1、單片機(jī)原理及應(yīng)用主講人：袁凌峰電 話：2066266E-mail：yuan_第1章 單片機(jī)概述本章重點(diǎn)：本章重點(diǎn)： 1、什么是單片機(jī)、什么是單片機(jī) 2、單片機(jī)的分類及特點(diǎn)、單片機(jī)的分類及特點(diǎn) 3、 什么是嵌入式系統(tǒng)什么是嵌入式系統(tǒng)1.1 單片機(jī)概況1.1.1 什么是單片機(jī) 單片機(jī)單片機(jī) 是單片微型計(jì)算機(jī)的簡(jiǎn)稱。將計(jì)算機(jī)的是單片微型計(jì)算機(jī)的簡(jiǎn)稱。將計(jì)算機(jī)的CPU、RAM、ROM、定時(shí)、定時(shí)/計(jì)數(shù)器和多種計(jì)數(shù)器和多種IO接口集成在一片芯接口集成在一片芯片上，形成了芯片級(jí)的計(jì)算機(jī)。片上，形成了芯片級(jí)的計(jì)算機(jī)。 單片機(jī)早期的含義稱為單片微型計(jì)算機(jī)單片機(jī)早期的含義稱為單片微型計(jì)算機(jī)(single chi

2、p microcomputer)，直譯為單片機(jī)。，直譯為單片機(jī)。 準(zhǔn)確反映單片機(jī)本質(zhì)的叫法應(yīng)該是微控制器準(zhǔn)確反映單片機(jī)本質(zhì)的叫法應(yīng)該是微控制器MicroController Unit （MCU）或）或MicroProcesser Unit（MPU） 單片機(jī)也稱為嵌入式微處理器（單片機(jī)也稱為嵌入式微處理器（Embedded MicroProcesser)或嵌入式微控制器或嵌入式微控制器(Embedded MicroController)1.1.2 單片機(jī)的發(fā)展簡(jiǎn)史及未來(lái)初級(jí)階段初級(jí)階段：1974-1978年。代表芯片年。代表芯片Intel公司的公司的MCS-48系列，系列，Motorola公司的

3、公司的6801系列和系列和Zilog公司的公司的Z8系列。系列。高性能階段高性能階段：1978-1983年。代表芯片年。代表芯片Intel公司的公司的MCS51系列。系列。8位單片機(jī)鞏固提高階段位單片機(jī)鞏固提高階段：1983年年-現(xiàn)今。這一階段一方面現(xiàn)今。這一階段一方面不斷完善不斷完善8位單片機(jī)，另一方面發(fā)展位單片機(jī)，另一方面發(fā)展16位、位、32位機(jī)。位機(jī)。單片機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)單片機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)：8位機(jī)是主流，未來(lái)是位機(jī)是主流，未來(lái)是8位機(jī)位機(jī)與與32位機(jī)共同發(fā)展的時(shí)代。位機(jī)共同發(fā)展的時(shí)代。單片機(jī)從結(jié)構(gòu)功能上的發(fā)展趨勢(shì)：?jiǎn)纹瑱C(jī)從結(jié)構(gòu)功能上的發(fā)展趨勢(shì)：1、大容量高性能化、大容量高性能化2、小容量低價(jià)格

4、化、小容量低價(jià)格化3、外圍電路內(nèi)裝化、外圍電路內(nèi)裝化4、RISC結(jié)構(gòu)取代結(jié)構(gòu)取代CISC結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)1.1.3 單片機(jī)的分類及特點(diǎn)1、分類（1）按指令集分類）按指令集分類 復(fù)雜指令集（復(fù)雜指令集（CISC）結(jié)構(gòu)普林斯頓結(jié)構(gòu)）結(jié)構(gòu)普林斯頓結(jié)構(gòu) 精簡(jiǎn)指令集（精簡(jiǎn)指令集（RISC）結(jié)構(gòu)哈佛結(jié)構(gòu)）結(jié)構(gòu)哈佛結(jié)構(gòu)（2）按半導(dǎo)體工藝分）按半導(dǎo)體工藝分 高密度短溝道高密度短溝道MOS工藝工藝HMOS 互補(bǔ)金屬氧化物互補(bǔ)金屬氧化物HMOS工藝工藝CHMOS（3）按片內(nèi)程序存儲(chǔ)器類型分）按片內(nèi)程序存儲(chǔ)器類型分 無(wú)無(wú)ROM型、型、QTP型、型、EPROM型、型、OTP型和型和Flash型型（4）按字長(zhǎng)分）按字長(zhǎng)分 1位

5、、位、4位、位、8位、位、16位、位、32位、位、64位位2、單片機(jī)的特點(diǎn)（1）優(yōu)異的性價(jià)比）優(yōu)異的性價(jià)比（2）集成度高、體積小、可靠性高）集成度高、體積小、可靠性高（3）控制功能強(qiáng)）控制功能強(qiáng)（4）低電壓、低功耗）低電壓、低功耗1.1.4 單片機(jī)的應(yīng)用1、在智能儀器儀表中的應(yīng)用、在智能儀器儀表中的應(yīng)用2、在工業(yè)方面的應(yīng)用、在工業(yè)方面的應(yīng)用3、在電信中的應(yīng)用、在電信中的應(yīng)用4、在軍用導(dǎo)航方面的應(yīng)用、在軍用導(dǎo)航方面的應(yīng)用5、在日常生活中的應(yīng)用、在日常生活中的應(yīng)用6、在其它方面的應(yīng)用、在其它方面的應(yīng)用1.2 常用8位系列單片機(jī)簡(jiǎn)介1.2.1 Intel1.2.1 Intel公司8位系列單片機(jī)1.2

6、.21.2.2 89系列單片機(jī)1 1、AT89AT89系列（美國(guó)Atmel公司）2 2、P89P89系列（Philiips公司）特點(diǎn)：126時(shí)鐘模式，支持ISP1.2.3 W78E511.2.3 W78E51系列（臺(tái)灣華邦公司）1.2.4 M68HC081.2.4 M68HC08系列（Motorola公司）Motorola公司單片機(jī)命名方法指令系統(tǒng)與指令系統(tǒng)與MCS-51不同不同1.2.5 PIC1.2.5 PIC系列（美國(guó)Microchip公司）1.3 單片機(jī)與嵌入式系統(tǒng)簡(jiǎn)介1.3.1 什么是嵌入式系統(tǒng) 嵌入式系統(tǒng)嵌入式系統(tǒng)就是將計(jì)算機(jī)系統(tǒng)按特定的要求嵌入到就是將計(jì)算機(jī)系統(tǒng)按特定的要求嵌入到

7、實(shí)際應(yīng)用系統(tǒng)中實(shí)際應(yīng)用系統(tǒng)中。 嵌入式系統(tǒng)嵌入式系統(tǒng)一般是指非一般是指非PC機(jī)系統(tǒng)，它由硬件和軟件兩機(jī)系統(tǒng)，它由硬件和軟件兩大部分組成。硬件包括微處理器大部分組成。硬件包括微處理器MCU、存儲(chǔ)器、存儲(chǔ)器、I/O端口及端口及外設(shè)、圖形控制器等；軟件包括操作系統(tǒng)（外設(shè)、圖形控制器等；軟件包括操作系統(tǒng)（OS或?qū)崟r(shí)多任或?qū)崟r(shí)多任務(wù)操作系統(tǒng)）、應(yīng)用程序系統(tǒng)、或稱監(jiān)控程序系統(tǒng)等務(wù)操作系統(tǒng)）、應(yīng)用程序系統(tǒng)、或稱監(jiān)控程序系統(tǒng)等。1.3.2 嵌入式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)與通用型計(jì)算機(jī)的特點(diǎn) 1. 嵌入式系統(tǒng)是面向特定的應(yīng)用嵌入式系統(tǒng)是面向特定的應(yīng)用 2. 嵌入式系統(tǒng)是知識(shí)集成系統(tǒng)嵌入式系統(tǒng)是知識(shí)集成系統(tǒng) 3. 嵌入式系統(tǒng)的

