第4章并行接口P0P3和单片机的中断系统ppt课件

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1、第第4章章 并行接口并行接口P0P3和单片机的中断系统和单片机的中断系统 第4章并行接口P0P3和单片机的中断系统ppt课件 Still waters run deep.流静水深流静水深,人静心深人静心深 Where there is life,there is hope。有生命必有希望。有生命必有希望第第4章章 并行接口并行接口P0P3和单片机的中断系统和单片机的中断系统 单片机的并行接口单片机的并行接口单片机的并行接口单片机的并行接口P0P0P3P3 POPOPOPOP3P3P3P3端口的功能和内部结构端口的功能和内部结构端口的功能和内部结构端口的功能和内部结构 POPOPOPOP3P3P

2、3P3端口的编程端口的编程端口的编程端口的编程 用并行口设计用并行口设计用并行口设计用并行口设计LEDLEDLEDLED数码显示和键盘电路数码显示和键盘电路数码显示和键盘电路数码显示和键盘电路 并行接口小结并行接口小结并行接口小结并行接口小结MCS-51MCS-51MCS-51MCS-51单片机的中断系统单片机的中断系统单片机的中断系统单片机的中断系统 中断的基本概念中断的基本概念中断的基本概念中断的基本概念 中断的系统结构中断的系统结构中断的系统结构中断的系统结构 中断的响应过程中断的响应过程中断的响应过程中断的响应过程 中断的的应用编程中断的的应用编程中断的的应用编程中断的的应用编程小结小

3、结小结小结内容提要内容提要第第4章章 并行接口并行接口P0P3和单片机的中断系统和单片机的中断系统 4.1单片机的并行接口接口单片机的并行接口接口P0P3MCS-51单片机有单片机有P0、P1、P2、P3四个四个8位双向位双向I/O口，每口，每个端口可以按字节输入或输出，也可以按位进行输入或输出，个端口可以按字节输入或输出，也可以按位进行输入或输出，四个口共四个口共32根口线，用作位控制十分方便。根口线，用作位控制十分方便。P0口为三态双向口为三态双向口，能带口，能带8个个TTL电路；电路；P1、P2、P3口为准双向口，负载能口为准双向口，负载能力为力为4个个TTL电路。电路。4.1.1 PO

4、4.1.1 POP3P3端口的功能和内部结构端口的功能和内部结构 4.1.1.1 4.1.1.1 POPOP3P3接接口功能口功能 大多数口线都有双重功能，具体介绍如下：大多数口线都有双重功能，具体介绍如下：第第4章章 并行接口并行接口P0P3和单片机的中断系统和单片机的中断系统 POPO口口1.1.作为输入作为输入/输出口。输出口。2.2.作为地址作为地址/数据总线数据总线,接外围芯片时接外围芯片时POPO口分时输出口分时输出低低 8 8 位地址与数据信号。位地址与数据信号。P P1 1口口1.1.作为作为输入输入/输出口。输出口。2.2.在增强型在增强型(52(52系列系列)和和ISPIS

5、P型型(在系统编程型在系统编程型)中有如中有如下功能下功能:P1.0 T2 P1.0 T2引脚引脚,定时定时/计数器计数器2 2外部计数脉冲输入外部计数脉冲输入 P1.1 T2EX P1.1 T2EX引脚引脚,定时定时/计数器计数器2 2触发和方向控制触发和方向控制 P1.5 P1.5 MOSIMOSI引脚引脚,在系统编程数据输入在系统编程数据输入 P1.6 P1.6 MISOMISO引脚引脚,在系统编程数据输出在系统编程数据输出 P1.7 P1.7 SCKSCK引脚引脚,在系统编程时钟输入在系统编程时钟输入第第4章章 并行接口并行接口P0P3和单片机的中断系统和单片机的中断系统 P2P2口口

6、1.1.作为输入作为输入/输出口。输出口。2.2.作为高作为高8 8位地址总线。位地址总线。P3P3口口P3P3口为双功能口为双功能 1.1.作第一功能使用时，其功能为输入作第一功能使用时，其功能为输入/输出口。输出口。2.2.作第二功能使用时，每一位功能定义如下表作第二功能使用时，每一位功能定义如下表所示所示:第第4章章 并行接口并行接口P0P3和单片机的中断系统和单片机的中断系统 RD（外部数据存储器读选通信号输入）（外部数据存储器读选通信号输入）P3.7 P3.7 WR（外部数据存储器写选通信号输入）（外部数据存储器写选通信号输入）P3.6 P3.6 T1 T1（定时器（定时器1 1外部

7、计数脉冲输入）外部计数脉冲输入）P3.5 P3.5 T0 T0（定时器（定时器0 0外部计数脉冲输入）外部计数脉冲输入）P3.4 P3.4 P3.3 P3.3 P3.2 P3.2 TXD TXD（串行输出线）（串行输出线）P3.1 P3.1 RXD RXD（串行输入线）（串行输入线）P3.0 P3.0 第第 二二 功功 能能 端口引脚端口引脚 INT0 INT0（外部中断外部中断0 0输输入入线线）INT1 INT1（外部中断外部中断1 1输输入入线线）第第4章章 并行接口并行接口P0P3和单片机的中断系统和单片机的中断系统 4.1.1.2 4.1.1.2 端口的内部结构端口的内部结构 四个端

8、口的一位结构见图四个端口的一位结构见图5.15.1，同一个端口的各位具有相，同一个端口的各位具有相同的结构。由图可见，四个端口的同的结构。由图可见，四个端口的 结构有相同之处：结构有相同之处：依据每个端口的不同功能，内部结构亦有不同之处，以依据每个端口的不同功能，内部结构亦有不同之处，以下重点介绍不同之处。下重点介绍不同之处。都有两个输入缓冲器，分别受内部读锁存器和读引脚控制都有两个输入缓冲器，分别受内部读锁存器和读引脚控制信号的控制。信号的控制。都有锁存器都有锁存器(即专用寄存器即专用寄存器POPOP3)P3)都是场效应管输出驱动。都是场效应管输出驱动。第第4章章 并行接口并行接口P0P3和

