单片机原理及应用(C51版)第5章MCS-51单片机

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项目 一 汽车单片机原理应用(任务五 MCS-51单片机系统扩展)

项目 一 汽车单片机原理应用(任务五 MCS-51单片机系统扩展)

(3) MCS-51单片机系统地址空间的分配 系统空间分配:通过适当的地址线产生各外部扩展器件的片 选/使能等信号就是系统空间分配。
编址:编址就是利用系统提供的地址总线,通过适当的连接, 实现一个编址惟一地对应系统中的一个外围芯片的过程。编 址就是研究系统地址空间的分配问题。
片内寻址:若某芯片内部还有多个可寻址单元,则称为片内 寻址。
2)全地址译码法
利用译码器对系统地址总线中未被外扩芯片用到的高位 地址线进行译码,以译码器的输出作为外围芯片的片选信 号。常用的译码器有:74LS139,74LS138,74LS154等。 优点是存储器的每个存储单元只有惟一的一个系统空间地 址,不存在地址重叠现象;对存储空间的使用是连续的, 能有效地利用系统的存储空间。缺点是所需地址译码电路 较多,。全地址译码法是单片机应用系统设计中经常采用 的方法。
1。程序和数据之和不大于 存储器总容量。 2。程序必须存放在低地址,
数据存放在高地址。
三、并行I/O口扩展 MCS-51单片机具有四个并行8位I/O口原理均可用做双向并行 I/O接口,但在实际应用中,可提供给用户使用的I/O口只有P1 口和部分P3口线及作为数据总线用的P0口。在单片机的I/O口 线不够用的情况下,可以借助外部器件对I/O口进行扩展 (1)概述 1)单片机I/O口扩展方法 并行I/O口扩展的目的:为外围设备提供一个输入输出通道。 ①并行总线扩展的方法 ②串行口扩展方法(只介绍总线扩展方式下I/O接口扩展方法) ③I/O端口模拟串行方法
二、存储器的扩展 存储器是计算机系统中的记忆装置,用来存放要运行的程 序和程序运行所需要的数据。单片机系统扩展的存储器可分为 程序存储器和数据存储器两种类型。
(1)MCS-51单片机对外部存储器的扩展应考虑的问题

单片机原理及应用教程(C语言版)-第5章 MCS-51单片机的中断系统

单片机原理及应用教程(C语言版)-第5章 MCS-51单片机的中断系统

5.2.5 中断允许控制
例5-1 假设允许INT0、INT1、T0、T1中断,试 设置IE的值。 (2)汇编语言程序 按字节操作: MOV IE,#8FH 按位操作: SETB EX0 ;允许外部中断0中断 SETB ET0 ;允许定时器/计数器0中断 SETB EX1 ;允许外部中断1中断 SETB ET1 ;开定时器/计数器1中断 SETB EA ;开总中断控制位
IP (B8H)
D7 —
D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 — PT2 PS PT1 PX1 PT0 PX0
PT2:定时器/计数器T2的中断优先级控制位 PT2设置1则T2为高优先级,PT2设置0则T2为 低优先级。 后面各位均是如此,设置1为高优先级,设置0 为低优先级,不再一一赘述。 PS:串行口的中断优先级控制位。 PT1:定时器/计数器1的中断优先级控制位。 PX1:外部中断1的中断优先级控制位。 PT0:定时器/计数器0的中断优先级控制位。 PX0:外部中断0的中断优先级控制位。
5.2.4 中断请求标志
4.定时器/计数器T2中断请求标志
T2CON D7 D6 D5 (C8H) TF2 EXF2 D4 D3 D2 D1 D0
EXF2:定时器/计数器2的外部触发中断请求标志 位。T2以自动重装或外部捕获方式定时、计数,当 T2EX(P1.1)引脚出现负跳变时,TF2由硬件置1, 向CPU请求中断,CPU响应中断后,EXF2不会被硬 件清0,需要在程序中以软件方式清0。
5.2.3 外中断触发方式
TCON格式如下:
D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0
TF1 TR1 TF0 TR0 IE1 IT1 IE0 IT0
IT0=1,外中断0为下降沿触发 CPU在每一个机器周期的S5P2期间对P3.2引 脚采样,若上一个机器周期检测为高电平,紧挨着 的下一个机器周期为低电平,则使IE0置1。 IT1:外中断1触发方式控制位。功能同IT0

