【期末复习02】客观题知识点总结（示例）

文章目录1、寄存器总结1.1 常用 SFR 汇总表格1.2、TCON定时器控制寄存器1.2.1、工作方式1.3、TMOD1. 寄存器结构工作方式2. 工作模式详解4. 使用注意事项5. 工作流程1.4、IE中断使能寄存器1. 寄存器结构地址0xA82. 使用要点4. 总结1.5、IP中断优先级寄存器1. 寄存器结构地址0xB82. 优先级规则4. 使用注意事项5. 总结1.6、SCON串行控制寄存器SCON寄存器各位功能详解1.6.1、工作方式注意事项2、中断总结2.1 中断系统概述中断源中断向量中断优先级2.2 外部中断INT0/INT1配置流程触发方式对比2.3 定时器中断T0/T1配置与使用工作模式2.4 串口中断TI/RI中断处理配置流程2.5 中断优先级IP寄存器的设置与嵌套规则IP寄存器结构中断嵌套规则3、IO端口总结3.1 端口结构与功能3.1.1 P0口3.1.2 P1口3.1.3 P2口3.1.4 P3口1、寄存器总结1.1 常用 SFR 汇总表格1.2、TCON定时器控制寄存器核心要点定时器启停仅需软件置位TR0/TR1无需硬件干预。溢出标志中断模式下硬件自动清 0查询模式需软件手动清 0否则会重复触发。外部中断触发低电平触发需确保引脚在中断服务中恢复高电平否则会持续触发下降沿触发无此问题更常用。1.2.1、工作方式TCON Timer Control Register定时器控制寄存器的工作方式主要通过其各个控制位来实现这些位分别控制定时器/计数器的启动、停止、溢出标志以及外部中断的触发方式。以下是TCON寄存器各位的具体工作方式1. TF1/TF0定时器溢出标志位工作方式当定时器/计数器1TF1或定时器/计数器0TF0计数溢出时硬件自动将该位置1。软件处理溢出标志位需要软件清零写0硬件不会自动清零。在中断服务程序中通常需要手动清除该标志位。2. TR1/TR0定时器运行控制位工作方式控制定时器/计数器的启动与停止。TR1/TR0 1启动对应的定时器/计数器开始工作。TR1/TR0 0停止对应的定时器/计数器。软件控制由程序通过指令如SETB、CLR设置实现定时器的灵活启停。3. IE1/IE0外部中断标志位工作方式当外部中断引脚INT1/INT0检测到有效的中断信号时硬件自动将该位置1。触发方式具体触发条件下降沿/低电平由TCON中的IT1/IT0位决定。软件处理在中断服务程序中需要软件清零写0。4. IT1/IT0外部中断触发方式选择位工作方式决定外部中断的触发方式。IT1/IT0 1下降沿触发引脚从高电平跳变到低电平时触发中断。IT1/IT0 0低电平触发引脚保持低电平时触发中断。TCON工作流程总结初始化阶段程序设置TRx位为0停止定时器设置ITx位选择外部中断触发方式。启动阶段设置TRx位为1启动定时器/计数器开始工作。运行阶段定时器/计数器按设定模式计数溢出时TFx位置1。外部中断当INTx引脚满足ITx设定的触发条件时IEx位置1。中断处理CPU检测到TFx或IEx为1时若中断已使能则跳转到中断服务程序。在中断服务程序中软件需要清除相应的标志位TFx或IEx。注意事项TCON寄存器可位寻址各位可以单独设置方便程序控制。在中断服务程序中必须及时清除中断标志位否则会导致中断重复响应。定时器/计数器的具体工作模式由TMOD寄存器设置TCON主要控制其运行状态。1.3、TMODTMOD Timer Mode Register定时器模式寄存器是一个8位特殊功能寄存器用于设置定时器/计数器T0和T1的工作方式。其地址为89H不可位寻址只能通过字节操作进行设置。1. 