9、单片机的中断系统和单片机的中断系统 1.PO1.PO口口 POPO口的输出驱动电路由上拉场效应管口的输出驱动电路由上拉场效应管T1T1和驱动场效应和驱动场效应T2T2组成，控制电路包括一个与门，组成，控制电路包括一个与门，一个非门和一个模拟开关一个非门和一个模拟开关MUXMUX。Q第第4章章 并行接口并行接口P0P3和单片机的中断系统和单片机的中断系统 POPO作作I/OI/O口使用口使用 CPU CPU发控制电平发控制电平“0 0”封锁与门，使封锁与门，使T1T1管截止，同时使管截止，同时使MUXMUX开关同下面的触点接通，使锁存器的开关同下面的触点接通，使锁存器的 Q Q 与与T2T2栅极

10、接通。栅极接通。当当CPUCPU向端口输出数据时，写脉冲加在锁存器的向端口输出数据时，写脉冲加在锁存器的 CL CL上、上、内部总线的数据经反相，再经内部总线的数据经反相，再经T2T2管反相，管反相，POPO口的这一位引口的这一位引脚上出现正好和内部总线同相的数据脚上出现正好和内部总线同相的数据。由于输出驱动级是由于输出驱动级是漏极开路电路漏极开路电路(因因T1T1截止截止)，在作，在作I/OI/O口使用时应外接口使用时应外接10K10K的的上拉电阻。上拉电阻。第第4章章 并行接口并行接口P0P3和单片机的中断系统和单片机的中断系统 当输入操作时，端口中两个三态缓冲器用于读操作。当输入操作时，

11、端口中两个三态缓冲器用于读操作。缓冲器缓冲器2 2用于读端口引脚的数据。当执行端口读指令时，读用于读端口引脚的数据。当执行端口读指令时，读引脚脉冲打开三态缓冲器引脚脉冲打开三态缓冲器2 2，于是端口引脚数据经三态缓冲，于是端口引脚数据经三态缓冲器器2 2送到内部总线。缓冲器送到内部总线。缓冲器1 1用于读取锁存器用于读取锁存器Q Q端的数据。当端的数据。当执行执行“读读-修改修改-写写”指令指令(即读端口信息，在片内加以运算即读端口信息，在片内加以运算修改后，再输出到该端口的某些指令如：修改后，再输出到该端口的某些指令如：ANL POANL PO，A A指令指令)，即是读的锁存器，即是读的锁存

12、器Q Q的数据。的数据。第第4章章 并行接口并行接口P0P3和单片机的中断系统和单片机的中断系统 这是为了避免错读引脚的电平信号，例如用一根口线去这是为了避免错读引脚的电平信号，例如用一根口线去驱动一个晶体管基极，当向口线写驱动一个晶体管基极，当向口线写“1”“1”，晶体管导通，导，晶体管导通，导通的通的PNPN结会把引脚的电平拉低，如读引脚数据，则会读为结会把引脚的电平拉低，如读引脚数据，则会读为0 0，而实际上原口线的数据为，而实际上原口线的数据为1 1。因而采用读锁存器。因而采用读锁存器Q Q的值而避的值而避免了错读。究竟是读引脚还是读免了错读。究竟是读引脚还是读 锁存器，锁存器，CPU

13、CPU内部会自行判内部会自行判断是发读引脚脉冲还是读锁存器脉冲，读者不必在意。断是发读引脚脉冲还是读锁存器脉冲，读者不必在意。应注意应注意 ，当作输入端口使用时，应先对该口写入，当作输入端口使用时，应先对该口写入“1”“1”使场效应管使场效应管T2T2截止，再进行读入操作，以防场效应管处于导截止，再进行读入操作，以防场效应管处于导通状态，使引脚箝位到零，而引起误读。通状态，使引脚箝位到零，而引起误读。第第4章章 并行接口并行接口P0P3和单片机的中断系统和单片机的中断系统 当当POPO口作地址口作地址/数据线使用时数据线使用时，CPUCPU及内部控制信号为及内部控制信号为“1”“1”，转换开关

14、，转换开关MUXMUX打向上面的触点，打向上面的触点，使反相器的输出使反相器的输出端和端和T2T2管栅极接通，输出的地址或数据信号通过与门驱动管栅极接通，输出的地址或数据信号通过与门驱动T1T1管，同时通过反相器驱动管，同时通过反相器驱动T2T2管完成信息传送，数据输入管完成信息传送，数据输入时，通过缓冲器进入内部总线。时，通过缓冲器进入内部总线。第第4章章 并行接口并行接口P0P3和单片机的中断系统和单片机的中断系统 P1P1口作通用口作通用I/OI/O口使用，因电路结构上输出驱动部分接口使用，因电路结构上输出驱动部分接有上拉电阻。当作输入时，同有上拉电阻。当作输入时，同POPO一样，一样，

15、要先对该口写要先对该口写“1”“1”。Q2.P12.P1口口 P1P1口的结构见下图口的结构见下图第第4章章 并行接口并行接口P0P3和单片机的中断系统和单片机的中断系统 3.P23.P2口口 P2P2口的位结构比口的位结构比P1P1多了一个转换控制部分，当多了一个转换控制部分，当P2P2口作通用口作通用I/OI/O口时，多路开关口时，多路开关MUXMUX倒向左；倒向左；第第4章章 并行接口并行接口P0P3和单片机的中断系统和单片机的中断系统 当扩展片外存贮器时，当扩展片外存贮器时，MUXMUX开关打向右，开关打向右，P2P2口作高八位地口作高八位地址线输出高八位地址信号。址线输出高八位地址信

16、号。其其MUXMUX的的倒向是受的的倒向是受CPUCPU内部控制的。内部控制的。应当注意：应当注意：当当P2P2口的几位作地址线使用时，剩下的口的几位作地址线使用时，剩下的P2P2口线口线不能作不能作I/OI/O口线使用。口线使用。第第4章章 并行接口并行接口P0P3和单片机的中断系统和单片机的中断系统 4.P34.P3口口 P3P3口口 P3P3口为双功能口为双功能I/OI/O口，内部结构中增加了第二输入口，内部结构中增加了第二输入/输出功能。输出功能。第第4章章 并行接口并行接口P0P3和单片机的中断系统和单片机的中断系统 当作为普通当作为普通I/OI/O口使用时，第二输出功能端保持口使用

