第6章-中断、定时计数器及串口的汇编语言编程

1、236.1.1单片机中断6.1.2中断向量及中断寄存器6.1.3中断应用编程4 中断请求：“紧急事件”向CPU发出请求信号，要求CPU暂时停下“手头的工作”，先去处理“我的急件”，这个申请过程称为中断请求。“紧急事件”对CPU发出的请求信号称为中断信号。 中断响应：CPU暂停当前的工作，转而去执行发出请求的事件的过程称为中断响应。 中断返回：CPU处理完请求的事件后返回原来被暂停的事件的过程。5 在程序运行过程中，系统出现了一个必须由CPU立即处理的紧急事件，此时，CPU暂时中止当前程序的执行转而处理这个紧急事件的过程称为中断（interrupt）。 中断发生过程中，读者需要了解以下几个常用术

2、语：6 对于单片机来说，收到中断信号后，单片机需要暂停正在执行的程序，转而去响应中断请求并执行对应的中断子程序，待完成特定的子程序任务后，再返回执行刚才暂停的程序。中断的发生及执行过程如图6-1所示。图6-1 中断流程7 促使中断发生的事件称为中断源。51单片机提供了3种类型的中断源，共包括5个中断服务，即外部中断INT0、外部中断INT1、定时器/计数器中断T0、定时器/计数器中断T1和串口中断UART。单片机的中断控制系统如图6-2所示。图6-2 中断控制系统8 图6-2中的IE寄存器是中断启用寄存器，它控制着各个中断源的开关。只有当中断总开关EA打开并启用相应中断源的中断后，该中断才能被

3、CPU响应。IP寄存器是中断优先级寄存器，当有多个中断需要CPU响应时，CPU会根据IP寄存器中的设置决定中断响应的先后顺序。除了这两个寄存器之外，中断还有一个常用的中断控制寄存器TCON，该寄存器可以设置中断的启动方式。 中断控制系统中涉及的3种中断如下： （1）外部中断 该中断包括INT0与INT1两种，CPU通过INT0引脚或INT1引脚接受外部中断请求信号。9 中断到来之前，CPU需要完成以下工作： 设置中断启用寄存器IE 打开IE中的中断总开关EA及外部中断开关EX0或EX1，外部中断才能得到CPU的响应。如有多个中断，还需设置优先级寄存器IP，PX0或PX1置1表示选择高优先级，置

4、0则选择低优先级。 设定外部中断信号的采样方式 采样方式可分为电平触发（低电平触发）和边缘触发（负边缘触发）两种。若采用电平触发方式，需要将中断控制寄存器TCON中的IT0或IT1置1；若设置为边缘触发方式，则需要将IT0或IT1置0。 中断信号到来时，中断控制寄存器TCON中的IE0或IE1会自动置1。10 （2）定时器/计数器中断 该中断是指T0与T1两种中断（8052单片机还有T2）。定时器/计数器可用作定时器或计数器，到达定时终点或者计数溢出都将产生中断。跟外部中断一样，当EA=1时CPU才能响应该中断。 （3）串口中断 串口（UART）中断发生时，CPU通过RXD引脚或TXD引脚接收

5、或发送数据。该中断若要得到CPU的响应，同样需要打开中断总开关EA。1中断向量中断向量是指中断服务子程序的入口地址。中断响应后，程序将跳转至其对应的中断向量执行中断子程序。对于C语言程序而言，设计者可以不必知道中断向量的真实地址。但在汇编程序中，必须要明确该中断子程序属于哪个中断源以及它所对应的中断向量。单片机中断向量的地址如表6-1所示。表6-1 中断向量11中断编号中断源名称中断向量地址-系统复位（Reset）0000H0第一个外部中断INT00003H1第一个定时器/计数器中断T0000BH2第二个外部中断INT10013H3第二个定时器/计数器中断T1001BH4串行口中断RI/TI0

6、023H5第三个定时器/计数器中断（8052）TF2/EXF2002BH 中断向量一般只有几个字节，这些字节用于存放中断子程序显然是不够的。所以，在汇编程序中，该地址处通常存放一条转移指令，通过转移指令使系统跳转到真正的中断子程序入口处。 例如，在外部中断向量INT0的地址0003H处放置一个跳转指令： ORG 0003H; 外部中断0入口地址 AJMP INT00; 跳转到标号INT00处122外部中断控制寄存器TCON外部中断控制寄存器TCON的各数据位如表6-2所示。TCONTF1TR1TF0TR0IE1IT1IE0IT0字节地址位置7654321088H表6-2 外部中断控制寄存器TC

7、ON 各数据位表示的含义如下： TF1/TF0：定时/计数器T1/T0的溢出中断请求标志位。该位为0，表示定时器未溢出；该位为1，表示定时器溢出并申请中断。进入中断子程序后该位自动清零。 TR1/TR0：定时器T1/T0的启动/停止控制位。该位为0，定时器停止计数；该位为1，定时器启动计数。 IE1/IE0：外部中断请求标志位。该位为0，表示对应的中断源没有外部中断请求；该位为1，表示有外部中断请求。当中断被响应后，该位将由内部硬件自动清0。 IT1/IT0：外部中断触发方式控制位。该位为1，外部中断触发方式为下降沿触发， 引脚上由高到低的负跳变可引起中断；该位为0，外部中断为电平触发方式，

