MCS-51单片机中断系统、定时/计数器与串行通信详解

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"MCS-51单片机的内部功能部件包括中断系统、定时/计数器和串行通信接口,这些都是单片机扩展和应用中的关键组成部分。 1. 中断系统 中断系统是单片机实时处理能力的核心,允许处理器在执行正常程序的同时,能够对突发事件作出快速响应。MCS-51单片机提供了中断功能,例如用于处理温度控制系统中的定时采样或键盘按键响应。中断系统包含多个中断源,如定时器溢出中断、串行通信中断等。当外部事件发生时,中断请求被提出,CPU暂停当前任务,保存现场信息,然后转去执行中断服务程序,处理完中断事件后恢复现场并返回原任务。 2. 定时/计数器 定时器在MCS-51中扮演着重要角色,例如在温度控制系统和电机控制系统中用于定时采样。定时器根据预设的计数值自动重装载,当计数值达到预设值时,会产生一个中断标志,通知CPU执行相应的采样操作。定时器可以工作在不同模式,如计数模式、定时模式等,以适应不同的应用需求。 3. 串行通信接口 MCS-51单片机内置了一个串行通信接口,支持异步串行通信如RS-232C标准,使得单片机与其他设备间的数据交换成为可能。在串行通信中,CPU既可以发送数据,也可以接收数据。发送时,CPU将数据提交给串行通信控制器,等待发送完成标志;接收时,串行通信控制器自动接收数据,并设置接收完成标志,供CPU读取。这种通信方式对于远程控制、数据传输等应用十分有效。 在处理这些功能时,CPU通常有两种策略:查询和中断。查询方式是CPU不断地检查标志位以决定是否执行特定任务,而中断方式则更高效,它允许CPU在执行其他任务时被中断事件唤醒,从而提高了系统的实时性和效率。中断系统和定时器/计数器的配合使用,以及串行通信接口的优化,使得MCS-51单片机在嵌入式系统设计中具有广泛的适用性。"