MA816_DS_CN_V005

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1 MAKE YOUWIN 数据手册 版本 0.05 QP D 1/79

2 目录 1. 概述 功能 方框图 特殊功能寄存器 SFR SFR 映射表 SFR 位分配 SFR 内存分页 引脚 封装 引脚定义 系统时钟 时钟结构图 时钟寄存器 CPU 功能描述 CPU 寄存器 CPU 时序 CPU 寻址方式 存储器结构 片上程序存储器 片上数据存储器 RAM 片上扩展 RAM (XRAM) 关于 C51 编译器的声明识别符 双数据指针寄存器 (DPTR) I/O 结构 IO 配置 准双向口 推挽输出 仅输入 ( 高阻输入 ) 开漏集输出 I/O 端口寄存器 端口 端口 端口 端口 端口 端口 端口 端口 中断 中断结构 中断寄存器 定时器 / 计数器...35 QP D 2/79

3 MAKE YOUWIN 定时器 0 和定时器 模式 模式 模式 模式 定时器时钟输出 定时器 0/1 寄存器 定时器 捕获模式 (CP) 自动加载模式 (AR) 波特率发生器模式 (BRG) 定时器 2 的可编程时钟输出模式 定时器 2 寄存器 PWM 定时器 PWM 定时器结构 PWM 定时器寄存器 串行口 (UART) 模式 0 详述 模式 1 详述 模式 2 3 详述 帧错误检测 多处理器通讯 自动地址识别 波特率设置 模式 0 波特率 模式 2 波特率 模式 1 & 3 波特率 串口寄存器 模拟比较器 模拟比较器结构 模拟比较器寄存器 看门狗 (WDT) 看门狗结构 看门狗寄存器 WDT 硬件选项 Power Management 节能模式 空闲模式 (Idle) 掉电模式 (Power-down) 中断唤醒 复位唤醒 普通 I/O (GPIO) 唤醒 Brown-Out 侦察器 电源控制寄存器 在系统编程 (ISP) 在应用程序编程 (IAP)...69 QP D 3/79

4 19. 辅助特殊功能寄存器 SFR 指令集 最大绝对额定参数 电气特性 直流特性 封装尺寸 修订历史...79 QP D 4/79

5 MAKE YOUWIN 1. 概述 是基于 80C51 的高效 1-T 结构的单芯片微处理器, 每条指令需要 1~7 个时钟信号 ( 比标准 8051 快 6~7 倍 ), 与 8051 指令集兼容 因此在与标准 8051 有同样的处理能力的情况下, 只需要非常低的运行速度, 同时由此能很大程度的减少耗电量 拥有 14.5K 字节的内置 Flash 存储器用于保存代码 AP 和数据 IAP Flash 存储器可以通过在系统编程 (ISP), ISP 让使用者无需从产品中取下微控制器就可以下载新的代码 ;IAP 意味着应用程序正在运行时, 微控制器能够在 Flash 中写入非易失数据 这些功能都由内建的电荷泵提供编程用的高压 保留了标准 80C52 的基本特色 :256 字节的随机存储器 四个 8 位 I/O 口 两个外部中断 一个多源 4 级中断控制器 及三个定时 / 计数器 增加的有 : 有四个额外的 I/O 口 (P4[6:0] P5 P6[1:0] P7), 一个 256 字节的 XRAM, 四个额外的能选择高电平或低电平触发的外部中断, 一个 PWM 定时器, 一个一次性使能的看门狗 WDT, 一个精确的多路输入和片上 VDD 参考电压的模拟比较器, 一个 Brown-out 侦察器, 一个片上晶体振荡器 ( 共享 P6.0 P6.1), 一个高精度内部振荡器, 一个为方便多处理器通讯和改进了速度 ( 额外 X2/X4 模式 ) 的增强型通用串行口 (EUART) 有两种节能模式和 8 位的系统时钟分频器, 以减少耗电量 在空闲模式下,CPU 被冻结而外围模块和中断系统依然活动 在掉电模式下, 随机存储器 RAM 和特殊功能寄存器 SFR 的内容被保存, 而其他所有功能被终止 最重要的是, 在掉电模式下的微控制器可以被外部中断唤醒 同时使用者可以通过 8 位的系统时钟分频器减慢系统速度以减少耗电量 QP D 5/79

6 2. 功能 1-T 80C51 中央处理单元 有 14.5K 字节 Flash ROM 13.5KB 为 AP 空间 (0x0000 ~ 0x35FF) 1KB 为 IAP 空间 (0x3600 ~ 0x39FF) 为 Flash 存储器存取提供代码保护 片上 256 字节数据 RAM 和片上 256 字节扩展 RAM 双数据指针 DPTR 三个 16 位定时 / 计数器 :Timer 0 Timer 1 和 Timer 2. T0CKO - P34,T1CKO - P35, T2CKO - P10 T0/T1/T2 可选择使能 X12 模式 PWM- 定时间器可以作 PWM 发生器或作普通 16 位定时器 最大 16 路 PWM 输出在 P2 P5 端口选择 增强型 UART 支持帧错误检测, 硬件地址识别 在 P16/P17 上功能交换 六个外部中断输入 : nint0/nint1/nint2/nint3/nint4/nint5 nint0/nint1 触发类型 : 低电平或下降沿 nint2/nint3/nint4/nint5 触发类型 : 低电平 下降沿 高电平 或上升沿 13 个中断源, 四级优先级中断能力 内建模拟比较器和片上 VDD 参考输入 比较器正输入有 4 路 I/O 选择 I/O 口可编程比较器负输入或 15 级片上 VDD 参考 15 位看门狗定时器 Watch-Dog-Timer. 8 位分频 通过 CPU 或上电一次性使能 最大有 57 个通用输入输出 P0, P1, P2, P3, P4, P5 能被配置为准双向口 (quasi-bidirectional) 推挽式输出(push-pull) 开漏集输出 (open-drain) 及仅输入 (input only) 四种模式 P6 和 P7 只能作准双向口模式 P4.0 和 P4.1 能被配置为仅输入或准双向口模式 ( 缺省 ) 电源控制 : 空闲模式 (idle mode) 和掉电模式 (power-down mode) 所有的中断和 16 个 GPIO 能唤醒空闲模式 6 个外部中断和 16 个 GPIO 能唤醒掉电模式 Brown-Out 侦察器 4.0V 选择复位 CPU 或产生 CPU 中断 工作电压 :4.5V~5.5V 工作频率 : 12 MHz 内部 RC 振荡器, 温度在 -40 ~ 85 范围内误差 +/- 4% 的频漂 内部 RC 振荡器通过 P6.0 输出 工作温度 : 工业级别 (-40 至 +85 )* 封装类型 : LQFP64: *: 样品测试 QP D 6/79

7 MAKE YOUWIN 3. 方框图 CKO(P6.0) Internal OSC Ctrl Block RST 8051 CPU (1T) Flash 14.5K X 8 RAM 256 X 8 nint0(p3.2) nint1(p3.3) nint2(p4.3) nint3(p4.2) nint4(p5.0) nint5(p5.1) Ext. INT XRAM 256 X 8 ISP RXD(P3.0/P1.6) TXD(P3.1/P1.7) UART Port0 P0.0~P0.7 Port1 P1.0~P1.7 T0/T0CKO(P3.4) T1/T1CKO(P3.5) Timer0 Timer1 Port2 P2.0~P2.7 T2/T2CKO(P1.0) T2EX(P1.1) Timer2 Port3 P3.0~P3.7 Port4 P4.0~P4.6 PWM(P2/P5) PWM Timer Port5 P5.0~P5.7 AC_PI0(P1.4) AC_PI1(P1.3) AC_PI2(P1.2) AC_PI3(P1.1) Analog Comparator + - Port6 Port7 WDT P6.0~P6.1 P7.0~P7.7 AC_MI(P1.5) 0 1 VDD On-Chip Voltage Reference BOD 4.0V QP D 7/79

8 4. 特殊功能寄存器 SFR 4.1. SFR 映射表 SFR 0/8 1/9 2/A 3/B 4/C 5/D 6/E 7/F 页 0 F8 P5 -- CCAP0H F 0 F0 B F 0 E8 P4 -- CCAP0L F 0 E0 ACC WDTCR IFD IFADRH IFADRL IFMT SCMD ISPCR F 0 CCON D8 CMOD F P7 0 D0 PSW GPWKPE P1WKPE F 0 T2CON C8 T2MOD RCAP2L RCAP2H TL2 TH F P6 0 C0 XIFLG XICON0 XICON CKCON0 F 0 B8 IP0L SADEN CKCON1 F 0 B0 P3 P3M0 P3M1 P4M0 P4M1 P5M0 P5M1 IP0H F 0 A8 IE SADDR SFRPI EIE1 EIP1L EIP1H F 0 A0 P2 -- AUXR1 AUXR F 0 98 SCON SBUF ACCON ACMOD F 0 90 P1 P1M0 P1M1 P0M0 P0M1 P2M0 P2M1 PCON1 F 0 88 TCON TMOD TL0 TL1 TH0 TH1 AUXR0 STRETCH F 0 80 P0 SP DPL DPH PCON0 F 0/8 1/9 2/A 3/B 4/C 5/D 6/E 7/F QP D 8/79

9 MAKE YOUWIN 4.2. SFR 位分配 位地址和符号 符号 描述 地址 复位值 Bit-7 Bit-6 Bit-5 Bit-4 Bit-3 Bit-2 Bit-1 Bit-0 P0 端口 0 80H P0.7 P0.6 P0.5 P0.4 P0.3 P0.2 P0.1 P B SP 堆栈指针 81H B DPL 数据指针低 82H B DPH 数据指针高 83H B PCON0 电源控制 0 87H SMOD1 SMOD0 GF POF GF1 GF0 PD IDL B TCON 定时器控制 88H TF1 TR1 TF0 TR0 IE1 IT1 IE0 IT B TMOD 定时器模式 89H GATE C/T M1 M0 GATE C/T M1 M B TL0 定时器 0 低字节 8AH B TL1 定时器 1 低字节 8BH B TH0 定时器 0 高字节 8CH B TH1 定时器 1 高字节 8DH B AUXR0 辅助寄存器 0 8EH P60OC1 P60OC0 P60FD P34FD EXTRAM xx0xB P1 端口 1 90H P1.7 P1.6 P1.5 P1.4 P1.3 P1.2 P1.1 P B P1M0 端口 1 模式寄存器 0 91H P1M0.7 P1M0.6 P1M0.5 P1M0.4 P1M0.3 P1M0.2 P1M0.1 P1M B P1M1 端口 1 模式寄存器 1 92H P1M1.7 P1M1.6 P1M1.5 P1M1.4 P1M1.3 P1M1.2 P1M1.1 P1M B P0M0 端口 0 模式寄存器 0 93H P0M0.7 P0M0.6 P0M0.5 P0M0.4 P0M0.3 P0M0.2 P0M0.1 P0M B P0M1 端口 0 模式寄存器 1 94H P0M1.7 P0M1.6 P0M1.5 P0M1.4 P0M1.3 P0M1.2 P0M1.1 P0M B P2M0 端口 2 模式寄存器 0 95H P2M0.7 P2M0.6 P2M0.5 P2M0.4 P2M0.3 P2M0.2 P2M0.1 P2M B P2M1 端口 2 模式寄存器 1 96H P2M1.7 P2M1.6 P2M1.5 P2M1.4 P2M1.3 P2M1.2 P2M1.1 P2M B PCON1 电源控制 1 97H BORF BOD xxxxxxx0b SCON 串口控制 98H SM0/FE SM1 SM2 REN TB8 RB8 Ti RI B SBUF 串口数据缓冲器 99H xxxxxxxxb ACCON 模拟比较器控制 9EH ACIDX ACPDX ACOUT ACF ACEN ACM2 ACM1 ACM0 00x00000B ACMOD 模式比较器模式 9FH MVRS3 MVRS2 MVRS1 MVRS PIS1 PIS0 0000xx00B P2 端口 2 A0H P2.7 P2.6 P2.5 P2.4 P2.3 P2.2 P2.1 P B AUXR1 辅助寄存器 1 A2H GPWKS1 GPWKS0 P5PWM P1S0 GF DPS 00000xx0B AUXR2 辅助寄存器 2 A3H T0X12 T1X12 URM0X T1CKOE T0CKOE 0000xx00B IE 中断使能 A8H EA GF4 ET2 ES ET1 EX1 ET0 EX B SADDR 从机地址 A9H B SFRPI SFR 页索引 ACH IDX3 IDX2 IDX1 IDX0 xxxx0000b EIE1 外部中断使能 1 ADH EACI EBOI xxxxxx00b EIP1L 外部中断优先级 1 低 AEH PX5L PX4L PPTL PACL PBOL xxx00000b EIP1H 外部中断优先级 1 高 AFH PX5H PX4H PPTH PACH PBOH xxx00000b P3 端口 3 B0H P3.7 P3.6 P3.5 P3.4 P3.3 P3.2 P3.1 P B P3M0 端口 3 模式寄存器 0 B1H P3M0.7 P3M0.6 P3M0.5 P3M0.4 P3M0.3 P3M0.2 P3M0.1 P3M B P3M1 端口 3 模式寄存器 1 B2H P3M1.7 P3M1.6 P3M1.5 P3M1.4 P3M1.3 P3M1.2 P3M1.1 P3M B P4M0 端口 4 模式寄存器 0 B3H -- P4M0.6 P4M0.5 P4M0.4 P4M0.3 P4M0.2 P4M0.1 P4M0.0 x00000xxb P4M1 端口 4 模式寄存器 1 B4H -- P4M1.6 P4M1.5 P4M1.4 P4M1.3 P4M1.2 P4M1.1 P4M1.0 x b P5M0 端口 5 模式寄存器 0 B5H P5M0.7 P5M0.6 P5M0.5 P5M0.4 P5M0.3 P5M0.2 P5M0.1 P5M B P5M1 端口 5 模式寄存器 1 B6H P5M1.7 P5M1.6 P5M1.5 P5M1.4 P5M1.3 P5M1.2 P5M1.1 P5M B IP0H 中断优先级 0 高 B7H PX3H PX2H PT2H PSH PT1H PX1H PT0H PX0H B IP0L 中断优先级 0 低 B8H PX3L PX2L PT2L PSL PT1L PX1L PT0L PX0L B SADEN 从机地址屏蔽 B9H B CKCON1 时钟控制 1 BFH OSCDR XCKS4 XCKS3 XCKS2 XCKS1 XCKS0 xxx01010b XIFLG 外部中断标志 C0H IE5 IE4 IE3 IE2 xxxx0000b XICON0 外部中断控制 0 C1H -- INT3H IT3 EX3 -- INT2H IT2 EX2 x000x000b XICON1 外部中断控制 1 C2H -- INT5H IT5 EX5 -- INT4H IT4 EX4 x000x000b CKCON0 时钟控制 0 C7H SCKS2 SCKS1 SCKS0 xxxxx000b T2CON 定时器 2 控制 C8H TF2 EXF2 RCLK TCLK EXEN2 TR2 C/T2 CP/RL B P6 端口 6 C8H P6.1 P6.0 xxxxxx11b T2MOD 定时器 2 模式 C9H T2X T2OE DCEN xxx0xx00b RCAP2L 定时器 2 捕获低 CAH B RCAP2H 定时器 2 捕获高 CBH B TL2 定时器 2 低字节 CCH B TH2 定时器 2 高字节 CDH B PSW 程序状态字 D0H CY AC F0 RS1 RS0 OV F1 P B GPWKPE 普通端口唤醒使能 D6H GP7WE GP6WE GP5WE GP4WE GP3WE GP2WE GP1WE GP0WE B QP D 9/79