寄存器结构TMOD寄存器分为高4位和低4位分别控制T1和T0位76543210功能GATEC/TM1M0GATEC/TM1M0定时器T1T1T1T1T0T0T0T0各字段功能说明GATE门控位0定时器/计数器启动仅由TRxTR0或TR1控制1定时器/计数器启动由TRx和INTx引脚共同控制需TRx1且INTx1C/T计数器/定时器选择位0定时器模式对内部机器周期脉冲计数1计数器模式对T0/T1引脚的外部脉冲计数M1、M0工作模式选择位00模式013位定时器/计数器01模式116位定时器/计数器10模式28位自动重装定时器/计数器11模式3仅T0有效T0分为两个8位定时器工作方式2. 工作模式详解模式0M10, M0013位定时器/计数器使用TLx的低5位和THx的8位共13位最大计数值2¹³ 8192溢出后需软件重装初值兼容8048单片机现已较少使用模式1M10, M0116位定时器/计数器使用TLx和THx全部16位最大计数值2¹⁶ 65536最常用的工作模式溢出后需软件重装初值模式2M11, M008位自动重装定时器/计数器TLx作为8位计数器THx作为重装值寄存器TLx溢出时自动将THx的值重装到TLx适合需要精确时间间隔的场合如串口波特率发生器模式3M11, M01双8位定时器模式仅T0有效T1在模式3下停止计数T0的TL0和TH0作为两个独立的8位定时器TL0使用T0的控制位TR0、TF0、GATE0TH0使用T1的控制位TR1、TF14. 使用注意事项TMOD寄存器不可位寻址必须使用字节操作设置TMOD时注意不要影响另一个定时器的配置模式3下T1停止计数但可作为串口波特率发生器门控模式GATE1可用于脉冲宽度测量计数器模式C/T1时外部脉冲最高频率为晶振频率的1/245. 工作流程初始化设置TMOD选择工作模式赋初值根据需求计算并设置THx/TLx启动置位TRx若GATE1还需INTx引脚为高计数定时器/计数器开始工作溢出处理TFx置1产生中断请求重装模式0/1需软件重装模式2自动重装通过合理配置TMOD可以实现精确的定时、计数功能满足各种嵌入式系统的时序需求。1.4、IE中断使能寄存器IE Interrupt Enable寄存器是 8051 单片机中用于控制中断系统开关的核心特殊功能寄存器SFR。通过设置 IE 的各个位可以独立地允许或禁止特定的中断源。1. 寄存器结构地址0xA8IE 寄存器是一个 8 位可位寻址的寄存器其各位定义如下位符号功能说明IE.7EA全局中断允许位。•EA 1CPU 开放所有中断。•EA 0CPU 屏蔽所有中断无论其他位如何设置。IE.6—保留位。IE.5—保留位。IE.4ES串口中断允许位。•ES 1允许串口中断TI/RI。•ES 0禁止串口中断。IE.3ET1定时器/计数器 T1 中断允许位。•ET1 1允许 T1 溢出中断。•ET1 0禁止 T1 溢出中断。IE.2EX1外部中断 1INT1允许位。•EX1 1允许 INT1 中断。•EX1 0禁止 INT1 中断。IE.1ET0定时器/计数器 T0 中断允许位。•ET0 1允许 T0 溢出中断。•ET0 0禁止 T0 溢出中断。IE.0EX0外部中断 0INT0允许位。•EX0 1允许 INT0 中断。•EX0 0禁止 INT0 中断。注意上图中可能展示了 IE 寄存器的位结构请结合图片理解。2. 使用要点全局与局部控制要使任何一个中断生效必须同时满足两个条件全局允许EA 1。局部允许对应中断源的控制位如EX0,ET0等为1。通常初始化流程为先打开全局中断 (EA1)再根据需要打开具体的中断源。位操作与字节操作由于 IE 寄存器可位寻址在编程时既可以直接对寄存器赋值字节操作也可以单独对某一位进行操作位操作后者更清晰、安全。字节操作IE 0x8F;// 打开 EA、ES、ET1、EX1、ET0、EX0位操作EA1;// 打开全局中断EX01;// 允许外部中断0ET01;// 允许定时器0中断中断优先级IE 寄存器只控制中断的“允许”与“禁止”不涉及中断优先级。优先级由IP中断优先级寄存器单独控制。4. 总结IE 寄存器是管理 8051 中断系统的“总闸门”和“分路开关”。熟练掌握其各位功能及配置顺序是进行可靠中断编程的基础。在配置中断时务必牢记“先全局后局部”的原则并注意与IP 寄存器配合使用以实现复杂的中断优先级管理。