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嵌入式系统设计摘自其他学校单片机讲义实验准备（MCS-51单片机介绍）1.1MCS-51系列芯片举例型号片内ROM片内RAMI/O口线封装8031无128B+SFR8×4DIP40脚8051掩膜4KB128B+SFR8×4DIP40脚8751EPR

OM4KB128B+SFR8×4DIP40脚AT89C2051FLASH2KB128B+SFR15DIP20脚SOIC20脚AT89C51FLASH4KB128B+SFR8×4DIP40脚PLCC44脚AT89C52FL

ASH8KB256B+SFR8×4DIP40脚PLCC44脚P89C51RD2FLASH64KBEEPROM2KB1024B+SFR8×6DIP40脚PLCC68脚本次实验用MCS-51单片机P89LV51RD2的主要性能和特点•增强形I

NTEL8052CPU内核•内部程序存储器ROM：64KB（FLASH）•内部数据存储器RAM：1KBRAM•寄存器区：有4个寄存器区，每个区有R0-R7八个工作寄存器•8位并行输入输出端口：P0、P1、P2、P3•定时/计数器：2个16位的定时

/计数器•串型口：全双工的端口（RXD：接收端，TXD发送端）•硬件SPI：支持程序下载•中断系统：设有5个中断源•堆栈：设在内RAM单元中，通过堆栈指针SP确定堆栈位置•指令系统：111条指令。按功能分为数据传送、算术运算、逻辑运算、控制转移和布尔操作5大类。1.2MCS

-51单片机内部方框图时钟电路4KROM程序存储器256BRAM数据存储器2X16位定时/计数器CPU处理器64KB总线扩展控制器可编程I/O端口P0-3可编程串行口1.3：MCS-51单片机的引脚定义MCS-51单片机有两种封

装形式：a.40脚的双列直插DIP封装；b.44脚的PLCC。1，主电源引脚:Vcc(+5V---40脚)和Vss(GND20脚);2，外接晶体引脚：XTAL1（19脚）、XTAL2（18脚），只要在这两脚之间接入一个晶体震荡器，单片机就可以

以此晶体的频率开始工作。常用的晶体频率有0-24M，频率越高，单片机的工作速度就越快，但单片机的功耗就要增加。3，控制或与电源复用引脚：RST/Vpd、ALE/PROG、/PSEN和VddRST/Vp

d（9脚）：在系统上电震荡器开始工作时，在内部加在此引脚上有一个两个时钟周期的高电平使单片机复位。但为了使系统复位可靠，建议外加一个上电复位电路，延长复位的时间。当单片机掉点时，此引脚可以接入备用电源向单片机内部的R

AM供电，以防止RAM中的数据丢失。引脚图在复位状态下：所有SFR的内容全变为“0‖，端口输出“1‖。RAM内容不变。MCS-51RSTVccMCS-51RSTVcc1K10ΩtVT延长上电复位时间的电路和RST端上电电压曲线具有手动复位功

能的复位电路RCALE/PROG（30脚）：以一个不变的频率（系统时钟fosc/6)周期性输出正脉。当单片机使用外部存储器时，此信号可作为低八位地址的锁存信。对于EPROM型的单片机,此脚还是用于写程序时，输入编程脉冲。/PSEN（29脚

）：外部程序程序存储器的选通信号。当单片机使用外部程序存储器时，此脚在一个机器周期内产生两次负脉冲。注意，访问外部数据存储器时，此信号无效。/EA/Vdd（31脚）：外部程序存储器的选择端控制端：当此脚加入“1‖电平是，单片机

使用内部的程序存储器；当EA加入低电平时，系统只使用外部的程序存储器。但要特别注意：如果EA=1既使用单片机内部的程序存储器时，如果程序计数器PC的值超过0FFFH时，单片机将自动转向外部程序存储器1000H开始的单元。对于EPROM型的单片机，此脚还是用于写程序时，加入21伏的编程电

压。引脚图4，并行输入输出端口引脚（P0-P3）P0.0-P0.7P0端口线(39-32脚)：输出能力最强的端口，可以带动8个TTL负载。驱动一个MOS负载时，应接一个10K左右的上拉电阻。如果系统使用外接存储器时，该口还作为地址（低八位）总线和数据总线，注意在

这种情况下，P0口就不能通用的I/O端口。P1.0-P1.7P1端口线(1–8脚)：负载能力为4个TTL负载。P2.0–P2.7P2端口线(21–28脚)：通用I/O端口。除了做通用I/O端口外，当系统使用外接存储器时，该口还作为地址（高八位）总线，在这种情况下，P0口就不能通用的I/O端口

。负载能力为4个TTL。引脚图P3.0–P3.7P3端口线（10–17脚）：P3口除了做通用的I/O端口外，同时它还有第二功能），负载能力为4个TTL。口线定义说明口线定义说明P3.0RXD串行数据输入口P3.4T0计数

器０外部输入信号P3.1TXD串行数据输出口P3.5T1计数器１外部输入信号P3.2INT0外部中断０输入口P3.6/WR外部数据存储器写信号P3.3INT1外部中断１输入口P3.7/RD外部数据存储器读信号P3口第

二功能表引脚图MCS-51单片机外型图（DIP封装）MCS-51单片机的逻辑符号图VCCRSTXTAL1P0口XTAL2/EA/PSENALEP1口P3口RXDTXD/INT0/INT1P2口T0T1/WR/RDGND87C51EPROM型AT89C51ATMELFLASH型返回

上一次1.4.0MCS-51单片机的存储器的配置特点(89C51)在MCS-51单片机的内部集成了4K的程序存储器和256B的数据存储器，同时还可以使用片外的程序存储器和数据存储器，其扩展能力都是64K。从物理结构的角度讲，51单

片机的存储系统可以分为四个存储空间：既片内ROM，RAM和片外ROM、RAM。从逻辑上讲（既用户编程的角度讲）51单片机的存储系统又可分为三个存储空间。既片内RAM，片外RAM和片内、外的程序存储器ROM。从物理结构上单片机系统的存储器结构图（四个部分）MCS-51单片机片

内ROM4K片内RAM256B片外RAM64K片外ROM64K返回上一次1.4.1程序存储器(片内与片外)1.程序存储器是用来存放编好的程序、常数和表格的。2.在MCS-51单片机中，当引脚EA=1时，系统使用片内的4KROM来存储程序。EA=0时，系统使用片外的ROM。

3.无论是使用片内还是使用片外的ROM（既EA=1或EA=0），其起始地址都是从0000H单元开始。4.如果EA=1（使用片内的程序存储器时）：程序从0000H开始执行。注意：在这种情况下，如果程序计数器的指针PC值超过0FFFH（4K）时，单片机就要自动

的转向片外的ROM存储器（尽管EA=1），且从片外ROM的1000H单元开始执行程序。但单片机是无法使用片外ROM的0000H-0FFFH这4K单元。本次实验所使用的P89C52RD2单片机，其片内即有64KB程序存储器，已是全部程序存储空间，该型单片机不会使用片外ROM；但可片外R

AM。MCS-51单片机片内、外程序存储器的使用示意图0FFFH0000H0FFFH0000HFFFFH1000HEA=1时，ROM的使用EA=0时ROM的使用片外程序存储器（最大64K）单片机内部程序

