单片机课件第七章
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07 单片机.
要
/WR2： 写控制信号2,低有效 /XFER： 数据传送控制信号 Iout1： 电流输出端1 Iout2： 电流输出端2
技 术 指
Rfb： 内置反馈电阻端
标
Vref: 参考电压源,-10~+10V
DGND： 数字量地
AGND： 模拟量地
Vcc: +5～+15V单电源供电端
7.2 MCS-51单片机和D/A转换器的接口
8位D/A，分辨率=Vref/256
CMOS低功耗器件，+5～+15V，单电源
DAC0832
供电
电流输出型器件(需外接运放)
具有双缓冲控制输出
采用T型电阻解码网络结构
参考电压源，-10～+10V
D0—D7：8位数字量输入端 /CS： 片选端，低有效
的
ILE： 数据锁存允许,高有效
主
/WR1： 写控制信号1,低有效
第7章 A/D和D/A转换器
7.1
D/A转换器
7.2 单片机和D/A转换器接口
7.3
A/D转换器
7.4 单片机和A/D转换器接口
7.1 D/A转换器
7.1.1 D/A转换器的原理 7.1.2 D/A转换器的性能指标 7.1.3 典型的D/A转换器芯片DAC0832
7.1.1 D/A转换器的原理
转换结果读取方式： ①延时读数 ②查询EOC=1 ③EOC申请中断
CLOCK
START
1N0 IN1 IN2 IN3 IN4 IN5 IN6 IN7
ADDA ADDB ADDC ALE
通道 选择 开关
定时和控制
逐次逼近 寄存器SAR
比较器
地址锁存 和译码
单片机课件第7章
第7章 MCS-51系列单片机的串行接口 ⑦ SM2：多机通信控制位，主要用于方式2和方式3。在 方式0时，SM2不用，一定要设置为0。在方式1中，SM2也应 设置为0，当SM2 = 1时，只有接收到有效停止位时，RI才置1。 当串行口工作于方式2或方式3时，若SM2 = 1，只有当接收到 的第9位数据(RB8)为1时，才把接收到的前8位数据送入SBUF， 且置位RI发出中断申请，否则会将接收到的数据放弃；当 SM2 = 0时，不管第9位数据是0还是1，都将接收到的前8 位数 据送入SBUF，并发出中断申请。
第7章 MCS-51系列单片机的串行接口
图7-2 串行通信数据传送的制式
第7章 MCS-51系列单片机的串行接口 半双工制式(Half Duplex)：数据可实现双向传送，但不能 同时进行，实际的应用采用某种协议实现收/发开关转换。如 图7-2(b)所示，数据传送是双向的，但任一时刻数据只能是从 甲站发至乙站，或者从乙站发至甲站，也就是说只能是一方发 送另一方接收。因此，甲、乙两站之间只需一条信号线和一条 接地线。收/发开关是由软件控制的，通过半双工通信协议进 行功能切换。
第7章 MCS-51系列单片机的串行接口 SBUF为串行口的收/发缓冲寄存器，它是可寻址的专用寄 存器，其中包含了发送寄存器SBUF(发送)和接收寄存器 SBUF(接收)，可以实现全双工通信。这两个寄存器具有相同名 字和地址(99H)。但不会出现冲突，因为它们一个只能被CPU 读出数据，另一个只能被CPU写入数据，CPU通过执行不同的 指令对它们进行存取。CPU执行“MOV SBUF，A”指令，产生 “写SBUF”脉冲，把累加器A中欲发送的字符送入SBUF(发送) 寄存器中；CPU执行“MOV A，SBUF”指令，产生读SBUF脉 冲，把SBUF(接收)寄存器中已接收到的字符送入累加器A中。 所以，MCS-51的串行数据传输很简单，只要向发送缓冲器 SBUF写入数据即可发送数据。而从接收缓冲器SBUF读出数据 即可接收数据。
单片机第七章ppt
2
定时/计数的方法
实现定时功能，比较方便的办法是利用单片机内 部的定时/计数器。也可以采用下面三种方法：
软件定时：软件定时不占用硬件资源，但占用了
CPU时间，降低了CPU的利用率。 时基电路定时：例如采用555电路，外接必要的元 器件（电阻和电容），即可构成硬件定时电路。但 在硬件连接好以后，定时值与定时范围不能由软件 进行控制和修改，即不可编程。 可编程芯片定时：这种定时芯片的定时值及定时 范围很容易用软件来确定和修改，此种芯片定时功 能强，使用灵活。在单片机的定时/计数器不够用时， 可以考虑进行扩展。
17
7.4 定时/计数器用于外部中断扩展
利用计数器方式，计数初值设定为满程，将待扩 展的外部中断源接到外部计数引脚。当该引脚输入一 个下降沿信号时，计数器便加1，并产生溢出中断。
外部信号
加1计数－>溢出－>中断
18
例，利用T0扩展一个外部中断源。设置T0为方式2工 作，TH0、TL0的初值均为0FFH，允许中断。其初始 化程序如下： TMOD=0x06 ; 0000 0110置T0为计数器方式2 TL0=0x0FF ; 计数初值为满程 TH0=0x0FF TR0=1 ；启动T0工作 ET0=1 ；允许T0中断 EA =1 ；CPU开中断
3
7.1 定时/计数器的结构和工作原理
一、定时/计数器的结构