8、硬、軟件必須具有高效率嵌入式系統(tǒng)的硬、軟件必須具有高效率 4. 嵌入式系統(tǒng)和實(shí)際應(yīng)用有機(jī)地結(jié)合在一起嵌入式系統(tǒng)和實(shí)際應(yīng)用有機(jī)地結(jié)合在一起 5. 嵌入式系統(tǒng)的軟件固化于內(nèi)部存儲(chǔ)器中嵌入式系統(tǒng)的軟件固化于內(nèi)部存儲(chǔ)器中 6. 嵌入式系統(tǒng)本身無(wú)自舉開(kāi)發(fā)能力嵌入式系統(tǒng)本身無(wú)自舉開(kāi)發(fā)能力 1.3.3 1.3.3 嵌入式系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì) 1. 嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用軟件的開(kāi)發(fā)需要強(qiáng)大的開(kāi)發(fā)工具和操作系統(tǒng)的支持嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用軟件的開(kāi)發(fā)需要強(qiáng)大的開(kāi)發(fā)工具和操作系統(tǒng)的支持 2. 聯(lián)網(wǎng)成為發(fā)展的必然趨勢(shì)聯(lián)網(wǎng)成為發(fā)展的必然趨勢(shì) 3. 支持小型電子設(shè)備實(shí)現(xiàn)小尺寸、微功耗和低成本支持小型電子設(shè)備實(shí)現(xiàn)小尺寸、微功耗和低成本 4. 應(yīng)

9、能提供精巧的多媒體人機(jī)界面應(yīng)能提供精巧的多媒體人機(jī)界面 1.4 常用單片機(jī)開(kāi)發(fā)工具1.4.1 Keil51 集成開(kāi)發(fā)環(huán)境目前常用版本目前常用版本Vision3 V3.31。特點(diǎn)：。特點(diǎn)：1、集成開(kāi)發(fā)環(huán)境，源程序編輯、編譯、鏈接、調(diào)試均在、集成開(kāi)發(fā)環(huán)境，源程序編輯、編譯、鏈接、調(diào)試均在集成環(huán)境下集成環(huán)境下2、支持多種處理器（包括、支持多種處理器（包括ARM）3、支持、支持C語(yǔ)言和匯編語(yǔ)言語(yǔ)言和匯編語(yǔ)言4、支持源程序調(diào)試、支持源程序調(diào)試5、支持硬件仿真器、支持硬件仿真器6、支持軟件仿真器、支持軟件仿真器Keil 軟件的啟動(dòng)畫面軟件的啟動(dòng)畫面利用利用Keil 集成開(kāi)發(fā)環(huán)境調(diào)試程序集成開(kāi)發(fā)環(huán)境調(diào)試程序

10、1.4.2 Proteus仿真軟件仿真軟件目前版本目前版本 V7.2SP1 ，用的較多的版本是，用的較多的版本是V6.7SP3和和V7.12 特點(diǎn)：特點(diǎn)： 1、可以實(shí)現(xiàn)單片機(jī)、接口芯片的電路仿真，非常適用、可以實(shí)現(xiàn)單片機(jī)、接口芯片的電路仿真，非常適用于教學(xué)和產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的前期階段。于教學(xué)和產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的前期階段。 2、與、與MutsimEWB功能相當(dāng)，但比其小巧，功能相當(dāng)，但比其小巧，V6.7SP3壓縮包僅壓縮包僅18.5M。并且可以實(shí)現(xiàn)多種單片機(jī)。并且可以實(shí)現(xiàn)多種單片機(jī)（MCS-51、PIC系列、系列、ARM系列）的仿真和程序調(diào)試。系列）的仿真和程序調(diào)試。 3、對(duì)計(jì)算機(jī)的硬件要求非常低（賽揚(yáng)、對(duì)計(jì)算

11、機(jī)的硬件要求非常低（賽揚(yáng)2.0 256M內(nèi)存）內(nèi)存）利用利用Proteus軟件在進(jìn)行數(shù)字電壓表的調(diào)試和仿真軟件在進(jìn)行數(shù)字電壓表的調(diào)試和仿真1.4.3 有關(guān)網(wǎng)站和參考書電子開(kāi)發(fā)網(wǎng)：電子開(kāi)發(fā)網(wǎng)： http:/單片機(jī)開(kāi)發(fā)工具網(wǎng)：?jiǎn)纹瑱C(jī)開(kāi)發(fā)工具網(wǎng)： http:/力源信息：力源信息： http:/成都力源單片機(jī)技術(shù)有限公司：成都力源單片機(jī)技術(shù)有限公司：http:/周立功單片機(jī)：周立功單片機(jī)： http:/Proteus仿真社區(qū)：仿真社區(qū)： http:/ 萬(wàn)文略主編萬(wàn)文略主編 重慶大學(xué)出版社重慶大學(xué)出版社單片機(jī)原理及接口技術(shù)單片機(jī)原理及接口技術(shù) 李朝青編著李朝青編著 北京航空航天大學(xué)出版社北京航空航天大學(xué)

12、出版社Proteus入門實(shí)用教程入門實(shí)用教程 周潤(rùn)景周潤(rùn)景 張麗娜張麗娜 劉印群劉印群 編著編著 機(jī)械工業(yè)出版社機(jī)械工業(yè)出版社小 結(jié) 單片機(jī)，單片機(jī)，是單片微型計(jì)算機(jī)的簡(jiǎn)稱。將計(jì)是單片微型計(jì)算機(jī)的簡(jiǎn)稱。將計(jì)算機(jī)的算機(jī)的CPU、RAM、ROM、定時(shí)、定時(shí)/計(jì)數(shù)器和多計(jì)數(shù)器和多種種IO接口集成在一片芯片上，形成了芯片級(jí)接口集成在一片芯片上，形成了芯片級(jí)的計(jì)算機(jī)。的計(jì)算機(jī)。 嵌入式系統(tǒng)嵌入式系統(tǒng)就是將計(jì)算機(jī)系統(tǒng)按特定的要就是將計(jì)算機(jī)系統(tǒng)按特定的要求嵌入到實(shí)際應(yīng)用系統(tǒng)中。嵌入式系統(tǒng)一般是求嵌入到實(shí)際應(yīng)用系統(tǒng)中。嵌入式系統(tǒng)一般是指非指非PC機(jī)系統(tǒng)，它由硬件和軟件兩大部分組機(jī)系統(tǒng)，它由硬件和軟件兩大部分組

13、成。成。作 業(yè)教材：教材：P17 1-1，1-4，1-61-1、什么叫單片機(jī)？它有哪些特點(diǎn)？、什么叫單片機(jī)？它有哪些特點(diǎn)？1-4、單片機(jī)主要應(yīng)用在哪些方面？、單片機(jī)主要應(yīng)用在哪些方面？1-6、什么叫嵌入式系統(tǒng)？它與單片機(jī)的關(guān)系如何？、什么叫嵌入式系統(tǒng)？它與單片機(jī)的關(guān)系如何？ 第二章單片機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)及原理本章要點(diǎn)本章要點(diǎn)MCS5152系列系列CPU內(nèi)部結(jié)構(gòu)特點(diǎn)內(nèi)部結(jié)構(gòu)特點(diǎn)MCS5152系列單片機(jī)存儲(chǔ)器的結(jié)構(gòu)系列單片機(jī)存儲(chǔ)器的結(jié)構(gòu)MCS-5152系列單片機(jī)系列單片機(jī)I/O端口結(jié)構(gòu)及驅(qū)動(dòng)能力，使用時(shí)的注意事項(xiàng)端口結(jié)構(gòu)及驅(qū)動(dòng)能力，使用時(shí)的注意事項(xiàng)MCS5152系列單片機(jī)存儲(chǔ)器空間結(jié)構(gòu)及位尋址空間系列單片

