单片机原理(3)：中断、定时/计数、串行通信
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单片机原理(3)：中断、定时/计数、串行通信

中断（Interrupt）是指在计算机运行过程中，出现某些意外情况需主机干预时，机器能自动停止正在运行的程序并转入处理新情况的程序，处理完毕后又返回原被暂停的程序继续运行。

定时器/计数器（Timer/Counter）在实时控制系统中，实现对于外界事件的定时延时及计数功能。

串行通信（Serial Communicate）是计算机与外界交换信息的一种基本通信方式。

中断系统

中断过程中，请求产生中断的事件称为中断源，中断源向CPU提出的请求为中断请求（Interrupt Requst，IRQ），CPU通过上下文切换保存好当前的工作状态后，转而去处理中断请求，也就是产生中断响应。直到处理完中断请求事件，才返回原来的工作状态，继续工作。整个过程如下图所示：

中断过程

51单片机中断系统的结构图如下：

中断系统结构

中断源

51单片机中有5个中断源，如下表所示：

中断号 优先级 中断源 中断入口地址
0 1(最高级) 外部中断0 0003H
1 2 定时器0 000BH
2 3 外部中断1 0013H
3 4 定时器1 001BH
4 5(最低级) 串口中断 0023H

每个中断源都分配了对应的中断号及中断服务入口地址，在这个中断入口地址里，存放着跳转到相应中断服务程序的跳转指令。当多个中断源同时向CPU提出中断请求时，CPU将根据中断源的优先级来依次响应中断。

相关寄存器

SFR中与中断有关的寄存器有：

IE

**IE(Interrupt Enable)**，中断允许寄存器，可位寻址，其各位定义如下：

位地址 | AFH | AEH | ADH | ACH | ABH | AAH | A9H | A8H
——|——|——|——|——|——|——|——|——|——
定义 | EA | - | (ET2) | ES | ET1 | EX1 | ET0 | EX0

  • **EA(Enable All)**：CPU中断总控制位，EA=1，CPU对所有中断开放，EA=0，CPU禁止一切中断响应。
  • **ES(Enable Serial)**：串口中断允许控制位，ES=1，允许串行口接受、发送中断。
  • **ET0/ET1(Enable Timer)**：定时/计数器0/1中断允许控制位，ET0/ET1=1，允许T0/T1中断。52系列单片机里还有ET2。
  • **EX0/EX1(Enable Exterior)**：外部中断INT0/INT1中断允许控制位，EX0/EX1=1，允许外部中断INT0/INT1中断。

IP

**IP(Interrupt Priority)**，中断优先级寄存器，可位寻址，其各位定义如下。未设置时或复位后，IP各位均为””则按照系统默认的优先级

位地址 | BFH | BEH | BDH | BCH | BBH | BAH | B9H | B8H
——|——|——|——|——|——|——|——|——|——
定义 | - | - | (PT2) | PS | PT1 | PX1 | PT0 | PX0

  • **PS(Priority Serial)**：串行口优先级设定位，PS=1，串行口为高优先级。
  • **PT0/PT1(Priority Timer)**：定时/计数器0/1优先级设定位，PT0/PT1=1，定时/计数器0/1为高优先级。
  • **PX0/PX1(Priority Exterior)**：外部中断INT0/INT1优先级设定位，PX0/PX1=1，外部中断INT0/INT1为高优先级。

TCON

**TCON(Timer Control)**，定时/计数器控制寄存器，可位寻址，其各位定义如下：

位地址 | 8FH | 8EH | 8DH | 8CH | 8BH | 8AH | 89H | 88H
——|——|——|——|——|——|——|——|——|——
定义 | TF1 | TR1 | TF0 | TR0 | IE1 | IT1 | IE0 | IT0

