MCS-51单片机原理、系统设计与应用第7章
单片机原理及接口技术(C51编程)第7章 定时器计数器
图7-14 由外部计数输入信号控制LED的闪烁
（3）设置IE寄存器 本例由于采用T1中断，因此需将IE寄存器的EA、ET1位置1。
（4）启动和停止定时器T1 将寄存器TCON中TR1=1，则启动T1计数；TR1=0，则停止T1计数。
参考程序如下：
#include <reg51.h> void Delay(unsigned int i)
7.4 定时器/计数器的编程和应用 4种工作方式中，方式0与方式1基本相同，只是计数位数不同。方
式0为13位，方式1为16位。由于方式0是为兼容MCS-48而设，计数初 值计算复杂，所以在实际应用中，一般不用方式0，常采用方式1。
7.4.1 P1口控制8只LED每0.5s闪亮一次 【例7-1】在AT89S51的P1口上接有8只LED，原理电路见图7-
当TMOD的低2位为11时，T0被选为方式3，各引脚与T0的逻辑关系 见图7-8。
T0分为两个独立的8位计数器TL0和TH0，TL0使用T0的状态控制位 C/T* 、GATE、TR0 ，而TH0被固定为一个8位定时器（不能作为外部 计数模式），并使用定时器T1的状态控制位TR1，同时占用定时器T1的 中断请求源TF1。
13。采用T0方式1的定时中断方式，使P1口外接的8只LED每0.5s闪亮 一次。
23
图7-13 方式1定时中断控制LED闪亮
24
（1）设置TMOD寄存器 T0工作在方式1，应使TMOD寄存器的M1、M0=01；应设置C/T*=0，为定
时器模式；对T0的运行控制仅由TR0来控制，应使相应的GATE位为0。定时 器T1不使用，各相关位均设为0。所以，TMOD寄存器应初始化为0x01。 （2）计算定时器T0的计数初值
第7章MCS-51单片机的常用外设扩展
（2）数据线
2732的8位数据线直接与单片机的P0口相连。P0口作 为地址/数据线分时复用。
（3）控制线
CPU执行2732中存放的程序指令时，取指阶段就是对 2732进行读操作。注意，CPU对EPROM只能进行读操作， 不能进行写操作。CPU对2732的读操作控制都是通过控制线 实现的。2732控制线的连接有以下几条：
2.硬件电路 单片机与6116的硬件连接如图7-4所示。
3.连线说明
• 地址线：A0～A10连接单片机地址总线P0.0～P0.7、P2.0、P2.1、P2.2 共11根；
• 数据线：I/O0～I/O7连接单片机的数据线，即P0.0～P0.7；
• 控制线：片选端连接单片机的P2.7，即单片机地址总线的最高位A15； 读允许线连接单片机的读数据存储器控制线；
• 对于没有内部ROM的单片机或者程序较长、片内ROM容 量不够时，用户必须在单片机外部扩展程序存储器。 MCS-51单片机片外有16条地址线，即P0口和P2口，因此 最大寻址范围为64K字节（0000H—FFFFH）。
• 这里要注意的是，MCS-51单片机有一个管脚 EA跟程序存 储器的扩展有关。如果接高电平，那么片内存储器地址范 围是0000H—0FFFH（4K字节），片外程序存储器地址范 围是1000H—FFFFH（60K字节）。如果接低电平，不使 用片内程序存储器，片外程序存储器地址范围为0000H— FFFFH（64K字节）。
1. 芯片选择
单片机扩展数据存储器常用的静态RAM芯片有6116（2K×8 位）、6264（8K×8位）、62256（32K×8位）等。
根据题目容量的要求我们选用SRAM6116，采 用单一+5V供电，输入输出电平均于TTL兼容，具有 低功耗操作方式，管脚如图7-3所示。
单片机原理及应用第5、6、7、8章习题
第5、6、7、8章习题一、问答题1．说明51单片机读端口锁存器的必要性，为什么？ 答：2．请说明为什么使用LED 需要接限流电阻，当高电平为+5V 时，正常点亮一个LED 需要多大阻值的限流电阻（设LED 的正常工作电流为8~mA ，导通压降为0.6V ），为什么？ 答：3．简述在使用普通按键的时候，为什么要进行去抖动处理，如何处理。
答：4．简述LED 数码管动态扫描的原理及其实现方式。
答：5．为什么51单片机在读口的引脚状态时，许先向端口写“1”，请用图5-1 P1结构图加以说明。
答：5．简述89c51各IO 口的驱动能力。
答：6．什么是中断？中断与子程序最本质的区别？答：写锁存器内部总线图5-1 P1口结构图7．编制中断服务程序时，为什么在主程序的初始化程序中，必须设置EA＝1 这条指令（或达到同样功能的对IE赋值的指令），以及在中断服务程序中为什么通常需要保护现场和恢复现场？答：8．单片机89C51有哪些中断源，CPU对其中断如何请求？答：9．简述单片机89C51中断的自然优先级顺序，如何提高某一中断源的优先级别。
答：10．简述51系列单片机中断响应的条件。
答：11．用汇编语言编程时，在51系列单片机执行中断服务程序的指令较多时，为什么一般都要在入口地址（又称中断矢量地址）开始的地方放一条跳转指令？答：12．为什么一般都把主程序的起始地址放在0030H之后？答：13．中断服务子程序返回指令RETI和普通子程序返回指令RET的区别？答：14．简述51单片机定时/计数器4种工作模式的特点。
答：15．定时/计数器用作定时器时，其计数脉冲由谁提供？定时时间与哪些因素有关？答：16．画出51单片机计数/定时器方式1的逻辑结构框图，说明它们的工作原理，如何使用门控和非门控启动计数的方法。
答：17．在使用8051的定时器/计数器前，应对它进行初始化，其步骤是什么？答： (1)确定T/C的工作方式——编程TMOD寄存器；(2)计算T/C中的计数初值，并装载到TH和TL；(3)T/C在中断方式工作时，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中TR1或TR0位。
