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《单片机原理与应用技术》第6章

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新编单片机原理与应用第六章课件资料

新编单片机原理与应用第六章课件资料

6.1 串行通信基础
控制器与外部设备或控制器与控制器之间的数据 传送称为通信。
通信方式: 并行通信 和 串行通信。 串行通信就是数据按位顺序串行传送，最少只需 一根传输线即可完成，成本低, 但速度慢。 串行通信分又可分为同步和异步两种方式。 同步通信是通过发送同步字符协调发送方和接收 方的串行通信方式，要求双方的时钟严格同步。 异步通信是通信发送方与接收方使用各自的时钟 分别控制数据的发送和接收的串行通信方式。
串行通信有以下三种连接形式：
单工(Simplex)形式：数据传送是单向的，通信双方 中一方固定为接收端，另一方固定为发送端。
半双工(Half-duplex)形式：数据传送是双向的，但 任何时刻只能由其中的一方发送数据，另一方接收 数据，发送和接收不能同时进行。
全双工(Full-duplex)形式：数据传送是双向的，且 可以同时发送和接收数据。
SMOD: 波特率倍增位。 在串行口方式1、方式2、方式3时，波特率与
SMOD有关，当SMOD=1时，波特率提高一倍。 复位时，SMOD=0。
6.3.3 中断允许寄存器IE
7
654 3
2
10
EA － － ES ET1 EX1 ET0 EX0
开放串行口中断: EA=1 ES=1
主要内容
6.1 串行通信基础 6.2 串行口的结构与工作原理 6.3 串行口的控制寄存器 6.4 单片机串行通信工作方式 6.5 单片机串行通信接口技术
在方式0和方式1中，该位未用。
RB8: 接收到数据的第九位。 在方式2或方式3中，作为奇偶校验位或地址帧
(1)/数据帧(0)的标志位。 在方式1时，若SM2=0，则RB8是接收到的停止位。
TI: 发送中断标志位。 在方式0时，当串行发送第8位数据结束时，或在

《单片机原理及应用教程》第6章：定时、计数器

《单片机原理及应用教程》第6章：定时、计数器
2. 定时器控制寄存器TCON
TCON (88H) 8FH TF1 8EH TR1 8DH TF0 8CH TR0 8BH IE1 8AH IT1 89H IE0 88H IT0
图6.3 TCON的位定义
6.2 定时器的工作方式
6.2.1 模式 及应用 模式0及应用
模式0是选择定时器(T0或T1)的高8位和低5位组成的一个13位定时器 ／计数器。图6.4是T0在模式0时的逻辑电路结构。T1的模式0电路结 构与T0相同。
6.2.2 模式 及应用 模式1及应用
图6.5 定时器T0的模式1 例1 利用定时器T0产生一个频率为50Hz的方波，由P1.1输出。要求 采用中断方式。fosc=12MHz。 解：方波周期T=1/50Hz=0.02s=20ms，如果要输出方波，则需要将 P1.1状态每半个周期翻转一次。故定时时间为10ms，则定时器初值 为： X===65536－10000=55536=D8F0H 则：TH0=0D8H，TL0=0F0H
图6.4 定时器T0的模式0
例1 设定时器T0选择工作模式0，求最长定时时间，如果要实现 定时时间为1ms，fosc=6MHz。试确定T0的初值。 解：当T0处于工作模式0时，加1计数器为13位。T0最大定时时间 对应于13位计数器T0的各位全为0，即(TH0)＝00H，(TL0)＝00H。 最长定时时间为： tmax=(213－0)×=213×=16.384ms 设定时时间为1ms时的初值为X，则： X===7692 转化成二进制为：1111000001100B 按照低5位，高8位拆开，T0的低5位TL0=01100B=0CH T0的高8位TH0= 11110000B，即F0H
程序如下
ORG LJMP ORG T0INT：LJMP ORG MAIN：MOV MOV MOV MOV SETB SETB SET SJMP T0SEV：MOV MOV CPL RETI

