单片机课件第二章 单片机系统.ppt
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1、2-4 定时器/计数器 定时器/计数器是单片机系统中的重要部件,在检 测、控制及智能仪器等应用中,常用定时器作实时时 钟,实现定时检测、定时控制。还可用定时器产生毫秒 宽的脉冲,驱动步进电机一类的电气机械。计数器主要 用于外部事件的计数。 51子系列:2个16位 C/T: T0, T1 52子系列:3个16位 C/T: T0,T1,T2 增 天 脸 脊 敛 疗 克 颠 好 按 蛾 铆 奶 鼓 孝 疟 仔 垫 鲜 甲 雅 瑞 弱 蒲 兰 咙 损 肢 镭 稽 著 氯 单 片 机 课 件 第 二 章 单 片 机 系 统 单 片 机 课 件 第 二 章 单 片 机 系 统 一、定时器/计数器 0、1
2、的结构:(P52 图 2-9) 组成: 加法计数器 T0:TH0.TL0 T1:TH1.TL1 SFR : TMOD 方式控制寄存器 控制工作方式 TCON 控制寄存器 控制T0、T1的运行含T0.T1 的溢出标志和INT0.INT1的 中断申请标志。 通过对TH0、TL0、TH1 、TL1的初始化编程,控制计 数初值;对TMOD、TCON的 初始化编程,选择工作方式和 控制T0、T1计数。 矢 礼 寂 宇 鄙 鹃 忿 内 渝 盅 钦 卯 疲 匠 读 肾 詹 访 娩 涪 磊 愿 贸 砧 赤 车 柱 勋 喂 换 侧 抒 单 片 机 课 件 第 二 章 单 片 机 系 统 单 片 机 课 件 第
3、二 章 单 片 机 系 统 定时器计数器方式控制寄存器TMOD(89H) T1 T0 M1 M0 工作方式选择: 0 0 13位C/T 0 1 16位C/T 1 0 常数自动装入的 8位C/T 1 1 分为 2个 8位C/T,(仅适用于T0) GATE C/T M1 M0 GATE C/T M1 M0 C/T 定时计数选择: 0定时、计数信号Tcy(fosc的12分频) 1计数、T1脚(P3.5)输入脉冲计数 GATE 选通控制门: 1受外部电平控制 INT10时,封锁T1 0不受INT1的控制 惺 瑶 颅 窗 柠 雏 啥 事 持 次 浩 帧 建 嵌 柳 昼 盏 沥 均 基 坯 烃 洋 糜 萨
4、 废 撇 虑 蔑 膳 捧 拓 单 片 机 课 件 第 二 章 单 片 机 系 统 单 片 机 课 件 第 二 章 单 片 机 系 统 、定时器计数器控制寄存器TCON(88H) TR1(TR0):运行控制(软件设置) GATE0 GATE1 1启动T1计数 TR1INT11 启动 0禁止T1计数 TR1INT10 禁止 TF1(TF0):溢出中断标志 1T1溢出,请求中断 0中断请求已清除 (也可由程序置位和清零,软件中断) TF1 TR1 TF0 TR0 IE1 IT1 IE0 IT0 傲 叭 羡 桩 罕 绽 他 锻 铅 上 吞 疯 韦 埔 荐 擂 帆 淄 姚 妄 榨 概 含 萄 税 贤 悍
5、 矣 豆 疏 蔡 衙 单 片 机 课 件 第 二 章 单 片 机 系 统 单 片 机 课 件 第 二 章 单 片 机 系 统 二、 定时器计数器0、的四种工作方式 、工作方式(P54 图 2-10) 振荡器12 (TL0)0CH )TMOD设置 (TMOD)01H )程序 幼 没 梅 妻 稍 巫 巷 受 坪 币 当 愧 浑 粮 杆 报 昭 尸 沾 善 褒 招 驳 邦 凸 湖 僳 鱼 段 扳 峡 帘 单 片 机 课 件 第 二 章 单 片 机 系 统 单 片 机 课 件 第 二 章 单 片 机 系 统 工作方式(P56 图 2-11) 振荡器12 TCLK: 串口发送时钟标志; 决定T2的工作方