MCS-51单片机应用系统设计
6 通信电路的设计 单片机应用系统一般需要其具有数据通信的能力，通常采用RS-
232C、RS-485、I2C、CAN、工业以太网、红外收发等通信标准。
7 印刷电路板的设计与制作 电路原理图和印制电路板常采用专业设计软件进行设计， 如
Protel、Proteus、OrCAD等。设计印制电路板需要有很多的技巧和经 验。设计好印制电路板图后，应送到专业厂家制作生产，在生产出来 的印制电路板上安装好元件，则完成硬件设计和制作。
3. 程序设计 1 建立数学模型：描述出各输入变量和各输出变量之间 的数 学关系。
2 绘制程序流程图：以简明直观的方式对任务进行描述。 3 程序的编制：选择语言、数据结构、控制算法、存储 空间 分配，系统硬件资源的合理分配与使用，子程序的入/出口 参 数的设置与传递。
4. 软件装配 各程序模块编辑之后，需进行汇编或编译、调试，当满足设
单 片 机 应 用 系 统 设 计 的 一 般 过 程
7.1 MCS-51单片机应用系统设计过程
1. 总体设计 2. 硬件设计 3. 软件设计 4. 可靠性设计 5. 单片机应用系统的调试、测试
7.1.1 总体设计
1．明确设计任务 单片机应用系统的设计是从确定目标任务开始的。 认真进行目标分析，根据应用场合、工作环境、具体用途，
2. 程序设计技术
软件结构实现结构化，各功能程序实行模块化、子程序化。 一般有以下两种设计方法：
1 模块程序设计：优点是单个功能明确的程序模块的设 计和 调试比较方便，容易完成，一个模块可以为多个程序所共 享 。其缺点是各个模块的连接有时有一定难度。
2 自顶向下的程序设计：优点是比较符合于人们的日常 思维 ，设计、调试和连接同时按一个线索进行，程序错误可以 较早的发现。缺点是上一级的程序错误将对整个程序产生影响， 一处修改可能引起对整个程序的全面修改。
第7章 IO口
27
第7章 MCS-51单片机常用接口技术
MCS-51对LED的显示 2.动态显示
多个LED共用一个8位I/O口，任何时候各个LED都接 有相同的字形码，但某一时刻只点亮一个LED。究竟哪个 LED被点亮由字位码控制，各个LED轮流被点亮。
MOV E, C ;读取P1.0、P1.1 ANL C,D ;得DE MOV G, C MOV C, E ORL C, D ;得(D+E) ANL C, /G ;得F值 MOV P1.2, C ;用灯显示F SJMP LOOP1 END 20
第7章 MCS-51单片机常用接口技术
（三）作为外部三态门和锁存器接口
2.读端口数据方式（读端口锁存器中数据） 直接以Pn口为源操作数的操作指令。例：
MOV ORL ANL XRL A , P0 R1 , P1 20H , P2 @R0 , P3
返回
17
第7章 MCS-51单片机常用接口技术
3.读引脚方式（获取从引脚传送进来的外部数据）
例如，读P1口低4位：
MOV P1 , #0FH MOV A , P1
读P1口
MOV P1,A MOV A, P1 JNB ACC.0, PR0
JNB ACC.1, PR1
……
PR7:…
……
JNB ACC.7, PR7
AJMP DONE
END 各按键对应的处 理子程序 32
判断哪个按键被按下
第7章 MCS-51单片机常用接口技术
2.对行列式非编码键盘的接口
行列式非编码键盘是一种把所有按键排列成行列矩 阵的键盘。 在这种键盘中，行列交叉处为按键，当某一按键被 按下时，相应的行线列线就会接通，否则处于断开状 态。
单片机原理及应用(李桂林)章 (7)
第 7 章 单片机并行扩展技术 图 7－1 8031 最小应用系统
第 7 章 单片机并行扩展技术
8031 芯片本身的连接除了 EA 必 须 接地 地外(选择外 部存储器),其他与 80C51 / 89C51 最小应用系统一样,也必须 有复位及时钟电路。
第 7 章 单片机并行扩展技术
7. 2 总线扩展及编址方法
第 7 章 单片机并行扩展技术
7. 1 单片机的最小系统
最小应用系统,是指能维持单片机运行的最简单配置的系 统。这种系统成本低廉、结构简单,常用来构成简单的控制系 统,如开关状态的输入/输出控制等。对于片内有ROM / EPROM 的单片机,其最小应用系统即为配有晶振、复位电路和电源的 单个单片机。对于片内无 ROM / EPROM 的单片机,其最小系统 除了外部配置晶振、复位电路和电源外,还应当外接 EPROM 或 E2 PROM作为程序存储器使用。
第 7 章 单片机并行扩展技术
图 7－3 所示为线选法应用实例。图中所扩展的芯片地址 范围如表 7 －1 所示,其中 ×可以取“0 ”,也可以取 “ 1 ”,用十六进制数表示的地址如下:
2764 ( 1 ): 4000H~5FFFH ,或 C000H~DFFFH ,有地址重 叠现象。
2764 ( 2 ): 2000H~3FFFH ,或 A000H~BFFFH ,有地址重 叠现象。
第 7 章 单片机并行扩展技术
当然,最小系统有可能无法满足应用系统的功能要求。比 如,有时即使有内部程序存储器,但由于程序很长,程序存储器 容量可能不够;对一些数据采集系统,内部数据存储器容量也可 能不够等,这就需要根据情况扩展 EPROM 、 RAM 、 I / O 口 及其他所需的外围芯片。
第 7 章 单片机并行扩展技术
第7章 MCS-51单片机常用接口技术
图7.3 用8031的P1口设计的4×4键盘
第7章 MCS-51单片机常用接口技术
7.1.2 键盘按键识别方法
