單片機(jī)定時計數(shù)器、中斷和串行口的學(xué)習(xí)

本期主要知識點為單片機(jī)定時計數(shù)器、中斷和串行口的學(xué)習(xí)。單片機(jī)對于初學(xué)者來說確 實很難理解，不少學(xué)過單片機(jī)的同學(xué)或電子愛好者，甚至在畢業(yè)時仍舊是一無所獲?；诖?，電子發(fā)燒友網(wǎng)將整合《單片機(jī)學(xué)習(xí)知識點全攻略》，共分為四個系列， 以饗讀者，敬請期待！此系列對于業(yè)內(nèi)電子工程師也有收藏和參考價值。

　　15、單片機(jī)位操作指令

前面那些流水燈的例程，我們已經(jīng)習(xí)慣了“位”一位就是一盞燈的亮和滅，而我們學(xué)的指令卻全都是用“字節(jié)”來介紹的：字節(jié)的移動、加法、減法、邏輯運(yùn) 算、移位等等。用字節(jié)來處理一些數(shù)學(xué)問題，比如說：控制冰箱的溫度、電視的音量等等很直觀，能直接用數(shù)值來表在?？墒侨绻盟鼇砜刂埔恍╅_關(guān)的打開和合 上，燈的亮和滅，就有些不直接了，記得我們上次課上的流水燈的例程嗎？我們知道送往P1口的數(shù)值后并不能馬上知道哪個燈亮和來滅，而是要化成二進(jìn)制才知 道。工業(yè)中有很多場合需要處理這類開關(guān)輸出，繼電器吸合，用字節(jié)來處理就顯示有些麻煩，所以在8031單片機(jī)中特意引入一個位處理機(jī)制。

位尋址區(qū)

在8031中，有一部份RAM和一部份SFR是具有位尋址功能的，也就是說這些RAM的每一個位都有自已的地址，能直接用這個地址來對此進(jìn)行操作。

內(nèi)部RAM的20H-2FH這16個字節(jié)，就是8031的位尋址區(qū)。看圖1。可見這里面的每一個RAM中的每個位我們都可能直接用位地址來找到它們，而不必用字節(jié)地址，然后再用邏輯指令的方式。

能位尋址的特殊功能寄存器

8031中有一些SFR是能進(jìn)行位尋址的，這些SFR的特點是其字節(jié)地址均可被8整除，如A累加器，B寄存器、PSW、IP（中斷優(yōu)先級控制寄存 器）、IE（中斷允許控制寄存器）、SCON（串行口控制寄存器）、TCON（定時器/計數(shù)器控制寄存器）、P0-P3（I/O端口鎖存器）。以上的一些 SFR我們還不熟，等我們講解相關(guān)內(nèi)容時再作詳細(xì)解釋。

位操作指令

MCS-51單片機(jī)的硬件結(jié)構(gòu)中，有一個位處理器（又稱布爾處理器），它有一套位變量處理的指令集。在進(jìn)行位處理時，CY（就是我們前面講的進(jìn)位位） 稱“位累加器”。有自已的位RAM，也就是我們剛講的內(nèi)部RAM的20H-2FH這16個字節(jié)單元即128個位單元，還有自已的位I/O空間（即 P0.0…。.P0.7，P1.0…….P1.7，P2.0……。.P2.7，P3.0……。.P3.7）。當(dāng)然在物理實體上它們與原來的以字節(jié)尋址用的 RAM，及端口是完全相同的，或者說這些RAM及端口都能有兩種使用辦法。

位傳送指令

　　MOV C，BIT

　　MOV BIT，C

這組指令的功能是實現(xiàn)位累加器（CY）和其它位地址之間的數(shù)據(jù)傳遞。

例：MOV P1.0，CY ;將CY中的狀態(tài)送到P1.0管腳上去（如果是做算術(shù)運(yùn)算，我們就能通過觀察知道現(xiàn)在CY是多少啦）。

　　MOV P1.0，CY ;將P1.0的狀態(tài)送給CY。

位修正指令

位清0指令

　　CLR C ;使CY=0

　　CLR bit ;使指令的位地址等于0。例：CLR P1.0 ;即使P1.0變?yōu)?