存储器（4K）程序存储器六个特殊的单元在程序存储器中，有六个单元是具有特定功能。编程者是不能随便使用的。0000H单元：上电时，程序计数器PC所指向的单元0003H单元：外部中断/INT0的入口地址；000BH单元：定时器T0的溢出中断入口地址；0013H单元

：外部中断/INT1的入口地址；001BH单元：定时器T1的溢出中断入口地址；0023H单元：串行口接收、传送的中断入口地址。1.4.2内部数据存储器RAM数据存储器无论在物理上还是逻辑上都分为两个地址空间，既一个内部和一个外部的数据存储空间。访问内部数据存

储单元时，使用MOV指令；而访问外部数据存储器时，使用MOVX指令。内部数据存储器从功能上又将256B空间分为二个不同的块：1,低128B的RAM块；2,高128B的SFR(SpecialFunctionRegister）块。在低128B的RAM存储单元中又可划分为：工作寄存器区、可位寻址区、

通用存储数据的便签区。高128B的专用寄存器区中仅仅使用了21寄存器（51系列），其它单元未定义不能使用。存储结构图MCS-51片内、片外数据存储器示意图特殊功能寄存器SFR通用数据存储器80H7FH00HFFH片内数据

存储器片外数据存储器256B个字节64KB个字节片外数据存储器64KB0000HFFFFH注意：1,访问片内RAM20H存储单元；MOVA,20H2,访问片外RAM存储单元；MOVR0,#20hMOVXA,@R03,尽管片内

与片外的RAM单元的00H-FFH地址相重叠但由于指令的不同不会发生地址混乱。片内RAM低128B字节功能分配图位寻址区3区2区1区0区便笺区08H07H00H7FH30H2FH20H1FH18H17H10H0FH四个工

作寄存器区每个区中有R0-R7八个工作寄存器位寻址区16个单元20H-2FH，共有128可寻址位个位。位地址：00H-7FH注意：位地址与字节地址的区别通用的RAM区地址：30H-7FH返回上一次片内RAM（20H-2FH）中的位寻址区结构图7F7E7D7C7B7A797

877767574737271706F6E6D6C6B6A696867666564636261605F5E5D5C5B5A595857565554535251504F4E4D4C4B4A494847464544434241403F3E3

D3C3B3A393837262524232221202F2E2D2C2B2A292827262524232221201F1E1D1C1B1A191817161514131211100F0E0D0C0B0A090807060504030201002FH20H字节地

址位寻址区内的地址是位地址。共有00-7FH（共128个位）；要区分字节地址和位地址这两个不同的地址概念：从物理的角度，每一个字节地址内包含了8个位，既：D7，D6，D5，D4，D3，D2，D1，D0在一般情况，我们提

到的RAM地址都是字节地址。从逻辑的角度讲，字节地址和位地址是靠不同类型的指令来区分的。如：MOVA，20h；将RAM的20单元内容送累加器A；MOVC，20h；将RAM位寻址区中20H位送CY中。在这二个例子中，

第一条指令为字节传送指令，所以20H为字节地址；第二个例子中的指令为位操作指令，所以20H为位地址。有关详细内容将在第二章中描述。0区工作寄存器区结构图R7R6R5R4R3R2R1R0RAM地址07H06H

05H04H03H02H01H00H返回上一次特殊功能寄存器SFR特殊功能寄存器SFR（SpecialFunctionRegister）特殊用途寄存器的集合。用来设定单片机内部各个部件的工作方式，存放相关部件的状态，定时器初值寄存器，并行端口的锁存器等等。尽管特殊功能寄存器与RAM在同一个单

元中，但不能作为普通的RAM存储单元来使用。只有在编程中根据需要，进行一些特定功能的设定，或者是从中查寻相关部件的状态时，才能进行读、写操作。如中断方式的设定、定时器工作模式的设定，查询串行口发送或接收是否结束等等。标识符名称地址ACCBPS

WSPDPTRP0P1P2P3IPIETMODTCON累加器B寄存器程序状态字堆栈指针数据指针(包括DPH,DPL)口0口1口2口3中断优先级控制寄存器中断允许控制寄存器定时/计数器方式控制寄存器定时/计数器控制寄存器0E

0H0F0H0D0H81H83H,82H80H90H0A0H0B0H0B8H0A8H89H88H特殊功能寄存器SFR(表一)SFR(表二)标识符名称地址TH0TL0TH1TL1SCONSBUFPCON定时/计数器0初值寄存器高8位定时/计数器0初值寄存

器低8位定时/计数器1初值寄存器高8位定时/计数器1初值寄存器低8位串行口控制寄存器串行口数据缓冲器(接收,发送)电源控制寄存器8CH8AH8DH8BH98H99H97HSFR高128B低128B0FFH80H7FH00H特殊功能寄存器SFR在片内RAM中的位置注:表中

黄色的单元为可按位寻址的字节特殊功能寄存器SFR说明程序计数器PC:用来存放下一条要执行的指令地址,长度为16位,所以寻址范围为0-65535(64K).在物理上是独立于SFR.累加器A:最常用的专用寄存

器,大多数的指令操作数都来自累加器A.所有的算术运算指令的运算结果都存放在A中.B寄存器:乘除法指令使用的寄存器.数据指针DPTR:一个16位的寄存器.由高八位DPH和低八位DPL构成.DPTR主要用来存放片内ROM的地址和片外RAM,ROM的地址.这样单片机可以通过

间址的方式来访问片内ROM或片外的RAM,ROM。例如:片外RAM的2000H单元中有一个数x,试将其送到累加器A中.MOVDPTR,#2000h;DPTR←2000HMOVXA,@DPTR;A←x程序状态字PSW:8位寄存器

.表征程序执行的状态信息。CY(PSW.7)进位标志:在加减法运算中,累加器A的最高位A7有进位,则CY=1,否则CY=0.同理,在减法运算中,如果A7有借位,则CY=1.因此CY往往作为无符号数运算是否有溢出

的标志。AC(PSW.6):辅助进位位:用来判断加减法运算时,低四位是否向高四位进位或借位(既A3的进位或借位).往往用来判断压缩的BCD码的运算处理.F0(PSW.5)用户标志位:完全由用户来定义和使用。RS1,RS0工作寄存器区选择位:确定工作寄存器R0-

R7在哪个区中.单片机在上电或复位后RS1、RS0=00。当需要人为的修改RS1,RS0的值来改变工作寄存器区的位置。CYACF0RS1RS0OV-PRAM分配图OV(PSW.2)溢出标志位:判断符号数加减法运算时是否

有溢出.OV的结果可以用一个算法来表示:OV=CP异或CS其中:CP为A7的进位,CS为A6的进位OV=1表明有溢出。P(PSW.0)奇偶标志位:用来标志累加器A中运算后1的个数。当P=1时,表明A中1的个数为奇数个,反之为偶数个。【举例】：有两个数0FH和F8H，试将两数相加

MOVA，#0FH；将立即数0fh送累加器AADDA，#0F8H；A的内容与立即数0f8h相加，结果送A00001111运算结果：A=07H，CY=1（既CP=1），+11111000CS=1，OV=0（因为CP=1，CS=1）Cy→100000111AC=1，P=1如何根据P