8、引脚上的低电平可引起中断。需要注意的是，采用电平触发方式引起中断时，引脚必须一直保持低电平状态，直到该中断被CPU响应。133中断启用寄存器IE中断启用寄存器IE被看作是中断功能的总开关。它是一个可位寻址的8位寄存器，各数据位的含义如表6-3所示。14IEEA-ET2ESET1EX1ET0EX0字节地址位置76543210A8H表6-3 中断启用寄存器IE 寄存器中各数据位表示的含义如下： EA：中断总开关。EA=1时，可启用所有中断功能；EA=0时，停用所有中断功能。 “-”：保留位。 ET2：8052单片机特有的TF2中断开关。该位为1时，启用TF2中断功能；为0时，停用TF2中断功能。

9、15 ES：串口的中断开关。ES=1时，启用串口中断功能；ES=0时，停用串口中断功能。 ET1：TF1的中断开关。该位为1时，启用TF1的中断功能；该位为0，停用TF1的中断功能。 EX1：INT1的中断开关。该位为1，启用INT1中断功能；为0停用INT1中断功能。 ET0：TF0的中断开关。ET0=1启用TF0中断功能；ET0=0停用INT1中断功能。 EX0：INT0的中断开关。该位为1，启用INT0中断功能；为0停用INT0中断功能。4中断优先级寄存器IP中断优先级寄存器IP用于设定各中断的优先级，它也是一个可位寻址的8位寄存器，各数据位的功能如表6-4所示。16表6-4 中断优先级

10、寄存器IP 寄存器中各数据位表示的含义如下： “-”：保留位。 PT2：用于设定8052单片机的TF2中断优先级。 PS：用于设定串口的中断优先级。PS=1，串口具有高优先级；PS=0，串口具有低优先级。 IP-PT2PSPT1PX1PT0PX0字节地址位置76543210B8H17 PT1：用于设定TF1的中断优先级。PT1=1，TF1具有高优先级；PT1=0，TF1具有低优先级。 PX1：用于设定INT1的中断优先级。PX1=1，INT1具有高优先级；PX1=0，INT1具有低优先级。 PT0：用于设定TF0的中断优先级。PT0=1，TF0具有高优先级；PT0=0，TF0具有低优先级。 P

11、X0：用于设定INT0的中断优先级。PX0=1，INT0具有高优先级；PX0=0，INT0具有低优先级。 中断优先级有“高优先级”和“低优先级”之分，若所有中断都未在IP寄存器中设定优先级，则默认的中断优先级从高到低的顺序为INT0TF0INT1TF1RI/TITF2/EXF2，如图6-3所示。图6-3 默认的优先级顺序5STC89C52RC的中断资源STC89C52RC单片机内部有8个中断源：4个外部中断，3个定时器中断和1个异步串口中断，如表6-5所示。表6-5 STC89C52RC中断源18中断源中断入口地址中断查询顺序优先级的对应位中断请求标志位INT00003H0（最优先）PX0IE

12、0T0000BH1PT0TF0INT10013H2PX1IE1T1001BH3PT1TF1RI/TI0023H4PSRI+TIT2002BH5PT2TF2+EXF2INT20033H6PX2IE2INT3003BH7（最低）PX3IE3【例6-1】编写一个中断程序，利用按键改变LED灯的点亮方式。 本例需要先在程序中设置中断寄存器，允许外部中断，并打开总中断开关。当按键按下时，单片机检测到按键信号后就会进入中断子程序。在中断子程序中，设置LED灯从左向右依次点亮。 【参考代码】;*; 程序功能：主程序实现8个LED灯全亮全灭，一个按键接外部中断0，; 当按键按下时，进入中断程序，灯从左向右依次

13、点亮。; 硬件接线：P2口接LED流水灯，P3.2接按键;*19【例6-1】编写一个中断程序，利用按键改变LED灯的点亮方式。 ORG 0000HSJMP MAINORG 0003H; 外部中断0入口地址AJMP INT00MAIN: NOPSETB IT0SETB PX0SETB EX0SETB EA; 开总中断MOV SP, #40H; 将堆栈起始地址开辟在40H地址以后20【例6-1】编写一个中断程序，利用按键改变LED灯的点亮方式。LOOP1: MOV A, #00H; 主程序循环体开始 MOV P2, A LCALL DELAY MOV A, #0FFH MOV P2, A LCAL

14、L DELAY SJMP LOOP1;*外部中断0子程序*INT00: CLR EA; 关闭中断 PUSH 05H PUSH 06H21【例6-1】编写一个中断程序，利用按键改变LED灯的点亮方式。PUSH 07H; 上述3条指令作用为将寄存器R5，R6，R7入栈MOV R0, #8; 计数8次MOV A, #0FEH; 赋初始值LOOP:MOV P2, ARL A ; 向左移动一位LCALL DELAY; 若无此语句则观察不出进入中断的现象DJNZ R0, LOOPPOP 07HPOP 06HPOP 05H ; 上述3条指令为将寄存器R5，R6，R7出栈SETB EA; 开总中断 RETI

15、; 中断函数返回22【例6-1】编写一个中断程序，利用按键改变LED灯的点亮方式。;*延时子函数*DELAY: MOV R7, #13HDL1: MOV R6, #14HDL0: MOV R5, #82H DJNZ R5, $ DJNZ R6, DL0 DJNZ R7, DL1 RET END23246.2.1定时器/计数器的工作原理6.2.2工作模式寄存器TMOD6.2.3定时器应用编程256.2.4定时器T2 高级应用定时/计数器是一种计数装置，该装置作为定时器使用时，对内部时钟脉冲进行计数；若作为计数器使用，则是对外部脉冲计数。定时或计数达到终点时将会产生中断。 图6-4 定时/计数器结

