-【大學課件】MCS-51單片機的定時器計數(shù)器-PPT

1、鄭州大學3.3 MCS-51單片機的定時器/計數(shù)器 3.3.1 定時器/計數(shù)器 1基本概念（1）計數(shù)：計數(shù)是指對外部事件的個數(shù)進行計量。其實質(zhì)就是對外部輸入脈沖的個數(shù)進行計量。實現(xiàn)計數(shù)功能的器件稱為計數(shù)器。（2）定時：8051單片機中的定時器和計數(shù)器是一個部件，只不過計數(shù)器記錄的是外界發(fā)生的事件，而定時器則是由單片機內(nèi)部提供一個非常穩(wěn)定的計數(shù)源進行定時的。這個計數(shù)源是由單片機的晶振經(jīng)過12分頻后獲得的一個脈沖源。所以定時器計數(shù)脈沖的時間間隔與晶振有關(guān)。docin/sundae_meng鄭州大學（3）定時的種類 軟件定時：利用執(zhí)行一個循環(huán)程序進行時間延遲。其特點是定時時間精確，不需外加硬件電路，

2、但占用CPU時間。因此軟件定時的時間不宜過長。 硬件定時：利用硬件電路實現(xiàn)定時。其特點是不占用CPU時間，通過改變電路元器件參數(shù)來調(diào)節(jié)定時，但使用不夠靈活方便。對于時間較長的定時，常用硬件電路來實現(xiàn)。 可編程定時器：通過專用的定時器/計數(shù)器芯片實現(xiàn)。其特點是通過對系統(tǒng)時鐘脈沖進行計數(shù)實現(xiàn)定時，定時時間可通過程序設定的方法改變，使用靈活方便。也可實現(xiàn)對外部脈沖的計數(shù)功能。docin/sundae_meng鄭州大學 MCS-51單片機內(nèi)部有兩個16位可編程的定時器/計數(shù)器，簡稱為T0和T1，均可作定時器用也可計數(shù)器，它們均是二進制加法計數(shù)器，當計數(shù)器計滿回零時能自動產(chǎn)生溢出中斷請求，表示定時時間已

3、到或計數(shù)已終止。適用于定時控制、延時、外部計數(shù)和檢測等。計數(shù)器：對引腳T0（P 3.4 ）和T1（P3.5.）輸入的外部脈沖信號計數(shù)，當輸入脈沖信號從1到0的負跳變時，計數(shù)器就自動加1。計數(shù)的最高頻率一般為振蕩頻率的1/24。定時器：對系統(tǒng)晶振振蕩脈沖的12分頻輸出進行計數(shù)。 （1）定時器/計數(shù)器的結(jié)構(gòu)組成：16位加法計數(shù)器、工作方式寄存器TMOD和控制寄存器TCON。 T0： TL0（低8位）和TH0（高8位） T1： TL1（低8位）和TH1（高8位）2MCS-51內(nèi)部定時器/計數(shù)器 docin/sundae_meng鄭州大學 8051單片機內(nèi)部的定時器/計數(shù)器的結(jié)構(gòu)如下圖所示。docin

4、/sundae_meng鄭州大學（2）控制寄存器TCON (88H) TF1 TR1 TF0 TR0 IE1 IT1 IE0 IT0TF0/TF1：T0/1計數(shù)溢出標志位?？捎糜谏暾堉袛嗷蚬〤PU查詢。在進入中斷服務程序時會自動清零；但在查詢方式時必須軟件清零。 =1 ：計數(shù)溢出； =0 ：計數(shù)未滿。TR0/TR1：T0/1啟?？刂莆?。 =1 ：啟動計數(shù)； =0： 停止計數(shù)。IE0/IE1和IT0/IT1：用于管理外部中斷（前面已介紹過）。docin/sundae_meng鄭州大學 M1,M0：工作方式選擇位 。 =00：13位定時器/計數(shù)器； =01：16位定時器/計數(shù)器（常用）； =10：

5、可自動重裝的8位定時器/計數(shù)器（常用）； =11：T0 分為2個8位定時器/計數(shù)器；僅適用于T0。 C/T ：定時方式/計數(shù)方式選擇位。 = 1：選擇計數(shù)器工作方式，對T0/T1引腳輸入的外部事件的負脈沖計數(shù)； = 0 ：選擇定時器工作方式，對機器周期脈沖計數(shù)定時。 如下頁圖所示。（3）工作方式寄存器TMOD GATE C / T M1 M0 GATE C / T M1 M0T1T2docin/sundae_meng鄭州大學GATE：門控位，定時器/計數(shù)器的啟/?？捎绍浖c硬件兩者控制 = 0 ：軟件控制，只由TCON中的啟/?？刂莆籘R0/TR1控制定時器/計數(shù)器的啟/停。 = 1 ：硬件控

