单片微机原理第四章43定时、中断、串行-文档资料
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微机原理总目录
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14.2 PC/XT硬件结构 14.3 总线技术
※
◆实验指南
※
15.1 《微机原理与接口技术》课程上机简介
15.2 汇编语言上机指导
※
4.4
4.5 4.6
程序的段结构
地址表达式 宏定义与宏调用
※
※
◆汇编语言程序设计
※ 5.1
汇编语言软件开发步骤及输入/输出问题 顺序程序设计 分支程序设计
※ 5.2
※ 5.3
※ 5.4
循环程序设计
专题应用程序设计
※ 5.5
◆8086微处理器结构
※
6.1 6.2 6.3
8086微处理器工作模式与引脚功能 系统组成 8086的总线操作与时序
※
※
※
◆ 并行接口芯片8255A
※
10.1
10.2 10.3 10.4
8255A概述
8255A的控制字 8255A的工作方式 8255A的编程
※
※
※
◆串行通信
※
11.1
11.2 11.3
串行通信概述
RS-232C串行接口标准 异步通信接口芯片8250
※
※
◆ DMA 控 制 器 8237A
※
12.1 12.2 12.3
1微机原理与接口技术王丰王兴宝编著目录第一章基础知识第二章微型机算机的组成机工作原理第三章指令系统第四章masm伪指令系统第五章汇编语言程序设计第六章8086微处理器结构第七章半导体存储器第八章输入输出技术第九章中断第十章并行接口芯片8255a第十一章串行通信第十二章dma控制器8237a第十三章其他常用接口第十四章pc机系统结构及总线技术第十五章实验指南基础知识11数制12码制13常用数字逻辑器件微型机算机的组成机工作原理21微型机算机的组成机工作原理22pc机的编程结构指令系统
微机原理chapter4
CPU、存储器(ROM、RAM)、I/O接口、输入、输出设备
一 汇编语言上机过程
编辑源程序EDIT ABC.ASM
•D:>EDIT ABC.asm •D:>MASM ABC;
有语法错，回EDIT下改该程序
汇编源程序 MASM ABC.ASM
有汇编错误信息 ? Y N
形成目标程序ABC.OBJ
•D:>LINK ABC;
每段由伪操作SEGMENT开始、由ENDS结束。
start:
CLD MOV
AX , aa
程序最后为END结束语句，后跟一启动地址。 启动地址指示程序开始执行的第一条语句。
MOV DS , AX LEA SI , str1 MOV AX , SEG str2
程序中设有返回DOS的功能。 使程序执行完后返回DOS系统的命令接受状态。
•简化的汇编语言程序框架（适用于masm5.0/6.0版本）
•
.model small ；定义程序的存储模式（小型模式）
•
.stack
；定义堆栈段（默认是1KB空间）
•
.data
；定义数据段
•
……
；数据定义
•
.code
；定义代码段
•start: mov ax,data ；程序起始点
•
mov ds,ax
•完整汇编语言程序框架（适用于所有masm版本）
data1 SEGMENT ;数据段1， (可据需要设定,也可无)
……
;变量定义
data1 ENDS
data2 SEGMENT ;数据段2 (可据需要设定,也可无)
……
data2 ENDS
code SEGMENT ;程序段
单片微机原理与应用_04
中断源可分为两大类：一类来自计算机
内部，称之为内部中断源；另一类来自 计算机外部，称之为外部中断源。 一般微型计算机中断处理包括4个 步骤：中断请求、中断响应、中断处理 和中断返回。中断过程示意图
2018/1/12
主 程 序
响应中断 请求
断点 返回 主程序
中 断 服 务 程 序
RETI
6
主 程 序
4.1 中断系统的功能及特点
中断系统是指能实现中断功能的硬件和软件。 1. 中断系统的功能 （1）进行中断优先级排队 当有几个中断源同时向CPU发出中断请求，或者CPU正在处理 某中断源服务程序时，又有另一中断源申请中断，那么CPU既要 能够区分每一个中断源，且要能够确定优先处理哪一个中断源， 即中断的优先级。按中断源级别高低依次响应的过程称为优先级 排队。 这个过程可以由硬件电路实现，也可以由软件查询来实现。 （2）实现中断嵌套