定时/计数器的实质是加1计数器（16位），由高8位和低8位 两个寄存器组成。TMOD是定时/计数器的工作方式寄存器， 确定工作方式和功能；TCON是控制寄存器，控制T0、T1的 启动和停止及设置溢出标志。
T1引脚 T0引脚
机器周 期脉冲
TH1
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三、计数寄存器TH、TL
定时/计数的方法
实现定时功能，比较方便的办法是利用单片机内 部的定时/计数器。也可以采用下面三种方法：
软件定时：软件定时不占用硬件资源，但占用了
CPU时间，降低了CPU的利用率。 时基电路定时：例如采用555电路，外接必要的元 器件（电阻和电容），即可构成硬件定时电路。但 在硬件连接好以后，定时值与定时范围不能由软件 进行控制和修改，即不可编程。 可编程芯片定时：这种定时芯片的定时值及定时 范围很容易用软件来确定和修改，此种芯片定时功 能强，使用灵活。在单片机的定时/计数器不够用时， 可以考虑进行扩展。
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7.4 定时/计数器用于外部中断扩展
利用计数器方式，计数初值设定为满程，将待扩 展的外部中断源接到外部计数引脚。当该引脚输入一 个下降沿信号时，计数器便加1，并产生溢出中断。
外部信号
加1计数－>溢出－>中断
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例，利用T0扩展一个外部中断源。设置T0为方式2工 作，TH0、TL0的初值均为0FFH，允许中断。其初始 化程序如下： TMOD=0x06 ; 0000 0110置T0为计数器方式2 TL0=0x0FF ; 计数初值为满程 TH0=0x0FF TR0=1 ；启动T0工作 ET0=1 ；允许T0中断 EA =1 ；CPU开中断
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7.1 定时/计数器的结构和工作原理
一、定时/计数器的结构
定时/计数器的实质是加1计数器（16位），由高8位和低8位 两个寄存器组成。TMOD是定时/计数器的工作方式寄存器， 确定工作方式和功能；TCON是控制寄存器，控制T0、T1的 启动和停止及设置溢出标志。
T1引脚 T0引脚
机器周 期脉冲
TH1
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三、计数寄存器TH、TL
单片机原理与应用 第七章 优质课件
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任务七 MCS-51单片帆双帆通信
LOOP:JNB TZI，$ CLTZ RI
MOV A，SBUF MOV 60H，A
TCALL DISP DISP:MOV A , 60H
M()V DPTR, #TAB MOVC A，@A+DPTR MOV PO，A RET
TAB:DB OCOH，OF9H，OA4H，OBOH，99 H_92 H_82 H_OFBH DB 80H，90 H，88H，83H，OC6H OA1H_RhH_REH END;结束伪指令
TAB:DB OCOH，OF9H，OA4H，OBOH，99H，92 H，82 H，OFBH， DB 80H，90H，88H，83H，OC6H，OA1H，86H，8EH， END
这段程序烧到一个实验板上，开机时显示“o 0}，当按下 一个键是显示对应 的键号，与此同时通过TXD发送所显示数据的BCD码。此板就作 为发送机。
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任务七 MCS-51单片帆双帆通信
KEY4:LCALL DEL JB P3.5，KEYEXIT MOV 60H，#4
KEY44:JNB P3.5，$ LCALL DEL JNB P3.5 , KEY44 LJMP KEYEXIT
SEND:MOV A , 60H CJNE A , #1 , SEND1 LCALL SENDBYTE
任务描述
1.按下按键，数码管显示其键号 2.与此同时发送其键号的BCD码 3.接收机显示收到BCD的数值
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任务七 MCS-51单片帆双帆通信
1.电路原理图 串行通信电路原理图见图7-1所示。
2.参考程序
ORG
OOOOH
MOV TMOD，#20 H
任务七 MCS-51单片帆双帆通信
LOOP:JNB TZI，$ CLTZ RI
MOV A，SBUF MOV 60H，A
TCALL DISP DISP:MOV A , 60H
M()V DPTR, #TAB MOVC A，@A+DPTR MOV PO，A RET
TAB:DB OCOH，OF9H，OA4H，OBOH，99 H_92 H_82 H_OFBH DB 80H，90 H，88H，83H，OC6H OA1H_RhH_REH END;结束伪指令
