本期主要知識(shí)點(diǎn)為單片機(jī)定時(shí)計(jì)數(shù)器、中斷和串行口的學(xué)習(xí)。單片機(jī)對(duì)于初學(xué)者來(lái)說(shuō)確 實(shí)很難理解，不少學(xué)過(guò)單片機(jī)的同學(xué)或電子愛好者，甚至在畢業(yè)時(shí)仍舊是一無(wú)所獲。基于此，電子發(fā)燒友網(wǎng)將整合《單片機(jī)學(xué)習(xí)知識(shí)點(diǎn)全攻略》，共分為四個(gè)系列， 以饗讀者，敬請(qǐng)期待！此系列對(duì)于業(yè)內(nèi)電子工程師也有收藏和參考價(jià)值。

　　15、單片機(jī)位操作指令

前面那些流水燈的例程，我們已經(jīng)習(xí)慣了“位”一位就是一盞燈的亮和滅，而我們學(xué)的指令卻全都是用“字節(jié)”來(lái)介紹的：字節(jié)的移動(dòng)、加法、減法、邏輯運(yùn) 算、移位等等。用字節(jié)來(lái)處理一些數(shù)學(xué)問(wèn)題，比如說(shuō)：控制冰箱的溫度、電視的音量等等很直觀，能直接用數(shù)值來(lái)表在?？墒侨绻盟鼇?lái)控制一些開關(guān)的打開和合 上，燈的亮和滅，就有些不直接了，記得我們上次課上的流水燈的例程嗎？我們知道送往P1口的數(shù)值后并不能馬上知道哪個(gè)燈亮和來(lái)滅，而是要化成二進(jìn)制才知 道。工業(yè)中有很多場(chǎng)合需要處理這類開關(guān)輸出，繼電器吸合，用字節(jié)來(lái)處理就顯示有些麻煩，所以在8031單片機(jī)中特意引入一個(gè)位處理機(jī)制。

位尋址區(qū)

在8031中，有一部份RAM和一部份SFR是具有位尋址功能的，也就是說(shuō)這些RAM的每一個(gè)位都有自已的地址，能直接用這個(gè)地址來(lái)對(duì)此進(jìn)行操作。

內(nèi)部RAM的20H-2FH這16個(gè)字節(jié)，就是8031的位尋址區(qū)。看圖1?？梢娺@里面的每一個(gè)RAM中的每個(gè)位我們都可能直接用位地址來(lái)找到它們，而不必用字節(jié)地址，然后再用邏輯指令的方式。

能位尋址的特殊功能寄存器

8031中有一些SFR是能進(jìn)行位尋址的，這些SFR的特點(diǎn)是其字節(jié)地址均可被8整除，如A累加器，B寄存器、PSW、IP（中斷優(yōu)先級(jí)控制寄存 器）、IE（中斷允許控制寄存器）、SCON（串行口控制寄存器）、TCON（定時(shí)器/計(jì)數(shù)器控制寄存器）、P0-P3（I/O端口鎖存器）。以上的一些 SFR我們還不熟，等我們講解相關(guān)內(nèi)容時(shí)再作詳細(xì)解釋。

位操作指令

MCS-51單片機(jī)的硬件結(jié)構(gòu)中，有一個(gè)位處理器（又稱布爾處理器），它有一套位變量處理的指令集。在進(jìn)行位處理時(shí)，CY（就是我們前面講的進(jìn)位位） 稱“位累加器”。有自已的位RAM，也就是我們剛講的內(nèi)部RAM的20H-2FH這16個(gè)字節(jié)單元即128個(gè)位單元，還有自已的位I/O空間（即 P0.0…。.P0.7，P1.0…….P1.7，P2.0……。.P2.7，P3.0……。.P3.7）。當(dāng)然在物理實(shí)體上它們與原來(lái)的以字節(jié)尋址用的 RAM，及端口是完全相同的，或者說(shuō)這些RAM及端口都能有兩種使用辦法。

位傳送指令

　　MOV C，BIT

　　MOV BIT，C

這組指令的功能是實(shí)現(xiàn)位累加器（CY）和其它位地址之間的數(shù)據(jù)傳遞。

例：MOV P1.0，CY ;將CY中的狀態(tài)送到P1.0管腳上去（如果是做算術(shù)運(yùn)算，我們就能通過(guò)觀察知道現(xiàn)在CY是多少啦）。

　　MOV P1.0，CY ;將P1.0的狀態(tài)送給CY。

位修正指令

位清0指令

　　CLR C ;使CY=0

　　CLR bit ;使指令的位地址等于0。例：CLR P1.0 ;即使P1.0變?yōu)?