17、时，第二输出功能端保持“1”“1”，打开与非门打开与非门3 3，用法同，用法同P1P1口。口。当作第二功能输出时，锁存器输出为当作第二功能输出时，锁存器输出为“1 1”打开与非门打开与非门3 3，第二功能内容通过与非门第二功能内容通过与非门3 3和和T T送至引脚。送至引脚。输入时，引脚的第二功能信号通过三态缓冲器输入时，引脚的第二功能信号通过三态缓冲器4 4进入第二进入第二输入功能端。两种功能的引脚输入都应使输入功能端。两种功能的引脚输入都应使T T截止，此时第截止，此时第 二二输出功能端和锁存器输出端输出功能端和锁存器输出端Q Q均为高电平。均为高电平。P3 P3的各位如不设定为第二功能则

18、自动处于第一功能，在更的各位如不设定为第二功能则自动处于第一功能，在更多情况下，根据需要，多情况下，根据需要，把几条口线设为第二功能，剩下的把几条口线设为第二功能，剩下的口线可作第一功能口线可作第一功能(I/O)(I/O)使用，此时，宜采用位操作形式使用，此时，宜采用位操作形式 。第第4章章 并行接口并行接口P0P3和单片机的中断系统和单片机的中断系统 归纳四个并行口使用的注意事项如下：归纳四个并行口使用的注意事项如下：1.1.如果单片机内部有程序存贮器，不需要扩展外部存贮器和如果单片机内部有程序存贮器，不需要扩展外部存贮器和I/OI/O接口，单片机的四个口均可作接口，单片机的四个口均可作I/

19、OI/O口使用。口使用。2.2.四个口在作输入口使用时，均应先对其写四个口在作输入口使用时，均应先对其写“1 1”，以避免误读。，以避免误读。3.3.P0P0口作口作I/OI/O口使用时应外接口使用时应外接10K10K的上拉电阻，其它口则可不必。的上拉电阻，其它口则可不必。4.4.P2P2可某几根线作地址使用时，剩下的线不能作可某几根线作地址使用时，剩下的线不能作I/OI/O口线使用。口线使用。5.5.P3P3口的某些口线作第二功能时，剩下的口线可以单独作口的某些口线作第二功能时，剩下的口线可以单独作I/OI/O口口线使用。线使用。第第4章章 并行接口并行接口P0P3和单片机的中断系统和单片机

20、的中断系统 4.1.2 4.1.2 编程举例编程举例 下面举例说明端口的输入、输出功能，其他功能的应用实例在后面章下面举例说明端口的输入、输出功能，其他功能的应用实例在后面章节说明。节说明。例例4-1.设计一电路，监视某开关设计一电路，监视某开关K，用发光二极管，用发光二极管LED显示开关状态，显示开关状态，如果开关合上，如果开关合上，LED 亮、亮、开关打开，开关打开，LED熄灭。熄灭。分析：设计电路如分析：设计电路如图图5.2如示。如示。开关接在开关接在P1.1口线，口线，LED接接P1.0口线，当开关断开时，口线，当开关断开时，P1.1为为+5V，对应数字量为对应数字量为“1”，开，开

21、关合上时关合上时P1.1电平为电平为0V，对应数字量为，对应数字量为“0”，这样就可以用这样就可以用JB指令对开关状态进行检测指令对开关状态进行检测。第第4章章 并行接口并行接口P0P3和单片机的中断系统和单片机的中断系统 LED正偏时才能发亮，按电路接法，当正偏时才能发亮，按电路接法，当P1.0输出输出“1”，LED正偏而发亮，当正偏而发亮，当P1.0 输出输出“0”，LED 的两端电压为的两端电压为 0 而而熄灭。熄灭。LEDLED+5V5VVccVcc-EAEARSTRST10uF 10uF 1K1KP1.0P1.089S5189S51P1.1P1.11K1K30P30P30P30PXT

22、AL1XTAL1XTAL2XTAL2GNDGND89C5189C51+5V5VVccVcc-EAEARSTRST10uF10uF 1K1KP1.0P1.089S5189S51+5V+5VP1.1P1.11K1K30P30P30P30PXTAL1XTAL1XTAL2XTAL2GNDGND89C5189C51K K第第4章章 并行接口并行接口P0P3和单片机的中断系统和单片机的中断系统 编程如下：编程如下：CLR P1.0 ；使发光二极管灭；使发光二极管灭AGA:SETB P1.1 ；先对；先对P1口写入口写入“1”JB P1.1，LIG ；开关开，转；开关开，转LIG SETB P1.0 ；开关

23、合上，二极管亮；开关合上，二极管亮 SJMP AGALIG:CLR P1.0 ；开关开，二极管灭；开关开，二极管灭 SJMP AGA第第4章章 并行接口并行接口P0P3和单片机的中断系统和单片机的中断系统 +5V+5VP1.0P1.0LEDLED在上述电路图中二极管亮度不够，按下面两种在上述电路图中二极管亮度不够，按下面两种电路接法，增加了驱动能力，二极管更亮些。电路接法，增加了驱动能力，二极管更亮些。接成灌电流形式：接成灌电流形式：P1.0P1.0+5V+5VLEDLED1加驱动电路：加驱动电路：第第4章章 并行接口并行接口P0P3和单片机的中断系统和单片机的中断系统 例例4-24-2.在下

24、在下图图中中P1.4P1.4P1.7P1.7接四个发光二极管接四个发光二极管LED,P1.0LED,P1.0P1.3P1.3接四个开关，编程将开关的状态反映到发光二极管上。接四个开关，编程将开关的状态反映到发光二极管上。111189C5189C51P1.0P1.0P1.1P1.1P1.2P1.2P1.3P1.3P1.4P1.4P1.5P1.5P1.6P1.6P1.7P1.7+5V+5V+5V+5V1K41K4330330 44EA第第4章章 并行接口并行接口P0P3和单片机的中断系统和单片机的中断系统 上述程序中每次读开关之前，输入位都先置上述程序中每次读开关之前，输入位都先置“1”“1”，保

25、证，保证了开关状态的正确读入。了开关状态的正确读入。编程如下：编程如下：ORG 0000HABC:MOV P1,#0FFH ;高四位灭，低四位送高四位灭，低四位送“1”MOV A,P1 ;读读P1口引脚开关状态至口引脚开关状态至A SWAP A ;低四位开关状态转换到高四位低四位开关状态转换到高四位 ANL A,#0F0H ;保留高四位保留高四位 MOV P1,A ;从从P1口输出口输出 SJMP ABC ;循环循环第第4章章 并行接口并行接口P0P3和单片机的中断系统和单片机的中断系统 例例3 3.用用P1.0P1.0输出输出1KHz1KHz和和500Hz500Hz的音频信号驱动扬声器，的音