16、构图26 8051单片机包含两个16位的定时/计数器，他们分别是定时/计数器0（T0）和定时/计数器1（T1），其结构如图6-4所示。每个16位的定时/计数器均由两个8位专用寄存器组成（定时器T0由TH0和TL0组成，定时器T1由TH1和TL1组成），定时/计数器有两个输入脉冲，一个是内部机器周期脉冲，另一个是从T0或T1引脚输入的外部脉冲。 机器周期脉冲是时钟脉冲经过12分频后得到的，因此，一个机器周期等于12个时钟周期。如果时钟频率是12MHz，那么机器周期为1ms 。说 明27 定时/计数器工作在定时器模式时，单片机对内部机器周期脉冲进行计数。定时时间为机器周期脉冲的周期时间乘以机器周期

17、数。当晶振为12MHz时，计数频率为1MHz，即每过1ms计数值加1。若采用16位的定时模式，则最多可计数216个脉冲（65536），约0.0655s。定时/计数器工作在计数器模式时，是对引脚T0（P3.4）或T1（P3.5）上输入的外部脉冲计数，当检测到引脚上的信号由高电平跳变为低电平时，计数值加1。同样地，若采用16位的定时器模式，则最多可以计数至65536。 工作在计数器模式时，CPU在每个机器周期对T0（或T1）采样一次，若在第一个机器周期内检测到引脚信号为高电平，而在第二个机器周期内检测到引脚信号为低电平时，则确认收到一个有效信号。 由此可以看出，检测一次跳变需要两个机器周期，所以，

18、外部时钟脉冲的最高频率不能超过时钟频率的1/24，即脉冲的高/低电平的持续时间不能小于一个机器周期。注 意28 无论处于哪种工作方式，定时/计数器本质只是一个加1计数器，每输入一个脉冲，计数器加1直至计满溢出，同时向CPU发出中断请求。 GATE：定时/计数器门控开关，定时器的启动方式有两种：外部启动：将GATE位设定为1，再将TRx位设定为1，当 引脚为高电平时，即可启动这个定时/计数器。内部启动：将GATE位设定为0，再将TRx位设定为1，即可启动这个定时/计数器。29TMOD寄存器用于设置定时/计数器的工作模式，结构如图6-5所示。图6-5 TMOD寄存器30 C/ ：该位为0，定时/计

19、数器用作定时器；该位为1，定时/计数器用作计数器。 M1，M0：工作方式定义位，它一共定义了4种工作模式，分别是Mode0Mode3，如表6-6所示。M1M0工作模式计数位数计数范围其他功能00Mode013位0819113位计数器01Mode116位06553516位计数器10Mode28位0255具有自动加载功能11Mode38位0255定时器0：分成2个8位计数器定时器1：停止计数表6-6 定时/计数器工作模式31 1Mode0 工作模式0的内部结构图如图6-6所示。图6-6 Mode032 Mode 0提供了两个13位的定时器/计数器（T0/T1），其计数值分别放置在THx与TLx中，

20、其中THx存放计数值的高8位，TLx的低5位存放计数值的低5位，如图6-7所示。图6-7 Mode 0工作模式的计数33 2Mode1 Mode1的内部结构图与Mode 0一样，两者的不同之处在于计数位数。Mode0使用13位计数，而Mode1使用16位计数，如图6-8所示。图6-8 Mode 1的计数 Mode 1完全可以取代Mode 0，实际应用中，更常用的是Mode 1模式。 Mode 2的定时与计数功能的切换完全与Mode0一样，而启动定时/计数器的方式也与Mode0完全一样。34 3Mode2 如图6-9所示，处于Mode2模式下的定时/计数器被设置成8位可自动重载模式。8位寄存器T

21、Lx用于计数，THx用于存放计数的初值，两者都由程序预置。当8位寄存器TL0中的数值达到255时，再接收一个脉冲将产生溢出，溢出时TF0置1并进入中断，与此同时，TH0中的初值重新装入TL0，TL0将从该值开始重新计数。TH0可设置成与TL0的初值一致。图6-9 Mode 235 4Mode3 如图6-10所示，Mode3是一种特殊的模式，它提供了两个8位的定时/计数器。 定时/计数器T0由T0引脚、 引脚、TR0、GATE位以及TL0计数寄存器构成，不具备自动加载功能，其他与Mode 2一样。 定时器T1由TR1位及TH0计数寄存器构成，不具备计数功能（只有OSC/12引脚，无T1引脚），它

22、几乎可以被T1的Mode2取代。图6-10 工作模式336 使用定时/计数器之前，应对它进行初始化，主要是确定其工作方式（TMOD寄存器）、计算和装载计数初值（THx，TLx）及设置启动/停止位（TCON寄存器）等。初始化一般包括以下几个步骤： （1）设置TMOD寄存器，确定定时/计数器的工作方式。 （2）计算初值，并装载到TH和TL中。 （3）需要产生中断时，须设置IE寄存器，打开中断开关。 （4）设置TCON中的TR1或TR0位，启动定时/计数器。37 关于初值的计算，以晶振12MHz、工作于定时器模式为例，一个机器周期为1ms，则不同模式下的定时间隔为： Mode0：13位定时器最大定时

