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1、深圳职业技术学院深圳职业技术学院微控制器高级应用微控制器高级应用80518051串口及编程串口及编程返回教学目标教学目标:掌握掌握80518051串口编程技术串口编程技术实现实现80518051与与PCPC机通过串口进行数据接收机通过串口进行数据接收/发送发送微控制器高级应用 2008年2月串口通信项目演示串口通信项目演示返回 单单片机串行口片机串行口发发送接收程序。每接收到字送接收程序。每接收到字节节后再立后再立即即发发送出去；和送出去；和PCPC机相接后，机相接后，PCPC机机发发送的字符又回送的字符又回显显在在PCPC屏幕上。屏幕上。思考要以下要解决的问题：思考要以下要解决的问题：硬件上
2、：硬件上：硬件部件？如何连接？硬件部件？如何连接？软件上：软件上：通信速度如何控制？通信速度如何控制？参数选择如何选？参数选择如何选？如何接收数据？如何接收数据？如何发送数据？如何发送数据？微控制器高级应用 2008年2月教学内容教学内容返回应知应知:串行口的硬件与接口电路串行口的硬件与接口电路串行口的工作方式及特点串行口的工作方式及特点串行口的波特率计算及选择串行口的波特率计算及选择应会应会:串行口的初始化编程串行口的初始化编程串行口的接收串行口的接收/发送编程发送编程微控制器高级应用 2008年2月串口通信硬件电路串口通信硬件电路返回图1.19加上了MAX232的实验电路（P21）微控制器
3、高级应用 2008年2月MCS-51引脚图-串行通信引脚微控制器高级应用 2008年2月P3口各引脚与第二功能表引脚第二功能信号名称P3.0 RXD串行数据接收串行数据接收P3.1 TXD 串行数据发送串行数据发送P3.2 外部中断0申请P3.3 外部中断1申请P3.4 T0定时/计数器0的外部输入P3.5 T1定时/计数器1的外部输入P3.6 外部RAM写选通P3.7 外部RAM读选通微控制器高级应用 2008年2月串口硬件及接口串口硬件及接口返回图1.18DB9接头（P21）图1.17MAX232 TTL:TTL:+5V+5V等价于逻辑等价于逻辑“1”1”，0V0V等价于逻辑等价于逻辑“0
4、”0”，这被称做，这被称做TTLTTL（晶体管晶体管-晶体管逻辑电平）信号系统晶体管逻辑电平）信号系统RS232:RS232:接口的电平范围是接口的电平范围是-15V-15V到到+15V.+15V.MAX232:MAX232:电平转换芯片电平转换芯片MAX232MAX232实现实现 RS232RS232TTLTTL电平的转换电平的转换微控制器高级应用 2008年2月练习练习返回在实验仪上找到：在实验仪上找到：DB9接头接头、MAX232芯片芯片、8051上的上的串行发送串行发送/接收引脚接收引脚微控制器高级应用 2008年2月串口工作方式串口工作方式返回四种方式的比较：工作方式功能说明波特率方
5、式08位同步移位寄存器常用于扩展I/O口fosc/12方式110位UART8位数据、1起始位、1结束位可变（取决于定时器1溢出率）方式211位UART8位数据、起始位0、结束位1和奇偶校验位fosc/64或fosc/32方式311位UART同上可变（取决于定时器1溢出率）微控制器高级应用 2008年2月串口控制寄存器串口控制寄存器返回方式的选择由SCONSCON的SM1、SM0实现。SM0SM1SM2RENTB8RB8TIRI工作方式选择多机通信控制位允许串行接收位接收数据的第9位发送数据的第9位接收中断标志发送中断标志微控制器高级应用 2008年2月 波特率 即 调制速率，指的是信号被 调制
6、 以后在单位时间内的 波特 数。它是对信号传输速率的一种度量，通常以“波特每秒”（Bps）为单位。波特率越大，速率越快波特率微控制器高级应用 2008年2月电源控制寄存器电源控制寄存器P PCONCON返回SMODGF1GF0PDIDLSMOD位是串行口波特率加倍位只有该位有用，1时，波特率2；0时不变。微控制器高级应用 2008年2月串口波特率计算串口波特率计算返回方式0：同步移位寄存器方式 波特率固定为波特率固定为foscfosc/12/12 方式2：波特率=2 2SMODSMOD/64 /64 foscfosc 方式1、3:波特率由定时器波特率由定时器T1T1决定，常用方式决定，常用方式