26、频信号驱动扬声器，作报警信号，要求作报警信号，要求1KHz1KHz信号响信号响100ms 100ms，500Hz500Hz信号响信号响200ms200ms，交替进行，交替进行，P1.7P1.7接一开关进行控制，当开关合上响报警信号，接一开关进行控制，当开关合上响报警信号，当开关断开告警信号停止，编出程序。当开关断开告警信号停止，编出程序。分析分析：500Hz500Hz信号周期为信号周期为2ms2ms，信号电平为每，信号电平为每1ms1ms变反变反1 1次。次。1KHz1KHz的信号周期为的信号周期为1ms1ms，信号电平，信号电平 每每500S500S变反变反1 1次，编一个次，编一个延时延时

27、500S500S子程序，延时子程序，延时1ms1ms只需调用只需调用2 2次。用次。用R2R2控制音响时控制音响时间长短，间长短，A A作音响频率的交换控制的标志。作音响频率的交换控制的标志。A=FFA=FF时产生时产生1KHz1KHz信号，信号，A=0A=0时产生时产生500Hz500Hz信号。信号。第第4章章 并行接口并行接口P0P3和单片机的中断系统和单片机的中断系统 P1.0 波波 形形 图图 1ms 1ms100个个T(变反变反200次即次即200ms)。500S500S100个个T(变反变反200次即次即100ms)。TT第第4章章 并行接口并行接口P0P3和单片机的中断系统和单片

28、机的中断系统 ORG 0000H CLR A ；A作作1KHz，500Hz 转换控制转换控制BEG:JB P1.7,；检测；检测P1.7的开关状态的开关状态 MOV R2,#200 ；开关闭合报警，；开关闭合报警，R2控制音响时间控制音响时间DV：CPL P1.0 CJNE A,#0FFH,N1 ；AFFH，延时，延时500S ACALL D500 ；A=FFH ;延时延时1ms P1.0变反变反N1：ACALL D500 DJNZ R2，DV CPL A SJMP BEGD500:MOV R7,#250 ；延时；延时500 S子程序子程序 DJNZ R7,RET END第第4章章 并行接口并

29、行接口P0P3和单片机的中断系统和单片机的中断系统 4.1.3 4.1.3 用并行口设计用并行口设计LEDLED数码显示器和键盘电路数码显示器和键盘电路 键盘和显示器是单片机应用系统中常用的输入输出装置。键盘和显示器是单片机应用系统中常用的输入输出装置。LEDLED数码显示器是常用的显示器之一，下面介绍用单片机并行口数码显示器是常用的显示器之一，下面介绍用单片机并行口设计设计LEDLED数码显示电路和键盘电路的方法。数码显示电路和键盘电路的方法。第第4章章 并行接口并行接口P0P3和单片机的中断系统和单片机的中断系统 4.1.3.14.1.3.1用并行口设计用并行口设计LEDLED显示电路显示

30、电路1.LED1.LED显示器及其原理显示器及其原理 LEDLED有着显示亮度高，响应速度快的特点，最常用的是有着显示亮度高，响应速度快的特点，最常用的是七段式七段式LEDLED显示器，又称数码管。显示器，又称数码管。七段七段LEDLED显示器内部由显示器内部由七个条形发光二极管和一个小圆点发光二极管组成，根据各七个条形发光二极管和一个小圆点发光二极管组成，根据各管的亮暗组合成字符。常见管的亮暗组合成字符。常见LEDLED的管脚排列见的管脚排列见图图4(a)4(a)。其中。其中COMCOM为公共点，根据内部发光二极管的接线为公共点，根据内部发光二极管的接线 形式，可分成共形式，可分成共阴极型图

31、阴极型图4(b)4(b)和共阳极型和共阳极型图图4(c)4(c)。第第4章章 并行接口并行接口P0P3和单片机的中断系统和单片机的中断系统 a ab bc cd de ef fg gdpdp(a)(b)(c)cdedp12345678910a bfgcomcomabcefabcdefgdpcomcom图图4 4第第4章章 并行接口并行接口P0P3和单片机的中断系统和单片机的中断系统 LEDLED数码管的数码管的g ga a七个发光二极管因加正电压而发亮，七个发光二极管因加正电压而发亮，因加零电压而不能发亮，不同亮暗的组合就能形成不同的字因加零电压而不能发亮，不同亮暗的组合就能形成不同的字形，这

32、种组合称之为字形码，显然共阳极和共阴极的字形码形，这种组合称之为字形码，显然共阳极和共阴极的字形码是不同的是不同的 ，其字形码见下，其字形码见下表表。LEDLED数码管每段需数码管每段需101020ma20ma的的驱动电流，可用驱动电流，可用TTLTTL或或CMOSCMOS器件驱动。器件驱动。字形码的控制输出可采用硬件译码方式，如采用字形码的控制输出可采用硬件译码方式，如采用BCD 7BCD 7段译码段译码/驱动器驱动器74LS4874LS48、74LS4974LS49、CD4511(CD4511(共阴极共阴极)或或74LS4674LS46、74LS4774LS47、CD4513CD4513(

33、其阳极其阳极)也可用软件查表方式输出。也可用软件查表方式输出。第第4章章 并行接口并行接口P0P3和单片机的中断系统和单片机的中断系统 显示字符段段 符符 号号十六进制代码dpgfedcba共阴共阳0123456789ABCDEFHP0000000000000000010011111011110111111000111011111011111010001010111111111011011011011110001101111111110100001111100111100100011011011111101011113FH06H5BH4FH66H6DH7DH07H7FH6FH77H7CH39H

34、5EH79H71H76HF3HC0F9A4B0999282F880908883C6A18684FFBF第第4章章 并行接口并行接口P0P3和单片机的中断系统和单片机的中断系统 2.LED2.LED数码管的接口数码管的接口 数码管的接口有静态接口和动态接口。数码管的接口有静态接口和动态接口。静态接口静态接口为固定显示方式，无闪烁，其电路可采用一个为固定显示方式，无闪烁，其电路可采用一个并行口接一个数据管，数码管的公共端按共阴或共阳分别接并行口接一个数据管，数码管的公共端按共阴或共阳分别接地或地或VccVcc。这种接法占用接口多，如果。这种接法占用接口多，如果POPO口和口和P2P2口要用作数口要