6、制，由外部中斷請求信號 / 和TCON中的啟/?？刂莆籘R0/TR1組合狀態(tài)控制定時器/計數(shù)器的啟/停。 其控制邏輯如下圖所示。docin/sundae_meng鄭州大學3.3.2 定時器/計數(shù)器的工作方式 8051單片機的定時器/計數(shù)器共有四種工作模式，現(xiàn)以T0為例加以介紹，T1與T0的工作原理相同，但方式3下T1停止計數(shù)。方式（如F0）和用戶定義名稱等幾種方式。1工作方式0（ M1M0=00 ，13位定時器/計數(shù)器） 由TH0的全部8位和TL0的低5位（ TL0的高3位未用）構(gòu)成13位加1計數(shù)器，當TL0低5位計數(shù)滿時直接向TH0進位，并當全部13位計數(shù)滿溢出時，溢出標志位TF0置“1”。

7、2工作方式1 （ M1M0=01 ，16位定時器/計數(shù)器） 由TH0和TL0構(gòu)成16位加1計數(shù)器，其他特性與工作方式0相同。3工作方式2 （ M1M0=10 ，自動重裝計數(shù)初值的8位定時器/計數(shù)器） 16位定時器/計數(shù)器被拆成兩個8位寄存器TH0和TL0，CPU在對它們初始化時必須裝入相同的定時器/計數(shù)器初值。以TL0作計數(shù)器，而TH0作為預置寄存器。當計數(shù)滿溢出時，TF0置“1”，同時TH0將計數(shù)初值以硬件方法自動裝入TL0。這種工作方式很適合于那些重復計數(shù)的應用場合（如串行數(shù)據(jù)通信的波特率發(fā)生器）。docin/sundae_meng鄭州大學4工作方式3 （ M1M0=11 ， 2個8位定時

8、器/計數(shù)器，僅適用于T0）TL0：8位定時器/計數(shù)器，使用T0原有控制資源TR0和TF0，其功能和操作與方式0或方式1完全相同。TH0：只能作為8位定時器，借用T1的控制位TR1和TF1，只能對片內(nèi)機器周期脈沖計數(shù)。 在方式3模式下，定時器/計數(shù)器0可以構(gòu)成兩個定時器或者一個定時器和一個計數(shù)器。 T0方式3下的T1方式2，因定時初值能自動恢復，用作波特率發(fā)生器更為合適。docin/sundae_meng鄭州大學 定時器/計數(shù)器可按片內(nèi)機器周期定時，也可對由T0/T1引腳輸入一個負脈沖進行加法計數(shù)。在應用時，其工作方式和工作過程均可通過程序設定和控制，因此，定時器/計數(shù)器在工作前必須先對其進行初

9、始化，計算和設置初值。 1. 定時器T0/T1 中斷申請過程 （1）在已經(jīng)開放T0/T1中斷允許且已被啟動的前提下，T0/T1加1計滿溢出時 TF0/TF1標志位自動置“1” ； （2）CPU 檢測到TCON中TF0/TF1變“1”后,將產(chǎn)生指令：LCALL 000BH/LCALL 001BH 執(zhí)行中斷服務程序； （3）TF0/TF1標志位由硬件自動清“0”,以備下次中斷申請。3.3.3 定時器/計數(shù)器的應用 docin/sundae_meng鄭州大學2. 定時器/計數(shù)器初始化的步驟 （1）寫TMOD，設置定時器/計數(shù)器的工作方式； （2）計算定時器/計數(shù)器的初值，寫入TH0/TH1、TL0/

10、TL1。 （3）設置IE、IP，以開放相應的中斷和設定中斷優(yōu)先級。 3. 定時器/計數(shù)器的定時器/計數(shù)器范圍 （1）工作方式0：13位定時器/計數(shù)器方式 最大計數(shù)值= 213 = 8192 （2）工作方式1：16位定時器/計數(shù)器方式 最大計數(shù)值= 216 = 65536 （3）工作方式2和工作方式3：8位的定時器/計數(shù)器方式因此， 最大計數(shù)值= 28 = 256 docin/sundae_meng鄭州大學3. 計數(shù)器初值的計算 方法：用最大計數(shù)量減去需要的計數(shù)次數(shù)。即： TC=MC 其中：TC計數(shù)器需要預置的初值； M計數(shù)器的模值（最大計數(shù)值）； 方式0時，M=213；方式1時，M=216；方