7、2 2 波特率波特率=2SMOD/32 fosc/121/（256N）计数初值：计数初值：N=256N=2562 2SMODSMODfosc/fosc/（波特率波特率32123212）微控制器高级应用 2008年2月方式方式1/31/3波特率计算波特率计算返回例、例、若fosc=6MHz，波特率为2400波特，设SMOD=1，则定时/计数器T1的计数初值为多少？解：解：X=2562SMODfosc/(24003212)=256-2*6*1000000/921600=242.98243=F3H练练习习：若fosc=11.0592MHz，波特率为2400，设SMOD=0，计算定时/计数器T1的计数
8、初值X=F4H微控制器高级应用 2008年2月串口常用波特率串口常用波特率返回0微控制器高级应用 2008年2月串口编程初始化步骤串口编程初始化步骤返回在在使使用用串串行行口口之之前前，设设置置波波特特率率、串串行行口口控控制制和和中中断断控控制制。具体步骤如下：具体步骤如下：确定定时器确定定时器1 1的工作方式的工作方式编程编程TMODTMOD寄存器。寄存器。计算定时器计算定时器1 1的初值的初值装载装载TH1TH1、TL1TL1。启动定时器启动定时器11编程编程TCONTCON中的中的TR1TR1位。位。确定串行口的控制确定串行口的控制编程编程SCONSCON、PCONPCON。串行口在中
9、断方式工作时，须开串行口在中断方式工作时，须开CPUCPU和源中断和源中断编编程程IEIE寄存器。寄存器。微控制器高级应用 2008年2月串口编程实验串口编程实验返回写一个写一个 单单片机串行口片机串行口发发送接收程序。送接收程序。每接收到字每接收到字节节后再立即后再立即发发送出去；和送出去；和PCPC机相接后，机相接后，PCPC机机发发送的字符又回送的字符又回显显在在PCPC屏幕上。屏幕上。微控制器高级应用 2008年2月#include#includevoid main(void)void main(void)unsigned char a;unsigned char a;TMOD=0 x
10、20;TMOD=0 x20;TL1=0 xfd;TH1=0 xfd;TL1=0 xfd;TH1=0 xfd;PCON=0 x00;PCON=0 x00;SCON=0 xd8;SCON=0 xd8;TR1=1;TR1=1;while(1)while(1)while(RI=0);while(RI=0);a=SBUF;a=SBUF;RI=0;RI=0;SBUF=a;SBUF=a;while(TI=0);while(TI=0);TI=0;TI=0;设设T1T1工作方式工作方式2 2，初值初值fdfd，SMOD=0SMOD=0置波特率为置波特率为96009600设设串口工作方式串口工作方式3 3接收数据
11、接收数据发送数据发送数据微控制器高级应用 2008年2月练习练习返回设设fosc=12Mhz,写出写出8051单片机从单片机从PC机机接收数据并发回接收数据并发回PC机的程序，要求分别机的程序，要求分别在波特率为在波特率为2400和和4800下实现。下实现。微控制器高级应用 2008年2月小结小结返回串行接口电路，要进行电平转换 RS232 TTL MAX232串口工作方式选择 SCON波特率的设定：fosc PCON的SMOD位 方式1、3:波特率由定时器波特率由定时器T1T1决定决定 计数初值：计数初值：X=256X=2562 2SMODSMODfosc/fosc/（波特率波特率32123
12、212）串口接收/发送编程，SBUF，RI，TI微控制器高级应用 2008年2月本章结束，再见！本章结束，再见！返回微控制器高级应用 2008年2月串口编程实验串口编程实验3 3 返回写一个串口发送接收程序，对接收到的字符进行分类判断，然后将判断结果发送出去。要求如下：1、若接收到数字，发送 It is digit.n 2、若接收到字母,发送 It is letter.n 3、接收其他则发送It is symbols.n 4、已知时钟为 11.0592,请分别在波特率为2400,4800,9600,19200下编程实现微控制器高级应用 2008年2月v 一个仓库管理的问题 假如有一个电工产品仓
13、库，仓库中存放下列两类物资：工具类：工具类：电钻、万用表、钳子等 材料类：材料类：电线、灯管、开关、胶布等 引言仓库的结构我们怎样才能管理好这个仓库和我们怎样才能管理好这个仓库和这些物资？这些物资？微控制器高级应用 2008年2月引言仓库的结构要管理好仓库，我们需要了解：1、该仓库由几个库房组成，各个库房的名称及大小（多少货架）；2、给库房中的货架进行编号，如：第1排，第2排，第3排；3、这些物资在仓库中，是如何存放的，分别放在什么地方（哪个库房，第几排货架）；4、如何领用和归还物资通过相同的管理员还是不同的管理员。归纳起来就是要掌握仓库的结构。归纳起来就是要掌握仓库的结构。微控制器高级应用
