[工学]单片机基础教程第五章.ppt

本章要点: 80C51的并行接口 80C51的串行接口 5.1 MCS-51系列单片机的并行接口 P0包括1个输出锁存器，2个三态缓冲器，1个输出驱动电路和1个输出控制电路。输出驱动电路由一对FET(场效应管)组成，其工作状态受输出控制电路的控制。控制电路包括：1个与门、一个反相器和1路模拟转换开关(MUX)。 1.地址／数据总线的接口 P0口的工作方式由片内控制信号进行转换。当控制信号为“l”时， P0口为地址／数据总线工作状态，如图5-1所示。若此时地址／数据信号为“1”，则场效应管TO导通，Tl截止，把引脚拉高输出高电平；反之，则T0截止，Tl导通，输出为低电平。 在访问外存储器时，P0口作为双向三态地址／数据总线，它分时输出低8位地址和传送数据信息，低8位地址来源于RO、R1、PCL、DPL等寄存器。由于P0口是地址数据复用口，其输出的低8位地址要片外锁存，常用的办法是低8位地址与ALE信号配合予以实现。 2.通用I／0接口 在不访问片外存储器时，CPU使控制信号为“0”，将多路开关MUX接到P0口锁存器的Q端。此时P0口作为I／O端口进行工作。 P0口作为I／O端口，可按位设置它们为输入或输出位。若置某些位为输出位，由于控制信号使场效应管TO截止，因而它们的输出是漏极开路式的。如果想使某些位为输入位，则应先向这些位写入“1”，向锁存器写“1”，它使场效应管Tl截止，这样该位处于悬浮状态，可以作为高阻输入。 5.1.2 Pl口 Pl口每位的原理图如图所示，该口与PO口不同，它只有一种通用I／O接口工作方式，并且内部接有上拉电阻，而不是场效应管。 5.1.3 P2口 P2口与P0口类似，也有两种工作方式：地址／数据分时复用总线和通用I／O接口。但它与PO口也有不同的地方，其输出端上接的不是场效应管，而是接了一个上拉电阻，因此，P2口也为准双向口，其原理图如图所示。 5.1.4 P3口 P3口除了用作一般I／O接口外，它还具有第二功能，其电路如图5-4所示 5.1.4 P3口 P3口的第二功能 5.1.5 80C51 P0～P3口的使用特点 P0口:一种功能通用I/O口和地址／数据分时复用总线。 P1口:只有一种功能通用I/O口。 P2口:通用I/O口和地址总线高八位。 P3口:一种功能通用I/O口和第二功能状态。 5.1.6 80C51单片机的并口应用实例 例1：51单片机控制LED灯的电路，当KEY键按一下时LED亮，再按一下时LED灭，依次类推。（连接如下图所示） 5.2 80C51的串行通信接口 80C51单片机内有一个全双工串行I/O接口，用此串行接口可以连接移位寄存器、串行打印机、CRT终端等，也可用此接口组成多机系统或简单的计算机网络。 为了便于理解80C51串行接口的用法，本节先介绍一下串口通讯的一般知识，然后再讨论80C51单片机的串行接口。 5.2.1 串行通信的概念 5.2.2 80C51单片机串行接口的结构 5.2.3 80C51单片机串行接口的工作方式 1．方式0 方式0为移位寄存器方式，通过外接CM0S或TTL移位寄存器实现串行、并行转换。该工作方式用于扩展I／0接口。 在这种方式下，传送的数据为8位，数据只能从RxD端输入输出。TxD端用于输出移位同步时钟信号，其波特率固定为振荡频率的1／12，即每个机器周期传送一位数据。方式0可以认为是同步工作方式。 2．方式l 方式l为波特率可变的8位异步通讯方式，可与标准的UART设备相接。这种方式传送一帧信息为l0位，其中一位为起始位，8位数据位(先低位后高位)，一位停止位。至于波特率的选择，下面将会详细的介绍。 5.2.4多机通信 1.多机通信原理 单片机的多机通信是指由两台以上单片机组成的网络结构，各单片机之间通过串行通信方式共同实现对某一过程的最终控制。80C51单片机串行口的方式2和3具有多机通信功能，主要表现在SCON寄存器中的SM2位上，其工作原理如图所示。 2. 多机通信系统设计 （1）MCS-51多机通信系统硬件 以典型的主从式多机系统（1个主机多个从机）为例，阐述多机通信的程序设计。通信接口采用标准的RS-485通信接口。每个从机在网络中的具有唯一的站号。系统结构如图所示。 （2）系统软件设计 设多机通信系统主从机晶振为6MHz，波特率为2400，均以方式3进行多机串行通信。每次通信时主机先发送对应的从机地址，然后发一个字节数据。 主机软件设计： ①初始化程序 INIT： MOV TMOD，#20H MOV TH1，#0F9H　 ；设置波特率为2400 MOV TL1，#0F9H MOV SCO