2018/1/12 7
4.1 中断系统的功能及特点
当CPU响应了某一中断请求进行中断处理时，若有优先级更高的中 断源发出请求，则CPU 会停止正在执行的中断服务程序，并保留此程 序的断点，转去执行优先级更高的中断服务程序，等处理完这个高优先 级的服务程序后，再返回继续执行被暂停的中断服务程序。这个过程称 为中断嵌套。 主 响应高级
程 序
响应低级 中断请求 中断请求 低级 中断
断点
序 低级
中断 返回 主程序
程 断点 程
高 级 中 断 服 务 程 序
序
RETI
主 程 序
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返回低级 中断程序
RETI
8
4.1 中断系统的功能及特点
（3）自动响应中断 当某一个中断源发出中断请求时，CPU将根据有关条件（是 否允许中断、中断的优先级等）进行相应的判断，以决定是否响 应该中断请求。若响应该中断请求，CPU在执行完当前指令后， 再把断点处的PC值压入堆栈保存起来，这个过程称为保护断点， 由硬件自动完成。在中断服务程序开始，由用户把相关寄存器和 标志位的状态也压入堆栈保存起来，这称为保护现场。随后开始 执行中断服务程序。 （4）实现中断返回 执行中断服务程序到最后时，需要从堆栈中恢复相关寄存器 和标志位的状态，这称为恢复现场。再执行RETI指令，恢复PC 值，即恢复断点，继续执行主程序。
微机原理4-3
YES: … NO:
5
(2) 输入字符串(功能号 功能号=0AH) 功能号 此功能调用从键盘输入一串字符并把它存入用户 指定的缓冲区中。 MOV AH, 0AH LEA DX, <字符串缓冲区首地址 字符串缓冲区首地址> INT 21H
用户定义的输入字符串的缓冲区格式
N1 N2 (预留的 个字节的存储单元 预留的N1个字节的存储单元 预留的 个字节的存储单元) 0DH
16
4.4 汇编语言程序设计
一、程序设计概述 二、顺序程序 三、分枝程序 四、循环程序 五、子程序设计 六、常用程序设计举例
17
三、 分枝程序
IF…THEN结构
程序结构： … 测试/比较指令 (TEST/CMP) 条件转移指令 (Jx 标号) 处理体 标号: 其他指令 …
18
条件满足 ？
N
Y 处理 标号:
26
例1： 二进制数(0-F)转换成ASCII(‘0’-‘F’)的子程序。 BIN2ASC PROC ;要转换的数在AL的低四位 ;转换结果仍在AL中 CMP AL, 9 JA A2F ADD AL, 30H JMP DONE A2F: ADD AL, 37H DONE: RET BIN2ASC ENDP 调用方法：（在主程序中） … MOV AL, 0CH CALL BIN2ASC (AL中有0CH的ASCII码43H, ’C’)
25
五、 子程序设计
调用子程序用CALL指令，返回调用程序用RET 指令。 子程序允许嵌套调用。 进入子程序后首先要保护主程序的运行状态(标 志位)和使用的寄存器内容(称为保护现场 保护现场)，退 保护现场 出子程序前要恢复现场 恢复现场。 恢复现场 调用前要预先确定子程序中要使用哪些寄存器 使用哪些寄存器， 使用哪些寄存器 并定义入口参数和出口参数 定义入口参数和出口参数。参数传递可利用 定义入口参数和出口参数 寄存器、存储单元或堆栈(要用BP寻址)。
单片机第四章定时器串行口及中断系统ppt课件
第4章 定时器、串行口及中断系统
4.1 MCS-51单片机的中断系统 4.2 MCS-51单片机片内定时器/计数 4.3 MCS-51单片机片内串行口
.
1
定时/计数器（Timer/Counter）是单片机的一个重要 组成部分，在实际的应用中，通过定时或计数可以实现很 多重要的功能。
单片机应用系统中，经常需要和其它计算机进行数据通 信。MCS-51片内设立了一个可编程的全双工串行通信接 口，可作为通用异步接收/发送器UART，也可作为同步移 位寄存器。
1、 中断允许控制
CPU对中断系统所有中断，以及某个中断源的开放和屏蔽 是由中断允许寄存器IE控制的。IE字节地址A8H，位地址 为AFH~A8H，IE位结构如下表所示：
位地址 AFH 位名称 EA
ACH ABH AAH A9H A8H ES ET1 EX1 ET0 EX0
.