11、式2, 3時，M=28； C計數(shù)器計滿回0所需的計數(shù)值，即設計任務要求的計數(shù)值。例如：流水線上一個包裝是12盒，要求每到12盒就產(chǎn)生一個動作，用單片機的工作方式0來控制，則應當預置的初值為： TC = M C = 213 12=8180docin/sundae_meng鄭州大學4. 定時器初值的計算 定時時間的計算公式為： T=（MTC）T0 （或TC=MT/T0 ）其中：T定時器的定時時間，即設計任務要求的定時時間； T0計數(shù)器計數(shù)脈沖的周期，即單片機系統(tǒng)主頻周期的12倍； M計數(shù)器的模值； TC定時器需要預置的初值。 若設初值TC=0，則定時器定時時間為最大。若設單片機系統(tǒng)主頻為12MHz

12、，則各種工作方式定時器的最大定時時間為：工作方式0： Tmax=2131s=8.192ms工作方式1： Tmax=2161s=65.536ms工作方式2和3：Tmax=281s=0.256msdocin/sundae_meng鄭州大學例設外部有一個脈沖源。編制程序，對外部脈沖源進行計數(shù)并顯示。解：將外部計數(shù)源連到引腳T1上，可用LED將計數(shù)的值顯示出來，我們用P1口連接的8個LED來顯示計到的數(shù)據(jù)。程序如下： ORG 0000H AJMP START; 轉(zhuǎn)入主程序 ORG 0030H START: MOV SP, #60H; 設置堆棧指針 MOV TMOD, #60H; 定時器/計數(shù)器1作計數(shù)

13、用 01100000B MOV TL1，#00H MOV TH1，#00H SETB TR1 ; 啟動計數(shù)器1開始運行 LOOP: MOV A, TL1 ; 讀計數(shù)器1的計數(shù)值送A MOV P1, A ; 將計數(shù)值輸出到P1口，驅(qū)動LED顯示 AJMP LOOP ; 轉(zhuǎn)回LOOP END5. 定時器/計數(shù)器應用舉例docin/sundae_meng鄭州大學 P126 例3.6 設一只發(fā)光二極管LED和8051的P1.0腳相連。當P1.0腳是高電平時，LED不亮；當P1.0腳是低電平時，LED亮。編制程序用定時器來實現(xiàn)發(fā)光二極管LED的閃爍功能。已知單片機系統(tǒng)主頻為12MHz。解：設置LED每6

14、0ms閃爍1次。選擇定時器/計數(shù)器0工作在方式1。此時定時器對系統(tǒng)主頻的12分頻脈沖計數(shù)。T0=1微秒， TC=M-T/T0=5536=15A0Hdocin/sundae_meng鄭州大學方法1：用查詢方式 ORG 0000H MOV TH0，#15H AJMP START MOV TL0，#0A0H ORG 0030H SETB TR0START:MOV SP,#60H AJMP LOOP MOV P1,#0FFH END MOV TMOD,#01H ;00000001 MOV TH0，#15H MOV TL0，#0A0H SETB TR0LOOP: JBC TF0，NEXT AJMP LO

15、OPNEXT: CPL P1.0docin/sundae_meng鄭州大學方法2：用中斷方式實現(xiàn) ORG 0000H TIME0：PUSH ACC AJMP START PUSH PSW ORG 000BH CPL P1.0 AJMP TIME0 MOV TH0，#15H ORG 0030H MOV TL0，#0A0HSTART:MOV SP,#60H SETB TR0 MOV P1，#0FFH POP PSW MOV TMOD,#01H POP ACC MOV TH0，#15H RETI MOV TL0，#0A0H END SETB EA SETB ET0 SETB TR0LOOP: AJM

16、P LOOPdocin/sundae_meng鄭州大學例 設置LED每1s閃爍一次。已知單片機系統(tǒng)主頻為12MHz。解：定時器/計數(shù)器的最長的定時是65.536ms，無法實現(xiàn)1s的定時?？梢圆捎密浖嫈?shù)器來進行設計。docin/sundae_meng鄭州大學設計思想：定義一個軟件計數(shù)器單元30H，先用定時器/計數(shù)器0做一個50ms的定時器，定時時間到了以后將軟件計數(shù)器中的值加1，如果軟件計數(shù)器計到了20，取反P1.0，并清掉軟件計數(shù)器中的值，否則直接返回。則完成了20次定時中斷才取反一次P1.0，因此定時時間就為2050=1000ms=1s。定時器/計數(shù)器0采用工作方式1，其初值為： 2165