TAB:DB OCOH，OF9H，OA4H，OBOH，99H，92 H，82 H，OFBH， DB 80H，90H，88H，83H，OC6H，OA1H，86H，8EH， END
这段程序烧到一个实验板上，开机时显示“o 0}，当按下 一个键是显示对应 的键号，与此同时通过TXD发送所显示数据的BCD码。此板就作 为发送机。
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任务七 MCS-51单片帆双帆通信
KEY4:LCALL DEL JB P3.5，KEYEXIT MOV 60H，#4
KEY44:JNB P3.5，$ LCALL DEL JNB P3.5 , KEY44 LJMP KEYEXIT
SEND:MOV A , 60H CJNE A , #1 , SEND1 LCALL SENDBYTE
任务描述
1.按下按键，数码管显示其键号 2.与此同时发送其键号的BCD码 3.接收机显示收到BCD的数值
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任务七 MCS-51单片帆双帆通信
1.电路原理图 串行通信电路原理图见图7-1所示。
2.参考程序
ORG
OOOOH
MOV TMOD，#20 H
(单片机完整课件PPT)第七章
当SM2=1时，只有当接收到第9位数据（RB8）为1时，才将接 收到的前8位数据送入SBUF，并置位RI；否则，将接收到的8位 数据丢弃。当SM2=0时，则不论第9位数据为0还是为1，都将8 位数据装入SBUF中，并置位RI。 REN：允许/禁止接收控制位 0—禁止接收； 1—允许接收。 TB8：发送数据第9位。 RB8：接收数据第9位。 TI： 发送中断标志 RI： 接收中断标志。
（2）输入（接收） 设置：SM0=0，SM1=0，SM2=0，REN=1。
时序：
RXD TXD D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7
7.2 MCS-51串行口的结构
内部含有1个可编程全双工串行通信接口，4种工作方式。
1．串行口数据缓冲器SBUF
8位发送/接收缓冲器SBUF，在物理上是独立的两个，包括 发送缓冲器SBUF和接收缓冲器SBUF，只是共用地址 99H，这样可以同时进行发送、接收。 发送缓冲器SBUF只能写入不能读出，接收缓冲器SBUF只能 读出不能写入。
（1）输出（发送）
设置：SM0=0，SM1=0，SM2=0，REN＝0。 时序：
RXD TXD D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7
串口方式0发送数据时序
发送完8位数据，即SBUF为空，硬件自动置“1”中断标志位TI，
CPU响应中断后必须软件清“0”TI。
应用：扩展一并行口，“串入并出”。
2．串行通信的分类
异步通信（Asynchronous Communication）
数据以字节为单位组成字符帧传送。字符帧由发送端一帧 一帧地发送。两相邻字符帧之间可以无空闲位，也可以有若干 空闲位。这就是异步概念。发送端和接收端的时钟各自独立。 实现双方同步接收是靠字符帧的起始位和停止位。
精品课件-新编单片机原理与应用-第7章
11
3. 关键器件的选择 在选定单片机类型后，通常还要对系统中一些严重影响系 统性能指标的器件(如传感器、微弱信号放大器件等)进行选择。 例如，一个设计合理的测控系统往往因传感器件的精度或使用 条件等因素的限制而达不到应有的效果。
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4. 软硬件功能划分 同一般的计算机系统一样，单片机应用系统的软件和硬件 在逻辑功能上是等效的。具有相同功能的单片机应用系统，其 软硬件功能可以在很宽的范围内变化。一些硬件电路的功能可 以由软件来实现，反之亦然。例如，系统日历时钟可以用实时 /日历时钟芯片(如MC146818、PCF8563)实现，也可以用定时中 断方式实现；又如无线或红外解码电路，既可由相应解码芯片 承担，也可以通过软件方式(如利用具有上升、下降沿触发捕 获功能的定时器)实现。
14
7.3 硬 件 设 计
硬件设计的任务就是依据总体设计要求，在选定单片机类 型基础上，规划出系统的硬件电路框图、所用元器件及电气连 接关系，生成系统的电原理图；根据经验或经过计算确定系统 中每一元器件的参数(如电阻阻值及公差、耗散功率、耐压)、 型号及封装形式。
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必要时通过仿真或实验方式对系统内局部电路进行验证，确保 电原理图的正确性和可靠性。在系统原理图及元器件参数、型 号、封装形式完全确定情况下，就可进入印刷电路板设计(也 涉及工艺结构设计内容)阶段。