10 P1WKPE 端口 1 唤醒使能 D7H P17WE P16WE P15WE P14WE P13WE P12WE P11WE P10WE B CCON 计数器控制寄存器. D8H CF CR - - PWMEN xx0xxxB P7 端口 7 D8H P7.7 P7.6 P7.5 P7.4 P7.3 P7.2 P7.1 P B CMOD 计数器模式寄存器 D9H CIDL POS2 POS1 POS0 CPS2 CPS1 CPS0 ECF B ACC 累加器 E0H ACC.7 ACC.6 ACC.5 ACC.4 ACC.3 ACC.2 ACC.1 ACC B WDTCR 看门狗定时器控制寄存 0x000000B E1H WRF -- ENW CLW WIDL PS2 PS1 PS0 器 IFD ISP Flash 数据 E2H B IFADRH ISP Flash 地址高 E3H B IFADRL ISP Flash 地址低 E4H B IFMT ISP 模式选择 E5H MS3 MS2 MS1 MS0 xxxx0000b IAPLB IAP 低边界 注 1 IAPLB6 IAPLB5 IAPLB4 IAPLB3 IAPLB2 IAPLB1 IAPLB B SCMD ISP 指令 E6H xxxxxxxxb ISPCR ISP 控制寄存器 E7H ISPEN BS SRST CFAIL xxxxB P4 端口 4 E8H -- P4.6 P4.5 P4.4 P4.3 P4.2 P4.1 P B CCAP0L PWM 占空比低 EAH B B B 寄存器 F0H F7H F6H F5H F4H F3H F2H F1H F0H B P5 端口 5 F8H P5.7 P5.6 P5.5 P5.4 P5.3 P5.2 P5.1 P B CCAP0H PWM 占空比高 FAH B 注 1: 这个寄存器地址通过 IFMT 和 SCMD 来决定 详情请见 IFMT 寄存器描述 4.3. SFR 内存分页 SFR 内存分页允许设备在 0x80 至 0xFF 存储器地址区域映射更多的 SFR SFR 存储器区域有 16 页 因此, 从 0x80 至 0xFF 的每一页存储器能存取最大到 128 个 SFR 利用两个 SFR 页 :0 和 F 利用 SFR 页索引寄存器 (SFRPI) 去选择 SFR 页 读写 SFR 的流程如下 : 1. 利用 SFRPI 寄存器选择 SFR 页号 2. 用直接寻址方式读或写特殊功能寄存器 SFR((MOV 指令 ) SFRPI: SFR 页索引寄存器 SFR 地址 = 0xAC SFR 页 = 全部 复位值 = XXXX PIDX3 PIDX2 PIDX1 PIDX0 R R R R R/W R/W R/W R/W Bit 7~4: 保留给测试 这些位必须写 0 Bit 3~0: SFR 页索引 可用到的页只有页 0 和 F PIDX[3:0] 选择的页 0000 页 页 页 页 页 F 有两个寄存只在页 0 中 :T2CON(C8H) 和 CCON(D8H), 及两个寄存只在页 F 中 :P6(C8H) 和 P7(D8H) 其它的寄存能在页 0 和页 F 两个页中存取 QP D 10/79

11 MAKE YOUWIN 5. 引脚 5.1. 封装 QP D 11/79

12 5.2. 引脚定义 助记符 64-Pin LQFP 类型 P1.0 ~ P1.4 60~64 I/O P1.5 ~ P1.7 2~4 I/O P3.0 8 I/O P3.1 ~ P3.3 12~14 I/O P I/O P I/O P3.6 ~ P3.7 17,18 I/O P0.7 ~ P0.0 44~47, 49~52 描述 端口 1: 普通通用 I/O 口 1. P1.0 可作 T2 或 T2CKO. P1.1 可作 T2EX. P1.1 ~ P1.4 可作可编程比较器正输入. 默认输入口是 P1.4. P1.5 可作比较器负输入 P1.6/P1.7 可通过固件配置为第二功能 RXD/TXD 端口 3: 普通通用 I/O 口 3. P3.0 可作串口 RXD. P3.1 可作串口 TXD. P3.2 可作 nint0. P3.3 可作 nint1. P3.4 可作 T0 或 T0CKO. P3.5 可作 T1 或 T1CKO. I/O 端口 0: 普通通用 I/O 口 0. P2.0 ~ P2.7 28~35 I/O 端口 2: 普通通用 I/O 口 2. 可以做 PWM 定时器的 PWM 输出 P I/O 端口 4: 普通通用 I/O 口 4. P I/O P4.0 和 P41 能被配置仅输入在默认状态 P4.2 可作 nint3. P I/O P4.3 可作 nint2. P I/O P I/O P I/O P I/O P5.0 ~ P5.1 19,37 I/O 端口 5: 普通通用 I/O 口 5. P5.2 ~ P5.3 53,5 I/O 可以做 PWM 定时器的 PWM 输出 P5.4 ~ P5.5 20,38 I/O P5.0 可作 nint4. P5.6 ~ P5.7 54,6 I/O P5.1 可作 nint5. P7.0 ~ P7.1 26,27 I/O 端口 7: 普通通用 I/O 口 7. P7.2 ~ P7.3 40,41 I/O P7.4 ~ P7.5 57,58 I/O P7.6 ~ P7.7 9,10 I/O RST 7 I RST: 最少两个机器周期的高电平复位微控制器 P I/O 端口 6: 普通通用 I/O 口 6 P6.1 P6.0 I/O P6.0 和内部时钟输出. VDD 55,56 P 电源 VSS 23,24 G 地 QP D 12/79

13 MAKE YOUWIN 6. 系统时钟 6.1. 时钟结构图 6.2. 时钟寄存器 CKCON0: 时钟控制寄存器 0 SFR 地址 = 0xC7 SFR 页 = 全部 复位值 = xxxx-x SCKS2 SCKS1 SCKS0 R R R R R R/W R/W R/W Bit 7~3: 保留. Bit 2~0: SCKS2 ~ SCKS0, 可编程系统时钟选择 SCKS[2:0] 系统时钟 (Fosc) CLKin CLKin / CLKin / CLKin / CLKin / CLKin / CLKin / CLKin /128 QP D 13/79

14 CKCON1: 时钟控制寄存器 1 SFR 地址 = 0xBF SFR 页 = 全部 复位值 = xxx OSCDR XCKS4 XCKS3 XCKS2 XCKS1 XCKS0 R/W R R R/W R/W R/W R/W R/W Bit 7: OSCDR, OSC 驱动控制寄存器 0: 足够驱动能力, 驱动晶体振荡器 1: 减少晶体振荡器的驱动能力 可以帮助减少 EMI Bit 6~5: 保留. Bit 4~0: 设置振荡频率值去定义 ISP/IAP 操作的基本时间 根据 OSCin 填充一个适当的值, 如下表 : [XCKS4~XCKS0] = OSCin 1, 当 OSCin=1~25 (MHz) 时 例如 : (1) 如果 OSCin=12MHz, 则填充 [XCKS4~XCKS0] 为 11, 即 :001011B. (2) 如果 OSCin=6MHz, 则填充 [XCKS4~XCKS0] 为 5, 即 :000101B. 默认值 XCKS= 5 b01010 OSCin XCKS[4:0] 1MHz 5 b MHz 5 b MHz 5 b MHz 5 b MHz 5 b MHz 5 b MHz 5 b MHz 5 b11000 AUXR0: 辅助寄存器 0 SFR 地址 = 0x8E SFR 页 = 全部 复位值 = P60OC1 P60OC0 P60FD P34FD Bit 7~6: P60 输出配置控制位 1 和 0 P60 支持下面的选择为 GPIO 或时钟源发生器 当 P60OC[1:0] 索引为非 P60 功能时,XTAL2 将驱动片上 RC 振荡器输出为其它设备提供时钟源 P60OC[1:0] XTAL2 功能 I/O 模式 00 P60 准双向口 01 INTOSC 推挽输出 10 INTOSC/2 推挽输出 11 INTOSC/4 推挽输出 Bit 5: P60FD, P6.0 快速驱动 0: P6.0 默认驱动输出 1: P6.0 快速驱动输出使能 如果 P6.0 被配置作时钟输出 QP D 14/79

15 MAKE YOUWIN CPU 功能描述 7.1. CPU 寄存器 PSW: 程序状态字 SFR 地址 = 0xD0 SFR 页 = 全部 复位值 = CY AC F0 RS1 RS0 OV F1 P CY: 进位标志 有进位 / 借位时 CY=1, 否则 CY=0 AC: 半进位标志 当 D3 位向 D4 位产生进位 / 借位时 AC=1, 否则 AC=0, 常用于十进制调整运算中 F0: 用户可设定的标志位 0, 可置位 / 复位, 也可供测试 RS1 RS0: 四个通用寄存器组的选择位, 该两位的四种组合状态用来选择 0~3 寄存器组 见下表 : RS1 RS0 工作寄存器组 组 (00-07H) 组 (08-0FH) 组 (10-17H) 组 (18-1FH) OV: 溢出标志 当带符号数运算结果超出 -128~+127 范围时 OV=1, 否则 OV=0 当无符号数乘法结果超过 255 时, 或当无符号数除法的除数为 0 时,OV=1, 否则 OV=0 F1: 用户可设定的标志 1, 可置位 / 复位, 也可供测试 P: 奇偶校验标志 每条指令执行完, 若 A 中 1 的个数为奇数时 P=1, 否则 P=0, 即奇偶校验方式 SP: 堆栈指针 SFR 地址 = 0x81 SFR 页 = 全部 复位值 = SP[7] SP[6] SP[5] SP[4] SP[3] SP[2] SP[1] SP[0] DPL: 数据指针低字节 SFR 地址 = 0x82 SFR 页 = 全部 复位值 = DPL[7] DPL[6] DPL[5] DPL[4] DPL[3] DPL[2] DPL[1] DPL[0] DPH: 数据指针高字节 SFR 地址 = 0x83 SFR 页 = 全部 复位值 = DPH[7] DPH[6] DPH[5] DPH[4] DPH[3] DPH[2] DPH[1] DPH[0] B: B 寄存器 SFR 地址 = 0xF0 SFR 页 = 全部 复位值 = B[7] B[6] B[5] B[4] B[3] B[2] B[1] B[0] QP D 15/79

