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(单片机完整课件PPT)第七章

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51单片机学习教程第7章 中断PPT课件

51单片机学习教程第7章 中断PPT课件


2020/8/20
单片机C语言程序设计
19
中断的优先原则
8051单片机中断优先级遵循以下原则：
中断 Interrupt
1
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总体概述
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Байду номын сангаас
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2
中断的事例
日常生活中有很多计划任务要完成 或突发事件要处理，常用的是查询法， 但更好的处理办法是中断。
如烧开水时，水烧开后应及时切断 加热源。
RI/TI=1
10
单片机中断系统的结构
中断服务程序入口地址和中断号：
中断源
中断标志
中断服务程序入 口地址
优先级顺序
外部中断(INT0) IE0
0003H
高
定时/计数器0(T0) TF0
000BH
↓
外部中断(INT1) IE1
0013H
↓
定时/计数器1(T1) TF1
001BH
↓
串行口
RI和TI
0023H
1. 查询法：不断地检查水是否烧开 2. 中断法：在烧水的壶上装哨子，利用水
烧开后的蒸汽吹响哨子
2020/8/20
单片机C语言程序设计
3
中断的概念
计算机处理的任务按实时性要求分 为两类：
1. 非实时性任务：显示刷新、声音鸣响 2. 实时性任务：系统错误处理、实时监控
对于实时性要求高的任务，出现后 要求立即处理，采用轮询的方式容易实 现，但实时性不高，浪费CPU时间，采 用中断的方式较为适宜。
9
单片机中断系统的结构
《单片机原理》第七章-PPT课件

《单片机原理》第七章-PPT课件


7.2 MCS-51单片机系统的抗干扰措施 •7.2.1 抗干扰硬件措施——看门狗电路
单片机课程
目前，市场上已经出现多种型号的微机监控电路芯片， 这些芯片不仅自带计数脉冲振荡器，而且还能对单片机 的供电电源进行监控，确保系统万无一失。 在一些高档单片机中还内嵌了“监控电路”如PHILIPS 公司生产的8XC552系列单片机（与MCS-51 全兼容）， 内部具有一个 “Watch Dog”电路，对系统实行全面监 控。
2019/3/16
大连理工大学电气系
目录
7.2 MCS-51单片机系统的抗干扰措施 •7.2.1 抗干扰硬件措施——看门狗电路 1、看门狗电路工作原理及参数设定
MCS-51
RESET
单片机课程
原始喂狗
死机时的复位脉冲
中间喂狗
ALE P1.0
CP /R
Q
N位计数器
程序飞走
程序正常时 的“喂狗”信号
1）根据程序一次周期的时间T1选择计数器的溢出时间T2； 2）不能影响正常时单片机的工作，即两次“喂狗”的时间间 隔T3要小于计数器溢出的时间；即T2>T1>T3 3）合理选择“喂狗”的位置。 2019/3/16 目录 大连理工大学电气系
常用单片机仿真完成，然后固化软件，脱开仿真器， 插回单片机与固化了的程序存储器。
2019/3/16
大连理工大学电气系
目录
7.2 MCS-51单片机系统的抗件措施——看门狗电路 从理论上讲，只要将程序编好系统就可以正常工作 了。但是在实际应用中，常常会出现系统无缘无故的 “死机”。这种情况会导致不可想象的后果，特别在一 些闭环的控制系统，这是绝对不允许的。 造成“死机”的主要原因：
单片机应用系统的开发一般包括以下步骤： 1、确定系统控制方案，彻底了解控制对象和控制要求。 （1）高速对象（电机调速、图像语音识别等）还是慢速 对象（温度、流量等过程控制）； （2）开环控制还是闭环控制； ……
单片机第7章89C51串行口和串行通信PPT课件