1) 货源充足、稳定 所选单片机芯片在国内元器件市场上货源要稳定、充足， 有成熟的开发设备(主要指仿真器和编程器)。 对于MCS-51及其兼容芯片来说，在研制阶段可选择带 Flash ROM存储器的CPU芯片，如89C5×系列中的 89C51/52/54/58、89C5××2系列中的 89C51×2/52×2/54×2/58×2、89C51RX系列中的89C51RD2芯 片、SST89E5XRD2系列芯片等，借助通用编程器即可反复修改 监控程序，便于调式；在小批量试产时，可换上相应型号、价 格更低的OTP ROM存储器芯片，如87C××系列中的 87C51/52/54/58或87C5××2系列芯片即可，无须修改硬件(如 PCB)和软件。
单片机第7章
为解决这个问题， 为解决这个问题，才发展了中断的概 中断系统是计算机的重要组成部分。 念。中断系统是计算机的重要组成部分。 实时控制、 实时控制、故障自动处理往往采用中断系 统，计算机与外围设备间传送数据及实现 人机联系也常采用中断方式。 人机联系也常采用中断方式。
图7-1
中断处理过程
2．中断的特点
C ：功能选择位。 / T = 0 时，设置 功能选择位。 为定时器工作方式； 为定时器工作方式；C / T = 1 时，设置为计 数器工作方式。 数器工作方式。 M1M0：工作方式选择位。共有4 M1M0：工作方式选择位。共有4种工作 方式，如表7 所示。 方式，如表7-3所示。
C/T
表7-3
2．中断服务程序部分
① 在相应的中断入口地址单元设置一 条跳转指令， 条跳转指令，使程序转移到中断服务程序 的入口处。 的入口处。 ② 根据需要保护现场。 根据需要保护现场。 若为电平触发的外部中断， ③ 若为电平触发的外部中断，应有中 断信号撤除操作。 断信号撤除操作。
安排中断服务所做的操作。 ④ 安排中断服务所做的操作。 恢复现场。 ⑤ 恢复现场。 中断返回。 ⑥ 中断返回。 下面给出一个中断系统的应用实例。 下面0溢出标志位。其功能及操 ： 溢出标志位 作情况同TF1。 作情况同 。 TR0：T0运行控制位 运行控制位。 ④ TR0：T0运行控制位。其功能及操 作情况同TR1。 作情况同 。 ⑤ IE1：外部中断 （ INT1）请求标志 ：外部中断1（ 位。 ⑥ IT1：外部中断1触发方式选择位。 ：外部中断 触发方式选择位。 触发方式选择位
7.3.3
定时器的工作方式
1．方式0（M1M0=00） 方式0 M1M0=00）
方式0构成一个13位定时器， 方式0构成一个13位定时器， 13位定时器
《单片机原理与技术》课件第7章-中断
1．定时器/计数器控制寄存器TCON
位7
位6
位5
位4
位3
位2
位1
位0
TF1
TR1
TF0
TR0
IE1
IT1
IE0
IT0
IT0：外部中断INT0触发方式选择 位。可由用户用软件选择。 • IT0=1：设定外部中断引脚信号为下降 沿触发方式。 •
IT1：外部中断INT1触发方式选择 位，其功能类似于IT0。 • IE0：外部中断INT0触发有效标志 位。 • IE1：外部中断INT1触发有效标志 位，其功能类似于IE0。 •
•
定时器0与定时器1标志为TF0与TF1， 在定时器溢出周期的S5P2设置。然后其值 在下一周期由电路查询。然而，定时器2标 志TF2是在S2P2设置且在定时器溢出的同 一周期内被查询。 Nhomakorabea•
若请求有效且响应的条件正确，至请 求的服务例程的硬件子例程调用将是下一 条要执行的指令。CALL自己需要两个周期。 因此，在外部中断请求的激活与服务例程 的第一条指令的执行开始之间，至少需要3 个完整的机器周期。图7-9所示为中断响应 时序。
图7-4 中断响应、服务及返回流程图
7.3 80C51中的中断结构
7.3.1 中断启用
图7-5 MCS-51中断源
图7-6 80C51中的IE（中断启用）寄存器
7.3.2
中断优先权
图7-7 80C51中的IP（中断优先级）寄存器
7.3.3
•
中断如何处理
在操作中，所有中断标志在每个机器 周期的S5P2期间被采样。在下一个机器周 期期间查询采样。若找到一启用的中断的 标志已设置，中断系统生成一LCALL至在 程序存储器中的适当单元，至中断服务例 程的LCALL的生成，由以下3个条件中的任 一个阻断：
精品课件-单片机应用技术基础-第7章
(3) 配置寄存器。 配置寄存器结构如表7.5所示，其各位的意义分别是：低5 位一直都是“1”，TM是测试模式位，用于设置DS18B20在工作 模式还是测试模式。在DS18B20出厂时该位被设置为0，用户不 要去改它，R1和R0用来设置分辨率，如表7.6所示(DS18B20出 厂时被设置为12位)。
模块7 综 合 应 用
sbit RS= P2^2;
//LCD1602控制位
sbit RW= P2^1;
sbit E= P2^0;
void LCD_cmd(uchar cmd);
void LCD_dat(uchar dat) ;
void Display(unsigned char x, unsigned char y,
模块7 综 合 应 用 模块7 综 合 应 用
任务14 多点温度测量系统设计
模块7 综 合 应 用 任务14 多点温度测量系统设计
模块7 综 合 应 用