16 7.2. CPU 时序 是一个基于 1-T 结构 80C51 CPU 的单芯片维处理器, 指令完全兼容 8051, 执行一条指令只要 1~7 时钟周期 ( 是标准 8051 的 6~7 倍 ) 它通过管道结构加快了指令执行速度超过标准 8051 结构 指令时序不同于标准 8051 多数 8051 执行指令的差别是基于机器周期和时钟周期的, 机器周期为 2 到 12 个时钟周期 然而,1T-80C51 是基于时钟周期时序的 所有指令时序被指定为时钟周期期间 关于 1T-80C51 指令的更多详情 ( 包括每条指令的助记符 字节数 时钟周期 ) 请参考 指令集 7.3. CPU 寻址方式 直接寻址在指令中直接给出操作数地址的就属于直接寻址 此时, 指令中的操作数部分就是操作数的地址 例如指令 : MOV A,4FH ;(A) (4FH) 可用于直接寻址的空间是, 内部数据 RAM 的低 128 字节及特殊功能寄存器 SFRs 寄存器间接寻址 由指令中指出某一个寄存器的内容作为操作数的地址 内部 RAM 和外部 RAM 都能通过间接寻址方式进行访问 使用当 前工作寄存器组中的 R0 或 R1 存放操作数单元的地址指针 (8 位地址 ), 在执行 PUSH( 压栈 ) 和 POP( 出栈 ) 指令时 采用堆栈指针 SP 作寄存间接寻址 而如果地址是 16 位时就只能使用 DPTR 数据指针作间接寻址了 例如指令 : MOV A,@R0 ;(A) ((R0)) MOVX A,@R1 ;(A) ((R1)) MOVX A,@DPTR ;(A) ((DPTR)) 寄存器寻址 (REG) 寄存器寻址就是以通过寄存器的内容作为操作数 在指令的助记符号中直接以寄存器的名字来表示操作数的地址 例 如指令 : MOV A,R0 ;(A) (R0) ADD A,R0 ;(A) (Acc)+(R0) 能用于这种寻址方式的寄存器还有 ACC B DPTR AB( 双字节 ) 和 CY( 位累加器 ) 变址寻址以某个寄存器的内容作为基本地址, 然后在这个基本地址基础上加上地址偏移量才是真正的操作数地址 例如指令 : MOVC A,@A+DPTR ;(A) ((A)+(DPTR)) 不论用 DPTR 或是 PC 作为基址指针, 变址寻址方式都只适用于 8051 的程序存储器, 通常用于读取数据表 立即寻址指令中地址码部分给出的就是操作数 即取出指令的同时立即得到了操作数 例如指令 : MOV A,#4FH ;(A) 6FH 相对寻址相对寻址时, 由程序计数器 PC 提供的基地址与指令中提供的偏移量 rel 相加, 得到操作数的地址 这时指出的地址是操作数与现行指令的相对位置 例如指令 : SJMP rel ;PC (PC)+2+rel 位寻址操作数是二进制数的某一位, 其位地址出现在指令中, 例如指令 : SETB bit ;(bit) 1 QP D 16/79

17 MAKE YOUWIN 8. 存储器结构 像所有的 80C51 一样, 的程序存储器和数据存储器的地址空间是分开的, 这样 8 位微处理器可以通过一个 8 位的地址快速而有效的访问数据存储器 程序存储器 (AP) 最大 13.5K 字节 在 中, 所有的程序存储器都是片上 Flash 存储器 因为没有设计外部程序使能 (/EA) 和编程使能 (/PSEN) 信号, 所以不允许外接程序存储器 数据存储器使用与程序存储器不同的地址空间 有 256 字节的内部 RAM 和 256 字节片上扩展存储器 (XRAM) 8.1. 片上程序存储器 程序存储器用来保存让 CPU 进行处理的程序代码, 如图 8-1 所示 复位后,CPU 从地址为 0000H 的地方开始运行, 用户应用代码的起始部分应该放在这里 为了响应中断, 中断服务位置 ( 被称为中断矢量 ) 应该位于程序存储器 每个中断在程序存储器中有一个固定的起始地址, 中断使 CPU 跳到这个地址运行中断服务程序 举例来说, 外部中断 0 被指定到地址 0003H, 如果使用外部中断 0, 那么它的中断服务程序一定是从 0003H 开始的 如果中断未被使用, 那么这些地址就可以被一般的程序使用 中断服务程序的起始地址之间有 8 字节的地址间隔 : 外部中断 0,0003H; 定时器 0,000BH; 外部中断 1,0013H; 定时器 1,001BH 等等 如果中断服务程序足够短, 它完全可以放在这 8 字节的空间中 如果其他的中断也被使用的话, 较长的中断服务程序可以通过一条跳转指令越过后面的中断服务起始地址 图 8-1 程序存储器 QP D 17/79

18 8.2. 片上数据存储器 RAM 图 8-2 向 使用者展示了内部和外部数据存储器的空间划分 内部数据存储器被划分为三部分, 通常被称为低 128 字节 RAM, 高 128 字节 RAM 和 128 字节 SFR 空间 内部数据存储器的地址线只有 8 位宽, 因此地址空间只有 256 字节 SFR 空间的地址高于 7FH, 用直接地址访问 ; 而用间接访问的方法访问高 128 字节的 RAM 这样虽然 SFR 和高 128 字节 RAM 占用相同的地址空间, 但他们实际上是分开的 图 8-2 所示, 低 128 字节 RAM 与所有 80C51 一样 最低的 32 字节被划分为 4 组每组 8 字节的寄存器组 指令中称这些寄存器为 R0 到 R7 程序状态字 (PSW) 中的两位用于选择哪组寄存器被使用 这使得程序空间能够被更有效的使用, 因为对寄存器访问的指令比使用直接地址的指令短 接下来的 16 字节是可以位寻址的存储器空间 80C51 的指令集包含一个位操作指令集, 这区域中的 128 位可以被这些指令直接使用 位地址从 00H 开始到 7FH 结束 所有的低 128 字节 RAM 都可以用直接或间接地址访问, 而高 128 字节 RAM 只能用间接地址访问 SFR 包括端口寄存器, 定时器和外围器件控制器, 这些寄存器只能用直接地址访问 SFR 空间中有 16 个地址同时支持位寻址和直接寻址 可以位寻址的 SFR 的地址末位是 0H 或 8H 存取片上扩展 RAM (XRAM),256 字节的 XRAM (0000H ~ 00FFH) 通过指令 MOVX 间接寻址 存取 XRAM 没有任何关于地址, 地址锁存器和读 / 写选通信号的输出 图 8-2 低 128 字节内部 RAM Lower 128 Bytes of internal SRAM 7FH Four banks of 8 registers R0~R7 30H 20H 18H 10H 08H 00H Bit Addressable Bank 3 Bank 2 Bank 1 Bank 0 2FH 1FH 17H 0FH 07H Reset value of Stack Pointer 8.3. 片上扩展 RAM (XRAM) 存取片上 RAM (XRAM), 256 字节的 XRAM (0000H ~ 00FFH) 通过指令 和 间接寻址 KEIL-C51 编译器中, 分配变量定位 XRAM, 应使用 pdata 或 xdata 去定义 编译后, 这变量被分别编译为通过 和 寻址 从而 硬体能正确存取它们 QP D 18/79

19 MAKE YOUWIN 8.4. 关于 C51 编译器的声明识别符 C51 编译器的声明识别符与 存储空间的对应关系 data 128 字节的内部数据存储空间 (00h~7Fh); 使用除 MOVX 和 MOVC 以外的指令, 可以直接或间接的访问 全部或部分的堆栈可能保存在此区域中 idata 间接数据 ;256 字节的内部数据存储空间 (00h~FFh) 使用除 MOVX 和 MOVC 以外的指令间接访问 全部或部分的堆栈可能保存在此区域中 此区域包括 data 区和 data 区以上的 128 字节 sfr 特殊功能寄存器 ; CPU 寄存器和外围部件控制 / 状态寄存器, 只能通过直接地址访问 xdata 外部数据或片上的扩展 RAM (XRAM); 通过 指令访问标准 80C51 的 64K 存储空间 有 256 字节的片上 xdata 存储空间 pdata 分页的外部数据 (256 字节 ) 或片上的扩展 RAM; 通过 指令访问标准 80C51 的 256 字节存储空间 有片上 256 字节 pdata 存储空间, 它与 xdata 共享 code 16K 程序存储空间 ; 通过 访问, 作为程序的一部分被读取 有 16K 字节的片上 code 存储器. QP D 19/79

20 9. 双数据指针寄存器 (DPTR) 通过数据指针用来加速代码执行和减少代码尺寸, 双 DPTR 结构是一种方法 芯片将指定外部数据存储器的定位地址 外部存储器有两个 16 位 DPTR 寄存器, 和一个控制位称作为 DPS(AUXR1.0), 允许在程序代码和外部存储器之间的切换 图 9-1 双 DPTR (83h) (82h) DPTR0 DPH DPL AUXR1.DPS=0 DPTR1 DPH DPL AUXR1.DPS=1 External Data Memory DPTR 指令 使用 DPS 位的六条指令参考 DPTR 的当前选择, 如下 : INC DPTR ; 数据指针加 1 MOV DPTR,#data16 ;DPTR 加载 16 位常量 MOVC A,@A+DPTR ; 将代码字节移动到 ACC MOVX A,@DPTR ; 移动外部 RAM(16 位地址 ) 到 ACC ; 移动 ACC 到外部 RAM(16 位地址 ) ; 直接跳转到 DPTR AUXR1: 辅助控制积存器 1 SFR 地址 = 0xA2 SFR 页 = 全部 复位值 = xx0 GPWKS1 GPWKS0 P5PWM P1S0 GF2 GF GF DPS Bit 0: DPTR 选择位, 用来在 DPTR0 和 DPTR1 之间切换 0: 选择 DPTR0 1: 选择 DPTR1 DPS 选择 DPTR 0 DPTR0 1 DPTR1 QP D 20/79

21 MAKE YOUWIN 10. I/O 结构 有下列 I/O 端口 :P0.0~P0.7, P1.0~P1.7, P2.0~P2.7, P3.0~P3.7, P4.0~P4.6, P5.0~P5.7, P6.0~P6.1 及 P7.0~P7.7 如果选择内部振荡器作系统时钟输入,XTAL2 和 XTAL1 被配置为 P6.0 和 P6.1 确切的 I/O 口数目根据封装而不同, 见下表 : 表 10-1 可用到的 I/O 口数目 I/O Pins P0.0~P0.7, P1.0~P1.7, P2.0~P2.7, P3.0~P3.7, P4.0~P4.6, P5.0~P5.7, P7.0~P7.7, XTAL2(P6.0), XTAL1(P6.1) Number of I/O ports 55 or 57 (INTOSC enabled) IO 配置 除 P6.0~P6.1 和 P7.0~P7.7 外, 所有 I/O 端口引脚可以配置为四种模式中的其中一种 这四种类型有 : 准双向口 ( 标准 8051 的 I/O 端口 ) 上拉输出 集电极开路输出和输入 ( 高阻抗输入 ) P6.0 和 P6.1 只能作准双向口模式 下面描述这四种 I/O 口模式 准双向口 端口引脚工作在准双向模式时与标准 8051 端口引脚类似 一个准双向端口用作输入和输出时不需要对端口重新配置 这种可能是因为端口输出逻辑高时, 弱上拉, 允许外部器件拉低引脚 当输出低时, 强的驱动能力可吸收大电流 在准双向输出时有三个上拉晶体管用于不同的目的 其中的一种上拉, 称为微上拉, 只要端口寄存器的引脚包含逻辑 1 则打开 如果引脚悬空, 则这种非常弱上拉提供一个非常小的电流将引脚拉高 第二种上拉称为 弱上拉, 端口寄存器的引脚包含逻辑 1 时且引脚自身也在逻辑电平时打开 这种上拉对准双向引脚提供主要的电流源输出为 1 如果引脚被外部器件拉低, 这个弱上拉关闭, 只剩一个微上拉 为了在这种条件下将引脚拉低, 外部器件不得不吸收超过弱上拉功率的电流, 且拉低引脚在输入的极限电压之下 第三种上拉称为 强 上拉 这种上拉用于加速准双向端口的上升沿跳变, 当端口寄存器从逻辑 0 到逻辑 1 时 当这发生时, 强上拉打开两个 CPU 时钟, 快速将端口引脚拉高 准双向端口配置如下图所示 图 10-1 准双向 I/O 口 VDD VDD VDD 2 clocks delay Strong Very weak Weak Port Pin Port latch data Input data 推挽输出 推挽输出配置有下拉, 和开漏输出 准双向输出模式有着相同的结构, 当端口寄存器包含逻辑 1 时提供一个连续的强上拉 当一个端口输出需要更大的电流时可配置为推挽输出模式 另外, 在这种配置下的端口输入引脚和输入路 QP D 21/79

22 径的准双向模式的配置相同 推挽输出配置如下图所示 图 10-2 推挽输出 VDD Strong Port Pin Port latch data Input data 仅输入 ( 高阻输入 ) 仅输入模式在引脚上没有任何上拉电阻, 如下图所示 图 10-3 仅输入 Input data Port Pin 开漏集输出 配置为开漏输出时, 当端口寄存器包含逻辑 0 时, 关闭所有上拉, 只有端口引脚的下拉晶体管 使用这个功能配置应用, 端口引脚必须有外部上拉, 典型的将电阻接到 VDD 这个模式的下拉和准双向端口的模式相同 另外, 在这种配置下的端口输入引脚的输入路径和准双向模式相同 开漏输出端口配置如图 10-2 所示 图 10-4 开漏集输出 QP D 22/79

23 MAKE YOUWIN Port Pin Port latch data Input data I/O 端口寄存器 所有端口可通过软件个别的 独立的配置为四种之中的一种类型, 基于位位基础, 如下表所示 这四种类型有 : 准双向 ( 标准 8051 的 I/O 端口 ) 上拉输出 集电极开路输出和输入 ( 高阻抗输入 ) 每个端口有两个模式寄存器来选择各个端口引脚的类型 表 10-2 端口配置设定 PxM0.y PxM1.y 端口模式 0 0 准双向端口 0 1 推挽式输出 1 0 仅输入 ( 高阻抗输入 ) 1 1 开漏集输出 这里 x=0~4 ( 端口号 ),y=0~7 ( 端口引脚 ) 寄存器 PxM0 和 PxM1 列表如下 QP D 23/79

