动的位数由“”右边的常数指定。进行右移运算时，如果是无符号数，则总是在其左端补“0”,位运算,练习,1 .若x = 10, 则！X的值为真或假?2. 若a = 3, b = 2, 则if(a&b)的值为真或假?3. 5 & 0 |8的值为?4. 5 3 & 4 | 8 4 的结果为?,分隔符为分号,数组的概念,数组属于常用的数据类型，数组中的元素有固定数目和相同类型，数组元素的数据类型就是该数组的基本类型。例如，整型数据

30、的有序集合称为整型数组，字符型数据的有序集合称为字符型数组。数组还分为一维、二维、三维和多维数组等，常用的是一维、二维和字符数组。,数组的基本特点,构造类形数据：由基本类型数据按照一定规则组成。数组：是有序数据的集合；数组中的每一个元素都属于同一个数据类型，用一个统一的数组名和下标来唯一地确定数组中的元素。应用场合:需要处理的数据为数量已知的若干相同类型的数据时。 注意：先定义，后使用。,一维数组的定义和引用,一维数组的定义： 一般格式：类型标识符 数组名常量表达式； int array10; unsigned char num7; 说明：数组名见名知意；数组名中存放的是一个地址常量，它代表整

31、个数组的首地址。同一数组中的所有元素，按其下标的顺序占用一段连续的存储单元。方括弧而非圆括弧；常量表达式：可以是常量或符号常量；表示数组元素的个数（也称数组长度）。不允许对数组大小作动态定义。数组元素下标从0开始。array0,array1,array9;,遵循标识符命名规则,数组元素的表达形式： 数组名下标表达式Array4 = 100; array8 = 34; array10 = 56;注意：数组下标不能越界！一个数组元素具有和相同类型单个变量一样的属性，可以对它赋值和参与各种运算。,一维数组的引用,一般格式： 数据类型 数组名常量表达式初值表1.定义时赋初值；int score5=1,

32、2,3,4,5;2.给一部分元素赋值；int score5=1,2;3.使所有元素为0；int score5=0;4.给全部数组元素赋初值时，可以不指定数组长度； int score=1,2,3,4,5;,一维数组的初始化,本章内容定时/计数器 C语言的函数 中断系统,第4章 定时与中断系统,定时/计数器,8051单片机内部有两个16位的可编程定时/计数器，称为T0（T0）和T1（T1）,定时/计数器,8051定时器/计数器逻辑结构,定时/计数器,设置定时/计数器工作方式通过对方式寄存器TMOD的设置，确定相应的定时/计数器是定时功能还是计数功能，工作方式以及启动方法。定时/计数器工作方式有四

33、种：方式0、方式1、方式2和方式3。定时/计数器启动方式有两种：软件启动和硬软件共同启动。除了从控制寄存器TCON发出的软件启动信号外，还有外部启动信号引脚，这两个引脚也是单片机的外部中断输入引脚。,定时/计数器,设置计数初值T0、T1是16位加法计数器，分别由两个8位专用寄存器组成，T0由TH0和TL0组成，T1由TH1和TL1组成。TL0、TL1、TH0、TH1的访问地址依次为8AH8DH，每个寄存器均可被单独访问，因此可以被设置为8位、13位或16位计数器使用。在计数器允许的计数范围内，计数器可以从任何值开始计数，对于加1计数器，当计到最大值时（对于8位计数器，当计数值从255再加1时，

34、计数值变为0），产生溢出。定时/计数器允许用户编程设定开始计数的数值，称为赋初值。初值不同，则计数器产生溢出时，计数个数也不同。例如：对于8位计数器，当初值设为100时，再加1计数156个，计数器就产生溢出；当初值设为200时，再加1计数56个，计数器产生溢出。,定时/计数器,启动定时/计数器根据设置的定时/计数器启动方式，启动定时/计数器。如果采用软件启动，则需要把控制寄存器中的TR0或TR1置1；如果采用硬软共同启动方式，不仅需要把控制寄存器中的TR0或TR1置1，还需要相应外部启动信号为高电平。,定时器的方式寄存器TMOD,作用：TMOD用来确定两个定时器的工作方式。低半字节设置定时器T