14、機(jī)存儲(chǔ)器空間結(jié)構(gòu)及位尋址空間 2.1 Intel公司的MCS-51/52系列單片機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)原理2.1.1 MCS-51/522.1.1 MCS-51/52系列單片機(jī)CPUCPU的結(jié)構(gòu) MCS-51/52系列單片機(jī)內(nèi)部由一個(gè)系列單片機(jī)內(nèi)部由一個(gè)8位位CPU、128256B數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器、程序存儲(chǔ)器、存儲(chǔ)器、程序存儲(chǔ)器、23個(gè)個(gè)16位定時(shí)器、位定時(shí)器、4個(gè)個(gè)8位的可編程位的可編程I/O端端口和可編程全雙工口和可編程全雙工UART串行口等組成串行口等組成。1 1 控制器 控制器由程序計(jì)數(shù)器控制器由程序計(jì)數(shù)器 （PC，16位）、指令寄存器（位）、指令寄存器（IR，8位）位） 、指令譯碼器（指令譯碼器（

15、ID）、定時(shí)控制與條件轉(zhuǎn)移邏輯電路等組成。它的功）、定時(shí)控制與條件轉(zhuǎn)移邏輯電路等組成。它的功能是對(duì)來(lái)自存儲(chǔ)器中的指令進(jìn)行譯碼，通過(guò)定時(shí)控制電路，在規(guī)定能是對(duì)來(lái)自存儲(chǔ)器中的指令進(jìn)行譯碼，通過(guò)定時(shí)控制電路，在規(guī)定的時(shí)刻發(fā)出各種操作所需的全部?jī)?nèi)部和外部的控制信號(hào)，使各部分的時(shí)刻發(fā)出各種操作所需的全部?jī)?nèi)部和外部的控制信號(hào)，使各部分協(xié)調(diào)工作，完成指令所規(guī)定的功能。協(xié)調(diào)工作，完成指令所規(guī)定的功能。2 2 運(yùn)算器 運(yùn)算器由算術(shù)邏輯單元運(yùn)算器由算術(shù)邏輯單元ALU、累加器、累加器ACC、暫存器、程序狀態(tài)、暫存器、程序狀態(tài)字寄存器字寄存器PSW、BCD碼運(yùn)算調(diào)整電路等組成。碼運(yùn)算調(diào)整電路等組成。 （1） 累加器累

16、加器ACC ACC是一個(gè)是一個(gè)8位的寄存器，簡(jiǎn)稱為位的寄存器，簡(jiǎn)稱為A，它通過(guò)暫存器與，它通過(guò)暫存器與ALU相連。相連。它是它是CPU執(zhí)行指令時(shí)使用最頻繁的寄存器，用來(lái)存一個(gè)操作數(shù)或中執(zhí)行指令時(shí)使用最頻繁的寄存器，用來(lái)存一個(gè)操作數(shù)或中間結(jié)果。間結(jié)果。 （2） 算術(shù)邏輯單元算術(shù)邏輯單元ALU ALU是由加法器和其它邏輯電路等組成的，它用于對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行算術(shù)是由加法器和其它邏輯電路等組成的，它用于對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行算術(shù)四則運(yùn)算和邏輯運(yùn)算、移位操作、位操作等功能。四則運(yùn)算和邏輯運(yùn)算、移位操作、位操作等功能。ALU的兩個(gè)操作數(shù)，的兩個(gè)操作數(shù)，一個(gè)由一個(gè)由A通過(guò)暫存器通過(guò)暫存器2輸入，另一個(gè)由暫存器輸入，另一個(gè)由暫

17、存器1輸入，運(yùn)算結(jié)果的狀態(tài)送輸入，運(yùn)算結(jié)果的狀態(tài)送PSW。 （3） 程序狀態(tài)字寄存器程序狀態(tài)字寄存器PSW PSW是一個(gè)是一個(gè)8位的專用寄存器，用于存程序運(yùn)行中的各種狀態(tài)信息。位的專用寄存器，用于存程序運(yùn)行中的各種狀態(tài)信息。它可以進(jìn)行位尋址。它可以進(jìn)行位尋址。PSW各位的定義如下各位的定義如下: D7HD6HD5HD4HD3HD2HD1HD0HCYACF0RS1RS0OVF1P PSWPSW位地址位地址字節(jié)地址字節(jié)地址D0HD0H CY(PSW. 7)： 進(jìn)位標(biāo)志，在進(jìn)行加或減運(yùn)算時(shí)，如果操作結(jié)果進(jìn)位標(biāo)志，在進(jìn)行加或減運(yùn)算時(shí)，如果操作結(jié)果最高位有進(jìn)位或借時(shí)，最高位有進(jìn)位或借時(shí)，CY由硬件置由硬

18、件置“1”，否則清，否則清“0”。在進(jìn)行位操。在進(jìn)行位操作時(shí)，作時(shí)，CY又可以被認(rèn)為是位累加器，它的作用相當(dāng)于又可以被認(rèn)為是位累加器，它的作用相當(dāng)于CPU中的累加中的累加器器A。 AC(PSW.6)： 輔助進(jìn)位標(biāo)志（又稱半進(jìn)位），在進(jìn)行加或減運(yùn)輔助進(jìn)位標(biāo)志（又稱半進(jìn)位），在進(jìn)行加或減運(yùn)算時(shí)，低四位數(shù)向高四位產(chǎn)生的進(jìn)位或借位，將由硬件置算時(shí)，低四位數(shù)向高四位產(chǎn)生的進(jìn)位或借位，將由硬件置“1”，否，否則清則清“0”。AC位可用于位可用于BCD碼調(diào)整時(shí)的判斷位。碼調(diào)整時(shí)的判斷位。 F0(PSW.5)： 用戶標(biāo)志位，由用戶置位或復(fù)位。它可作為用戶自用戶標(biāo)志位，由用戶置位或復(fù)位。它可作為用戶自行定義的一

19、個(gè)狀態(tài)標(biāo)記。行定義的一個(gè)狀態(tài)標(biāo)記。 RS1 RS0(PSW.4 PSW.3)： 工作寄存器組指針，用以選擇工作寄存器組指針，用以選擇CPU當(dāng)當(dāng)前工作的寄存器組。前工作的寄存器組。RS1 RS0與工作寄存器組的對(duì)應(yīng)關(guān)系與工作寄存器組的對(duì)應(yīng)關(guān)系 OV(PSW.2)： 溢出標(biāo)志，當(dāng)進(jìn)行算術(shù)運(yùn)算時(shí)，如果產(chǎn)生溢出，則溢出標(biāo)志，當(dāng)進(jìn)行算術(shù)運(yùn)算時(shí)，如果產(chǎn)生溢出，則由硬件將由硬件將OV位置位置1，否則清，否則清“0”。 當(dāng)執(zhí)行有符號(hào)數(shù)的加法指令當(dāng)執(zhí)行有符號(hào)數(shù)的加法指令A(yù)DD或減法指令或減法指令SUBB時(shí)，當(dāng)時(shí)，當(dāng)D6位有向位有向D7位的進(jìn)位或借位時(shí)位的進(jìn)位或借位時(shí) D6CY=1時(shí)，而時(shí)，而D7位沒(méi)有向位沒(méi)有向

20、CY位的進(jìn)位或借位位的進(jìn)位或借位D7CY =0時(shí)，則時(shí)，則OV=1或或D6CY =0，D7CY=1則則OV=1所以溢出的邏輯表達(dá)式所以溢出的邏輯表達(dá)式為為: OV= D6CY D7CY F1(PSW.1)： 用戶標(biāo)志位，同用戶標(biāo)志位，同F(xiàn)0。 P(PSW.0)： 奇偶標(biāo)志位，該位始終跟蹤累加器奇偶標(biāo)志位，該位始終跟蹤累加器A內(nèi)容中內(nèi)容中“1”的奇的奇偶性。當(dāng)偶性。當(dāng)累加器累加器A內(nèi)容中有奇數(shù)個(gè)內(nèi)容中有奇數(shù)個(gè)“1”時(shí)，時(shí)，P置置1；否則，；否則，P置置“0”。改變。改變累加器累加器A中內(nèi)容的指令均會(huì)影響中內(nèi)容的指令均會(huì)影響P標(biāo)志位。標(biāo)志位。 2.1.2 MCS-51/52單片機(jī)存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)1 1

