【文章內(nèi)容簡介】 TL1 TH0 TH1 AUXR 8FH 80H P0 SP DP0L DP0H DP1L DP1H PCON 87H 在表 中，對于沒有定義的存儲單元用戶不能使用。如果向這些存儲單元寫入數(shù)據(jù)將產(chǎn)生不確定的效果，從它們讀取數(shù)據(jù)將得到一個隨機 數(shù)。 對于字節(jié)地址低位為 8H 或者 FH的特殊功能存儲器，既可以進行字節(jié)操作，也可以進行位操作。例如前面提到的用來確定當前工作寄存器組的程序狀態(tài)字寄存器（ PSW），它的地址為 D0H，因此對它可以進行字節(jié)操作，也可以進行位操作。采用位操作可以直接控制程序狀態(tài)字寄存器中的第 3位（ RS0）或第 4 位（ RS1）數(shù)據(jù)而不影響其他位的數(shù)據(jù)。低位地址不為 8H 或 FH 的特殊功能存儲器只可以進行字節(jié)操作，當需要修改這些特殊功能存儲器中的某些位時，對其他的位應注意保護。 片外數(shù)據(jù)存儲空間可以被映射為數(shù)據(jù)存儲器、擴展的輸入 /輸出接口、模 擬 /數(shù)字轉(zhuǎn)換器和數(shù)字 /模擬轉(zhuǎn)換器等。這些外圍器件統(tǒng)一編址。所有外圍器件的地址都占用數(shù)據(jù)存儲空間的地址資源，因此 CPU 與片外外圍器件進行數(shù)據(jù)交換時可以使用與訪問外部數(shù)據(jù)存儲器相同的指令。 CPU通過向相應的外部數(shù)據(jù)存儲器地址單元寫入數(shù)據(jù)實現(xiàn)控制對應的片外外圍器件的工作，從相應的外部數(shù)據(jù)存儲器地址單元讀出數(shù)據(jù)實現(xiàn)讀取對應的片外外圍器件的工作結(jié)果。 單片機三大功能 中斷 中斷概念 單片機的 CPU正在處理某個任務時，遇到其它事件請求（如定時器溢出），暫時停止目前的任務，轉(zhuǎn)去處理請求的事件，處理 完后再回到原來的地方，繼續(xù)原來的工作，這一過程稱為 “中斷 ”，我們把請求的事件稱為中斷源。 圖 10 圖 MCS51 系列單片機的中斷系統(tǒng) 11 與中斷系統(tǒng)有關(guān)的 SFR （ 1） TCON——中斷控制寄存器 表 中斷控制寄存器 TCON D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 位地址 8FH 8DH 8BH 8AH 89H 88H 位定義 TF1 TF0 IE1 IT1 IE0 IT0 IT0—— 外部中斷 INT0 的觸發(fā)方 式選擇位。 IT0=0，低電平觸發(fā)方式 ； IT0=1，下降沿觸發(fā)方式 。 IE0—— 外部中斷 INT0 的中斷請求標志。 IT1—— 外部中斷 INT1 的觸發(fā)方式選擇位。功能與 IT0 類似。 IE1—— 外部中斷 INT1 的中斷請求標志。功能與 IE0 類似。 TF0—— 定時 /計數(shù)器 T0 的中斷請求標志。 TF1—— 定時 /計數(shù)器 T1 的中斷請求標志。 （ 2） IE—— 中斷允許控制寄存器 表 中斷允許控制寄存器 IE D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 位地址 AFH — — ACH ABH AAH A9H A8H 位定義 EA — — ES ET1 EX1 ET0 EX0 EX0—— 外部中斷 0 中斷允許控制位。 