单片机原理及应用第6章中断及其应用

单片机原理及应用第6章中断及其应用

中断向量表
概念
中断向量表是储存中断服务程序入口地址的表格。
作用
当CPU接收到一个中断请求时，会取得中断类型号并在中断向量表中查找对应的中断服务程 序。
修改
中断向量表可以在启动时初始化，或在程序运行时动态修改。
中断嵌套与优先级
中断嵌套：
当一个中断服务程序正在执行时，另一个中断请求到达，CPU会先保存当前中断程序现场，然后执行新的中断 服务程序。在新的中断服务程序处理结束后，CPU会回到原先的中断程序执行。
软件中断
由程序内部的语句产生，例如循环中的延时。
中断的原理
中断的触发过程分为3个阶段：
1
中断请求
外设产生中断请求，将中断请求信号发送至CPU。
2
中断响应
CPU响应中断请求，自动保存当前执行的指令以便中断结束后恢复执行位置。CPU根据 中断向量表找到对应的中断服务程序。
3
中断处理
执行中断服务程序，完成对中断事件的处理。处理完成后，CPU恢复之前的执行状态继 续运行。
提升中断性能的方法：
优化中断服务程序、提高中断优先级、减少中断信号等。
硬件优化
优化硬件设计可以提高中断性能，例如修改中断控制 器的时钟频率。
软件优化
优化程序设计可以提高中断的响应速度，例如选择更 高效的算法或数据结构。
中断优先级：
中断优先级越高，中断服务程序的响应时间越短。CPU可以通过中断优先级寄存器确定中断的优先级。
中断应用
定时器中断：
应用于定时器、计数器等模块，在一定时间间隔触发中断，并进行相应的操作。
外部中断：ຫໍສະໝຸດ 应用于按键、传感器等外部设备，引发中断事件进行响应。
串口中断：

单片机原理与应用设计[张毅刚等编著][电子教案]第6章

单片机原理与应用设计[张毅刚等编著][电子教案]第6章

单片机原理与应用设计[张毅刚等编著][电子教案]第6章单片机原理与应用设计单片机原理与应用设计 [张毅刚等编著][电子教案]单片机原理与应用设计第6 章89C51的定时器/ 89C51的定时器/计数器的定时器两个可编程的定时器/计数器T1、T0。

两个可编程的定时器/计数器T1、T0。

T1 工作模式： 2种工作模式：计数器工作模式 (1)计数器工作模式定时器工作模式 (2)定时器工作模式工作方式(方式0 方式3) 3)。

4种工作方式(方式0-方式3)。

定时器/ 6.1 定时器/计数器的结构 TMOD:选择定时器/计数器T0、T1的工作模式和工作 TMOD:选择定时器/计数器T0、T1的工作模式和工作 T0 方式。

