华中理工大学：《单片机原理与应用》课程电子教案（PPT课件讲稿）第七章 I/O接口电路

0接应电路 7-1单片机并行接口PI0 7÷2定时/计数器电路CTC 73可编程并行接口芯片之 75串行10接口SO

第七章 I/O接口电路 7-1 单片机并行接口PIO 7-2 定时/计数器电路CTC 7-3 可编程并行接口芯片 7-5 串行I/O接口SIO

71单片机并行接口PIo 片内接口寄存器在SF中的映象地址: 1.I/O数据锁存器:P0、P1、P2、P3、SBUF 2:真O控制/状态寄存器: 、P、TCoN、TMoD、SCON、PCON PIO:并行I/O接口 用于微型机与外部设备之间并行传送数据。 7-1+1MCS51的并行接目 4个8位双向并行I0接口: P0.0~P0.7、P10~P17、P2.0~P27、P3.0~P3.7。 均为多功能I/O接口,CPU按当前操作自动进行功能 切换

7-1 单片机并行接口PIO PIO：并行I/O接口 用于微型机与外部设备之间并行传送数据。 7-1-1 MCS-51的并行接口 4个8位双向并行IO接口： P0.0～P0.7、P1.0～P1.7、P2.0～P2.7、P3.0～P3.7。 均为多功能I/O接口，CPU按当前操作自动进行功能 切换。 片内接口寄存器在SFR中的映象地址： 1．I/O数据锁存器：P0、P1、P2、P3、SBUF 2．I/O控制/状态寄存器： IE、IP、TCON、TMOD 、SCON、PCON

三PO接口的部种操作 输 中,经过 修改。 2)输入操作:引输人数据经过播人缓冲器送到内部总线上。 P0~P3的复位状态均为FFH,自动处于输入状态。 地址/数据控制 Vcc 读锁存器 存器 内部上 总线 内部党线 P 器 锁存器 写锁存器 D 存器 读引脚 读引脚

一．PIO接口内部结构 输出锁存器、输出驱动器、输入缓冲器及多路功能切换电路。 1）输出操作：输出数据经过内部总线暂存到输出锁存器中，经过 输出驱动器送到I/O引脚上。输出锁存器的内容可读入修改。 2）输入操作：I/O引脚输入数据经过输入缓冲器送到内部总线上。 二．PIO接口的三种操作 1.输出锁存：输出将使数据写入输出锁存器。 输出指令： MOV P1，A MOV P1.0，C 2.输入三态：输入从I/O引脚上输入信号，读信号打开，引脚信号 通过下三态门进入内部总线。为保证可靠输入，先写入“1” 。 MOV P1，#0FFH ；使输出驱动器截止 MOV A，P1 ；输入 P0～P3的复位状态均为FFH，自动处于输入状态。 3.读-修改-写： 修改输出锁存器的内容。锁存器中的数据通过上 三态门进入内部总线，修改后再写入到锁存器中。 读-修改-写指令：PIO为目的操作数的指令 ANL P1，A

PIO的使用 1.P0口:并行双向接口或系统总线DB0~7/AB~7 P1、P2和P3为准双向口。 2P1口:称为用户I/O接口。对片内 EPROM编程时,用作 EPROM低8位地址信号线。 3.P2口:双向O接口或高8位地址总线AS815 对读写片外存储器后,引脚仍恢复输出锁存器的内容。可用于 读写片外数据存储器: MOV P2, #20H MOV RO, #00 MOVXA,aRO 4.P3口:双向并行接口和第二功能 串行接口引脚:TxD、RXD 中断输入引脚:INT0、INT1 定时器输入引脚:T0、T1 读写控制线:RD、WR 四接口负载能力 P0驱动8个TT电路,P1,P2,P3可驱动4个TL电路

三.PIO的使用 1. P0口：并行双向接口或系统总线DB0～7/AB0～7 2.P1口：称为用户I/O接口。对片内EPROM编程时，用作 EPROM低8位地址信号线。 四.接口负载能力 P0驱动8个TTL电路，P1，P2，P3可驱动4个TTL电路 3. P2口：双向I/O接口或高8位地址总线AB8～15 对读写片外存储器后，引脚仍恢复输出锁存器的内容。可用于 读写片外数据存储器： MOV P2，#20H MOV R0，#00 MOVX A，@R0 4. P3口：双向并行接口和第二功能： 串行接口引脚：TXD、RXD 中断输入引脚：INT0、INT1 定时器输入引脚：T0、T1 读写控制线：RD、WR P1、P2和P3为准双向口