1.5、IP中断优先级寄存器IP Interrupt Priority Register是51单片机中用于设置五个中断源外部中断0/1、定时器0/1、串口中断优先级的特殊功能寄存器SFR。通过配置IP寄存器可以决定当多个中断同时请求时CPU优先响应哪一个以及是否允许高优先级中断打断正在执行的低优先级中断即中断嵌套。1. 寄存器结构地址0xB8IP寄存器是一个可位寻址的8位寄存器其各位定义如下位符号功能说明7–保留位6–保留位5PS串口中断优先级控制位1高优先级0低优先级4PT1定时器1中断优先级控制位1高优先级0低优先级3PX1外部中断1INT1优先级控制位1高优先级0低优先级2PT0定时器0中断优先级控制位1高优先级0低优先级1PX0外部中断0INT0优先级控制位1高优先级0低优先级0–保留位注意保留位应写0读为随机值。2. 优先级规则默认状态复位后IP 0x00所有中断均为低优先级。高优先级1该中断可以被设置为高优先级。高优先级中断可以打断正在执行的低优先级中断服务程序ISR。低优先级0该中断为低优先级。低优先级中断不能打断高优先级或同优先级的ISR。同级中断若多个同级中断同时请求CPU按固定查询顺序响应外部中断0INT0定时器0TF0外部中断1INT1定时器1TF1串口中断TI/RI4. 使用注意事项中断嵌套只有高优先级中断能打断低优先级中断。若两个中断均为高优先级或均为低优先级则不会发生嵌套。优先级与响应顺序IP只影响打断能力不影响同级中断的响应顺序。同级中断的响应顺序由硬件查询顺序固定见上文。实时性设计对实时性要求高的中断如紧急按键、高速采样应设为高优先级确保及时响应。避免优先级反转谨慎设置优先级避免低优先级任务长时间阻塞高优先级任务所需的资源。5. 总结IP寄存器是51单片机中断系统中实现优先级管理的核心。通过合理配置IP可以优化系统的实时性和可靠性。在实际项目中应根据中断的重要性和紧急程度分配优先级并注意中断嵌套带来的堆栈与现场保护问题。1.6、SCON串行控制寄存器SCON Serial Control Register是8051单片机中用于控制串行通信的8位特殊功能寄存器地址为98H。它负责配置串行口的工作方式、控制数据收发以及指示通信状态。SCON寄存器各位功能详解位符号地址功能说明7SM09FH串行口工作方式选择位06SM19EH串行口工作方式选择位15SM29DH多机通信控制位4REN9CH允许接收控制位3TB89BH发送数据的第9位2RB89AH接收数据的第9位1TI99H发送中断标志位0RI98H接收中断标志位1.6.1、工作方式#### 关键控制位功能SM2多机通信控制位主要用于方式2和方式3的多机通信SM21时只有接收到的第9位数据RB8为1才激活RISM20时无论RB8为何值都激活RIREN允许接收控制位REN1允许串行口接收数据REN0禁止串行口接收数据软件置位/清零TB8/RB8第9位数据方式2和方式3中TB8是要发送的第9位数据RB8是接收到的第9位数据常用于多机通信中的地址/数据帧标识TI发送中断标志发送完一帧数据后由硬件置1必须由软件清零TI1表示发送缓冲器已空可以发送下一帧数据RI接收中断标志接收完一帧数据后由硬件置1必须由软件清零RI1表示接收缓冲器已满可以读取数据注意事项TI和RI标志必须由软件清零否则会重复进入中断读取SBUF会清除接收缓冲器应先保存数据再处理多机通信时从机SM21只响应地址帧RB81波特率计算需根据晶振频率和定时器配置准确计算方式0主要用于扩展I/O口不是真正的串行通信2、中断总结2.1 中断系统概述8051单片机的中断系统是其核心功能之一允许CPU在正常程序执行过程中响应外部或内部事件。中断系统主要包括以下几个关键组成部分中断源8051单片机有5个基本中断源外部中断0INT0- 由P3.2引脚触发外部中断1INT1- 由P3.3引脚触发定时器/计数器0中断TF0定时器/计数器1中断TF1串行口中断TI/RI增强型8051如AT89S52还增加了6.