8051内部资源C编程.ppt

1、8051内部资源的C编程,工程训练中心,授课老师：明显诚,8051内部资源的C编程,1. 中断,1.1 中断源,1、8051单片机有5个中断，增加很少的硬件就可把各种硬件中断源线或称为一个外部中断输入，然后再顺序检索引起中断的特定源； 2、8051有两个中断优先级，每个中断源的优先级可以编程控制，中断允许受到CPU开中断和中断源开中断的两级控制；,1.1 中断源,3、8051单片机的5个中断源： 1)外部中断请求0，由INT0输入； 2)外部中断请求1，由INT1输入； 3)片内定时器/计数器0溢出中断请求； 4)片内定时器/计数器1溢出中断请求； 5)片内串行口发送/接收中断请求；,1.1

2、中断源,4、每个中断源是否产生中断，由对应的多个中断请求触发器实现，分别由SFR中的TCON和SCON相应位锁存； 1)定时器/计数器控制寄存器TCON：,1.1 中断源,IT0、IT1外部中断0，1触发方式选择位；软件设置；1下降沿触发，高电平到低电平的跳变；0电平触发，低电平可引起中断； IE0、IE1外部中断0，1请求标志位；当产生中断请求时由硬件置位，CPU响应中断后，由硬件清除；,1.1 中断源,TF0、TF1定时器/计数器0，1溢出中断请求标志；当定时/计数溢出时由硬件置位，CPU响应中断后由硬件清除；,1.1 中断源,2)串口控制寄存器SCON RI串行口接收中断标志位，串行口接

3、收完一帧数据后请求中断，由硬件置位，置位后由软件清“0”； TI串行口发送中断请求标志位，当串行口发送完一帧数据后请求中断由硬件置位，由软件清零；,1.2 中断的控制,1、中断的控制管理通过寄存器IE和IP编程实现 中断允许寄存器IE： EX0,EX1：外部中断0，1的中断允许位；1开中断，0关中断； ET0,ET1：定时器/计数器0，1溢出中断允许位，1开中断，0关中断；,中断允许寄存器IE,1.2 中断的控制,ES,串行口中断允许位,1串行口开中断，0串行口关中断； ET2，定时器/计数器2溢出中断允许位，1T/C2开中断，0T/C2关中断； EA，CPU开/关中断控制位；,中断允许寄存器

4、IE,1.2 中断的控制,2、中断优先级寄存器IP 当系统中有多个中断源同时请求中断时，CPU按中断源的优先级别，由高到低分别响应； PX0,PX1，外部中断0，1中断优先级控制位；1高优先级，0低优先级 PT0,PT1，定时器/计数器0，1中断优先级控制位； PS，串行口中断优先级控制位；,中断优先级寄存器IP,1.2 中断的控制,8051被复位后，5个中断源都在同一个优先级，若此时其中几个中断源同时产生中断，CPU按照硬件优先级链路顺序响应中断； 外部中断0 定时器/计数器0 外部中断1 定时器/计数器1 串行口中断,高 低,1.3 中断响应,响应中断的阻止条件： 1)CPU正在处理同级或

5、更高级的中断； 2)正在执行的是RETI或是访问IE或IP指令； 3)现行机器周期不是所执行指令的最后一个机器周期；,1.3 中断响应,CPU响应中断后执行如下操作： 1)硬件清除相应的中断请求标志； 2)执行一条硬件子程序，保护断点，并转向中断服务程序的入口地址； 3)结束中断时执行RETI指令，恢复断点，返回主程序；,1.3 中断响应,各中断服务程序入口地址： 1) 外部中断0 0003H 2) 定时器/计数器0 000BH 3) 外部中断1 0013H 4) 定时器/计数器1 001BH 5) 串行口中断 0023H 各中断程序的入口地址仅间隔8个字节，编译器在这些地址放入无条件转移指令

6、，跳转到服务程序的实际地址；,1.4 寄存组切换,当一个特定的任务正在执行，如果遇到更紧急的任务时，在一个具有优先级的系统中，CPU假定第一个任务已经完成，立即处理新任务； 转向新任务后，所使用的通用寄存器破坏了第一个任务使用的中间信息；为避免错误发生，使用上下文切换； 8051有4个寄存器组，每组8个字节，分配R0R7对应8个字节；(PSW中的两位RS0与RS1来设置)，寄存器组使得有非常快的上下文切换,1.4 寄存组切换,当发生中断任务时，采用不同的寄存器组，一个任务的8个字节保留，另一个不同的8个字节用在新任务中； 除了PSW中的两位设置外，也可采用using指令指定；,1.4 寄存组切

7、换,中断服务程序的完整语法如下： 返回值 函数名 (参数) 模式重入interrupt n using n Interrupt后接一个031的常整数，不允许使用表达式；,1.4 寄存组切换,中断不允许用于外部函数，它对目标函数代码的影响如下： 1)当调用函数，SFR中的ACC,B,DPH,DPL和PSW入栈； 2)如果不使用寄存器组切换，中断函数所使用的所有工作寄存器都入栈； 3)函数退出前，所有寄存器出栈； 4)函数由8051的指令“RETI”终止；,1.5 中断编程,中断服务程序仅设标志保存I/O输入状态 #include #define uchar unsigned char; ucha