  • **TF0/TF1(Timer Flag)**：定时/计数器0/1溢出标志位，当定时/计数器计满溢出时，由硬件自动置“1”，并申请中断；在进入中断服务程序后，又由硬件自动置“0”。
  • **TR0/TR1(Timer Run)**：定时/计数器0/1启停控制位，TR0/TR1=1，启动定时/计数器。
  • **IE0/IE1(Interrupt Exterior)**：外部中断INT0/INT1中断请求标志位，外部中断源有请求时，对应的标志位IE0/IE1由硬件置“1”，当CPU响应该中断后，又由硬件自动置“0”。
  • **IT0/IT1(Interrupt Touch)**：外部中断INT0/INT1的触发方式选择位，IT0/IT1=0，对应外部中断设置为低电平触发方式，IT0/IT1=1，对应外部中断设置为边沿触发方式。

中断处理过程

51单片机在CPU的每个机器周期的S5 P2期间，将自动查询TCON中各个中断申请标志，若查询到某个中断标志位被置位，将启动中断机制。

中断源发出中断请求后。要使CPU能够响应中断，IE中的中断总允许位EA及对应的中断允许位（ES/ET/EX）都需要置为“1”。

处理外部中断时，若外部中断设为低电平触发方式，则CPU在每个查询中断申请标志时也将对INTi引脚进行采样，测得INTi=0，则认为有中断申请，随即将IEi标志位置位，否则测得INTi=1，则认为无中断请求，而清除IEi标志位。所以施加在INTi引脚上的低电平持续时间应该大于一个机器周期，且小于中断服务程序得执行时间。

若外部中断设为边沿触发方式，则CPU在每个查询中断申请标志时将对INTi引脚进行采样，若在连续两个机器周期采样到先高后低的电平变化，则认为有中断申请，随即将IEi标志位置位，否则测得INTi=1，则认为无中断请求，而清除IEi标志位。所以，为了保证CPU在两个机器周期内能够检测到由高到低跳变得电平，输入的高低电平持续时间至少要保持12个振荡周期（即一个机器周期）时间。

在中断处理过程中，如果正在执行同级或高优先级的中断服务程序，或是正在执行的指令还没完成，则中断响应会受到阻断。51单片机的中断响应时间最短为3个机器周期，其他情况的中断响应时间一般是3~8个周期。

在CPU响应中断后，应该撤除该中断请求，否则会再次产生中断，进入死循环。

中断程序的编写

由中断的处理过程可知，在编写中断管理与控制程序时应该考虑一下几个方面：

  • CPU开中断和关中断
  • 某个中断源中断请求的允许或屏蔽
  • 各中断源优先级别的设定
  • 外部中断请求的触发方式

中断程序基本编写格式如下：

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      ;中断入口设置
      ORG 0000H   ;起始地址
      LJMP MAIN   ;跳转到主程序
      ORG 0003H   ;中断入口地址1
      LJMP INT1    ;跳转到外部中断INT0服务程序
      ORG 000BH   ;中断入口地址2
      LJMP INT2    ;跳转到定时器0中断服务程序，没有则不写或写成“RETI”，下同
      ORG 0013H   ;中断入口地址3
      LJMP INT3    ;跳转到外部中断INT1服务程序
      ORG 001BH   ;中断入口地址4
      LJMP INT4    ;跳转到定时器1中断服务程序
      ORG 0023H    ;中断入口地址5
      LJMP INT5    ;跳转到串口中断服务程序

      ;主程序
      ORG 0030H   ;起始地址
MAIN: SETB IT0   ;IT0=1，边沿触发
      SETB EA   ;EA=1，开启总中断
      SETB EX0   ;EX0=1，允许外部中断INT0
      ……
LOOP: NOP
      LJMP LOOP   ;死循环

      ;中断服务程序
      ORG 0100H   ;起始地址
INT1: PUSH ACC   ;保存原来状态，下同
      PUSH PSW  ;
      ……
INT2: ……
      ……
      POP PSW   ;恢复原始状态，下同
      POP ACC   ;
      RETI            ;中断返回

      END            ;结束

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#include "reg51.h"

// 主程序
void main() {
  IT0 = 1；//注释同汇编
  EX0 = 1；
  EA = 1；
  while (1) {
    ……
  }
}