定时器/计数器2中断TF2/EXF2中断向量每个中断源都有固定的中断向量地址中断服务程序入口地址外部中断0INT00x0003定时器/计数器0TF00x000B外部中断1INT10x0013定时器/计数器1TF10x001B串行口中断TI/RI0x0023定时器/计数器2TF2/EXF20x002B增强型中断优先级8051支持两级中断优先级高优先级和低优先级。优先级通过IPInterrupt Priority寄存器设置。当多个中断同时发生时高优先级中断可以打断低优先级中断的执行实现中断嵌套。2.2 外部中断INT0/INT1配置流程设置中断触发方式通过TCON寄存器的IT0和IT1位使能中断设置IE寄存器的EX0外部中断0和EX1外部中断1位设置中断优先级可选通过IP寄存器开启总中断设置IE寄存器的EA位编写中断服务程序在对应的中断向量地址处编写处理代码触发方式对比8051外部中断支持两种触发方式触发方式ITx位值触发条件特点低电平触发0INTx引脚保持低电平至少1个机器周期简单易用但可能因干扰误触发下降沿触发1INTx引脚出现高电平到低电平的跳变抗干扰能力强需要明确的边沿信号2.3 定时器中断T0/T1配置与使用定时器中断的配置流程选择工作模式通过TMOD寄存器设置定时器0/1的工作方式设置初值计算并设置THx/TLx的初始值启动定时器设置TCON寄存器的TRx位使能定时器中断设置IE寄存器的ETx位开启总中断设置EA位编写中断服务程序工作模式定时器/计数器有4种工作模式模式013位定时器/计数器模式116位定时器/计数器最常用模式28位自动重装定时器模式3两个8位定时器仅T02.4 串口中断TI/RI中断处理串口中断主要用于串行通信的数据发送和接收TI发送中断标志当一帧数据发送完成时由硬件置1需要软件清零RI接收中断标志当一帧数据接收完成时由硬件置1需要软件清零配置流程设置串口工作方式通过SCON寄存器设置波特率通过定时器1或定时器2方式2使能串口中断设置IE寄存器的ES位开启总中断设置EA位编写中断服务程序2.5 中断优先级IP寄存器的设置与嵌套规则IP寄存器结构IP Interrupt Priority寄存器用于设置各中断源的优先级位符号功能说明7-保留6-保留5PT2定时器2中断优先级增强型80514PS串口中断优先级1高优先级0低优先级3PT1定时器1中断优先级1高优先级0低优先级2PX1外部中断1优先级1高优先级0低优先级1PT0定时器0中断优先级1高优先级0低优先级0PX0外部中断0优先级1高优先级0低优先级中断嵌套规则同级中断不嵌套相同优先级的中断不能互相打断高优先级可打断低优先级高优先级中断可以打断正在执行的低优先级中断服务程序自然优先级当多个中断同时发生且优先级相同时按以下自然顺序响应外部中断0最高定时器0中断外部中断1定时器1中断串口中断最低中断返回执行RETI指令后返回被中断的程序继续执行3、IO端口总结IO Input/Output端口是单片机与外部世界交互的桥梁负责数据的输入和输出。在51单片机中IO端口通常指P0、P1、P2、P3四个8位并行端口共32个IO引脚。3.1 端口结构与功能3.1.1 P0口特点开漏输出无内部上拉电阻功能通用IO口需外接上拉电阻地址/数据总线复用访问外部存储器时内部结构包含输出驱动器、锁存器和三态门3.1.2 P1口特点准双向IO口有内部上拉电阻功能通用IO口部分型号有特殊功能如P1.0/T2、P1.1/T2EX驱动能力较强可直接驱动LED等小负载3.1.3 P2口特点准双向IO口有内部上拉电阻功能通用IO口高8位地址线访问外部存储器时3.1.4 P3口特点准双向IO口有内部上拉电阻功能通用IO口第二功能重要P3.0RXD串行输入P3.1TXD串行输出P3.2INT0外部中断0P3.3INT1外部中断1P3.4T0定时器0外部输入P3.5T1定时器1外部输入P3.6WR外部数据存储器写选通P3.7RD外部数据存储器读选通