SW来分析运算结果是否正确？是否有溢出？1，若数据为无符号数。既15+248=263=107H既CY=1，A=07H。2，若数据为有符号数。既+15加-8=+7=07H，OV=0表明无溢出。SP堆栈指针：8位寄存器，用来指示堆栈的位置,可由软件修改。在MCS

-51单片机的设计中，片内RAM区为堆栈的可用空间。上电或复位时，SP被初始化为07H，既堆栈底部被确定在RAM的07H单元。堆栈操作过程：进栈:PUSHACC指令（设SP=07H），1，SP+1送SP，此时SP=08H；2，ACC送RAM的08H单元；出栈:POPACC（设SP

=08H）；1，将RAM中08H单元内容送A；2，SP-1送SP，此时SP=07H。07HSP08H07HRAMx累加器A堆栈操作示意图并行端口P0-P3：SFR中的P0-P3实际上就是I/O端口的数据锁存器。与RAM中的任意一个单元一样，P0-P

3都有自己的RAM地址：80H、90H、A0H、B0H。所以，在51单片机中的输入、输出操作实际上就是个普通的RAM单元操作一样：如输出指令MOV80H,A；将累加器中的数据送到P0口输出输入指令MOVA,90H；将P1口的数据输入到累加器A中既MCS-

51的指令系统中没有专用的输入、输出（IN、OUT）指令，而是把P0-P3作为普通的内存单元来使用。上面的第一个例子实际上就是MCS-51的输出指令；同理后者是MCS-51的输入指令。串行数据缓冲器SBUF：它是专门用来存放发送或接收的数据，实际上它是两个独立的寄存器。尽管在S

FR中的RAM地址只是99H,但根据指令“发送”或“接收”两种不同的操作,硬件会自动的区分,将数据送如对应的缓冲单元。定时/计数器T0、T1：无论是定时还是计数，对于MCS-51单片机的定时/计数器来说，都是一个“计数器”在计数。这个“计数器”是由两个8位寄存器（高位和低位）构成的16位计数器，

分别是TH0、TL0（T0）；TH1、TL1（T1）。TH和TL中的数据直接与“定时操作”或“计数操作”有关，因此在使用定时/计数器之前，要对它进行初始化，其中就要对TH、TL赋初值。如：MOV8CH,#01HMOV8AH,#20H大家

试分析上面两条指令的作用。有关SFR中其它寄存器的说明将相关的章节中作介绍。TH0TL01.4.3外部数据存储器在片内RAM不能满足需要时，就要外接RAM。P0、P1作为外部RAM的地址和数据总线。MCS-

51对外部数据存储器的扩展能力为64KB。除了硬件电路外，系统主要是靠专门的指令来访问外部数据存储器。如：MOVR0，#20H；将外部RAM单元地址20H送R0寄存器MOVXA，@R0；从外部RAM20H单元取数据到累加器A这里使用了R0做间址寄存器,所以寻址范围为256KB。同理:MO

VDPTR,#2000H；将外部RAM单元的地址的2000送DPTRMOVXA，@DPTR；从外部RAM2000H单元中取数据到A这里使用了16位的寄存器DPTR，所以寻址范围为64KB。1.6.1P0口:特点:―通用数据I/O端口”和“地址、数据复用总线”端口

.1，在作为通用数据I/O端口时,具有较强的驱动能力(8个TTL负载),与MOS负载连接时,需要外接一个上拉电阻。2，作为“地址、数据复用总线”使用时,P0口首先输出外部存储器的低八位地址,然后再变为数据总线进行数据的输

入或输出.此时，P0口不能再作为通用I/O口。P0口的位结构图DQ锁存器CL/QP0.x引脚Vcc地址/数据1/0控制(=0时)读锁存器读引脚内部总线写锁存器MUX(控制=0时)硬件组成：1，一个输出锁存器（D型触

发器）；2，二个三态门（控制读引脚或读锁存器）；3，与门和MUX等元件组成的输出控制电路；4，一对场效应晶体管FET构成的输出电路.Vcc返回前一次1，P0口的I/O操作；2，P0口的总线方式1，P0口的I/O操作（通用

I/O端口）在P0口作为通用I/O端口时,控制电路中的“控制”为“0‖电平,多路开关MUX接入下方的锁存器的/Q端。由于与门的一个输入端为“0‖,所以它使上端的FET截止.这就是P0口在做I/O口时输出为“漏极开路”的结构原因.输出

操作:在执行以口为目标的指令时,数据送到锁存器的“D‖端,经“/Q‖端送场效管应输出极.如:送“1‖时,/Q=―0‖,使下端的FET截止.这样出现输出极的两个FET全部截止.在这种情况下必须在端口线上外加上拉电阻.这样在上拉电阻的作用下,使端口为

高电平.同理,若总线向口送“0‖时,锁存器的/Q=1,使下端的FET导通(上面的FET仍然截止),这样端口呈现“0‖电平.返回结构图输入操作（读引脚，读锁存，输入前写一）a,读引脚:读外部送到端口引脚的电平,即通常所说的输入操作（如：MOVA,P0）.此时,单片机控制“读引脚”的三态门,使引脚

处的外部电平经三态门送入内部总线.b,读锁存器:将进行读锁存器并进行处理，最后再写回锁存器的操作称之为：“读—修改—写”操作。在这种情况下,读入的数据不是来自引脚，而是端口内部的锁存器的内容。当前面完成一次端口的输出后，要再将前面输入的状态取回来，进行再处理，然后重新输出，

在MCS-51的指令系统中这种“读—修改—写”的操作有:ORL、XRL、JBC、CPL、INC、DEC、DJNZ、MOVPx,y、CLRPx,y和SETPx,y。如：ORLP0,A;P0∨A→P0返回结构图P0.Xc，输入时

应先写“1‖：在端口电路中,可以发现一个问题:端口在输入（读引脚）时,原来锁存器的状态可能要影响引脚电平的输入.例如:原来锁存器的状态为“0‖态,既输出极的下端FET是饱和状态,这样如果外电路向引脚输

入高电平时,电路将不能正确读入.解决的方法就是让下端的FET截止,既事先向端口写一个“1‖.请注意下面的一段程序：MOVA，#0FFH；0FFH送累加器AMOVP0，A；向P0口“写1‖MOVA,P0；从P0口输入数据到A你能正确的分析出指令的操作吗

？返回结构图2,P0口的总线方式（系统使用外存储器时）控制电路的“控制”=1,此时与门打开,MUX接向“地址/数据”信号.在这种情况下,输出极的两个FET都处于正常的工作状态。访问外部存储器的指令mov

x、movc，就是使用P0口来输出外部存储器的低八位地址和输入、输出存储器的数据。在进行单片机的硬件系统的设计中，如果使用了外部存储器（或使用movx指令来访问外部接口电路）时，P0口成为整个系统的地址/数据复用总线。换句话，P0口不能再作

为通用的I/O端口的形式直接与外部连接。返回结构图1,做通用数据I/O端口时,输出级上端的FET处于截止状态,所以与MOS器件连接时,必须接“上拉电阻”,否则不能正确的输出高电平;2,在输入操作前,为了保证输入正确，必须先向端口“写1‖;3,―读引脚”与“读锁存器”是不同的两个数据通道