位置1指令

　　SETB C ;使CY=1

　　SETB bit ;使指定的位地址等于1。例：SETB P1.0 ;使P.0變?yōu)?

　　位取反指令

　　CPL C ;使CY等于原來(lái)的相反的值，由1變?yōu)?，由0變?yōu)?。

　　CPL bit ;使指定的位的值等于原來(lái)相反的值，由0變?yōu)?，由1變?yōu)?。

　　例：CPL P1.0

以我們做過(guò)的實(shí)驗(yàn)為例，如果原來(lái)燈是亮的，則執(zhí)行本指令后燈滅，反之原來(lái)燈是滅的，執(zhí)行本指令后燈亮。

位邏輯運(yùn)算指令

位與指令

　　ANL C，bit ;CY與指定的位地址的值相與，結(jié)果送回CY

　　ANL C，/bit ;先將指定的位地址中的值取出后取反，再和CY相與，結(jié)果送回CY，但注意，指定的位地址中的值本身并不發(fā)生變化。

例：ANL C，/P1.0

設(shè)執(zhí)行本指令前，CY=1，P1.0等于1（燈滅），則執(zhí)行完本指令后CY=0，而P1.0也是等于1。

可用下列程序驗(yàn)證：

　　ORG 0000H

　　AJMP START

　　ORG 30H

　　START： MOV SP，#5FH

　　MOV P1，#0FFH

　　SETB C

　　ANL C，/P1.0

　　MOV P1.1，C ;將做完的結(jié)果送P1.1，結(jié)果應(yīng)當(dāng)是P1.1上的燈亮，而P1.0上的燈還是不亮

位或指令

　　ORL C，bit

　　ORL C，/bit

　　這個(gè)的功能大家自行分析吧，然后對(duì)照上面的例程，編一個(gè)驗(yàn)證程序，看看你相得對(duì)嗎？

位條件轉(zhuǎn)移指令

判CY轉(zhuǎn)移指令

　　JC rel

　　JNC rel

第一條指令的功能是如果CY等于1就轉(zhuǎn)移，如果不等于1就次序執(zhí)行。那么轉(zhuǎn)移到什么地方去呢？我們能這樣理解：JC 標(biāo)號(hào)，如果等于1就轉(zhuǎn)到標(biāo)號(hào)處執(zhí)行。這條指令我們?cè)谏瞎?jié)課中已講到，不再重復(fù)。

第二條指令則和第一條指令相反，即如果CY=0就轉(zhuǎn)移，不等于0就次序執(zhí)行，當(dāng)然，我們也同樣理解： JNC 標(biāo)號(hào)

判位變量轉(zhuǎn)移指令

　　JB bit，rel

　　JNB bit，rel

第一條指令是如果指定的bit位中的值是1，則轉(zhuǎn)移，不然次序執(zhí)行。同樣，我們能這樣理解這條指令：JB bit，標(biāo)號(hào)

第二條指令請(qǐng)大家先自行分析

下面我們舉個(gè)例程說(shuō)明：

　　ORG 0000H

　　LJMP START

　　ORG 30H

　　START：MOV SP，#5FH

　　MOV P1，#0FFH

　　MOV P3，#0FFH

　　L1： JNB P3.2，L2 ;P3.2上接有一只按鈕，它按下時(shí)，P3.2=0

　　JNB P3.3，L3 ;P3.3上接有一只按鈕，它按下時(shí)，P3.3=0

　　LJM P L1

　　L2： MOV P1，#00H

　　LJMP L1

　　L3： MOV P1，#0FFH

　　LJMP L1

　　END

把上面的例程寫入片子，看看有什么現(xiàn)象………

按下接在P3.2上的按鈕，P1口的燈全亮了，松開或再按，燈并不熄滅，然后按下接在P3.3上的按鈕，燈就全滅了。這像什么？這不就是工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)常用到的“啟動(dòng)”、“停止”的功能嗎？