9
各位的含义如下：
EX0(IE.0) 外部中断0允许位。EX0=0，禁止外部中断0 中断；EX0=1允许外部中断0中断。 ET0(IE.1) 定时/计数器T0中断允许位。ET0=0，禁止T0 中断；ET0=1，允许T0中断。 EX1(IE.2) 外部中断1允许位。EX1=0，禁止外部中断1 中断；EX1=1，允许外部中断1中断。 ET1(IE.3) 定时/计数器T1中断允许位。ET1=0，禁止T1 中断；ET1=1，允许T1中断。 ES（IE.4） 串行口中断允许位。ES=0，禁止串行口中 断；ES=1允许串行口中断。 EA (IE.7) CPU中断允许（总允许）位。EA=0，屏蔽所 有的中断请求；EA=1，开放中断。
4.1.1.1 中断系统的基本概念
中断是指CPU正在处理某任 务的过程中, 由于计算机系统内、 外的某种原因,发生的某一事件 请求CPU及时处理，于是CPU 暂时中止当前的工作，自动转 去处理所发生的事件。处理完 该事件后，再返回到原来被中 止的断点处继续工作，这样的 过程称为中断。
4.1 MCS-51单片机的中断系统 4.2 MCS-51单片机片内定时器/计数 4.3 MCS-51单片机片内串行口
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定时/计数器（Timer/Counter）是单片机的一个重要 组成部分，在实际的应用中，通过定时或计数可以实现很 多重要的功能。
单片机应用系统中，经常需要和其它计算机进行数据通 信。MCS-51片内设立了一个可编程的全双工串行通信接 口，可作为通用异步接收/发送器UART，也可作为同步移 位寄存器。
1、 中断允许控制
CPU对中断系统所有中断，以及某个中断源的开放和屏蔽 是由中断允许寄存器IE控制的。IE字节地址A8H，位地址 为AFH~A8H，IE位结构如下表所示：
位地址 AFH 位名称 EA
ACH ABH AAH A9H A8H ES ET1 EX1 ET0 EX0
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各位的含义如下：
EX0(IE.0) 外部中断0允许位。EX0=0，禁止外部中断0 中断；EX0=1允许外部中断0中断。 ET0(IE.1) 定时/计数器T0中断允许位。ET0=0，禁止T0 中断；ET0=1，允许T0中断。 EX1(IE.2) 外部中断1允许位。EX1=0，禁止外部中断1 中断；EX1=1，允许外部中断1中断。 ET1(IE.3) 定时/计数器T1中断允许位。ET1=0，禁止T1 中断；ET1=1，允许T1中断。 ES（IE.4） 串行口中断允许位。ES=0，禁止串行口中 断；ES=1允许串行口中断。 EA (IE.7) CPU中断允许（总允许）位。EA=0，屏蔽所 有的中断请求；EA=1，开放中断。
4.1.1.1 中断系统的基本概念
中断是指CPU正在处理某任 务的过程中, 由于计算机系统内、 外的某种原因,发生的某一事件 请求CPU及时处理，于是CPU 暂时中止当前的工作，自动转 去处理所发生的事件。处理完 该事件后，再返回到原来被中 止的断点处继续工作，这样的 过程称为中断。
单片机原理第四章输入输出中断定时与串行通信(参考课件)
读入状态信息
I/O接口或外设的状态以适当的方式输入CPU，CPU通过对状态信号的查询，在判别外设准备好之后， N 对其进行输入/输出操作。
查询方式的特点：实现简单，通用性强，适合各种设备数据的输入/输出；其缺点是需要占用CPU的
准备好？ Y
数据传送
时间，外设速度较慢时，效率较低。
图4.1 查询方式流程图
2
4.1 I/O概述
4.1.1 I/O的概念
在单片机内部结构中，除了CPU之外，单片机集成有内部数据寄存器、程序存储器、定时器/计数器、并行I/O口、串行口、中 断控制系统等。CPU通过内部总线与片内的I/O连接，通过片内I/O，单片机可与外设或单片机系统交换信息。此外，单片机可以由 P0、P2和P3口构成外部总线，扩展外部I/O，构成更加复杂的系统，满足实际应用的需求。
1. 定时器控制寄存器TCON TCON为特殊功能寄存器，字节地址为88H，可位操作，位地址由低位到高位为88H~8FH。对TCON的设置可完成定时器的运 行控制和外部中断触发方式的选择，同时，定时器和外部中断发生时，会影响TCON的中断请求标志位。 TCON的格式如下：
中断产生时，对应的中断标志位被置位为“1”，当中断响应时，由硬件复位或在中断服务程序中，用软件复位清除中断标 志。串行口中断为发送和接收共用，当串行口中断时，通过查询定时器工作方式控制寄存器TMOD中的TI和RI判别是发送还是 接收中断，并用软件复位中断标志。中断系统的控制通过对特殊功能寄存器的操作完成。