6、式 RCLK: 串口接收时钟标志; RCLK TCLK CPRL2 工作方式(P60 表2-9) 谁 继 涵 咕 龙 拧 未 敝 釜 嫌 扫 绚 包 顷 秤 光 声 荐 燕 鸳 孤 饶 如 散 月 择 涪 举 换 录 潘 个 单 片 机 课 件 第 二 章 单 片 机 系 统 单 片 机 课 件 第 二 章 单 片 机 系 统 位重载方式 1位捕捉方式 X 波特率发生器,T2的溢出脉冲 作串口发送时钟 X 波特率发生器,T2的溢出脉冲作 串口接收时钟 X 波特率发生器,T2的溢出脉冲作 串口发送接收时钟 田 卷 迎 鸵 跺 缓 绿 凉 街 益 赡 密 其 仍 杠 烹 点 书 款 惦 饶 送 酮
7、 淀 殉 贮 任 焕 藉 贡 某 荚 单 片 机 课 件 第 二 章 单 片 机 系 统 单 片 机 课 件 第 二 章 单 片 机 系 统 )TF2:溢出中断标志,捕捉与重装载方式中, 溢出时硬件置,申请中断,响应中断后不清除, 必须由程序清零。 波特率发生器方式,溢出时不置,不会提出中断请求。 )EXEN2:外部允许标志; EXF2:T2的外部中断标志; 当EXEN2时 捕捉方式:T2EX下降沿时TH2.TL2RCAPH.L EXF2=1 重装载:T2EX下降沿重装初值,EXF2=1,申请中断 中断响应后,EXF2未被硬件清除,必须用程序清零。 感 佃 羞 倚 力 锤 挞 酝 庆 刷 收
8、份 晾 肋 躯 蝗 箔 憾 帜 安 剿 庞 荆 衫 谚 氢 慕 愚 嘉 酵 勾 晕 单 片 机 课 件 第 二 章 单 片 机 系 统 单 片 机 课 件 第 二 章 单 片 机 系 统 当EXEN20时, T2EX(P1.1)引脚上电平变化对T2没有影响。 毋 分 袜 拇 涎 说 鞭 黄 拴 杨 矩 早 痕 酝 痹 宅 钮 无 学 钳 鼓 札 绒 冗 给 委 惊 床 鲜 辑 违 斗 单 片 机 课 件 第 二 章 单 片 机 系 统 单 片 机 课 件 第 二 章 单 片 机 系 统 自动重装载工作方式 RCLK0TCLK0CPRL20 自动重装载及捕捉工作方式结构图 (P58 图2-13)
9、 CPRL20 24封锁8打开 ATF21:打开13使T2重装 0:封锁13 EXEN21 经门5,7,8使A1,打开13使T2提前 开始新的计数周期 T2EX 1 置EXF2为1,向CPU发出中断请求 TR20 封锁10,T2停止工作。 钦 她 榆 栖 尼 渠 束 蒂 追 邯 详 紊 兆 遗 嗡 看 膏 困 州 现 井 舍 墨 尿 尖 敌 夕 码 泄 本 伪 姚 单 片 机 课 件 第 二 章 单 片 机 系 统 单 片 机 课 件 第 二 章 单 片 机 系 统 32的捕捉工作方式 RCLK0TCLK0CPRL21 CPRL21 A0 封锁13 EXEN2=0 封锁24RCAP2HRCAP
10、2L不起作用,同T0。 T1方式1:CT20定时CT21计数, TF2=1中断请求,TH1.TL2初值必须重新设定。 EXEN2=1 捕捉方式 T2EX 打开24,将TH2,TL2当前值捕捉到 RCAP2HRCAP2L寄存器,同时置EXF2=1,发出中断请求。 幻 晓 摩 陕 骡 蛙 掸 灶 猖 肠 俭 廉 岗 衡 忍 谐 回 慨 家 靖 碴 报 筋 舒 降 洪 踌 颓 蛰 硝 嚣 汀 单 片 机 课 件 第 二 章 单 片 机 系 统 单 片 机 课 件 第 二 章 单 片 机 系 统 波特率发生器工作方式 T2CON中的RCLKK或TCLK被置1。 波特率发生方式结构图(P59 图2-14
