MCS接口技术----定时/计数，中断

一.中断系统相关寄存器

1.51单片机中断系统的总体结构：

2.中断源的中断级别（由高到低）：

3.与中断有关的四个寄存器：

（1）TCON---定时控制寄存器

（2）IE---中断允许控制寄存器

（3）IP---中断优先级控制寄存器

（4）SCON---串行口控制寄存器

二.定时/计数相关寄存器

1.TMOD---控制寄存器

2.TCON----定时器控制寄存器（支持位寻址）

三.并行接口

四.串行接口

1.串行通信的分类

3.串行通信标准

（1）RS-232C接口

（2）RS-232与RS-423接口，RS-422和RS-485接口对比

4.MCS-51串口控制

（1）数据缓冲器

（2）电源控制寄存器PCON

（3）SCON串行口控制寄存器

一.中断系统相关寄存器

1.51单片机中断系统的总体结构：

2.中断源的中断级别（由高到低）：

INT0---外部中断0，中断入口地址：0003H，P3.2提供，有电平和脉冲两种方式

T0---定时器/计数器0中断，中断入口地址：000BH，由T0定时溢出提供

INT1---外部中断1，中断入口地址:0013H，P3.3提供，有电平和脉冲两种方式

T1---定时器/计数器1中断，中断入口地址:001BH，由T1定时溢出提供

TX/RX---串行口中断，中断入口地址:0023H，由串行口提供，串行通信接收和发送都可产生中断

3.与中断有关的四个寄存器：

（1）TCON---定时控制寄存器

TCON寄存器是一个8位的特殊功能寄存器，用于控制定时器/计数器和外部中断。

TCON即以下这部分：

TCON的结构（8FH-88H）：

TF1 ：TF1=1表示T1有中断产生。（Timer Flag，定时器标志位

TR1 ：TR1=1表示T1开始运行。（单片机中T0引脚，需要高低电平的驱动）

TF0 ：TF0=1表示T0有中断产生。

TR0 ：TR0=1表示T0开始运行。（单片机中T1引脚，需要高低电平的驱动）

IE1 ：IE1=1表示INT1有中断产生。

IT1 ：IT1=1表示INT1为下降沿触发，IT1=0表示INT1为低电平触发。

IE0 ：IE0=1表示INT0有中断产生。

IT0 ：IT0=1表示INT0为下降沿（负跳变）触发，IT0=0表示INT0为低电平触发。

针对外部中断（IE/IT）：

IE0/IE1：外部中断请求标志位

当INT0(INT1)引脚出现有效的请求信号，此位由单片机自动置1，

CPU开始响应，处理中断，而当入中断程序后由单片机自动置0.