首先在键处理程序中将P1.3~P1.0依次按位变低， P1.3~P1.0在某一时刻只有一个为低。在某一位为低时读行线， 根据行线的状态即可判断出哪一个按键被按下。 如9号键按下时，当列线P1.2为低时，读回的行线状态中 P1.4被拉低，由此可知2号键被按下。 一般在扫描法中分两步处理按键，首先是判断有无键按下， 即使列线（P1.3~P1.0）全部为低，读行线，如行线 （P1.4~P1.7）全为高，则无键按下，如行线有一个为低，则 有键按下。当判断有键按下时，使列线依次变低，读行线，进 而判断出具体哪个键按下。
第7章 MCS-51单片机常用接口技术
7.2.2 LED显示器接口及显示方式
表7.2 段选码、位选码及显示状态表
段选码 （字型） F9H A4H B0H 99H 92H 位选码 P2.4~P2.0 11110 11101 11011 10111 01111 1 2 3 4 5 显示器显示状态
第7章 MCS-51单片机常用接口技术
7.2.1 LED显示器原理
图7.6为LED显示器的内部结构及外形。
（a）共阴极 （b）共阳极 （c）LED实物 图7.6 LED显示结构及实物
第7章 MCS-51单片机常用接口技术
7.2.1 LED显示器原理
7段LED显示数字0~F，符号等字型见表7.1，其中a段为最 低位，dp为最高位。
第7章 MCS-51单片机常用接口技术
单片机原理及应用教程
第 7章 MCS-51单片机常用接口技术
主 编 范立南 谢子殿 副主编 刘 彤 尹授远 李雪飞
第7章 MCS-51单片机常用接口技术
《单片机原理与应用及上机指导》第7章：80C51单片机系统扩展
表7.4 常用SRAM芯片的主要性能
表7.6 80C51与6264的线路连接
7.2 并行I/O扩展
MCS-51系列单片机共有4个并行I/O口，分别是P0、P1、 P2和P3。其中P0口一般作地址线的低8位和数据线使用； P2口作地址线的高8位使用；P3口是一个双功能口，其第 二功能是一些很重要的控制信号，所以P3一般使用其第二 功能。这样供用户使用的I/O口就只剩下P1口了。另外，这 些I/O口没有状态寄存和命令寄存的功能，所以难以满足复 杂的I/O操作要求。因此，在大部分MCS-5l单片机应用系 统的设计中都不可避免地要进行I/O口的扩展。 7.2.1 并行I/O扩展原理 7.2.2 常用的并行I/O扩展芯片
线选法
若系统只扩展少量的RAM和I/O口芯片，可采用线选法。 线选法是把单片机高位地址分别与要扩展芯片的片选端相连，控制选 择各条线的电路以达到选片目的，其优点是接线简单，适用于扩展芯 片较少的场合，缺点是芯片的地址不连续，地址空间的利用率低。
图7.7 片外RAM的读时序
图7.8 片外RAM的写时序
4．数据存储器芯片及扩展电路
(1) 数据存储器 数据存储器扩展常使用随机存储器芯片，用得较多的是 Intel公司的6116(容量为2KB)和6264(容量为8KB)， 其性能 如表7.4所示。 (2) 数据存储器扩展电路 80C51与6264的连接 如表7.6所示。
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 有唯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 。
单片机讲义第七章
一、中断的起因
什么可以引起中断？ 生活中很多事件可以引起中断：有人 按了门铃了，电话铃响了，你的闹钟闹响 了，你烧的水开了….等等诸如此类的事件， 我们把可以引起中断的称之为中断源，单 片机中也有一些可以引起中断的事件， 8051中一共有5个：两个外部中断，两个 计数/定时器中断，一个串行口中断。
三、中断的响应过程
当有事件产生，进入中断之前我们必须先记住现 在看书的第几页了，或拿一个书签放在当前页的位置， 然后去处理不同的事情（因为处理完了，我们还要回 来继续看书）：电话铃响我们要到放电话的地方去， 门铃响我们要到门那边去，也说是不同的中断，我们 要在不同的地点处理，而这个地点通常还是固定的。 89C51中也是采用的这种方法，五个中断源，每个 中断产生后都到一个固定的地方去找处理这个中断的 程序，当然在去之前首先要保存下面将执行的指令的 地址，以便处理完中断后回到原来的地方继续往下执 行程序。
二、中断的嵌套与优先级处理
设想一下，我们正在看书，电话铃响了，同时又 有人按了门铃，你该先做那样呢？如果你正是在等一 个很重要的电话，你一般不会去理会门铃的，而反之， 你正在等一个重要的客人，则可能就不会去理会电话 了。如果不是这两者（即不等电话，也不是等人上 门），你可能会按你通常的习惯去处理。总之这里存 在一个优先级的问题， 单片机中也是如此，也有优先级的问题。优先级 的问题不仅仅发生在两个中断同时产生的情况，也发 生在一个中断已产生，又有一个中断产生的情况，比 如你正接电话，有人按门铃的情况，或你正开门与人 交谈，又有电话响了情况。考虑一下我们会怎么办吧。
电平触发的外部中断的清除
对于电平触发的外部中断，CPU响应中断后， 虽然也是由硬件清除了相应的标志位，但是不 能对外部引脚上的电平进行处理，也就是说， 这时如果外部引脚上的低电平依然存在，会造 成重复中断，因此我们应该在电路上增加对外 部引起中断的信号进行处理。P148图7-5是一 个可行的方案之一。通过I/O口输出一个信号， 使得外部引脚上的中断请求信号变为高电平。
nj单片机原理及应用(C语言版)第7章
单片机原理及应用（C语言版）第7章MCS-51单片机串行口主编：周国运中国水利水电出版社本章要点本章主要讲述MCS-51单片机串行口的结构、工作原理以及应用。
主要内容包括串行通信基本知识、MCS-51单片机串行口结构、串行口工作方式以及单片机与PC机通信的接口电路。
7.1 串行通信基本知识主要内容7.1.1 数据通信7.1.2 异步通信和同步通信7.1.3 波特率7.1.4 通信方向7.1.5 串行通信接口种类7.1.1 数据通信计算机与外界的信息交换称为通信。
基本的通信方法有并行通信和串行通信两种。
1．并行通信单位信息（通常指一个字节）的各位数据同时传送的通信方法称为并行通信。