位置1指令

　　SETB C ;使CY=1

　　SETB bit ;使指定的位地址等于1。例：SETB P1.0 ;使P.0變?yōu)?

　　位取反指令

　　CPL C ;使CY等于原來的相反的值，由1變?yōu)?，由0變?yōu)?。

　　CPL bit ;使指定的位的值等于原來相反的值，由0變?yōu)?，由1變?yōu)?。

　　例：CPL P1.0

以我們做過的實驗為例，如果原來燈是亮的，則執(zhí)行本指令后燈滅，反之原來燈是滅的，執(zhí)行本指令后燈亮。

位邏輯運(yùn)算指令

位與指令

　　ANL C，bit ;CY與指定的位地址的值相與，結(jié)果送回CY

　　ANL C，/bit ;先將指定的位地址中的值取出后取反，再和CY相與，結(jié)果送回CY，但注意，指定的位地址中的值本身并不發(fā)生變化。

例：ANL C，/P1.0

設(shè)執(zhí)行本指令前，CY=1，P1.0等于1（燈滅），則執(zhí)行完本指令后CY=0，而P1.0也是等于1。

可用下列程序驗證：

　　ORG 0000H

　　AJMP START

　　ORG 30H

　　START： MOV SP，#5FH

　　MOV P1，#0FFH

　　SETB C

　　ANL C，/P1.0

　　MOV P1.1，C ;將做完的結(jié)果送P1.1，結(jié)果應(yīng)當(dāng)是P1.1上的燈亮，而P1.0上的燈還是不亮

位或指令

　　ORL C，bit

　　ORL C，/bit

　　這個的功能大家自行分析吧，然后對照上面的例程，編一個驗證程序，看看你相得對嗎？

位條件轉(zhuǎn)移指令

判CY轉(zhuǎn)移指令

　　JC rel

　　JNC rel

第一條指令的功能是如果CY等于1就轉(zhuǎn)移，如果不等于1就次序執(zhí)行。那么轉(zhuǎn)移到什么地方去呢？我們能這樣理解：JC 標(biāo)號，如果等于1就轉(zhuǎn)到標(biāo)號處執(zhí)行。這條指令我們在上節(jié)課中已講到，不再重復(fù)。

第二條指令則和第一條指令相反，即如果CY=0就轉(zhuǎn)移，不等于0就次序執(zhí)行，當(dāng)然，我們也同樣理解： JNC 標(biāo)號

判位變量轉(zhuǎn)移指令

　　JB bit，rel

　　JNB bit，rel

第一條指令是如果指定的bit位中的值是1，則轉(zhuǎn)移，不然次序執(zhí)行。同樣，我們能這樣理解這條指令：JB bit，標(biāo)號

第二條指令請大家先自行分析

下面我們舉個例程說明：

　　ORG 0000H

　　LJMP START

　　ORG 30H

　　START：MOV SP，#5FH

　　MOV P1，#0FFH

　　MOV P3，#0FFH

　　L1： JNB P3.2，L2 ;P3.2上接有一只按鈕，它按下時，P3.2=0

　　JNB P3.3，L3 ;P3.3上接有一只按鈕，它按下時，P3.3=0

　　LJM P L1

　　L2： MOV P1，#00H

　　LJMP L1

　　L3： MOV P1，#0FFH

　　LJMP L1

　　END

把上面的例程寫入片子，看看有什么現(xiàn)象………

按下接在P3.2上的按鈕，P1口的燈全亮了，松開或再按，燈并不熄滅，然后按下接在P3.3上的按鈕，燈就全滅了。這像什么？這不就是工業(yè)現(xiàn)場經(jīng)常用到的“啟動”、“停止”的功能嗎？