23、间隔=2131ms=8.192ms； Mode1：16位定时器最大定时间隔=2161ms=65.536ms； Mode2：8位定时器最大定时间隔=281ms=256ms； 若使定时/计数器工作在定时器模式1，要求定时1ms，假定计数初值为x，则有：(216x)1ms=1000ms 这样计算出x=2161000，因此TH及TL的初值可设置为655361000=64536。【例6-2】编写程序，通过定时器产生中断来控制LED流水灯。LED流水灯亮灭交替显示，定时器T0每隔10S产生一次中断，使8个LED灯全灭，并持续一段时间（延时1S） 。38 本例使用P1口控制LED灯。初始化时，LED灯亮灭交

24、替显示，设置T0工作于模式1，计算出TH和TL寄存器的初值。定时满10S后，进入中断子程序。在中断子程序中，设置8个LED灯全灭并持续1S，再重新设置TH和TL寄存器的初值。退出中断子程序后，定时器继续计数，使LED灯交替亮灭，计时满10S后，再次进入中断子程序。 【参考代码】;*; P1口控制LED灯作亮灭闪烁，每亮10S，灭1S;*【例6-2】编写程序，通过定时器产生中断来控制LED流水灯。LED流水灯亮灭交替显示，定时器T0每隔10S产生一次中断，使8个LED灯全灭，并持续一段时间（延时1S） 。39 ORG 0000HAJMP MAINORG 000BH; 定时器T0中断入口AJMP

25、JT0MAIN: NOPMOV SP, #40H; 设定堆栈MOV A, #0FFHMOV P1, AMOV R0, #200; 设定中断次数,不要与延时子函数共用该寄存器MOV TMOD, #01H; T0工作于模式1MOV TH0, #3CHMOV TL0, #0B0H; 设定计数初值为3CB0H，定时0.05s【例6-2】编写程序，通过定时器产生中断来控制LED流水灯。LED流水灯亮灭交替显示，定时器T0每隔10S产生一次中断，使8个LED灯全灭，并持续一段时间（延时1S） 。40SETB TR0; 启动T0SETB ET0; 允许T0中断SETB EA; 开总中断LOOP:MOV A,

26、 #0AAHMOV P1, A; 点亮L1、L3、L5、L7LCALL YS1; 调用延时1S程序MOV A, #55HMOV P1, A; 点亮L2、L4、L6、L8LCALL YS1AJMP LOOP;*定时中断T0子函数*【例6-2】编写程序，通过定时器产生中断来控制LED流水灯。LED流水灯亮灭交替显示，定时器T0每隔10S产生一次中断，使8个LED灯全灭，并持续一段时间（延时1S） 。41JT0: NOPCLR EA; 关总中断PUSH ACCPUSH P1PUSH 05H; 保护现场PUSH 06HPUSH 07HDJNZ R0, RRTMOV R0, #200; 200次定时中断

27、到，重新定时200次MOV A, #0FFH MOV P1, A; 8个LED灯熄灭1SLCALL YS1【例6-2】编写程序，通过定时器产生中断来控制LED流水灯。LED流水灯亮灭交替显示，定时器T0每隔10S产生一次中断，使8个LED灯全灭，并持续一段时间（延时1S） 。42RRT: MOV TH0, #3CHMOV TL0, #0B0H; 重装初始值POP 07HPOP 06HPOP 05HPOP P1POP ACC; 恢复现场SETB EARETI;*延时1S子函数*YS1: MOV R7, #0A7H【例6-2】编写程序，通过定时器产生中断来控制LED流水灯。LED流水灯亮灭交替显示

28、，定时器T0每隔10S产生一次中断，使8个LED灯全灭，并持续一段时间（延时1S） 。43DL1: MOV R6, #0ABHDL0: MOV R5, #10H DJNZ R5, $ DJNZ R6, DL0 DJNZ R7, DL1 NOPRETEND【例6-3】编写程序，使定时器T0每接收10个脉冲就让LED灯从左向右点亮。44 本例需要先调用初始化函数，在函数中设置定时器的工作方式和计数初值。在主程序中，通过P1口设置LED灯每隔1S亮灭交替显示。T0接收10个脉冲后，进入中断子程序。在子程序中，点亮最右侧LED灯，并设置其向左移动8次。由于工作模式2能够自动装载计数初值，故中断子程序中

29、无需再次设置TH0和TL0。 【参考代码】;*; 定时器T0工作于计数模式，工作方式2，自动重装初始值; T0引脚每接收10个脉冲，就进入中断程序，让LED从左到右点亮;*【例6-3】编写程序，使定时器T0每接收10个脉冲就让LED灯从左向右点亮。45 ORG 0000H LJMPSTART ORG000BH; 定时中断入口地址 LJMPTimer0InterruptSTART: MOVSP, #40H LCALLInitTimer0 ; 调用定时T0初始化LOOP:; 主程序，作每隔1S亮灭工作 MOVA, #00H MOVP1, A LCALLDELAY1S MOVA, #0FFH【例6-

30、3】编写程序，使定时器T0每接收10个脉冲就让LED灯从左向右点亮。46 MOVP1, A LCALLDELAY1S LJMPLOOP;*定时器T0初始化函数*InitTimer0: MOVTMOD, #06H; 定时器T0工作方式2 MOVTH0, #0F6H MOVTL0, #0F6H; 定时初值设置为246 ; 每接收10个计数脉冲即进入中断子程序 SETBEA SETBET0 SETBTR0 RET【例6-3】编写程序，使定时器T0每接收10个脉冲就让LED灯从左向右点亮。47;*定时/计数器T0中断子函数*Timer0Interrupt: PUSH ACC MOV R0, #0FEH

