1、51單片機8051單片機是8位單片機，有40個管腳，8根數據線，16根地址線。單片機的八大組成部分：、定時/計數器、串口、中斷服務系統一、51機的內存結構（如圖1所示）601006440內部特殊功能奇存80H0000H0000H00H0000H7F程序存儲器內部數據存儲器外部數據存儲器圖151機的內存結構物理上分為：4個空間，片內、片外片內、片外邏輯上分為；3個空間，程序內存（片內、夕卜）統一編址數據存儲器（片內）數據存儲器（片外）1、程序內存尋址范圍：0000H容量64=1，尋址從內部；=0,尋址從外部地址長度：16位存儲器地址空間為64作用：存放程序及程序運行時所需的常數。8051單片機6

2、個具有特殊含義的單元是：0000H系統復位，指向此處；0003H外部中斷0入口000T0溢出中斷入口0013H外中斷1入口001T1溢出中斷入口0023H串口中斷入口2、內部數據存儲器物理上分為兩大區：00H7即128B內和區。如圖2所示。100H內部數據存儲器圖字節可位尋址位字節數據緩沖器用字節4組R07工作寄存二、殊功能寄存器尋址空間離散分配在：80H,注意不在此范圍內。地址末尾為0或8的具有位尋址功能1、是運算器加控制器2、算術運算寄存器(1) 累加器A(E0H(2) B寄存器：乘、除法運算用(3) 程序狀態字寄存器：包含程序運行狀態信息。10P(.7)進位/借位標志；位累加器。(.6)

3、輔助進/借位標志；用于十進制調整。F0(.5)用戶定義標志位；軟件置位/清零。(.2)溢出標志；硬件置位/清零。P(.0)奇偶標志；A中1的個數為奇數P=1;否則P=01、0寄存器區選擇控制位。000區R0R7011區R0R7102區R0R7113區R0R72、指針寄存器(1)程序計數器的內容是指明即將執行的下一條指令的地址，16位，尋址64范圍復位時=0000H具有自動加1功能不可尋址即不能通過指令訪問。堆棧指針指明棧頂元素的地址，8位，可軟件設置初值，復位時=07H數據指針0、1、；指明訪問的數據存儲器的單元地址，16位，尋址范圍64。=+，也可單獨使用。沒有自動加1功能通過軟件內容加1時

4、序單片機內的各種操作都是在一系列脈沖控制下進行的，而各脈沖在時間上是有先后順序的，這種順序就稱為時序。執令周期：即從取指到執行完，所需時間。不同機器指令周期不一樣；即使相同機器，不同的指令其指令周期也不一樣。機器周期：機器的基本操作周期。一個指令周期含若干機器周期（單、雙、四周期）狀態周期：一個機器周期分6個狀態周期每個狀態周期含兩個振蕩周期，即相位P1、P2。振蕩周期：由振蕩時鐘產生。振蕩周期=1一個機器周期=12個振蕩周期=12X1o例如，若=12,則一個機器周期=11s。時鐘的產生：通過1（19）、（18）。這兩個管腳外部加石英晶體和電容組成振蕩器系統復位通過給管腳加高電平理論上大于兩個

5、機器周期，實際大于10,系統復后除了07H0、P1、P2、P3為外，所有的寄存器均為00000000H工作寄存器組R04作在0組。并行端口并行I/O端口四個8位口PCXP1、P2、P3作為通用I/O使用，是一個準雙向口：“讀管腳在輸入數據時應先把口置1,使兩個都截止，引腳處于懸浮狀態，可作高阻抗輸入”P101讀端口數據方式是一種對端口鎖存器中數據進行讀入的操作方式，讀入的這個數據并非端口引腳的數據。（對端口進行讀-修改-寫類指令列如P1.0是讀端口鎖存器而不是管腳）、P0口地址80H系統復位后P0(1) P0口可作通用I/O口使用，又可作地址/數據總線口；P0既可按字節尋址，又可按位尋址；P0