17、0ms/1s=6553650000=15536=3CB0H電路圖如下：docin/sundae_meng鄭州大學程序如下： ORG 0000H AJMP START ; 轉(zhuǎn)入主程序 ORG 000BH ; 定時器/計數(shù)器0的中斷服務程序入口地址 AJMP TIME0 ; 跳轉(zhuǎn)到真正的定時器中斷服務程序處 ORG 0030H START: MOV SP, #60H ; 設置堆棧指針 MOV P1, #0FFH ; 關(guān)發(fā)光二極管LED（使其滅） MOV 30H, #00H ; 軟件計數(shù)器預清0 MOV TMOD, # 01H ; 定時器/計數(shù)器0工作于方式1 MOV TH0, #3CH ; 設置定

18、時器/計數(shù)器的初值 MOV TL0, #0B0H SETB EA ; 開總中斷允許 SETB ET0 ; 開定時器/計數(shù)器0中斷允許 SETB TR0; 啟動定時器/計數(shù)器0 LOOP: AJMP LOOP ; 循環(huán)等待（真正工作時，這里可寫任意其他程序）docin/sundae_meng鄭州大學定時器/計數(shù)器0的中斷服務程序如下： TIME0: PUSH ACC ; 將PSW和ACC推入堆棧保護 PUSH PSW INC 30H ; 軟件計數(shù)器加1 MOV A, 30H CJNE A, #20, T_LP2; 軟件計數(shù)器單元中的值到了20了嗎？ 到了，繼續(xù)執(zhí)行; 否則，轉(zhuǎn)入T_LP2 T_L

19、P1: CPL P1.0 ; 到了，P1.0取反 MOV 30H, #00H; 清軟件計數(shù)器 T_LP2: MOV TH0, #3CH; 重置定時器/計數(shù)器的初值 MOV TL0, #0B0H POP PSW ; 恢復PSW和ACC POP ACC RETI; 中斷返回 ENDdocin/sundae_meng鄭州大學3.4 MCS-51 單片機的串行通信 3.4.1 概述1.通信 通信：單片機與外界進行信息交換統(tǒng)稱為通信。8051單片機的通信方式有兩種：并行通信：數(shù)據(jù)的各位同時發(fā)送或接收。特點是傳送速度快、效率高，但成本高。適用于短距離傳送數(shù)據(jù)。計算機內(nèi)部的數(shù)據(jù)傳送一般均采用并行方式。串行通

20、信：數(shù)據(jù)一位一位順序發(fā)送或接收。特點是傳送速度慢，但成本低。適用于較長距離傳送數(shù)據(jù)。計算機與外界的數(shù)據(jù)傳送一般均采用串行方式。 docin/sundae_meng鄭州大學2. 數(shù)據(jù)通信的制式單工方式：數(shù)據(jù)僅按一個固定方向傳送；半雙工方式：數(shù)據(jù)可實現(xiàn)雙向傳送，但不能同時進行；全雙工方式：允許雙方同時進行數(shù)據(jù)雙向傳送；多工方式：在同一線路上實現(xiàn)資源共享。 3. 串行通信的分類 串行數(shù)據(jù)通信按數(shù)據(jù)傳送方式可分為異步通信和同步通信兩種形式：同步方式：以數(shù)據(jù)塊為單位進行數(shù)據(jù)傳送，包括同步字符、數(shù)據(jù)塊和校驗字符CRC。優(yōu)點是數(shù)據(jù)傳輸速率較高，缺點是要求發(fā)送時鐘和接收時鐘保持嚴格同步。數(shù)據(jù)格式如下圖所示。

21、docin/sundae_meng鄭州大學異步方式：以字符為單位進行數(shù)據(jù)傳送，每一個字符均按固定的字符格式傳送，又被稱為幀。優(yōu)點是不需要傳送同步脈沖，可靠性高，所需設備簡單；缺點是字符幀中因包含有起始位和停止位而降低了有效數(shù)據(jù)的傳輸速率。數(shù)據(jù)格式如下圖所示：docin/sundae_meng鄭州大學4. 串行數(shù)據(jù)通信的波特率 波特率是指每秒鐘傳送信號的數(shù)量，單位為波特（Baud）。而每秒鐘傳送二進制數(shù)的信號數(shù)（即二進制數(shù)的位數(shù)）定義為比特率，單位是bps（bit per second）或?qū)懗蒪/s（位/秒）。 在單片機串行通信中，傳送的信號是二進制信號，波特率與比特率數(shù)值上相等。單位采用bps