35、0，高半字节设置定时器T1。字节地址：89H，不可以位寻址。格式： D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 GATE C/T M1 M0 GATE C/T M1 M0 定时器1 定时器0,各位的含义：C/T：功能选择位。0为定时器方式；1为计数器方式。M1，M0：方式选择位。可以选择为四种工作方式0、1、2、3之1。 四种工作方式的区别后面讲解。,GATE：门控位。0：只要软件控制位TR0或TR1置1即可启动定时器开始工作；1：只有INT0或INT1引脚为高电平，且TR0或TR1置1时，才能启动相应的定时器开始工作。,返回,TF0,TH0,TL0,12分频,OSC,中断,高8位,低5位

36、,控制,+,T0(P3.4),TR0,GATE,INT0(P3.2),C/T=0,C/T=1,例如：设定时器T0为定时工作方式，要求用软件启动 定时器T0工作，按方式1工作；定时器T1为计数 工作方式，要求软件启动，工作方式为方式2。 则根据TMOD各位的定义可知，其控制字为：,即控制字为61H，其指令形式为： MOV TMOD，#61H,定时器的控制寄存器TCON,作用：TCON用来控制两个定时器的启动、停止，表明定时器的溢出、中断情况。字节地址：88H，可以位寻址。系统复位时，所有位均清零。格式： D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 TF1 TR1 TF0 TR0 IE1 IT

37、1 IE0 IT0,各位的含义：TCON中的低4位与中断有关，在中断章节中讨论。TF1 (8FH)：定时器1溢出标志。计满后自动置1。TR1 (8EH)：定时器1运行控制位。由软件清零关闭定时器1。当GATE=0时，TR1 软件置1即启动定时器1 。（SETB TR1）当GATE=1时，且INT1为高电平时，TR1置1启动定时器1 ；,定时器的四种工作方式,方式的选择：根据M1，M0来选择。 00：方式0 01：方式1 10： 方式2 11： 方式3,主要特点：方式0：13位定时器。 TH0的8位+TL0的低5位 方式1：16位定时器。 TH0的8位+TL0的8位 方式2：能重复置初始值的8位

38、定时器 。 TL0和TH0必须赋相同的值。方式3：只适用于定时器0，T0被拆成两个独立的8位定时器TL0,TH0。 其中：TL0与方式0、1相同，可定时或计数。用定时器T0的 GATE、C/T、TR0、TF0、T0、和INT0控制。 TH0只可用作简单的内部定时功能。占用T1的控制位TF1、TR1和INT1，启动关闭仅受TR1控制。,定时器的方式0、1示意图,返回,TF0,TH0,TL0,12分频,OSC,中断,高8位,8位或低5位,控制,+,T0(P3.4),TR0,GATE,INT0(P3.2),C/T=0,C/T=1,定时器的方式2示意图,TH0,8位,0,溢出,定时器的初始值的计算,对

39、于不同的工作方式，计数器位数不同，故最大计数值M也不同： 方式0：M=213=8192 方式1：M=216=65536 方式2：M=28=256 方式3：定时器0分为2个8位计数器，每个M均为256。因为定时/计数器是作加1计数，并在计满溢出时产生中断，因此初值X的计算如下： X = M 计数值 计算出来的结果X转换为16进制数后分别写入TL0（TL1）、TH0（TH1）。注意！方式0时初始值写入时，对于TL不用的高3位应填入0！,用T1、工作方式0实现1秒延时函数，晶振频率为12MHz。方式0采用13位计数器，其最大定时时间为：81921s = 8.192ms，因此，定时时间不可能象任务7中