1. 任务目的 培养利用温度传感器、液晶显示器、串行通信等多种外围器 件进行综合应用的能力。 2. 任务要求 下位机利用一线总线技术使用多个DS18B20温度传感器进行 多点温度测量，利用串行数据通信的方式将多点温度信号传送 至上位机，并在LCD1602液晶显示器上显示出所测 温度。 3. 硬件设计 五片DS18B20采集五个不同点的温度，利用单总线技术将测 量结果通过下位机的P1.3输入。下位机和上位机采用串行通信 方式，将双方的RXD(P3.0)和TXD(P3.1)交叉互连，下位机采集 到的温度数据传送到上位机。上位机通过液晶显示器LCD1602
模块7 综 合 应 用
模块7 综 合 应 用
4. 程序设计
程序分为两个大部分，上位机程序和下位机程序。
模块7 综 合 应 用
sbit RS= P2^2;
//LCD1602控制位
sbit RW= P2^1;
sbit E= P2^0;
void LCD_cmd(uchar cmd);
void LCD_dat(uchar dat) ;
void Display(unsigned char x, unsigned char y,
模块7 综 合 应 用 模块7 综 合 应 用
任务14 多点温度测量系统设计
模块7 综 合 应 用 任务14 多点温度测量系统设计
模块7 综 合 应 用
1. 任务目的 培养利用温度传感器、液晶显示器、串行通信等多种外围器 件进行综合应用的能力。 2. 任务要求 下位机利用一线总线技术使用多个DS18B20温度传感器进行 多点温度测量，利用串行数据通信的方式将多点温度信号传送 至上位机，并在LCD1602液晶显示器上显示出所测 温度。 3. 硬件设计 五片DS18B20采集五个不同点的温度，利用单总线技术将测 量结果通过下位机的P1.3输入。下位机和上位机采用串行通信 方式，将双方的RXD(P3.0)和TXD(P3.1)交叉互连，下位机采集 到的温度数据传送到上位机。上位机通过液晶显示器LCD1602
模块7 综 合 应 用
模块7 综 合 应 用
4. 程序设计
程序分为两个大部分，上位机程序和下位机程序。
第七章单片机技术课件徐洪旗全套PPT
第七章
A/D与D/A转换
7.1 A/D转换器
计算机存储和处理的数据、信息都是数字的，而在实际生
活中，往往是模拟信息，例如，空调器在调节温度时，它
是通过测量温度的值来实现对压缩机控制的。
如右图所示：
+5V
热敏电阻Rt与固定电阻R组成分压电路
Vt= [Rt/(Rt+R)]x5V
R
当温度变化时，Rt阻值发生变化，Vt值
1 转换结束 （AIEN＝0） COCO＝ 0 转换未结束 （AIEN＝0）
用软件查询COCO位，为1则本次转换完成，可以把AD数据读 走 否 则 继 续 等 待 ， 直 到 COCO ＝ 1 ， 但 这 种 情 况 下 ， 必 须使 AIEN＝0，才有效，即关掉中断申请允许位，COCO标志可以 用软件来清0。
举例：编写一段程序，使用中断方式对通道0输入的模拟 信号采样（原理图见P153）
主流程
中断流程
初始化芯片
读数据
设置ADC通道0 及中断允许
清中断
开中断
循环等待
中断返回
电压也随之变化，但是，Vt值是模拟量， Vt
要让计算机处理这个值，必须将其模拟量
Rt
转换成数字量。
ADC模块正是为完成上述功能而设置的。
7.1 A/D转换器
MC68HC08JL3芯片的PTB和PTD0~3共有12位I/O引脚可
复用为A/D转换的输入引脚。在单片机内部集成了一个8位的 A/D转换器(ADC) ，通过多路选通开关，12路输入引脚中任何 一路都可以被选通，进行A/D转换，但在某一时刻只能有一路信 号被转换，多路可以进行切换。
ADC需要内部时钟来协调各部分的操作，这个时钟信号可以 取自振荡器，也可以取自锁相环输出，频率大约1MHz, 转换速 率大约60KHz, 而一次转换完成的时间是16μs。
A/D与D/A转换
7.1 A/D转换器
计算机存储和处理的数据、信息都是数字的，而在实际生
活中，往往是模拟信息，例如，空调器在调节温度时，它
是通过测量温度的值来实现对压缩机控制的。
如右图所示：
+5V
热敏电阻Rt与固定电阻R组成分压电路
Vt= [Rt/(Rt+R)]x5V
R
当温度变化时，Rt阻值发生变化，Vt值
1 转换结束 （AIEN＝0） COCO＝ 0 转换未结束 （AIEN＝0）
用软件查询COCO位，为1则本次转换完成，可以把AD数据读 走 否 则 继 续 等 待 ， 直 到 COCO ＝ 1 ， 但 这 种 情 况 下 ， 必 须使 AIEN＝0，才有效，即关掉中断申请允许位，COCO标志可以 用软件来清0。
举例：编写一段程序，使用中断方式对通道0输入的模拟 信号采样（原理图见P153）
主流程
中断流程
初始化芯片
读数据
设置ADC通道0 及中断允许
清中断
开中断
循环等待
中断返回
电压也随之变化，但是，Vt值是模拟量， Vt
要让计算机处理这个值，必须将其模拟量
Rt
转换成数字量。
ADC模块正是为完成上述功能而设置的。
7.1 A/D转换器
MC68HC08JL3芯片的PTB和PTD0~3共有12位I/O引脚可
复用为A/D转换的输入引脚。在单片机内部集成了一个8位的 A/D转换器(ADC) ，通过多路选通开关，12路输入引脚中任何 一路都可以被选通，进行A/D转换，但在某一时刻只能有一路信 号被转换，多路可以进行切换。