24 端口 0 P0: 端口 0 寄存器 SFR 地址 = 0x80 SFR 页 = 全部 复位值 = P0.7 P0.6 P0.5 P0.4 P0.3 P0.2 P0.1 P0.0 Bit 7~0: P0.7~P0.0 通过 CPU 置 1/ 清 0 P0M0: 端口 0 模式寄存器 0 SFR 地址 = 0x93 SFR 页 = 全部 复位值 = P0M0.7 P0M0.6 P0M0.5 P0M0.4 P0M0.3 P0M0.2 P0M0.1 P0M0.0 P0M1: 端口 0 模式寄存器 1 SFR 地址 = 0x94 SFR 页 = 全部 复位值 = P0M1.7 P0M1.6 P0M1.5 P0M1.4 P0M1.3 P0M1.2 P0M1.1 P0M 端口 1 P1: 端口 1 寄存器 SFR 地址 = 0x90 SFR 页 = 全部 复位值 = P1.7 P1.6 P1.5 P1.4 P1.3 P1.2 P1.1 P1.0 Bit 7~0: P1.7~P1.0 通过 CPU 置 1/ 清 0 P1M0: 端口 1 模式寄存器 0 SFR 地址 = 0x91 SFR 页 = 全部 复位值 = P1M0.7 P1M0.6 P1M0.5 P1M0.4 P1M0.3 P1M0.2 P1M0.1 P1M0.0 P1M1: 端口 1 模式寄存器 1 SFR 地址 = 0x92 SFR 页 = 全部 复位值 = P1M1.7 P1M1.6 P1M1.5 P1M1.4 P1M1.3 P1M1.2 P1M1.1 P1M1.0 如果 P1.1 ~ P1.5 任何一个口设置为比较器模式输入, 则必须配置这个 I/O 口模式为仅输入模式为比较器得到模拟信号 端口 2 QP D 24/79

25 MAKE YOUWIN P2: 端口 2 寄存器 SFR 地址 = 0xA0 SFR 页 = 全部 复位值 = P2.7 P2.6 P2.5 P2.4 P2.3 P2.2 P2.1 P2.0 Bit 7~0: P2.7~P2.0 通过 CPU 置 1/ 清 0 或在 PWM 模式时作 PWM 定时器下溢出事件的通道 P2M0: 端口 2 模式寄存器 0 SFR 地址 = 0x95 SFR 页 = 全部 复位值 = P2M0.7 P2M0.6 P2M0.5 P2M0.4 P2M0.3 P2M0.2 P2M0.1 P2M0.0 P2M1: 端口 2 模式寄存器 1 SFR 地址 = 0x96 SFR 页 = 全部 复位值 = P2M1.7 P2M1.6 P2M1.5 P2M1.4 P2M1.3 P2M1.2 P2M1.1 P2M 端口 3 P3: 端口 3 寄存器 SFR 地址 = 0xB0 SFR 页 = 全部 复位值 = P3.7 P3.6 P3.5 P3.4 P3.3 P3.2 P3.1 P3.0 Bit 7~0: P3.7~P3.0 通过 CPU 置 1/ 清 0 P3M0: 端口 3 模式寄存器 0 SFR 地址 = 0xB1 SFR 页 = 全部 复位值 = P3M0.7 P3M0.6 P3M0.5 P3M0.4 P3M0.3 P3M0.2 P3M0.1 P3M0.0 P3M1: 端口 3 模式寄存器 1 SFR 地址 = 0xB2 SFR 页 = 全部 复位值 = P3M1.7 P3M1.6 P3M1.5 P3M1.4 P3M1.3 P3M1.2 P3M1.1 P3M 端口 4 P4: 端口 4 寄存器 SFR 地址 = 0xE8 SFR 页 = 全部复位值 = x QP D 25/79

26 -- P4.6 P4.5 P4.4 P4.3 P4.2 P4.1 P4.0 R R/W R/W R/W R/W R/W R/W R/W Bit 6~0: P4.6~P4.0 通过 CPU 置 1/ 清 0 P4M0: 端口 4 模式寄存器 0 SFR 地址 = 0xB3 SFR 页 = 全部 复位值 = x000-00xx -- P4M0.6 P4M0.5 P4M0.4 P4M0.3 P4M0.2 P4M0.1 P4M0.0 R R/W R/W R/W R/W R/W R/W R/W P4M0.1 和 P4M0.0 的复位值由硬件选项 P41IOE 和 P40IOE 决定 如果硬件选项 P41IOE 和 P40IOE 被打开, 则 P4M0.1 和 P4M0.0 的复位值被置 1 配置 P4.1/P4.0 作仅输入模式 否则 P4M0.1/P4M0.0 的复位值被清 0 配置 P4.1/P4.0 作准双向口 P4M1: 端口 4 模式寄存器 1 SFR 地址 = 0xB4 SFR 页 = 全部 复位值 = x P4M1.6 P4M1.5 P4M1.4 P4M1.3 P4M1.2 P4M1.1 P4M1.0 R R/W R/W R/W R/W R/W R/W R/W 端口 5 P5: 端口 5 寄存器 SFR 地址 = 0xF8 SFR 页 = 全部 复位值 = P5.7 P5.6 P5.5 P5.4 P5.3 P5.2 P5.1 P5.0 Bit 7~0: P5.7~P5.0 通过 CPU 置 1/ 清 0 当 PWM 定时器被使能和 AUXR1.P5PWM 被使能时 P5 也可作 PWM 输出 P5M0: 端口 5 模式寄存器 0 SFR 地址 = 0xB5 SFR 页 = 全部 复位值 = P5M0.7 P5M0.6 P5M0.5 P5M0.4 P5M0.3 P5M0.2 P5M0.1 P5M0.0 P5M1: 端口 5 模式寄存器 1 SFR 地址 = 0xB6 SFR 页 = 全部 复位值 = P5M1.7 P5M1.6 P5M1.5 P5M1.4 P5M1.3 P5M1.2 P5M1.1 P5M 端口 6 P6: 端口 6 寄存器 SFR 地址 = 0xC8 SFR 页 = F 复位值 = xxxx-xx11 QP D 26/79

27 MAKE YOUWIN P6.1 P6.0 R R R R R R R/W R/W Bit 7~2: 保留. Bit 1~0: P6.1~P6.0 通过 CPU 置 1/ 清 0 它们只支持准双向口模式 此寄存器只能通过 SFR 页 F 存取 端口 7 P7: 端口 7 寄存器 SFR 地址 = 0xD8 SFR 页 = F 复位值 = P7.7 P7.6 P7.5 P7.4 P7.3 P7.2 P7.1 P7.0 Bit 7~0: P7.7~P7.0 通过 CPU 置 1/ 清 0 端口 7 只支持准双向口模式 o 此寄存器只能通过 SFR 页 F 存取 QP D 27/79

28 11. 中断 中断结构 Global Enable (IE.EA) IP0L,IP0H,EIP1L,EIP1H Registers Highest Priority Level Interrupt Interrupt Polling Sequence nint0 TCON.IT 0 IE0 IE.EX0 TCON.TF0 IE.ET0 TCON.IT 1 nint1 IE1 IE.EX1 TCON.TF1 IE.ET1 SCON.RI SCON.TI IE.ES TF2 EXF2 IE.ET2 nint2 0 1 XICON0.IT2 IE2 XICON0.EX2 XICON0.INT2H nint3 0 1 XICON0.IT3 IE3 XICON0.EX3 XICON0.INT3H EIE1.EBOI PCON1.BOD EIE1.EACI ACON.ACF CMOD_ECF CCON.CF nint4 0 1 XICON1.IT4 IE4 XICON1.EX4 XICON1.INT4H nint5 0 1 XICON1.IT5 IE5 XICON1.EX5 XICON1.INT5H Lowest Priority Level Interrupt QP D 28/79

29 MAKE YOUWIN 中断寄存器 IE: 中断使能寄存器 SFR 地址 = 0xE8 SFR 页 = 全部 复位值 = 0X EA -- ET2 ES ET1 EX1 ET0 EX0 R/W R R/W R/W R/W R/W R/W R/W Bit 7: EA, 全局中断使能位 0: 禁止所有中断 1: 使能全局中断 Bit 6: 保留. Bit 5: ET2, 定时器 2 中断使能位 0: 禁止定时器 2 中断 1: 使能定时器 2 中断 Bit 4: ES, 串口中断使能位 0: 禁止串口中断 1: 使能串口中断 Bit 3: ET1, 定时器 1 中断使能位 0: 禁止定时器 1 中断 1: 使能定时器 1 中断 Bit 2: EX1, 外部中断 1 使能位 0: 禁止外部中断 1 1: 使能外部中断 1 Bit 1: ET0, 定时器 0 中断使能位 0: 禁止定时器 0 中断 1: 使能定时器 0 中断 Bit 0: EX0, 外部中断 0 使能位 0: 禁止外部中断 0 1: 使能外部中断 0 XIFLG: 外部中断标志寄存器 SFR 地址 = 0xC0 SFR 页 = 全部 复位值 = XXXX IE5 IE4 IE3 IE2 R R R R R/W R/W R/W R/W Bit 7~4: 保留. Bit 3: IE5, 外部中断 5 请求标志 0: 当进入中断服务程序时硬件清零 也可以通过指令清零 1: 当侦察到外部中断时硬件置 1 也可以通过软件置 1 Bit 2: IE4, 外部中断 4 请求标志 QP D 29/79

30 0: 当进入中断服务程序时硬件清零 也可以通过指令清零 1: 当侦察到外部中断时硬件置 1 也可以通过软件置 1 Bit 1: IE3, 外部中断 3 请求标志 0: 当进入中断服务程序时硬件清零 也可以通过指令清零 1: 当侦察到外部中断时硬件置 1 也可以通过软件置 1 Bit 0: IE2, 外部中断 2 请求标志 0: 当进入中断服务程序时硬件清零 也可以通过指令清零 1: 当侦察到外部中断时硬件置 1 也可以通过软件置 1 XICON0: 外部中断控制寄存器 0 SFR 地址 = 0xC1 SFR 页 = 全部 复位值 = X000-X INT3H IT3 EX3 -- INT2H IT2 EX2 R R/W R/W R/W R R/W R/W R/W Bit 7: 保留. Bit 6: INT3H, nint3 高 / 低触发使能 0: nint3 低电平或下降沿触发 (P4.2) 1: nint3 高电平或上升沿触发 (P4.2) Bit 5: IT3, 外部中断 3 类型控制位 0: 电平触发 1: 边沿触发 Bit 4: EX3, 外部中断 3 使能位 0: 禁止外部中断 3 1: 使能外部中断 3 Bit 3: 保留. Bit 2: INT2H, nint2 高 / 低触发使能 0: nint2 低电平或下降沿触发 (P4.3) 1: nint2 高电平或上升沿触发 (P4.3) Bit 1: IT2, 外部中断 2 类型控制位 0: 电平触发 1: 边沿触发 Bit 0: EX2, 外部中断 2 使能位 0: 禁止外部中断 2 1: 使能外部中断 2 XICON1: 外部中断控制寄存器 1 SFR 地址 = 0xC2 SFR 页 = 全部 复位值 = X000-X INT5H IT5 EX5 -- INT4H IT4 EX4 R R/W R/W R/W R R/W R/W R/W QP D 30/79

31 MAKE YOUWIN Bit 7: 保留. Bit 6: INT5H, nint5 高 / 低触发使能 0: nint5 低电平或下降沿触发 (P5.1) 1: nint5 高电平或上升沿触发 (P5.1) Bit 5: IT5, 外部中断 5 类型控制位 0: 电平触发 1: 边沿触发 Bit 4: EX5, 外部中断 5 使能位 0: 禁止外部中断 5 1: 使能外部中断 5 Bit 3: 保留. Bit 2: INT4H, nint4 高 / 低触发使能 0: nint4 低电平或下降沿触发 (P5.0) 1: nint4 高电平或上升沿触发 (P5.0) Bit 1: IT4, 外部中断 4 类型控制位 0: 电平触发 1: 边沿触发 Bit 0: EX4, 外部中断 4 使能位 0: 禁止外部中断 4 1: 使能外部中断 4 EIE1: 扩展中断使能寄存器 SFR 地址 = 0xAD SFR 页 = 全部 复位值 = XXXX-XX EACI EBOI R R R R R R R/W R/W Bit 7~2: 保留. Bit 1: EACI, 模拟比较器中断使能位 0: 模拟比较器中当 ACCON.ACF =1 时使能比较器中断 1: 模拟比较器中当 ACCON.ACF =1 时禁止比较器中断 Bit 0: EBOI, BOD 中断使能 0: 电源控制模块中当 PCON1.BOD=1 时使能 BOD 中断 1: 电源控制模块中当 PCON1.BOD=1 时禁止 BOD 中断 IP0L: 中断优先级寄存器 0 低 SFR 地址 = 0xB8 SFR 页 = 全部 复位值 = PX3L PX2L PT2L PSL PT1L PX1L PT0L PX0L Bit 7: PX3L, 外部中断 3 优先级低位 QP D 31/79