31、 MOV R1, #8; 向左移动8次LOOP1: MOV A, R0 MOV P1, A LCALL DELAY1S RL A MOV R0, A DJNZ R1, LOOP1; 向左移动8次后结束 POP ACC; 出栈 RETI; 中断返回【例6-3】编写程序，使定时器T0每接收10个脉冲就让LED灯从左向右点亮。48;*延时1S函数*DELAY1S: MOV R7, #0A7HDL1: MOV R6, #0ABHDL0: MOV R5, #10H DJNZ R5, $ DJNZ R6, DL0 DJNZ R7, DL1 NOP RET; 延时函数返回 END 1定时器T2控制寄存器T2

32、MOD 定时器T2控制寄存器T2MOD的各数据位如表6-7所示。“-”：保留位，不需要写入数据。T2OE：定时器2输出使能位。DCEN：递增/递减计数使能位。定时器T2可配置成递增或递减计数器。49T2MOD-T2OEDCEN位76543210表6-7 定时器T2控制寄存器（T2MOD）T2CONTF2EXF2RCLKTCLKEXEN2TR2 C/ CP/ 位置76543210TF2：定时器T2溢出标志。定时器T2溢出时置位，必须由软件清除，当RCLK或TCLK=1时，TF2将不会置位。EXF2：定时器T2外部标志。当EXEN2=1时，且T2EX的负跳变产生捕获或重装时，EXF2置位。定时T2

33、中断使能时，EXF2=1将使CPU从中断向量处执行定时器T2中断子程序。EXF2位必须用软件清零。在递增/递减计数器模式（DCEN=1）中，EXF2不会引起中断。50 2定时器T2特殊功能寄存器T2CON 定时器T2是一个16位的定时/计数器。特殊功能寄存器T2CON的各数据位如表6-8所示。表6-8 特殊功能寄存器T2CONC/ ：定时器/计数器选择。该位为0时为内部定时器（OSC/12或OSC/6）。该位为1时选择外部计数功能。CP/ ：捕获/重装标志。置位：EXEN2=1时，T2EX的负跳变产生捕获。清零EXEN2=0时，定时器T2溢出或T2EX的负跳变都可使定时器自动重装。当RCLK=

34、1或TCLK=1时，该位无效且定时器强制为溢出时自动重装。RCLK：接收时钟标志。RCLK置位时，定时器T2的溢出脉冲作为串行口模式1和模式3的接收时钟。RCLK=0时，将定时器T1的溢出脉冲作为接收时钟。TCLK：发送时钟标志。TCLK置位时，定时器T2的溢出脉冲作为串行口模式1和模式3的发送时钟。TCLK=0时，将定时器T1的溢出脉冲作为发送时钟。EXEN2：定时器T2外部使能标志。当其置位且定时器T2未作为串行口时钟时，允许T2EX的负跳变产生捕获或重装。EXEN2=0时，T2EX的跳变对定时器2无效。TR2：定时器2启动/停止控制位。置1时启动定时器。51定时器T2有3种操作模式：捕获

35、、自动重装（递增或递减计数）和比特率发生器（具体参见6.3节）。3种模式的数据位设置如表6-9所示。RCLK+TCLK CP/ TR2模式00116位自动重装01116位捕获1X1波特率发生器XX0（关闭）表6-9 定时器T2工作方式52 （1）捕获模式 该模式下，如果EXEN2=0，定时器T2作为16位定时器或计数器使用，溢出时将置位TF2，并申请中断。 如果EXEN2=1，定时器做上述同样的操作，除此之外，当引脚T2EX由1变为0时，T2将TL2和TH2的当前值各自捕获到寄存器RCAP2L和RCAP2H中。T2EX引脚的负跳变会使T2CON中的EXF2置位，EXF2也能够产生中断（其中断向

36、量地址与定时器T2溢出中断地址相同，定时器T2中断服务子程序通过查询TF2和EXF2来确定引起中断的事件），捕获模式的结构如图6-11所示。53图6-11 定时器T2捕获模式结构图 在该模式下，TL2和TH2无重新装载值。54 （2）自动重装模式（递增/递减计数器） 该模式下，T2计数至溢出时，系统完成以下操作： 将寄存器RCAP2H、RCAP2L中的16位初始值重新装入定时器的TH2、TL2寄存器中，准备开始新一轮计数； 置位寄存器T2CON的TF2位，并向CPU发送中断请求信号。 计数过程中，计数的方向由T2MOD寄存器中的DCEN位（递减计数使能位）决定。当DCEN=0时，定时器T2默认

37、为递增计数；当DCEN=1时，定时器T2可通过T2EX引脚来确定递增或递减计数。55 如图6-12所示，当DCEN=0时，定时器T2自动递增计数。如果EXEN2=0，定时器T2计数至最大值0FFFFH后溢出并置位TF2，然后将RCAP2L和RCAP2H中的16位值装入定时器T2。RCAP2L和RCAP2H的值是通过软件预设的。图6-12 定时器T2自动重装模式（DCEN=0）56 如图6-13所示，DCEN=1时，定时器T2可实现递增或递减计数。此模式通过T2EX引脚控制计数方向。当T2EX置1时，定时器T2递增计数，计数到0FFFFH后溢出并置位TF2，同时产生中断。定时器T2的溢出将使RC