35、用作数据线和地址线，仅用单片机的并行口就只能接二个数码管。据线和地址线，仅用单片机的并行口就只能接二个数码管。也可以用串行接口的方法接多个数码管，也可以用串行接口的方法接多个数码管，使之静态显示使之静态显示.动态接口动态接口采用各数码管循环轮流显示的方法，当循环显采用各数码管循环轮流显示的方法，当循环显示频率较高时，利用人眼的暂留特性示频率较高时，利用人眼的暂留特性，看不出闪烁显示现，看不出闪烁显示现象，这种显示需要一个接口完成字形码的输出象，这种显示需要一个接口完成字形码的输出(字形选择字形选择)，另一接口完另一接口完 成各数码管的轮流点亮成各数码管的轮流点亮(数位选择数位选择)。第第4章章

36、 并行接口并行接口P0P3和单片机的中断系统和单片机的中断系统 例如例如图图5是接有五个共阴极数码管的动态显示接口电路，是接有五个共阴极数码管的动态显示接口电路，用用74LS373接成直通的方式作驱动接成直通的方式作驱动 电路，阴极用非门电路，阴极用非门74LS04反相门驱动，字形选择由反相门驱动，字形选择由P1口提供，位选择由口提供，位选择由P3口口控制。控制。当当P3.0P3.4轮流输出轮流输出1时，五个数码管轮流显示。时，五个数码管轮流显示。P1.7接开关，当开关打向位置接开关，当开关打向位置“1”时，时，显示显示“12345”字样，字样，当开关打向当开关打向“2”时，显示时，显示“HE

37、LLO”字样，程序清单如下：字样，程序清单如下：第第4章章 并行接口并行接口P0P3和单片机的中断系统和单片机的中断系统 12第第4章章 并行接口并行接口P0P3和单片机的中断系统和单片机的中断系统 第第4章章 并行接口并行接口P0P3和单片机的中断系统和单片机的中断系统 用汇编语言编程用汇编语言编程 ORG 0000H MOV P3，#0 ；清显示；清显示TEST:SETB P1.7 JB P1.7，DIR1 ；检测开关；检测开关 MOV DPTR，#TAB 1 ;开关置于开关置于1，12345字形表头地址字形表头地址 SJMP DIRDIR1:MOV DPTR，#TAB2 ;开关置于开关置

38、于2，“HELLO”字形表头字形表头DIR:MOV R0，#0 ；R0存字形表偏移量存字形表偏移量 MOV R1，#01 ；R1置数码表位选代码置数码表位选代码NEXT:MOV A，R0 MOVC A，A+DPTR ;查字形码表查字形码表1 MOV P1，A ；送；送P1口输出口输出 第第4章章 并行接口并行接口P0P3和单片机的中断系统和单片机的中断系统 MOV A，R1 MOV P3，A ；输出位选码；输出位选码 ACALL DAY ；延时；延时 INC R0 ；指向下一位字形；指向下一位字形 RL A ；指向下一位；指向下一位 MOV R1，A CJNE R1，#20H，NEXT ;五个

39、五个 数码管显示完数码管显示完?SJMP TESTDAY:MOV R6，#20 ;延时延时20ms子程序子程序DL2:MOV R7，#7DHDL1:NOP NOP第第4章章 并行接口并行接口P0P3和单片机的中断系统和单片机的中断系统 DJNZR7，DL1DJNZR6，DL2RETTAB1:db06H,5BH,4FH,66H,6DH;“15”的字形码TAB2:db78H,79H,38H,38H,3FH;“HELLO”的字形码END第第4章章 并行接口并行接口P0P3和单片机的中断系统和单片机的中断系统 4.1.3.24.1.3.2用并行口设计键盘电路用并行口设计键盘电路 键盘是计算机系统中不可

40、缺少的输入设备，当按键少时键盘是计算机系统中不可缺少的输入设备，当按键少时可接成线性键盘可接成线性键盘(如图如图5.35.3中的按键中的按键)，当按键较多时，这，当按键较多时，这样的接法占用口线较多。将按键接成矩阵的形式，可以节样的接法占用口线较多。将按键接成矩阵的形式，可以节省口线，例如两个接口可按省口线，例如两个接口可按8*88*8的形式接的形式接6464个按键。每个按个按键。每个按键有它的行值和列值，行值和列值的组合就是识别这个按键有它的行值和列值，行值和列值的组合就是识别这个按键的编码。矩阵的行线和列线分别通过两并行接口和键的编码。矩阵的行线和列线分别通过两并行接口和CPUCPU通通信

41、。每个按键的状态同样需变成数字量信。每个按键的状态同样需变成数字量“0”“0”和和“1”“1”，开，开关的一端通过电阻接关的一端通过电阻接Vcc(Vcc(列列)、而接地是通过程序输出数字、而接地是通过程序输出数字“0”“0”实现的。实现的。第第4章章 并行接口并行接口P0P3和单片机的中断系统和单片机的中断系统 键盘处理程序的任务是：键盘处理程序的任务是：确定有无键按下；确定有无键按下；判哪一个键按下，判哪一个键按下，键的功能是什么；键的功能是什么；还要消除按键在闭合或断开时的抖动。还要消除按键在闭合或断开时的抖动。两个并行口中，一个输出扫描码，两个并行口中，一个输出扫描码，使按键逐行动态使按

42、键逐行动态接地接地(称行扫描称行扫描)，另一个并行口输入按键状态，另一个并行口输入按键状态(称回馈信称回馈信号，键盘的列值号，键盘的列值)，由行扫描值和回馈信号共同形成键编由行扫描值和回馈信号共同形成键编码而识别按键、通过软件查表，查出该键的功能。也可由码而识别按键、通过软件查表，查出该键的功能。也可由硬件编码器完成键的编码。硬件编码器完成键的编码。第第4章章 并行接口并行接口P0P3和单片机的中断系统和单片机的中断系统 下下图图中，用中，用8XX518XX51的并行口的并行口P1P1接接4 44 4矩阵键盘，以矩阵键盘，以P1.0P1.0P1.3P1.3作输出作输出线，以线，以P1.4P1.