。凡是“读—修改—写”的操作,CPU读的都是端口锁存器中的数据。4,为了提高电路的可靠性,端口引脚不要直接与三极管一类的器件直接连接,应加隔离电路或与三极管之间加一个电阻.5,在总线方式时,P0口不能再做通用的I/O端口。它分时输出地址、数据总线的信息（此时引脚不用外接上拉电

阻）。返回结构图P0口特点小结:特点：单纯的通用I/O端口,负载能力为3个TTL输入。与P0口的区别在于内部具有上拉电阻，所以输出时不用外接上拉电阻。1.6.2P1口的位结构图DQ锁存器CL/QP1.x

引脚Vcc读锁存器读引脚内部总线写锁存器内部上拉电阻返回前一次1.6.3P2口特点：“通用数据I/O端口”和“高八位地址总线”端口DQ锁存器CL/QP2.x引脚Vcc地址/数据1/0控制读锁存器读引脚内部总线写锁存器MUX(地址/数据=0)内部上拉电阻返回上一次与P0口一样，P2口在系统使用外部存

储器时，做高八位的地址总线。应当注意的是：仅使用外部数据存储器时，P2口分两种情况：1，仅仅使用256B的外部RAM时，既使用movxa,@r0指令访问外部RAM，此时用8位的寄存器R0或R1作间址寄存器，这时P2口无用，所以在这种情况下，P2口仍然可以做

通用I/O端口。2，如果访问外部ROM或使用大于256BRAM时，P2口必须作为外存储器的高八位地址总线。如：movxa，@dptr；访问外部数据存储器movca，@a+dptr；访问外部程序存储器这里使用

了16位的寄存器DPTR上一页1.6.4P3口特点：通用I/O端口、多用途端口在多用途情况下，P3口分别作为串行口、外中断输入、外部计数输入和系统扩展时使用的WR和RD信号的端口。在这种情况下，锁存器Q端为“1‖电平以保证与门是打开的。在通用I/O模式下，“替代输出功能”端为“1‖

电平，以保证与门打开。DQ锁存器CL/QP3.x引脚替代输出功能读锁存器读引脚内部总线写锁存器MUX(地址/数据=0)Vcc1.6.5并行端口在使用时应注意的几个问题―拉电流”还是“灌电流”----与大

电流负载的连接(我们以美国ATMEL公司生产的AT8951为例)1,使用灌电流的方式与电流较大的负载直接连接时,端口可以吸收约20mA的电流而保证端口电平不高于0.45V（见右上图）。2,采用拉电流方式连接负载时，AT89C51所能提供“拉电流”仅仅为80μA，否则输出的高电平会急剧下降.如果我

们采用右下图的方式，向端口输出一个高电平去点亮LED，会发现，端口输出的电平不是“1‖而是“0‖！当然，不是所有的单片机都是这样，PIC单片机就可以提供30mA的拉电流和灌电流。单对于大多数IC电路，最好

还是使用“灌电流”去推动负载。Px.yVddPx.yVddVdd灌电流方式输出”0‖点亮LED拉电流方式输出高电平点亮LED单片机与继电器等大电流负载的接口我们知道:AT89C51的端口可以吸收约20mA的电流.对于继电器等大于2

0mA的负载,单片机可以采用右图的接法,用一个三极管来承担负载所需的大电流.若于负载电流易造成干扰单片机的环境,应采用右下图”光电隔离”的方式.其中:A、B两处没有任何电的联系.Px.yJVccVdd负载VccPx.yAB1.7MC

S-51单片机的定时/计数器定时/计数器工作方式与原理:1.7.1定时/计数器的四种工作模式1.7.2MCS-51定时/计数器的控制和状态寄存器1,模式0:既13位计数器模式2,模式一:既16位计数器模式3,模式二:自动重装初值模式1,模式控制寄存器TMOD(SFR的地址:89H)

2,控制寄存器TCON(SFR地址:88H)4,模式三：组合扩展模式定时/计数器工作方式与原理:定时/计数器是一种应用非常广泛的逻辑电路，它可以完成两种不同的方式工作----―定时”、“计数”。定时/计数器工作方式与原理:

1,定时:产生一个标准的时间间隔;如20mS,100mS或1000mS等.单片机使用这种方式可以产生一个符合某一要求的脉冲方波(如下图)。2,计数:对外部的事件(脉冲)进行统计.很明显外部事件的发生是随机的,单片机不可能预

知外部事件何时发生,但可以进行统计,当达到所要求的数值时,单片机进行相应的操作。20mS40mS3，定时/计数器的工作原理：用一个简单的框图构造它的模型：N位计数器构成了电路的核心。定时,计数两种方式的区别在于计数器的脉冲来源.初值寄存

器是用来设定“定时/计数的具体参数”（1）：何时控制启动计数？（2）：如何控制定时还是计数？（3）：如何控制定时/计数的长短？N位+1计数器TFN位初值寄存器系统内部时钟fosc启动控制TR外部脉冲定时/计数控制C

/T计数器溢出中断信号返回计数脉冲CP1.7.1定时/计数器的四种工作模式1,模式0:13位计数器模式。当计数器计满为全”1‖时,再来一个计数脉冲时,就产生一个“溢出中断信号”TF1=1.TH1TL1

震荡器1/12(8位)(低5位)TF1中断启动控制T1引脚TR1GATEINT1高三位弃用C/T=0C/T=113位加1计数器GATE=0时,TR1=1开始定时/计数;GATE=1时(门控方式),TR=1且INT1=1时,开始工作.此种方式主要用于测

量加在INT1脚上一个正脉冲的脉宽.TL1TH1震荡器1/12(8位)(8位)TF1中断启动控制T1引脚TR1GATEINT1C/T=0C/T=12,模式1:既16位计数器模式(以T1为例).16位加1计数器返回上一次由TL1做计数器,TH1做初值寄存器.工作前TL1,TH1

分别预置相同的初值.计数器TL1工作时,每当溢出产生中断的同时,将TH1中的初值自动重装.此模式主要用于做串行口波特率发生器使用.TL1(8位)TH1(8位)震荡器1/12TF1中断控制T1引脚TR1GATEINT1

C/T=1C/T=03,模式2:自动重装初值模式8位加1计数器8位初值寄存器在这种模式中,单片机将T0和T1重新进行“拆分、组合”.将T0变为由TH0,TL0组成的两个独立的8位定时/计数器.TL0震荡器1/12TF0中断控制T0引脚TR0GATEINT0C

/T=0C/T=1TH0TF1中断控制TR1Fosc/12在模式3时的模式中定时器T0的结构图4,模式3组合扩展模式注意:模式3时T0（TH0,TL0）及T1的各自特点:1,TH0计数脉冲来自内部fosc,所以它只能处于”定时”方式;2,TH0分别借

用了定时器T1的TR1和TF1来为自己工作,使TH0能象TL0那样用TR1启动定时,并用TF1来作为TH0的溢出中断的标志;3,由于T1缺少了启动控制信号TR1和溢出中断标志TR1,那么在模式3时,T1是如何工作？没有溢出中断标志TF1,则T1就不用中断方式工作