6、作為輸入口使用時：是準雙向口；(2) 作通用I/O口輸出時：是開漏輸出；(外部管腳必須接上拉電阻)(3) 作地址/數據總線口時，P0是一真正雙向口，分時使用，提供地址線A07由控制信號鎖存，數據線D07二、P1口地址90H地址90H系統復位后P1(1) 2、特點無地址/數據口功能可按字節尋址，也可按位尋址(2) 作I/O輸入口時：是一準雙向口，不是開漏輸出(無需外接上拉電阻)。三、P2口地址A0H系統復位后P2(1) 2、特點當P2口作為通用I/O時，是一準雙向口。(2) 從P2口輸入數據時，先向鎖存器寫“1”。(3) 可位尋址，也可按字節尋址可輸出地址高8位A815四、P3口地址B0H系統復

7、位后P32、特點(1) 作通用I/。時，是一準雙向口，不是開漏輸出(無需外接上拉電阻)。(2) P3口具有第二功能1、P0口：地址低8位與數據線分時使用端口，2、P1口：按位可編址的輸入輸出端口，3、P2口：地址高8位輸出口4、P3口：雙功能口。若不用第二功能，也可作通用I/O口。5、按三總線劃分：地址線：P0低八位地址，P2高八地址；數據線：P0輸入輸出8位數據；控制線：P3口的8位(、0、1、T0、T1、*、*加上*、組成制總線。)中斷系統五個中斷源，兩個優先級一、中斷請求源(“五源中斷”)五個中斷源：入口地址外部中斷0(0)0003HT0溢出中斷000外部中斷1(1)0013HT1溢出中

8、斷001串口中斷0023H有了中斷請求，如何通知？通過中斷請求標志位來通知。外部中斷源、定時/計數器的中斷請求標志位分布在中;串口中斷標志位分布在中。0011|00中斷請求標志位0(0)1(1)0(T0)1(T1)(串口)1T1的溢出中斷標志。硬件置1,硬件清0(也可軟件清0)。0T0的溢出中斷標志。(同1,只是針對T0的)1外部中斷1(1)請求標志。外部有中斷請求時，硬件使1置1,硬件清0。0外部中斷0(0)請求標志。1外部中斷1(1)觸發類型控制位。1=0,低電平觸發。1=1,下降沿觸發。0外中斷0(0)觸發類型控制位，用法同1。外部中斷0、1觸發方式有電平觸發和跳變觸發串口發送中斷標志位

9、。發送完數據，硬件使置1,軟件清0()串行口接收中斷標志位。硬件置1,軟件清0。二、中斷控制(兩級管理)1、中斷屏蔽總控制位串口控制位T1中斷控制位在中斷源與之間有一級控制，類似開關，其中第一級為一個總開關,第二級為五個分開關，由控制。若為“1”，允許(開關接通)若為“0”，不允許(開關斷開)例如,1控制位T0中斷控制位0控制位.72、中斷優先級為什么要有中斷優先級？按中斷申請時間先后順序響應中斷，同一時間只能響應一個中斷請求。若同時來了兩個或兩個以上中斷請求響應高級別中斷。為此將5個中斷源分成高級、低級兩個級別，高級優先，由控制。同時同級的中斷源申請中斷按優先順序響應中斷。以上各位與的低五位

10、相對應，為“1例如，0或.10同一級中1的0T01T1時為高級。初始化編程時，由軟件確等。5中斷中斷中斷中斷串口中1斷(注意是同級)廠家出廠時已固化好順序一事先約定1|100中斷嵌套同級或低級中斷不能打斷正在響應的中斷的服務程序，高級中斷能夠打斷低級中斷服務程序而形成中斷嵌套定時/計數器定時/計數器兩個定時器/計數器T0、T1四種工作方式中斷方式定時器程序初始化主要部分如下;設置定時器工作方式0(1),#;給定時器計數器裝入初值0(1),#;開中斷0(1);開中斷0(1);啟動定時器計數器一、定時/計數器的結構T0、T1均為16位加1計數器。1、工作方式控制寄存器T1T0M1M0M1|M0門控

11、位。=0外部計數器=0C=1M1M2軟件啟動，僅由軟件置0(1)為1啟動定時器/計數器;置0停止定時/計數硬件啟動，軟件置0(1)為1后0管腳或平啟動定時器/計數器。/定時器方式選擇位1管腳高電M1M000(40)010)1定時方式；計數方式。工作模式選擇位。模式131681只能工作方式32,T0說明位定時/計數器八位(70)+低五位位定時/計數器(70)+位計數初值自動重裝(70)(70)(7工作在兩個8位定時/計數。運行，而T101定時/計數器0運行控制位。軟件置位，軟件復位。與有關，分兩種情況：=0時，若0=1,開啟T0計數工作;若0=0,停止T0計數。=1時，若0=1且0=1時，開啟T