32 Bit 6: PX2L, 外部中断 2 优先级低位 Bit 5: PT2L, 定时器 2 中断优先级低位 Bit 4: PSL, 串行口中断优先级低位 Bit 3: PT1L, 定时器 1 中断优先级低位 Bit 2: PX1L, 外部中断 1 优先级低位 Bit 1: PT0L, 定时器 0 中断优先级低位 Bit 0: PX0L, 定时器 0 中断优先级低位 IP0H: 中断优先级寄存器 0 高 SFR 地址 = 0xB7 SFR 页 = 全部 复位值 = PX3H PX2H PT2H PSH PT1H PX1H PT0H PX0H Bit 7: PX3H, 外部中断 3 优先级高位 Bit 6: PX2H, 外部中断 2 优先级高位 Bit 5: PT2H, 定时器 2 中断优先级高位 Bit 4: PSH, 串行口中断优先级高位 Bit 3: PT1H, 定时器 1 中断优先级高位 Bit 2: PX1H, 外部中断 1 优先级高位 Bit 1: PT0H, 定时器 0 中断优先级高位 Bit 0: PX0H, 定时器 0 中断优先级高位 EIP1L: 扩展中断优先级寄存器 1 低 SFR 地址 = 0xAE SFR 页 = 全部 复位值 = XXX PX5L PX4L PPTL PACL PBOL R R R R/W R/W R/W R/W R/W Bit 7~5: 保留. Bit 4: PX5L, 外部中断 5 优先级低位 Bit 3: PX4L, 外部中断 4 优先级低位 Bit 2: PPTL, PWM 定时器中断优先级低位 Bit 1: PACL, 模拟比较器中断优先级低位 Bit 0: PBOL, BOD 中断优先级低位 EIP1H: 扩展中断优先级寄存器 1 高 SFR 地址 = 0xAF SFR 页 = 全部 复位值 = XXX PX5H PX4H PPTH PACH PBOH R R R R/W R/W R/W R/W R/W Bit 7~5: 保留. Bit 4: PX5H, 外部中断 5 优先级高位 Bit 3: PX4H, 外部中断 4 优先级高位 Bit 2: PPTH, PWM 定时器中断优先级高位 Bit 1: PACH, 模拟比较器中断优先级高位 Bit 0: PBOH, BOD 中断优先级高位 QP D 32/79

33 MAKE YOUWIN IP0L, IP0H, EIP1L 和 EIP1H 组合成 4 级优先级中断, 见下表 : {IPH.x, IPL.x} 优先级 11 1 ( 最高 ) 有 13 个中断源 通过置位或清零寄存器 IE EIE1 XICON0 XICON1 中对应使能位可以单独的使能或禁止每一个中断源 也包含一个全局禁止位 EA, 清零 EA 则禁止所有中断 每个中断源有两个对应的中断优先级寄存器位去设置它的优先级 一个在 IpxH 寄存器中, 另一个在案 IpxL 寄存器中 高优先级的中断不会被低优先级的中断请求打断 两个优先不同的中断请求同时发生则高优先级的中断优先被处理, 若优先级相同的中断请求同时发生则由内部查询顺序决定处理哪个中断 两级优先级中断结构在控制这些中断事物中是非常灵活的 下表展示了相同级别中断的内部查询顺序和中断向量 中断源 向量地址 优先级别 外部中断 H 1 ( 高 ) 定时器 0 000BH 2 外部中断 H 3 定时器 1 001BH 4 串行口中断 0023H 5 定时器 2 002BH 6 外部中断 H 7 外部中断 3 003BH 8 BOD 0043H 9 模拟比较器 004BH 10 PWM 定时器 0053H 11 外部中断 4 005BH 12 外部中断 H 13 外部中断 /INT0 /INT1 /INT2 /INT3 和 /INT4 分别通过 TCON 的 IT0 IT1,XICON0 的 IT2 IT3,XICON1 的 IT4 IT5 可以设置成电平触发或边沿触发 实际产生的中断标志位是 TCON 的 IE0 IE1,XIFLG 的 IE2 IE3 IE4 IE5 产生外部中断时, 如果是边沿触发, 进入中断服务程序后由硬件清除中断标志位, 如果中断是电平触发, 由外部请求源而不是由片内硬件控制请求标志 定时器 0 和定时器 1 中断由 TF0 和 TF1( 分别由各自的定时 / 计数寄存器控制 ) 产生 当产生定时器中断时, 进入中断服务程序后由片内硬件清除标志位 串口中断由 RI 和 TI 的逻辑或产生 进入中断服务程序后, 这些标志均不能被硬件清除 实际上, 中断服务程序通常需要确定是由 R I 还是 TI 产生的中断, 然后由软件清除中断标志 定时器 2 中断由 TF2 和 EXF2 的逻辑或产生 进入中断服务程序后, 这些标志均不能被硬件清除 实际上, 中断服务程序通常需要确定是由 TF2 还是 EXF2 产生的中断, 然后由软件清除中断标志 BOD 中断由 PCON1.BOD 产生, 当片上的 Brownout-Detector 检测到对应的低电平事件时置此位中断请求标志 进入中断服务程序后由片内硬件清除标志位 模拟比较器中断由 ACCON.ACF 产生 进入中断服务程序后由片内硬件清除标志位 PWM 定时器中断由 CCON.CF 产生 进入中断服务程序后由片内硬件清除标志位 i QP D 33/79

34 所有这些产生中断的位都可通过软件置位或清零, 与通过硬件置位或清零的效果相同 简而言之, 中断可由软件产生, 推迟或取消 硬件如何响应中断 每一个机器周期的 S5P2 时间采样中断请求标志, 采样被保持到下一个 S5P2 时期 如果一个中断请求标志在第一个 S5P2 时间被置位, 在第二个 S5P2 时间 ( 采样周期 ) 将被硬件发现, 这时若没有下面任何一个阻止条件则中断系统将产生一个硬件调用 LCALL 转去执行相应的中断服务程序 阻止条件如下 : 1. CPU 正在处理同级或更高级的中断 ; 2. 现行机器周期不是所执行的最后一个机器周期 ; 3. 正在执行的是 RETI 或是访问 IE 或 IP 的指令 上叙任何一个条件都会阻止硬件去响应发生的中断请求 条件 2 保证了在进入其它中断服务程序前执行完当前指令 条件 3 保证了执行完 RETI 指令或是访问 IE 或 IP 的指令后在进入其它中断向量前能执行至少一条或更多条的指令 每个机器周期硬件都会重复查询中断请求标志, 查询到的值都是前一个 S5P2 时间的状态 值得注意的是如果一个被触发的中断标志由于上面的阻止条件发生了而没得到响应, 并且此标志没有持续到阻止条件消失, 这样的中断请求将得不到响应 也就是说, 中断处理本身不能锁存中断, 譬如外部电平中断若在电平出现时被屏蔽, 而在中断识别之前电平消失, 它被完全忽略 也就是每个查询都是新状态 QP D 34/79

35 MAKE YOUWIN 12. 定时器 / 计数器 有四个定时 / 计数器 : 定时器 0 定时器 1 定时器 2 和 PWM 定时器 定时器 0/1/2 能被配置作为定时器或事件计数器 PWM 定时器能配置为定时器或 PWM 发生器 定时器功能,TLx 寄存器每 12 个时钟周期或 1 个时钟周期加 1, 通过软件设置 AUXR2.T0X12 AUXR2.T1X12 和 T2MOD.T2X12 位来选择 每 12 个时钟周期加一, 计数速率达 1/12 的晶振频率 计数器功能, 根据对应的外部输入引脚的下降沿 T0 T1 或 T2 寄存器加 1 在这些功能中, 每个时钟周期对外部输入信号 (T0 T1 和 T2 引脚 ) 进行采样, 每 12 个时钟周期对 T2 引脚采样 当采样信号出现一个高电平接着一个低电平, 计数加 1 当检测到跳变时新计数值出现在寄存器中 对定时器 0 和定时器 1 来说, 需要用两个时钟周期来识别下降沿跳变, 最大的计数速率为 1/2 的晶振频率 ; 对于定时器 2, 需要用 24 个时钟周期来识别下降沿跳变, 最大计数速率为 1/24 的晶振频率 外部输入信号没有严格的周期限制, 但是要确保在电平改变前至少有一次采样, 对定时器 0 和定时器 1 来说信号应该至少保持一个时钟, 定时器 2 需要 12 个时钟周期 定时器 0 和定时器 模式 0 在这个模式, 定时器寄存器配置为一个 13 位寄存器 计数器所有位从全 1 翻转到全 0, 置位定时器中断标志位 TFx 当 TRx=1 且 GATE=0 或 /INTx=1, 定时器使能输入计数 ( 置 GATE=1 时通过外部输入 /INTx 控制定时器, 以便脉冲宽度测量 ) TRx 和 TFx 控制位在专用寄存器 TCON GATE 位在 TMOD 有两个不同的 GATE 位, 一个是定时器 0(TMOD.7) 另一个是定时器 0(TMOD.3) 13 位寄存器包含 THx 的所有 8 位和 TLx 的低 5 位 TLx 的高 3 位是不确定的可以忽略 置位运行标志 (TRx) 不会清除寄存器 意思是说用户在开始计数前应对 THx 和 TLx 进行初始化 SYSCLK 12 AUXR2.TxX12=0 SYSCLK AUXR2.TxX12=1 C/T=0 TLx[4:0] THx[7:0] Overflow TFx Interrupt Tx Pin C/T=1 TRx GATE x = 0 or 1 nintx Pin QP D 35/79

36 模式 1 除了定时器的寄存器使用全部 16 位外, 模式 1 和模式 0 是相同的 在这个模式,THx 和 TLx 串联, 没有预分频 SYSCLK 12 AUXR2.TxX12=0 SYSCLK AUXR2.TxX12=1 C/T=0 TLx[7:0] THx[7:0] Overflow TFx Interrupt Tx Pin C/T=1 TRx GATE x = 0 or 1 nintx Pin 模式 2 模式 2 配置定时器寄存器为一个自动加载的 8 位计数器 (TLx) TLx 溢出不仅置位 TFx, 而且也将 THx 的内容加载到 TLx,THx 内容由软件预置, 加载不会改变 THx 的值 SYSCLK Ξ 12 AUXR2.TxX12=0 SYSCLK AUXR2.TxX12=1 C/T=0 TLx[7:0] Overflow TFx Interrupt Tx Pin C/T=1 Reload TRx GATE THx[7:0] x = 0 or 1 nintx Pin QP D 36/79

37 MAKE YOUWIN 模式 3 定时器 1 在模式 3 保持计数值 效果和设置 TR1=0 一样 定时器 0 在模式 3 建立 TL0 和 TH0 两个独立的计数器 TL0 使用定时器 0 控制位 :C/T GATE TR0 /INT0 和 TF0 TH0 锁定为定时器功能 ( 每个机器周期计数 ) 且接替定时器 1 来使用 TR1 和 TF1, 因从 TH0 控制定时器 1 中断 模式 3 提供当有额外的需求应用时的一个 8 位时器或计数器时 当定时器 0 在模式 3 时, 定时器 1 可打开或关闭并切换到脱离, 进入到自己的模式 3, 或仍然可用作为串行口的波特率发生器, 或者不需要中断的其它应用 SYSCLK Ξ 12 AUXR2.T0X12=0 SYSCLK AUXR2.T0X12=1 C/T=0 TL0[7:0] Overflow TF0 Interrupt T0 Pin C/T=1 TR0 GATE nint0 Pin SYSCLK Ξ 12 AUXR2.T0X12=0 SYSCLK AUXR2.T0X12=1 TH0[7:0] Overflow TF1 Interrupt TR 定时器时钟输出定时器的可编程时钟输出模式, 则从引脚 TxCK0 输出占空比为 50% 的时钟周期 输出频率根据系统时钟频率 (Fosc) 和加载值到 THx 寄存器的值决定, 公式如下所示 时钟输出模式编程步骤如下 : 1. 在 AUXR2 寄存器置位 TxCKOE 2. 在 TMOD 寄存器清除定时器 0/1 的 C/T 位 SYSCLK Ξ 12 SYSCLK AUXR2.TxX12=0 AUXR2.TxX12=1 TLx[7:0] Overflow D Q CK Q TxCKO C/T=0 Reload TRx GATE=0 nintx Pin THx[7:0] AUXR2.TxCKOE = 1 x = 0 or 1 T0/T1 Clock-out Frequency = SYSCLK Frequency n X (256 THx) ; n=24, if TxX12=0 ; n=2, if TxX12=1 ; x = 0 or 1 & C/T = 0 QP D 37/79