当中断系统有多个中断优先级时，CPU暂停较低级的中断服务程序，转而处理优先级更高的中断请求源，处理完后再处理 较低级的中断服务程序，这样的过程称为中断嵌套。这样的中断系统称为多级中断系统。
51系列单片机的中断系统有5个中断源：2个外部中断源、2个定时器中断源和一个串行口中断源，具有两个中断优先级， 可实现两级中断服务程序嵌套。
《微机原理及接口技术》第四章
J X G
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J X G
微机原理及接口技术
主要传送方式的对比
方式 无 条件 传送 方式 查询 传送 方式
定义
在已知外设准备好， 不用查询外设，直 接进行数据传送
在程序控制下先 查询状态 外设准备好 传送数据 否则CPU等待 外设准备好数据
输入过程
I/O数据到缓冲器 CPU执行IN I/O.RD.AD选中BR I/O数据送CPU
J X G
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J X G
微机原理及接口技术
二、直接存储器存取方式（DMA方式）
数据传送请求由外设向 DMA 控制器（DMAC ）提出，然后DMAC 向CPU申请 总线，DMAC利用系统总线自主完成外设和存储器间的数据传送。CPU不干 预传送过程，整个传送过程由硬件来完成而不需要软件介入。控制数据传 送过程的硬件称为DMA控制器。 常用的DMA控制器8237详见本章第4节。 优点：具有非常高的传送速率。 缺点：硬件电路复杂。
② 缺点：其一是I/O端口占用了内存空间； 其二是在程序中不能一目了然的区分当前正在进行的访问是存储器还是I/O端口。
2、独立地址的编址方式：是指把I/O端口和存储单元各自编址，即使地址编号相同也无妨。
① 优点：其一是I/O端口不占用内存空间； 其二是访问I/O端口指令仅需两个字节，执行速度快； 其三是读程序时只要是I/O指令，即知是CPU访问I/O端口。 ② 缺点：其一是要求CPU有独立的I/O指令； 其二是CPU访问I/O端口的寻址方式少。
4.2.1
并行接口芯片8255A的结构
8255A有3个8位的并行输入输出端口，端口A、B、C； 可利用编程的方法设置3个端口是输入端口还是输出端口； 有三种工作方式，分别是方式0、方式1和方式2；
微机原理微机原理讲义第4章课件
Rambus内存条模块(Rdram)
7
存储器分类 随着计算机系统结构的发展和器件的发展，存
储器的种类日益繁多，分类的方法也有很多种
1)按构成存储器的器件和存储介质分类
存储器
磁芯存储器 半导体存储器 光电存储器 磁膜，磁泡存储器 光盘存储器
从理论上讲，只要有两个明显稳定的物理状态的器件和介
质都能用来存储二进制信息。
Y6
Y7
输入
输出
C B A Y0 Y1 Y2 Y3 Y4 Y5 Y6 Y7
00 0 01 111 111
00 1 10 111 111
01 0 11 011 111
01 1 11 101 111
10 0 11 110 111
10 1 11 111 011
11 0 11 111 101
11 1 11 111 110
微型计算机原理及应用
1
第四章 存储器是核心组成部分之一。因为 有了它，计算机才具有“记忆”功能，才能把程序及数据 的代码保存起来，才能使计算机系统脱离人的干预，而自 动完成信息处理的功能。
存储器的性能指标有：容量、速度和成本。
容量：指存储器所包含的存储单元的总数
4
在计算机系统中常采用三级存储器结构
Cache存储器
内存储器
主存储器（RAM和ROM）（使用半导体存储器芯片）
外存储器（软盘、硬盘、光盘） 后备存储器（磁带、光盘）
外存储器 (辅助存储器)
从整体看，其速度接近高速缓存的速度，其容量
接近辅助存储器的容量，而位成本接近廉价慢速
辅存的平均价格。
5
6
单列直插式内存条
半导体 存储器
掩膜ROM（Mask ROM）
微机原理与接口技术第四章试题及答案
第四章4-1填空1.MCS-51的Po口作为输出端口时,每位能驱动8 个SL型TTL负载.2.MCS-51有4个并行I\O口,其中P0~P3是准双向口,所以由输出转输入时必须先写入"1"3.设计8031系统时,_P0、P2 口不能用作一般I\O口.4.MCS-51串行接口有4种工作方式,这可在初始化程序中用软件填写特殊功能寄存器__SCON _加以选择.5.当使用慢速外设时,最佳的传输方式是中断.6.当定时器To工作在方式3 时,要占定时器T1的TR1和TF1_两个控制位.7.MCS-51有5 个中断源,有2 个中断优先级,优先级由软件填写特殊功能寄存器IP 加以选择..8.用串口扩并口时,串行接口工作方式应选为方式0 .9.在串行通信中,有数据传送方向单工、半双工、全双工三种方式.10.外部中断入口地址为_ 0013H4-2判断1.MCS-51的5个中断源优先级相同。