38、AP2L和RCAP2H中的16位值作为重新装载值放入TL2和TH2中。 当T2EX置0时，定时器T2递减计数。TL2和TH2计数至与RCAP2L和RCAP2H的数值相等时发生下溢，此时置位TF2并产生中断。下溢后将值0FFFFH重新装入TL2和TH2中。图6-13 定时器T2自动重装模式（DCEN=1）57586.3.1数据传输概念6.3.2串口的工作模式6.3.3SCON控制寄存器6.3.4比特率设定方法6.3.5多处理器间的数据传输6.3.6串口通信应用编程59 数据传输可分为并行式传输与串行式传输两种。并行式传输是指同时传输多个位（通常是8位），其特点是传输速度比较快，但连接两个系统之间

39、的传输线必须有多条，线路费用相对较高，线路阻抗匹配、噪声等问题也比较多，所以不适合远距离传输。串行传输是每次只传输一位数据，它只需要两条传输线，因而比较适合长距离的通信。 实际应用中，究竟采用哪种传输方式需要根据数据量和实际情况来确定。例如，单片机的P0P3口，一般都是同时输入/输出8个位，它们属于近距离的并行式数据传输；若要将单片机中的数据传送给其他设备，则可以采用串行式数据传输。 串行式数据传输分为单工、半双工及全双工通信。单工通信：信号只能向一个方向传输，任何时候都不能改变信号的传输方向。半双工通信：信号可以双向传输，但在某一时刻，数据只能向一个方向传输。它实际上是一种切换方向的单工通信

40、。全双工通信：信号可以同时双向传输。60 3种通信方式如图6-14所示。（a）单工通信（b）半双工通信（c）全双工通信图6-14 3种通信方式 我们通常以每秒传输多少位（bit/s）来衡量串行数据传输的速度，该速度又称为比特率。例如，电脑的USB接口是串行传输方式，USB2.0的理论传输速度可达480MB/s，但实际传输速率远小于该值。61 51单片机提供了一个全双工的通用异步串行端口（简称UART），其内部结构如图6-15所示。该串口能够同时完成数据的接收和发送。图6-15 串口内部结构62 接收数据时，RXD引脚将每一位到来的数据存放在接收缓冲寄存器SBUF中，存满8位数据后将产生中断，在

41、中断子程序中CPU把SBUF中的8位数据取出并处理。传送数据时，CPU先将要发送的数据放入发送缓冲寄存器SBUF中，然后通过TXD引脚将每个数据位逐一传送到目的地。 接收数据的SBUF和发送数据的SBUF是两个不同的寄存器。对用户来说，只能通过指令的操作方向来区分是发送缓冲SBUF还是接收缓冲SBUF。 51单片机的串行端口有4种工作模式：Mode0，Mode1，Mode2和Mode3，各模式的工作方式说明如下。 1Mode0 Mode0 工作模式下串口以固定比特率传输数据，其比特率为OSC/12（OSC为系统时钟脉冲频率），若时钟频率为12MHz，则其比特率为1Mbit/s。在此模式下，无论

42、是接收数据还是发送数据，CPU的RXD引脚都连接串行数据线，TXD引脚连接移位脉冲线。63 接收数据时，由TXD引脚送出移位脉冲，而由RXD引脚接收串行数据，如图6-16所示。发送数据时，也是由TXD引脚送出移位脉冲，而由RXD引脚送出串行数据，如图6-17所示。图6-16 接收数据 图6-17 传送数据64 2Mode1 Mode1 工作模式是比特率可变的数据传输方式，其比特率可由T1控制。在此模式下，51单片机的RXD引脚连接通信对象的TXD引脚，单片机的TXD引脚连接通信对象的RXD引脚，如图6-18所示。图6-18 Mode1串行数据传输65 Mode1工作模式下，传输的每帧数据有10

43、位，包括1位起始位、8位数据位以及1位停止位，如图6-19所示。数据传输从起始位（低电平）开始，紧接着传输8位数据位（低位在前，高位在后），最后以停止位（高电平）预告本帧数据传输结束。起始位和停止位在数据发送时是自动插入的。图6-19 Mode1的数据串格式66 3Mode2 Mode2 工作模式是串行数据以OSC/32或OSC/64的比特率进行传输，其线路的连接方式与Mode1相同。该工作模式下，每帧数据由1个起始位、8个数据位、1个奇偶校验位以及1个停止位构成，如图6-20所示。图6-20 Mode2 的数据串格式 发送数据时，奇偶校验位TB8（即SCON寄存器中的TB8）取自程序状态寄存

44、器PSW中的奇偶标志位P位；接收数据时，奇偶校验位直接移入SCON寄存器中的RB8中。 4Mode3 Mode3工作模式是以可变比特率进行的串行数据传输，其比特率由Timer1来控制。除此之外，Mode2与Mode3几乎完全一样。67串口控制寄存器（简称SCON）是一个8位的可位寻址寄存器，如图6-21所示。图6-21 SCON寄存器 各数据位含义如下： SM0与SM1：这两位用于设置串口的工作模式。串口的工作模式共有4种，如表6-10所示。每种工作模式的功能都是不同的，其对应的比特率也不相同。SM1SM0工作模式功能比特率00Mode0移位寄存器OSC/1201Mode110位的UART可变