38 定时器 0/1 寄存器 TMOD: 定时器 / 计数器模式寄存器 SFR 地址 = 0x89 SFR 页 = 全部 复位值 = GATE C/T M1 M0 GATE C/T M1 M Timer Timer GATE: 当门控位置位时, 只有在 /INT0 或 /INT1 引脚是高电平且 TR0 或 TR1 控制位置位时, 定时器 / 计数器 0 或 1 使能 当门控制位清零时, 只要 TR0 或 TR1 置 1 定时器 0 或 1 使能 C/T: 定时器或计数器选择器 清零为定时器功能 ( 从内部系统时钟输入 ) 置位为计数器功能 ( 从 T0 或 T1 引脚输入 ) M1 M0 工作模式 位定时器 / 计数器 位定时器 / 计数器 THx 与 TLx 串联, 没有分频器 位自动重载定时器 / 计数器 THx 保持一个值, 并在每次溢出时加载到 TLx 1 1 ( 定时器 0)TL0 是一个 8 位定时器 / 计数器并通过标准定时器 0 的控制位控制 TH0 仅仅是一个 8 位定时器通过定时器 1 的控制位控制 1 1 ( 定时器 1) 定时器 / 计数器停止 TCON: 定时器 / 计数器控制寄存器 SFR 地址 = 0x88 SFR 页 = 全部 复位值 = TF1 TR1 TF0 TR0 IE1 IT1 IE0 IT0 TF1: 定时器 1 溢出标志位 定时器 / 计数器溢出时由硬件置位 处理器进入中断向量程序由硬件清零 TR1: 定时器 1 运行控制位 通过软件置位 / 清零开启或关闭定时器 / 计数器 1 TF0: 定时器 0 溢出标志位 定时器 / 计数器溢出时由硬件置位 处理器进入中断向量程序由硬件清零 TR0: 定时器 0 运行控制位 通过软件置位 / 清零开启或关闭定时器 / 计数器 0 IE1: 外部中断 1 请求标志. 外部中断 1 由边沿或电平触发 ( 由 IT1 设置 ) 硬件置标志. IT1: 外部中断 1 类型控制位. 软件选择下降沿 / 低电平触发外部中断 1. IE0: 外部中断 0 请求标志. 外部中断 0 由边沿或电平触发 ( 由 IT0 设置 ) 硬件置标志. IT0: 外部中断 0 类型控制位. 软件选择下降沿 / 低电平触发外部中断 0. TL0: 定时器 0 低 SFR 地址 = 0x8A SFR 页 = 全部 复位值 = TL0[7] TL0[6] TL0[5] TL0[4] TL0[3] TL0[2] TL0[1] TL0[0] TH0: 定时器 0 高 SFR 地址 = 0x8C SFR 页 = 全部 复位值 = TH0[7] TH0[6] TH0[5] TH0[4] TH0[3] TH0[2] TH0[1] TH0[0] QP D 38/79

39 MAKE YOUWIN TL1: 定时器 1 低 SFR 地址 = 0x8B SFR 页 = 全部 复位值 = TL1[7] TL1[6] TL1[5] TL1[4] TL1[3] TL1[2] TL1[1] TL1[0] TH1: 定时器 1 高 SFR 地址 = 0x8D SFR 页 = 全部 复位值 = TH1[7] TH1[6] TH1[5] TH1[4] TH1[3] TH1[2] TH1[1] TH1[0] AUXR2: 辅助寄存器 2 SFR 地址 = 0xA3 SFR 页 = 全部 复位值 = 000X-XX00 T0X12 T1X12 URM0X T1CKOE T0CKOE R/W R/W R/W R R R R/W R/W T0X12: 当 C/T=0 时, 定时器 0 的时钟源选择 置位选择 Fosc 作为系统时钟源, 清零选择 Fosc/12 作为时钟源 T1X12: 当 C/T=0 时, 定时器 1 的时钟源选择 置位选择 Fosc 作为系统时钟源, 清零选择 Fosc/12 作为时钟源 T1CKOE: 置位 / 清零来使能 / 禁止从 P3.5 输出定时器 1 时钟 T0CKOE: 置位 / 清零来使能 / 禁止从 P3.4 输出定时器 0 时钟 QP D 39/79

40 12.2. 定时器 2 定时器 2 是一个 16 位定时器 / 计数器, 既可作为一个定时器也可以作为一个事件计数器, 通过专用寄存器 T2CON 的 C/T2 位来选择 定时器 2 有四种工作模式 : 捕获 自动加载 ( 向上或向下计数 ) 波特率发生器和可编程时钟输出, 通过专用寄存器 T2CON 和 T2MOD 来选择 捕获模式 (CP) 在捕获模式, 有两个选项通过 T2CON 中的 EXEN2 位来选择 如果 EXEN2=0, 定时器 2 做为一个 16 位的定时器或计数器, 向上溢出, 定时器 2 溢出时 TF2 置位 这位可以用来产生中断 ( 通过使能 IE 寄存器中的定时器 2 中断位 ) 如果 EXEN2=1, 定时器 2 仍然向上, 当外部输入信号 T2EX 由下降沿跳变时引起定时器 2 的寄存器 TH2 和 TL2 分别对应的捕获到 RCAP2H 和 RCAP2L 另外,T2EX 的跳变引起 T2CON 的 EXF2 置位, 且 EXF2 位 ( 象 TF2) 将产生一个中断 ( 中断向量的位置和定时器 2 溢出中断位置相同 ) 捕获模式图解如下图 ( 在这个模式 TL2 和 TH2 没有加载值 直到从 T2EX 捕获事件发生, 在 T2EX 引脚跳变或 Fosc/12 的脉冲产生时计数器仍然保持计数 ) 图 12-5 定时器 2 捕获模式 SYSCLK 12 T2MOD.T2X12=0 SYSCLK T2 Pin T2MOD.T2X12=1 C/T2=0 C/T2=1 TR2 Capture TL2 (8 Bits) TH2 (8 Bits) Overflow TF2 Timer2 Interrupt Transition Detection RCAP2L RCAP2H T2EX Pin EXF2 EXEN 自动加载模式 (AR) 在 16 位自动加载模式, 定时器既可配置成定时器也可以配置成计数器 (C/T2 在 T2CON 寄存器 ), 接着编程向上或向下计数 计数方向由 T2MOD 寄存器的 DCEN 位来决定 ( 向下计数使能 ) 在复位之后,DCEN=0 意思是默认为定时器 2 向上计数 如果 DCEN 置位, 定时器 2 向上或向下计数由 T2EX 引脚的值来决定 图 12-6 示 DCEN=0, 自动使能定时器 2 向上计数 这个模式有两个选项可以通过 T2CON 寄存器的 EXEN2 位来选择 如果 EXEN2=0, 定时器向上计数 0XFFFF 接着计数将置位 TF2( 溢出标志位 ) 这将引起定时器 2 的寄存器将 RCAP2L 和 RCAP2H 的值加载 RCAP2L 和 RCAP2H 的值由软件预置 如果 EXEN2=1, 一个溢出或在输入 T2EX 的一个负跳变将触发加载 16 位值 跳变将置位 EXF2 位 当 TF2 或 EXF2 置 1 时, 如果定时器 2 中断使能, 将产生中断 QP D 40/79

41 MAKE YOUWIN 图 12-6 定时器 2 自动加载模式 (CEN=0) SYSCLK 12 T2MOD.T2X12=0 SYSCLK T2 Pin T2MOD.T2X12=1 C/T2=0 C/T2=1 TL2 (8 Bits) TH2 (8 Bits) Overflow TF2 TR2 Reload Timer2 Interrupt Transition Detection RCAP2L RCAP2H T2EX Pin EXF2 EXEN2 图 12-7 示 DCEN=1, 使能定时器 2 向上或向下计数 这种模式下允许 T2EX 引脚控制计数方向 当 T2EX 的引脚为逻辑 1 时定时器 2 向上计数 定时器 2 在 0FFFFH 时溢出并置位 TF2 标志位, 如果中断使能将产生中断 溢出也将引起 RCAP2L 和 RCAP2H 的 16 位值加载到定时器的寄存器 TL2 和 TH2 当 T2EX 的引脚为逻辑 0 时定时器 2 向下计数 当 TL2 和 TH2 和存储在 RCAP2L 和 RCAP2H 的值相等时将产生下溢 下溢将置位 TF2 标志位并将 0FFFFH 加载到定时器的寄存器 TL2 和 TH2 当定时器 2 下溢或上溢时外部标志位 EXF2 将被触发 如果需要 EXF2 可作为 17 位分辨率 EXF2 标志位在这个模式下不会产生中断 图 12-7 定时器 2 自动加载模式 (CEN=1) (Down Counting Reload Value) Toggle FFH FFH EXF2 SYSCLK ℵ12 T2MOD.T2X12=0 SYSCLK T2MOD.T2X12=1 C/T2=0 C/T2=1 T2 Pin TR2 TL2 (8 Bits) TH2 (8 Bits) Overflow TF2 Count Direction 1 = UP 0 = DOWN Timer2 Interrupt RCAP2L RCAP2H (Up Counting Reload Value) T2EX Pin QP D 41/79

42 波特率发生器模式 (BRG) T2CON 寄存器的 RCLK 和或 RCLK 位允许串行口发送和接收波特率既可源自定时器 1 或定时器 2 当 TCLK=0 时, 定时器 1 作为串行口传送波特率发生器 当 TCLK=1, 定时器 2 作为串行口传送波特率发生器 RCLK 对串行口接收波特率有相同的功能 有了这两位, 串行口可能有不同的接收和发送波特率, 一个通过定时器 1 来产生, 另一个通过定时器 2 来产生 图 12-8 所示定时器 2 在波特率发生器模式 波特率发生器模式像自动加载模式, 翻转时将把寄存器 RCAP2H 和 RCAP2L 的值加载到定时器 2 的寄存器,RCAP2H 和 RCAP2L 的值由软件预置 模式 1 和 3 的波特率由定时器 2 的溢出速率决定定时器 2溢出速率模式 1和模式 3波特率 = 16 定时器既可配置为 定时器 或 计数器 工作方式 在许多应用场合, 配置成 定时器 工作方式 (C/T2=0) 当定时器 2 作为波特率发生器时定时器操作是不同的 通常, 作为一个定时器将在 1/12 的系统时钟频率加 1 作为一个波特率发生器, 系统时钟频率的 1/2 加 1 波特率计算公式如下 : Fosc 1 模式 1和模式 3的波特率 = x 2x(65536 [ RCAP2H, RCAP2L] 16 这里 :Fosc 是系统时钟 RCAP2H,RCAP2L 的内容为一个 16 位的无符号数, 可由如下计算出 : Fosc [ RCAP2H, RCAP2L] = x 波特率定时器 2 作为一个波特率发生器模式如图 12-8 所示, 只有在 T2CON 寄存器的位 RCLK 和 / 或 TCLK=1 为 1 时有效 注意 TH2 翻转不会置位 TF2, 也不会产生中断 因而, 当定进器 2 在波特率发生器模式时定时器中断不需要禁止 如果 EXEN2(T2 外部中断使能位 ) 置位,T2EX( 定时器 / 计数器 2 触发输入 ) 的负跳变将置位 EXF2(T2 外部标志位 ), 但是不会引起从 (RCAP2H,RCAP2L) 到 (TH2,TL2 的 ) 重载 因此, 当定时器 2 作为波特率发生器时, 如果需要的话, T2EX 也可以作为传统的外部中断 当定时器 2 在波特率发生器模式时, 不能试着去读 TH2 和 TL2 作为一个波特率发生器, 定时器 2 在 1/2 的系统时钟频率或从 T2 引脚的异步时增 1; 在这些条件下, 读写操作将会不正确 寄存器 RCAP2 可以读, 但是不可以写, 因为写和重载重叠并引起写和 / 或加载错误 在进入定时器 2 或 RCAP2 寄存器时定时器不可以关闭 ( 清零 TR2) 图 12-8 定时器 2 波特率发生器模式 Timer 1 Overflow ℵ2 0" 1" SMOD1 SYSCLK T2 Pin ℵ2 C/T2=0 C/T2=1 TR2 TL2 (8 Bits) TH2 (8 Bits) Reload 1" 1" 0" 0" RCLK RX Clock TCLK Transition Detection RCAP2L RCAP2H TX Clock T2EX Pin EXF2 Timer2 Interrupt EXEN2 QP D 42/79