五,应用举例 :用4个发光二极管对应显示4个开关的开合状态。 如P10合则P14亮 1.无条件传送方式:指示灯立即反映开关状态 ORG 0000H LMCS-51 CD--AJMPMAIN U ORG O1OOH PI MAIN: ORL A, #OFH P1.6 多MOvP1,A P15 P14 MOVA PL P1.3 SWAP A P12 MOV PI, A P1 SJMP MAIN P1.0

五. 应用举例 例：用4个发光二极管对应显示4个开关的开合状态。 如P1.0合则P1.4亮。 MCS-51 P1.7 P1.6 P1.5 P1.4 P1.3 P1.2 P1.1 P1.0 1.无条件传送方式：指示灯立即反映开关状态。 ORG 0000H AJMP MAIN ORG 0100H MAIN：ORL A，#0FH MOV P1，A MOV A，P1 SWAP A MOV P1，A SJMP MAIN

2.中断传送方式: 先设好开关状态,然后发出中断请求信号,改变指示灯亮灭状态。 ORG 0000H AJMP MAIN MCS-51 ORG 0003H PI AJMP OINT P16 ORG01001 P1.5 C MAIN: SETB ITOI P14 SETB EXO P1.3 SETB EA P1.2 HERE: SJMPHERE PI ORG 0500H P1.0 IOINT:MOVA,#0FFH家 5V INTOR MOV PIA C MOVA,P1 K SWAP A MOV PI A RETI

2.中断传送方式： 先设好开关状态，然后发出中断请求信号，改变指示灯亮灭状态。 ORG 0000H AJMP MAIN ORG 0003H AJMP IOINT ORG 0100H MAIN：SETB IT0 SETB EX0 SETB EA HERE：SJMP HERE ORG 0500H IOINT：MOV A，#0FFH MOV P1，A MOV A，P1 SWAP A MOV P1，A RETI P1.7 P1.6 P1.5 P1.4 P1.3 P1.2 P1.1 P1.0 INT0 MCS-51 K +5V

定时/计数器电路CTC字 二:蹇时/计数的忑角原理 定时数勤罷中的核心部件为可预置初值计数器。预置初值 后或導藟有藪教碡或瞎鮭逆得到可觫忡号,计数器记 录脉微备加半巍测或效定徽 融形 选计款秒角:计数初嗣,定时采样、定时启动等。当定时 时野濺建稱繇奪操。次中断请求。设内部时钟 选定时功能,计数初值为156 内部时钟脉冲 (定时)几K1K2计数脉冲 溢出信号 何预置初值计数器一几中断 外部输入脉冲 请求 (计数) 功能启动 计数初值 选择控制

7-2 定时/计数器电路CTC 一．定时/计数器的应用 1．计数功能： 生产线上产品计数。每个产品通过得到一个脉冲信号，计数器记 录脉冲个数，当计数值与设定值相等，启动包装机器。 检测转速。电机转动一圈发出一个脉冲，计数器记录一秒时间内 脉冲个数，显示转速。 二．定时/计数器的工作原理 定时/计数器中的核心部件为可预置初值计数器。预置初值 后开始计数，直至计数值归0或产生溢出，可申请中断。 计数器有加 1 计数或减1计数两种形式。 K1 K2 可预置初值计数器 中断 请求 功能 选择 启动 控制 内部时钟脉冲 （定时） 外部输入脉冲 （计数） 计数脉冲 溢出信号 计数初值 例：设CTC中为8位加1计数器。按要求选择功能和初值。 1.要求检测到100个脉冲，发中断请求，通知CPU。 选计数功能，计数初值为156 。 2.要求定时每隔100s时间，发一次中断请求。设内部时钟 周期1s 选定时功能，计数初值为156 。 2．定时功能：用于实时控制，定时采样、定时启动等。当定时 时间与设定值相等，执行规定操作