21、MCS-51/52MCS-51/52單片機(jī)存儲(chǔ)器劃分方法2 2 程序存儲(chǔ)器 MCS-51/52單片機(jī)的程序存儲(chǔ)器一般用于存放編好的程序、表格單片機(jī)的程序存儲(chǔ)器一般用于存放編好的程序、表格和常數(shù)。和常數(shù)。8051片內(nèi)有片內(nèi)有4KB的的ROM，8751片內(nèi)有片內(nèi)有4KB的的EPROM，8031片內(nèi)無(wú)程序存儲(chǔ)器，片內(nèi)無(wú)程序存儲(chǔ)器，8052片內(nèi)有片內(nèi)有8KB的的ROM，8752片內(nèi)有片內(nèi)有8KB的的EPROM，8032片內(nèi)無(wú)程序存儲(chǔ)器。片內(nèi)無(wú)程序存儲(chǔ)器。 當(dāng)當(dāng)EA=1時(shí)，時(shí)，PC在在00FFFH范圍內(nèi)執(zhí)行片內(nèi)范圍內(nèi)執(zhí)行片內(nèi)ROM中的程序；中的程序；PC在在1000H0FFFFH范圍內(nèi)執(zhí)行片外范圍內(nèi)執(zhí)行

22、片外ROM中的程序。中的程序。 當(dāng)當(dāng)EA0時(shí)，時(shí)，PC在在00FFFFH，64k范圍內(nèi)執(zhí)行片外范圍內(nèi)執(zhí)行片外ROM中的程序。中的程序。MCS-51/52單片機(jī)的程序存儲(chǔ)器中有單片機(jī)的程序存儲(chǔ)器中有7個(gè)特殊地址單元個(gè)特殊地址單元。 0000H: MCS-5152單片機(jī)復(fù)位后單片機(jī)復(fù)位后PC=0000H，即程序從，即程序從0000H開(kāi)開(kāi)始執(zhí)行指令。始執(zhí)行指令。 0003H: 外部中斷外部中斷0入口地址入口地址 000BH: 定時(shí)器定時(shí)器0溢出中斷入口地址溢出中斷入口地址 0013H: 外部中斷外部中斷1入口地址入口地址 001BH: 定時(shí)器定時(shí)器1溢出中斷入口地址溢出中斷入口地址 0023H: 串

23、行口中斷入口地址串行口中斷入口地址 002BH: 定時(shí)器定時(shí)器2溢出，溢出，T2EX(P1.1)端負(fù)跳變時(shí)的入口地址端負(fù)跳變時(shí)的入口地址(僅對(duì)僅對(duì)52子系列單片機(jī)所具有子系列單片機(jī)所具有)。 3 3 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器用于存放運(yùn)算中間結(jié)果、數(shù)據(jù)暫存和緩沖、標(biāo)志數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器用于存放運(yùn)算中間結(jié)果、數(shù)據(jù)暫存和緩沖、標(biāo)志位、待調(diào)試的程序等。數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器在物理上和邏輯上都分為兩個(gè)位、待調(diào)試的程序等。數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器在物理上和邏輯上都分為兩個(gè)地址空間：一個(gè)是片內(nèi)地址空間：一個(gè)是片內(nèi)128/256字節(jié)的字節(jié)的RAM，另一個(gè)是片外最大可，另一個(gè)是片外最大可擴(kuò)充擴(kuò)充64K字節(jié)的字節(jié)的RAM。訪問(wèn)片內(nèi)。訪問(wèn)片內(nèi)RAM使

24、用使用MOV指令，訪問(wèn)片外指令，訪問(wèn)片外RAM使用使用MOVX指令。指令。 對(duì)片外對(duì)片外RAM只能采用間接尋址方式，用只能采用間接尋址方式，用R0、R1和和DPTR作為作為間址寄存器；前兩者是低間址寄存器；前兩者是低8位地址指針，尋址范圍為位地址指針，尋址范圍為256B，而，而DPTR是是16位地址指針，故尋址范圍可達(dá)位地址指針，故尋址范圍可達(dá)64K字節(jié)。字節(jié)。 片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器在物理上又可分為二個(gè)不同的區(qū)片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器在物理上又可分為二個(gè)不同的區(qū): （1）00H7FH(0127)單元組成低單元組成低128字節(jié)的片內(nèi)字節(jié)的片內(nèi)RAM區(qū)，對(duì)區(qū)，對(duì)其訪問(wèn)可采用直接尋址或間接尋址的方式其訪問(wèn)可采用直接

25、尋址或間接尋址的方式 。其中：。其中：01FH共共32個(gè)個(gè)單元分為單元分為4組，每組組，每組8個(gè)單元組成工作寄存器個(gè)單元組成工作寄存器R0R7；20H2FH共共16個(gè)字節(jié)、個(gè)字節(jié)、128個(gè)位的地址為個(gè)位的地址為007FH；30H7FH共共80個(gè)單元，為個(gè)單元，為用戶用戶RAM區(qū)，做為堆棧或數(shù)據(jù)緩沖。區(qū)，做為堆棧或數(shù)據(jù)緩沖。 （2）80HFFH(128256)單元組成高單元組成高128字節(jié)的專用字節(jié)的專用寄存器寄存器(SFR)區(qū)，只能采用直接尋址方式來(lái)訪問(wèn)。區(qū)，只能采用直接尋址方式來(lái)訪問(wèn)。 （3）MCS-52子系列中的片內(nèi)子系列中的片內(nèi)RAM增大了增大了128字節(jié)，其字節(jié)，其地址范圍也是從地址范

26、圍也是從80HFFH ；為了與；為了與SFR區(qū)分，對(duì)此段的區(qū)分，對(duì)此段的范圍只能采用間接尋址方式來(lái)訪問(wèn)。范圍只能采用間接尋址方式來(lái)訪問(wèn)。4 4 專用寄存器SFRSFR MCS-51/52中共有中共有23個(gè)專用寄存器個(gè)專用寄存器SFR(又稱特殊功能寄存又稱特殊功能寄存器器)，其中，其中3個(gè)僅個(gè)僅52子系列單片機(jī)所擁有，子系列單片機(jī)所擁有，5個(gè)是雙字節(jié)寄存器，個(gè)是雙字節(jié)寄存器，11個(gè)具有位尋址能力（特點(diǎn)：字節(jié)地址可以被個(gè)具有位尋址能力（特點(diǎn)：字節(jié)地址可以被8整除），這些專整除），這些專用寄存器離散地分布在片內(nèi)用寄存器離散地分布在片內(nèi)RAM的高的高128字節(jié)地址中。專用寄字節(jié)地址中。專用寄存器并未占

27、滿存器并未占滿80HFFH整個(gè)地址空間，對(duì)空閑地址的操作是無(wú)整個(gè)地址空間，對(duì)空閑地址的操作是無(wú)意義的。若訪問(wèn)到空閑地址，則讀入的是隨機(jī)數(shù)。意義的。若訪問(wèn)到空閑地址，則讀入的是隨機(jī)數(shù)。單片機(jī)特殊功能寄存器SFR注意：系統(tǒng)復(fù)位后，注意：系統(tǒng)復(fù)位后，(SP)07H，P0P3為為0FFH，SBUF內(nèi)容不定，內(nèi)容不定，IP、IE、PCON部分位的值不確定外，其余寄存器內(nèi)容均為部分位的值不確定外，其余寄存器內(nèi)容均為 MCS-51/522.1.3 MCS-51/52系列單片機(jī)引腳及功能 下面分別說(shuō)明各主要引腳的功能：下面分別說(shuō)明各主要引腳的功能： 1. 主電源引腳主電源引腳Vss和和Vcc V