14、2008年2月第第 二二 节节MCS-51的存储器结构的存储器结构1、普通微机的存储器结构及特点2、51单片机的存储器结构及特点3、普通微机与51单片机存储器的区别4、51单片机存储器各部分详细介绍微控制器高级应用 2008年2月相关知识和概念的复习回顾相关知识和概念的复习回顾存储器存储器:返回用于存储程序和数据。存储程序的叫程序存储器，存储数据的叫数据存储器。存储器由许多个存储单元组成。存储单元存储单元:一个字节称为一个存储单元,由8个二进制位组成。地址地址:从0开始，顺序给存储单元一个编号，这个编号称为相应存储单元的地址。RAM:RAM:随机存取存储器，特点是可读可写,掉电后数据会丢失。一
15、般用来作为数据存储器。ROM:ROM:只读存储器，是在制做时用特殊的方法将数据或程序写在里面，特点是只能读不能写，掉电后数据不会丢失。一般用来作为程序存储器。又可分为PROM,EPROM,EEPROM,这些可用专用工具写入。微控制器高级应用 2008年2月相关知识和概念的复习回顾相关知识和概念的复习回顾PC:PC:返回程序计数器。是一个16位的专用寄存器，用来存放下一条要执行的指令的地址，具有自动加1的功能。ACC:ACC:累加器。简称为 A A,是一个8位的专用寄存器，用来存放操作数或中间结果。PSW:PSW:程序状态字寄存器。是一个8位的专用寄存器，用来存放程序运行中的各种状态信息。三个三
16、个专用寄存器：专用寄存器：微控制器高级应用 2008年2月图图1 1、冯冯冯冯 诺依曼诺依曼诺依曼诺依曼结构结构内存储器内存储器1.3 普通微机的存储器结构普通微机的存储器结构特点特点1 1：ROM和RAM统一编址，只有一个地址空间，可随意安排ROM和RAM。特点特点2 2：访问ROM和RAM使用同样的指令。返回我们把这种结构称为冯冯诺依曼诺依曼结构。微控制器高级应用 2008年2月特点特点1 1：物理上分成4个空间：片内RAM、片内ROM、片外RAM、片外ROM。特点特点2 2：逻辑上分成3个空间：片内独立编址的256B RAM,片外独立编址的64KB RAM，片内外统一编址的64KB RO
17、M空间。特点特点3 3：访问3个逻辑空间时使用的指令不同，在后面我们将会学到这三类指令。问题问题:51单片机与普通微机的存储器的结构有什么不同？答答:说明说明1 1：如果片内RAM够用，可以不用片外RAM；如果片内RAM不够，可在片外按需要进行扩展，最多可扩64KB。片内片外分开编址。说明说明2 2：如果片内ROM够用,可以不用片外ROM;如果片内ROM不够,可在片外按需要进行扩展,扩充时片内片外统一编址,片外接着片内往下编,最多可扩充到64KB.说明说明3 3：EAEA=1时.PC在00000FFFH范围内是执行片内ROM中的程序,在1000HFFFFH范围内时,自动执行片外ROM中的程序.
18、EAEA=0时,只能寻址片外ROM,可以从0000H开始.1.3 MCS-51存储器空间结构存储器空间结构图图2 2、MCS-51 MCS-51 存储空间分布图存储空间分布图(哈佛结构哈佛结构哈佛结构哈佛结构)返回片外扩展存储器说明说明4 4：我们把这种结构称为哈佛哈佛结构。微控制器高级应用 2008年2月1.3 MCS-51存储器空间结构存储器空间结构图图3 3、片内、片内256B RAM256B RAM存储空间分布图存储空间分布图返回高高128128字节：字节：1、从80H0FFH,共128单元称为专用寄存器区(SFR)，分布有21个专用寄存器,其中5个双字节寄存器，先记住ACC和PSW。
19、2、只能采用直接寻址方式。低低128128字节：字节：1、从00H7FH,共128单元，又分为 3 个部分：工作寄存器区、位寻址区和用户RAM区。2、可采用直接寻址或间接寻址方式。微控制器高级应用 2008年2月1.3 特殊功能寄存器特殊功能寄存器SFR返回 1、从80H0FFH,共128单元称为专用寄存器区(SFR)，分布有21个专用寄存器,其中5个双字节寄存器，先记住ACC、PSW、B、SP、DPTR、P0、P1、P2、P3。2、只能采用直接寻址方式。(1)、累加器A(ACC)，8位专用寄存器，字节地址为0E0H(2)、程序状态字寄存器PSW,8位专用寄存器，字节地 址为0D0H，PSW的
