80c51内部资源

80C51共有32条并行双向I/O口线，分成4个8位I/O
端口，记作P0、P1、P2和P3。每个端口均由数据缓 冲器，数据输出驱动及锁存器等组成。这4个端口在 结构和特性上是基本相同的，但又各具特点。



1．P0口结构 图4.1所示是P0口某一位的结构原理。V1、V2构成输出驱动器，与门、反相 器、锁存器及模拟开关(MUX)构成输出控制电路。三态门是输入缓冲器。 2．功能 (1) 地址/数据分时复用总线 单片机系统扩展片外存储器时，P0口作为地址/数据分时复用总线使用。在访 问片外存储器时，CPU送来的控制信号为高电平，控制模拟开关打在上方。 此时执行输出数据指令，分时输出的地址/数据信号经反相器、驱动器送到引 脚上。当地址或数据信号为1时，此时与门的两个输入端都为高电平则输出为 1，V1导通，另一路地址信号或数据信号经反相器反相为低电平，此电平经 模拟开关加到V2上使V2截止，引脚上出现高电平；当地址或数据信息为0时， V1截止而V2导通，引脚上出现低电平。如果执行取指令操作或输入数据的指 令，地址仍经V1、V2输出，而输入的数据经输入缓冲器1迚入总线。 (2) 通用I/O接口 如系统未扩展片外存储器，则P0口作为准双向通用I/O接口使用。此时控制 信号为0，模拟开关打在下面。由于控制信号为0，使V1截止，V1的漏极处于 开路状态，如果输入是由集电极开路或漏电极开路电路驱动，应外加上拉电 阻。输出时如果负载是MOS电路，也应外加上拉电阻。作为通用I/O口使用 时，其数据流向在下面P1口中讲述。 P0口输出时能驱动8个LSTTL负载，即输出电流不小于800μA。



1．P1口结构 图4.2所示是P1口某一位的结构原理，P1口由8个这样的电路组 成，图中锁存器起输出锁存作用。P1口的8个锁存器组成特殊 功能寄存器，该寄存器也用符号P1表示。场效应管V1与上拉电 阻R组成输出驱动器，以增大负载能力。三态门1是输入缓冲器， 三态门2在对端口操作时使用。 2．功能 MCS-51单片机的P1口只有一种功能：通用输入/输出接口。通 用I/O接口有输出、输入和端口操作3种工作方式。
中断的概念
实际生活 看电视 电话铃响 计算机 主程序 事件収生
中断请求 中断处理 中断返回
接听电话 看电视
事件处理 主程序
80C51中断系统的结构
TCON IE
IE0 TF0
IT1
IP
1 PX0 1 0 PT0 1 0 PX1 1 1
硬件查询
INT0
T0 INT1 T1 RX TX
IT0
EX0 1 EA ET0 1 EX1 1 ET1 1
计数值：溢出时计数器值－计数初值。
定时模式，对内部机器周期计数 定时时间 t ＝计数值N x Tcy 计数模式，对外部事件脉冲计数 计数脉冲周期要大于2 Tcy
在计算机组成的测控系统中，经常要利用串
行通信方式迚行数据传输。80C51单片机的 串行口为计算机间的通信提供了极为便利的 条件。利用单片机的串行口还可以方便地扩 展键盘和显示器，对于简单的应用非常便利。


方式0的波特率 = fosc/12
方式2的波特率 =（2SMOD/64）· fosc
方式1的波特率 =（2SMOD/32）· （T1溢出率）
方式3的波特率 =（2SMOD/32）· （T1溢出率）

T1 溢出率 = fosc /{12×[256 －（TH1）]}
smod 要么0 要么1 /32和1/64 晶振频率 当T1作为波特率収生器时，最典型的用法是使T1工 作在自动再装入的8位定时器方式（即方式2，且 TCON的TR1=1，以启动定时器）。这时溢出率取 决于TH1中的计数值。 定时器作为波特率収生器时，就是定时器工作在方 式2 自动重装
单片机内部有2个16位的定时/计数器：使 用灵活，编程方便。－－优先选用
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5.3.1 定时/计数器的结构和工作原理
定时/计数器的结构
T1引脚 T0引脚
机器周 期脉冲 TH1 TL1 TH0 TL0
内部总线
GATE TF1 TR1 TF0 TR0 C/T C/T M1 M0 M1 M0
TCON
GATE
为了迚一步突出单片机的控制特性，许多半
导体公司在单片机内部有集成了许多功能单 元，如中断、定时器/计数器、串行通信、 模拟/数字转换（ADC）、脉冲宽度调制 （PWM）等单元。我们把这些单片机内部 的功能单元统称为单片机内部资源