EX0=1， INT0 被允許（開中斷） EX0=0，外部中斷 0 被禁止（關(guān)中斷） ET0—— 定時 /計數(shù)器 T0 中斷允許控制位。 EX1—— 外部中斷 INT1 中斷允許控制位。 ET1—— 定時 /計數(shù)器 T1 中斷允許控制位。 ES—— 串行口中斷允許控制位。 EA—— 中斷系統(tǒng)總允許控制位 。 （ 3）中斷優(yōu)先級控制寄存器 表 中斷優(yōu)先級控制寄存器 IP D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 位地 址 — — — BCH BBH BAH B9H B8H 位定義 — — — PS PT1 PX1 PT0 PX0 PX0—— 外部中斷 INT0 中斷優(yōu)先級控制位。 PT0—— 定時 /計數(shù)器 T0 優(yōu)先級控制位。 PX1—— 外部中斷 INT1 中斷優(yōu)先級控制位。 PT1—— 定時 /計數(shù)器 T1 優(yōu)先級控制位。 PS—— 串行口優(yōu)先級控制位。 （ 4） 中斷源向量地址 INT0： 0003H T0： 000BH INT1： 0013H 12 T1： 001BH 串行口： 0023H 、中斷處理過程 中斷請求 中斷源只有在有請求時， CPU 才可能響應它，不同的中斷源產(chǎn)生中斷請求的方式是不同的 。外部中斷產(chǎn)生請求是在外中斷的引腳上加低電平或下降沿信號，而定時 /計數(shù)器中斷請求是在內(nèi)部的計數(shù)單元計滿溢出時產(chǎn)生，串行口中斷請求是在完成一次發(fā)送或接收時產(chǎn)生。 中斷響應 （ 1）條件 中斷源的中斷已經(jīng)被允許 ，中斷允許標志和總的中斷允許標志 EA都被設(shè)置為 “1” 。 CPU 此時沒有響應同級或高級中斷。 CPU 正處于執(zhí)行某一條指令的最后一個機器周期。 （并且不是對 IE、 IP 進行訪問的指 令或者是中斷返回指令 RETI ） （ 2）響應中斷時的操作 保護斷點地址。 撤除該中斷源的請求標志。 關(guān)閉同級中斷。 將該中斷源的入口地址送給 PC，程序?qū)⑥D(zhuǎn)到該程序的入口地址處運行。 中斷服務 中斷服務就是中斷源請求 CPU 做的任務，需要編程者用指令來實現(xiàn)。 中斷返回 中斷返回和子程序的返回類似，需要執(zhí)行一條返回指令 RETI RETI ；①（ SP）→ PC15~8， SP1→ SP。 ；②（ SP）→ PC7~0， SP1→ SP。 中斷返回時完成的操作： （ 1）恢復斷點地址。 （ 2）開放同級中斷 。 、定時 /計數(shù)器 兩個 16 位的定時 /計數(shù)器 T0 和 T1。 它們本質(zhì)上是計數(shù)器。在做計數(shù)器使用時計數(shù)引腳上的脈沖信號（下降沿），在做定時器使用時數(shù)內(nèi)部的機器周期 。 計數(shù)器是加法計數(shù)器，計滿時溢出，并產(chǎn)生溢出標志（ TF0、 TF1） 。 與定時器有關(guān)的 SFR 13 1．定時 /計數(shù)器控制寄存器 TCON 表 定時 /計數(shù)器控制寄存器 TCON TCON D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 位地址 8FH 8EH 8DH 8CH 8BH 8AH 89H 88H 位定義 TF1 TR1 TF0 TR0 IE1 IT1 IE0 IT1 TR0—— 定時 /計數(shù)器 T0 運行控制位。 TR0=1，啟動 T0 運行（與 TMOD 中的 GATE位有關(guān)）， TR0=0， T0 停止運行。 