45、比特率10Mode211位的UARTOSC/32或OSC/6411Mode311位的UART可变比特率表6-10 定时器工作模式设定表68SM2：本位为多重处理器通信启用位，若串口工作在Mode0模式下，SM2=0。串口工作在Mode1模式时，若SM2=1且收到了有效的停止位，则RI=1（产生RI中断），否则RI=0。若工作在Mode2或Mode3模式下，若SM2=1且收到的第9位为1，则RI=1（产生RI中断）；若收到的第9位为0，则RI=0。REN：该位为串行数据接收允许位，REN=1，允许接收数据；REN=0，停止接收数据。TB8：Mode2或Mode3模式传送数据时，本位为第9个传送位

46、，可用软件来设定或清除。RB8：串口工作在Mode2或Mode3模式下，接收数据时该位为第9个接收位；工作在Mode1模式时，若SM2=0，则该位为停止位；若工作在Mode0模式时，该位无作用。69TI：该位为传送中断标志位，中断结束后，该位并不会自动恢复为0，必须由软件清除。在Mode1，Mode2或Mode3模式下，若停止位数据完成传送，则该位自动设定为1，并产生TI中断；在Mode0模式下，若第8位数据完成传送，则该位自动设定为1，并产生TI中断。RI：该位为接收中断标志位，中断结束后，该位不会自动恢复为0，必须由软件进行清除。在Mode1，Mode2或Mode3模式下，若停止位接收完毕

47、，则该位自动设定为1，并产生RI中断；在Mode0模式下，若第8位数据接收完毕，则该位自动设定为1，并产生RI中断。 701Mode0该模式下的比特率完全由系统的时钟脉冲频率决定，其值固定为OSC/12，不能通过软件进行更改。2Mode2在Mode2模式下，比特率可设定为OSC/32或OSC/64，即：比特率=(2SMOD)OSC/64其中SMOD是PCON寄存器中的最高位（bit7），若SMOD为0，则比特率为OSC/64；若SMOD为1，则比特率为OSC/32。以12MHz的系统为例： 若SMOD=0，则比特率=(2012M)/64=187.5k(bit/s)； 若SMOD=1，则比特率=

48、(2112M)/64=375k(bit/s)。713Mode 1或Mode3在Mode1或Mode3模式下，比特率可由定时器Timer1的溢出脉冲控制。以Timer1采用具有自动加载功能的Mode2为例，其产生的比特率为： 在时钟频率为11.0592MHz的系统下，若想要产生19.2kbit/s的比特率，且SMOD=1，则有： 可计算出256TH1=3，TH1=253=0 xfd。72常用的比特率与设定参数对照如表6-11所示。比特率（bit/s）OSCSMODTH162.5k12MHz10 xff19.2k11.0592MHz10 xfd960011.0592MHz00 xfd480011.

49、0592MHz00 xfa240011.0592MHz00 xf4120011.0592MHz00 xe8137.511.0592MHz00 x1d表6-11 比特率与参数对照73 单片机的串口主要用于单片机与通用计算机之间的通信、单片机间的通信和主从结构的分布式控制系统间的通信。 串行通信可以一对一进行，也可以一对多进行通信。8051单片机支持多处理器之间的数据传输，硬件连接如图6-22所示，主处理器的TXD线与每个从处理器的RXD线连接，主处理器的RXD线与每个从处理器的TXD线连接。为了使主处理器能够正确地找到相应的从处理器并与之通信，在通信之前应对每个从处理器都分配一个地址编码。图6-

50、22 主从式处理器结构74 当51单片机的串口工作于Mode2或Mode3模式时，若主处理器要传输数据给某个从处理器，需要先发送从处理器的地址字节（address byte）到TXD数据线上。此时，所有的从处理器都将产生中断，然后将接收到的地址与自己的地址做对比，若两者相同，则将SM2位置0，准备继续接收数据字节；若不同，则不再接收数据。 数据字节与地址字节的差别体现在传输数据的第9位上，若第9位为1，表示该数据为地址字节；若第9位为0，表示该数据为数据字节。当从处理器的SM2位为1时，如果接收到的是地址字节，将会产生中断；如果接收到的是数据字节，则不会产生中断。75【例6-4】编写程序，使单

51、片机的串口向上位机发送40H44H存储单元中的数据。 初始化时，设置比特率为4800，串口工作方式为Mode1，发送的数据个数为5个。将数据逐个放入发送缓冲器SBUF中并通过串口发送给上位机。 【参考代码】;*;串行口发送数据;*ORG 0000HAJMP MAINORG 0100H76【例6-4】编写程序，使单片机的串口向上位机发送40H44H存储单元中的数据。 MAIN: MOV 40H, #1; 给存储单元40H44H赋值#1#5 MOV 41H, #2 MOV 42H, #3 MOV 43H, #4 MOV 44H, #5 MOV SCON, #50H; 工作方式1 MOV PCON,

52、 #80H; 比特率加倍 MOV TMOD, #20H; 定时器T1工作方式2，自动重装初值 MOV TH1, #0F3H MOV TL1, #0F3H; 定时器比特率设置为4800 SETB TR1 MOV R0, #40H; 首地址发送 MOV R7, #5 ; 数据个数77【例6-4】编写程序，使单片机的串口向上位机发送40H44H存储单元中的数据。 LOOP: MOV A, R0 MOV C, PSW.0 MOV TB8, C MOV SBUF, A ; 数据启动发送WAIT: JBC TI, NEXT; 判断发送中断标志 SJMP WAITNEXT: INC R0 DJNZ R7,