// 中断处理程序
void int0() interrupt 0 {  // 外部中断INT0服务程序
  ……
}

定时/计数器

51单片机内部有两个16位可编程的定时/计数器0和1，分别用T0及T1表示。它们的工作方式、定时时间、量程、启动方式、等均可通过程序来设置和改变。

计数功能用于统计从T0（P3.4）、T1（P3.5）引脚输入的脉冲负跳变数量，每输入一个脉冲负跳变，计数器就加1。负跳变指的是一个机器周期采样为高电平，后一个机器周期采样为低电平。

定时功能是单片机通过对内部机器脉冲信号计数实现的，计数值乘以机器周期即是相应的时间。如单片机采用12MHz晶振，机器内部脉冲频率为1MHz，机器周期为1us，计数1000次，即1ms时间。

当计数值溢出后，定时计数器给出中断请求，进而使CPU去处理中断事件。

51单片机定时/计数器结构如下：

定时/计数器结构

相关寄存器

除前面介绍过的中断相关寄存器外，SFR中与定时/计数器有关的寄存器有：

TMOD

TMOD(Timer Mode)，定时/计数器模式控制寄存器，不可位寻址，其各位定义如下。其中TMOD的高半字节D4D7用来控制定时/计数器1，低半字节D0D3用来控制定时/计数器0。

位号 | D7H | D6H | D5H | D4H | D3H | D2H | D1H | D0H
——|——|——|——|——|——|——|——|——|——
定义 | GATE | C\T | M1 | M0 | GATE | C\T | M1 | M0

  • GATE：门控制位，用来控制定时/计数器的启动方式。GATE=1，由外部中断引脚INT0/INT1来启动定时器T0/T1， 当INT0/INT1引脚为高电平且TR0/TR1置位，启动定时器T0/T1；GATE=0，仅由TR0/TR1置位而启动定时器T0/T1。
  • C\T：功能选择位，C\T=0，为定时模式，计数脉冲由内部提供，计数周期等于机器周期；C\T=1，为计数模式，计数脉冲由外部引脚T0或T1引入。
  • M0/M1：工作方式控制位，用于设置定时/计数器的工作方式，如下表：
M0 M1 工作方式 功能
0 0 方式0 13位计数器
1 0 方式1 16位计数器
0 1 方式2 8位重装计数器
1 1 方式3 定时器0分为两个独立8位计数器

T0、T1

**T0、T1(Timer)**，两个定时/计时器的初始赋值寄存器，不可位寻址，用于存放定时/计数的初始值。它们是两个16位寄存器，均可分为两个独立的8位寄存器，高8位记为TH，即TH0、TH1，低8位记为TL，即TL0、TL1。使用定时/计数器时，当外部或系统时钟振荡器输入一个脉冲时，对应寄存器的值便自动加1。

编程时需要注意，16位计数初始值要分两次写入对应初始值寄存器。

定时/计数过程

51单片机定时/计数器的工作模式、工作方式、计数初始值及启停操作均需要在使用前进行初始化。

首先是通过TMOD中的GATE位来设置定时/计数器T0/T1的启动操作方式，工作在定时还是计数模式则是通过C/T位来设置。其次就是选择它们的工作方式。

工作方式0、1、3为非自动重装方式，在初始化程序和对应中断服务程序中均需要对初始数据寄存器THi、TLi装载。方式0是一个13位定时/计数器，只用了16位寄存器的高8位THi和TLi的低5位0~4位，TLi高3位未用，装入数据时需要注意。方式1为16位寄存器。

方式3只适用于定时/计数器T0，一般在定时/计时器T1作串行口波特率发生器时，才会选择这个工作模式。此时T0拆分为两个独立8位计数寄存器TH0和TL0，其中TL0下为8位定时/计数器，操作方式同方式0、1；TH0只做简单的内部定时功能，它借用定时/计时器1的控制位TR1和溢出标志位TF1，占用T1的中断资源，启动和停止也仅受TR1控制，此时T1仅可用在不需要中断的场合。

方式2为8位重装寄方式，仅由TLi作为工作寄存器，THi的值一直保持不变。TLi溢出时，THi的值作为装载值由CPU自动装入TLi，自动完成计数值初始化。所以此种方式下需要初始化时在THi和TLi中放入相同的计数值。