22、。例如，異步串行通信的數(shù)據(jù)傳送的速率是120字符/秒，而每個字符規(guī)定包含10位數(shù)字，則傳輸波特率為： 120字符/秒 10位/字符=1200位/秒= 1200bpsdocin/sundae_meng鄭州大學3.4.2 MCS-51的串行口 MCS-51單片機內(nèi)部有一個全雙工的串行通信口（P3.0、P3.1） ，既可作UART（通用異步接收/發(fā)送器）用，也可作同步移位寄存器使用，還可用于網(wǎng)絡通信，其幀格式可有8位、10位和11位，并能設置各種波特率。1串行口寄存器結(jié)構(gòu) （1）兩個物理上獨立的同名的接收/發(fā)送緩沖寄存器SBUF 指令 MOV SBUF，A 啟動一次數(shù)據(jù)發(fā)送, 指令 MOV A，SB

23、UF 完成一次數(shù)據(jù)接收, 即向發(fā)送緩沖器SBUF寫入數(shù)據(jù)即可發(fā)送數(shù)據(jù)，從接收緩沖器SBUF讀出數(shù)據(jù)即可接收數(shù)據(jù)。 （2）輸入和輸出移位寄存器和控制器等組成。 （3）2個SFR寄存器SCON和PCON，用于串行口的初始化編程。 （4）接收/發(fā)送數(shù)據(jù),無論是否采用中斷方式工作,每接收/發(fā)送一個數(shù)據(jù)都必須用指令對 RI/TI 清0，以備下一次收/發(fā)。docin/sundae_meng鄭州大學 SBUF（發(fā)）SBUF（收）發(fā)送控制器 TI接收控制器 RI移位寄存器波特率發(fā)生器T11A累加器(門)移位寄存器RxD(P3.0)TxD(P3.1)去申請中斷引腳引腳CPU內(nèi)部 MCS-51串行口的結(jié)構(gòu)如下圖所

24、示：docin/sundae_meng鄭州大學2. 串行通信控制寄存器SCON （98H）SM0 SM1 SM2 REN TB8 RB8 TI R1SM0，SM1：串行口4種工作方式控制位。 =00：方式0，8位同步移位寄存器，其波特率為fosc/12； =01：方式1，10位UART，其波特率為可變，由定時器控制； =10：方式2，11位UART，其波特率為fosc/64或fosc/32； =11：方式3，11位UART，其波特率為可變，由定時器控制。 其中：fosc為系統(tǒng)晶振頻率。RI,TI：串行口收/發(fā)數(shù)據(jù)申請中斷標志位 1 申請中斷； 0 不申請中斷。docin/sundae_meng

25、鄭州大學RB8：在方式2、3中，用于存放收到的第9位數(shù)據(jù)；在雙機通信中，作為奇偶校驗；在多機通信中，用作區(qū)別地址幀/數(shù)據(jù)幀的標志。TB8：方式2、3中，是要發(fā)送的第9位數(shù)據(jù)；在雙機通信中，用于對接收到的數(shù)據(jù)進行奇偶校驗；在多機通信中，用作判斷地址幀/數(shù)據(jù)幀，TB8=0 表示發(fā)送的是數(shù)據(jù)，TB8=1 表示發(fā)送的是地址。REN：串行口接收允許控制位 = 1： 表示允許接收； = 0： 禁止接收。SM2：串行口多機通信控制位，作為方式2、方式3的附加控制位。docin/sundae_meng鄭州大學3. 中斷允許寄存器IE（0A8H） 中斷允許寄存器IE在3.2.2節(jié)中已介紹。其中對串行口有影響的位

26、ES。ES為串行中斷允許控制位。 ES=1：允許串行中斷； ES=0：禁止串行中斷。 4. 電源管理寄存器PCON（87H） 不可位尋址。 PCON主要用于實現(xiàn)電源控制而設置的專用寄存器，已在1.3.3節(jié)中介紹過。其格式如下圖所示。SMOD GF1 GF0 PD 1DLSMOD：串行口波特率倍增位 =1：串行口波特率加倍。 =0：串行口波特率不變，系統(tǒng)復位時默認SMOD=0。docin/sundae_meng鄭州大學3.4.3 串行口的工作方式 1. 工作方式0（ 8位移位寄存器I/O方式）發(fā)送/接收過程：SBUF中的串行數(shù)據(jù)由RxD逐位移出/移入（低位在先，高位在后）；TxD輸出移位時鐘，頻