单片机第7章89C51串行口和串行通信PPT课件


4
7.1 串行通信的概念
• 在实际工作中，计算机的CPU与外部设备之间常常要进 行信息交换，一台计算机与其他计算机之间也往往要交 换信息，所有这些信息交换均可称为通信。
• 通信方式有两种，即并行通信和串行通信。
• 通常根据信息传送的距离决定采用哪种通信方式。
• 例如，在IBM-PC机与外部设备（如打印机等）通信时， 如果距离小于30m，可采用并行通信方式；当距离大于 30m时，则要采用串行通信方式。89C51单片机具有并 行和串行二种基本通信方式。
字 同 符 步 1 字 同 符 步 2 数 据 块 （ 若 干 字 节 ）校 符 验 1 校 符 验 2
起 始
结 束
➢ 在这种通信方式中，数据块内的各位数据之间没有间 隔，传输效率高；
➢ 发送、接收双方必须保持同步(使用同一时钟信号)， 且数据块长度越大，对同步要求就越高。
➢ 同步通信设备复杂，成本高，一般只用在高速数字通 信系统中。
• 在同步传送时，要求用时钟来实现发送端与接收端之间的同步。为了保 证接收正确无误，发送方除了传送数据外，还要同时传送时钟信号。
• 同步传送可以提高传输速率（达56kb/s或更高），但硬件比较复杂。
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28.09.2020
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2、异步通信
• 起始位（0）信号只占用一位，用来通知接收设备一个待接收的字符开始到达。线路上在不 传送字符时应保持为1。接收端不断检测线路的状态，若连续为1以后又测到一个0，就知道 发来一个新字符， 应马上准备接收。字符的起始位还被用作同步接收端的时钟，以保证以 后的接收能正确进行。
28.09.2020
1
第七章 89C51串行口及串行通信技术
• 串行通信只用一位数据线传送数据的位信号，即使加上几 条通信联络控制线，也用不了很多电缆线。因此，串行通 信适合远距离数据传送，如大型主机与其远程终端之间、 处于两地的计算机之间采用串行通信就非常经济。当然， 串行通信要求有转换数据格式、时间控制等逻辑电路，这 些电路目前已被集成在大规模集成电路中（称为可编程串 行通信控制器），使用很方便。
单片机讲义第七章

单片机讲义第七章


一、中断的起因
什么可以引起中断？ 生活中很多事件可以引起中断：有人 按了门铃了，电话铃响了，你的闹钟闹响 了，你烧的水开了….等等诸如此类的事件， 我们把可以引起中断的称之为中断源，单 片机中也有一些可以引起中断的事件， 8051中一共有5个：两个外部中断，两个 计数/定时器中断，一个串行口中断。
三、中断的响应过程
当有事件产生，进入中断之前我们必须先记住现 在看书的第几页了，或拿一个书签放在当前页的位置， 然后去处理不同的事情（因为处理完了，我们还要回 来继续看书）：电话铃响我们要到放电话的地方去， 门铃响我们要到门那边去，也说是不同的中断，我们 要在不同的地点处理，而这个地点通常还是固定的。 89C51中也是采用的这种方法，五个中断源，每个 中断产生后都到一个固定的地方去找处理这个中断的 程序，当然在去之前首先要保存下面将执行的指令的 地址，以便处理完中断后回到原来的地方继续往下执 行程序。
二、中断的嵌套与优先级处理
设想一下，我们正在看书，电话铃响了，同时又 有人按了门铃，你该先做那样呢？如果你正是在等一 个很重要的电话，你一般不会去理会门铃的，而反之， 你正在等一个重要的客人，则可能就不会去理会电话 了。如果不是这两者（即不等电话，也不是等人上 门），你可能会按你通常的习惯去处理。总之这里存 在一个优先级的问题， 单片机中也是如此，也有优先级的问题。优先级 的问题不仅仅发生在两个中断同时产生的情况，也发 生在一个中断已产生，又有一个中断产生的情况，比 如你正接电话，有人按门铃的情况，或你正开门与人 交谈，又有电话响了情况。考虑一下我们会怎么办吧。
电平触发的外部中断的清除
对于电平触发的外部中断，CPU响应中断后， 虽然也是由硬件清除了相应的标志位，但是不 能对外部引脚上的电平进行处理，也就是说， 这时如果外部引脚上的低电平依然存在，会造 成重复中断，因此我们应该在电路上增加对外 部引起中断的信号进行处理。P148图7-5是一 个可行的方案之一。通过I/O口输出一个信号， 使得外部引脚上的中断请求信号变为高电平。
《单片机原理与技术》课件第7章-中断