优点：传送速度快；缺点：数据有多少位，就需要多少根传送线。
适合近距离通信7.1.1 数据通信2．串行通信单位信息的各位数据被分时一位一位依次顺序传送的通信方式称为串行通信。
优点：只需一对传输线，大大降低了传送成本，特别适用于远距离通信；缺点：传送速度较低。
适合远距离通信1．异步通信异步通信中，传送的数据可以是一个字符代码或一个字节数据，数据以帧的形式一帧一帧传送。
7.1.2异步通信和同步通信图7-3 异步通信的一帧数据格式1、异步通信起始位（0）：信号只占用一位，用来通知接收设备一个待接收的字符开始到达。
线路上在不传送字符时应保持为1。
接收端不断检测线路的状态，若连续为1以后又测到一个0，就知道发来一个新字符，应马上准备接收。
数据位：紧接着起始位后面，它可以是5位（D0--D4）、6位、7位或8位（D0--D7）。
1、异步通信奇偶校验：只占一位，但也可以规定不使用奇偶校验位，这一位就可省去。
也可用这一位（1/0）来确定这一帧中的字符所代表信息的性质（地址/数据等）。
停止位：用来表征字符的结束，它一定是高电位（逻辑1）。
停止位可以是1位、1.5位或2位。
接收端收到停止位后，知道上一字符已传送完毕，同时，也为接收下一个字符做好准备--只要再接收到0，就是新的字符的起始位。
单片机原理与应用及C51程序设计(第三版)(1、2、3、4、7章课后习题答案)
第一章：1. 给出下列有符号数的原码、反码和补码(假设计算机字长为8位)。
+45 -89 -6 +112答：【+45】原=00101101，【+45】反=00101101，【+45】补=00101101【-89】原=11011001，【-89】反=10100110，【-89】补=10100111【-6】原=10000110，【-6】反=11111001，【-6】补=11111010【+112】原=01110000，【+112】反=01110000，【+112】补=011100002. 指明下列字符在计算机内部的表示形式。
AsENdfJFmdsv120答:41H 73H 45H 4EH 64H 66H 4AH 46H 6DH 64H 73H 76H 31H 32H 30H3．何谓微型计算机硬件？它由哪几部分组成？并简述各部分的作用。
答:微型计算机硬件由中央处理器、存储器、输入/输出设备和系统总线等组成，中央处理器由运算器和控制器组成，是微型计算机运算和控制中心。
存储器是用来存放程序和数据的记忆装置。
输人设备是向计算机输人原始数据和程序的装置。
输出设备是计算机向外界输出信息的装置。
I/O接口电路是外部设备和微型机之间传送信息的部件。
总线是连接多个设备或功能部件的一簇公共信号线，它是计算机各组成部件之间信息交换的通道。
微型计算机的各大功能部件通过总线相连。
4．简述8086CPU的内部结构。
答:8086微处理器的内部分为两个部分：执行单元(EU)和总线接口单元(BIU)。
执行部件由运算器（ALU）、通用寄存器、标志寄存器和EU控制系统等组成。
EU从BIU的指令队列中获得指令，然后执行该指令，完成指今所规定的操作。
总线接口部件BIU由段寄存器、指令指针寄存器、地址形成逻辑、总线控制逻辑和指令队列等组成。
总线接口部件负责从内部存储器的指定区域中取出指令送到指令队列中去排队。
5．何谓总线？总线按功能可分为哪几种？答:总线是连接多个设备或功能部件的一簇公共信号线，它是计算机各组成部件之间信息交换的通道。
单片机原理及应用目录
单片机原理及应用目录绪论第1章 MCS-51单片机的结构与原理1.1 典型单片机性能概览 1.1.1 MCS-51单片机 1.1.2 MSP430单片机 1.1.3 EM78单片机 1.1.4 PIC单片机 1.1.5 Motorola单片机 1.1.6 AVR单片机 1.2 MCS-51单片机硬件结构及引脚 1.2.1 MCS-51单片机内部结构 1.2.2 MCS-51单片机外部引脚 1.3 MCS-51单片机的工作方式 1.3.1 复位方式 1.3.2 程序执行方式 1.3.3 节电方式 1.3.4 编程和校验方式 1.4 单片机的时序 1.4.1 MCS-51的时序单位 1.4.2 MCS-51指令的取指/执行时序 1.4.3 访问片外ROM/RAM的指令时序 1.5 C8051F系列片上系统（SOC）简介 1.5.1 概述 1.5.2 基本结构与特点习题1第2章 MCS-51单片机指令系统与汇编语言程序设计2.1 概述 2.1.1 汇编语言指令格式与伪指令 2.1.2 指令的分类 2.1.3 指令中的常用符号 2.2 MCS-51单片机的寻址方式 2.2.1 立即寻址 2.2.2 直接寻址 2.2.3 寄存器寻址 2.2.4 寄存器间接寻址 2.2.5 变址寻址 2.2.6 相对寻址 2.2.7 位寻址 2.3 MCS-51单片机的指令系统 2.3.1 数据传送指令 2.3.2 算术运算指令 2.3.3 逻辑运算和移位指令 2.3.4 控制转移指令 2.3.5 位操作指令 2.4 汇编语言及程序设计 2.4.1 汇编语言程序设计的步骤 2.4.2 顺序程序设计 2.4.3 分支程序设计 2.4.4 循环程序设计 2.4.5 查表程序设计 2.4.6 子程序设计 2.5 程序设计举例 2.5.1 多字节算术运算程序 2.5.2 数制转换程序 2.5.3 散转程序 2.6 汇编语言的开发环境 2.6.1 单片机开发系统 2.6.2 汇编语言的编辑与汇编 2.6.3 汇编语言的调试习题2第3章 MCS-51单片机的内部资源及应用3.1 MCS-51单片机的并行I/O口 3.1.1 MCS-51内部并行I/O口 3.1.2 MCS-51内部并行I/O口的应用 3.2 MCS-51单片机的中断系统 3.2.1 中断的基本概念 3.2.2 MCS-51的中断系统 