27、率=fosc1/12；每送出/接收8位數(shù)據(jù) TI/ RI自動置1；需要用軟件清零 TI/ RI 。注意：串行口在方式0下的工作并非是一種同步通信方式，經(jīng)常配合“串入并出”“并入串出”移位寄存器一起使用，以達到擴展一個并行口的目的。 擴展電路如下圖所示。docin/sundae_meng鄭州大學如要發(fā)送數(shù)據(jù)，查詢方式的程序如下： MOV SCON,#00H ；串行口方式0 MOV SBUF,A ；將數(shù)據(jù)送出 JNB TI,$ ；等待數(shù)據(jù)發(fā)送完畢 CLR TI ；為下次發(fā)送作準備注意：復位時，SCON 已經(jīng)被清零，缺省值為方式0。發(fā)送條件：TI=0。接收條件：TI=0，置位 REN=1 （允許接收

28、數(shù)據(jù)）。2. 方式1 （波特率可變的10位異步通信方式 ）發(fā)送/接收數(shù)據(jù)的格式：一幀信息包括1個起始位0，8個數(shù)據(jù)位和1個停止位1。發(fā)送/接收過程：SBUF中的串行數(shù)據(jù)由RXD逐位移出/移入；TXD輸出移位時鐘，頻率= （2SMOD/32）T1的溢出率，波特率可變。每送出/接收8位數(shù)據(jù) TI/ RI自動置1；需要用軟件清零 TI/ RI 。工作時，發(fā)送端自動添加一個起始位和一個停止位；接收端自動去掉一個起始位和一個停止位。發(fā)送/接收條件：同方式0。docin/sundae_meng鄭州大學3. 方式2（固定波特率的11位異步接收/發(fā)送方式）發(fā)送/接收過程：方式2的接收/發(fā)送過程類似于方式1，所

29、不同的是它比方式1增加了一位“第9位”數(shù)據(jù)(TB8/RB8)，用于“奇偶校驗”。方式2常用于單片機間通信。波特率 = fosc 2SMOD/64 。發(fā)送/接收條件：同方式0。4. 方式3（可變波特率的11位異步接收/發(fā)送方式） 方式3和方式2唯一的區(qū)別是波特率機制不同，方式3的波特率=(2SMOD/32)T1的溢出率。docin/sundae_meng鄭州大學奇偶校驗：奇偶校驗是檢驗串行通信雙方傳輸?shù)臄?shù)據(jù)正確與否的一個措施，并不能保證通信數(shù)據(jù)的傳輸一定正確。即如果奇偶校驗發(fā)生錯誤，表明數(shù)據(jù)傳輸一定出錯了；如果奇偶校驗沒有出錯，絕不等于數(shù)據(jù)傳輸完全正確。奇校驗規(guī)定：8位有效數(shù)據(jù)連同1位附加位中，

30、二進制“1”的個數(shù)為奇數(shù)。偶校驗規(guī)定：8位有效數(shù)據(jù)連同1位附加位中，二進制“1”的個數(shù)為偶數(shù)。約定發(fā)送采用奇校驗：若發(fā)送的8位有效數(shù)據(jù)中“1”的個數(shù)為偶數(shù)，則要人為在附加位中添加一個“1”一起發(fā)送；若發(fā)送的8位有效數(shù)據(jù)中“1”的個數(shù)為奇數(shù)，則要人為在附加位中添加一個“0”一起發(fā)送。約定接收采用奇校驗：若接收到的9位數(shù)據(jù)中“1”的個數(shù)為奇數(shù)，則表明接收正確，取出8位有效數(shù)據(jù)即可；若接收到的9位數(shù)據(jù)中“1”的個數(shù)為偶數(shù)，則表明接收出錯！應當進行出錯處理。 采用偶校驗時，處理方法與奇校驗類似。docin/sundae_meng鄭州大學3.4.4 串行口的通信波特率 串行口的通信波特率恰到好處地反映了

31、串行傳輸數(shù)據(jù)的速率。在MCS-51串行口的四種工作方式中，方式0和2的波特率是固定的，而方式1和3的波特率是可變的，由定時器T1的溢出率（T1溢出信號的頻率）控制。各種方式的通信波特率如下：方式0：波特率固定為fosc/12。 其中：fosc系統(tǒng)主機晶振頻率方式2：波特率由PCON中的選擇位SMOD來決定，可由下式表示： 波特率=（2SMOD/64）fosc 方式1和方式3：波特率是可變的，由定時器T1的溢出率控制。波特率為： 波特率=（2SMOD/32）定時器T1溢出率 T1溢出率=T1計數(shù)率/產(chǎn)生溢出所需的周期 = （fosc/12）/（2KTC） 其中：K定時器T1的位數(shù)，定時器T1用作