MCS51单片机第5章

MCS51单片机第5章

中断优先级处理原则
同时发生多个中断申请时 多个中断申请时: 对同时发生多个中断申请时: 不同优先级的中断同时申请(很难遇到) ☞不同优先级的中断同时申请(很难遇到) ——先高后低 先高后低 相同优先级的中断同时申请(很难遇到) ☞相同优先级的中断同时申请(很难遇到) ——按序执行 按序执行 ☞正处理低优先级中断又接到高级别中断 ——高打断低 高打断低 ☞正处理高优先级中断又接到低级别中断 ——高不理低 高不理低
MCS-51单片机的中断系统 MCS-51单片机的中断系统 计算机与外设之间交换信息的方式: 计算机与外设之间交换信息的方式: 无条件传送方式:外设对计算机来说总是准备好的。 (1)无条件传送方式:外设对计算机来说总是准备好的。 (2)查询传送方式:传送前计算机先查询外设的状态, 查询传送方式:传送前计算机先查询外设的状态, 若已经准备好就传送,否则就继续查询/等待。 若已经准备好就传送,否则就继续查询/等待。 中断传送方式: (3)中断传送方式:外设通过申请中断的方式与计算 机进行数据传送。 机进行数据传送。 直接存储器存取方式(DMA) (DMA): (4)直接存储器存取方式(DMA):传送数据的双方直 接通过总线传送数据, 不经CPU中转。 CPU中转 接通过总线传送数据, 不经CPU中转。
中断请求的撤除
为了避免中断请求标志没有及时撤除而造成的重复响应同一中 断请求的错误, CPU在响应中断时必须及时将其中断请求标志 断请求的错误, CPU在响应中断时必须及时将其中断请求标志 位撤除。 位撤除。
申请标志 IE0 TF0 IE1 TF1 RI/TI TF2
中断矢量 0003H 000BH 0013H 001BH 0023H 002BH
中断优先级 最高优先级
最低优先级

第05章 MCS-51单片机的中断与定时(1-4)

第05章 MCS-51单片机的中断与定时(1-4)

2
1
TH0
;P1.0输出“0” ;P1.0输出“1”
5.2 MCS-51单片机的中断系统
五、外中断应用举例
1. 中断初始化程序
设置外中断源的触发方式 设置中断允许寄存器IE 设置中断优先级寄存器IP
2. 中断服务程序
保护现场 中断处理 恢复现场
23/65
5.2 MCS-51单片机的中断系统
【例5-3】 设外部中断0为下降沿触发方 式,高优先级,试编写中断初始化程序
5.2 MCS-51单片机的中断系统
【例5-4】 将单脉冲接到外中断0(INT0)引脚,利 用P1.0作为输出,经反相器接发光二极管。编写程 序,每按动一次按钮,产生一个外中断信号,使发 光二极管的状态发生变化,由亮变暗,或反之
P1.0 单脉冲 发生器 INT0
1
+5V
8031
26/65
5.2 MCS-51单片机的中断系统
串口:0023H
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5.2 MCS-51单片机的中断系统
四、中断请求的撤除
1.定时/计数器中断请求标志TF0/TF1会自动撤除 2.串行口中断请求标志TI/RI要用指令撤除
CLR TI ;清TI标志位 CLR RI ;清RI标志位
3.负脉冲触发的外中断请求标志IE0/IE1会自动撤除 4.低电平触发的外中断请求信号需要外加电路撤除
下次课前请预习5.3节
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5.3 51单片机的定时器/计数器
MCS-51单片机内部有两个16位定时/计数器 T0和T1,简称定时器0和定时器1
在特殊功能寄存器TMOD和TCON的控制下, 它们既可以设定成定时器使用,也可以设定 成计数器使用
定时/计数器有4种工作方式,具有中断功能, 可以完成定时、计数、脉冲输出等任务