12、0計數；若0=1但0=0，則不能開啟T0計數。若0=0,停止T0計數。1定時/計數器1運行控制位。用法與0類似。=0定時=1對外計數。定時：/12=1/（12）=1/nnnn等間隔，次數已定，時間確定I|即對機器周期進行計數。泰左圖定時時間為nxo<n計數：脈沖不等間隔。口外部管腳輸入（T0P3.4、T1P3.5）每個下降珞計城廿次確認一次負跳變需兩個機器周期，（要求計數脈沖的高、低電平要大于一個機器周期）所以，計數頻率最高為/24。定時器初值計算計數脈沖的個數（定時時間）（機器周期計數初值（定時計數器的模）方式0213=8192方式121665536方式228256推薦工作方式1和方式

13、2例1、設計一個P1.0能產生1的周期信號發生器，主頻試編程。解：選T0;0,0定時時間0.5N=t/t/（12X（1）=500所以，X=M-500，問：M取多少？模式0、模式1均可，取模式1,216X=65536-500=65036=00000<程序：0000HMAIN00011000H,#60H0,#00,#0,#01H$:0,#00,#0F0HP10單片機串行接口8051單片機有一個異步全雙工串行通訊口通過(P3.0)接收，通過(P3.1)發送，(串行通信有單工、半雙工、全雙工)，8051單片機串行口有4種工作方式。異步通信一幀數據的格式如下空閑位起始位58應數據奇偶校驗位停止位空

14、閑位3、串行通信方向ABMXB發收4、波特率即串行通信速率。、舉例、設有一幀信息，1個起始位、8個數據位、1個停止位，傳輸速率為240個字符。求波特率。解：(1+8+1)X240=2400=2400波特。5、串行通信接口發送：通過指令來啟動發送發送一幀數據完畢后置1,通過查發送時鐘接收：必須置位寄存器,位為1才能啟動串口接收數據，當接收一幀數據后，置1，通過查詢1或中斷方式，通過指令來取走接收的數據,并軟件復位0()接收時鐘收數據0D0D1D2)3D1d5d6D71VD1D2D3D4D51D6D7D0接收(99H)二、51機串行接口單片機內有：通用異步接收/發送器全雙工，4種工作方式，波特率可

15、編程設置，可中斷。1、串口的組成從編程角度由來看主要由以下寄存器組成。D0D1|D2|D3D4D5p6甲7無起始接收（2）0、1=01方式1:8位，波特率為（2XT1的溢出率）/32停止位D7D6D5D4匚3)2D1D0送位起始位起始位D0D1D2D3D4D5匚6§7停止位1幀信息，10位。送8位波特率可變：2/32X（T1的溢出率）發送完置位。接收完數據置位。置位是有條件的。即：=1,=0且2=0或2=1但是接收到的停止位為1此時，數據裝載，停止位進入8,置1。（3）方式2（0、1=10）、方式3（0、1=11）:9位，多機通信。多機通信只能工作在方式2、方式3|停止位|8D7D6

16、D5D4|D3D2DD0發送數據起始位D0D1耳2D3D4D5D6D78停食接收數據送寄存器8位方式2波特率：（固定）2/64X方式3波特率：2/32X（T1溢出率）數據發送串口方式2、3發送第九位數據必須通過軟件置事先寫入寄存器的8位,把要發送的數據發送到（）啟動數據發送，發送完數據置位。通過查詢方式查詢到1或中斷方式可以繼續發送下一幀數據，并軟件復位0（）數據接收接收：必須置位寄存器位為1數據后此時，數據裝載，接收到的第，通過查詢1或中斷方式，通過指令才能啟動串口接收數據，當接收一幀9位數據（8）送寄存器8位，置1。來取走接收的數據，并軟件復位03、波特率的設置方式0、方式2固定。方式1,