《单片机原理与技术》课件第7章-中断


1．定时器/计数器控制寄存器TCON
位7
位6
位5
位4
位3
位2
位1
位0
TF1
TR1
TF0
TR0
IE1
IT1
IE0
IT0
IT0：外部中断INT0触发方式选择 位。可由用户用软件选择。 • IT0=1：设定外部中断引脚信号为下降 沿触发方式。 •
IT1：外部中断INT1触发方式选择 位，其功能类似于IT0。 • IE0：外部中断INT0触发有效标志 位。 • IE1：外部中断INT1触发有效标志 位，其功能类似于IE0。 •
•
定时器0与定时器1标志为TF0与TF1， 在定时器溢出周期的S5P2设置。然后其值 在下一周期由电路查询。然而，定时器2标 志TF2是在S2P2设置且在定时器溢出的同 一周期内被查询。 Nhomakorabea•
若请求有效且响应的条件正确，至请 求的服务例程的硬件子例程调用将是下一 条要执行的指令。CALL自己需要两个周期。 因此，在外部中断请求的激活与服务例程 的第一条指令的执行开始之间，至少需要3 个完整的机器周期。图7-9所示为中断响应 时序。
图7-4 中断响应、服务及返回流程图
7.3 80C51中的中断结构
7.3.1 中断启用
图7-5 MCS-51中断源
图7-6 80C51中的IE（中断启用）寄存器
7.3.2
中断优先权
图7-7 80C51中的IP（中断优先级）寄存器
7.3.3
•
中断如何处理
在操作中，所有中断标志在每个机器 周期的S5P2期间被采样。在下一个机器周 期期间查询采样。若找到一启用的中断的 标志已设置，中断系统生成一LCALL至在 程序存储器中的适当单元，至中断服务例 程的LCALL的生成，由以下3个条件中的任 一个阻断：
《单片机原理及应用》教学课件 第7章-单片机C语言编程基础知识