（×）2.要进行多机通信，MCS-51串行接口的工作方式应为方式1。
（×）3.MCS-51上电复位时，SBUF=00H。
（×）。
4.MCS-51有3个中断源,优先级由软件填写特殊功能寄存器IP加以选择.. （×）5.用串口扩并口时,串行接口工作方式应选为方式1. （×）6.外部中断INTO 入口地址为_0013H（×）7.MCS-51外部中断0的入口地址是0003H。
（√）.8.TMOD中的GATE=1时，表示由两个信号控制定时器的启停。
（√）。
9.使用8751且=1时，仍可外扩64KB的程序存储器。
（×）10．PC存放的是当前执行的指令。
（×）11．MCS-51的特殊功能寄存器分布在60H~80H地址范围内。
（×）12.MCS-51有4个并行I\O口,其中P0~P3是准双向口,所以由输出转输入时必须先写入"0"（×）4-3选择1.在中断服务程序中,至少应有一条( D )（Ａ）传送指令（Ｂ）转移指令（Ｃ）加法指法（Ｄ）中断返回指令2.要使MCS-51能够响应定时器Ｔ１中断、串行接口中断，它的中断允许寄存器ＩＥ的内容应是（ B ）（Ａ）98H （Ｂ）84H （Ｃ）42 （Ｄ）22H3.D MCS-51在响应中断时,下列哪种操作不会发生( D ).(A)保护现场(B)保护PC (C)找到中断入口若悬河(D)保护PC转入中断入口4.用MCS-51串行接口扩展并行I\O口时,串行接口工作方式应选择( C )(A)方式0 (B)方式1 (C)方式2 (D)方式35.MCS－51有中断源（A）（A）5个（B）2个（C）3个（D）6个6.MCS-51响应中断时，下面哪一个条件不是必须的（）（A）当前指令执行完毕（B）中断是开放的确（C）没有同级或高级中断服务须（D）必须有RET1指令7．使用定时器T1时，有几种工作模式（D）（Ａ）１种（Ｂ）２种（Ｃ）３种（Ｄ）４种8.计算机在使用中断方式与外界交换信息时,保护现场的工作方式应该是( B )(A)由CPU自动完成(B)在中断响应中完成功之路(C)应由中断服务程序完成(D)在主程序中完成9.下面哪一种传送方式适用于处理外部事件( C )(A)DMA (B)无条件传递进(C)中断(D)条件传递1、2、4章的编程1.8225A控制字地址为300FH,请按:A口方式0输入,B口方式1输出,C口高位输出,C口低位输入,确定8225A控制字并编初始化程序.解：控制字为10010101=95H初始化程序：MOV DPTR ,#300FHMOV A,#95HMOVX @DPTR ,A2.编定一个软件延时1S和1miｎ的子程序．设ｆosc=6Hz，则一个机器周期1μｓ。
单片微机原理第四章42定时、中断、串行-精选文档
中 断 流 程
引入中断的主要优点是： ① 实现分时操作，解决了快速CPU与慢速外设的 矛盾，可以实现CPU与外部设备同时工作。
② 实现实时处理，中断源根据外界信息变化可 以随时向CPU发出中断请求，若条件满足，CPU 会马上响应，对中断要求及时处理。若用查询方 式往往不能及时处理。 ③故障处理。计算机在运行时往往会出现一些故 障，如电源断电、运算溢出等，有了中断系统， 当出现故障时，CPU可即时转去执行故障处理程 序，自行处理故障而不必停机。
805l单片机共有5个中断：
1．外部中断源2个：INT0(P3.2)、 INT1(P3.3) 由P3.2端口线引入，低电平或下降沿引起。 由P3.3端口线引入，低电平或下降沿引起。 2．内部中断源 T0溢出中断：定时/计数器0中断，由T0溢出引起。 T1溢出中断：定时/计数器1中断，由T1溢出引起。 串行口中断 TI/RI ：串行 I/O 中断，完成一帧字符发送 / 接收 引起。
4.2.2 8051中断标志及控制寄存器
一、中断标志寄存器TCON、SCON TCON是定时／计数器控制寄存器 SCON是串行口控制寄存器 1．TCON 中断标志位
TCON寄存器中与中断有关位如下： D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1
TF1 TR 1 TF0 TR 0 IE1 IT1 IE0 IT0
例如，若允许 T0 中断，禁止其它中断，则中断允许控制字为 82H(EA＝1，ET0＝1)，由送数指令设置。 方法一： 程序 MOV IE，#82H ；IE寄存器送入控制字
二、中断优先级控制寄存器IP
8051单片机内有 5个中断。若有两个以上中断同时发出中断请 求，先响应哪一个的申请则是CPU必须解决的问题 中断优先级：根据每个中断源的重要程度和中断请求的紧急程度， 事先排好一个响应中断的顺序,这个顺序叫中断优先级。 1．自然优先级（机器内预先安排好的中断顺序） 外部中断0 (INT0) 定时器T0中断 外部中断1(INT1) 定时器T1中断 串行口中断 最高级
片微机原理第四章42定时、中断、串行