43 MAKE YOUWIN 定时器 2 的可编程时钟输出模式使用定时器 2 的可编程时钟输出模式, 则从引脚 T2CKO(P1.0) 输出占空比为 50% 的时钟周期 输出频率由系统时钟频率 (SYSCLK) 和在 RCAP2H 和 RCAP2L 寄存器的加载值来决定, 如下公式 : T2 Clock-out Frequency = SYSCLK Frequency 4 x (65536 (RCAP2H, RCAP2L)) 这里 [RCAP2H,RCAP2L]=RCAP2H 和 RCAP2L 内容产生的一个 16 位无符号数 定时器 2 的可编程时钟输出模式编程步骤如下 : 1. 置位 T2MOD 寄存器的 T2OE 位 2. 清除 T2CON 寄存器的 C/T2 位 3. 从公式计算出 16 位加载值并输入到 RCAP2H 和 RCAP2L 寄存器 4. 在 TH2 和 TL2 输入一个 16 位初始值 可以和重载值相等 5. 设置 T2CON 的 TR2 控制位开启动定时器 在时钟输出模式, 定时器 2 翻转不会产生中断, 这和用作波特率发生器时相似 可同时使用定时器 2 作为一个波特率发生器和时钟发生器 注意, 波特率和时钟输出都由定时器 2 的溢出速率来决定 注 : (1) 此模式定时器 2 溢出标志 TF2 从来不会被置 1 (2) SYSCLK=12MHz 时, 定时器 2 可编程输出频率范围为 45.7Hz 到 3MHz 定时器 2 寄存器 T2MOD: 定时器 / 计数器 2 模式寄存器 SFR 地址 = 0xC9 SFR 页 = 全部 复位值 = XXX0-XX T2X T2OE DCEN R R R R/W R R R/W R/W T2X12: 定时器 2 时钟源选择 0: 选择 SYSCLK/12 作为时钟源 1: 选择 SYSCLK 作为时钟源 T2OE: 定时器 2 时钟输出使能位, 置位使能清零禁止 DCEN: 定时器 2 向下计数使能位, 置位使能清零禁止 T2CON: 定时器 / 计数器 2 控制寄存器 SFR 地址 = 0xC8 SFR 页 = 0 复位值 = TF2 EXF2 RCLK TCLK EXEN2 TR2 C/T2 CP/RL2 TF2: 定时器 2 溢出标志位, 定时器 2 溢出置位且必须通过软件清零 当 RCLK=1 或 TCLK=1 时,TF2 不会被置位 EXF2: 定时器 2 外部标志位, 在 EXEN2=1 时, 且在 T2EX 上有负跳变时加载或捕获将引起置位 当定时器 2 中断使能时,EXF2=1 时将引起 CPU 进入定时器 2 中断向量程序 EXF2 必须通过软件清零 EXF2 在向上 / 向下计数器模式不会产生中断 RCLK: 接收时钟控制位 置位时, 串行口使用定时器 2 溢出脉冲来接收, 在模式 1 和模式 3 时 RCLK=0 使用定时器 1 溢出脉冲来产生接收时钟 TCLK: 传送时钟控制位 置位时, 串行口使用定时器 2 溢出脉冲来发送, 在模式 1 和模式 3 时 TCLK=0 使用定时器 1 溢出脉冲来产生发送时钟 QP D 43/79

44 EXEN2: 定时器 2 外部使能位 置位时, 如果定时器 2 没有用作串行口时钟, 在 T2EX 的负跳变时捕获或加载并作为结果 TR2: 定时器 2 的启始和停止位 逻辑 1 时启动定时器 C/T2: 定时器或计数器选择 清零时, 选择内部定时器 置位时, 选择外部事件计数器 ( 下降沿触发 ) CP/RL2: 捕获 / 加载控制位 置位时, 如果 EXEN2=1, 在 T2EX 的负跳变时将产生捕获 清零时, 如果 EXEN2=1, 定时器 2 溢出或 T2EX 上有负跳变时将产生自动加载 当 RCLK=1 或 TCLK=1 时, 这一位被忽略并强制加载在定时器 2 溢出时 定时器 2 运行模式 RCLK + TCLK CP/-RL2 TR2 DCEN T2OE Mode x x 0 x 0 定时器关闭 1 x 波特率发生器 位捕获 位自动加载 ( 仅向上计数 ) 位自动加载 ( 向上计数或向下计数 ) 可编程时钟输出 TL2: 定时器 2 寄存器低 SFR 地址 = 0xCC SFR 页 = 全部 复位值 = TL2[7] TL2[6] TL2[5] TL2[4] TL2[3] TL2[2] TL2[1] TL2[0] TH2: 定时器 2 寄存器高 SFR 地址 = 0xCD SFR 页 = 全部 复位值 = TH2[7] TH2[6] TH2[5] TH2[4] TH2[3] TH2[2] TH2[1] TH2[0] RCAP2L: 定时器 2 捕获寄存器低 SFR 地址 = 0xCA SFR 页 = 全部复位值 = RCAP2L[7] RCAP2L[6] RCAP2L[5] RCAP2L[4] RCAP2L[3] RCAP2L[2] RCAP2L[1] RCAP2L[1] RCAP2H: 定时器 2 捕获寄存器高 SFR 地址 = 0xCB SFR 页 = 全部复位值 = RCAP2H[7] RCAP2H[6] RCAP2H[5] RCAP2H[4] RCAP2H[3] RCAP2H[2] RCAP2H[1] RCAP2H[0] QP D 44/79

45 MAKE YOUWIN PWM 定时器 PWM 定时器结构 CCAP0H CCAP0L PWMEN SYSCLK Pre-Scaler /1 /2 /4 /8 /16 /32 /64 /128 CL 8-bit Down Counter Toggle PWM out Toggle P2.0~P2.7 or P5.0~P5.7 IDLE CIDL POS2 POS1 POS0 CPS2 CPS1 CPS0 ECF CMOD CF CR PWMEN CCON interrupt vector(53h) CR PWM Output P1.x T CCAPL T CCAPL T CCAPL T CCAPH T CCAPH T CCAPH T CCAPH = (CCAP0H + 1) x T SYSTEM_CLOCK x Pre-Scaler T CCAPL = (CCAP0L + 1) x T SYSTEM_CLOCK x Pre-Scaler QP D 45/79

46 PWM 定时器寄存器 CMOD: PWM 定时器模式寄存器 SFR 地址 = 0xD9 SFR 页 = 全部 复位值 = CIDL POS2 POS1 POS0 CPS2 CPS1 CPS0 ECF Bit 7: CIDL, CPU 空闲模式 (IDLE) 计数控制 0: IDLE 时 PWM 定时器继续计数 1: IDLE 时 PWM 定时器停止计数 Bit 6~4: POS[2:0], PWM 输出口选择 POS[2:0] PWMEN PWM 输出口 PWM 输出口 (AUXR1.P5PWM=0) (AUXR1.P5PWM=1) P2.0 P P2.1 P P2.2 P P2.3 P P2.4 P P2.5 P P2.6 P P2.7 P5.7 X X X 0 Disabled Disabled Bit 3~1: CPS[2:0], PWM 计数器分频选择 CPS[2:0] 分频 Bit 0: ECF, 使能 PWM 定时器向下溢出时中断 0: 禁止 CCON.CF 位产生中断 1: 使能 CCON.CF 位产生中断 CCON: PWM 定时器控制寄存器 SFR 地址 = 0xD8 SFR 页 = 0 复位值 = 00XX-0XXX CF CR - - PWMEN R/W R/W R R R/W R R R Bit 7: CF, PWM 定时器下溢出标志 0: 只能通过软件清 0 1: 当 PWM 计数器向下溢出时硬件置 1 若 EMOD.ECF=1 时, 将产生一个中断请求 可以由硬件或软件置 1 Bit 6: CR, PWM 定时器启动控制位 0: 停止 QP D 46/79

47 MAKE YOUWIN 1: 启动 Bit 5~4: 保留. Bit 3: PWMEN, PWM 输出使能 0: 禁止在选定的 I/O 口上输出 PWM 1: 使能在选定的 I/O 口上输出 PWM Bit 2~0: 保留. CACP0L: PWM 占空比寄存器低 SFR 地址 = 0xEA SFR 页 = 全部复位值 = CACP0L[7] CACP0L[6] CACP0L[5] CACP0L[4] CACP0L[4] CACP0L[2] CACP0L[1] CACP0L[0] CACP0H: PWM 占空比寄存器高 SFR 地址 = 0xFA SFR 页 = 全部复位值 = CACP0H[7] CACP0H[6] CACP0H[5] CACP0H[4] CACP0H[4] CACP0H[2] CACP0H[1] CACP0H[0] QP D 47/79

48 13. 串行口 (UART) 支持一个全双工的串行口, 意思是可以同时发送和接收数据 它有一个接收缓冲, 意味着在前一个接收到的字节没有从寄存器读出前, 就可以开始接收第二个字节 但是, 如果第一个字节在第二个字节接收完成前仍然没有被读出, 则其中的一个字节将会丢失 串行口的接收和发送寄存器都通过特殊寄存器 SBUF 来访问 写到 SBUF 加载到传送寄存器, 当从 SBUF 读时是一个物理上独立分离的接收寄存器 串行口可以工作在四种模式 : 模式 0 提供同步通讯同时模式 1 2 和模式 3 提供异步通讯 异步通讯作为一个全双工的通用异步收发器 (UART), 可以同时发送和接收并使用不同的波特率 模式 0:8 位数据 ( 低位先出 ) 通过 RXD(P3.0) 传送和接收 TXD(P3.1) 总是作为输出移位时钟 波特率可通过 AUXR2. URM0X6 选择为系统时钟频率的 1/12 或 1/2 模式 1:10 位通过 TXD 传送或通过 RXD 接收, 数据帧包括一个起始位 (0),8 个数据位 ( 低位优先 ), 和一个停止位 (1) 在接收时, 停止位进入到专用寄存器 (SCON) 的 RB8 波特率是可变的 图 模式 1 数据帧 Mode 1 8-bit data Start D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 Stop 模式 2:11 位通过 TXD 传送或通过 RXD 接收, 数据帧包括一个起始位 (0),8 个数据位 ( 低位优先 ), 一个可编程的第九个数据位和一个停止位 (1) 在传送时, 第 9 个数据位 (TB8 在 SCON 寄存器 ) 可以分配为 0 或者 1 例如, 奇偶检验位 (P, 在 PSW 寄存器 ) 可以移到 TB8 中 在接收时, 第九个数据位到 SCON 寄存器中的 RB8, 同时忽略停止位 波特率可以配置为 1/32 或 1/64 的系统时钟频率 也就是 Fosc/64 或 Fosc/32 图 模式 2 数据帧 Mode 2, 3 9-bit data Start D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 D8 Stop 模式 3:11 位通过 TXD 传送或通过 RXD 接收, 起始位 (0),8 个数据位 ( 低位优先 ), 一个可编程的第九个数据位和一个停止位 (1) 实际上, 模式 3 和模式 2 除了波特率不相同之外其它的都相同 模式 3 的波特率是可变的 在四种模式中, 使用 SBUF 作为一个目的寄存器, 可以通过任何指令发起传输 在模式 0, 当 RI=0 且 REN=1 时启动接收 在其它模式, 在 REN=1 时, 收到起始位时启动接收 除了标准操作外,UART 还能具有侦察丢失停止位的帧错误和自动地址识别的功能 模式 0 详述 串行数据通过 RXD 读入和输出,TXD 输出移位时钟 接收和发送 8 位数据 :8 个数据位 ( 低位优先 ) 波特率可选择为系统时钟的 1/12 或 1/2 图 显示了串口模式 0 的简化功能框图 使用 SBUF 作为一个目的寄存器可通过任何指令来启动传输 写到 SBUF 信号触发 UART 引擎开始发送 SBUF 里面的数据在 TXD(P3.1) 脚的每一个上升沿移出到 RXD(P3.0) 脚 八个上升沿移位时钟过后, 硬件置 TI 为 1 标志发送完成 见图 当 REN=1 和 RI=0 时接收启动 在下一个指令周期,RX 控制单元写 到接收移位寄存器, 且在下一个时钟相位激活接收 QP D 48/79

49 MAKE YOUWIN 接收使能移位时钟选择输出功能 P3.1 引脚 当接收激活时, 在移位时钟的下降沿采样 RXD(P3.0) 脚并移到寄存中 八个下降沿移位时钟过后, 硬件置 RI 为 1 标志接收完成 见图 图 串口模式 0 SYSCLK 80C51 Internal BUS 2 0" 12 1" Write SBUF AUXR2.URM0X6 TX Clock TXBUF RXD Alternated for Input/output Function RX Clock RXBUF REN RI RXSTART UART engine Shift-clock TXD Alternated for output Function TI Serial Port Interrupt RI Read SBUF 80C51 Internal BUS 图 模式 0 发送波型 Write to SBUF P3.1/TXD P3.0/RXD D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 TI RI QP D 49/79

50 图 模式 0 接收波型 Write to SCON Set REN, Clear RI P3.1/TXD P3.0/RXD D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 TI RI QP D 50/79

51 MAKE YOUWIN 模式 1 详述通过 TXD 发送 10 位数据或通过 RXD 接收 10 位数据 : 一个起始位 (0),8 个数据位 ( 低位先出 ), 和一个停止位 (1) 在接收时, 停止位进入 SCON 的 RB8, 波特率由定时器 1 或定时器 2 的溢出速率来决定 见图 和图 使用 SBUF 作为目的寄存器可以使用任何指令来启动传输 写到 SBUF 信号也加载一个 1 到移位寄存器的第 9 位和发送控制单元的标志位, 以发出一个传输请求 起始位在 TXD 时, 传输开始被激活发送 一位时序后, 数据激活, 使能输出传送移位寄存器到 TXD 第一个移位脉冲在一位时间之后 数据位从右移出,0 从左边移入 当数据位的最高位在移位寄存器的输出位置时, 接着 1 加载到最高位的左边第个位置, 且左边的其它位置为 0, 移位控制器移出这最后一位后结束传输并置 TI 为 1 当检测到在 RXD 有 1 到 0 跳变的起始位时接收开始 数据位从右边进入,1 位从左边移出 当起始位到达移位寄存器的最左边位置时 ( 在模式 1 是一个 9 位寄存器 ), 标志着 RX 接收器移完最后一位将把信息加载到 SBUF 和 RB8, 并置位 RI 在最后一个移位脉冲产生时, 还必须同时满足下面两个条件, 这次接收才被真正确认 : 1. RI=0; 2. SM2=0, 或接收数据位的第 9 位等于 1 如果有一个条件不满足, 接收帧将彻底丢失, 且 RI 不会置位 如果所有条件都满足, 接收的第 9 个数据位进入 RB8, 且前 8 个数据位进入到 SBUF 一个位时序后, 不论上述条件是否满足, 接收单元继续在 RXD 输入引脚检测到 0 转换的起始位 图 串口模式 1, 2, 3 Mode 2 clock source Mode 1, 3 clock source SYSCLK/2 Timer 2 Overflow Timer 1 Overflow Write SBUF 80C51 Internal BUS 2 0" 1" 2 0" 1" SMOD1 SM0 SM1 TB8 TXBUF TxD 1" 0" SMOD2 TCLK TX Clock UART engine RXBUF RxD 1" 0" SM1 TI RI Serial Port Interrupt RCLK 1 0 RCK 16 RX Clock STOP-Bit 9th-Bit 0 1 RB8 SM1 Read SBUF SM0 80C51 Internal BUS QP D 51/79