7-2-1MCS-51定时/计数器 2个定独罨控制的据在蹙商器/计数器:T0、T1 矩时器婚馨森痤寄在器(8H) 影级时计数 GATELCAT上MM0 2.位数选择的8/13/16位) T 3启选择质内部启动/外部启动) 4启翅輕制能启动巍内槨机器周期脉冲; 5!恢使物式计鹨动耿懒负脉冲。 2)方式选择位M1、M0:4种工作方式:13/16/8位 3)门控方式选择位GATE: MIM0方式斗功能描述 =0,非门控方式(内部启动): 0 13位 16位 TRx=1,启动定时器工作;10 8位自动重装 TRx=0,停止定时器工作。11 10为两个8位 1,门控方式(外部启动):TRx=1且引脚Nx才启动。 9确定定时器工作方式指令: MOV TMOD,#方式字 例:设T0用方式2非门控定时,T用方式1门控计数。 MOV TMOD, #

7-2-1 MCS-51定时/计数器 2个可独立控制的16位定时器/计数器：T0、T1 定时器初始化编程： 1.功能选择（定时/计数） 2.位数选择（8/13/16位） 3.启动方式选择（内部启动/外部启动） 4.启动控制（启动/停止） 5.恢复初值方式（自动重装/软件重装） 一.定时器控制、状态寄存器 1.TMOD定时器方式寄存器（89H） 1）功能选择位C/T： =0，定时功能，计数内部机器周期脉冲； =1，计数功能，计数引脚T0(T1)输入的负脉冲。 2）方式选择位M1、M0：4种工作方式：13/16/8位 3）门控方式选择位GATE ： =0，非门控方式(内部启动)： TRx=1，启动定时器工作； TRx=0，停止定时器工作。 =1，门控方式(外部启动)：TRx=1且引脚INTx=1才启动。 确定定时器工作方式指令：MOV TMOD，#方式字 例：设T0用方式2非门控定时，T1用方式1门控计数。 MOV TMOD，# GATE C/T M1 M0 GATE C/T M1 M0 T1 T0 M1 M0 方式 功能描述 0 0 0 13 位 0 1 1 16 位 1 0 2 8 位自动重装 1 1 3 T0 为两个 8 位

2.TCON定时器控制/状态寄存器 1)启动控制位R0·R多 0,停止定时器工作 =1,启动定时器工作 例:启动T0: SETB TRO 2)溢出中断标志位m分 定时器溢出使TFx=1,引起中断请求,CPU响应Tx中断后 自动清0TFx 可用软件检测TFx,必须软件清0。 WAIT: JBC TFO, NEXT 检测T0是否溢出 2 SJMP WAIT:未溢出,继续检测 NEXT ;溢出,m清0,处理溢出 3.可预置初值的16位加1计数器TH0、TL0、 THl TLI 预置T0初值指令 MOV THO, #XH MOV TLO, #X

2.TCON定时器控制/状态寄存器 1）启动控制位TR0、TR1 =0，停止定时器工作 =1，启动定时器工作 例：启动T0： SETB TR0 2）溢出中断标志位TF0、TF1 定时器溢出使TFx=1，引起中断请求，CPU响应Tx中断后， 自动清0 TFx。 3．可预置初值的16位加1计数器TH0、TL0、 TH1、TL1 预置T0初值指令： MOV TH0，#XH MOV TL0，#XL 可用软件检测TFx，必须软件清0。 WAIT：JBC TF0，NEXT；检测T0是否溢出 SJMP WAIT ；未溢出，继续检测 NEXT： … ；溢出，TF0清0，处理溢出

定时器工作方式 由方式选择位M1、M0设定 12方式0③ 16位定时/计数器。THx8T8低加茄鸯器 计数外部脉冲个数:1~85862) 定时时间(=1s):1s8~86596×T65.54ms 振荡器 ÷12 DI2 D5D4 DI CT=0 加1 THx TLx CT=1 脉冲8位)65位)出 中断请求 T引脚 启控 动制 ETx 断允许 GATEI 1 ≥1

二. 定时器工作方式 由方式选择位M1、M0设定 1.方式0 13位定时/计数器。 THx 8位和TLx低5位组成13位加1计数器 计数外部脉冲个数：1～8192(213) 定时时间(T=1s)：1s ～8.19ms 2.方式1 16位定时/计数器。 THx8位和TLx8位组成16位加1计数器 计数外部脉冲个数：1～65536(216) 定时时间(T=1s)：1s ～ 65536×T= 65.54ms