IT0/IT1:外部中断触发方式控制位 //选择有效信号

IT0/IT1=1:脉冲触发方式,下降沿有效。

IT0/IT1=0:电平触发方式,低电平有效。

（2）IE---中断允许控制寄存器

IE寄存器是一个用于控制各种中断的使能和禁止的特殊功能寄存器，包含了一系列位，每个位对应一个特定的中断源，通过设置这些位，可以控制相应中断的触发。

注：支持位寻址

IE寄存器即这一部分：

IE寄存器的结构（AFH-A8H）：

EA ：整体中断允许位；EA=1允许中断。

ES ：串行中断允许位；ES=1允许中断。

ET1 ：T1中断允许位；ET1=1允许中断。

EX1 ：INT1中断允许位；EX1=1允许中断。

ET0 ：T0中断允许位；ET0=1允许中断。

EX0 ：INT0中断允许位；EX0=1允许中断。

注：D6,D5为无关位

（3）IP---中断优先级控制寄存器

IP寄存器用于控制中断的优先级，支持位寻址，而在默认情况下，中断优先级由高到低为：X0 > T0 > X1 > T1 > S

X0表示外部中断源0的优先级位，T0表示定时器0中断的优先级位，X1表示外部中断源1的优先级位，T1表示定时器1中断的优先级位，而S则表示串行通信中断的优先级位

即中断系统的这一部分：

IP寄存器的结构（B8H-BFH）：

PS——串行口中断优先级控制位。

PS=1，串行口中断定义为高优先级中断。

PS=0，串行口中断定义为低优先级中断。

PT1——定时器/计数器1中断优先级控制位。

PT1=1，定时器/计数器1中断定义为高优先级中断。

PT1=0，定时器/计数器1中断定义为低优先级中断。

PX1——外部中断1中断优先级控制位。

PX1=1，外部中断1定义为高优先级中断。

PX1=0，外部中断1定义为低优先级中断。

PT0——定时器/计数器0中断优先级控制位。

PT0=1，定时器/计数器0中断定义为高优先级中断。

PT0=0，定时器/计数器0中断定义为低优先级中断。

PX0——外部中断0中断优先级控制位。

PX0=1，外部中断0定义为高优先级中断。

PX0=0，外部中断0定义为低优先级中断。

注：D7,D6,D5为无关位。

（4）SCON---串行口控制寄存器

SCON寄存器的结构（98H~9FH）：

1.SM0、SM1：串行口工作方式控制位

2.SM2：多机通信控制位

多机通信工作于方式2和方式3，故SM2位主要用于方式2和方式3。

①在接收状态，当串行口工作于方式2或3，以及SM2=1时，只有当接收到第9位数据（RB8）为1时，才把接收到的前8位数据送入sbuf，且置位RI发出中断申请，否则会将接受到的数据放弃。

②当SM2=0时，就不管第9位数据是0还是1，都得将数据送入sbuf，并发出中断申请。即此时RI是否置位由SM2和RB8共同决定。

工作于方式0时，SM2必须为0。

3.REN：允许接收位

REN用于控制数据接收的允许和禁止，REN=1时，允许接收，REN=0时，禁止接收。

4.TB8：发送接收数据位8

在方式2和方式3中，TB8是要发送的——即第9位数据位。在多机通信中同样也要传输这一位，并且它代表传输的地址还是数据，TB8=0为数据，TB8=1时为地址。

5.RB8：接收数据位8

在方式2和方式3中，RB8存放接收到的第9位数据，用以识别接收到的数据特征。

6.TI：发送中断标志位

可寻址标志位。方式0时，发送完第8位数据后，由硬件置位，其它方式下，在发送或停止位之前由硬件置位，因此，TI=1表示帧发送结束，TI可由软件置0。

7.RI：接收中断标志位

可寻址标志位。接收完第8位数据后，该位由硬件置位，在其他工作方式下，该位由硬件置位，RI=1表示帧接收完成。

注：在串口中断处理时，TI、RI都需要软件置0，硬件置位后不可能自动清0，此外，在进行缓冲区操作时，需要ES=0，以防止中断出现。

二.定时/计数相关寄存器

定时/计数器的逻辑结构:

1.TMOD---控制寄存器

TMOD是一个逐位定义的8位寄存器，但只能使用字节寻址，其字节地址为89H。

D0~D3为T0定时/计数器的设置，D4~D7为T1定时/计数器的设置。

GATE：为门控位：

GATE=0时，只要在编写程序时，使TCON中的TRO或TR1为1，就可以启动定时器/计数器工作。

GATE=1时，不仅要在编写程序时，使TCON中的TRO或TR1为1，且需要外部引脚也为高电平，才能工作。

C/T ：定时/计数模式切换，C/T=0时为定时模式，C/T=1时为计数模式。

M1，M0：用来选择定时计/计数器的工作方式，一般使用都是采用16位的计时计数器。

想要详细了解工作方式：http://t.csdnimg.cn/904wt

2.TCON----定时器控制寄存器（支持位寻址）

TR1：1启动T1，0停止T1

TR0：1启动T0，0停止T0

其余6位：与中断有关

三.并行接口

MCS-51单片机有4个8位并行接口，如果想深入学习可以看：

http://t.csdnimg.cn/seBQm

四.串行接口

1.串行通信的分类

（1）同步通信

（2）异步通信

2.串行通信的制式

3.串行通信标准

（1）RS-232C接口

PC常用的RS-232C接口信号定义（9针）

PC常用的RS-232C接口信号定义（25针）

（2）RS-232与RS-423接口，RS-422和RS-485接口对比

4.MCS-51串口控制

MCS-51串口结构

MCS-51提供一个全双工串口，可以转换为标准的RS-232串口。

（1）数据缓冲器

发送SBUF和接收SBUF共用一个地址99H。

•发送SBUF存放待发送的8位数据，写入SBUF将同时启动发送。

          发送指令：       MOV      SBUF，A

•接收SBUF存放已接收成功的8位数据，供CPU读取。

          读取串行口接收数据指令：MOV A，SBUF

（2）电源控制寄存器PCON

电源管理寄存器在特殊功能寄存器中，字节地址为 87H，不能位寻址，PCON用来管理单片机的电源部分,包括上电复位检测、掉电模式、空闲模式等。单片机复位时 PCON 全部被清0。

（3）SCON串行口控制寄存器

在中断控制节已经介绍：

D7、D6：SM0、SM1，工作方式，有四种。

D5：SM2，1多机通信，0双机

D4：REN，1允许接收

D3：TB8，发送的第9位数据

D2：RB8，接收的第9位数据

D1：TI，发送中断标志

D0：RI，接收中断标志

具体介绍四种工作方式：

方式0（ SM0 SM1 :0 0）：

串行口的工作方式0为移位寄存器I/O方式，可外接移位寄存器，一扩展I/O口，也可外接同步I/O设备。

发送操作：当执行一条“MOV SBUF,A”指令时，启动发送操作，由TXD输出移位脉冲，由RXD串行SBUF中的数据。发送完8位数据后自动置TI=1.请求中断。要继续发送时，TI必须有指令清零。

接收操作：REN是串行口接收允许控制位。REN=0时禁止接收；REN=1时允许接收。当软件将REN置“1”时，即开始从RXD端口以fosc/12波特率输入数据，当接收到8位数据时，将中断标志RI置“1”。再次接收数据之前，必须用软件将RI清0。

方式1（ SM0 SM1 :0 1）：

串行口为10位通用异步接口。发送或接收一帧数据信息为10位，包括1位起始位“0”、8位数据位、1位停止位“1”。

发送数据：数据从TXD端口输出，当数据写入发送缓冲器SBUF时，就启动发送器发送。发送完一帧数据后，置中断标志TI=1，申请中断，通知CPU可以发送下一个数据了。

接收数据：首先使REN=1（允许接收数据），串行口从RXD接收数据，当采样到1至0跳变时，确认是起始位“0”，就开始接收一帧数据，当接收完一帧数据时，置中断标志RI=1，申请中断，通知CPU从SBUF取走接收到的数据。

方式2 （ SM0 SM1 :1 0）：

串行口为11位异步通信接口。发送或接收一帧信息包括1位起始位“0”、8位数据位、1位可编程位、1位停止位“1”。

发送数据：发送前，先根据通信协议由软件设置TB8为“奇偶校验位”或“数据标识位”，然后将要发送的数据写入SBUF，即能启动发送器。发送过程是由执行任何一条以SBUF为目的寄存器的指令而启动的，把8位数据装入SBUF，同时还把TB8装到发送移位寄存器的第9位上，然后从TXD（P3.1）端口输出一帧数据。

接收数据：先置REN=1，使串行口为允许接收状态，同时还要将RI清“0”。然后再根据SM2的状态和所接收到的RB8的状态决定此串行口在信息到来后是否置RI=1，并申请中断，通知CPU接收数据。当SM2=0时，不管RB8为“0”还是为“1”，都置RI=1，此串行口将接收发送来的信息。当SM2=1时，且RB8=1，表示在多机通信情况下，接收的信息为“地址帧”, 此时置RI=1,串行口将接收发来的地址。当SM2=1时，且RB8=0，表示在多机通信情况下，接收的信息为“数据帧”, 但不是发给本从机的，此时RI不置为“1”，因而SBUF中接收的数据帧将丢失。