17、方式3可變。波特率=2/32X(T1的溢出率)T1溢出率=單位時間內溢出次數=1/(T1的定時時間)而T1的定時時間t就是T1溢出一次所用的時間。此情況下，一般設T1工作在模式2(8位自動重裝初值)。N=28-t/T,t=(28-N)T=(28-N)X12/所以，T1溢出率=1=/12(28-卬，故，波特率=2/32X/12(256-N)。若已知波特率，則可求出T1的計數初值：y=256-2X/(波特率x32X12)例、若=6,波特率為2400波特，設=1,則定時/計數器T1的計數初值為多少？并進行初始化編程。解：y=256-2X/(2400X32X12)=242.98243=F3H同理，=1

18、1.0592，波特率為2400,設=0,貝Uy=F4H初始化編程：,#20H,#80H1,#0F3H1,#0F3H1,#50H指令系統指令按尋址方式分有7種尋址方式，直接尋址（）、立即尋址（#20HH、寄存器尋址（）、寄存器間接尋址（）、相對尋址（）、寄存器變址尋址（）、位尋址（.1）指令按功能上分有5種，傳送類指令、算術運算類指令、邏輯運算及移位類指令、控制轉移類指令、位操作類指令指令三大屬性。功能屬性、空間屬性（指令站用的字節數）、時間屬性（指令執行的機器周期數）傳送類指令有四種尋址方式對A的數據傳送只影響狀態標志位P訪問片內和指令格式唯一的一條16位傳送指令16訪問片外4條指令（這兩條指

19、令是讀片外的數據伴隨著控制信號*有效）,A,A（這兩條指令是寫片外的數據伴隨著控制信號*有效）訪問程序存儲器2條指令（這兩條指令是讀程序的數據伴隨著控制信號*有效）2、棧操作指令不影響任何標志位。可以是內存128個單元任意一個單元也可以特殊功能寄存器這里注意（是直接地址，不能寫A）指令執行中，機器自動進行兩步操作：（1）（）（）+1（2）（）（）例1、設分析：執行后，各單元中的內容。(0)=23H(0)=01H()=0指令執行中，機器也自動進行兩步操作：(1) ()J()()()-1例2、設()=40H,(40用=12H,(3)=34H執行后，各單元中的內容。()=3,()=1234H,1 結

20、論：1)與操作過程剛好相反；)進、出棧規則：先進后出，后進先出。應注意指令書寫先后順序；2 )可用于“保護現場，恢復現場”3、字節交換指令A,A,整字節交換A,jA半字節交換不影響任何標志位。算術運算類指令包括：加、減、乘、除；加一、減一。一、加法指令A,;(A)(A)+()以下類同。A,A,A,無符號數相加時：若C=1,說明有溢出(其值>255)帶符號數相加時：若=D7cD6c=1,說明有溢出。影響C這三個標志位奇偶標志P由累加器A的值決定A;(A)+1,以下類同。不影響C這三個標志位奇偶標志P由累加器A的值決定邏輯操作類指令共分兩大類：單字節邏輯操作，雙字節邏輯操作，共24條一、單字

21、節邏輯操作指令A;(A)0AA中8位按位求反。循環左移、右移指令：AAAA二、雙字節邏輯操作指令“與操作”：A,;(A(A)A(),以下類同。A,A,A,例1、（P1）=35H,使其高4位輸出0,低4位不變。解；P1,#0此做法稱為“屏蔽”位。“或操作”:A,;（應（A）V（）,以下類同。A,A,A,A例2、將A中的低3位送入P1中，并且保持P1中高5位不變。A,#07HP1,#0F8HP1,A;（P1）=P17P16P15P14P1AAA這稱為“數位組合”“異或操作”:A,;（赦（A）（），以下類同。A,A,A,A例3、設（P1）=0B4H=10110100B,執行：P1,#00110001

22、B結果按#00110001取反，即：（P1）=10000101B=85H這稱為“指定位取反”。在上述、操作中，用于端口操作時，無論P0P3是第一，還是第二操作數，都遵循“讀一修改一寫”端口鎖存器的操作。§3-5控制轉移類指令作用：改變程序計數器的值，從而改變程序執行方向。分為四大類：無條件轉移指令；條件轉移指令；調用指令；返回指令一、無條件轉移指令1611+16;長跳轉轉移目的地址16();0000H,64;間接轉移，散轉移指令轉移目的地址=(A)+()二、調用指令16;長調用1611;絕對調用;轉移范圍64,不影響標志位。執行中自動完成如下過程:G0+3Q()+1()1(70),保