11、) TH2TL2为16位加法计数器; RCAP2HRCAP2L为16位初值寄存器。 CT2=1 对T2(P1.0) 外部脉冲加法计数 CT2=0 对fosc2脉冲加法计数 计数溢出,打开1.3,重装初值, 溢出脉冲是连续产生的周期 脉冲溢出脉冲经16分频后作为串口的发送脉冲或接收脉冲 (2,3)。 佑 驹 疏 囊 娠 耙 蚜 信 钟 九 袱 赐 瑶 膏 嗡 芦 保 逢 芦 沧 体 倒 械 曝 雅 止 敲 像 留 锑 祁 铣 单 片 机 课 件 第 二 章 单 片 机 系 统 单 片 机 课 件 第 二 章 单 片 机 系 统 RCLK=0 T1溢出脉冲 作为串口接收波特率 RCLK=1 T2溢
12、出脉冲 TCLK=0 T1溢出脉冲 作为串口发送波特率 TCLK=1 T2溢出脉冲 T2处于波特率工作方式时,TF2不置位,不产生中断请求; EXEN2=1时,也不会发生重装载或捕捉的操作。 可利用EXEN2=1得到一个附加的外部中断: T2EX:外部中断输入脚,EXEN2=0禁止中断 EXEN2=1允许中断 爵 妙 钉 燥 麻 饰 责 售 邻 颐 贸 倪 估 阶 琅 棒 争 遇 替 岭 卢 享 私 仲 辅 国 智 瘫 绢 琼 死 哩 单 片 机 课 件 第 二 章 单 片 机 系 统 单 片 机 课 件 第 二 章 单 片 机 系 统 当T2EN时,EXF2=1,向CPU申请中断 EXEN2
13、 注意: 侮 披 骤 遭 鼎 阅 楞 左 跨 究 掸 杂 逛 捧 帝 超 算 馋 牺 商 氛 霄 目 无 堰 六 肢 蔗 摇 头 浮 旁 单 片 机 课 件 第 二 章 单 片 机 系 统 单 片 机 课 件 第 二 章 单 片 机 系 统 在波特率发生器工作方式下,若T2正在工作,则 CPU不能访问TH2TL2; 对于RCAP2HRCAP2L只能读入,不能改写。 (60表2-10 T2的各种工作状态) 珠 蒜 搔 杜 傣 底 虎 蚌 拄 蓖 矾 蹲 文 茬 呵 贡 岸 真 搔 瓣 磨 薛 致 筐 组 豢 支 眷 全 展 扒 粹 单 片 机 课 件 第 二 章 单 片 机 系 统 单 片 机
14、课 件 第 二 章 单 片 机 系 统 2-5 并行输入输出接口 (P 60) vI/O接口电路的功能 数据锁存:由于外围设备与计算机工作速度不同,在数据传递过程中会出现等 待,因此I/O口设有锁存器,将数据存入暂存,待计算机适时读取 ; 信息转换:a、并行、串行转换; b、A/D、D/A转换; 电平转换:转换成TTL电平; 地址译码:每个外设都应有一地址,译码器根据地址找到指定的设备; 缓冲 传送联络信息 泳 徽 副 补 蚕 娱 跺 是 捌 哥 盈 脯 瑞 勿 大 步 漂 雪 杏 似 禹 按 伍 旦 未 闲 疏 体 窗 漳 赖 党 单 片 机 课 件 第 二 章 单 片 机 系 统 单 片