怎么做到的呢？一開始，將0FFH送入P3口，這樣，P3的所有引線都處于高電平，然后執(zhí)行L1，如果P3.2是高電平（鍵沒有按下），則次序執(zhí)行 JNB P3.3，L3語句，同樣，如果P3.3是高電平（鍵沒有按下），則次序執(zhí)行LJMP L1語句。這樣就不停地檢測P3.2、P3.3，如果有一次P3.2上的按鈕按下去了，則轉(zhuǎn)移到L2，執(zhí)行MOV P1，#00H，使燈全亮，然后又轉(zhuǎn)去L1，再次循環(huán)，直到檢測到P3.3為0，則轉(zhuǎn)L3，執(zhí)行MOV P1，#0FFH，例燈全滅，再轉(zhuǎn)去L1，如此循環(huán)不已。大家能否稍加改動，將本程序用JB指令改寫？

16、單片機(jī)定時器與計數(shù)器

一、計數(shù)概念的引入

從選票的統(tǒng)計談起：畫“正”。這就是計數(shù)，生活中計數(shù)的例程處處可見。例：錄音機(jī)上的計數(shù)器、家里面用的電度表、汽車上的里程表等等，再舉一個工業(yè)生 產(chǎn)中的例程，線纜行業(yè)在電線生產(chǎn)出來之后要計米，也就是測量長度，怎么測法呢？用尺量？不現(xiàn)實，太長不說，要一邊做一邊量呢，怎么辦呢？行業(yè)中有很巧妙的 辦法，用一個周長是1米的輪子，將電纜繞在上面一周，由線帶輪轉(zhuǎn)，這樣輪轉(zhuǎn)一周不就是線長1米嘛，所以只要記下輪轉(zhuǎn)了多少圈，就能知道走過的線有多長了。

二、計數(shù)器的容量

從一個生活中的例程看起：一個水盆在水龍頭下，水龍沒關(guān)緊，水一滴滴地滴入盆中。水滴持續(xù)落下，盆的容量是有限的，過一段時間之后，水就會逐漸變滿。 錄音機(jī)上的計數(shù)器最多只計到999…。那么單片機(jī)中的計數(shù)器有多大的容量呢？8031單片機(jī)中有兩個計數(shù)器，分別稱之為T0和T1，這兩個計數(shù)器分別是由 兩個8位的RAM單元組成的，即每個計數(shù)器都是16位的計數(shù)器，最大的計數(shù)量是65536。

三、定時

8031中的計數(shù)器除了能作為計數(shù)之用外，還能用作時鐘，時鐘的用途當(dāng)然很大，如打鈴器，電視機(jī)定時關(guān)機(jī)，空調(diào)定時開關(guān)等等，那么計數(shù)器是如何作為定時器來用的呢？

一個鬧鐘，我將它定時在1個小時后鬧響，換言之，也能說是秒針走了（3600）次，所以時間就轉(zhuǎn)化為秒針走的次數(shù)的，也就是計數(shù)的次數(shù)了，可見，計數(shù)的次數(shù)和時間之間的確十分相關(guān)。那么它們的關(guān)系是什么呢？那就是秒針每一次走動的時間正好是1秒。

《單片機(jī)定時器記數(shù)器結(jié)構(gòu)》

結(jié)論：只要計數(shù)脈沖的間隔相等，則計數(shù)值就代表了時間的流逝。由此，單片機(jī)中的定時器和計數(shù)器是一個東西，只不過計數(shù)器是記錄的外界發(fā)生的事情，而定 時器則是由單片機(jī)供給一個非常穩(wěn)定的計數(shù)源。那么供給組定時器的是計數(shù)源是什么呢？看圖1，原來就是由單片機(jī)的晶體震蕩器經(jīng)過12分頻后獲得的一個脈沖 源。