TR1—— 定時 /計數(shù)器 T1 運行控制位。功能同 TR0 定時 /計數(shù)器工作方式控制寄存器 TMOD 表 定時 /計數(shù)器工作方式控制寄存器 TMOD TMOD D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 位定義 GATE C/T M1 M0 GATE C/T M1 M0 高 4 位控制 T1，低 4位控制 T0 （ 1） GATE—— 門控位。 GATE 一般情況下設(shè)置為 0，此時定時 /計數(shù)器的運行僅受 TR0/TR1 控制。 （ 2） C/T—— 定時 /計數(shù)選擇位。 C/T=0，為定時方式，對內(nèi)部的機器周期計數(shù)。 C/T=1，為計數(shù)方式，對引腳上的脈沖信號計數(shù)，負跳變有效。 （ 3） M1M0—— 工作方式選擇位。 M1M0=00B，方式 0—— 13 位的定時 /計數(shù)器。 M1M0=01B，方式 1—— 16 位的定時 /計數(shù)器。 M1M0=10B，方式 2—— 8 位的定時 /計數(shù)器，初值自動重裝。 M1M0=11B，方式 3—— 兩個 8 位的定時 /計數(shù)器，僅適用于 T0。 2．定時 /計數(shù)器計數(shù)寄存器 TH0—— T0的高 8 位。 TL0—— T0的低 8 位。 TH1—— T1的高 8 位。 TL1—— T1的低 8 位。 串行口 1串行通信的方式： 異步通信：它用一個起始位表示字符的開始，用停止位表示字符的結(jié)束。其每幀的格式如下： 在一幀格式中，先是一個起始位 0，然后是 8個數(shù)據(jù)位，規(guī)定低位在 前，高位在后，接下來是奇偶校驗位（能省略），最后是停止位 1。用這種格式表示字符，則字符能一個接一個地傳送。 在異步通信中， CPU 與外設(shè)之間必須有兩項規(guī)定，即字符格式和波特率。字符格式的規(guī)定是雙方能夠在對同一種 0 和 1 的串理解成同一種意義。原則上字符格式 14 能由通信的雙方自由制定，但從通用、方便的角度出發(fā)，一般還是使用一些標準為好，如采用 ASCII 標準。 波特率即數(shù)據(jù)傳送的速率，其定義是每秒鐘傳送的二進制數(shù)的位數(shù)。例如，數(shù)據(jù)傳送的速率是 120字符 /s，而每個字符如上述規(guī)定包含 10 數(shù)位，則傳送波特率為 1200 波特。 同步通信：在同步通信中，每個字符要用起始位和停止位作為字符開始和結(jié)束的標志，占用了時間；所以在數(shù)據(jù)塊傳遞時，為了提高速度，常去掉這些標志，采用同步傳送。由于數(shù)據(jù)塊傳遞開始要用同步字符來指示，同時要求由時鐘來實現(xiàn)發(fā)送端與接收端之間的同步，故硬件較復雜。 2． 8051 單片機的串行接口結(jié)構(gòu) 8051 單片機 串行接口是一個可編程的全雙工串行通信接口。它可用作異步通信方式（ UART），與串行傳送信息的外部設(shè)備相連接，或用于通過標準異步通信協(xié)議進 行全雙工的 8051 多機系統(tǒng)也能通過同步方式，使用 TTL 或 CMOS 移位寄存器來擴充 I/O 口。 8051 單片機通過管腳 RXD（ ，串行數(shù)據(jù)接收端）和管腳 TXD（ ，串行數(shù)據(jù)發(fā)送端）與外界通信。 SBUF 是串行口緩沖寄存器，包括發(fā)送寄存器和接收寄存器。