3.2.3 MCS-51中断系统的编程 3.2.4 MCS-51扩展外部中断请求输入口 3.3 MCS-51单片机的定时器/计数器 3.3.1 定时器/计数器 3.3.2 定时器/计数器的工作方式 3.3.3 定时器/计数器的应用 3.4 MCS-51单片机的串行通信 3.4.1 概述 3.4.2 MCS-51的串行口 3.4.3 串行口的工作方式 3.4.4 串行口的通信波特率 3.4.5 串行口的应用习题3第4章 MCS-51单片机系统的扩展技术4.1 MCS-51单片机系统扩展概述 4.1.1 MCS-51系列单片机的外部扩展原理 4.1.2 MCS-51单片机系统地址空间的分配 4.2 存储器的扩展 4.2.1 程序存储器扩展 4.2.2 数据存储器扩展 4.2.3 MCS-51对外部存储器的扩展 4.2.4 程序存储空间和数据存储空间的混合 4.3 并行I/O口的扩展 4.3.1 概述 4.3.2 普通并行I/O口扩展 4.3.3 可编程并行I/O接口芯片扩展 4.3.4 可编程逻辑器件（PLD）扩展 4.4 时钟芯片的扩展 4.4.1 时钟芯片概述 4.4.2 DS12C887的结构及工作原理 4.4.3 DS12C887与MCS-51的接口 4.4.4 DS12C887的应用举例 4.5 系统监控芯片的扩展 4.5.1 概述 4.5.2 MAX692A的工作原理 4.5.3 MAX692A与MCS-51的接口 4.5.4 MAX692A的编程应用 4.6 总线接口扩展 4.6.1 EIA RS-232C 总线标准与接口电路 4.6.2 RS-422/RS-485总线标准与接口电路 4.6.3 I2C总线标准与接口电路 4.6.4 其他常用总线标准习题4第5章 MCS-51单片机的输入/输出通道接口5.1 输入/输出通道概述 5.1.1 传感器 5.1.2 单片机应用系统的输入/输出通道 5.2 D/A转换器及接口技术 5.2.1 D/A转换器的性能指标 5.2.2 D/A转换器的分类 5.2.3 D/A转换器的接口 5.3 A/D转换器及接口技术 5.3.1 A/D转换器的性能指标 5.3.2 A/D转换器的分类 5.3.3 A/D转换器的接口 5.3.4 数据采集系统习题5第6章 MCS-51单片机的交互通道配置与接口6.1 MCS-51单片机与键盘的接口技术 6.1.1 概述 6.1.2 使用键盘时必须解决的问题 6.1.3 键盘接口 6.2 MCS-51单片机与显示器的接口技术 6.2.1 LED显示器及其接口 6.2.2 LCD显示器及其接口 6.3 MCS-51单片机键盘和显示器接口设计实例 6.3.1 利用8155芯片实现键盘和显示器接口 6.3.2 利用MCS-51的串行口实现键盘和显示器接口 6.3.3 利用专用芯片实现键盘和显示器接口 6.4 MCS-51单片机与微型打印机的接口技术 6.4.1 微型打印机的特点 6.4.2 接口技术 6.4.3 字符代码及打印命令 6.4.4 打印程序实例习题6第7章 MCS-51单片机应用系统设计7.1 概述 7.2 MCS-51单片机应用系统设计过程 7.2.1 总体设计 7.2.2 硬件设计 7.2.3 软件设计 7.2.4 可靠性设计 7.2.5 单片机应用系统的调试、测试 7.3 C51编程简介 7.3.1 MCS-51单片机C51语言简介 7.3.2 C51的基本语法 7.3.3 C51编译器 7.3.4 Keil C51开发系统简介 7.3.5 C51应用举例 7.4 单片机应用系统举例 7.4.1 单片机在控制系统中的应用 7.4.2 单片机在家用电器中的应用 7.4.3 单片机在里程、速度计量中的应用习题7第8章 16位单片机简介8.1 概述 8.2 MCS-96单片机的内部结构与引脚 8.2.1 CPU结构与引脚 8.2.2 存储器与I/O端口 8.2.3 中断系统 8.2.4 高速I/O部件和定时器/计数器 8.2.5 脉冲宽度调制PWM 8.2.6 模拟输入 8.2.7 其他部件 8.3 MCS-96单片机指令系统简介 8.3.1 操作数类型 8.3.2 寻址方式 8.3.3 MCS-96指令系统简介习题8第9章实验9.1 ASCII码转换实验 9.2 排序程序实验 9.3 定时器/计数器实验 9.4 基本输入/输出实验 9.5 中断实验 9.6 8255A并行口扩展实验 9.7 8155并行口扩展实验 9.8 A/D转换实验 9.9 D/A转换实验 9.10 MCS-51单片机与IBM-PC异步通信实验 9.11 步进电机控制实验 9.12 LCD显示实验 9.13 课程设计与创新实验题目 9.13.1 医院住院病人呼叫器的设计 9.13.2 万年历的设计 9.13.3 智力竞赛抢答器的设计 9.13.4 交通信号灯实时控制系统的设计 9.13.5 自动电梯控制电路的设计 9.13.6 出租车计程计价器的设计 9.13.7 智能化公共汽车报站器的设计 9.13.8 自动往返电动车的设计 9.13.9 简易IC卡收费器的设计 9.13.10 消毒柜控制电路的设计附录A ASCII码字符表附录B 常用集成电路引脚图附录C 常用单片机典型产品引脚图附录D MCS-51单片机指令表附录E 著名的单片机网站简介参考文献。
单片机第7章习题答案
第7章习题答案1．通常8031给用户提供的I/O口有哪几个？为什么？答案：MCS-51系列单片机虽然有4个8位I/O口P0、P1、P2、P3，但4个I/O口实际应用时，并不能全部留给用户作系统的I/O口。
因为当单片机在外部扩展了程序存储器、数据存储器时，就要用P0和P2口作为地址/数据总线，而留给用户使用的I/O口只有P1口和一部分P3口。