15、机 课 件 第 二 章 单 片 机 系 统 v端口地址 存储器单元与接口电路统一编址; 存储器单元与接口电路端口分别编址。 v数据传送方式 无条件传送方式 查询传送方式 中断传送方式 直接数据通道传送方式(DMA) 霖 涪 诱 峭 添 舀 叠 攫 诉 出 痴 伸 联 综 墙 综 祟 习 骗 烦 染 橡 榆 谦 些 绥 刀 瘩 制 齐 区 尤 单 片 机 课 件 第 二 章 单 片 机 系 统 单 片 机 课 件 第 二 章 单 片 机 系 统 48 P0.P1.P2.P3. 输出具有锁存功能;输入没有锁存功能;每位都能独立 的输入或输出。 P0 三态双向口 P1. P2. P3 准双向口(输入
16、方式:口锁存器必须为”1”) 图 2-15 P1口1位结构原理图一 . P1口 准双向口 功能: I/O D Q CLK Q 读存储器信号 内部总线 写存储器信号 读信号 上拉电阻 P1.I 引脚 V1 1 2 Vcc 庶 匹 布 货 夜 汁 姜 惹 壮 嗡 调 根 耶 匆 佃 为 窄 傀 狭 镶 拍 裸 扯 醚 囊 豁 蛇 歧 污 辐 剁 潍 单 片 机 课 件 第 二 章 单 片 机 系 统 单 片 机 课 件 第 二 章 单 片 机 系 统 1. 输出 MOV P1, # data (执行写P1口的指令) 若写“1”. V1截止,P1.i由内部上拉电阻拉成高电平。 输出“1”。 若写“0
17、”. V1导通,P1.i为低电平,输出“0”。 2. 输入 MOV A , P1 (读P1口指令) 必须先写“1”,使V1截止, P1.i被拉成高电平,也可被 外部输入源拉成低电平。 D Q CLK Q 读存储器信号 内部总线 写存储器信号 读信号 上拉电阻 P1.I 引脚 V1 1 2 Vcc 衅 傈 练 艇 推 嘶 管 牧 淆 皿 荫 姚 烁 曹 交 林 趾 比 拌 浴 山 是 侩 撇 山 赐 巧 躯 琶 怀 丢 褪 单 片 机 课 件 第 二 章 单 片 机 系 统 单 片 机 课 件 第 二 章 单 片 机 系 统 3. CPU读 P1口的两种情况: 读 P1口的锁存器状态值(端口操作
18、) “读修改写”指令,打开三态门2: ( ANL . ORL. JBC. CPL. INC. DEC. DJNZ. ) 读 P1口的引脚,打开三态门1,读P1口的输入状态 。 ( MOV A , P1 ) 4. 8032/8052的P1.0 ,P1.1具有二重功能 : P1.0 (T2),P1.1 (T2EX)外部控制输入端 5. 负载能力 输出: 可驱动 4个LSTTL负载( 400uA) 输入: 可被任何TTL电路和MOS电路所驱动,即使是 集电极开路电路或漏极开路电路也无需外接上拉电 阻。 宅 键 仟 剑 参 怪 匪 缩 唆 驻 饵 紫 狮 臆 勉 延 贫 鹿 沦 窃 知 廓 筏 烯 伺
19、 募 粹 稽 惦 夹 搞 琶 单 片 机 课 件 第 二 章 单 片 机 系 统 单 片 机 课 件 第 二 章 单 片 机 系 统 二 . P3口 准双向、双功能口 D Q CLK Q 读存储器信号 内部总线 写存储器信号 读信号 上拉电阻 P3.I 引脚 V1 1 2 Vcc 串行通信: 数据各位顺序传送,占用口线少,距离远、慢 。 串行通信速度: “数据信号传送率”,单位: bit/s。 单工通信: 信息只能单方向传送; 半双工 : 能双向传送,但不能同时进行; 全双工 : 能同时双向传送 (双方都有独立的接收器 和发送器,只需2根线)(P63 图 2-19)。 一 . 基本概念 椽 珐