ADC需要内部时钟来协调各部分的操作，这个时钟信号可以 取自振荡器，也可以取自锁相环输出，频率大约1MHz, 转换速 率大约60KHz, 而一次转换完成的时间是16μs。
单片机课件 第7章
湖南理工学院信息与通信工程学院电子信息教研室制作
7.1 串行口的结构
7.1.1 串行口控制寄存器SCON
串行口控制寄存器SCON 字节地址98H，可位寻址，格式如图所示
SCON 各位的意义 (1). SM0、SM1——串行口4种工作方式的选择位 SM0 SM1 0 0 1 0 1 0 方式 0 1 2 功能说明 同步移位寄存器方式（用于扩展I/O口） 8位异步收发，波特率可变（由定时器控制） 9位异步收发，波特率为fosc/64或fosc/32
湖南理工学院信息与通信工程学院电子信息教研室制作
7.2 串行口的4种工作方式
7.2.1 方式0
1
0
1
1
0
0
0
1
方式0扩展输出口 执行： MOV A,#8DH MOV SBUF,A ;8DH= 1 0 0 0 1 1 0 1
最终
P3.0 P3.1 P1.0 RXD
0 1
1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1
湖南理工学院信息与通信工程学院电子信息教研室制作
；TI位清“0” ；RI位清“0”
7.2 串行口的4种工作方式
方式0扩展输入口
7.2.1 方式0
1 0 0 0 1 0 1 1 移位寄存器 CP
RXD P3.0 1 TXD P3.1
0 0 0 0 0 0 0 0 AT89C51
在TXD输出移位脉冲信号控制下，移位寄存器的数据移入接收SBUF
湖南理工学院信息与通信工程学院电子信息教研室制作
串行口通信基本知识
1、串行通信和并行通信
并行通信：即数据的各位同时传送；特点：传送速率快，但数据线较
多。 串行通信：即数据一位一位顺序传送。特点：只要一根数据线，设备
7.1 串行口的结构
7.1.1 串行口控制寄存器SCON
串行口控制寄存器SCON 字节地址98H，可位寻址，格式如图所示
SCON 各位的意义 (1). SM0、SM1——串行口4种工作方式的选择位 SM0 SM1 0 0 1 0 1 0 方式 0 1 2 功能说明 同步移位寄存器方式（用于扩展I/O口） 8位异步收发，波特率可变（由定时器控制） 9位异步收发，波特率为fosc/64或fosc/32
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7.2 串行口的4种工作方式
7.2.1 方式0
1
0
1
1
0
0
0
1
方式0扩展输出口 执行： MOV A,#8DH MOV SBUF,A ;8DH= 1 0 0 0 1 1 0 1
最终
P3.0 P3.1 P1.0 RXD
0 1
1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1
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；TI位清“0” ；RI位清“0”
7.2 串行口的4种工作方式
方式0扩展输入口
7.2.1 方式0
1 0 0 0 1 0 1 1 移位寄存器 CP
RXD P3.0 1 TXD P3.1
0 0 0 0 0 0 0 0 AT89C51
在TXD输出移位脉冲信号控制下，移位寄存器的数据移入接收SBUF
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串行口通信基本知识
1、串行通信和并行通信
并行通信：即数据的各位同时传送；特点：传送速率快，但数据线较
多。 串行通信：即数据一位一位顺序传送。特点：只要一根数据线，设备
单片机课件第7章 MCS51单片
三—八译码器： 73LS138
A B C E1 E2 E3 Y7 GND
二—四译码器： 73LS139
1G 1A 1B 1Y0 1Y1 1Y2 1Y3 GND 1 2 16 15 14 13 12 11 10 9 VCC 2G 2A 2B 2Y0 2Y1 2Y2 2Y3
1
2 3 4 5 6
16 15 14 13 பைடு நூலகம்2 11 10 9
20 10 Q7 D7 Q6 D6 Q5 D5 Q4 D4 Q3 D3 Q2 D2 Q1 D1 D0 G OEQ0
A13 A12 A11 A10 A9 A8 A7 A6 A5 A4 A3 A2 A1 A0 27128 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0
CE 20 GND 14
19 16 15 12 9 6 5 2
GND
VPP A12 A7 A6 A5 A4 A3 A2 A1 A0 O0 O1 O2
1 2 3 4 6 6 7 8 9 10 11 12 13 14
28 27 26 25 24 23 22 21 20 19 18 17 16 15
VCC A14 A13 A8 A9 A11 OE A10 CE O7 O6 O5 O4 O3