20、各位含义及引用方法如下表：位地址D7HD6HD5HD4HD3HD2HD1HD0H寄存器符号.位PSW.7PSW.6 PSW.5PSW.4PSW.3PSW.2PSW.1PSW.0位名CYACF0RS1 RS0 OV保留P字节地址.位0D0H.70D0H.60D0H.50D0H.40D0H.30D0H.20D0H.10D0H.0微控制器高级应用 2008年2月第一节第一节 C51的内部结构的内部结构PC:PC:返回程序计数器。是一个16位的专用寄存器，用来存放下一条要执行的指令的地址，具有自动加1的功能。ACC:ACC:累加器(0E0H)。简称为 A A,是一个8位的专用寄存器，用来存放操作数或中
21、间结果。PSW:PSW:程序状态字寄存器(0D0H)。是一个8位的专用寄存器，用来存放程序运行中的各种状态信息。每1位代表不同的状态。2、三个、三个专用寄存器：专用寄存器：微控制器高级应用 2008年2月1.3 MCS-51存储器空间结构存储器空间结构图图4 4、片内、片内256B RAM256B RAM低低128B128B存储空间分布图存储空间分布图返回位地址区：位地址区：从20H2FH,16个字节共128个二进制位,可用位寻址方式访问各位.工作工作(通用通用)寄存器区：寄存器区：1、从00H1FH,共32单元,分为4组(0-3),每组8个单元,组成工作寄存器R0、R1R7。R0R7在不同的
22、组对应的地址是不一样的。地址表 2、CPU通过PSW中的RS1、RS0的值来选定一组作为当前的工作寄存器组。CPU复位后,RS1=0,RS0=0,选中第0组。3、若程序不需4组，则未使用的组所对应的单元可作为一般的缓冲器用。用户用户RAMRAM区：区：从30H7FH,共80个字节,为用户RAM区，用作堆栈或数据缓冲。微控制器高级应用 2008年2月1.4 单片机并行单片机并行I/O口口3232条条I/OI/O口线口线:返回MCS-51单片机有32条I/O口线，分为4个8位双向端口P0、P1、P2、P3。P0:P0:用作通用I/O口或在访问片外存储器时分时复用为地址/数据线，先用做低8位地址线，
23、再用做数据线。P1:P1:用作通用I/O口。P2:P2:用作通用I/O口或在访问片外存储器时作为高8位地址线。P3:P3:称为多功能口。除用作通用I/O口还有第二功能（见表）。微控制器高级应用 2008年2月单片机单片机P3口的第二功能表口的第二功能表返回引脚第二功能功能说明P3.0RXD串行输入端P3.1TXD串行输出端P3.2INT0外部中断0输入端P3.3INT1外部中断1输入端P3.4T0定时器/计数器0输入端P3.5T1定时器/计数器1输入端P3.6WR外部RAM写选通输出P3.7RD外部RAM读选通输出微控制器高级应用 2008年2月1.5 单片机的复位单片机的复位复位复位:返回是
24、单片机的初始化操作。复位将单片机恢复到初始化状态，使CPU和各专用寄存器处于一个确定的初始状态。复位方式复位方式:在RST/VPD引脚保持2个机器周期的高电平，单片机就会被复位。复位方法复位方法:1、上电复位；2、手动复位；3、程序自动复位。微控制器高级应用 2008年2月MCS-51单片机复位后单片机复位后PC及及SFR状态表状态表返回寄存器名称 复位后状态寄存器名称 复位后状态PC0000HIE0X000000BACC00HTMOD00HB00HTCON00HPSW00HTH000HSP07HTL000HDPTR0000HTH100HP0,P1,P2,P30FFHTL100HSBUF不确定
25、SCON00HIPXXX00000BPCON0XXX0000B微控制器高级应用 2008年2月1.6 MCS-51单片机的时钟单片机的时钟频率频率f foscosc:返回振荡器的频率决定了单片机的时钟。常用单位：1MHz=106Hz 1s=106us时钟周期时钟周期:T时钟=1/f foscosc 机器周期机器周期:T机器=12*T时钟指令周期指令周期:执行一条指令所需要的时间。不同指令的指令周期不一定一样，可由1到多个机器周期组成。微控制器高级应用 2008年2月作业作业2返回1、C51单片机的存储器从物理上和逻辑上分别划分几个空间？2、程序存储器有几个特殊单位？它们的作用是什么？3、C51单片机的片内256B RAM可分为几个区，作用是什么？4、C51单片机有哪些工作寄存器？它们的地址是多少？开机复位后使用哪组寄存器？如何确定和改变当前寄存器？5、简述PSW的作用及各位含义。简述PC的作用。6、位地址7CH与字节地址7CH如何区别？7、说说时钟频率、时钟周期、机器周期、指令周期的含义及相互之间的关系。预习:第2章 MCS-51单片机的指令格式和寻址方式 微控制器高级应用 2008年2月本章结束，再见！本章结束，再见！返回微控制器高级应用 2008年2月