53、LOOP RET END78程序上位机软件测试效果如图6-23所示。图6-23 上位机串口调试助手接收到的数据79【例6-5】编写一个串口接收数据程序，将接收到的5个数据送入片内RAM的40H44H单元中。 初始化时，设置串口比特率为2400，T1作为比特率发生器，工作于Mode2模式下，SMOD=0。计数常数为0E6H。接收到数据后，先判断数据的奇偶校验位，如果两者一致，则将数据送入接收缓冲器SBUF中，同时通过P1口进行显示。 【参考代码】;*; 此程序为接收数据功能，比特率为2400，SMOD=1，定时器T1工作方式为Mode2; 将接收到的数据存放于40H之后的地址;*80【例6-5】

54、编写一个串口接收数据程序，将接收到的5个数据送入片内RAM的40H44H单元中。 RVE: MOV TMOD, #20H; T1工作方式2，自动重装初值 MOV TH1, #0E6H; 比特率为2400时，定时器T1赋的初始值 MOV TL1, #0E6H SETB TR1; 启动定时器T1 MOV R0, #40H; 数据存放首地址 MOV R7, #5; 5个数据 MOV PCON, #80H; SMOD=1，比特率加倍 MOV SCON, #0D0H; 串行口工作方式3,允许接收WAIT: JBC RI, PR; 等待接收到数据 SJMP WAIT81【例6-5】编写一个串口接收数据程序

55、，将接收到的5个数据送入片内RAM的40H44H单元中。PR: MOV A, SBUF; 接收到数据后 JNB PSW.0, PNP; 奇偶校验位判断，RB8=1 JNB RB8, ERR; 发送到奇偶校验位与接收到的奇偶校验位不符; 转出错处理 SJMP RIGHTPNP: JB RB8, ERR RIGHT: MOV R0, A ; 数据读入累加器;*此段程序为接收测试数据送P1口显示测试程序* MOV P1, A; 接收到的数据送P1口显示 CLR TI; 清除发送标志 MOV SBUF, A; 将刚接收到的数据再次送到上位机WAIT1: JBC TI, NEXT; 等待发送完成 SJM

56、P WAIT182【例6-5】编写一个串口接收数据程序，将接收到的5个数据送入片内RAM的40H44H单元中。;*NEXT: INC R0; 准备存下一个数据 DJNZ R7, WAIT; 判断5个数据是否发送完成 CLR PSW.5; 正确接收完5个字节数据后清标志F0=0 SJMP EN ERR: SETB PSW.5EN: NOP RET;*延时1S子函数*DELAY: MOV R7, #0A7H83【例6-5】编写一个串口接收数据程序，将接收到的5个数据送入片内RAM的40H44H单元中。DL1: MOV R6, #0ABHDL0: MOV R5, #10H DJNZ R5, $ DJ

57、NZ R6, DL0 DJNZ R7, DL1 NOP RET END84串口调试助手接收到的数据如图6-24所示。图6-24 串口调试助手上接收到的数据85【例6-6】编写一个双机通信程序，设置一个甲机、一个乙机，双机连接方式如图6-25所示，甲机发送，乙机接收。 通信时，甲机的RXD引脚连接乙机的TXD引脚，TXD引脚连接对方的RXD引脚。 对于甲机而言，在初始化时设置定时器的工作方式、比特率，并发送约定的字符0CCH。发送完毕后，等待接收乙机发送过来的字符0DDH，如果接收到正确的验证字符0DDH，甲机就开始发送准备好的数据了。 对于乙机而言，初始化后，等待甲机发送的字符0CCH，如能接

58、收到正确的字符，则发给甲机一个0DDH字符，甲机接收0DDH字符后，乙机开始等待甲机发送数据，数据接收完成后再通过LED流水灯显示出来。 图6-25 双机连接方式86【例6-6】编写一个双机通信程序，设置一个甲机、一个乙机，双机连接方式如图6-25所示，甲机发送，乙机接收。 【甲机参考代码】;*;双机通信程序，甲机为发送数据程序，乙机为接收数据程序;*ORG 0000H AJMP FSORG 0023H; 串行中断入口地址SJMP LLORG 0050HFS: NOP NOPNOP 87【例6-6】编写一个双机通信程序，设置一个甲机、一个乙机，双机连接方式如图6-25所示，甲机发送，乙机接收。

59、 ;*给待发送到地址单元赋初始值*MOV 30H, #01MOV 31H, #02MOV 32H, #03MOV 33H, #04 MOV 34H, #05;*设置定时器工作方式2* MOV TMOD, #20H; 定时器T1工作方式2，自动重装初始值MOV TH1, #0F3HMOV TL1, #0F3H; 设置定时器比特率MOV SCON, #50H; 设置串行口工作方式1，10位，允许接收88【例6-6】编写一个双机通信程序，设置一个甲机、一个乙机，双机连接方式如图6-25所示，甲机发送，乙机接收。 MOV PCON, #00H; 比特率不加倍SETB TR1; 启动定时器T1SJMP LL; 添加的LL: MOV A, #0CCH; 发送约定字符0CCHMOV SBUF, AJNB TI, $; 等待发送结束CLR TI; 发送结束，清发送标志JNB RI, $; 等待接收字符0DDHCLR RI; 清接收标志MOV A, SBUF; 接收乙机发送来的字符XRL A, #0DDH; 核对乙机发送来的字符是否是0DDHJN