40、一样选择50ms，可选择定时时间为5ms，再循环200次。定时时间为5ms，则计数值为5ms/1s =5000，T1的初值为： X = M 计数值= 8192 5000 = 3192 = C78H = 0110001111000B13位计数器中TL1的高3位未用，填写0，TH1占高8位，所以，X的实际填写值应为：X = 0110001100011000B = 6318H,举 例1,用T1方式0实现任务7中1秒延时函数如下： void delay1s() unsigned char i; TMOD=0 x00; / 置T1为工作方式0 for(i=0;i0 xc8;i+) / 设置200次循环次

41、数 TH1=0 x63;/ 设置定时器初值 TL1=0 x18; TR1=1; / 启动T1 while(!TF1); / 查询计数是否溢出，即定时5ms时间到，TF1=1 TF1=0; / 5ms定时时间到，将定时器溢出标志位TF1清零 ,举 例1,用T1、工作方式2实现1秒延时，晶振频率为12MHz。因工作方式2是8位计数器，其最大定时时间为：2561s = 256s，为实现1秒延时，可选择定时时间为250s，再循环4000次。定时时间选定后，可确定计数值为250，则T1的初值为：X = M 计数值=256 250 = 6 = 6H。采用T1方式2工作，因此，TMOD =0 x20。,举

42、例2,用定时器工作方式2实现的1秒延时函数如下：void delay1s() unsigned int i;/ i取值范围为04000，因此不能定义成unsigned char TMOD=0 x20; / 设置T1为方式2 TH1=6;/ 设置定时器初值，放在for循环之外 TL1=6; for(i=0;i4000;i+) / 设置4000次循环次数 TR1=1; / 启动T1 while(!TF1); / 查询计数是否溢出，即定时250s时间到，TF1=1 TF1=0; / 250s定时时间到，将定时器溢出标志位TF1清零 ,举 例2,在C语言程序中，子程序的作用是由函数来实现的，函数是C语

43、言的基本组成模块，一个C语言程序就是由若干个模块化的函数组成的。C程序都是由一个主函数main( )和若干个子函数构成，有且只有一个主函数，程序由主函数开始执行，主函数根据需要来调用其他函数，其它函数可以有多个。,C语言的函数,1.标准库函数 标准库函数是由C51的编译器提供的，用户不必定义这些函数，可以直接调用。KEIL C51编译器提供了100多个库函数供我们使用。常用的C51库函数包括一般I/O口函数、访问SFR地址函数等，在C51编译环境中，以头文件的形式给出。2.用户自定义函数 用户自定义函数是用户根据需要自行编写的函数，它必须先定义之后才能被调用。,函数分类和定义,函数定义的一般形

44、式是：函数类型 函数名（形式参数表） 形式参数说明局部变量定义函数体语句 其中，“函数类型”说明了自定义函数返回值的类型。 “函数名”是自定义函数的名字。 “形式参数表”给出函数被调用时传递数据的形式参数，形式参数的类型必须要加以说明。ANSI C标准允许在形式参数表中对形式参数的类型进行说明。如果定义的是无参数函数，可以没有形式参数表，但是圆括号不能省略。 “局部变量定义”是对在函数内部使用的局部变量进行定义。 “函数体语句”是为完成函数的特定功能而设置的语句。,函数分类和定义,函数调用就是在一个函数体中引用另外一个已经定义的函数，前者称为主调用函数，后者称为被调用函数，函数调用的一般格式为

45、：函数名（实际参数列表）； 对于有参数类型的函数，若实际参数列表中有多个实参，则各参数之间用逗号隔开。实参与形参顺序对应，个数应相等，类型应一致。,函数调用,在一个函数中调用另一个函数需要具备如下条件： （1）被调用函数必须是已经存在的函数（库函数或者用户自己已经定义的函数。 如果函数定义在调用之后，那么必须在调用之前（一般在程序头部）对函数进行声明。 （2）如果程序使用了库函数，则要在程序的开头用include预处理命令将调用函数所需要的信息包含在本文件中。如果不是在本文件中定义的函数，那么在程序开始要用extern修饰符进行函数原型说明。,函数调用,中断是指通过硬件来改变CPU的运行方向。