T0/T1寄存器中的初值X与定时/计数器的工作方式、工作模式有关。

在工作方式0下，为13位寄存器，也就是说最大的计数值M=$2^{13}$=8192，超过这个数字就会溢出，触发中断。工作方式为1下，为16位寄存器，M=$2^{16}$=65536。工作方式为2下，为8位寄存器，M=$2^{8}$=256。工作方式为3下，定时/计数器0分为高8位和低8位两个独立8位计数器，THi、TLi的M均为$2^{8}$=256。

不管是进行定时还是计数模式，其具体实现都是归结于计数。

计数模式下，是对外部脉冲数计数，初值X = M - 计数值。定时模式下，是对机器周期进行计数，**初值X = M - 计数值 = M - $\frac{定时时间T_c}{机器周期T_p}$ = M - $\frac{定时时间T_c × 晶振频率}{12}$**。

最后，中断中的相关寄存器也需要进行设置，设置TRi=1，来启动定时/计数器。

定时/计数程序编写

通过上面对定时/计数过程的分析，可知编写想关功能程序时，要先进行初始化，再根据公式计算出定时初值并装载。

定时/计数程序基本编写格式如下：

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      ;中断入口设置
      ORG 0000H   ;起始地址
      LJMP MAIN   ;跳转到主程序
      ORG 000BH   ;中断入口地址2
      LJMP INT2    ;跳转到定时器0中断服务程序
      ORG 001BH   ;中断入口地址4
      LJMP INT4    ;跳转到定时器1中断服务程序

      ;主程序
      ORG 0030H   ;起始地址
MAIN: MOV TMOD, #xxH   ;设置工作模式，方式
      MOV TH0, #xxH   ;计数初值，高八位
      MOV TL0, #xxH   ;低八位
      SETB EA   ;EA=1 ，开启总中断
      SETB ET0   ;ET0=1，允许定时/计数器中断
      SETB TR0   ;TR0=1，启动定时/计数器
      ……
LOOP: NOP
      LJMP LOOP   ;死循环

      ;中断服务程序
      ORG 0100H   ;起始地址
INT2: PUSH ACC   ;保存原来状态，下同
      PUSH PSW  ;
      MOV TH0, #xxH   ;重新赋计数初值（非重装方式下）
      MOV TL0, #xxH   
      ……
INT4: ……
      ……
      POP PSW   ;恢复原始状态，下同
      POP ACC   ;
      RETI            ;中断返回

      END            ;结束

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#include "reg51.h"

// 主程序
void main() {
  TMOD = 0xxx;  //注释同汇编
  TH0 = 0xxx;
  TL0 = 0xxx;
  EA = 1;
  ET0 = 1;
  TR0 = 1;
  while (1) {
    ……
  }
}

// 中断处理程序
void int2() interrupt 1{  // 定时器0中断服务程序
  TH0 = 0xxx;
  TL0 = 0xxx;
  ……
}

串口通信

通信相关概念

计算机通信方式可以分为并行（Parallel）与串行（Serial）通信两大类，它将计算机技术和通信技术的相结合，完成计算机与外部设备或计算机与计算机之间的信息交换：

  • 并行通信：数据的各个二进制位在不同的数据线上同时传输。这样传输速度快，效率高，但所需的数据线多，成本高，抗干扰能力较差，适用于近距离传输。

  • 串行通信：将数据拆分成多个二进制位，逐一的在同一条数据线上输出。虽然这样传输速度较慢，效率较低，但所需的数据线少、硬件电路简单、抗干扰能力强，且适用于远距离数据传输。

串行通信又分为同步（Synchronous）通信和异步（Asynchronous）通信两种方式：

  • 同步通信：串行连续地传输数据，待发送的若干个字符数据构成一个数据块，在该数据块前部添加1~2个同步字符，在数据块的末尾添加校验信息，以此种方式构成数据帧，以数据帧为单位进行串行通信。

  • 异步通信：每个字符数据被封装成帧，之后以帧的形式发送。每一帧由四部分构成，分别是起始位、数据位、校验位和停止位。起始位是数据开始传送的标志，用逻辑0表示；数据位紧跟起始位，通常是5~8位二进制位；校验位用于校验数据位是否发送正确，可以选择奇校验、偶校验或者不使用校验位。帧和帧之间可以连续，或者加入任意的空闲位，空闲位用逻辑1表示。