28、ss(20腳腳):接地接地 Vcc(40腳腳):主電源主電源+5V，正，正常操作和對(duì)常操作和對(duì)EPROM編程及驗(yàn)證編程及驗(yàn)證時(shí)均接時(shí)均接+5V電源。電源。 2. 外接晶振引腳外接晶振引腳XTAL1和和XTAL2 XTAL1(19腳腳)和和XTAL2(18腳腳)：接外部晶振的兩個(gè)引腳。：接外部晶振的兩個(gè)引腳。 3. 控制信號(hào)引腳控制信號(hào)引腳 RSTVPD (9腳腳):單片機(jī)復(fù)位備用電源引腳。單片機(jī)復(fù)位備用電源引腳。 ALEPROG(30腳腳):當(dāng)訪問(wèn)片外存儲(chǔ)器時(shí)，當(dāng)訪問(wèn)片外存儲(chǔ)器時(shí)，ALE(地址鎖存允許地址鎖存允許)的輸出用于鎖存低字節(jié)地址信號(hào)。當(dāng)?shù)妮敵鲇糜阪i存低字節(jié)地址信號(hào)。當(dāng)CPU不訪問(wèn)外部

29、不訪問(wèn)外部RAM時(shí)，該引腳時(shí)，該引腳輸出晶振頻率輸出晶振頻率1/6頻率的正脈沖信號(hào)。對(duì)于頻率的正脈沖信號(hào)。對(duì)于EPROM型單片機(jī)，該引腳型單片機(jī)，該引腳在編程期間用于輸入編程脈沖。在編程期間用于輸入編程脈沖。 PSEN（29腳）腳）:輸出訪問(wèn)片外程序存儲(chǔ)器的讀選通信號(hào)。輸出訪問(wèn)片外程序存儲(chǔ)器的讀選通信號(hào)。 EAVpp(31腳腳):當(dāng)該輸入端輸入高電平時(shí)，當(dāng)該輸入端輸入高電平時(shí)，CPU可訪問(wèn)片內(nèi)程可訪問(wèn)片內(nèi)程序存儲(chǔ)器序存儲(chǔ)器4KB或或8KB的地址范圍。若的地址范圍。若PC值超出值超出4KB/8KB地址時(shí)，將地址時(shí)，將自動(dòng)轉(zhuǎn)向訪問(wèn)片外程序存儲(chǔ)器。當(dāng)自動(dòng)轉(zhuǎn)向訪問(wèn)片外程序存儲(chǔ)器。當(dāng)EA輸入低電平時(shí)，則

30、只能訪問(wèn)片外輸入低電平時(shí)，則只能訪問(wèn)片外程序存儲(chǔ)器，不論片內(nèi)是否有程序存儲(chǔ)器。對(duì)于程序存儲(chǔ)器，不論片內(nèi)是否有程序存儲(chǔ)器。對(duì)于EPROM型單片機(jī)型單片機(jī)(8751)，在對(duì)，在對(duì)EPROM 編程期間，此引腳用于施加編程期間，此引腳用于施加+21V的編程電壓的編程電壓Vpp。 注意：注意：ALE和和PSEN引腳的驅(qū)動(dòng)能力均為引腳的驅(qū)動(dòng)能力均為8個(gè)個(gè)LSTTL負(fù)載。負(fù)載。 4. 輸入輸出引腳輸入輸出引腳P0、P1、P2、P3 P0.0P0.7(3932腳腳):P0口是一個(gè)口是一個(gè)8位漏極開(kāi)路型位漏極開(kāi)路型準(zhǔn)雙向準(zhǔn)雙向IO端口。端口。在訪問(wèn)片外存儲(chǔ)器時(shí)，它分時(shí)做低在訪問(wèn)片外存儲(chǔ)器時(shí)，它分時(shí)做低8位地址總

31、線和位地址總線和8位雙向數(shù)據(jù)總線位雙向數(shù)據(jù)總線（AD0 AD7）。在）。在EPROM編程時(shí)，由編程時(shí)，由P0口輸入指令字節(jié)；而在驗(yàn)證口輸入指令字節(jié)；而在驗(yàn)證程序時(shí)，則輸出指令字節(jié)。驗(yàn)證程序時(shí)和做為雙向程序時(shí)，則輸出指令字節(jié)。驗(yàn)證程序時(shí)和做為雙向I/O端口一樣，要求外端口一樣，要求外接上拉電阻。接上拉電阻。P0口能以吸收電流的方式驅(qū)動(dòng)口能以吸收電流的方式驅(qū)動(dòng)8個(gè)個(gè)LSTTL負(fù)載負(fù)載。 P1.0P1.7(18腳腳):P1口是一個(gè)帶內(nèi)部弱上拉電阻的口是一個(gè)帶內(nèi)部弱上拉電阻的8位位準(zhǔn)雙向準(zhǔn)雙向IO口。在口。在EPROM編程和驗(yàn)證程序時(shí)，由它輸入低編程和驗(yàn)證程序時(shí)，由它輸入低8位地址。位地址。P1能驅(qū)動(dòng)

32、能驅(qū)動(dòng)4個(gè)個(gè)LSTTL負(fù)載負(fù)載。 在在52子系列單片機(jī)中，子系列單片機(jī)中，P1.0還相當(dāng)于專用功能端還相當(dāng)于專用功能端T2，即定時(shí)器的計(jì)，即定時(shí)器的計(jì)數(shù)輸入數(shù)輸入/時(shí)鐘輸出端；時(shí)鐘輸出端；P1.1還相當(dāng)于專用功能端還相當(dāng)于專用功能端T2EX，即定時(shí)器，即定時(shí)器T2的重裝的重裝載載/捕捉捕捉/方向等外部控制端。方向等外部控制端。 P2.0P2.7(2128腳腳):P2口是一個(gè)帶內(nèi)部弱上拉電阻的口是一個(gè)帶內(nèi)部弱上拉電阻的8位位準(zhǔn)雙向準(zhǔn)雙向IO口。在訪問(wèn)外部存儲(chǔ)器時(shí)，由它輸出高口。在訪問(wèn)外部存儲(chǔ)器時(shí)，由它輸出高8位地址（位地址（A8 A15）。在對(duì)）。在對(duì)EPROM編程和程序驗(yàn)證時(shí)，由它輸入高編程和

33、程序驗(yàn)證時(shí)，由它輸入高8位地址。位地址。P2可以驅(qū)動(dòng)可以驅(qū)動(dòng)4個(gè)個(gè)LSTTL負(fù)載負(fù)載。 P3.0P3.7(1017腳腳):P3口是一個(gè)帶內(nèi)部弱上拉電阻的口是一個(gè)帶內(nèi)部弱上拉電阻的準(zhǔn)雙向準(zhǔn)雙向IO口。在口。在MCS-51/52中，這中，這8個(gè)引腳還用于專門的第二功能，見(jiàn)下表。個(gè)引腳還用于專門的第二功能，見(jiàn)下表。P3口口能驅(qū)動(dòng)能驅(qū)動(dòng)4個(gè)個(gè)LSTTL負(fù)載負(fù)載。 P3口的第二功能表口的第二功能表小 結(jié)1、51系列單片機(jī)是系列單片機(jī)是8位機(jī)。位機(jī)。52系列與系列與51系列的差別。系列的差別。2、51系列單片機(jī)得存儲(chǔ)器在物理上分為系列單片機(jī)得存儲(chǔ)器在物理上分為4個(gè)存儲(chǔ)空間，在邏輯個(gè)存儲(chǔ)空間，在邏輯上分為上