52 13.3. 模式 2 3 详述 通过 TXD 传送 11 位或通过 RXD 接收 11 位 : 一个起始位 (0),8 个数据位 ( 低位在先 ), 一个可编程的第 9 个数据位和一个停止位 (1) 在传送时, 数据的第 9 位 (TB8) 可分配为 0 或 1 在接收时, 数据的第 9 位将进入到 SCON 的 RB8 在模式 2 波特率可编程为 1/16,1/32 或 1/64 的系统时钟频率 模式 3 可以产生可以从定时器 1 或定时器 2 产生可变的波特率 接收部分和模式 1 相同 与模式 1 传送部分不同的只有传送寄存器的第 9 位 见图 和图 使用 SBUF 作为目的寄存器时可通过任何指令来启动传送 写到 SBUF 信号也加载 TB8 到传送移位寄存器的第 9 位, 且 TX 控制单元的标志请求一个传送 激活发送开始传送, 并将起始位放到 TXD 一位时序后, 数据激活, 使能传送移位寄存器输出到 TXD 第一个移位脉冲发生在第一个移位脉冲之后 第 1 个移位时钟 1( 停止位 ) 进入到移位寄存器的第 9 位 此后, 只有 0 移入 因此, 数据位向右移出,0 随着时钟从左边移入 当 TB8 到达移位寄存器的输出位置时, 接着停止位 1 被移到 TB8 的左边, 且停止位左边的位都为零了 在 RXD 引脚检测到下降沿时接收开始 当检测到一个传送时, 启动接收, 数据位从右边进入,1 位从左边移出 当起始位到达移位寄存器的最左边位置时 ( 在模式 2 和模式 3 是一个 9 位寄存器 ), 则标志着 RX 接收器移完最后一位将把信息加载到 SBUF 和 RB8, 并置位 RI 在最后一个移位脉冲产生时, 还必须同时满足下面两个条件, 这次接收才被真正确认 : 1. RI=0; 2. SM2=0, 或接收数据位的第 9 位等于 1 如果有一个条件不满足, 接收帧将彻底丢失, 且 RI 不会置位 如果所有条件都满足, 接收的第 9 个数据位进入 RB8, 且前 8 个数据位进入到 SBUF 一个位时序后, 不论上述条件是否满足, 接收单元继续在 RXD 输入引脚检测 1 到 0 转换的起始位 帧错误检测 开启帧错误检测功能后,UART 会在通讯中检测是否丢失停止位, 如果丢失一个停止位, 就设置 SCON 寄存器的 FE 标志位 FE 标志位和 SM0 标志位共享 SCON.7,SMOD0 标志位 (PCON.6) 决定 SCON.7 究竟代表哪个标志, 如果 SMOD0 位 (PCON.6) 置位则 SCON.7 就是 FE 标志,SMOD0 位清零则 SCON.7 就是 SM0 标志 当 SCON.7 代表 FE 时, 只能软件清零 参考下图 图 UART 帧错误检测 9-bit data Start D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 D8 Stop SET FE bit if STOP=0 SM0 to UART mode control PCON.SMOD0 SCON SM0/FE SM1 SM2 REN TB8 RB8 TI RI QP D 52/79

53 MAKE YOUWIN 多处理器通讯 模式 2 和 3 在用作多处理器通讯时有特殊的规定 在这两种模式, 接收 9 个数据位 第 9 个数据位存入 RB8, 接着进来一个停止位 端口可以编程为 : 在 RB8=1 时, 当收到停止位后, 串口中断将激活 这种特征通过设置 SM2 位 ( 在 SCON 寄存器中 ) 来使能 这种方式用于多处理器系统如下 : 当主处理器想传送一个数据块到多个从机中的某一个时, 首先传送想要传送的目标地址标识符的地址 地址字节与数据字节的区别在于, 在地址字节中第 9 位为 1, 数据字节中为 0 当 SM2=1 时, 收到一个数据字节将不会产生中断 然而一个地址字节将引发所有从机中断 因而所有的从机可以检测收到的字节是否是自己的地址 从机地址将清除 SM2 位并准备好接收即将进来的所有数据 从机地址不匹配的将保持 SM2 置位, 并继续他们的工作, 忽略进来的数据字节 SM2 在模式 0 和模式 1 没有影响, 但是可以用来检测停止位的有效性 在接收模式 1 中, 如果 SM2=1, 除非收到一个有效的停止位否则接收中断不会被激活 图 UART 多处理器通讯 VCC Slave 3 Slave 2 Slave 1 Master R Pull-up RX TX RX TX RX TX RX TX 自动地址识别 自动地址识别通过硬件比较可以让 UART 识别串行码流中的地址部分, 该功能免去了使用软件识别时需要大量代码的麻烦 该功能通过设定 SCON 的 SM2 位来开启 在 9 位数据 UART 模式下, 即模式 2 和模式 3, 收到特定地址或广播地址时自动置位接收中断 (RI) 标志,9 位模式的第 9 位信息为 1 表明接收的是一个地址而不是数据 自动地址识别功能请参考图 12-6 在 8 位模式, 即模式 1 下, 如果 SM2 置位并且在 8 位地址与给定地址或广播地址核对一致后收到有效停止位则 RI 置位 模式 0 是移位寄存器模式,SM2 被忽略 使用自动地址识别功能可以让一个主机选择性的同一个或多个从机进行通讯, 所有从机可以使用广播地址接收信息 增加了 SADDR 从机地址寄存器和 SADEN 地址掩码寄存器 SADEN 用来定义 SADDR 中的那些位是 无关紧要 的,SADEN 掩码和 SADDR 寄存器进行逻辑与来定义供主机寻址从机的 给定 地址, 该地址让多个从机进行排他性的识别 下面的实例帮助理解这个方案的通用性 : QP D 53/79

54 从机 0 SADDR = SADEN = 地址 = X0 从机 1 SADDR = SADEN = 地址 = X 上面的例子中 SADDR 是相同的值, 而使用 SADEN 数据来区分两个从机 从机 0 要求第 0 位必须为 0, 并忽略第 1 位的值 ; 从机 1 要求第 1 位必须为 0, 并忽略第 0 位的值 从机 0 的唯一地址是 , 而从机 1 的唯一地址是 , 地址 是可以同时寻找到从机 0 和从机 1 的 下面一个更为复杂的系统可以寻址到从机 1 和从机 2, 而不会寻址到从机 0: 从机 0 SADDR = SADEN = 地址 = XX0 从机 1 SADDR = SADEN = 地址 = X0X 从机 2 SADDR = SADEN = 地址 = XX QP D 54/79

55 笙泉科技股份有限公司 Megawin Technology Co., Ltd. 上面的例子中,3 个从机的低 3 位地址不一样, 从机 0 要求第 0 位必须为 0, 可以唯一寻址从机 0; 从机 1 要求第 1 位必须为 0, 可以唯一寻址从机 1; 从机 2 要求第 2 位必须为 0, 它的唯一地址是 为了寻址到从机 0 和从机 1 而不会寻址到从机 2, 可以使用地址 , 因为这个地址第 2 位是 1 每个从机的广播地址 SADDR 和 SADEN 的逻辑或,0 按不需关心处理 大部分情况下, 使用 FF 作为广播地址 复位后,SADDR(SFR 地址 0A9H) 和 SADEN(SFR 地址 0B9H) 值均为 0, 这样可以接收所有地址的信息, 也就有效的禁用了自动地址识别模式, 从而使该处理器运行于标准 80C51 的 UART 下 图 自动地址识别 9-bit data Start D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 D8 Stop SCON SM0/FE SM1 SM2 REN TB8 RB8 TI RI Receive Address D0~D7 Programmed Address Comparator addr_match 注 : (1) 收到匹配地址后 (addr_match=1), 清 SM2 以接收数据字节 (2) 收完全部数据字节后, 置 SM2 为 1 以等待下一个地址 波特率设置 模式 0 波特率 Mode 0 Baud Rate = SYSCLK Frequency n ; n=12, if URM0X6=0 ; n=2, if URM0X6=1 注 : 如果 URM0X6=0, 波特率公式同标准 模式 2 波特率 模式 1 & 3 波特率 使用定时器 1 作波特率发生器 使用定时器 2 作波特率发生器 串口寄存器 QP D 55/79

56 四个操作模式除了波特率设置不同外其它都与标准 8051 相同 PCON, AUXR 和 AUXR2 三个寄存器与波特率设置有关 SCON: 串口控制寄存器 SFR 地址 = 0x98 SFR 页 = 全部 复位值 = SM0/FE SM1 SM2 REN TB8 RB8 TI RI Bit 7: FE, 帧错误位 当接收器检测到一个无效的停止位时这位置 1 当收到有效的帧时 FE 不会自动清除, 但是可以用软件清除 SMOD0 位 ( 在 PCON 寄存器 ) 必须置 1 来使能访问 FE 位 Bit 7: SM0, 串行口模式位 0(SMOD0 必须为 0 来访问 SM0 位 ) Bit 6: SM1, 串行口模式位 1 SM0 SM1 模式 描述 波特率 移位寄存器 SYSCLK/12 或 / 位 UART 可变的 位 UART SYSCLK/64, /32, /16 或 / 位 UART 可变的 Bit 5: SM2, 在模式 2 和 3 时使能地址自动识别, 如果 SM2=1 那么 RI 将不能设置, 除非接收到的第 9 位数据 (RB8) 为 1, 指示是一个地址, 并且接收到的字节是本机地址或者是一个广播地址 ; 在模式 1, 如果 SM2=1 那么 RI 将不能被激活除非收到一个有效的停止位, 并且接收到的字节是本机地址或者是一个广播地址 ; 在模式 0,SM2 可以为 0 Bit 4: REN, 允许接收位 通过软件置 1 接收使能, 软件清零将禁止接收 Bit 3: TB8, 在模式 2 和 3 时第 9 位数据被传送, 根据需要通过软件置位或清零 Bit 2: RB8, 在模式 2 和 3 时收到的第 9 位数据 在模式 1, 如果 SM2=0,RB8 是收到数据的停止位 在模式 0, RB8 没有使用 Bit 1: TI, 发送中断标志 在模式 0 时, 在第 8 位个数据位时序后由硬件置位 其它模式中, 在发送停止位之初由硬件置位, 任何模式中必须由软件清除 Bit 0: RI. 接收中断标志 在模式 0 时, 在第 8 位个数据位时序后由硬件置位 其它模式中, 在接收停止位的中间时刻由硬件置位 任何模式中必须由软件清除 SBUF: 串口缓冲寄存器 SFR 地址 = 0x99 SFR 页 = 全部 复位值 = XXXX-XXXX SBUF[7] SBUF[6] SBUF[5] SBUF[4] SBUF[3] SBUF[2] SBUF[1] SBUF[0] Bit 7~0: 在发送和接收时作缓冲寄存器 SADDR: 从机地址寄存器 SFR 地址 = 0xA9 SFR 页 = 全部复位值 = QP D 56/79

57 SADEN: 从机地址屏蔽寄存器 SFR 地址 = 0xB9 SFR 页 = 全部复位值 = 当地址自动识别功能启用后, 可用 SADDR 和 SADEN 来预置地址, 事实上,SADEN 是 SADDR 的 屏蔽 寄 存器, 如下图所示 每个从对象的广播地址为 SADDR 和 SADEN 进行逻辑 或 的结果, 结果中为 0 的位将被忽略 在系统复位后, SADDR 和 SADEN 都被初始化为 0, 从而忽略 Given 地址的全部地址位和 广播 地址的全部地址位而导致自动地址识别功能无效 PCON0: 电源控制寄存器 0 SFR 地址 = 0x87 SFR 页 = 全部 复位值 = 00X SMOD1 SMOD0 -- POF GF1 GF0 PD IDL R/W R/W R R/W R/W R/W R/W R/W Bit 7: SMOD1, 双倍波特率控制位 0: 禁止 UART 双倍波特率 1: 使能 UART 双倍波特率 ( 模式 1, 2, 或 3.) Bit 6: SMOD0, 帧错误选则 0: SCON.7 作 SM0 功能 1: SCON.7 作 FE 功能 AUXR2: 辅助寄存器 2 SFR 地址 = 0xA3 SFR 页 = 全部 复位值 = 0000-XX00 T0X12 T1X12 URM0X T1CKOE T0CKOE R/W R/W R/W R R R R/W R/W Bit 6: T1X12, 当 C/T=0 时, 定时器 1 时钟源选择 0: 选择 SYSCLK/12. 1: 选择 SYSCLK 作时钟源 Bit 5: URM0X6, 串口模式 0 波特率选择 0: 选择 SYSCLK/12 作 UART 模式 0 波特率 1: 选择 SYSCLK/2 作 UART 模式 0 波特率 QP D 57/79