串行数据的传输制式可分为单工（Simplex）、半双工（Half Duplex）、全双工（Full Duplex）。

  • 单工：数据传输仅能沿一个方向，不能实现反向传输。
  • 半双工：数据传输可以沿两个方向，但需要分时进行。
  • 全双工：数据可以同时进行双向传输。

串行通信的错误校验方式有奇偶校验（Parity Check）、代码和校验、循环冗余校验（Cyclical Redundancy Check，CRC）三种：

  • 奇偶校验：在发送数据时，数据位尾随的1位为奇偶校验位（1或0）。奇校验时，数据中“1”的个数与校验位“1”的个数之和应为奇数；偶校验时，数据中“1”的个数与校验位“1”的个数之和应为偶数。接收字符时，对“1”的个数进行校验，若发现不一致，则说明传输数据过程中出现了差错。
  • 代码和校验：发送方将所发数据块求和（或各字节异或），产生一个字节的校验字符（校验和）附加到数据块末尾。接收方接收数据同时对数据块（除校验字节外）求和（或各字节异或），将所得的结果与发送方的“校验和”进行比较，相符则无差错，否则即认为传送过程中出现了差错。
  • 循环冗余校验：通过某种数学运算实现有效信息与校验位之间的循环校验，常用于对磁盘信息的传输、存储区的完整性校验等。这种校验方法纠错能力强，广泛应用于同步通信中。

波特率（Baud Rate）是串口通信时每秒钟传输二进制代码的位数，单位是位／秒（bps）。

51单片机的串行接口是一个全双工通信接口，即能够同时进行数据发送和接收。它可作通用异步收发传输器（Universal Asynchronous Receiver/Transmitter，UART）用，也可以作同步移位寄存器。其结构如下：

串行口结构

相关寄存器

除前面介绍过的中断及定时/计数器相关寄存器外，SFR中与串口通信相关的寄存器有：

SCON

**SCON(Serial Control)**，串行口控制寄存器，可位寻址，其各位定义如下：

位地址 | 9FH | 9EH | 9DH | 9CH | 9BH | 9AH | 99H | 98H
——|——|——|——|——|——|——|——|——|——
定义 | SM0 | SM1 | SM2 | REN | TB8 | RB8 | TI | RI

  • **SM0和SM1(Serial Mode)**：串行口工作方式控制位，用于设置串行口工作方式，如下表：
SM0 SM1 工作方式 功能 波特率
0 0 方式0 8位同步移位寄存器 晶振频率/12
0 1 方式1 10位UART 可变
1 0 方式2 11位UART 晶振频率/64 或 /32
1 1 方式3 11位UART 可变
  • SM2：多机通讯控制位，主要在以上工作方式为2或3下使用，工作方式0或1下都应该设为“0”状态。
  • **REN(Receive Enable)**：串行允许接收位，REN=1，允许接受数据。
  • **TB8(Transfer Bit 8)**：工作方式为2或3下存放发送数据的第9位，由软件置”0”或”1”。
  • **RB8(Receive Bit 8)**：工作方式为2或3下存放接受数据的第9位。方式0下不使用；方式1下，当SM2=0时，用于存放接收到的停止位。
  • TI(Transfer Interrupt)：发送中断标志位，用于指示一帧数据是否发送完成。使用前必须软件复位为“0”，发送完一帧数据后硬件将自动置”1”。
  • RI(Receive Interrupt)：接受中断标志位，用于指示一帧数据是否接受完成。接受完一帧数据后硬件将自动置”1”，之后必须软件复位为“0”。

SBUF

**SBUF(Serial Data Buffer)**，串行数据缓冲器，不可位寻址。串行口两个SBUF，分别为发送寄存器和接收寄存器，它们在物理结构上是完全独立的，在SFR中的字节地址都是99H。这个重叠的地址靠读/写指令区分：串行发送时，CPU向SBUF写入数据，此时99H表示发送SBUF；串行接收时，CPU从SBUF读出数据，此时99H表示接收SBUF。