第五章 MCS-51的中断系统

第五章 MCS-51的中断系统

第5章MCS-51单片机的中断系统【例5-1】设允许外部中断0和串行口中断,禁止其它中断源的中断申请。

试根据假设条件设置IE的相应值。

解:⑴用位操作指令来编写如下程序段:SETB EX0 ;允许外部中断0中断SETB ES ;允许串行口中断CLR EX1 ;禁止外部中断1中断CLR ET0 ;禁止定时器/计数器T0中断CLR ET1 ;禁止定时器/计数器T1中断SETB EA ;CPU开中断⑵用字节操作指令来编写:MOV IE, #91H【例5-2】设置中断优先级控制寄存器IP的初始值,使得8031的2个外中断请求为高优先级,其它中断请求为低优先级。

解:⑴用位操作指令SETB PX0;2个外中断为高优先级SETB PX1CLR PS ;串行口、2个定时器为低优先级中断CLR PT0CLR PT1⑵用字节操作指令MOV IP,#05H【例5-3】假设允许外部中断0中断,并设定它为高级中断,其它中断源为低级中断,采用跳沿触发方式。

在主程序中可编写如下程序段:SETB E A ;EA位置“1”,CPU开中断SETB E X0 ;EX0位置“1”,允许外部中断0产生中断SETB P X0 ;PX0位置“1”,外部中断0为高级中断SETB I T0 ;IT0位置“1”,外部中断0为跳沿触发方式【例5-4】根据图5-9的中断服务程序流程,编写出中断服务程序。

假设现场保护只需要将PSW寄存器和累加器A的内容压人堆栈中保护起来。

解一个典型的中断服务程序如下:INT: CLR E A ;CPU关中断PUSH PSW ;现场保护PUSH ASETB E A ;CPU开中断中断处理程序段CLR E A ;CPU关中断POP A ;现场恢复POP PSWSETB E A ; CPU开中断RETI ;中断返回,恢复断点上述程序有几点需要说明的是:⑴本例的现场保护假设仅仅涉及到PSW和A的内容,如果还有其它的需要保护的内容,只需要在相应的位置再加几条PUSH和POP指令即可。

单片机原理及应用课后习题参考答案~章

单片机原理及应用课后习题参考答案~章

《单片机原理及应用》习题答案第一章计算机基础知识1-1 微型计算机主要由哪几部分组成?各部分有何功能?答:一台微型计算机由中央处理单元(CPU)、存储器、I/O接口及I/O设备等组成,相互之间通过三组总线(Bus):即地址总线AB、数据总线DB和控制总线CB来连接。

CPU由运算器和控制器组成,运算器能够完成各种算术运算和逻辑运算操作,控制器用于控制计算机进行各种操作。

存储器是计算机系统中的“记忆”装置,其功能是存放程序和数据。

按其功能可分为RAM和ROM。

输入/输出(I/O)接口是CPU与外部设备进行信息交换的部件。

总线是将CPU、存储器和I/O接口等相对独立的功能部件连接起来,并传送信息的公共通道。

1-3 什么叫单片机?其主要由哪几部分组成?答:单片机(Single Chip Microcomputer)是指把CPU、RAM、ROM、定时器/计数器以及I/O接口电路等主要部件集成在一块半导体芯片上的微型计算机。

1-4 在各种系列的单片机中,片内ROM的配置有几种形式?用户应根据什么原则来选用?答:单片机片内ROM的配置状态可分四种:(1)片内掩膜(Mask)ROM型单片机(如8051),适合于定型大批量应用产品的生产;(2)片内EPROM型单片机(如8751),适合于研制产品样机;(3)片内无ROM型单片机(如8031),需外接EPROM,单片机扩展灵活,适用于研制新产品;(4)EEPROM(或Flash ROM)型单片机(如89C51),内部程序存储器电可擦除,使用更方便。