(不做系统扩展，都可以用作I/O口)2．在MCS-51单片机应用系统中，外接程序存储器和数据存储器的地址空间允许重叠而不会发生冲突，为什么？外部I/O接口地址是否允许与存储器地址重叠？为什么？答案：因为单片机访问外部程序存储器与访问外部数据存储器（包括外部I/O口）时，会分别产生PSEN与RD/WR两类不同的控制信号，因此外接程序存储器和数据存储器的地址空间允许重叠而不会发生冲突。
外部扩展I/O口占用数据存储器地址空间，与外部数据存储器统一编址，单片机用访问外部数据存储器的指令来访问外部扩展I/O口。
因此外部I/O接口地址是否允许与程序存储器地址重叠不允许与数据数据存储器地址重叠。
3．在通过MOVX指令访问外部数据存储器时，通过I/O口的哪些位产生哪些控制信号？答案：MCS-51对外部数据存储器的访问指令有以下4条：1）MOVX A, @Ri2）MOVX @Ri, A3）MOVX A, @DPTR4）MOVX @DPTR, A访问外部数据存储器指令在执行前，必须把需要访问的存储单元地址存放在寄存器Ri （R0或R1）或DPTR中。
CPU在执行1）、2）指令时，作为外部地址总线的P2口输出P2锁存器的内容、P0口输出R0或R1的内容；在执行3）、4）指令时，P2口输出DPH内容，P0口输出DPL内容。
写时(/WR P3.6)有效；读时（/RD P3.7）有效。
4．外部存储器的片选方式有几种？各有哪些特点？答案：外部存储器的片选方式有线选法和译码法两种。
线选法的特点是连接简单，不必专门设计逻辑电路，但是各个扩展芯片占有的空间地址不连续，因而地址空间利用率低。
《单片机原理与接口技术》第7章 串行接口
PCON寄存器的D7位为SMOD，称为波特率倍增位。即当SMOD=1时，波 特率加倍; 当SMOD=0时，波特率不加倍。 通过软件可设置SMOD=0或SMOD=1。因为PCON无位寻址功能，所以， 要想改变SMOD的值，可通过相应指令来完成: ANL ORL MOV PCON，#7FH PCON，#80H PCON，#00H ;使SMOD=0 ;使SMOD=1 ;使SMOD=0
高等职业教育 计算机类课程规划教材
大连理工大学出版社
第7章
7.1 7.2 7.3 7.4
串行接口
串行通信的基本概念 MCS-51 单片机串行接口及控制寄存器 MCSMCSMCS-51 单片机串行口的工作方式 串行口的应用
7.1 串行通信的基本概念
7.1.1 数据通信的概念 计算机的CPU与外部设备之间、计算机与计算机之间的信息交换称 为数据通信。 1.并行通信 1.并行通信 并行通信是数据的各位同时进行传送（发送或接收）的通信方式。 其优点是数据传送速度快; 缺点是数据有多少位，就需要多少根传送线。 2.串行通信 2.串行通信 串行通信是数据的各位一位一位顺序传送的通信方式。
7.3
7.3.1 方式0 方式0
MCS-51单片机串行口的工作方式 MCS-51单片机串行口的工作方式
串行口工作于方式0下，串行口为8位同步移位寄存器输入/输出口， 其波特率固定为fosc/12。
数据由RXD（P3.0）端输入或输出，同步移位脉冲由TXD（P3.1）端 输出，发送、接收的是 8位数据。不设起始位和停止位，低位在前，高 位在后。其帧格式为:
起始0 D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 TB8/RB8 停止1
《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：
单片机原理及接口技术 第七章
7.6.2 中断返回
在中断服务子程序的最后要安排 一条中断返回指令IRET，执行该指令， 系统自动将堆栈内保存的 IP/EIP和CS 值弹出，从而恢复主程序断点处的地 址值，同时还自动恢复标志寄存器FR 或EFR的内容，使CPU转到被中断的程 序中继续执行。
7.6.4 中断请求的撤除
①若ITO (ITl) =0，外中断为电平触发方式。单片机在每一个机器周期的S5P2期间采样中断输入信号INTO （INT1）的状态，若为低电平，即可使TCON寄存器中的中断请求标志位IEO (IEl)置位，若满足响应条件就能得 以及时响应。由于外中断源在每个机器周期被采样一次，所以输入的低电平至少必须保持12个振荡周期，以保 证能被采样到。而一旦CPU响应中断，进入中断服务程序时，IEO (IEl)会被CPU自动删除，但由于中断系统没有 对外的中断应答信号，即中断响应后没有信号输出去通知外设结束中断申请，所以，设计人员如果没有措施来 撤除低电平信号，则在下一个机器周期CPU检测外中断申请时又会发现有低电平信号而将IEO (IEl)重新置位。
外部中断是由外部原因引起的，共有两个中断源，及外部中断0和外部中断1，相应的中断 请求信号输入端是INT0和INT1。 外部中断INT0和INT1有两种触发方式，即电触发方式和脉冲触发方式。
7.4.2 定时中断类
定时中断发生在单片机的内部，也有两个中断源，即为定时/计数器0溢出中断和定时/计 数器1溢出中断。
7.4 中断源类型
中断源,中断是指由于某种事件的发生（硬件或者软件的），计算机暂停执行当前的程序， 转而执行另一程序，以处理发生的事件，处理完毕后又返回原程序继续作业的过程。中断是 处理器一种工作状态的描述。我们把引起中断的原因，或者能够发出中断请求信号的来源统 称为中断源。
MCS-51单片机原理和接口技术习题参考答案
MCS-51单片机原理和接口技术习题参考答案第一章绪论1-1解答：第一台计算机的研制目的是为了计算复杂的数学难题。
它的特点是：计算机字长为12位，运算速度为5000次/，使用18800个电子管，1500个继电器，占地面积为150m2，重达30t，其造价为100多万美元。
它的诞生，标志着人类文明进入了一个新的历史阶段。
1-2解答：单片微型计算机简称单片机。
一个完整的单片机芯片至少有中央处理器（CPU）、随机存储器（RAM）、只读存储器（ROM）、定时/计数器及I/O接口等部件。