VCC Y0 Y1 Y2 Y3 Y4 Y5 Y6
3
4
5 6
7 8
7 8
7.2.4 典型EPROM扩展电路
• 常用的EPROM芯片：紫外线擦除可编程只读存储
器EPROM可作为MCS-51单片机的外部程序存储器， 其典型产品是Intel公司的系列芯片2716(2kB×8bit)、 2732、2764、27128、27256(32kB×8bit)和27512等 。
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线选法是将高位地址线直接连到存储器芯片的片选端，如图7-2所示。图中
芯片6264是8K×8位存储器芯片，高位地址线P2.5、P2.6、P2.7实现片选，
均为低电平有效：低位地址线A0~A12实现片内寻址。为了不出现寻址错误， 要求在同一时刻P2.5、P2.6、P2.7中只允许有一根为低电平，另二根必须为
当P0、P2、P3口用作系统总线时，就不能再作为输入/输出接口使用，程序
中尽量不要出现对P0、P2、P3口的操作指令，以免造成总线的混乱。
3.单片机的串行扩展技术 串行扩展是通过串行接口实现的，这样可以减少芯片的封装引脚，降低成本，
简化系统结构，增加系统扩展的灵活性。在第10章会详细介绍串行扩展技术。
高电平，否则寻址会出现错误。三片存储器芯片地址分配如表7-1所示。
表 7-1 图 7-3 中各 6264 芯片的地址空间分配 P2.7 0 1 1 P2.6 1 0 1 P2.5 1 1 0 选中芯片 3#6264 2#6264 1#6264 地址范围 6000H~7FFFH A000H~BFFFH C000H~DFFFH 存储容量 8KB 8KB 8KB
2. 总线构造
（1）数据总线
AT89S51单片机数据总线是由P0口提供的，由P0口引出8根线作为数据总线。 （2）地址总线 AT89S51单片机地址总线为16根，其中高8位由P2口提供，低8位由P0口。 P0口既作为数据总线，又作为低8位地址总线，采用分时复用技术，对地址 和数据进行分离。
器是在EPROM与E2PROM基础上发展起来的，读写速度都很快，存取时间可达70ns，而且 成本却比普通的E2PROM低得多，所以目前大有取代E2PROM的趋势。
EPROM芯片是常用程序存储器芯片之一，是系列器件，以27×××命名，
其中×××代表存储器的容量，单位为Kbit即千位。常见的有2716，2732，
但有时片内资源不能满足系统的设计需求，就需要扩展存储器，AT89S51单 片机数据存储器和程序存储器的最大扩展空间都是64KB。为了使一个存储单 元唯一的对应一个地址，这就要求合理的使用系统提供的地址线，通过适当 的连接来达到要求，这就是编址。内存储单元已经编址，只有扩展存储器才 有编址问题。常用的编址方法有两种，即：线选法和译码法。
单片机的程序存储器扩展使用只读存储器芯片。只读存储器简称为ROM。ROM中
的信息一但写入之后就不能随意更改，特别是不能在程序的运行过程中写入新的
内容，而只能读存储单元内容，故称之为只读存储器。根据编程方式的不同， ROM共分为以下5种：
1)掩模ROM
掩模ROM由芯片制造商在制造时写入内容，以后只能读而不能再次写入。基本
AT89S51单片机系统的扩展结构如图7-1所示，单片机扩展是以单片机为核
心进行的，主要包括ROM、RAM和I/O接口电路的扩展。
1.系统总线
总线就是连接计算机各部件的一组公共信号线。AT89S51单片机使用的是并
行总线结构，按功能分为地址总线、数据总线和控制总线三组。
（1）数据总线DB（Data Bus）
1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1
Y3
1 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1
Y3
1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 1
Y3
1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1
Y3
1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0
1 0 0 0 0 0 0 0 0
1 0 0 0 0 0 0 0 0
2764，27128，27256，27512，其容量分别为2 KB，4 KB，8 KB, 16 KB，32 KB，64 KB。下面以2764为典型芯片进行说明。
2764的引脚如图7-8所示，引脚功能如下：
数据总线用于数据传送，AT89S51单片机是8位字长，数据总线有8根，存
储单元和I/O端口等数据单元的各位由低到高分别与8根线相连。数据传输是 双向的。但某一时刻只能有一个存储单元或外设与总线信号相通，其它单元
尽管连接在数据总线上，但与数据总线的信息是隔离的。
（2）地址总线AB（Address Bus）
从表 7-1 中看出 3 个存储器片内地址线 A0~ Al2 都是从 0000000000000 到 1111111111111（共 13 位） ，为 8K 空间；而 P2.5、P2.6、P2.7 分别连接 3 个芯片 的片选端，也就是用来区别是哪一片存储器芯片。