(实际上连查询也不行);没有启动控制信号TR1,可以让它在模式3之前就开始工作,并且让它事先设定为自动重装模式.4,模式3就是将单片机原有的T0,T1两个计数器变成三个独立的计数器,其中T1要事先设定为模式2(串行口

的波特率发生器)并启动起来。返回结构图在模式3时T0,T1的电路结构图TL0八位定时/计数器TH0八位定时器T1(TL1,TH1)自动重装模式TF0TF1将T0分解为两个计数器TL0和TH0,其中TH0借用了T1的TR

1和TF1T1已无TR1,TF1功能,建议T1做波特率发生器TH0,TL0和T1三个计数器返回结构图定时/计数器4种模式比较模式计数模M最大定时时间Tmax模式013位Tmax=8192*1μЅ=8.192ms模式116位Tmax=65

536*1μЅ=65.536ms模式2，38位Tmax=256*1μЅ=0.256ms模式计数模M最大计数值模式013位Tmax=8192模式116位Tmax=65536模式2，38位Tmax=256T=(M-TC)×t其中,T:定时时间，M:计数

器的模，TC:计数初值，t:计数器计数脉冲的周期（t=fosc/12)。1.7.2MCS-51定时/计数器的控制和状态寄存器GATE选通门:GATE=0时,只要TR=1,计数器就开始工作.GATE=1时,只有INT脚和TR同时为“1‖时,计数器才开始工作.主要用于测量I

NT脚上高电平脉冲的宽度.C/T计数、定时方式选择位:C/T=0时,计数方式.既计数器的计数脉冲来自T0或T1引脚的外部事件.C/T=1时:定时方式,计数脉冲来自内部震荡频率fosc的12分频.M1、M0模式选择:分别对应四种模式.GATEC/TM1

M0GATEC/TM1M0定时/计数器1定时/计数器01,模式控制寄存器TMOD(SFR的地址:89H)结构图TF1,TF0定时器T1,T0的溢出标志:计数器溢出时硬件自动置位即TF=1,进入中断后再由硬件自动清除;TR1.TR0计数器T1,T0的控制位:由软件置位(计数器开始工作)或清零

(计数器停止工作).IE1,IE0外部中断INT1,INT0的请求标志:当单片机检测到INT引脚上有下降沿时,IE=1申请中断.进入中断服务程序时,硬件自动清除IE标志.IT1,IT0外中断触发类型控

制:IT=1时,外中断信号的下降沿出发IE标志,IT=0时,外中断信号的低电平引发IE标志.(关于中断部分将在后面相关章节中再做详细介绍)TF1TR1TF0TR0IE1IT1IE0IT02,控制寄存器TCON(SFR地址:88H)返回前一次1.8MCS-51单片机的串行接口单

片机系统中的串行接口及特点串行通讯应用示意图关于串行通讯中的基本概念1.8.1数据缓冲寄存器SBUF1.8.2串行口控制寄存器SCON1.8.3串行口的模式0模式0电路框图模式0的工作原理（发送）串行口模式0的时序信号（发送）模

式0的工作原理（接收）模式0的时序信号（接收）1.8.5串行口模式2、31.8.5.1模式2、3的应用之一：带奇偶校验位的数据传送1.8.5.2模式2、3的应用之二：多机通讯1.8.5.3模式2、3使用时要注意的问题1.8.6波特率及定时器T1的设定串行口模式1时数据帧格式及接收采样示意图1.

8.4串行口模式1第八节目录二返回上一页单片机系统中的串行接口既特点串行口的设计使MCS-51单片机的功能大大增加.可以用串行通讯的方式实现单片机与单片机或者是单片机与微机等设备之间的数据交换.串行通讯电路简单,成本低,可以实现远距离的数据传输。缺点是传输速度低于并行数据传输。

在一个嵌入式系统中,往往采用多单片机构成一个完整的控制系统,它们之间以串行通信的方式进行数据交换---多机通讯(如图).从机从机从机从机主机串行通讯应用示意图TXDRXDRXDTXDTXDRXDRXDTXDRS-232或485RS-232或485TXDRXDRS-232PC机COM1,C

OM2单片机甲、乙之间近距离通讯单片机甲乙两地之间远距离通讯单片机与PC机之间的数据通讯返回前一次关于串行通讯中的基本概念:字符帧:也称数据帧,它是由“起始位”“数据位”和“停止位”构成(如下图所示)。波特率:每秒钟传输二进制数

据的个数.波特率使用的单位是:bps(bitperscond),既位/秒。异步通讯:数据是以字符或字节为单位组成字符帧传送的.数据是从发送端一帧一帧的发送,通过传输线为接收端一帧一帧的接收.发送与接收相互独立,互不同步。D

0D1D2D3D4D5D6D7起始位停止位01一个字符帧的格式1.8.1数据缓冲寄存器SBUFSBUF是用来存放串行口发送和接收数据的寄存器,在SFR的地址为99H.在物理上它对应两个不同的单元:发送寄存器和接收寄存器。CPU写SBUF就是开始发送数据（MOVSBUF,A）;CP

U读SBUF就是接收数据到A（MOVA,SBUF）。由于发送SBUF与接收的SBUF是两个不同的逻辑部件,所以在硬件设计上保证了51单片机串行口是一个可以同时发送与接收的”全双工”接口。1.8.2串行口控制寄存器SCON地址:98HSM0SM1:

串行口操作模式选择位.可以确定串行口的四种模式之一(如下表);SM0SM1SM2RENTB8RB8TIRISM0SM1模式功能波特率000同步移位寄存器模式Fosc/120118位异步通信UART可变1029位异步通信UARTFosc/64或/321139位

异步通信UART可变返回前一次SM2RI:完成一帧数据接收的标志,原始应清零，接收完成RI=1并申请中断;TI:完成一帧数据发送的标志,原始应清零，发送完成TI=1同时申请中断;RB8:在9位数据传送的模式2、3时,接收到的第9位数据;TB8:在9位数据传送的模式2、3时,将要发送的第

9位数据;REN:允许接收位,REN=1时允许接收.由软件置位或清零;返回前一次SM0SM1SM2RENTB8RB8TIRISM2:多机通信使能位.1，模式0、1时:SM2不用，应设为0。时RI才能被正常激活并引发中断;2，模

式2、3时:若SM2=0时，无论RB8如何，RI都能被激活（RI=1）。但是RI=1并不能引发中断！所以只能用查询的方式接收数据。若SM2=1,收到的第9位(RB8)=0时,则RI不会被激活；若SM2=1且RB8=

1时,RI才能被激活=1并引发中断。SM0SM1SM2RENTB8RB8TIRI返回上一页如何使用RI，TI标志（中断和查询）CPU与串行口之间不是同步工作的，两者之间的数据交换通过SBUF,何时交换必须借助于标志信号进行。RI（SCON.0)：接收完一帧数据的标志

。如果系统中断是开放的，则RI=1时会自动引发中断。用户可以通过中断服务程序将SBUF中的数据取出送累加器A。MOVA,SBUF。也可以使用查询的方式对RI进行检测，如果RI=1则执行：MOVA,SBUF。TI（SCON.1):发送完一帧