32、波特率發(fā)生器時，通常工作在方式2， 所以T1的溢出所需的周期數(shù)= 28TC。 TC定時器T1的預置初值。docin/sundae_meng鄭州大學 下表列出了定時器T1工作于方式2的常用波特率及初值。 docin/sundae_meng鄭州大學3.4.5 串行口的應用 1串口方式0應用編程 例題6 用8051串行口外接CD4094擴展8位并行輸出口，8位并行口的各位都接一個發(fā)光二極管，要求發(fā)光二極管呈流水燈狀態(tài)（輪流點亮）。 解：硬件連接電路如下圖所示。docin/sundae_meng鄭州大學 在開始通信之前，應先對控制寄存器SCON進行初始化。將00H送SCON即設置方式0。數(shù)據(jù)傳送采用查

33、詢方式，通過查詢TI的狀態(tài)，來決定是否發(fā)送下一幀數(shù)據(jù)。在串行接收時，通過對RI查詢來確定何時接收下一幀數(shù)據(jù)。程序如下： ORG 1000H START: MOV SCON, #00H; 置串行口工作方式0 MOV A, #80H ; 最高位燈先亮 CLR P1.0 ; 關(guān)閉并行輸出 OUT0: MOV SBUF, A ; 開始串行輸出 OUT1: JNB TI, OUT1; 輸出完否？未完，等待；完了，繼續(xù)執(zhí)行 CLR TI ; 完了，清TI標志，以備下次發(fā)送 docin/sundae_meng鄭州大學 SETB P1.0; 打開并行口輸出 ACALL DELAY; 延時一段時間 RR A ;

34、 循環(huán)右移 CLR P1.0; 關(guān)閉并行輸出 SJMP OUT0 ; 循環(huán) DELAY: MOV R7, #250 ; 延時子程序 D1: MOV R6, #250 D2: DJNZ R6, D2 DJNZ R7, D1 RET ENDdocin/sundae_meng鄭州大學2雙機通信 雙機通信的硬件連接圖如下圖所示。 docin/sundae_meng鄭州大學通信協(xié)議如下： 設1號機是發(fā)送方，2號機是接收方。采用串行口方式1進行通信，一幀信息為10位，其中有1個起始位、8個數(shù)據(jù)位和1個停止位；波特率為2400bps，T1工作在定時器方式2，單片機時鐘振蕩頻率選用11.0 592MHz，查表

35、3.4.3可得TH1=TL1=0F4H，PCON寄存器的SMOD位為0。 當1號機發(fā)送時，先發(fā)送一個“E1”聯(lián)絡信號，2號機收到后回答一個“E2”應答信號，表示同意接收。當1號機收到應答信號“E2”后，開始發(fā)送數(shù)據(jù)，每發(fā)送一個字節(jié)數(shù)據(jù)都要計算“校驗和”，假定數(shù)據(jù)塊長度為16個字節(jié)，起始地址為40H，一個數(shù)據(jù)塊發(fā)送完畢后立即發(fā)送“校驗和”。2號機接收數(shù)據(jù)并轉(zhuǎn)存到數(shù)據(jù)緩沖區(qū)，起始地址也為40H，每接收到一個字節(jié)數(shù)據(jù)便計算一次“校驗和”，當收到一個數(shù)據(jù)塊后，再接收1號機發(fā)來的“校驗和”，并將它與2號機求出的校驗和進行比較。若兩者相等，說明接收正確，2號機回答00H；若兩者不相等，說明接收不正確，2號

36、機回答0FFH，請求重發(fā)。1號機接到00H后結(jié)束發(fā)送。若收到的答復非零，則重新發(fā)送數(shù)據(jù)一次。程序框圖如下頁圖所示。docin/sundae_meng鄭州大學docin/sundae_meng鄭州大學 發(fā)送程序如下： ORG 1000H ASTART: CLR EA MOV TMOD, #20H; 定時器1置為方式2 MOV TH1, #0F4H; 裝載定時器初值，波特率2400 MOV TL1, #0F4H MOV PCON, #00H SETB TR1; 啟動定時器 MOV SCON, #50H ; 設定串口方式1，且準備接收應答信號 ALOOP1: MOV SBUF, #0E1H ; 發(fā)聯(lián)