中断是计算机系统中一种非常重要的机制，它能够使CPU更 加高效地处理各种事件，提高计算机系统的实时性和响应性 。
中断的分类
按触发方式可分为硬件中断和软件中断。硬件中断是由硬 件设备产生的中断，如键盘、鼠标、网卡等；软件中断是 由程序中某些特定指令产生的中断，如系统调用、异常等 。
按优先级可分为高优先级中断和低优先级中断。高优先级 中断是指那些需要立即处理的紧急事件，如实时任务、硬 件故障等；低优先级中断是指那些可以稍后处理的非紧急 事件，如用户输入、定时器溢出等。
联系
协同工作
在实际应用中，定时器、中断和串行通信可以协同工作，例如在串行通信中，可以通过定时器控制数据的发送时间，同时利 用中断处理机制来响应通信过程中的事件。
联系
相互补充
定时器、中断和串行通信各自具有优势和局限性，在实际应用中可以相互补充，以满足复杂系统的需 求。例如，在实时控制系统中，可以利用定时器和中断来实现快速响应，同时通过串行通信实现远程 数据传输和控制。
GPS定位系统
GPS定位系统通过串行通信与卫星进 行数据交换，接收卫星信号并计算出 经纬度等位置信息。
谢谢观看
在实时处理中，中断可以用于实现实时 任务的调度和执行，保证实时任务能够 在规定的时间内得到处理。
在多任务调度中，中断可以用于实现任 务切换和进程调度，保证各个任务能够 得到公平合理的执行机会。
03
串行通信原理
串行通信的基本概念
串行通信
指数据在单条线路上逐位进行传输，与并行通信 相对。
数据格式
包括起始位、数据位、奇偶校验位和停止位。
片微机原理第四章42定时、中断、 串行
目录
• 定时器原理 • 中断原理 • 串行通信原理 • 定时器、中断、串行通信的比较与联系 • 实际应用案例分析
中断的分类
按触发方式可分为硬件中断和软件中断。硬件中断是由硬 件设备产生的中断，如键盘、鼠标、网卡等；软件中断是 由程序中某些特定指令产生的中断，如系统调用、异常等 。
按优先级可分为高优先级中断和低优先级中断。高优先级 中断是指那些需要立即处理的紧急事件，如实时任务、硬 件故障等；低优先级中断是指那些可以稍后处理的非紧急 事件，如用户输入、定时器溢出等。
联系
协同工作
在实际应用中，定时器、中断和串行通信可以协同工作，例如在串行通信中，可以通过定时器控制数据的发送时间，同时利 用中断处理机制来响应通信过程中的事件。
联系
相互补充
定时器、中断和串行通信各自具有优势和局限性，在实际应用中可以相互补充，以满足复杂系统的需 求。例如，在实时控制系统中，可以利用定时器和中断来实现快速响应，同时通过串行通信实现远程 数据传输和控制。
GPS定位系统
GPS定位系统通过串行通信与卫星进 行数据交换，接收卫星信号并计算出 经纬度等位置信息。
谢谢观看
在实时处理中，中断可以用于实现实时 任务的调度和执行，保证实时任务能够 在规定的时间内得到处理。
在多任务调度中，中断可以用于实现任 务切换和进程调度，保证各个任务能够 得到公平合理的执行机会。
03
串行通信原理
串行通信的基本概念
串行通信
指数据在单条线路上逐位进行传输，与并行通信 相对。
数据格式
包括起始位、数据位、奇偶校验位和停止位。
片微机原理第四章42定时、中断、 串行
目录
• 定时器原理 • 中断原理 • 串行通信原理 • 定时器、中断、串行通信的比较与联系 • 实际应用案例分析
《微机原理与应用教学资料》第四章(改).ppt
电气学院学习部资料库
6
三、关系运算符：
EQ、NE、GT、LT、GE、LE 结果为真：输出OFFH、OFFFFH 全1 结果为假： 全 0 例： PORT EQU 2
MOV BX ，PORT LT 5 ；MOV BX ，0FFFFH MOV CX ，（（PORT LT 5） AND 100）OR （（PORT GE 5）AND 200）； 若PORT LT 5
PORT LT 5=FFFFH FFFFH AND 100=100
PORT GE 5=0000 0000H AND 200=0 100 OR 0=100 汇编后 MOV CX, 100
电气学院学习部资料库
7
四、数值返回运算符：
OFFSET、SEG、TYPE、LENGTH、SIZE
1. OFFSET 返回变量或标号的偏移地址值
编程效率高，节省内存，运行速度快。
源程序1.asm
1.obj
1.exe
汇编
链接
8086常用的汇编程序：宏汇编程序MASM 一、指令性语句： 生成机器代码，由CPU来执行
格式： 标号：指令助记符 操作数，操作数；注释
↖字母开头，最长31个字符
电气学院学习部资料库
2
二、伪指令语句：
只提供汇编信息 功能：变量定义、存储区分配、段定义、段分配、指示程 序开始、结束 格式： 名字 伪指令助记符 操作数，操作数；注释 ↑变量名、段名、过程名、符号名，名字后不允许有“：”
MOV AL ，TYPE M ；MOV AL ，2