PCON

**PCON(Power Control)**，电源控制寄存器，不可位寻址，其中只有一位与串口设置有关，其余都用于电源控制。其各位定义如下：

位号 | D7H | D6H | D5H | D4H | D3H | D2H | D1H | D0H
——|——|——|——|——|——|——|——|——|——
定义 | SMOD | - | - | - | GF1 | GF0 | PD | IDL

  • **SMOD(Serial Mode)**：波特率选择位。工作方式1、2、3下串行通信波特率与$2^{SMOD}$成正比。也就是SMOD=1，通信波特率可提高一倍。
  • GF0/GF1(General Flag)：通用标志位，用户可自由使用
  • PD(Power Down)：掉电控制位。PD=0，单片机正常工作；PD=1，进入掉电模式，外部晶振停振，CPU、定时器、串行口全部停止工作，只有外部中断工作。在该模式下，只有硬件复位和上电能够唤醒单片机。
  • IDL(Idle)：空闲控制位。IDL=0，单片机正常工作；IDL=1，单片机进入空闲模式，除CPU不工作外，其余仍继续工作，在空闲模式下可由任一个中断或硬件复位唤醒。

串行通信过程

一般情况下，当CPU允许接收（REN=1）且接收中断标志RI复位时，就启动一次接收过程。外界数据通过引脚RXD（P3.0）串行输入，数据最低位首先输入一个大小为9位移位寄存器，当一帧数据接收完毕后再并行送入接收SBUF中，同时RI也置“1”。当用软件读取完数据并复位RI后，才进行下一次操作。

当发送中断标志TI复位后，CPU便开始执行一条写SBUF指令，启动一次发送过程，发送控制器同时启动，并开始发送数据。发送的数据通过引脚TXD（P3.1）输出，首先输出最低位。当一帧数据发送完毕即发送SBUF为空时，CPU自动将TI值“1”。使用软件将TI复位，才执行下一个发送过程。

51单片机串行口有4种工作方式，通过SCON寄存器中的SM0、SM1口选择。

方式0下，串行口为同步移位寄存器的输入输出方式，主要用于和外部同步移位寄存器外接，以达到扩展一个并行输入或输出口的目的。这种方式下，数据从RXD端串行输入或输出，同步移位信号从TXD输出，波特率固定为晶振频率的1/12。TXD引脚每输出一位同步移位脉冲，数据就由RXD引脚输入或输出一个二进制位，发送和接收均为8位数据，低位在先，高位在后，没有起始位和停止位。此时，SM2、RB8、TB8均设为“0”，不起作用。方式0工作时序图如下：

方式0工作时序

方式1下，串行口为10位异步通信方式，即1个起始位、8个有效数据位和1个停止位，波特率由定时/计数器T1溢出率及PCON中的SMOD位共同决定。进行发送操作时，发送电路会自动在8位发送数据前后分别加上一位起始位和一位停止位。接收操作时，接收器以所选择波特率的16倍速率采样RXD引脚电平，检测负跳变时，则说明起始位有效，将其移入输入移位寄存器，并开始接收这一帧信息的其余位。接收过程中，数据从输入移位寄存器右边移入，起始位移至输入移位寄存器最左边时，控制电路进行最后一次移位，随后将接收到的9位数据的前8位数据装入接收SBUF，第9位（停止位）进入RB8，并置RI=1，向CPU申请中断。如果上述条件不满足，数据则会被舍弃。此时，SM2也要设为“0”。方式1工作时序图如下：

方式1工作时序

方式2及方式3下，串行口都为11为异步收发方式，即1个起始位、8个有效数据位、1个附加数据位和1个停止位，其两者的差异在于通信波特率的不同：方式2的波特率取决于晶振频率和PCON中的SMOD位，固定为晶振频率的1/64或1/32；方式3的波特率由定时器T1的溢出率和SMOD位共同决定，故其波特率是可调的。比方式1多出来的一个附加位发送时为SCON中的TB8，接收时为RB8，由用户安排，可作奇偶校验位，也可作其他控制位。这两种方式很适合主从式的通信结构，在多机通讯时，主机的SM2位设为“0”，而从机的SM2位设为“1”，以便之间相互识别。