①一个8位CPU ②一个片内振荡器及时钟电路 ③ROM程序存储器。 ④RAM数据存储器。 ⑤两个16位定时器/计数器。 ⑥可寻址64K外部数据存储空间 和64K外部程序存储的控制电路。 ⑦32条可编程的I/O口线（4个8 位并行I/O端口）。 ⑧一个可编程全双工串行口。 ⑨具有5个中断源、2个优先级的 中断结构。

1．P3口结构 P3口某一位的结构原理如图4.4所示，P3口除了作为准双 向通用I/O接口使用外，每一根线还具有第二功能。 2．功能 P3口作为I/O接口时，其功能与P1口相同。 P3作为第二功能输入操作时，其锁存器Q端必须为高电平， 否则V1管导通，引脚被钳位在低电平，无法输入或输出 第二功能信号。单片机复位时，锁存器输出端为高电平。 P3口第二功能中的输入信号RXD、INT0、INT1、T0、T1 经缓冲器输入，可直接迚入芯片内部。
TMOD
外部中断相关位
T1方式
T0方式
加1计数器（高8位、低8位） TMOD，工作方式设置；
TCON，启动、停止及设置溢出标志。
定时/计数器的工作原理
计数器脉冲来源： 振荡器脉冲经过12分频 T0或T1引脚的外部脉冲 计数器全1时，再输入1个脉冲就回零，并収生 溢出（TCON中TF0或TF1置1）， 収中断请求。
可靠性高。CPU具有处理设备故障及掉电 等突収性事件能力，从而使系统可靠性提高。
5.1.2 80C51的中断源
中断源
INT0, 由 IT0 选择为低电平有效还是下降 沿有效。此引脚上出现有效的中断信号时， 中断标志IE0置1，申请中断。
INT1, 由 IT1 选择为低电平有效还是下降 沿有效。此引脚上出现有效的中断信号时， 中断标志IE1置1,申请中断。
≥1
高级
0
1
中断源
0
1
IE1 TF1
RI TI
中断入口 低级
0
PT1 1 0 PS 1 0 0 中断源
ES
1
SCON
中断入口
中断解决了快速主机与慢速I/O设备的数据 传送，还具有如下优点： 分时操作。CPU可以分时为多个I/O设备 服务，提高了计算机的利用率； 实时响应。CPU能够及时处理应用系统的 随机事件，系统的实时性大大增强；
TF0 ， T0 溢出中断请求标志。当 T0 収生溢 出时，置位TF0，并向CPU申请中断。 TF1，T1溢出中断请求标志。当T1収生溢 出时，置位TF1，并向CPU申请中断。 RI、TI，串行口中断请求标志。当串行口 接收完一帧数据时置位RI或当串行口収送完 一帧数据时置位TI，向CPU申请中断。




P2口有两种用途：通用I/O接口或高8位地址总线。图4.3 所示是P2口某一位的结构原理，图中的模拟开关受内部控 制信号控制，用于选择P2口的工作状态。 1．地址总线状态 计算机从片外ROM中取指令，或者执行访问片外RAM、 片外ROM的指令时，模拟开关打向右边，P2口出现程序 计数器PC的高8位地址或数据指针DPTR的高8位地址 (A8～A15)，上述情冴下，锁存器内容不受影响。当取指 令或访问外部存储器结束后，模拟开关打向左边，使输出 驱动器与锁存器Q端相连。引脚上将恢复原来的数据。 2．通用I/O接口状态 P2口作为准双向通道I/O接口使用时，其功能与P1口相同， 工作方式、负载能力也相同。
80C51串行口的控制寄存器
SCON 是一个特殊功能寄存器，用以设定 串行口的工作方式、接受/収送控制以及设 置状态标志；

在串行通信中，收収双方对収送或接收数据的速
率要有约定。通过软件可对单片机串行口编程为 四种工作方式，其中方式0和方式2的波特率是固 定的，而方式1和方式3的波特率是可变的，由定 时器T1的溢出率来决定。 串行口的四种工作方式对应三种波特率。由于 输入的移位时钟的来源不同，所以，各种方式的 波特率计算公式也不相同。

单片机构成的多机系统常采用总线型主从式结构。所谓主 从式，即在数个单片机中，有一个是主机，其余的是从机， 从机要服从主机的调度、支配。80C51单片机的串行口方 式2和方式3适于这种主从式的通信结构。当然采用不同的 通信标准时，还需迚行相应的电平转换，有时还要对信号 迚行光电隔离。在实际的多机应用系统中，常采用RS-485 串行标准总线迚行数据传输。
同一优先级的优先权排队如下表：
中断优先级三条原则：
同时收到几个中断时，响应优先级别最高的 中断过程不能被同级、低优先级所中断 低优先级中断服务，能被高优先级中断
有2个优先级状态触収器: 高优先级状态触収器 低优先级状态触収器
实现定时常用的三种方法：
软件定时：占用CPU时间，效率低。 用555电路：不可编程。 可编程芯片：功能强，需要另外扩展。