数据标志。如果系统中断是开放的，则TI会自动引发中断。用户可以通过中断服务程序向SBUF输送下一个数据：MOVSBUF,A。也可以使用查询的方式对TI进行检测，如果TI=1则执行：MOVSBUF,A。使用查询RI、TI标志方式进行发送与接收N个数据CLRSCON.TI数据送累加器A修

改数据区指针movsbuf,aTI=1?N个数据发送完？YESNOYESNO发送数据的程序框图SETBSCON.RENmova，sbufRI=1?N个数据接收完？YESNOYESNOCLRSCON.RIA送数据区修改数据指针返回本节目录一接收数

据程序框图1.8.3串行口的模式0特点:串行口做同步移位寄存器用,其波特率为fosc/12.在这种模式下RXD(P3.0)做数据口;TXD(P3.1)做移位脉冲输出端.在移位过程中,先移数据的低位.注意:移位脉冲的频率就是模式0的波特率.模式0的主要功能是:可以使用一个串行口来扩展出

8位、16位等并行口,且理论上可以扩展n*8位的并行口.MCS-51RXDTXDData外部移位寄存器cp移位脉冲串行数据并行的数据(8位)模式0电路框图51内部总线SBUF零检测器移位时钟STARTSH

IFT发送控制器TXCLOCKTISENDDSQCLSTARTRIRECEIVERX接收控制器SHIFTCLOCK11111110输入移位寄存器SBUF51内部总线读SBUF写SBUFS6串行口中断P3.0RXD

P3.1TXD装载SBUFREN/RI返回前一次P3.0RXDMOVSBUF,A1S6P2串行口模式0的时序信号（发送）S1~S6S1~S6S1~S6S1~S6S1~S6S1~S6S1~S6S1~S6S1~S6S1~S6S1~S6写SBUFSENDD1D0D2D3D4

D5D6D7RXD端数据SHIFTTXD端同步脉冲TI中断标志movsbuf,a指令送发送到结束的10个机器周期返回电路图模式0的工作原理(发送）单片机执行movsbuf,a指令的S6P2时,出现“写s

buf‖信号：1，打开总线三态门使累加器中的数据送到SBUF中；2，使D型触发器置一,触发器的输出构成了SBUF的第9位；3，启动“发送控制器”开始发送。在“写SBUF信号”有效相隔一个机器周期后,―发送控制器”的SEND=1使RXD,TXD端的与门打开,使数据和移位脉冲输出。

在TXD端，每一个机器周期中发出一个同步脉冲,同时在SEND=1期间,每一个S6P2时控制器发出一个SHIFT移位信号将SBUF中的数据右移一次(同时D型触发器清零)。这样:每当SBUF中的数据右移(发送)一位时,SBUF的左端便移入1个“0‖。当SBIUF中的数据右移7次后，检零器的7个

输入端全为“0‖，向控制器发出一个信号：通知控制器作最后一次移位，然后控制器的SEND=0停止发送数据和同步信号，TI被置位。返回电路图模式0的工作原理(接收)在满足REN=1且RI=0的条件下（实际上是一条写SCON指令），就会引发一次接收过程。在下一个机器周期的S6P

2时刻，接收控制器将11111110写入移位寄存器。在下一个周期的S1P1使RECEIVE=1从而使TXD端的与门打开。同发送的过程类似：在后面的每一个机器周期从TXD端发出同步移位脉冲，在每一个S5P2时刻对RXD线进行采样。在S6P2时刻，控制器对寄存器进行移位，每左移一次右端就补

进一位由RXD端输入的数据。当从RXD端输入7位数据时，开始最右端的“0‖被移到寄存器的最左端，寄存器向控制器发信号，通知控制器做最后一次接收，并将完整的8位数据装入SBUF中。最后清RECEIVE，SCON中的RI置位，向CPU发中断申请。返回电路图模式0的

时序信号（接收）S1~S6S1~S6S1~S6S1~S6S1~S6S1~S6S1~S6S1~S6S1~S6S1~S6S1~S6写SCON（RI=0）RECEIVESHIFTRI对RXD采样TXD同步脉冲RI中断标志返回电路图1.8.4串行口模式1特点:10位传输格式(1个起

始位+8个数据位+1个停止位);波特率:可变波特率,由定时器T1的溢出率来确定,所以在此种模式下,首先要对T1进行初始化以确定串行口的波特率；发送操作：在TI=0，执行movsbuf,a指令后从TXD端开始发送数据。当发送完8位数据后自动的添加一个高电平的停止位，并将TI置位。接收

操作：在REN=1且RI=0的条件下进行。串行口的接收控制器对RXD线进行采样，其采样频率是接收时钟的16倍。当连续8次采集到RXD线上为低电平时，检测电路便认定RXD线上有了“起始位”，在此后，便开始在每次第7、8、9三个脉冲

时进行RXD采样，采取“三中取二”的原则来确定接收的数据（如图所示）。当接收到停止位时，必须满足：RI=0且SM2=0，才能把接收的数据送到SBUF中（停止位送SCON的RB8中，并使RI=1），否则数据丢失。串行口模式1时数据帧格

式及接收采样示意图D0D1D2D3D4D5D6D7起始位8位数据停止位对RXD线的数据以16倍速度采样当连续8次采集到低电平时，便确认起始位到来在每个第7,8,9个脉冲对RXD采样并采用“以三取二”来确定采集的数据返回本节目录二7.8

.91.8.5串行口模式2、3特点:模式2、3都是11位传输格式(1个起始位+9个数据位+1个停止位)，不同处是波特率;波特率:模式2：固定为fosc/64或fosc/32(具体由PCON中的SMOD位来确定）。模式3：由定时器T1的

溢出波特率来确定。模式2、3的发送过程类似于模式1，唯一的区别在于数据帧中数据是9位。这样，在发送一帧数据时，CPU除了要把8位数据送SBUF外（movsbuf,a),还要把第9位数据送到SCON.TB8中setscon.tb8或：

clrscon.tb8但注意要先设定好scon.tb8，然后再向SBUF送数，因为movsbuf,a指令一执行，串行口就开始发送。例如：setscon.tb8或：clrscon.tb8movsbuf,amovsbuf,a模式2、3的接收过程

类似于模式1，不同的是：模式1时，SCON中的RB8是接收到的停止位（“1‖）；而模式2、3时，RB8是接收到的第9位。在模式1，接收操作只有在RI=0,且REN=1时数据才能接收。而模式2、3的接收条件是：a，RI=0且SM2

=0或b,RI=0且RB8=1。只有满足a或满足b的条件时,接收到的数据才能送到SBUF，并使RI=1激活，否则接收无效且RI不能置位。RI=0是保证SBUF空（每次取走数据时通过软件复位RI，如果没有取走数据则RI=1），以保证接收到的数据不丢失。后一个条件

是由SM2和RB8共同来控制接收。令SM2=0可以保证RB8正确的接收奇偶校验位；令SM2=1可以利用接收到的RB8控制接收是否有效。即RB8=1时，接收有效。RB8=0时，接收无效。返回本节目录二返回上一页串行口模式2、3时数据帧格式发送时：将SCON中的TB8作为第9位数据发送；