1-5 写出下列各数的另两种数制的表达形式(二、十、十六进制)1-6 写出下列各数的BCD参与:第二章MCS-51单片机的硬件结构2-1 8052单片机片内包含哪些主要逻辑功能部件?答:8052单片机片内包括:①8位中央处理器CPU一个②片内振荡器及时钟电路③256B数据存储器RAM。

④8KB片内程序存储空间ROM⑤21个特殊功能寄存器SFR⑥4个8位并行I/O端口(32条线)⑦1个可编程全双工串行口⑧可寻址64KB的外部程序存储空间和外部数据存储空间⑨3个16位的定时器/计数器⑩6个中断源、2个优先级嵌套中断结构2-2 8052的存储器分哪几个空间?如何区别不同空间的寻址?答:⑴8052的存储器分为6个编址空间:①片内ROM的容量为8KB,其地址为0000H~1FFFH;②可扩展片外ROM的容量为64KB,其地址为0000H~FFFFH;片内RAM的容量为256B,其地址为00H~FFH分为二块:③地址00H~7FH共128B 为片内RAM低区,④另128B为片内RAM高区,其地址空间为80H`FFH,其地址空间与SFR功能寄存器地址重叠;⑤可扩展片外RAM的容量为64KB,其地址为0000H~1FFFH;⑥特殊功能寄存器SFR的空间为128B,其地址为80H~FFH,但实际只定义了26B单元,这26B单元分散在80H`F0H。

第5章 MCS-51单片机的中断系统

第5章 MCS-51单片机的中断系统
系统
(2)实现实时处理
在实时控制中,现场的参数、信息是不断变化的。 有了中断功能,外界的这些变化量可随时向CPU 发出中断请求,CPU可以马上响应加以处理。
(3)故障处理
单片机运行过程中,出现一些故障时(如掉电、 存储出错、运算溢出等),有了中断功能,单片 机就能自行处理而不必停机。 外界的中断请求是随机的,单片机响应请求后要 转到中断服务程序,与调用子程序相类似,需要 注意对现场进行保护。
ORG 0100H
MAIN: …;
第五章 MCS-51单片机的中断系统
ORG 1000H INT1:PUSH ACC PUSH DPH PUSH DPL PUSH R0 PUSH R1 … POP R1 POP R0 POP DPL POP DPH POP ACC RETI
第五章 MCS-51单片机的中断系统
5.3 中断处理过程
中断响应
中断处理
中断返回
第五章 MCS-51单片机的中断系统
5.3.1 中断响应
1. CPU响应中断的基本条件 (1)有中断源提出中断请求; (2)中断没有被禁止; (3)没有正在响应的同级或更高优先级的中断; (4)当前的指令周期已经结束;(也就是说,中 断申请时,正在执行的这条指令完成后,才会响 应中断请求) (5)若当前指令为RETI或访问IE、IP指令, CPU在执行完当前指令后,要再执行一条指令才 会响应中断请求。
第五章 MCS-51单片机的中断系统
2.中断响应过程 (1)根据响应的中断源的中断优先级,使相应的优 先级状态触发器置1; (2)清除相应的中断请求标志位(串行口中断请求 标志RI和TI除外);
(3)把当前程序计数器PC的内容压入堆栈;
(4)把被响应的中断源所对应的中断服务程序的入 口地址送入PC,从而转入相应的中断服务程序。 CPU响应中断请求后,在中断返回(执行RETI)前, 中断请求必须被清除,即中断标志位=0,否则会再 一次引起中断响应。