43、4P1.7P1.7作输入线，键盘扫描程序的流程如作输入线，键盘扫描程序的流程如图图5.75.7所示。所示。第第4章章 并行接口并行接口P0P3和单片机的中断系统和单片机的中断系统 EEDEBE7FEDDDBD7DEBDBBB7BE7D7B777第第4章章 并行接口并行接口P0P3和单片机的中断系统和单片机的中断系统 Y返回键编码返回键编码读读P1.3P1.4值值置行扫描初值置行扫描初值扫描位从扫描位从P1口输出口输出P1口的高四位和低四位口的高四位和低四位相或得键编码相或得键编码扫到最后一行扫到最后一行?NN(有键按下）有键按下）N开始开始P1.0P1.3输出输出0延时去抖动延时去抖动P1.4

44、P1.7全为全为1?P1.4P1.7全为全为1?YYY(无键按下无键按下)第第4章章 并行接口并行接口P0P3和单片机的中断系统和单片机的中断系统 对键盘的对键盘的程序流程图程序流程图5.7说明如下说明如下：当当P1.0P1.3输出输出0时，如无键按下，时，如无键按下，P1.4P1.7的输入的输入值均为值均为“1”，如果其中有一个不是，如果其中有一个不是“1”，说明有键按下，再，说明有键按下，再使使P1.0P1.3逐个输出零逐个输出零(行扫描行扫描)，检查，检查P1.4P1.7的输入的输入值有值有 无零，从而查出是哪行哪列的键按下。在判按键时，无零，从而查出是哪行哪列的键按下。在判按键时，按键

45、有抖动，可采用延时后再重读以跳按键有抖动，可采用延时后再重读以跳 过抖动时段过抖动时段(也可用也可用R-S触发器闩锁电路硬件消抖，但这样电路复杂，在矩阵键触发器闩锁电路硬件消抖，但这样电路复杂，在矩阵键盘中不采用盘中不采用)。第第4章章 并行接口并行接口P0P3和单片机的中断系统和单片机的中断系统 程序清单如下：程序清单如下：ORG 0000H TEST:MOV P1,#0F0H ；P1.0P1.3输出输出0,P1.4P1.7 输出输出1,作输入位作输入位 MOV A,P1 ；读键盘，检测有无键按下；读键盘，检测有无键按下ANL A,#0F0H ；屏蔽屏蔽P1.0P1.3，检测检测P1.4P1

46、.是否全为是否全为1 CJNE A,#0F0H,HAVE；P1.4P1.7不全为不全为1，有键按下有键按下SJMP TEST ；P1.4P1.7全为全为1，无键按下，重检测键盘无键按下，重检测键盘HAVE:MOV A,#0FE ；有键按下，逐行扫描键盘，；有键按下，逐行扫描键盘，置扫描初值置扫描初值第第4章章 并行接口并行接口P0P3和单片机的中断系统和单片机的中断系统 NEXT:MOV B,A ；扫描码暂存于；扫描码暂存于BMOV P1,A ；输出扫描码；输出扫描码READ:MOV A,P1 ；读键盘；读键盘ANL A,#0F0H ；屏蔽屏蔽P1.0P1.3，检测检测P1.4P1.是否全为是

47、否全为1CJNE A,0F0H,YES ；P1.4P1.7不全为不全为1，该行有键按下该行有键按下MOV A,B ；被扫行无键按下，准备查下一行；被扫行无键按下，准备查下一行RL A ；置下一行扫描码；置下一行扫描码CJNE A,#0EFH,NEXT；未扫到到最后一行循环；未扫到到最后一行循环YES:ACALL DAY ；延时去抖动；延时去抖动第第4章章 并行接口并行接口P0P3和单片机的中断系统和单片机的中断系统 AREAD:MOV A,P1 ；再读键盘；再读键盘ANL A,#0F0H ；屏蔽屏蔽P1.0P1.3，保留，保留P1.4 P1.7(列码列码)MOV R2,A ；暂存列码；暂存列码

48、MOV A,B ANL A,#0FH ；取行扫描码；取行扫描码ORL A,R2 ；行码、列码合并为键编码；行码、列码合并为键编码YES1:MOV B,A ；键编码存于；键编码存于BLJMP SAM38 ；转键分析处理程序（见例；转键分析处理程序（见例3-8）第第4章章 并行接口并行接口P0P3和单片机的中断系统和单片机的中断系统 例如图例如图5-6中的中的“a”键，当行扫描值键，当行扫描值sccode=feH=11111110B，读入列值到，读入列值到P1口和口和f0H相与即保相与即保 留高四位读入值，屏蔽了留高四位读入值，屏蔽了低四位，再和低四位，再和0fh相或得相或得recole=dfH=

49、11011111B.sccode+recode=00100001B，所以，所以“a”键的编码键的编码21H，此值，此值是是A的键码，同样可得的键码，同样可得“5”键编码为键编码为01000100B即即44H，由此，由此可将每个按键的编码排出来，通过查表程序转不同的按键处可将每个按键的编码排出来，通过查表程序转不同的按键处 理程序。此程序部分请读者自行编出。该程序同样可用汇编理程序。此程序部分请读者自行编出。该程序同样可用汇编语言编出。语言编出。第第4章章 并行接口并行接口P0P3和单片机的中断系统和单片机的中断系统 4.1.4 4.1.4 并行接口小结并行接口小结 1.1.四个并行口均可作为输

50、入输出接口使用，但又有各自的特四个并行口均可作为输入输出接口使用，但又有各自的特点。因点。因POPO口是数据线和低八位的口是数据线和低八位的 地址线，因此不用它作输地址线，因此不用它作输入入/输出接口，而是用它传输数据和低八位的地址信息，除输出接口，而是用它传输数据和低八位的地址信息，除非在不非在不 接其他外围芯片的情况下才作接其他外围芯片的情况下才作I/OI/O接口使用，此时由接口使用，此时由于内部漏极开路，需外接上拉电阻。四个口的使用特点是本于内部漏极开路，需外接上拉电阻。四个口的使用特点是本章的重点。章的重点。并行接口是单片机用得最多的部分，可直接接外部设备并行接口是单片机用得最多的部分