MOV AL ，LENGTH M ；MOV AL ，100
MOV AL ，SIZE FIRS电气T学院学习；部资料M库 OV AL ，200
单片微机原理第四章411定时、中断、串行
当发出启动命令后，装初值寄存器开始计数，连续 加1，每一个机器周期加1一次，加到满值(各位全1)。 若再加l则溢出，同时将初值寄存器清零。如果继续计 数定时，则需要重新赋初值。
一、定时/计数器工作原理
分析与定时有关的因数： 1、与频率有关: 12MHZ 一个机器周期1微秒，
6MHZ为2微秒。 2、与初值有关： 3、与定时器的大小有关
最大值 脉冲个数
程序
MOV TMOD，#60H ；T1方式2、计数方式
MOV TH1，#9CH ；保存备用初值
MOV TL1，#9CH ；赋初值
SETB TR1
；启动T1
LP： JBC TF1，LP1 AJMP LP
LP1：CPL P1.0 AJMP LP
；查询T1溢出标志 ；TF1≠1转LP继续查询 ； TF1＝l时P1．0取反 ；转LP自动循环计数。
4．启动定时器
例 SETB TR0 ；启动T0 SETB TR1 ；启动T1
设定时器T1为方式l，初值3CB0H，若未用中断，初始化 程序如下：
MOV TMOD，#10H MOV TH1，#3CH MOV TL1，#0B0H SETB TR1
二、定时器初值设定方法
定时时间和定时器工作方式、初值及时钟周期 均有关系，欲设定准确时间，必须会计算定时值。 即使同样的时间，工作方式不同，初值则不同；时钟 频率不同即使工作方式相同，初值也不同。一般设 定初值分几步考虑。
第四章 定时、中断、串行口系统及应用 第一节 定时/计数系统及应用
主讲人：吴雪
本章要点
• 要点：
1、定时器的结构、工作方式、初始化、编程应用 2、中断系统的结构、中断的概念、中断的标志、中断优先级、
中断响应、中断程序设计 3、串行口的结构、串行通信的特点、串行通信的工作方式、波
一、定时/计数器工作原理
分析与定时有关的因数： 1、与频率有关: 12MHZ 一个机器周期1微秒，
6MHZ为2微秒。 2、与初值有关： 3、与定时器的大小有关
最大值 脉冲个数
程序
MOV TMOD，#60H ；T1方式2、计数方式
MOV TH1，#9CH ；保存备用初值
MOV TL1，#9CH ；赋初值
SETB TR1
；启动T1
LP： JBC TF1，LP1 AJMP LP
LP1：CPL P1.0 AJMP LP
；查询T1溢出标志 ；TF1≠1转LP继续查询 ； TF1＝l时P1．0取反 ；转LP自动循环计数。
4．启动定时器
例 SETB TR0 ；启动T0 SETB TR1 ；启动T1
设定时器T1为方式l，初值3CB0H，若未用中断，初始化 程序如下：
MOV TMOD，#10H MOV TH1，#3CH MOV TL1，#0B0H SETB TR1
二、定时器初值设定方法
定时时间和定时器工作方式、初值及时钟周期 均有关系，欲设定准确时间，必须会计算定时值。 即使同样的时间，工作方式不同，初值则不同；时钟 频率不同即使工作方式相同，初值也不同。一般设 定初值分几步考虑。
第四章 定时、中断、串行口系统及应用 第一节 定时/计数系统及应用
主讲人：吴雪
本章要点
• 要点：
1、定时器的结构、工作方式、初始化、编程应用 2、中断系统的结构、中断的概念、中断的标志、中断优先级、
中断响应、中断程序设计 3、串行口的结构、串行通信的特点、串行通信的工作方式、波
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方式1 串行口为10位异步通信口。一帧信息10位(包括起始标志 “O”和停止标志位“l”及8位数据)。 2SMOD 波特率 —— ×T1溢出率 32 发送时，只要数据写入发送缓冲器SBUF，就启动发送 器，数据则从TXD端输出。发送完一帧数据．把TI置 “1”申请中断 。 接收时REN＝l，数据从RXD端输入。当采样到起始位 为“0”，开始接收一帧数据，采到停止位为“l”此 时 RI＝0(或SM2=0)，则把RI置“1”。 注意：方式1，发送前先清TI，接收前先清RI和SM2。
D7
D6
D5
D4
D3
D2
D1
D0
SM0 SM1 SM2 REN TB8 RB8 TI
RI
接收中断标志位 发送中断标志位 接收数据/地址标志位 RB8=0 接收的是数据， RB8=1 接收的是地址 发送数据/地址标志位 RB8=0 发送的是数据， RB8=1 发送的是地址 串行接收允许位 REN=0 允许接收，REN=1 禁止接收 功能控制 方式选择控制 8051单片微机正是通过对SCON的设置、检测与读、取来管理串行口的通信。
方式3 :
2SMOD 方式3波特率为 —— × T1溢出率 32 除此之外，方式 3 与方式 2 通信方式完全相 同。 说明: 表中用到的SMOD是专用寄存器PCON的最 高位(其它位无用)，SMOD是串行口波特率 倍增位。 SMOD=1时波特加倍