第5章 MCS–51单片机的接口与应用 99页 5.8M

第5章  MCS–51单片机的接口与应用 99页 5.8M

(1) 用键盘连接的I/O线的二进制组合表示键码。例如用4行、
4列线构成的16个键的键盘,可使用一个8位I/O口线的高、低4 位口线的二进制数的组合表示16个键的编码,如图5.4(a)所示。 各键相应的键值为88H、84H、82H、81H、48H、44H、42H、 41H、28H、24H、22H、21H、18H、14H、12H、11H。这种键 值编码软件较为简单直观,但离散性大,不便安排散转程序的 入口地址。
第5章 MCS–51单片机的接口与应用 JNB ACC.2,K2 JNB ACC.3,K3 JNB ACC.4,K4 JNB ACC.5,K5 JNB ACC.6,K6 ;检测2号键是否按下,按下转 ;检测3号键是否按下,按下转 ;检测4号键是否按下,按下转 ;检测5号键是否按下,按下转 ;检测6号键是否按下,按下转
;0号键功能程序
;0号键功能程序执行完返回 ;0号键功能程序
JMP START
……………………… PROM7: ……………………… JMP START …
;1号键功能程序执行完返回
;7号键功能程序 ;7号键功能程序执行完返回
第5章 MCS–51单片机的接口与应用
5.1.4 行列式键盘
行列式键盘又叫矩阵式键盘。用I/O口线组成行、列结构, 按键设置在行列的交点上。例如4×4的行列结构可组成16个键 的键盘。因此,在按键数量较多时,可以节省I/O口线。 1.行列式键盘的接口 行列式键盘的接口方法有许多,例如直接接口于单片机的 I/O口上;利用扩展的并行I/O接口;用串行口扩展并行I/O口接 口;利用一种可编程的键盘、显示接口芯片8279进行接口等。 其中,利用扩展的并行I/O接口方法方便灵活,在单片机应用系
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5.1.2 MCS-51中断系统结构及中断控制
1. 中断源和中断请求标志 (1)中断源 MSC-51系列单片机的5个中断源,包括2个外部中断源
和 3个内部中断源。 2个外部中断源是外部中断0和外部中断 1 ; 3个内部中断源是定时器/计数器0溢出中断、定时器/ 计数器1溢出中断、串行口的发送和接收中断(TI和RI)。 (2)TCON寄存器 TCON是定时器/计数器0和1(T0、T1)的控制寄存器, 同时也用来锁存T0、T1的溢出中断请求标志和外部中断请
3. 中断优先级控制
MCS-51系列单片机的中断优先级是由中断优先级寄存
器IP控制的。
MSC-51单片机中的中断系统,应遵循以下基本准则:
(1) 低优先级中断可被高优先级中断请求所中断,高优
先级中断不能被低优先级中断请求所中断。
(2) 同级的中断请求不能打断已经执行的同级中断。
(3) 中断源自然优先级顺序
EA(IE.7):CPU中断允许标志。EA=0时,表示CPU屏蔽所有 中断;EA=1,表示CPU开放中断,但每个中断源的中断请求是允许 还是被禁止,还需由各自的允许位来确定。
ES(IE.4):串行口中断允许位。ES=0,禁止串行口中断; ES=1时,允许串行口中断。
ET1(IE.3):定时器/计数器T1溢出中断允许位。ET1=1,允许 T1中断;ET1=0,禁止T1中断。
求标志。 (3)SCON寄存器 SCON为串行口控制寄存器,其中的低两位用作串行口中 断请求标志。 TI(SCON.1):串行口发送中断请求标志。
RI(SCON.0):串行口接收中断请求标志。
TCON寄存器:
IE1(TCLeabharlann N.3):外部中断请求标志位。IT1(TCON.2):外部中断触发方式控制位。由软件来 置1或清0
中断源提出中断申请,在CPU响应此中断请求后,该中 断源的中断请求在中断返回之前应当撤除,以免引起重复 中断,被再次响应。
5.1.5 中断系统应用
例:单片机读P1.0的状态,把这个状态送到P1.7的指示