37、絡信號 JNB TI, $; 等待一幀發(fā)送完畢 CLR TI ; 允許再發(fā)送 JNB RI, $; 等待2號機的應答信號 CLR RI ; 允許再接收 MOV A, SBUF ; 2號機應答后，讀至A XRL A, #0E2H; 判斷2號機是否準備完畢 JNZ ALOOP1; 2號機未準備好，繼續(xù)聯(lián)絡 docin/sundae_meng鄭州大學 ALOOP2: MOV R0, #40H; 2號機準備好，設定數(shù)據(jù)塊地址指針初值 MOV R7, #10H; 設定數(shù)據(jù)塊長度初值 MOV R6, #00H; 清校驗和單元 ALOOP3: MOV SBUF, R0 ; 發(fā)送一個數(shù)據(jù)字節(jié) MOV A, R

38、6 ADD A, R0 ; 求校驗和 MOV R6, A; 保存校驗和 INC R0 JNB TI, $ CLR TI DJNZ R7, ALOOP3; 整個數(shù)據(jù)塊是否發(fā)送完畢 MOV SBUF, R6; 發(fā)送校驗和 JNB TI, $ CLR TI JNB RI, $; 等待2號機的應答信號 CLR RI MOV A, SBUF; 2號機應答，讀至A JNZ ALOOP2 ; 2號機應答“錯誤”，轉(zhuǎn)重新發(fā)送 RET; 2號機應答“正確”，返回 ENDdocin/sundae_meng鄭州大學接收程序如下: ORG 1000H BSTART: CLR EA MOV TMOD, #20H MOV

39、 TH1, #0F4H MO V TL1, #0F4H MOV PCON, #00H SETB TR1 MOV SCON, #50H; 設定串口方式1，且準備接收 BLOOP1: JNB RI, $ ; 等待1號機的聯(lián)絡信號 CLR RI MOV A, SBUF; 收到1號機信號 XRL A, #0E1H; 判斷是否為1號機聯(lián)絡信號 JNZ BLOOP1 ; 不是1號機聯(lián)絡信號，再等待 MOV SBUF, #0E2H; 是1號機聯(lián)絡信號，發(fā)應答信號 JNB TI, $ CLR TI MOV R0, #40H ; 設定數(shù)據(jù)塊地址指針初值 MOV R7, #10H ; 設定數(shù)據(jù)塊長度初值 MOV

40、R6, #00H; 清校驗和單元docin/sundae_meng鄭州大學 BLOOP2: JNB RI, $ CLR RI MOV A, SBUF MOV R0, A; 接收數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)儲 INC R0 ADD A, R6 ; 求校驗和 MOV R6, A DJNZ R7, BLOOP2 ; 判斷數(shù)據(jù)塊是否接收完畢 JNB RI, $ ; 完畢，接收1號機發(fā)來的校驗和 CLR RI MOV A, SBUF XRL A, R6 ; 比較校驗和 JZ END1 ; 校驗和相等，跳至發(fā)正確標志 MOV SBUF, #0FFH ; 校驗和不相等，發(fā)錯誤標志 JNB TI, $ ; 轉(zhuǎn)重新接收 CLR TI

41、 END1: MOV SBUF, #00H RET ENDdocin/sundae_meng鄭州大學3多機通信（1）硬件連接 單片機構(gòu)成的多機系統(tǒng)常使串行口工作在方式2和方式3，采用總線型主從式結(jié)構(gòu)（一個是主機，其余的是從機，從機要服從主機的調(diào)度、支配）。有時還要對信號進行光電隔離、電平轉(zhuǎn)換等。在實際的多機應用系統(tǒng)中，常采用RS-485串行標準總線進行數(shù)據(jù)傳輸。簡單的硬件連接如下圖所示（圖中沒有畫出RS-485接口）。docin/sundae_meng鄭州大學（2）通信協(xié)議主機置SM2位0，所有從機的SM2位置1，處于接收地址幀狀態(tài)。 主機發(fā)送一地址幀，其中，8位是地址，第9位為1表示該幀為地址幀。 所有從機收到地址幀后，都將接收的地址與本機的地址比較。對于地址相符的從機，使自己的SM2位置0（以接收主機隨后發(fā)來的數(shù)據(jù)幀），并把本站地址發(fā)回主機作為應答；對于地址不符的從機，仍保持SM2=1，對主機隨后發(fā)來的數(shù)據(jù)幀不予理睬。從機發(fā)送數(shù)據(jù)結(jié)束后，要發(fā)