接收时：将接收来的第9位送到SCON中的RB8中。D0D1D2D3D4D5D6D7D8起始位9位数据停止位SM0SM1SM2RENTB8RB8TIRI1.8.5.1模式2、3的应用之一带奇偶校验位的数据传送奇偶校验：接收到的第9位数据是发送方送来的奇偶校验位。在这种情况下，必须令SM2=0，否则

接收的校验位RB8=0时，将影响数据的接收（因为RB8是根据8位数据进行奇偶校验的结果来设定，有时为“1‖，而有时为“0‖）。当接收到数据后，用指令对PSW.P位进行判断。将此结果与RB8中的数据进行“异或”，看结果是否与约定的相符合。例如：发

送、接收双方约定为奇校验：若发送的数据和第9位分别是：00011010、0(第9位数据是发送方用根据奇校验自动生成的)若接收后SBUF送A的数据是：00011010，这时，PSW.P=1，且RB8=0。则进行：P异或RB8=1，满足约定条件既接收正确。反之若S

BUF送A=00011011,使PSW.P=0,且RB8=0。P异或RB8=0表明不符合约定条件，接收出错。总之,使用模式2、3发送带“奇偶校验”位的数据时：1，一定要使SM2=0。2，又因为SM2=0，所以尽管RI能够激活，但不会引发中断，所以只能采用“查询”的方式接收数据。利用模式2

,3进行带奇校验的串行通讯程序流程图数据送累加器APSW.P=1?SETSCON.TB8CLRSCON.TB8MOVSBUF,ATI=1?CLRSCON.TIYESNONOYES发送端程序（原始TI=0）使用“查询法”编制的发送、接收程序返回本节目录二RI=1?MOVA,SBUFPSW.P⊕R

B8=1?出错处理CLRSCON.RIYESNO接收端程序（原始RI=0）NY数据送内存1.8.5.2模式2、3的应用之二：多机通讯在传统的多路数据采集系统中，存在着许多缺点。使它在采集的点数和引线长度都受到限制。采用多CPU的方式可以构成一个多机通讯系统。如在一个生产线上要对许多参数（温度、压力

、流量等）进行采集检测，并且要对这些数据进行处理、显示、打印或保存。我们可以将这些单片机进行分工：选一台单片机作为主机，专门负责接收其他单片机传回的数据，并进行数据的后期处理如：保存、显示等。而其它的单片机则完成对传感器的信号检测、A/

D转换，最后将数据上传给主机。我们称这些单片机为从机。传统方式的多路数据采集系统单片机系统或微型计算机系统传感器1传感器2传感器3传感器4传感器N接口电路引线（模拟信号）机房或仪表室检测现场返回前一次采用“智能传感器”组成的多路数据采集系统主机从机N从机4从机3从机2

从机1返回前一次串行数据线（2条）RXDTXDTXDRXD主从式多机通讯原理主机发送的数据可以传送到各个从机，从机发送的数据只能为主机接收，从机之间不能直接通讯；主机和从机的设置为模式2或3，其中主机的SM2=0，从机的SM2=1。主机首先通过发送地址码来寻找从机（地

址码的特征是第9位数据为“1‖，且被从机接收为RB8），所以，所有的从机都能接收到主机发出的地址码（因为：RI=0，SM2=1,RB8=1），并使RI=1引发中断。从机在中断服务程序中，将接收到地址码与自己的地址进行比较，被选中的从机将自己的SM2=0，而未被选中的从机仍保持S

M2=1。当主机找到从机后，开始向从机发数据、命令，其特征为第9位=0。由于从机SM2=0，所以尽管接收到的RB8=0，同样可以激活从机的RI，使其以查询的方式接收主机发出的数据或命令。当主机与从机的通讯完成后，从机再将其SM2=1，主机重新发出另一个从机的地址，所有从机可以马上响应

并接收地址信息。返回多机图参见SM2位多机通讯原理在模式2、3中，1，SM2=0时：RB8=1或RB8=0都可以激活RI，但不能引发中断。2，SM2=1时：RB8=1才能激活RI并引发中断。而RB8=0时，RI不能

激活。小结1，主机的SM2=0，从机的SM2=1；2，主机向从机发送的地址码第9位为“1‖；3，所有的从机SM2=1、RB8=1、RI=0，接收主机的地址进入中断服务程序。在程序中比较、确认是否为被寻从机。4，被寻从机将SM2清零，以保证能以查

询的方式接收主机的数据、命令。同时向主机返回地址供主机核实。没有被选种的从机保持SM2=1并退出服务程序。5，被寻中的从机以查询RI的方式与主机之间进行数据交换（注意：因为SM2=0时，RI虽然能被激活，但不能引发中断），完成后，重新

将SM2置1。返回多机图返回本节目录二1.8.5.3模式2、3使用时要注意的问题在模式2、3中，可以实现较为特殊的通讯方式，如带校验位的9位传送、多机通讯。注意：当SM2=0时，只能采用查询方式。功能SM2第9位工作方式带校验位的9位数

传送SM2=0校验位以查询（RI）的方式接收数据多机通讯主机SM2=0地址码：TB8=1数据、命令时=0以查询的方式工作从机SM2=1未选中时SM2不变以中断的方式接收地址选中后SM2=0以查询的方式与主机通讯返回本节目录二1.8.6波特率及定时器T1的设定在串行口的异步

通讯中，发送方与接收方是两个互相独立的系统，它们的系统时钟可以各不相同（如图所示）。在这种条件下使通讯正确的条件是：1，要有相同的字符帧格式；2，要有相同的波特率。MCS-51单片机的串行口四种模式其波特率各不相同。其中模式1、3的波特率就是由定时器T1的溢出率来决定的（另外PC

ON中的SMOD位起着波特率加倍的作用）。SM0SM1模式功能波特率000同步移位寄存器模式Fosc/1201110位异步通信UART可变，由T1初值确定10211位异步通信UARTFosc/64或/3211311位异步通信UART可变，由T1初值确定如何设定波特率？在编制串行口通讯（模式1、3）

程序时，在程序的初始化中，必须进行波特率的设定，既对T1进行初始化。T1初始化的主要任务就是：1，设置T1的工作方式为定时（C/T=0）；工作模式为模式2：自动重装。2，计算定时常数并分别送给TH1、TL1。波特率计算公式：B

=T1溢出率：=（计数速率）/[256-（TH1）]=(fosc/12)/[256-（TH1）]溢出率）（1322TSMOD波特率、初值TC计算公式B=fosc/[96X（256-TH）]；（SMOD=1时）或B=fosc/[192X

（256-TH）]；（SMOD=0时）其中：fosc为系统时钟频率，TH为定时器T1的初值。所以可以推出：TH=256-[fosc/（384XB）]；（SMOD=0时）或：TH=256-[fosc/（192XB）]；（SMOD=1时）【举

例】设系统时钟为11.059MHz，要求波特率为1200Hz，求TH。【解】用上述公式TH=256-[11.059MHz/（384X1200）]=232=0E8H设：SMOD=0返回本节目录二1.9MCS-51的中断系统MCS-51的中断系统结构图1.9.1中断允许积存器I