方式。

TCON:控制T0 T1的启动和停止计数 T0、的启动和停止计数， TCON:控制T0、T1的启动和停止计数，同时包含了 T0、T1的状态的状态。

T0、T1的状态。

单片机原理与应用设计图6-1 单片机复位时，两个寄存器都清0 单片机复位时，两个寄存器都清0。

工作方式控制寄存器TMOD 6.1.1 工作方式控制寄存器TMOD图6-2单片机原理与应用设计8位分为两组，高4位控制T1,低4位控制T0。

位分为两组，控制T1, T1 控制T0。

T0 GATE―― ――门控位(1)GATE――门控位 TRX(X=0,1)来启动定时器/计数器运行。

0:仅以TRX(X=0,1)来启动定时器/计数器运行。

用引脚INT INT0 INT1 上的高电平和TRX TRX两个条 1:用引脚INT0* (或INT1*)上的高电平和TRX两个条来启动定时器/计数器运行。

件来启动定时器/计数器运行。

――工作方式选择位 (2)M1、M0――工作方式选择位 M1、M0工作方式选择 M1、M0工作方式选择 M1 工作方式方式0 13位定时器计数器。

位定时器/ 0 方式0,13位定时器/计数器。

方式1 16位定时器计数器。

单片机原理及应用第6章 单片机的系统扩展

单片机原理及应用第6章 单片机的系统扩展

P1.1
DI
P1.2
DO
Vss
向起始位送“1”子程序 INSB:
INSB： SETB P1.3 ；置片选无效
CLR P1.0 ；时钟置低
SETB P1.1 ；置位DI
P1.3
NOP
P1.0
NOP
CLR P1.3 ；置片选有效
P1.1
NOP
P1.2
NOP
SETB P1.0 ；时钟置1，移入数据
NOP
总线接口电路
总线数据缓冲器
总线数据缓冲器是一个三态双向8位缓冲器, 作为 8255 与系统总线之间的接口, 用来传送数据、指令、控制命令以 及外部状态信息。
读/写控制逻辑电路 读/写控制逻辑电路接收CPU发来的控制信号RD、WR、
RESET、地址信号A1、A0 等, 然后根据控制信号的要求, 将 端口数据读出, 送往CPU或将CPU送来的数据写入端口。
= 16 KB/ 8 KB = 2（片）
（2） 分配地址范围
（3） 存储器扩展连接图
采用地址译码器扩展存储器的连接图
6.2.3. 数据存储器的扩展
数据存储器扩展使用 RAM 芯片，以 Intel 6116（存 储容量为2KB）实现单片数据存储器扩展为例进行说明。
A10～A0： 地址线 D7～D0： 数据线 /CE： 片选信号 /OE： 数据输出允许信号 /WE： 写选通信号 VCC： 电源(+5 V) GND： 地
状态
未选中 禁止 读出 写入
6116 有 4 种工作方式
/CE
/OE /WE D7-D0
1
x
x
高阻抗
0
1
1
高阻抗
0

大学课件-单片机原理及应用-第06章

大学课件-单片机原理及应用-第06章
利用两片2764扩展16KB程序存储器（线选
法）如下图所示：
A15A14A13A12 A11A10A9A8 A7A6A5A4 A3A2A1A0
1#2764 始地址 × × 0 0, 0 0 0 0, 0 0 0 0, 0 0 0 0 0000H 末地址 × × 0 1, 1 1 1 1, 1 1 1 1, 1 1 1 1 1FFFH 2#2764 始地址 × × 1 0, 0 0 0 0, 0 0 0 0, 0 0 0 0 2000H 末地址 × × 1 1, 1 1 1 1, 1 1 1 1, 1 1 1 1 3FFFH
一般情况下，单片机能提供的地址总线 根数大于存储器芯片地址线根数。如对于多 片2764与8031相连的存储器，地址线A0~A12 作为2764的片内选址，而A13~A15作为选择不 同的2764。
片选信号产生的方法有：
线选法和译码法。译码法包含全译码和 局部译码法。
A、线选法
单片机用于“选片”的高位地址线（即 存储器芯片未用完的地址线）若一根连接一 片存储器芯片的片选端，这样每一条高位地 址线可选中两片存储器芯片，这种方法称之 为线选法，其特点是译码电路简单、有地址 重叠区。
MCS-51系列单片机访问外部程序存储器时， 使 用 的 控 制 线 为 ALE （ 低 8 位 地 址 锁 存 控 制 ） 和 PSEN（外部程序存储器“读取”控制）。时序图 如下图所示。
送地址
取出指令
当ALE上升为高电平后,P2口输出高8位地址信 息A8～A15，P0口输出低8位地址信息A0～A7，利用 在ALE的下降沿将P0口输出的低8位地址信息锁存 到地址锁存器,接着P0口由输出方式变为输入方式。 紧接着PSEN变为低电平，使及程序存储器OE端变

单片机原理与应用第6章 串行接口


含10个位(1个起始位、8个数据位和1个停止位)，则传送的波
特率为：
120×10＝1200比特/秒
2020/2/9
9
6.1.5 串行通信中的差错检测与校正
6 MCS-51
1、奇偶校验
在发送数据时，数据位尾随的1位为奇偶校验位（1或0）。 第 奇校验时，数据中“1”的个数与校验位“1”的个数之和应 章 为奇数；偶校验时，数据中“1”的个数与校验位“1”的个
相符则无差错，否则即认为传送过程中出现了差错。
3、循环冗余校验 这种校验是通过某种数学运算实现有效信息与校验位之间
的循环校验，常用于对磁盘信息的传输、存储区的完整性校验 2等020。/2/9 这种校验方法纠错能力强，广泛应用于同步通信中。 10
6 MCS-51
6.1.6串行通信中常用的接口标准
1.RS-232C接口
半双工：是指数据传输可以沿两个方向，但需要分时进行。
3、全双工
单 片
全双工：是指数据可以同时进行双向传输。
机
的
串
行 接
A
数据
B
口
A
数据
B
数据
A
发送器
接收器 发送器/ 接收器
接收器/ 发送器
发送器/ 接收器
B
接收器/ 发送器
2020/2/9
5
6 MCS-51
6.1.3 同步通信与异步通信
串行方式是将传输数据的每个字符一位一位顺序地传送， 第 接收方对于同一根线上送来的一连串的数字信号，按位组成 章 字符。为了发送、接收信息，双方必须协调工作。
第
章
接
发
收
送
设
单 片
备
机