1-3解答：单片机的发展大致经历了四个阶段：第一阶段（1970—1974年），为4位单片机阶段；第二阶段（1974—1978年），为低中档8位单片机阶段；第三阶段（1978—1983年），为高档8位单片机阶段；第四阶段（1983年至今），为8位单片机巩固发展阶段及16位单片机、32位单片机推出阶段。
1-4解答：Intel公司的MCS-48系列、MCS-51系列、MCS-96系列产品；Motorola公司的6801、6802、6803、6805、68HC11系列产品；Zilog公司的Z8、Super8系列产品；Atmel公司的AT89系列产品；Fairchild公司的F8和3870系列产品；TI公司的TMS7000系列产品；NS公司的NS8070系列产品；NEC公司的μCOM87（μPD7800）系列产品；National公司的MN6800系列产品；Hitachi公司的HD6301、HD63L05、HD6305。
1-5解答：（1）8031/8051/8751三种型号，称为8051子系列。
8031片内没有ROM，使用时需在片外接EPROM。
8051片内含有4KB的掩模ROM，其中的程序是生产厂家制作芯片时烧制的。
8751片内含有4KB的EPROM，用户可以先用紫外线擦除器擦除，然后再利用开发机或编程器写入新的程序。
（2）8032A/8052A/8752A是8031/8051/8751的增强型，称为8052子系列。
单片机原理及智能仪表技术第7章
计数状态：X=M-N
定时状态：X=M-定时时间/T，T为机器周期
2、TMOD定时器方式设置寄存器（89H）：
TMOD主要用于 选择定时器的工作 模式(C/T)、启动方 式(GATE)和工作方 式等。该寄存器的 格式如图所示。
2、TMOD定时器方式设置寄存器（89H）：
TMOD，#方式字 THx，#XH TLx，#XL EA ETx TRx
；选择方式 ；装入Tx时间常数 ；开Tx中断
；启动Tx定时器
需考虑：1. 按实际需要选择定时/计数功能； 2. 按时间或计数长度选择工作方式； 3. 计算时间常数：
二、定时/计数器初值的计算
(1)定时器初值的计算
在定时器模式下，计数器由单片机主脉冲经 12 分频后 计数。因此，定时器定时时间T的公式：T=(M-TC)×T计数， 上式也可写成：TC=M-T/T计数 式中，M为模值，和定时器的工作方式有关,在方式0时 M为213,在方式1时M为216,在方式2和方式3时M为28；T计数是 单片机振荡周期TCLK的12倍；TC为定时器的定时初值。 例：单片机时钟频率12MHz,定时器工作在方式1下，定 时100us,初值为多少？ 解：时钟频率Ф CLK=12MHz，所以振荡周期TCLK=1/12us T计数=12×TCLK=1us，M=216=65536，T=100us 所以，TC=65536-100/1=65436，0xFF9C
定时器工作方式：当选择定时器方式时(C/T=0)，TR1=1，定时器对系统的机器周 期计数，每过一个机器周期，计数器TH1，TH0加1，直至计满规定个数回零，置 位定时器中断标志(TF1)产生溢出中断。根据机器周期和设定的计数初值，可以定 时产生各种精确的时间。 计数器工作方式：当选择计数器方式时(C/T=1)，外部脉冲通过引脚T1(P3.5)引入， 计数器对此外部脉冲的下降沿进行加1计数，直至计满规定值回零，置位定时器中 断标志(TF1)产生溢出中断。根据规定的时间内的计数个数，可以得到信号的频率。 计数最高频率不得超过振荡频率的1/24。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
• 说明：Rfb和输出端之间可串接一可调电阻，调整输出的 满程量。
• 图中的运放还可由4558，LM324，LF356，OP07等集成 电路实现（下同）。
D/A驱动程序：
MOV MOV L0: MOVX
DPTR，#7FFFH A，# data @DPTR，A
回目录 上页 下页
四、8位D/A转换器 接口方法（DAC0832与单片机的连接方法）
1、单缓冲型接口方法 (3种)
① 图7-4(a)
7
6
的接口电路是把
5
DAC寄存器接成 DB
常通状态；
4 16 15
14
即ILE接高电平， WR2 和 XFER
VVCCC
C
13 19
接地，CS与P2.7口
连接，
0 P27
D1
D 2 VR EF
0
WR
P27 /WR
MOVX @DPTR, A
U1
7 6 5 4 16 15 14 13
DD0 0 VCC DD1 1 DD2 2 VREF D D3 3 DD4 4 FB DD5 5
DD6 6 IOUT1
DD7 7
19 IILLE E IOUT2
1 2
CCS S WWR1 AGND
17 18
XXRFFE1RE WWRR2 DGND
R fb 15K
I IOU T 2OUT2 I IOU T 1OUT1
R R fb
fb
A A GN D GND D D GN D GND VCC V CC
图7-图 2 8-D2 ADCA0C803823结2 结构构图框图
回目录 上页 下页
三大部分组成： 一个8位输入寄存器 一个8位DAC寄存器 一个8位D/A转换器 （一个R-2R T型解码网络 ）
即输出电压的大小正比于输入二进制数的大小， 实现了数字量和模拟量的转换
简化公式：
式中N是D／A转换器的位数；D是数字量换算为十回进目制录 的上数页值。下页
二、 D/A转换器的性能参数
（1）分辨率
有时也用输入数字量的有效位数来表示分辨率
如十位DAC分辨率：
1 =1
210
1024
（2）偏移误差
它是指输入数字量为0时，输出模拟量对0的偏移值
；使P27为 “0”
；数字送A ；传送至DAC0832输出
INC A
AJMP L0
V0
* V0 * V0