方式0下：$$波特率 = \frac{晶振频率 f_{osc}}{12}$$

方式2下：$$波特率 = \frac{2^{SMOD}}{64} * f_{osc}$$

方式1下及方式3下，波特率都由定时/计数器T1溢出率及PCON中的SMOD位共同决定。T1的溢出率又取决于计数速率和计数值。定时模式下，计数速率为晶振频率的1/12；计数模式下，计数速率取决于外部输入时钟频率，但不可超过晶振频率的1/24。作波特率发生器时，T1通常设置为定时模式，工作在工作方式2下，作8位重装寄存器，此时波特率计算公式为：$$ {T1溢出周期 = 定时时间 = \frac{12}{f_{osc}} * (256 - 计数初值X) }$$
$$ T1溢出率 = \frac{1}{T1溢出周期} $$
$$ {波特率 = \frac{2^{SMOD}}{32} * T1溢出率 } = \frac{2^{SMOD} * f_{osc}}{384 * (256 - X)}$$

则T1的计数初值，也就是装载值为：
$$ {计数初值X = 256 - \frac{2^{SMOD} * f_{osc}}{384 * 波特率}}$$

串行通信程序编写

由串行通信的基本过程可知，在使用串行口之前需要对串行口进行初始化，确定使用的工作方式并进行相关配置。

串行通信程序基本编写格式如下：

汇编：

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      ;中断入口设置
      ORG 0000H   ;起始地址
      LJMP MAIN   ;跳转到主程序
      ORG 0023H    ;中断入口地址5
      LJMP INT5    ;跳转到串口中断服务程序

      ;主程序
      ORG 0030H   ;起始地址
MAIN: MOV TMOD, #20H   ;设置定时/计数器T1工作模式为定时，工作方式2
      MOV TH1, #F4H   ;计数初值，高八位，波特率2400
      MOV TL1, #F4H   ;低八位
      MOV SCON, #90H   ;设置串行口工作方式2，单机，允许接收
      MOV PCON, #00H   ;波特率不加倍
      SETB EA   ;EA=1 ，开启总中断
      SETB ES   ;ES=1,开启串口中断
      SETB TR1   ;TR1=1，启动定时/计数器
      ……
SEND: MOV A, #xxH   ;待发送数据放入A，即刻生成了偶校验位放在P中
      MOV C, P   ;将偶校验位放入位寄存器C
      CPL C   ;奇校验则把P取反
      MOV TB8, C   ;将校验位放入TB8中
      MOV SUBF, A   ;发送数据
      JBC TI, xxx  ;发送完一帧数据后清除TI并进行下一步
LOOP: NOP
      LJMP LOOP   ;死循环

      ;中断服务程序
      ORG 0100H   ;起始地址
INT5: MOV A, SBUF    ;取出接收到的数据
      JB RB8, ERR   ;进行校验，不同则跳转到错误处理
      CLR RI   ;复位，准备下次接收
      ……
      RETI            ;中断返回
 ERR: ……
      ……
      END            ;结束

C语言：

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#include "reg51.h"

// 主程序
void main() {
  TMOD = 0x20H;  //注释同汇编
  TH0 = 0xF4;
  TL0 = 0xF4;
  SCON = 0x90;
  PCON = 0x00;
  EA = 1;
  ES = 1;
  TR1 = 1;
  while (1) {
    send(data);
  }
}

//发送数据
void send(unsigned char data) {
  ACC = data;
  TB8 = P;
  SBUF = data;
  while(!TI == 0){
    ……
    TI = 0；
  }

}

// 中断处理程序，接收数据
void int5() interrupt 5{  // 定时器0中断服务程序
  ACC = SBUF;
  RI = 0;
  if (RB8 == p){
  ……
  }else{
  ……
  }
}

更新历史：

  • 2017.11.27 完成初稿

单片机原理(3)：中断、定时/计数、串行通信

https://hugsy.top/2017/11/24/EE/msc51_3/

作者

Hugsy

发布于

2017-11-24

更新于

2022-12-10

许可协议

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