E1.9.2中断优先级寄存器IP1.9.3优先级结构1.9.4中断查询与响应协议1.9.5外部中断1.9.6中断请求的撤除1.9.7中断响应时间中断：CPU中止正在运行的程序，转向为外部设备服务的过程称为中断。当完成中断后，CPU再回到原来的“

断点”继续原来的程序。中断源是由外部产生，具有随机性、不可知性。主程序断点中断相应中断返回中断服务程序MCS-51的中断系统结构图MCS-51单片机共有5个中断源（如图所示）。/int0T0/int1T1ES中断源标识符高优先级中断请求中

断矢量中断源标识符低优先级中断请求中断矢量中断请求寄存器中断允许寄存器中断优先级寄存器源允许总允许EA返回前一次返回本节目录1.9.1中断允许寄存器IE（0A8H）EA：总允许位。EA=0：禁止一切中断；EA=1中断开放。ES

：串行口中断允许位。ES=1：允许RI、TI引发中断；ES=0：禁止中断。ET1、ET0：定时器T1、T0允许位。ET=1允许，=0禁止。EX1、EX0：外中断int1、int0允许位。ET=1允许，=0禁止。EAXXESET1EX1ET0EX0返

回本节目录返回前一次1.9.2中断优先级寄存器IP（0B8H）PS：串行口中断优先级设定位；PT1、PT0：定时器T1、T0中断优先级设定位；PX1、PX0：外中断int1、0中断优先级设定位；XXXPSPT1PX1P

T0PX0返回前一次返回本节目录1.9.3优先级结构由于IP寄存器的设定，将5个中断源分为两个级别。中断的发生将遵循下面的3条基本原则：1，低级中断在响应执行中，可以被高级中断所中断，反之则不能。2，一个中断（不论是什么优先级）一旦得到响应，与它

同级的中断则不能在中断它。3，当CPU同时收到几个同一级别的中断要求时，CPU响应哪个中断源取决于硬件的查询顺序（见图）。转IP寄存器如何改变中断源的优先级顺序从中断系统的硬件结构图可以清楚地看出同一级别中5个中断源的查询顺序。很

明显，要改变这种顺序只能通过IP的设置。如：要想将串行口的级别设为最高时，将IP中的PS置一。既使用指令：setbip.ps或mov0b8h,#10h完成对IP设置。XXXPSPT1PX1PT0PX0IP寄存器返回本节目录返回前一次1.9.4中断查询与响应协议在每一个机器周期中

，所有的中断源都要按照其顺序检查一遍，到S6状态时，就查找到所有被激活的中断申请并排好优先权。在下一个机器周期的S1状态，只要不受阻断，就开始响应高级中断。如果发生下列情况，中断将被阻止：1，同级或高级中断正在执行时；2，当前的机器周期不是指令的最后一个机器周期；

3，CPU正在执行的指令是RETI或访问IE、IP寄存器时，CPU是不会响应中断，而且要等到该指令的下一条指令执行完后中断才能响应。返回前一次CPU查询到某一中断源后，使相应的“优先级激活”触发器置位用以阻断同级或低级

中断。在硬件的控制下，程序自动转向对应的矢量单元，执行其服务程序。CPU响应中断时,将当时程序计数器PC的内容进栈,并将相应的中断矢量装入PC中,使CPU转向对应的服务程序。中断服务程序的最后一条指令是RETI，指令将清除“优先级激活触发器”，然后从堆栈中弹出断点

地址并装入到PC中。矢量入口的指令应当是转移指令。（上电启动地址）（INT0中断入口）（T0中断入口）（INT1中断入口）（T1中断入口）（串口中断入口）0000H0003H000BH0013H001BH0023H返回本

节目录1.9.5外部中断在MCS-51引脚上有：INT0、INT1两个外部的中断输入，作为外部事件的触发信号。CPU在每一个机器周期对它们进行一次检测。系统设定了两种触发方式：边沿触发（下降沿）和电平触发（低电平）。具体由TCON中的IT0、IT1来确定。1，在边沿触发方式中，在相邻

的两个机器周期，如果第一次采集是高电平，第二次采集是低电平时，则TCON中的标志IE0或IE1置位。所以，在边沿触发方式时：外部设备发出的边沿信号（高电平和低电平）的时间应大于一个机器周期，否则信号将可能漏检。2，如果采用“电平”触发方式，C

PU采集到INT0或INT1的引脚为低电平时将激活标志IE0或IE1。所以在这种触发方式中，外部的低电平至少应保留一个机器周期。返回本节目录引脚图1.9.6中断请求的撤除以外中断电平触发为例：当CPU响应该中断并进入到服务程序后，在执行RETI返回主程序前，必须将外部的低电平撤掉，否则，当CPU返

回主程序后，会因为外部的低电平信号而再次进入中断，使程序无法正常运行。同理，其它中断源也存在类似的问题。所以在使用中断时必须清楚在响应某一中断时，其中断请求（标志）是否要撤除，如何撤除等问题。MCS-5

1的中断请求的撤除方法中断源中断标志说明撤除方法INT0、INT1IE0、IE1外部边沿触发无影响INT0、INT1IE0、IE1外部电平触发电路、软件撤除T0、T1TF0、TF1定时计数器中断自动清除标志ESRI、TI串行口中断软件清除标志注：此表指使用中断服

务程序来处理中断事件时的情况，如果采用查询标志的方法来处理事件时，都需要软件来清除标志。撤除外部电平请求信号的方案MCS-51INTXP1.0DQCPS外部设备D型触发器CLRP1.0SETBP1.0中断服务程序RETI服务

程序主体硬件电路部分返回本节目录1.9.7中断响应时间（以外部中断INTx为例）每个机器周期的S5P2时刻，INTx引脚的电平被锁存到内部寄存器中，待下一个周期查询。1，最短时间：中断请求有效，查询后在下一个周期便开始执行一条硬件的子程序的调用

（时间是两个周期），然后开始执行服务程序的第一条指令。这样从锁存电平的周期到执行中断服务程序，中间相隔3个机器周期。C1C2C3C4C5电平锁存中断查询长调用执行中断服务程序返回前一次2，最长时间：如果中断信号发生在前面所说的

3种情况时，响应时间就要变长：第1种情况：响应时间取决于高级中断的执行时间；第2种情况：指当前CPU执行的指令是多周期指令，如乘除法指令（4个周期），最坏情况，还要等3个周期。这样响应周期变为3+3=6个周期；第3种情况：CPU当前执行的指令是RETI或访问

IE、IP寄存器时，本指令（1个周期）没有响应，且下一条指令执行完后才能响应，这样附加的等待时间最长不会超过5个周期（1+4）。整个响应为5+3=8个周期。这样，如果不考虑第1种情况，整个中断响应的时间范围

应当是：3～8个机器周期。返回上一页中断协议中断响应时间的不确定，在大多数场合下可能是无关紧要的，但是对于一些较特殊的场合下，这种响应时间的不确定往往会带来一些问题。如：利用中断来编制一个时钟程序时，便不可避免的带来误差，所以是要提醒大家注意。在程序中可以使用一些

算法来减少这种误差（参考清华的资料）。相对比较美国mircchip公司的PIC单片机由于使用单字节、单周期指令，使中断响应时间固定，所以从根本上消除了这种的情况。返回本节目录