23、護斷點地址低字節；0()+2(158),保存斷點地址高字節；()16,目的地址送，轉子程序。例2、設()=07H,()=2100H,子程序首地址為3456H,執行:3456H執行結果：()=09H,(09H)=21H,(08用=03H,()=3456H11;轉移范圍與()+2在同一個2內。不影響任何標志位，執行中機器自動完成下列過程:()()+2()()+1()(700()+2()(158(1009100三、返回指令從子程序返回主程序。;調用子程序返回;中斷子程序返回。(158()(70()(子程序不能缺少的指令)(中斷程序不能缺少的指令)()()-1()()2例3、設()=0,(0)=23H

24、,(0)=01H執行：結果；（）=09H,（）=0123H（返回主程序）二、條件轉移指令實現按照一定條件決定轉移的方向。分三類。1、判零轉移;若（A）=0,則轉移，否則順序執行。;若（A）乒0,則轉移，否則順序執行。轉移目的地址=（）+2+不影響任何標志位。例1、將外的一個數據塊（首地址為1）傳送到內部數據（首地址為2）,遇到傳送的數據為零時停止傳送，試編程。解：R0,2,10,AR012:22、比較轉移指令功能：比較二個字節中的值，若不等，貝U轉移。A,A,，該類指令具有比較和判斷雙重功能，比較的本質是做減法運算，用第一操作數內容減去第二操作數內容，但差值不回存。轉移目的地址=（）+3+=0

25、。若第一操作數內容小于第二操作數內容，則（C）=1,否則（C）該類指令可產生三分支程序：即，相等分支；大于分支；小于分支。例2、設P1口的P1.0P1.3為準備就緒信號輸入端，當該四位為全1時，說明各項工作已準備好，單片機可順序執行，否則，循環等待。解：A,P1A,#0A,#0,;P1.0P1.3不為全1時，返回A,R23、循環轉移指令,;（二字節指令）,;（三字節指令）本指令也為雙功能指令，即減1操作和判斷轉移操作。第一操作數內容減1后，若差值不為零，則轉移；否則順序執行。轉移目的地址=（）+2或3+例3、將8031內部的40H4單元置初值0H。解：R0,#40HR2,#10H#0A0HR0

26、AR2,§3-6位操作指令包括：位傳送指令、條件轉移指令、位運算指令。位操作由單片機內布爾處理器來完成。位地址的四種表示：1）使用直接位地址表示：如20HH30K33H等；2）使用位寄存器名來表示；如C、F0等；3）用字節寄存器名后加位數來表示：如.4、P0.5、.3等;4）字節地址加位數來表示：如20.0、30.4、50.7等。一、位傳送指令C,C功能：（*（）;二、位狀態控制指令；()'0"();()(/)例1、編程通過P10線連續輸出256個寬度為5個機器周期長的方波。解：R0,#00HP10:P10R0,四、布爾條件轉移指令有5條，分別對C和直接位地址進行測

27、試，并根據其狀態執行轉移。1、判布爾累加器轉移;(C)=1,轉移，否則順序執行。;(C)=0,轉移，否則順序執行。不影響標志。轉移地址：P()+例3、比較內部的30H和40H單元中的二個無符號數的大小，將大數存入20H單元，小數存入21H單元，若二數相等，則使內的第127位置1。解：A,30HA,40H,7$220H,A21H,40H$20H,40H21H,A$2、判位變量轉移,;()=1,則轉移，否則順序執行。,;()=1,則轉移，否則順序執行，且無論()是否等于1,均使該位清零。,;()=0,則轉移，否則順序執行。不影響標志。例4、試判斷A中的正負，若為正數，存入20H單元；若為負數則存入