怎么做到的呢？一開始，將0FFH送入P3口，這樣，P3的所有引線都處于高電平，然后執(zhí)行L1，如果P3.2是高電平（鍵沒有按下），則次序執(zhí)行 JNB P3.3，L3語(yǔ)句，同樣，如果P3.3是高電平（鍵沒有按下），則次序執(zhí)行LJMP L1語(yǔ)句。這樣就不停地檢測(cè)P3.2、P3.3，如果有一次P3.2上的按鈕按下去了，則轉(zhuǎn)移到L2，執(zhí)行MOV P1，#00H，使燈全亮，然后又轉(zhuǎn)去L1，再次循環(huán)，直到檢測(cè)到P3.3為0，則轉(zhuǎn)L3，執(zhí)行MOV P1，#0FFH，例燈全滅，再轉(zhuǎn)去L1，如此循環(huán)不已。大家能否稍加改動(dòng)，將本程序用JB指令改寫？

16、單片機(jī)定時(shí)器與計(jì)數(shù)器

一、計(jì)數(shù)概念的引入

從選票的統(tǒng)計(jì)談起：畫“正”。這就是計(jì)數(shù)，生活中計(jì)數(shù)的例程處處可見。例：錄音機(jī)上的計(jì)數(shù)器、家里面用的電度表、汽車上的里程表等等，再舉一個(gè)工業(yè)生 產(chǎn)中的例程，線纜行業(yè)在電線生產(chǎn)出來(lái)之后要計(jì)米，也就是測(cè)量長(zhǎng)度，怎么測(cè)法呢？用尺量？不現(xiàn)實(shí)，太長(zhǎng)不說(shuō)，要一邊做一邊量呢，怎么辦呢？行業(yè)中有很巧妙的 辦法，用一個(gè)周長(zhǎng)是1米的輪子，將電纜繞在上面一周，由線帶輪轉(zhuǎn)，這樣輪轉(zhuǎn)一周不就是線長(zhǎng)1米嘛，所以只要記下輪轉(zhuǎn)了多少圈，就能知道走過(guò)的線有多長(zhǎng)了。

二、計(jì)數(shù)器的容量

從一個(gè)生活中的例程看起：一個(gè)水盆在水龍頭下，水龍沒關(guān)緊，水一滴滴地滴入盆中。水滴持續(xù)落下，盆的容量是有限的，過(guò)一段時(shí)間之后，水就會(huì)逐漸變滿。 錄音機(jī)上的計(jì)數(shù)器最多只計(jì)到999…。那么單片機(jī)中的計(jì)數(shù)器有多大的容量呢？8031單片機(jī)中有兩個(gè)計(jì)數(shù)器，分別稱之為T0和T1，這兩個(gè)計(jì)數(shù)器分別是由 兩個(gè)8位的RAM單元組成的，即每個(gè)計(jì)數(shù)器都是16位的計(jì)數(shù)器，最大的計(jì)數(shù)量是65536。

三、定時(shí)

8031中的計(jì)數(shù)器除了能作為計(jì)數(shù)之用外，還能用作時(shí)鐘，時(shí)鐘的用途當(dāng)然很大，如打鈴器，電視機(jī)定時(shí)關(guān)機(jī)，空調(diào)定時(shí)開關(guān)等等，那么計(jì)數(shù)器是如何作為定時(shí)器來(lái)用的呢？

一個(gè)鬧鐘，我將它定時(shí)在1個(gè)小時(shí)后鬧響，換言之，也能說(shuō)是秒針走了（3600）次，所以時(shí)間就轉(zhuǎn)化為秒針走的次數(shù)的，也就是計(jì)數(shù)的次數(shù)了，可見，計(jì)數(shù)的次數(shù)和時(shí)間之間的確十分相關(guān)。那么它們的關(guān)系是什么呢？那就是秒針每一次走動(dòng)的時(shí)間正好是1秒。

《單片機(jī)定時(shí)器記數(shù)器結(jié)構(gòu)》

結(jié)論：只要計(jì)數(shù)脈沖的間隔相等，則計(jì)數(shù)值就代表了時(shí)間的流逝。由此，單片機(jī)中的定時(shí)器和計(jì)數(shù)器是一個(gè)東西，只不過(guò)計(jì)數(shù)器是記錄的外界發(fā)生的事情，而定 時(shí)器則是由單片機(jī)供給一個(gè)非常穩(wěn)定的計(jì)數(shù)源。那么供給組定時(shí)器的是計(jì)數(shù)源是什么呢？看圖1，原來(lái)就是由單片機(jī)的晶體震蕩器經(jīng)過(guò)12分頻后獲得的一個(gè)脈沖 源。