灯去,当P1.0为高电平,指示灯亮;当P1.0为低电平时, 指示灯不亮。要求用中断控制这一输入/输出过程,每请 求中断一次,完成一个读写过程。
IT1=0时,外部中断1为电平触发方式,
IT1=1时,外部中断1为边沿触发方式(下降沿有效)
IT0(TCON.0):外部中断0()触发方式控制位,由软 件置位或复位。IT0=1,外部中断0为边沿触发方式(下 降沿有效);IT0=0,外部中断0为电平触发方式。
TF0(TCON.5):定时器/计数器0(T0)的溢出中断请 求标志。当T0计数产生溢出时,由硬件将TF0置1
#include<reg51.h>
sbit P1_0=P1^0;
sbit P1_7=P1^7;
void main()
{
IE=0x81; /* cpu开中断和外部中断0允许*/
TCON=0x01;
/* INT0设置为负边沿触发*/
while (1);
}
void ex_int0(void)interrupt 0
TF1(TCON.7):定时器/计数器1(T1)的溢出中断请 求标志
IE0(TCON.1):外部中断请求标志位。当引脚(P3.2 )上出现中断请求信号时,由硬件置位IE0,向CPU申请 中断。
2. 中断允许控制 在MCS-51单片机中断系统中,中断的允许或禁止是由 片内的中断允许寄存器IE控制的。其引脚定义如下:
{
if (P1_0==1)
P1_7=1;
else
P1_7=0;
}
5.2 MCS-51单片机定时器/计数器
MCS-51单片机内部有两个16位定时器/计数器,简称 定时器0(T0)和定时器1(T1)。它们均可用作定时器 或事件计数器,为单片机系统提供计数和定时功能,还可 作为串行接口的波特率发生器
2. 中断处理
CPU从执行中断处理程序第一条指令开始到返回指令 RETI为止,这个过程称为中断处理或中断服务。中断处 理一般包括保护现场、处理中断源的请求以及恢复现场三 部分内容。
3. 中断返回
中断返回是指执行完中断处理程序的最后指令RETI之后, 程序返回到断点,继续执行原来的程序。
5.1.4 中断响应后中断请求的撤除
EX1(IE.2):外部中断1中断允许位。EX1=1,允许外部中断1 中断;EX1=0,禁止外部中断1中断。
ET0(IE.1):定时器/计数器T0溢出中断允许位,其功能同ET1 EX0(IE.0):外部中断0中断允许位,功能同EX1。
中断允许寄存器IE中各位的状态,可根据要求用软件置 位或清零,从而实现对于该中断源允许中断或禁止中断。 当CPU复位时,IE被清零。
中断源自然优先级由高到低:
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
5.1.3 MCS-51中断响应过程
MCS-51系列单片机的中断响应过程可分为中断响应、 中断处理和中断返回三个阶段。
1. 中断响应 CPU响应中断的条件主要有以下几点: (1)有中断源发出中断请求; (2)中断总允许为EA=1,即CPU开中断; (3)请求中断的中断源的中断允许位为1
第5章 MCS-51单片机 典型功能部件结构及应用
5.1 中断系统 5.2 MCS-51单片机定时器/计数器 5.3 串行口
5.1 中断系统
5.1.1 中断的概念 1. 中断及中断源 中断是指在CPU正在执行某一段程序的过程中,如果外
界或内部发生了紧急事件,要求CPU暂停正在运行的程序 转而去处理这个紧急事件,待处理完后再回到原来被停止 执行程序的间断点,继续执行原来被打断了的程序的过程。 实现这种功能的机构称为中断系统,产生中断的请求源 叫中断源。 2. 中断嵌套及优先级 当CPU正在处理一个优先级低的中断请求的时候,如果 发生另一个优先级比它高的中断请求,CPU暂停正在处理 的中断源的处理程序,转而处理优先级高的中断请求,待 处理完之后,再回到原来正在处理的低级中断程序,这种 高级中断源能中断低级中断源的中断处理称为中断嵌套。
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