精品课件-单片机原理与应用-第6章


项目六 中断的应用
WAIT : JNB P3.2，WAIT指令说明：若P3.2=0，跳 转到WAIT处，即原地踏步；若P3.2=1，程序顺序向下执行。
项目六 中断的应用
(2) 编写C语言代码。采用电平触发方式，用C语言编 写的指令代码如下：
项目六 中断的应用 采用边沿触发方式，用C语言编写的指令代码如下：
如按字节操作指令: MOV IE， #81H 可以写成按位操作指令: SETB EA SETB EX0
项目六 中断的应用 (2) 编写C语言源程序代码，程序如下：
项目六 中断的应用
项目六 中断的应用
while(!TF0); 语句说明：溢出标志位TF0若为0， 则!TF0为1，满足while语句循环条件，执行空语句，若 TF0=1，退出循环。当定时时间未到，溢出标志位TF0始终 为0，则反复执行空语句，无限循环，直到定时器0定时溢 出，TF0=1为止。
光敏电阻 三极管 微动开关
参数
10 MΩ 9013
数量 1 1 1 1
项目六 中断的应用 2) 航标灯控制电路的面包板制作 航标灯控制电路面包板实物如图6-6所示。
项目六 中断的应用 图6-6 航标灯控制电路
项目六 中断的应用
3) 调试运行 单片机P1.0输出高低电平控制三极管的导通与截止， 从而控制LED灯的亮灭，所以要正确识别三极管的发射极、 基极、集电极，才能保证连接电路正确。P3.2引脚是作为 外部中断0的中断源端口，P3.2为低电平有中断请求，来模 拟夜晚到来。P3.2引脚的高低电平需要通过光敏电阻和电 位器同时来调节。
到中断请求信号，硬件自动置IE0为1，为避免一次按键引 起多次中断响应，应在中断返回前从硬件上撤消中断请求 信号(即释放按键)，这可以通过在中断返回前用软件等待 按键释放来完成。
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◆主程序与子程序之间的转返
◆主程序与子程序间的参数传递 ◆现场保护
单片机原理与应用技术（第2版）清华大学出版社
例6.9 用程序实现c=a2 +b2，假设a、b、c分别存放于R2、R3、R4中。 分析：通过调用子程序查平方表，结果在主程序中相加得到。 解：编程清单如下：
单片机原理与应用技术（第2版）清华大学出版社
单片机原理与应用技术（第2版）清华大学出版社
单片机原理与应用技术（第2版）清华大学出版社
6.2.3 分支结构程序设计
分支程序的主要特点是程序的流向有两个或两个以上的出口，根据指定 的条件进行选择确定。编程的关键是如何确定供判断或选择的条件以及选 择合理的分支指令。 分支结构程序可根据程序要求无条件或有条件地改变程序执行的顺序， 选择程序流向。 例6.6 设补码数x存放在30H单元中，函数值y按下式进行赋值：
分析：所谓表格是指在程序中定义一串有序的常数，如平方表、 字型码表、键码表等。因为程序一般都是固化在程序存储器中， 因此可以说表格是预先定义在程序的数据区中，然后和程序一起 固化在ROM中的一串常数。查表程序的关键是表格的定义和如何 实现查表。
编程清单如下： ORG MOV MOV MOVC SJMP 0050H DPTR,#TABLE A,#05 A,@A+DPTR $ ;表首地址→DPTR ;05→A ;查表指令，25→A ;程序暂停
分析：小于10的4位二进制数加30H得到相应的ASCII代码，大于等于10的加37H。
单片机原理与应用技术（第2版）清华大学出版社
2、查表程序
在单片机应用系统中，应用程序时常要对数据进行复杂计算，而由于受 汇编语言指令特点的限制，使得编程困难，程序冗长，运算速度慢，而且 精度不易得到保证。在这种情况下，采用查表法往往使问题的解决简单得 多。 在MCS-51汇编语言中，有两条专门的查表指令：
延时程序、查表程序、算术运算程序段等功能相对独立的程序段。为了
节省存储空间，往往把它独立出来，附加额外的指令，将其编制成可供 反复调用的公用的独立程序段，并通过适当的方法把它与其他程序段连
接起来。这种程序设计的方法称为子程序设计。被独立出来的程序段称
为子程序，调用子程序的程序叫主程序或调用程序。 设计包含子程序的程序时，需注意以下几个问题。
TABLE：DB 0,1,4,9,16,25,36,49,64,81 ;定义0～9平方表 END
单片机原理与应用技术（第2版）清华大学出版社
小 结