以图7-7为例：请分别编写V0输出为三角波和梯形波的驱动程序
回目录 上页 下页
2、双极性输出
典型应用电路
U1
VC C VR EF(+5V )-12
-12
7 6 5 4 16 15 14 13
D 0 VCC
回目录 上页 下页
u0 =-IO1·RF = U24RRRF（D3·23+ D2·22 + D1·21 + D0·20）
若为n位二进制数，则
u0 = U2nRRRF（Dn-1·2n-1+ Dn-2·2n-2 + ···+ D0·20）
若RF=R，则
u0 =
UR 2n
（Dn-1·2n-1+
Dn-2·2n-2 + ···+ D0·20）
VCC
19
ILE
IOUT2
12
U3 5V
L M7 41
7
～
1 2
CS WR1
AGND
3
17 18
XFER WR2
DGND
10
+12
0V
DAC 0832L CJ(20)
MOV DTPR，#7FFFH
MOVX @DPTR, A
P267图图8-77-7DDAAC0C83028单32极单性极输性出接输口出电路
1 2
CCS S WWWRR1 1AGND
17 18
XXRFFE1RE WWRR2 DGND
DARC02832LJ(20)
VCC VREF(-5V) -12 20
8
5
1
4
9
11
2
6 VVO0
3
12
U2
LM741
7
3
+12 10
图7-5 双缓冲型接口电路
回目录 上页 下页
3、直通型接口方法
请看P266图7-6 即将0832转换器的ILE接高电平； 将CS、WR1、WR2、XFER 全部接地；
WR /WR
1 2
WR1与单片机的
17
WR端连接。
18
MOVX @DPTR, A
U1
DD0 0 VCC DD1 1 DD2 2 VREF DD3 3 DD4 4 FB DD5 5 DD6 6 IOUT1 DD7 7
IILLEE IOUT2
CCS S WWR1 AGND XXRFFE1RE WWRR2 DGND DARC02832LCJ(20)
Data
Data
A/D v/i
微机
D/A
v/i
传感器 物理过程 执行机构
过程控制示意图
回目录 上页 下页
7.1 D/A转换器
D/A━Digital to Analog Converter （DAC）
一、D/A转换原理（T形解码网络）
工作原理: D0 D1
D2
D3 IO1
RF
-
A
uo
0 1 0 1 0 10 1IO
回目录 上页 下页
该电路的输出公式：
V0
D 256
• VREF
表7-1 单极性输出D/A
P267
输入数字量 MSB … LSB
模拟量输出
（V）
11111111 10000010 10000000 01111111 00000000
±VREF (255/256) ±VREF (130/256) ±VREF (128/256) ±VREF (127/256)
原理： LE为寄存命令。当 L=E1时，寄存器的输出随输入变化； LE= 0时，数据锁存在寄存器中，而不随输入数据的变 化而变化。 当ILE=1,CS=0，WR=10时， L=E1，允许数据输入，而当 WR=1 1时， L=E01，则数据被锁存。
当WR和2 X均FE为R 低电平时， =L1E，2此时允许D/A转换，
DARC02832LCJ(20)
VCC VREF(-5V) -12 20
8
5
1
4
9
11
2
6 VVO 0
3
12
U2
LM741
7
3
+12 10
(b)
回目录 上页 下页
③ 图7-4(c)
的接口电路使
两个寄存器同
时选通及锁存； DB
即将ILE接高
电平, WR和1 WR2
VVCCC
C
与单片机的
WR连接，
CS和 XFER
否则 LE2=0时， 将数据锁存于DAC寄存器中。
回目录 上页 下页
三、DAC0832管脚功能 引脚功能： D0～D7 数据线 ILE输入锁存允许信号 CS片选信号 WR1、WR2：写控制 XFER：传递控制信号
U1
7 6 5 4 16 15 14 13
D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7
DAC0832LCJ(20)
VCC VREF(-5V) -12 20
8
5
1
4
9
11
2
6 VVO 0
3
12
U2
LM741
7
3
+12 10
(c)
回目录 上页 下页
2、 双缓冲型接口方法
主要应用在
多路D/A转换器
同步系统中。
DB
一级锁存、缓 冲由P27和 WR完成； VVCCC
C
二级锁存由P26
和 WR完成，并由 0 P27
19 ILE
Vcc 20 VREF 8
Rfb 9 IO1 11
IO2 12
I01、I02：电流输出端
1 2
CS WR1 AGND
3
Rfb：内部集成反馈电阻，可外接。 17
VREF：参考电压输入
18
XFER WR2 DGND
10
VCC：数字电路供电电压
DAC0832
AGND：模拟地；DGND：数字地。 图 7-3 DAC0832 引脚图
S0
S1
S2
S3
I0 I1 I2 I3
2R 2R 2R 2R 2R
R
R
R
IR +UR
IO1= D3·I3+ D2·I2+ D1·I1+ D0·I0
=
UR 24 R
（D3·23+
D2·22 +
D1·21 + D0·20）
u0 = -IO1·RF = U24RRRF（D3·23+ D2·22 + D1·21 + D0·20）
（3）线性度 是指D/A转换器的实际转移特性与理想直线之间的 最大误差或最大偏移
回目录 上页 下页
（4）精度 输出模拟电压的实际值与理想值之差。 即最大静态转换误差。
（5）转换速度 即每秒钟可以转换的次数， 其倒数为转换时间。
回目录 上页 下页
7.2 MCS-51单片机与8位D/A转换器接口技术
将D0～D7接数据总线即可。
五、D/A转换器的输出方式