它們有相同名字和地址空間，但不會出現(xiàn)沖突，因為它們兩個一個只能被CPU讀出數(shù)據(jù)，一個只能被 CPU 寫入數(shù)據(jù)。 串行口的控制與狀態(tài)寄存器 串行口控制寄存器 SCON 它用于定義串行口的工作方式及實施接收和發(fā)送控制。字節(jié)地址為 98H，其各位定義如下表： D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 SM0 SM1 SM2 REN TB8 RB8 TI RI SM0、 SM1：串行口工作方式選擇位，其定義如下： SM0、 SM1 工作方式 功能描述 波特率 0 0 方式 0 8 位移位寄存器 Fosc/12 0 1 方式 1 10 位 UART 可變 1 0 方式 2 11 位 UART Fosc/64 或 15 fosc/32 1 1 方式 3 11 位 UART 可變 其中 fosc 為晶體震蕩器頻率 鍵盤和顯示 在設(shè)計各種單片機應用系統(tǒng)中，還需擴展很多外部接口器件才能充分發(fā)揮單片 機的智能控制功能。如擴展鍵盤與顯示器件接口，可實現(xiàn)人機對話功能；擴展A/D轉(zhuǎn)換接口，可實現(xiàn)對外部各種模擬信號的檢測與轉(zhuǎn)換；擴展 D/A 轉(zhuǎn)換接口可將數(shù)字信號轉(zhuǎn)換為模擬信號，從而完成對控制對象的驅(qū)動。本章將主要介紹常見的鍵盤、顯示（ LED、 LCD）、 A/D和 D/A 轉(zhuǎn)換接口電路。 (1) 鍵盤接口電路 鍵盤是計算機最常用的輸入設(shè)備，是實現(xiàn)人機對話的紐帶。按其結(jié)構(gòu)形式可分為非編碼鍵盤和編碼鍵盤。 編碼鍵盤采用硬件方法產(chǎn)生鍵碼。每按下一個鍵，鍵盤能自動生成鍵盤代碼，鍵數(shù)較多，且具有去抖動功能。這種鍵盤使用方便，但硬件較 復雜， PC 機所用鍵盤即為編碼鍵盤。非編碼鍵盤僅提供按鍵開關(guān)工作狀態(tài)，其鍵碼由軟件確定，這種鍵盤鍵數(shù)較少，硬件簡單，廣泛應用于各種單片機應用系統(tǒng)， 一、 獨立式鍵盤 按照鍵盤與單片機的連接方式可分為獨立式鍵盤與矩陣式鍵盤。獨立式鍵盤相互獨立，每個按鍵占用一根 I/O 口線，每根 I/O 口線上的按鍵工作狀態(tài)不會影響其他按鍵的工作狀態(tài)。這種按鍵軟件程序簡單，但占用 I/O口線較多（一根口線只能接一個鍵），適用于鍵盤應用數(shù)量較少的系統(tǒng)中。 1．鍵閉合測試，檢查是否有鍵閉合 KCS： MOV P1， 0FFH MOV A， P1 CPL A ANL A， 0FH RET 若有鍵閉合，則（ A≠0 ） , 若無鍵閉合，則（ A=0）。 2．去抖動 當測試到有鍵閉合后，需進行去抖動處理。由于按鍵閉合時的機械彈性作用，按鍵閉合時不會馬上穩(wěn)定接通，按鍵斷開時也不會馬上斷開，由此在按鍵閉合與斷開的瞬間 會出現(xiàn)電壓抖動，如圖 62 所示。鍵盤抖動的時間一般為 5～ 10ms，抖動現(xiàn)象會引起 CPU對一次鍵操作進行多次處理，從而可能產(chǎn)生錯誤，因而必須設(shè)法消除抖動的不良后果。通過去抖動處理，可以得到按鍵閉合與斷開的穩(wěn)定狀態(tài)。去抖動的方法 有硬件與軟件兩種：硬件方法是加去抖動電路，如可通過 RS 觸發(fā)器實現(xiàn)硬件去抖動；軟件方法是在第一次檢測到鍵盤按下后，執(zhí)行一段 10ms 的延遲子程序后再確認該鍵是否確實按下，躲過抖動，待信號穩(wěn)定之后，再進行鍵掃描。通常多采用軟件方法。 16 二、矩陣式鍵盤 矩陣式