• 单片机汇编语言程序设计是单片机应用系统设计的重要 组成部分。汇编语言程序基本结构包括顺序结构、分支 结构、循环结构和子程序结构等。
• 程序设计的关键是掌握解题思路。程序设计的步骤一般 分为题意分析、画流程图、分配寄存器和内存单元、源 程序设计、程序调试等。
试编写程序，根据x的值求出y，并放回原单元。 分析：取出x后先作取值范围判断，用累加器A状态转移指令判断x是否 为0，用位状态转移指令判断x是大于0还是小于0。
单片机原理与应用技术（第2版）清华大学出版社
单片机原理与应用技术（第2版）清华大学出版社
6.3 子程序设计
在解决实际问题时，经常会遇到一个程序中多次使用同一个程序段，如
单片机原理与应用技术（第2版）清华大学出版社
解：编程清单如下：
ORG CWORD：MOV SWAP ANL MOV MOV 0050H A,30H A A,#0FH 31H,A A,30H ;将(30H)高位存入(31H)
ANL
MOV END
A,#0FH
32H,A ;将(30H)低位存入(32H)
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6.2.2 循环结构程序设计
在程序设计中，当需要对某段程序多次重复执行时，可采用循环的方法 设计程序。 循环结构的程序一般包括下面几个部分： ◆ 置循环初值
◆ 循环体
◆ 循环修改 ◆ 循环控制 例6.4 数据极值查找程序。内部RAM 30H单元开始存放了10个数，找 出其中最大的数。 分析：采用比较交换法来查找最大数。先指定MAX单元，使第一个数 存入MAX单元，然后把它和数据块中的每一个数逐一比较，大的数存 放在MAX单元，直到数据块中每个数都比较完。
MOVC MOVC
A,@A+DPTR A,@A+PC
其中，DPTR为数据指针寄存器，一般用来存放表首地址。 查表程序主要用于代码转换、代码显示、实时值查表计算和按命令号 实现程序转移等。
单片机原理与应用技术在程序中定义一个0～9的平方表，利用查表指令找出累加器 A=05的平方值。
;除法指令，A/B →商在A中，余数在B中 ;将商(百位数)暂存在堆栈中
;余数交换到A中,B=10 ;A/B →商(十位)在A中，余数(个位)在B中 ;十位数移到高半字节 ;十位数和个位数组合在一起 ;百位数存放到B中
单片机原理与应用技术（第2版）清华大学出版社
例6.14 4位二进制数转换为ASCII代码。
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6.2 基本程序结构设计
6.2.1 顺序结构程序设计
按照程序编写的顺序依次执行，编写 这类程序主要应注意正确地选择指令， 提高程序的执行效率。 例6.2 拆字程序。将30H的 内容拆开，高位送31H低位， 低位送32H低位。 分析：利用逻辑与指令实 现内容的屏蔽。 程序流程如图所示。
6.4
1、代码转换程序
例6.11
实用程序举例
8位二进制数转换为BCD码。将累加器A中的二进制数0～
FFH内的任一数转换为BCD码(0～255)。
解：编程清单如下： BINBCD：MOV B,#100 DIV A,B PUSH ACC MOV A,#10 XCH A,B DIV A,B SWAP A ADD A,B POP B RET
用于人机对话，并不能被机器直接执行，必须由“汇编程序”
翻译成机器语言的目的程序。
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汇编语言程序设计的基本步骤如下。 (1) (2) (3) (4) (5) 题意分析 画出程序流程图 分配内存工作区及有关端口地址 编制汇编源程序 仿真、调试程序
(6) 固化程序
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第6章 汇编语言程序设计
• 6.1 汇编语言
• 6.2 基本程序结构设计 • 6.3 子程序设计
• 6.4
•
实用程序举例
小结
单片机原理与应用技术（第2版）清华大学出版社
6.1 汇编语言
汇编语言(Assembly Language)是指用指令助记符代替机 器码的编程语言。它是一种面向机器的程序设计语言，属于 低级程序语言。汇编语言程序结构简单，执行速度快，程序 易优化，编译后占用存储空间小，是单片机应用系统开发中 最常用的程序设计语言。汇编语言的缺点是可读性比较差。 采用汇编语言编写的程序叫做汇编语言源程序，源程序只能