8、r status; void service_int1(void) interrupt 2 using 2; flag=1; status=p1; ,1.5 中断编程,void main(void) IP=0 x04;/*置INT1高优先级中断*/ IE=0 x84;/*INT1开中断，CPU开中断*/ for( ; ; ) if(flag) switch(status) case 0: break; case 1: break; default: break; flag=0; ,1.5 中断编程,实际上，C51编译器及其C51语言允许对中断所有方面的控制和寄存器组的使用，只需在高级用户编程方

9、式下，关心中断及必要的寄存器组切换；,2. 定时器/计数器（T/C）,2.1 与T/C有关的特殊功能寄存器,1、即可编程作定时器，又可作计数器使用，若是计数内部晶振驱动时钟，即定时器用；若是计数8051的输入管脚的脉冲信号，即计数器用； 2、与T/C有关的特殊功能寄存器包括 1)计数寄存器TH和TL，TH是16位，计数寄存器由高8位和TL低8位构成，定时器/计数器的初始值由TH和TL设置；,2.1 与T/C有关的特殊功能寄存器,2)定时器/计数器控制寄存器TCON TR0，TR1，T/C启动控制位，1启动，0停止； TCON复位后清零，T/C需受软件控制才能启动，当计数满溢出时，产生向高位进位

10、TF溢出中断请求标志；,2.1 与T/C有关的特殊功能寄存器,3)T/C方式控制寄存器TMOD C/T计数器或定时器选择位，1计数器，0定时器； GATE门控信号，1T/C的启动受双重控制，即TR和INT同时为高；0T/C的启动仅受TR的控制；,2.1 与T/C有关的特殊功能寄存器,M1和M0，工作方式选择位,2.1 与T/C有关的特殊功能寄存器,4)定时器/计数器2控制寄存器 TF2，溢出标志，必须由软件清零； EXF2，T/C2外部标志，当EXEN2=1，且T2EX引脚上出现负跳变引起捕获或重装载时置位，EXF2要靠软件来清除； RCLK,接受时钟标志，1用定时器2溢出作为串行口的接收时钟

11、，0定时器1溢出脉冲作接收时钟；,2.1 与T/C有关的特殊功能寄存器,TCLK，发送时钟标志，1定时器2溢出脉冲作为串行口的发送时钟，0定时器1的溢出脉冲作为发送时钟； EXEN2，T/C2外部允许标志，1若定时器2未作串行口的波特率发生器，T2EX端的负跳变引起T/C2的捕获或重装载；0T2EX端的外部信号不起作用；,2.1 与T/C有关的特殊功能寄存器,TR2，T/C2运行控制位；1启动，0停止； C/T2，计数器或定时器选择位，1计数器，0定时器； CP/RL，捕获/重载标志，1当EXEN2=1，且T2EX端的信号负跳变，发生捕获操作；0若定时器2溢出，或EXEN2=1条件下T2EX端

12、信号负跳变，都会造成自动重装载操作；,2.2 定时器/计数器的工作方式,1、方式0 为13位的T/C，TH由高8位提供，TL由低5位提供，满计数值为2的13次方； C/T=0时，T/C定时器用，振荡源的12分频的信号作为计数脉冲；当C/T=1，T/C为计数器，对外部脉冲输入端T0或T1输入的脉冲计数； 当GATE=0，TR=1，则T/C启动；当GATE=1，启动受TR和INT双重控制；,2.2 定时器/计数器的工作方式,1、方式0 当13位计数满时，TH向高位进位，此进位将中断溢出标志TF置1，产生中断请求，表示定时时间到或是计数次数到； 若T/C开中断，且CPU开中断，当CPU响应中断服务程

13、序后，TF自动清零；,2.2 定时器/计数器的工作方式,2、方式1 方式1与方式0基本相同，唯一区别在于计数寄存器的位数是16位的，由TH和TL寄存器各提供8位，满计数值为2的16次方；,2.2 定时器/计数器的工作方式,3、方式2 8位的可自动重装的T/C，满计数值为2的8次方； 方式0，1中，当需要进行下一次定时/计数时，需用软件向TH和TL中重装预置计数初值； 方式2中，TH和TL被当做两个8位计数器，TH寄存8位初值保持不变，由低8位TL进行计数，当计数溢出后，除产生溢出中断请求外，还自动将TH中初值重装到TL中，实现自动装载；,2.2 定时器/计数器的工作方式,4、方式3 只适用于T