28、21H單元。解：7,20H,A$:21H,A$單片機小系統及外擴展單片機內資源少，容量小，在進行較復雜過程的控制時，它自身的功能遠遠不能滿足需要。為此，應擴展其功能。一、5-151單片機最小系統單片機最小系統,或者稱為最小應用系統,是指用最少的元件組成的單片機電路可以工作運行指令的系統.1、8051/8751硬件最小系統對51系列單片機來說,最小系統一般應該包括：單片機、晶振電路、復位電路2、8031硬件最小系統8031單片機片內無，若要正常工作，必需外配。外接后，P3口、P2口、P0口均被占用只剩下P1口作I/O口用，其它功能不變。二、存儲器的擴展1、三總線的連接、(A158A70)(D70

29、)*是程序存儲器讀選通信號*是片外數據存儲器讀、寫選通信號是片內和片外程序存儲器的選擇信號1,開始從片內程序存儲器取指令，大于0后轉向片外程序存儲器取指令。0,開始從片外程序存儲器取指令。鎖定P0口提供的地址低8位（A70）的鎖存信號1、數據線的連接（D70）P0口的八位線承擔此任，此時不用外接上拉電阻。2、地址線的連接P0口承擔地址低八位線，A0A7;P2口承擔地址高八位線。A8A15。注意：P0口線地址/數據分時復用，需用控制信號通過地址鎖存器74373鎖存地址低8位（A70）。3、控制線的連接對存儲器來由控制線無非是：芯片的選通控制、讀寫控制。單片機與外部器件數據交換要遵循兩個重要原則：

30、一是，地址唯一性，一個單元一個地址。二是，同一時刻，只能訪問一個地址，即只能與一個單元交換數據。不交換時，外部器件處于鎖閉狀態，對總線呈浮空狀態。選通：與器件交換數據或信息，需先發出選通信號或，以便選中芯片。讀/寫：向外部設備發出的讀/寫控制命令。2)存儲器地址編碼6116:“16”2KX8b=221X210=211即6116有11根地址線。0一0000H地址空間:A10A9A8A7A6A5A4A3A2A1A0最低地址：0000000006116本身最高地址：111111111111111H地址空間51單片機尋址范圍：64k6X210=216即16位地址線地址空間：A15A14A13A12A1

31、1A10A9A8A7A0單片機xxxxxA10A9A8A7A0611625=322上式中：“X”表/K0或1o即單片機地址空間中包含有32個2。某片6116占據的是哪2不能確定一一地址浮動。只有限定A15A11的取值才能確定6116在系統中的地址范圍。如，P2.6=0，選中6116的線。設P2.7P2.5P2.4P2.3假定全為1則：6116地址范圍是B800H。同理，P2.7P25P24P23假定全為0則：6116地址范圍是0000H07;再設P2.7選中6116（設P26P25P24P23全為1）則：地址范圍是7800H7可見：存儲器芯片在系統中地址分布由兩個因素決定：一是，芯片本身的地址

32、線（與容量有關）二是，芯片選通信號的獲得方式。擴展存儲器時，總是讓單片機低位地址與存儲器芯片地址線相接；而讓單片機剩余的高位地址線（在P2口）常作為片選信號線（*）。片選信號通過高位地址線譯碼取得。譯碼方式有。部分譯碼：所謂部分譯碼就是存儲器芯片的地址線與單片機系統的地址線順次相接后，剩余的高位地址線僅用一部分參加譯碼，這樣的地址有重疊浪費一定的空間適用于擴張空間有限的存儲器全譯碼：所謂全譯碼就是存儲器芯片的地址線與單片機系統的地址線順次相接后，剩余的高位地址線全部參加譯碼。這種譯碼方法存儲器芯片的地址空間是唯一確定的，但譯碼電路相對復雜。片選信號按線路有線選法和地址譯碼器。前者電路簡單，不需另外增加硬件電路，體積小，成本低。缺點可尋址的器件數目受限，地址空間不連續。只適于外擴芯片不多，規模不大的單片機系統后者線路復雜，可以全局擴展64K空間。總結擴展的存儲器地址不是唯一有地址重疊的就是部分譯碼。地址是唯一的就是全譯碼。這種方法對、擴展I/O芯片、外設同樣適用。P25=0時，選中2764;648KX8b=23X21°=213A15A14A13A12A11A0疽Y23=88若取P27P26均為1;則2764在本系統內地址范圍：C000H若6116與2764都用A13(P25)選中可否？可以。此時6116:D800H2764:C0