51、，可直接接外部设备(要要注意电平的匹配注意电平的匹配)。本章以最简单。本章以最简单 的实验室最容易实现的外部的实验室最容易实现的外部设备设备开关和发光二极管为例说明并行口的应用设计，其他外开关和发光二极管为例说明并行口的应用设计，其他外设设 的测控原理与其一样。的测控原理与其一样。第第4章章 并行接口并行接口P0P3和单片机的中断系统和单片机的中断系统 3.3.在应用设计中应理解，计算机内由数字电路组成只存在两种在应用设计中应理解，计算机内由数字电路组成只存在两种TTLTTL电平，高电平电平，高电平3.53.55V5V和低和低 电平电平0V0V，对应着的数字为，对应着的数字为“1”“1”和和“

52、0”“0”。外设的状态要通过电路转换成高、低电平，计算机才能识外设的状态要通过电路转换成高、低电平，计算机才能识别别(如开关电路如开关电路)。计算机输出数据计算机输出数据“1”“1”即输出即输出3.5V3.5V5V5V，输出数据，输出数据“0”“0”即即输出输出0V0V，根据外设需要的电平要求，根据外设需要的电平要求 输出输出“1”“1”或或“0”“0”数据，数据，这就是程序控制外设的本质。这就是程序控制外设的本质。2.2.当并行口作为输入口使用时，应对所用的口线写当并行口作为输入口使用时，应对所用的口线写“1”“1”，使，使其内部的驱动场效应管截止其内部的驱动场效应管截止 ，防止误读。写，防

53、止误读。写“1”“1”以后不影响以后不影响读引脚指令，因为读入的信息是经缓冲器读引脚指令，因为读入的信息是经缓冲器2(2(见图见图5.1)5.1)进入进入C PUC PU的，而不是读的锁存器。的，而不是读的锁存器。第第4章章 并行接口并行接口P0P3和单片机的中断系统和单片机的中断系统 4.2.1 8XX514.2.1 8XX51中断系统结构中断系统结构 在在CPU和外设交换信息时，存在着快速和外设交换信息时，存在着快速CPU和慢速外设间和慢速外设间的矛盾，机器内部有时也可能出现突发事件，为此，计算机中的矛盾，机器内部有时也可能出现突发事件，为此，计算机中通常采用中断技术。通常采用中断技术。中

54、断中断 CPU和外设并行工作，当外设数据准备好和外设并行工作，当外设数据准备好(或有某种突发或有某种突发事件发生事件发生)时向时向CPU提出请求，提出请求，CPU暂停正在执行的程序转而暂停正在执行的程序转而为该外设服务为该外设服务(或处或处 理紧急事件理紧急事件)，处理完毕再回到原断点继，处理完毕再回到原断点继续执行原程序。续执行原程序。中断源中断源 引起中断的原因引起中断的原因,中断申请的来源，中断源可以是中断申请的来源，中断源可以是I/O设设备、故障、时钟、调试中人为设置。备、故障、时钟、调试中人为设置。4.2 MCS51单片机的中断系统单片机的中断系统第第4章章 并行接口并行接口P0P3

55、和单片机的中断系统和单片机的中断系统 中断优先级中断优先级 当有多个中断源同时当有多个中断源同时 向向CPU申请中断时，申请中断时，CPU优先响应最优先响应最需紧急处理的中断请求，处理完毕再响应优先级别较低的需紧急处理的中断请求，处理完毕再响应优先级别较低的，这，这种预先安排的响应次序。种预先安排的响应次序。中断的嵌套中断的嵌套 在中断系统中，高优先级的在中断系统中，高优先级的 中断请求能中断正在进行的较中断请求能中断正在进行的较低级的中断源处理，低级的中断源处理，本章将讨论本章将讨论MCS51系列单片机的中断系统。系列单片机的中断系统。第第4章章 并行接口并行接口P0P3和单片机的中断系统和

56、单片机的中断系统 8XX51有有5个中断源，个中断源，3个在片内，个在片内，2个在片外，它们在程序个在片外，它们在程序存贮器中有固定的中断入口地址，存贮器中有固定的中断入口地址，当当CPU响应中断时，硬件响应中断时，硬件自动形成这些地址，由此进入中断服务程序；自动形成这些地址，由此进入中断服务程序；5个中断源有两个中断源有两级中断优先级，可形式中断嵌套；级中断优先级，可形式中断嵌套；4.2.2.1 中断源中断源 8XX51有有5个中断源，其符号、名称、产生条件及中断服务个中断源，其符号、名称、产生条件及中断服务程序的入口地址如下表程序的入口地址如下表。第第4章章 并行接口并行接口P0P3和单片

57、机的中断系统和单片机的中断系统 符号符号 名名 称称 中中 断断 引引 起起 原原 因因 中断服务程序中断服务程序入口入口INT0INT0 外部中断外部中断0 0 P3.2 P3.2引脚的低电平或下降沿信号引脚的低电平或下降沿信号 0003H0003HINT1INT1 外部中断外部中断1 1P3.3P3.3引脚的低电平或下降沿信号引脚的低电平或下降沿信号 0013H0013HT0T0定时器定时器0 0中断中断 定时计数器定时计数器0 0计数回零溢出计数回零溢出 000BH000BHT1T1定时器定时器1 1中断中断 定时计数器定时计数器1 1计数回零溢出计数回零溢出 001BH001BHTI/

58、RITI/RI 串行口中断串行口中断 串行通信完成一帧数据发送或接收引串行通信完成一帧数据发送或接收引起中断起中断 0023H0023H第第4章章 并行接口并行接口P0P3和单片机的中断系统和单片机的中断系统 4.2.2.2 4.2.2.2 中断控制的有关寄存器中断控制的有关寄存器(1)(1)中断的允许和禁止中断的允许和禁止中断控制寄存器中断控制寄存器IEIE IE IE寄存器的各位对应相应的中断源，如果允许该中断源中寄存器的各位对应相应的中断源，如果允许该中断源中断则该位置断则该位置1 1，禁止中断则该位置，禁止中断则该位置0 0。EAEA -ES ES ETIETI EX1 EX1 ET0