34、分為3個(gè)存儲(chǔ)空間。個(gè)存儲(chǔ)空間。3、程序存儲(chǔ)器中、程序存儲(chǔ)器中7個(gè)特殊的單元。個(gè)特殊的單元。4、內(nèi)部、內(nèi)部RAM 07FH根據(jù)用途不同分為根據(jù)用途不同分為3個(gè)空間。個(gè)空間。5、SFR的地址范圍在內(nèi)部的地址范圍在內(nèi)部RAM 80H0FFH空間內(nèi)，其中部分空間內(nèi)，其中部分寄存器可以位尋址。寄存器可以位尋址。6、系統(tǒng)復(fù)位后各個(gè)寄存器的值。、系統(tǒng)復(fù)位后各個(gè)寄存器的值。7、單片機(jī)各引腳的功能及其驅(qū)動(dòng)能力。、單片機(jī)各引腳的功能及其驅(qū)動(dòng)能力。2-2、 MCS5152系列單片機(jī)內(nèi)部包含哪些主要邏輯功能部件？系列單片機(jī)內(nèi)部包含哪些主要邏輯功能部件？2-4、 MCS5152單片機(jī)的存儲(chǔ)器從物理上和邏輯上分別可劃分單

35、片機(jī)的存儲(chǔ)器從物理上和邏輯上分別可劃分幾個(gè)空間？幾個(gè)空間？2-6、 MCS51單片機(jī)片內(nèi)單片機(jī)片內(nèi)256B的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器可分為幾個(gè)區(qū)？分的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器可分為幾個(gè)區(qū)？分別做什么用？別做什么用？2-10、程序狀態(tài)寄存器、程序狀態(tài)寄存器PSW的作用是什么？常用狀態(tài)有哪些位？的作用是什么？常用狀態(tài)有哪些位？作用是什么？作用是什么？ 作 業(yè)教材教材P41 2-2，2-4，2-6，2-102.1.4 單片機(jī)IO端口結(jié)構(gòu)1 P0口的結(jié)構(gòu)及功能口的結(jié)構(gòu)及功能(1) P0口結(jié)構(gòu)口結(jié)構(gòu) 它由它由1個(gè)輸出鎖存器、個(gè)輸出鎖存器、2個(gè)三態(tài)輸入緩沖器、個(gè)三態(tài)輸入緩沖器、1個(gè)輸出驅(qū)動(dòng)電路和個(gè)輸出驅(qū)動(dòng)電路和1個(gè)輸出控制電路組成。

36、輸出驅(qū)動(dòng)電路由一對(duì)個(gè)輸出控制電路組成。輸出驅(qū)動(dòng)電路由一對(duì)FET(場(chǎng)效應(yīng)管場(chǎng)效應(yīng)管)組成，其組成，其工作狀態(tài)受輸出控制電路的控制；輸出控制電路由一個(gè)與門電路，工作狀態(tài)受輸出控制電路的控制；輸出控制電路由一個(gè)與門電路，1個(gè)反相器和個(gè)反相器和1個(gè)路多路開(kāi)關(guān)個(gè)路多路開(kāi)關(guān)MUX組成組成 (2) P0口的功能口的功能 P0口做一般口做一般IO口使用時(shí)口使用時(shí) 多路開(kāi)關(guān)多路開(kāi)關(guān)MUX的位置由的位置由CPU發(fā)出的控制信號(hào)決定。當(dāng)發(fā)出的控制信號(hào)決定。當(dāng)P0口做口做IO端口使用時(shí)，端口使用時(shí)，CPU內(nèi)部發(fā)出控制電平內(nèi)部發(fā)出控制電平0信號(hào)封鎖與門，使輸出上信號(hào)封鎖與門，使輸出上拉場(chǎng)效管拉場(chǎng)效管T1截止，同時(shí)多路開(kāi)關(guān)

37、把輸出鎖存器截止，同時(shí)多路開(kāi)關(guān)把輸出鎖存器Q端與輸出場(chǎng)效應(yīng)管端與輸出場(chǎng)效應(yīng)管T2的柵極接通。此時(shí)的柵極接通。此時(shí)P0即做通用的即做通用的IO口使用。口使用。 當(dāng)當(dāng)P0口做輸出口時(shí)：內(nèi)部數(shù)據(jù)總線上的信息由寫脈沖鎖存至輸出口做輸出口時(shí)：內(nèi)部數(shù)據(jù)總線上的信息由寫脈沖鎖存至輸出鎖存器，輸入鎖存器，輸入D=0時(shí)，時(shí)，Q0而而Q1，T2導(dǎo)通，導(dǎo)通，P0口引腳輸出口引腳輸出“0”；當(dāng)當(dāng)D=1時(shí)，時(shí)，Q1而而Q0，T2截止，截止，P0口引腳輸出口引腳輸出1。輸出驅(qū)動(dòng)級(jí)是。輸出驅(qū)動(dòng)級(jí)是漏極開(kāi)路電路，若要驅(qū)動(dòng)漏極開(kāi)路電路，若要驅(qū)動(dòng)NMOS或其他拉電流負(fù)載時(shí)，需外接上拉電或其他拉電流負(fù)載時(shí)，需外接上拉電阻。阻。P0

38、口中的輸出可以驅(qū)動(dòng)口中的輸出可以驅(qū)動(dòng)8個(gè)個(gè)LSTTL負(fù)載。負(fù)載。 P0口做輸入口時(shí)：端口中有口做輸入口時(shí)：端口中有2個(gè)三態(tài)輸入緩沖器用于讀操作。其中個(gè)三態(tài)輸入緩沖器用于讀操作。其中輸入緩沖器輸入緩沖器2的輸入與端口引腳相連，故當(dāng)執(zhí)行一條讀端口輸入指令時(shí)，的輸入與端口引腳相連，故當(dāng)執(zhí)行一條讀端口輸入指令時(shí)，產(chǎn)生讀引腳的選通將該三態(tài)門打開(kāi)，端口引腳上的數(shù)據(jù)經(jīng)緩沖器產(chǎn)生讀引腳的選通將該三態(tài)門打開(kāi)，端口引腳上的數(shù)據(jù)經(jīng)緩沖器2讀入讀入內(nèi)部數(shù)據(jù)總線。內(nèi)部數(shù)據(jù)總線。 輸入緩沖器輸入緩沖器1并不能直接讀取端口引腳上的數(shù)據(jù)，而是讀取輸出鎖并不能直接讀取端口引腳上的數(shù)據(jù)，而是讀取輸出鎖存器存器Q端的數(shù)據(jù)。端的數(shù)據(jù)

39、。Q端與引腳處的數(shù)據(jù)是一致的。結(jié)構(gòu)上這樣的安排是端與引腳處的數(shù)據(jù)是一致的。結(jié)構(gòu)上這樣的安排是為了適應(yīng)為了適應(yīng)“讀讀-修改修改-寫寫”一類指令的需要。一類指令的需要。 端口進(jìn)行輸入操作前，應(yīng)先向端口輸出鎖存器寫入端口進(jìn)行輸入操作前，應(yīng)先向端口輸出鎖存器寫入“1”，使，使Q=0則輸出級(jí)的兩個(gè)則輸出級(jí)的兩個(gè)FET管均截止，引腳處于懸空狀態(tài)，變?yōu)楦咦杩馆斎搿９芫刂梗_處于懸空狀態(tài)，變?yōu)楦咦杩馆斎搿＿@就是所謂的這就是所謂的準(zhǔn)雙向準(zhǔn)雙向I/O口。單片機(jī)的口。單片機(jī)的P0P3都是準(zhǔn)雙向都是準(zhǔn)雙向IO口。口。 P0口做地址數(shù)據(jù)總線復(fù)用時(shí)口做地址數(shù)據(jù)總線復(fù)用時(shí) 在擴(kuò)展系統(tǒng)中，在擴(kuò)展系統(tǒng)中，P0端口做為地址數(shù)