14、/C0，TH0和TL0成为两个独立的计数器； TL0可作定时器/计数器，占用T/C0在TCON和TMOD寄存器中的控制位和标志位； TH0只能做定时器用，占用T/C1的资源TR1和TF1； 只有将T/C1用作串行口波特率发生器，T/C0才工作在方式3，以便增加一个定时器；,2.3 定时器/计数器的初始化,1、初始化步骤： 1)确定T/C的工作方式编程TMOD寄存器； 2)计算T/C的计数初值，并装载到TH和TL中来； 3)T/C在中断方式时，须开CPU中断和源中断编程IE寄存器； 4)启动定时器/计数器编程TCON和TR1或TR0位；,2.3 定时器/计数器的初始化,2、计数初值计算 (1)定

15、时器计数初值，定时器方式下，T/C是对机器脉冲计数，跟晶振频率有关； 方式0 13位定时器最大定时间隔= =16.384ms 方式1 16位定时器最大定时间隔= =131.072ms 方式2 8位定时器最大定时间隔= =512us,2.3 定时器/计数器的初始化,若使T/C工作在定时器方式1，要求定时1ms，求计数初值。设计数初值为x，则有：,2.3 定时器/计数器的初始化,(2)计数器的计数初值 方式0 13位计数器的满计数值= =8192； 方式1 16位计数器的满计数值= =65536； 方式2 8位计数器的满计数值= =256；,2.3 定时器/计数器的初始化,(2)计数器的计数初值

16、若使T/C工作在计数器方式2，要求计数10个脉冲的计数初值，设计数初值为x，则有：,2.4 定时器/计数器的应用举例,1、设单片机的fosc=12MHz，要求在P1.0引脚上输出周期为2ms的方波? 周期为2ms的方波要求定时间隔为1ms，每次定时时间到P1.0取反； (1)用定时器0的方式1编程，采用查询方式； #include sbit P1_0=P10; void main(void) TMOD=0 x01; TR0=1;,2.4 定时器/计数器的应用举例,for( ; ; ) TH0=0 xFC;/*根据计算的定时器初值而定*/ TL1=0 x18; do while(!TF0); P

17、1_0！=P1_0; TF0=0; ,2.4 定时器/计数器的应用举例,(2)用定时器0的方式1编程，采用中断方式 #include sbit P1_0=P10； void Timer0_INT(void) interrupt 1 using 1 P1_0 !=P1_0; TH0=0 xFC; TL0=0 x18; ,2.4 定时器/计数器的应用举例,void main(void) TMOD=0 x01; P1_0=0; TH0=0 xFC; TL0=0 x18; EA=1; ET0=1; TR0=1; while(1); ,2.4 定时器/计数器的应用举例,2、在P1.7端接有一个发光二极管

18、，要求利用T/C控制，使用LED亮一秒，灭一秒，周而复始？ 因为定时1秒，T/C的三种工作方式不能满足定时间隔，对于较长时间的定时，应采用复合定时的方法； 使T/C0工作在定时器方式1，定时100ms，定时时间到后P1.0取反，即P1.0端输出周期为200ms的方波脉冲； 同时设T/C1工作在计数器方式2，对T1输入的脉冲计数，当计数满5次，定时1s时间到将P1.7端反相，改变灯的状态；,2.4 定时器/计数器的应用举例,#include sbit P1_0=P10; sbit P1_7=P17; void Timer0_INT(void) interrupt 1 using 1 P1_0 !

19、 = P1_0; TH0= TL0= void Timer1_INT(void) interrupt 3 using 2 P1_7 != P1_7; ,2.4 定时器/计数器的应用举例,main( ) P1_7=0; P1_0=1; TMOD=0 x61; TH0=0 x3C; TL0=0 xB0; TH1=-5; TL1=-5; IP=0 x08; EA=1;ET0=1;ET1=1;TR0=1;TR1=1; while(1); ,3. 串行口,3.1 与串行口有关的特殊功能寄存器,1、串行口控制寄存器SCON,3.1 与串行口有关的特殊功能寄存器,SM2，多机通信控制位（方式2，3），1只有

20、接收到第9位为1，RI才置位；0接收到字符RI就置位； REN，串行口接收允许位，1允许串行口接收，0禁止接收； TB8，方式2，3，为发送的第9位数据； RB8，方式2，3，为接收到的第9位数据； TI，发送中断标志，硬件置位，软件清零； RI，接收中断标志，硬件置位，软件清零；,3.1 与串行口有关的特殊功能寄存器,2、电源控制寄存器PCON SMOD，串行口波特率加倍位；1方式1，3波特率=定时器1溢出率/16；方式2波特率为fosc/32；0方式1，3波特率=定时器1溢出率/32；方式2波特率为fosc/64； GF0、GF1：两个通用标志位； PD、IDL：CHMOS器件的低功耗控制位；,3.2 串行口的工作方式,1、方式0 方式0为移位寄存器输入/输出方式，串行数据通过RXD输入/输出，TXD用于输出移位时钟脉冲。 方式0时，收发的数据为8位，低位在前； 发送是以写SBUF寄存器指令开始，8位输出结束时TI被置位； 接收是在REN=1和RI=0同时满足时开始的，接收数据装入SBUF中，结束时RI被置位；,3.2 串行口的工作方式,2