《单片机原理及应用》教学课件 第7章-单片机C语言编程基础知识

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7.1.2 C51 数据类型
3． sfr16
sfr16也是一种扩充数据类型，它定义的变量占用两个 内存单元。sfr16和sfr一样用于操作特殊功能存放器，不同 的是，sfr16定义的变量可访问16位特殊功能存放器，sfr16 类型变量的取值范围为0～65535。
该数据类型的定义格式如下： sfr16 变量名=变量地址; 此处的变量地址为16位地址中的低8位地址。通过sfr16 类型变量访问16位特殊功能存放器时，先读低字节数据，后 读高字节数据；对特殊功能存放器写入数据时，先写入高字 节地址，再写入低字节地址。
要在数字后面加上字母L，如104L，034L，7850L等。
〔2〕浮点型常量
浮点型常量可分为十进制和指数两种表示形式。
① 十进制浮点型常量由数字和小数点组成，整数或小数局部为0时可以省略，
但必须要保存小数点，如，，，.25，300.等。
② 指数浮点型常量表示形式为：[±]数字[.数字]e[±]数字。[]中的内容为可选
C语言程序本身不依赖于硬件开发平台，程序不做修改或做少量修改就可以移植到 不同的单片机中。目前，使用C语言进行程序设计已经成为单片机软件开发的主流。
基于单片机的C语言又称为C51语 言。和标准C语言所不同的是，C51语 言运行于单片机平台上，并根据单片 机的硬件特点扩展了局部关键字。以 下关于C语言的描述都是基于单片机的， 后面不再强调这一点。
项，如125e3，7e9，−3.0e−3等。
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7.1.3 常量与变量
〔3〕字符型常量 将单个字符放在单引号内的常量就是字符型常量，如'a''d'等。有一类字符型常量专 门用来表示控制字符，如回车符、换行符等，它们被称为转义字符，其表示方式为在字 符前面加上一个反斜杠“\〞，如'\n'。常用转义字符如表7-3所示。
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当SM2=1时，只有当接收到第9位数据（RB8）为1时，才将接 收到的前8位数据送入SBUF，并置位RI；否则，将接收到的8位 数据丢弃。当SM2=0时，则不论第9位数据为0还是为1，都将8 位数据装入SBUF中，并置位RI。 REN：允许/禁止接收控制位 0—禁止接收； 1—允许接收。 TB8：发送数据第9位。 RB8：接收数据第9位。 TI： 发送中断标志 RI： 接收中断标志。
（2）输入（接收） 设置：SM0=0，SM1=0，SM2=0，REN=1。
时序：
RXD TXD D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7
7.2 MCS-51串行口的结构
内部含有1个可编程全双工串行通信接口，4种工作方式。
1．串行口数据缓冲器SBUF
8位发送/接收缓冲器SBUF，在物理上是独立的两个，包括 发送缓冲器SBUF和接收缓冲器SBUF，只是共用地址 99H，这样可以同时进行发送、接收。 发送缓冲器SBUF只能写入不能读出，接收缓冲器SBUF只能 读出不能写入。
（1）输出（发送）
设置：SM0=0，SM1=0，SM2=0，REN＝0。 时序：
RXD TXD D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7
串口方式0发送数据时序
发送完8位数据，即SBUF为空，硬件自动置“1”中断标志位TI，
CPU响应中断后必须软件清“0”TI。
应用：扩展一并行口，“串入并出”。
2．串行通信的分类
异步通信（Asynchronous Communication）
数据以字节为单位组成字符帧传送。字符帧由发送端一帧 一帧地发送。两相邻字符帧之间可以无空闲位，也可以有若干 空闲位。这就是异步概念。发送端和接收端的时钟各自独立。 实现双方同步接收是靠字符帧的起始位和停止位。
字符帧格式：起始位（1位）、数据位（1～8位）、奇偶校验位 （1位）和停止位（1～2位）。
同步 同步 数据 数据 字符1 字符2 字符1 字符2 数据 CRCH 字符n CRCL 空闲 同步 字符1
同步通信信息帧格式
优点：高速传送数据。 缺点：发送时钟和接收时钟保持严格同步，发送时钟传送到 接收端。
波特率（baud rate）
每秒钟传送二进制数码的位数（bit），单位bps（bit persecond），bit/s。
发送指令：MOV SBUF，A
接收指令：MOV A，SBUF
；写到发送缓冲器SBUF
；读出接收缓冲器SBUF
硬件管脚：发送端TXD（P3.1）；接收端RXD（P3.0）
2．串行口控制寄存器SCON（98H）
SM0 SM1 SM2 REN TB8 RB8 TI RI
SM0 SM1 00 01 10 11
3．串行口电源控制寄存器PCON（87H）
SMOD GF1 GF0 PD IDL
PCON主要是为CHMOS型单片机（如80C51）的电源控制而设 置的专用寄存器。 PCON在HMOS型单片机（如8051）中，只有设置了SMOD位。 SMOD：波特率系数选择位 1.使方式1、2、3的波特率加倍。
7.3 MCS-51串行口的工作方式 1．方式0（SM0=0,SM1=0）
空 闲 位 起 始 位 0 异步通信字符帧frame格式 数 据 位 奇偶 停 空 校验 止 闲 位 位 位 1
优点：不需要传送同步时钟。 缺点：字符帧中包含有起始位和停止位从而降低了有效数据 的传输速率，适用低速通信。
Байду номын сангаас
同步通信（Synchronous Communication）
是一种连续串行传送数据的通信方式。1个信息帧中包含有 若干数据字符。发送端和接收端的时钟必须同步。实现双方同 步接收是靠信息帧中同步字符。数据字符之间无间隔。 信息帧格式：同步字符n、数据字符n、CRCH、CRCL
串行口的SBUF是作为同步移位寄存器，主要用途是和外部同 步移位寄存器连接，扩展1个并行口的目的。可用于键盘、显示 器接口。 TXD引脚：作为输出移位脉冲线（时钟），固定频率= fosc/12。
RXD引脚：作为串行输入/输出数据线（发送/接收引脚）。
发送/接收数据格式：无起始位和停止位，所以不同于异步通信， 数据位为8位，低位在前，高位在后。
单片机原理与应用
厦门理工学院电子与电气工程系 陈志英
当设备需要与外界其它设备进行信息交换时， 需要通信接口。通信主要应考虑以下2点： 数据格式（数据格式的不同，接口也就不同） 速率（波特率）
目前在工业领域，最常用的通信接口之一就是 串行口。
第七章 MCS-51的串行口
7.1 串行通信基础知识 1．通信方式 并行通信：是指数据的各位同时进行传送的通信方式。 优点：传输速度快。 缺点：占用I/O线多，传输距离短（＜30m）。 串行通信：是指数据一位一位顺序传送的通信方式。 优点：占用I/O线少（一对），传输距离远。 缺点：传输速度低。
3．串行通信的制式
单工方式（Simplex）：只允许数据向一个方向传送（A→B）。 半双工方式（Half Duplex）：允许数据向两个方向中的一个方向 传送，但每次只能一个站发送。 全双工方式（Full Duplex）：允许数据同时双向传送。
例：
已知异步通信接口的帧格式由一个起始位7个 数据位，一个奇偶校验位和一个停止位组 成。当该接口每分钟传送3600个字符时， 计算其传送波特率。
Q0 Q1 Q2 Q3 Q4 Q5 Q6 Q7 SA、SB CLK CLR 74LS164
8051 RXD TXD P1.0
/CLR＝0时，将74ls164输出端Q0~Q7清零； /CLR＝1时，允许74ls164输出端Q0～Q7输出数据。这时，通过移 位脉冲TXD的控制，数据D0～D7从RXD端逐位移入74ls164内的 移位寄存器，并从74ls164的Q0~Q7输出。
方式 功能 波特率 0 同步移位寄存器，用于扩展I/O口 fOSC/12 1 10位UART，不能用于多机通信 可变 2 11位UART，可用于多机通信 fOSC/64或 fOSC/32 3 11位UART，可用于多机通信 可变
SM2：多机通信位，主要用于方式2、3。 0—单机对单机； 1—多机通信。