同步方式:在同步通信中，在数据或字符开始处就用一同 步字符来指示（常约定1~2个），由时钟来实现发送端 和接收端同步，一旦检测到与规定的同步字符符合， 下面就连续按顺序传送数据。
SYS字符1
SYS字符2
连续传送的数据
波特率（Baud rate）: 是异步通信中对数据传送速率的规定。即每秒钟传送 多少位二进制数。如果数据传送的速率为每秒钟传送 240个字符，每个字符由1个起始位8个数据位，一个停 止位组成，传送波特率为： 10 x 240 =2400 b/s =2400 波特率 异步通信的传送速度一般在50~9600波特率之间。 通信方向： 在串行通信中，如果通信接口只能发送或接受， 这种单向传送的方法称单工传送。通常数据需在两机 之间双向传送，这种方式称双工传送。在双工传送方式 中，如果接收和发送不能同时进行，只能分时接收和发 送，这种方式称半双工传送；如果接收和发送可以同时 进行，则称全双工传送。
方式2 串行口为11位异步通信口。一帧信息由11位组成。除 了起始位0、停止位l和8位数据还有一位可编程位(第9 位)，存放数据地址标志。 发送时，写 SBUF 地址，把 8 位数据装入 SBUF ，同时 把数据/ 地址标志 TB8状态送入第 9 位，从 TXD端送出 一帧数据，置TI为“l”。 接收时， RKN ＝ l 允许接收， RB8 接收的是 TB8 状态。 RB8=0 表 示 接 收 的 是 数 据 ， RB8 ＝ l 表 示 接 收 的 是地址。 在多机通信中能否接收还受SM2控制， 2SMOD 方式2 波特率＝—— fOSC 64
4.3 串行口及其通信方式
基本通信方式
计算机与外界的信息交换称为通信。 串行通信是CPU与外界交换信息的一种基本通信方式。 常用通信方式有两种： 并行通信——所传送数据的各位同时发送或接受； 串行通信——所传送数据的各位按顺序一位一位地发 送或接受 并行通信方式的特点： 传送速度快，但传输线多，价格较贵，适合近 距离传输。 串行通信方式的特点： 传送速度较慢，需传输线少，适合远距离传输。
4.3.1 串行口结构
8051 的串行口是一个可编程的全双工串行通信 接口，通过编程控制，该口可以同时进行发 送和接收。 串行通信数据帧的格式有8位、10位、11位，并 能设置各种波特率，使用方便灵活。 8051 串 行口结构框图如图4—5所示。
串行口结构
一、数据缓冲寄存器SBUF 数据缓冲寄存器共两个，一个对应发送，一个对应接收。当 CPU向SBUF写入时，数据进入发送寄存器，同时启动串行发 送;CPU读SBUF时，实际是读接收寄存器数据。 注意：两个SBUF用同一个地址99H。 二、串行控制寄存器SCON SCON控制串行通信方式的选择、接收、发送及保存串行口 的状态。其格式如图所示： 8051单片微机通过对SCON的设置、检测与读、取来管理串 行口的通信。 三、专用寄存器PCON PCON的最高位SMOD是串行口波特率倍增位。当SMOD=1时， 波特率加倍，复位时，SMOD=0。
三、输入移位寄存器 输入移位寄存器的作用是在接收到外部数据后， 先进入输入移位寄存器，再送入接收缓冲寄存 器SBUF。这样起到了双缓冲作用，防止第1帧 数据没取走，第 2 帧数据又输入，造成数据重 迭的错误
4.3.2 串行口工作方式
SCON中最高两位SM0、SM1是方式选择控 制位。两位组合出四种状态：00、0l、10、 11 ，正好对应串行口的方式 0 、方式 1 、 方式2、方式3四种工作方式。
方式0 : 串行口为同步移位寄存器方式，波特率固 定为fosc/12。该方式主要用于I／O口扩展， 串行数据由 RXD(P3.0) 端输入或输出，同步 移位脉冲由TXD(P3.1)端送出。 发送时，8 位数据以 fosc/12的波特率从 RXD 端输出(低位在前 )，发送完置中断标志TI为 “l”。 接收时，当 REN ＝ l 时， RXD 以 fosc/12 的波 特率接收数据 ( 低位在前 ) ，接收完 8 位数据， 置RI为“1”。
计
算 机 1 GND
计或
算外 机设 2 GND
计
算 机 1 GND
计或
算外 机设 2 GND
几个概念
传送编码：用二进制数对传送字符编码。 常用的编码有：ASCII码和扩展BCD码（同步通信） 串行通信分同步和异步两种方式 异步方式：在异步通信中数据或字符是分为一帧一帧地传送，在 帧格式中先用一个起始位“0”表示字符的开始，然后是5~8位 数据，规定低位在前，高位在后，接下来是奇偶校验位（可省 略），最后一位停止为“1”表示字符结束，构成一帧。 0 D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 P 异步传送格式 1 0 D0