40、據(jù)總線使用，此時(shí)可分為兩種端口做為地址數(shù)據(jù)總線使用，此時(shí)可分為兩種情況情況: 一種是以一種是以P0口引腳輸出地址數(shù)據(jù)信息。口引腳輸出地址數(shù)據(jù)信息。 另一種情況由另一種情況由P0口輸入數(shù)據(jù)，此時(shí)輸入的數(shù)據(jù)是從引腳通過(guò)輸入緩口輸入數(shù)據(jù)，此時(shí)輸入的數(shù)據(jù)是從引腳通過(guò)輸入緩沖器沖器2進(jìn)入內(nèi)部總線。進(jìn)入內(nèi)部總線。 當(dāng)當(dāng)P0口做地址口做地址/數(shù)據(jù)總線復(fù)用時(shí)，它就不能再做通用數(shù)據(jù)總線復(fù)用時(shí)，它就不能再做通用I/O口使用了。口使用了。2 P1口的結(jié)構(gòu)及功能口的結(jié)構(gòu)及功能 （1） P1口結(jié)構(gòu)口結(jié)構(gòu) P1口也是一個(gè)準(zhǔn)雙向口也是一個(gè)準(zhǔn)雙向IO口，其結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖所示。口，其結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖所示。 P1口在結(jié)構(gòu)上與口在結(jié)構(gòu)上與P0口

41、的區(qū)別是口的區(qū)別是:沒(méi)有多路開(kāi)關(guān)沒(méi)有多路開(kāi)關(guān)MUX和控制電路部和控制電路部分；輸出驅(qū)動(dòng)電路部分與分；輸出驅(qū)動(dòng)電路部分與P0也不相同，只有一個(gè)也不相同，只有一個(gè)FET場(chǎng)效應(yīng)管，同時(shí)場(chǎng)效應(yīng)管，同時(shí)內(nèi)部帶上拉電阻，此電阻與電源相連。內(nèi)部帶上拉電阻，此電阻與電源相連。（2） P1口的功能口的功能 P1口可做通用雙向口可做通用雙向IO口使用，當(dāng)口使用，當(dāng)P1口輸出高電平時(shí)，能向外口輸出高電平時(shí)，能向外部提供拉電流負(fù)載，因此不必再外接上拉電阻。當(dāng)端口用做輸入時(shí)，部提供拉電流負(fù)載，因此不必再外接上拉電阻。當(dāng)端口用做輸入時(shí)，和和P0口一樣，為了避免誤讀，必須先向?qū)?yīng)的輸出鎖存器寫入口一樣，為了避免誤讀，必須先

42、向?qū)?yīng)的輸出鎖存器寫入“1”，使使FET截止。然后再讀端口引腳。截止。然后再讀端口引腳。 在在52子系列單片機(jī)和子系列單片機(jī)和89系列單片機(jī)中，系列單片機(jī)中，P1.0和和P1.1是多功能位。是多功能位。除做一般雙向除做一般雙向IO口外，口外，P1.0還可以做為定時(shí)器計(jì)數(shù)器還可以做為定時(shí)器計(jì)數(shù)器2的外部輸?shù)耐獠枯斎攵耍@時(shí)此引腳以入端，這時(shí)此引腳以T2來(lái)表示；來(lái)表示；P1.1還可做為定時(shí)器計(jì)數(shù)器還可做為定時(shí)器計(jì)數(shù)器2的外的外部控制輸入，以部控制輸入，以T2EX來(lái)表示。來(lái)表示。3P2口的結(jié)構(gòu)及功能口的結(jié)構(gòu)及功能 （1） P2口的結(jié)構(gòu)口的結(jié)構(gòu) P2口的位結(jié)構(gòu)中上拉電阻的結(jié)構(gòu)與口的位結(jié)構(gòu)中上拉電阻的結(jié)

43、構(gòu)與P1相同，但比相同，但比P1口多了一個(gè)輸口多了一個(gè)輸出轉(zhuǎn)換多路控制部分。出轉(zhuǎn)換多路控制部分。 （2） P2口的功能口的功能 當(dāng)多路開(kāi)關(guān)當(dāng)多路開(kāi)關(guān)MUX倒向鎖存器輸出倒向鎖存器輸出Q端時(shí)，構(gòu)成了一個(gè)準(zhǔn)雙向端時(shí)，構(gòu)成了一個(gè)準(zhǔn)雙向IO口此時(shí)口此時(shí)P2做通用的做通用的IO口用。口用。P2引腳的數(shù)據(jù)與內(nèi)部總線相同。當(dāng)系統(tǒng)引腳的數(shù)據(jù)與內(nèi)部總線相同。當(dāng)系統(tǒng)擴(kuò)展有大于擴(kuò)展有大于256字節(jié)字節(jié)64K字節(jié)的外部存儲(chǔ)器時(shí)，在字節(jié)的外部存儲(chǔ)器時(shí)，在CPU的控制下，轉(zhuǎn)的控制下，轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)換開(kāi)關(guān)MUX倒向內(nèi)部地址線一端，此時(shí)倒向內(nèi)部地址線一端，此時(shí)P2口可用于輸出高口可用于輸出高8位的地址。位的地址。因?yàn)樵L問(wèn)外部存儲(chǔ)器

44、的操作是連續(xù)不斷的，因?yàn)樵L問(wèn)外部存儲(chǔ)器的操作是連續(xù)不斷的，P2口要不斷輸出高口要不斷輸出高8位地址，位地址，故此時(shí)故此時(shí)P2口不可能再做通用口不可能再做通用IO口使用。口使用。4P3口的結(jié)構(gòu)及功能口的結(jié)構(gòu)及功能 （1） P3口的結(jié)構(gòu)口的結(jié)構(gòu) 同樣同樣P3口與口與P1口的輸出驅(qū)動(dòng)部分及內(nèi)部上拉電阻相同，比口的輸出驅(qū)動(dòng)部分及內(nèi)部上拉電阻相同，比P1口口多了一個(gè)第二功控制部分的邏輯電路多了一個(gè)第二功控制部分的邏輯電路(由一個(gè)與非門和一個(gè)輸入緩沖由一個(gè)與非門和一個(gè)輸入緩沖器組成器組成)。 （2） P3口的功能口的功能 P3口是一個(gè)多功能的端口。當(dāng)?shù)诙敵龉δ鼙３指唠娖綍r(shí)，打口是一個(gè)多功能的端口。當(dāng)?shù)诙?/p>

45、輸出功能保持高電平時(shí)，打開(kāi)與非門，鎖存器輸出可以通過(guò)與非門送開(kāi)與非門，鎖存器輸出可以通過(guò)與非門送FET管輸出到引腳端，這是管輸出到引腳端，這是做通用做通用IO口的輸出使用情況。輸入時(shí)，引腳數(shù)據(jù)通過(guò)三態(tài)緩沖器口的輸出使用情況。輸入時(shí)，引腳數(shù)據(jù)通過(guò)三態(tài)緩沖器2和和3在讀引腳選通控制下進(jìn)入內(nèi)部總線。在讀引腳選通控制下進(jìn)入內(nèi)部總線。 P3口除了做通用口除了做通用IO使用外，它的各位還具有第二功能。當(dāng)使用外，它的各位還具有第二功能。當(dāng)P3口口某一位用于第二功能做輸出時(shí)，該位的鎖存器應(yīng)置某一位用于第二功能做輸出時(shí)，該位的鎖存器應(yīng)置“1”，打開(kāi)與非門，打開(kāi)與非門，第二功能端內(nèi)容通過(guò)第二功能端內(nèi)容通過(guò)“與非門

46、與非門”和和FET送至端口引腳。當(dāng)做第二功能送至端口引腳。當(dāng)做第二功能輸入時(shí)，端口引腳的第二功能信號(hào)通過(guò)緩沖器輸入時(shí)，端口引腳的第二功能信號(hào)通過(guò)緩沖器3送到第二輸入功能端。送到第二輸入功能端。 總之，無(wú)論總之，無(wú)論P(yáng)3口做通用輸入口還是做第二輸入功能口用，相應(yīng)位口做通用輸入口還是做第二輸入功能口用，相應(yīng)位的輸出鎖存器和第二輸出功能端都應(yīng)置的輸出鎖存器和第二輸出功能端都應(yīng)置“1”，使，使FET截止。截止。P3口的引口的引腳信號(hào)輸入通道中有腳信號(hào)輸入通道中有2個(gè)緩沖器，當(dāng)做第二輸入功能時(shí)，引腳輸入信號(hào)個(gè)緩沖器，當(dāng)做第二輸入功能時(shí)，引腳輸入信號(hào)取自緩沖器取自緩沖器3的輸出；做通用輸入口時(shí)輸入信號(hào)取自