连接简单，缺点是芯片的地址空间相互之间可能不连续，致使存储空间得不
由于P0口在扩展存储器时既做地址总线的低8位，又做数据总线，为了将他
们分离出来，需要在单片机外部增加地址锁存器，以锁存低8位地址。一般
可采用74LS373。74LS373逻辑符号如图7-7所示。
74LS373 的引脚说明如下： D0~D7：数据输入端。 Q0~Q7：数据输出端。 ：三态输出允许，低电平有效，高电平时输出呈高阻态。 LE：数据锁存端。 74LS373 有 8 个带三态输出的锁存器， 适用于总线结构的系统。 地址锁存信 号 LE 由单片机 ALE 控制线提供，当 ALE 为高电平时，锁存器传输数据，输出 端（Q0~Q7）的状态和输入端（D0~D7）的状态相同。ALE 下降沿时，锁存低 8 位地址。
(1)74LS139译码器
74LS139片中共有两个2-4译码器，其引脚排列如图7-4所示。 其中：G为使能端，低电平有效。
A、B为选择端，即译码输入，控制译码输出的有效性。
Y0、Y1、Y2、Y3为译码输出信号，低电平有效。 74LS139对两个输入信号译码后得4个输出状态，其真值表如表7-2所示。
（3）控制总线 AT89S51 单片机控制线有 W R 、 RD 、 P SEN 、ALE、 EA 等，分别说明如下： ① W R 、 RD 为读、写信号。用于扩展片外数据存储器及 I/O 端口的读写选 通信号， 当执行外部数据存储器操作 MOVX 指令时， 这两个信号分别自动生成。 ② EA 为片外 ROM 选通信号。 ③ P SEN 为外部 ROM 读选通信号。用于片外扩展程序存储器的读选通信 号，执行片外程序或查表指令 MOVC 时，该信号自动生成。 P SEN 与扩展的程 序存储器输出允许端相接。 ④ ALE 为地址锁存允许信号。
存储原理是：以元器件的“有／无”来表示存储的信息（“1”或“0”），可以 用二极管或晶体管作为元件。 2）可编程PROM (Programmable ROM) PROM可由用户根据自己的需要来确定ROM中的内容。常见的熔丝式PROM是 以熔丝的接通和断开来表示所存的信息（“1”或“0”）。显而易见，断开后的 熔丝是不能再接通了，因此，它是一次性写入的存储器。
存储器扩展是单片机系统扩展的主要内容，因为扩展是在单片机芯片之外进
行的，因此通常把扩展的程序存储器ROM称之为外部ROM，把扩展的数据存
储器RAM称之为外部RAM。
AT89S51单片机片内集成了4KB的Flash存储器和128字节的数据存储器，
外部存储器结构采用的是哈佛结构，即程序存储器和数据存储器是分开的。
表 7-2 74LS139 真值表 输入端 使能
G
输出端
选择 B A
Y0
1 0 1 1 1
Y1
Y2
Y3
1 1 1 1 0
1 0 0 0 0
0 0 1 1
0 1 0 1
1 1 0 1 1
1 1 1 0 1
74LS138 是 3-8 译码器， 即对 3 个输入信号进行译码， 得到 8 个输出状态。 74LS138 的引脚排列如图 7-5 所示。 其中： E1 、 E2 、 E3 为使能端，用于引入控制信号。 E1 、 E2 如表7-4所示。
表 7-4 图 7-6 中各 6264 芯片的地址空间分配 P2.7 0 1 1 P2.6 1 0 1 P2.5 1 1 0 选中芯片 3#6264 2#6264 1#6264 地址范围 6000H~7FFFH A000H~BFFFH C000H~DFFFH 存储容量 8KB 8KB 8KB
E3 高电平有效。
A、B、C 为选择端，即译码信号输入端。 Y7～Y0 为译码输出信号，低电平有效。 74LS138 的真值表如表 7-3 所示。
输入端 使能 选择
输出端
E3
0
E2
E1
C
B
A 1 1 1 0 1 0 1 0 1 0 1
Y0
1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1
Y1
Y2
Y3
E2PROM也称EEPROM，是可电擦除的可编程只读存储器。E2PROM的编程原理与EPROM
相同，但擦除原理完全不同，它利用电信号擦除数据，并能对单个存储单元擦除和写入，使 用十分方便。 5）闪速存储器(Flash Memory)
E2PROM虽然具有可读又可写的特点，但是写入的速度较慢，使用起来不太方便。闪速存储
7.2程序存储器EPROM的扩展
7.3静态数据存储器RAM的扩展 7.4 AT89S51扩展并行I/O接口芯片82C55的设计 7.5案例：使用EPROM扩展AT89S51单片机程序存储器
7.1.1系统扩展结构
在构建单片机应用系统时，许多情况下只靠片内资源是不够的。为此经常需
要对单片机进行扩展，其中主要是存储器扩展和I/O接口扩展，以构成一个满 足需要功能更强的单片机应用系统。
3）紫外线擦除可编程EPROM(Erasable Programmable ROM)
EPROM中的内容可多次修改。这种芯片的上面有一个透明窗口，紫外线照射后能擦除芯