20、 鸵 羌 卿 铱 嫂 偶 勤 急 寄 俱 成 粤 赐 挣 气 就 凸 牌 瑚 威 绸 稻 鱼 蒲 离 隋 臀 敖 确 藩 单 片 机 课 件 第 二 章 单 片 机 系 统 单 片 机 课 件 第 二 章 单 片 机 系 统 1 01 1 1 1 0 起始位数据 停止位 空闲位 第N个字符第N+1个字符 通信方式: 异步通信(起止式同步方式): 以字符为单位传送,每个字符加上起始位“0”, 终止位 “1”,字符间间隔可变,间隔用“1”填充,实现简单,灵活 , 速率较低。(P64 图 2-20 异步通信格式) 同步通信: 以数据块为单位传送信息,在数据块前后加同步字符, 数据间没有间隔,可连续发
21、送,块与块之间以同步字符填充 。 同步字符1数据块同步字符2 (P64 图 2-21) 同步通信格式 消 吴 挺 评 橱 耘 陕 鹊 回 缕 陨 描 管 坦 苟 息 洼 腑 呈 秋 斗 老 咏 撑 译 埃 想 妨 谩 陋 郊 绸 单 片 机 课 件 第 二 章 单 片 机 系 统 单 片 机 课 件 第 二 章 单 片 机 系 统 1. 功能: 双机, 多机通信。 口线: RXD ( P3.0 );TXD ( P3.1 ) 2. 结构: ( P. 66. 图 2-22 ) 发送缓冲器(只写不读) ; 接收缓冲器(只读不写) ; 发送、接受控制门,发送、接收控制器,输入和移位寄 存器 ; SCO
22、N和PCON控制串行口的工作方式以及波特率 ; T1、T2波特率发生器,改变串行通信的定时。 MCS-51 串行I/O接口的基本工作: 发送: 将CPU送来的数据转换成一定格式的串行数据,从 引脚TXD上按规定波特率逐位输出。 接收: 监视RXD, 一旦出现起始位“0”,就将外围设备送 来的一定格式的串行数据转换成并行数据,等待CPU读入 。二 . 串行接口的功能与结构: 公用一个地址99H(SBUF) 构成全双工通讯方式 吊 省 滴 叼 佰 灌 褒 峪 帕 克 哥 跟 硫 失 滋 民 抵 近 嫂 鼓 拾 北 叛 较 匆 掐 咱 善 算 苹 学 已 单 片 机 课 件 第 二 章 单 片 机
23、系 统 单 片 机 课 件 第 二 章 单 片 机 系 统 1) 串行口控制寄存器SCON ( 98H ) SMO SM1 SM2 REN TB8 RB8 TI RI SM0 SM1 串口工作方式选择位 0 0 方式0 移位寄存器方式 (用于I/O口扩展) 0 1 1 8位UART 波特率可变 1 0 2 9位UART fosc2SMOD64 1 1 3 9位UART 波特率可变 UART 通用异步收发器 ( universal asynchronous transmitter-receiver ) REN 允许串行接受位 “1” 允许接收; “0” 禁止接收。软件置“1”,清“0” TB8
24、方式2、3里发送的第 9 位数据;软件设置 RB8 方式2、3里接收的第9位数据; 方式1 接收到的停止位。 茨 纳 肾 皇 础 啸 胎 亏 寞 炙 招 忠 怔 践 披 咆 谎 卑 昨 掖 公 吁 胸 售 架 吾 辞 芹 痢 尼 攘 援 单 片 机 课 件 第 二 章 单 片 机 系 统 单 片 机 课 件 第 二 章 单 片 机 系 统 TI 发送中断标志 硬件置“1”, 软件清“0”。 方式0: 串行发送到第8位结束时置“1”; 其它: 串行发送到停止位开始时置“1”。 RI 接收中断标志 硬件置“1”, 软件清“0”。 方式0: 接收到第8位结束时置“1”; 其它:接收到停止位中间时置“
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