46、计算机在执行程序的过程中，外部设备向CPU发出中断请求信号，要求CPU暂时中断当前程序的执行而转去执行相应的处理程序，待处理程序执行完毕后，再继续执行原来被中断的程序。这种程序在执行过程中由于外界的原因而被中间打断的情况称为“中断”。,什么是中断,（1）中断服务程序：CPU响应中断后，转去执行相应的处理程序，该处理程序通常称之为中断服务程序。（2）主程序：原来正常运行的程序称为主程序。（3）断点：主程序被断开的位置（或地址）称为断点。（4）中断源：引起中断的原因，或能发出中断申请的来源，称为中断源。（5）中断请求：中断源要求服务的请求称为中断请求（或中断申请。,中断基本概念,同步工作异常处理实

47、时处理,中断特点,中断系统的结构,MCS-51中断系统内部结构示意图,MCS-51系列单片机中断源,中断标志,中断的开放和禁止,MCS-51系列单片机的5个中断源都是可屏蔽中断，中断系统内部设有一个专用寄存器IE，用于控制CPU对各中断源的开放或屏蔽。IE寄存器格式如下：,中断的开放和禁止,中断优先级,MCS-51系列单片机有两个中断优先级：高优先级和低优先级。每个中断源都可以通过设置中断优先级寄存器IP确定为高优先级中断或低优先级中断，实现二级嵌套。同一优先级别的中断源可能不止一个，因此，也需要进行优先权排队。同一优先级别的中断源采用自然优先级。中断优先级寄存器IP，用于锁存各中断源优先级控

48、制位。IP中的每一位均可由软件来置1或清0，1表示高优先级，0表示低优先级。,中断优先级,中断处理过程,中断响应中断响应是指CPU对中断源中断请求的响应。CPU并非任何时刻都能响应中断请求，而是在满足所有中断响应条件、且不存在任何一种中断阻断情况时才会响应。CPU响应中断的条件有：有中断源发出中断请求；中断总允许位EA 置 1；申请中断的中断源允许位置1。CPU响应中断的阻断情况有：CPU正在响应同级或更高优先级的中断；当前指令未执行完；正在执行中断返回或访问寄存器IE和IP。,中断处理过程,中断响应过程就是自动调用并执行中断函数的过程。C51编译器支持在C源程序中直接以函数形式编写中断服务程

49、序。常用的中断函数定义语法如下： void 函数名（） interrupt n其中n为中断类型号，C51编译器允许031个中断，n取值范围031。下面给出了8051控制器所提供的5个中断源所对应的中断类型号和中断服务程序入口地址：中断源 n 入口地址外部中断0 00003H定时/计数器0 1000BH外部中断1 20013H定时/计数器1 3 001BH串行口 4 0023H,中断处理过程,中断响应时间中断响应时间是指从中断请求标志位置位到CPU开始执行中断服务程序的第一条语句所需要的时间。1）中断请求不被阻断的情况外部中断响应时间至少需要3个机器周期，这是最短的中断响应时间。一般来说，若系统

50、中只有一个中断源，则中断响应时间为3 8个机器周期。2）中断请求被阻断的情况如果系统不满足所有中断响应条件、或者存在任何一种中断阻断情况，那么中断请求将被阻断，中断响应时间将会延长。,本章内容单片机与LED数码管接口LED大屏幕显示器和接口字符LCD 液晶显示和接口单片机与键盘接口,第5章 显示和键盘接口技术,单片机与LED数码管接口,LED数码管结构及原理,单片机与LED数码管接口,LED数码管结构及原理,单片机与LED数码管接口,LED数码管字型编码,若将数值0送至单片机的P1口，数码管上不会显示数字“0”。显然，要使数码管显示出数字或字符，直接将相应的数字或字符送至数码管的段控制端是不行