59、 ET0 EX0 EX0中断总控允中断总控允/禁禁 不不 用用 不不用用 串行口串行口允允/禁禁 T1T1允允/禁禁 INT1 INT1允允/禁禁 T0 T0允允/禁禁 INT0INT0允允/禁禁 第第4章章 并行接口并行接口P0P3和单片机的中断系统和单片机的中断系统 EAEA：中断总控开关，是：中断总控开关，是CPUCPU是否响应中断的前提。是否响应中断的前提。EA=1 EA=1，CPUCPU开中断开中断;EA=0 EA=0，CPU CPU关中断。关中断。ESES：串行口中断允许位，串行口中断允许位，ES=1 ES=1，允许串行口发送，允许串行口发送/接收中断；接收中断；ES=0 ES=0

60、，禁止串行口中断。，禁止串行口中断。ET1ET1：定时器：定时器T1T1中断允许位，中断允许位，ET1=1 ET1=1，允许，允许T1T1计数溢出中断；计数溢出中断；ET1=0 ET1=0，禁止，禁止T1T1中断。中断。第第4章章 并行接口并行接口P0P3和单片机的中断系统和单片机的中断系统 ET0ET0：定时器定时器T0T0中断允许位中断允许位,ET0=1 ET0=1，允许，允许T1T1计数溢出中断；计数溢出中断；ET0=0 ET0=0，禁止，禁止T0T0中断。中断。EX1EX1：外部中断外部中断INT1INT1允许位，允许位，EX1=1 EX1=1，允许，允许INT1INT1中断；中断；E

61、X1=0 EX1=0，禁止，禁止INT1INT1中断。中断。EX0EX0：外部中断外部中断INT0INT0允许位，允许位，EX0=1 EX0=1，允许，允许INT0INT0中断；中断；EX0=0 EX0=0，禁止，禁止INT0INT0中断。中断。第第4章章 并行接口并行接口P0P3和单片机的中断系统和单片机的中断系统 说明：说明：1.IT0和和IT1为外中断为外中断INT0 和和INT1中断触发方式选择，若选下降沿触中断触发方式选择，若选下降沿触发则相应位置发则相应位置1；若选低电平触发；若选低电平触发，IT相应位置相应位置0。2.某中断源有中断请求，该中断标志置某中断源有中断请求，该中断标志

62、置1，无中断请求，该中断标志，无中断请求，该中断标志置置0 3.TR0 和和 TR1 为定时器为定时器T0和和T1工作启动和停止控制。工作启动和停止控制。TF1 TR1TF0 TR0 IE1IT1 IE0IT0T1 请求请求有有/无无 T1工作工作启启/停停 T0 请求请求有有/无无 T0 工作工作启启/停停 INT1 请求请求有有/无无 INT1方式方式下沿下沿/低低电平电平 INT0请求请求有有/无无 INT0方式方式下沿下沿/低低电平电平(2)(2)中断请求标志及外部中断方式选择寄存器中断请求标志及外部中断方式选择寄存器TCONTCON第第4章章 并行接口并行接口P0P3和单片机的中断系

63、统和单片机的中断系统 (3)(3)中断优先级管理寄存器中断优先级管理寄存器IPIP-PSPT1PX1PT0PX0无无用用位位无无用用位位无无用用位位串行串行 口口高高/低低 T1高高/低低 INT1高高/低低 T0高高/低低 INT0高高/低低 T0INT0INT1T1串行口串行口 当当 某几个中断源在某几个中断源在IP寄存器相应位同为寄存器相应位同为1或同为零时，由内或同为零时，由内部查询确定优先级，查询的顺序是：部查询确定优先级，查询的顺序是：CPU优先响应优先响应 先查询的中断请求先查询的中断请求五个中断源的优先级别由五个中断源的优先级别由IP寄存器管理，相应位置寄存器管理，相应位置1，

64、则该中断源优先级别高，置则该中断源优先级别高，置0的优先级的优先级 别低。别低。第第4章章 并行接口并行接口P0P3和单片机的中断系统和单片机的中断系统 MCS_51MCS_51系列单片机的中断结构如图所示。系列单片机的中断结构如图所示。第第4章章 并行接口并行接口P0P3和单片机的中断系统和单片机的中断系统 4.2.2 4.2.2 中断响应过程中断响应过程一、中断处理过程一、中断处理过程 中断处理过程分为四个阶段：中断请求，中断响应，中断处理过程分为四个阶段：中断请求，中断响应，中断处理、中断返回。中断处理、中断返回。MCS51系列单系列单 片机的中断过片机的中断过程流程如图所示。程流程如图

65、所示。第第4章章 并行接口并行接口P0P3和单片机的中断系统和单片机的中断系统 NNYYYN执执 行行 指指 令令中断标志中断标志1?(中断请求中断请求?)指令指令最后一个最后一个T周期周期?EA=1?允允 许许 位位=1?CPU 判判 别优别优 先权先权,响响 应优应优 先权高先权高 的中断的中断断点的断点的PC进栈进栈,中断服务入口地址送中断服务入口地址送PC撤撤 除除 中中 断断 标标 志志中中 断断 服服 务务中中 断断 返返 回回,断断 点点 出出 栈栈 送送 PC 中断请求中断请求.中断响应中断响应中断服务中断服务中断返回中断返回第第4章章 并行接口并行接口P0P3和单片机的中断系

66、统和单片机的中断系统 中断请求、中断响应过程由硬件完成。中断请求、中断响应过程由硬件完成。中断服务程序应根据需要进行编写。程序中要注意保护现场中断服务程序应根据需要进行编写。程序中要注意保护现场和恢复现场。和恢复现场。中断返回是通过执行一条中断返回是通过执行一条RETI中断返回指令，使堆栈中被压中断返回指令，使堆栈中被压入的断入的断 点地址送点地址送PC，从而返回主程序的断点继续执行主，从而返回主程序的断点继续执行主程序。另外程序。另外RETI还有恢复优先级状态触发器还有恢复优先级状态触发器 的作用，因的作用，因此不能以此不能以RET指令代替指令代替“RETI”指令。指令。第第4章章 并行接口并行接口P0P3和单片机的中断系统和单片机的中断系统 若某个中断源通过编程设置，处于被打开的状态，并满足若某个中断源通过编程设置，处于被打开的状态，并满足中断响应的条件，然而下面三种情中断响应的条件，然而下面三种情 况单片机不响应此中断：况单片机不响应此中断：当前正在执行的那条指令没执行完；当前正在执行的那条指令没执行完；当前响应了同级或高级中断；当前响应了同级或高级中断；正在操作正在操作IEIE