47、三態(tài)緩沖器的輸出；做通用輸入口時(shí)輸入信號(hào)取自三態(tài)緩沖器2。 5. 端口負(fù)載能力和接口要求端口負(fù)載能力和接口要求 P0口的輸出級(jí)與口的輸出級(jí)與P1P3口的輸出級(jí)在結(jié)構(gòu)上是不相同的，因此他口的輸出級(jí)在結(jié)構(gòu)上是不相同的，因此他們的負(fù)載能力和接口要求也各不相同。們的負(fù)載能力和接口要求也各不相同。 （1） P0口的每一位輸出可驅(qū)動(dòng)口的每一位輸出可驅(qū)動(dòng)8個(gè)個(gè)LSTTL負(fù)載。負(fù)載。P0口在驅(qū)動(dòng)拉電口在驅(qū)動(dòng)拉電流和流和MOS負(fù)載時(shí)必須要接上拉電阻。負(fù)載時(shí)必須要接上拉電阻。 （2） P1P3口的輸出級(jí)均接有內(nèi)部上拉電阻，他們的每一位輸出口的輸出級(jí)均接有內(nèi)部上拉電阻，他們的每一位輸出可以驅(qū)動(dòng)可以驅(qū)動(dòng)4個(gè)個(gè)LSTT

48、L負(fù)載。負(fù)載。 （3） P0P3口都是口都是準(zhǔn)雙向準(zhǔn)雙向IO口，做輸入時(shí)，口，做輸入時(shí)，必須必須先向相應(yīng)端先向相應(yīng)端口的鎖存器寫入口的鎖存器寫入“1”，使驅(qū)動(dòng)管，使驅(qū)動(dòng)管FET截止。截止。P0口輸入時(shí)呈高阻態(tài)，而口輸入時(shí)呈高阻態(tài)，而P1P3口內(nèi)部有上拉負(fù)載電阻，當(dāng)系統(tǒng)復(fù)位時(shí)，口內(nèi)部有上拉負(fù)載電阻，當(dāng)系統(tǒng)復(fù)位時(shí)，P0P3端口鎖存器全端口鎖存器全為為“1”。2.3 2.3 單片機(jī)的振蕩器及時(shí)序電路單片機(jī)的振蕩器及時(shí)序電路幾個(gè)概念：幾個(gè)概念：指令周期指令周期：?jiǎn)纹瑱C(jī)執(zhí)行一條指令所需的時(shí)間。一般由幾個(gè)機(jī)器周期：?jiǎn)纹瑱C(jī)執(zhí)行一條指令所需的時(shí)間。一般由幾個(gè)機(jī)器周期組成。組成。機(jī)器周期機(jī)器周期：CPU訪問(wèn)存儲(chǔ)

49、器一次所需要的時(shí)間。機(jī)器周期由若干個(gè)訪問(wèn)存儲(chǔ)器一次所需要的時(shí)間。機(jī)器周期由若干個(gè)時(shí)鐘周期組成。時(shí)鐘周期組成。時(shí)鐘周期（時(shí)鐘周期（狀態(tài)周期狀態(tài)周期）：由）：由2個(gè)節(jié)拍構(gòu)成。個(gè)節(jié)拍構(gòu)成。節(jié)拍節(jié)拍振蕩周期振蕩周期1fosc單片機(jī)的一個(gè)機(jī)器周期包含單片機(jī)的一個(gè)機(jī)器周期包含6個(gè)個(gè)狀態(tài)周期，即狀態(tài)周期，即12個(gè)個(gè)振蕩周期。依次用振蕩周期。依次用S1P1、S1P2、S2P1、S2P2、S6P1、S6P2表示。表示。.1 振蕩器和時(shí)鐘電路 1. 單片機(jī)內(nèi)部時(shí)鐘電路單片機(jī)內(nèi)部時(shí)鐘電路 圖為圖為HMOS型單片機(jī)的振蕩電路，當(dāng)外接晶振時(shí)，型單片機(jī)的振蕩電路，當(dāng)外接晶振時(shí)，C1和和C2值通值通常選擇常

50、選擇30pF；外接陶瓷諧振器時(shí)，；外接陶瓷諧振器時(shí)，C1和和C2的典型值約為的典型值約為47pF。在。在設(shè)計(jì)印刷電路板時(shí)，晶體或陶瓷諧振器和電容應(yīng)盡可能安裝在單片機(jī)設(shè)計(jì)印刷電路板時(shí)，晶體或陶瓷諧振器和電容應(yīng)盡可能安裝在單片機(jī)芯片附近，以減少寄生電容，保證振蕩器穩(wěn)定和可靠工作。為了提高芯片附近，以減少寄生電容，保證振蕩器穩(wěn)定和可靠工作。為了提高溫度穩(wěn)定性，應(yīng)采用溫度穩(wěn)定性，應(yīng)采用NPO電容。電容。C1、C2對(duì)頻率有微調(diào)作用，振蕩頻對(duì)頻率有微調(diào)作用，振蕩頻率范圍是率范圍是1.2MHz12MHz。2. HMOS型單片機(jī)外部時(shí)鐘源的接法型單片機(jī)外部時(shí)鐘源的接法 對(duì)對(duì)HMOS型單片機(jī)，外部振蕩器的信號(hào)接

51、至型單片機(jī)，外部振蕩器的信號(hào)接至XTAL2端，而端，而內(nèi)部反相放大器的輸入端內(nèi)部反相放大器的輸入端XTAL1端應(yīng)接地，如圖所示。由于端應(yīng)接地，如圖所示。由于XTAL2端的邏輯電平不是端的邏輯電平不是TTL的，故建議外接一個(gè)上拉電阻。的，故建議外接一個(gè)上拉電阻。3. CHMOS型單片機(jī)的外部時(shí)鐘源的接法型單片機(jī)的外部時(shí)鐘源的接法 對(duì)對(duì)CHMOS型的單片機(jī)，接線方法與型的單片機(jī)，接線方法與HMOS型的單片機(jī)有所不型的單片機(jī)有所不同同:外部振蕩器的信號(hào)接至外部振蕩器的信號(hào)接至XTAL1，而，而XTAL2不用。左圖是不用。左圖是CHMOS型單片機(jī)的振蕩電路，右圖是型單片機(jī)的振蕩電路，右圖是CHMOS型

52、單片機(jī)的外部時(shí)鐘源的接型單片機(jī)的外部時(shí)鐘源的接法圖。法圖。 4. 對(duì)外部時(shí)鐘信號(hào)的要求對(duì)外部時(shí)鐘信號(hào)的要求 最小的高電平和低電平持續(xù)時(shí)間應(yīng)符合產(chǎn)品技術(shù)的要求最小的高電平和低電平持續(xù)時(shí)間應(yīng)符合產(chǎn)品技術(shù)的要求(皆為皆為20ns)，一般為頻率低于，一般為頻率低于12MHz的方波。這種方式適用于多塊芯片同的方波。這種方式適用于多塊芯片同時(shí)工作時(shí)，便于同步。時(shí)工作時(shí)，便于同步。2.3.2 單片機(jī)的復(fù)位電路 1. 復(fù)位結(jié)構(gòu)復(fù)位結(jié)構(gòu) HMOS型單片機(jī)的復(fù)位結(jié)構(gòu)見(jiàn)左圖。復(fù)位引腳型單片機(jī)的復(fù)位結(jié)構(gòu)見(jiàn)左圖。復(fù)位引腳RSTVPD通過(guò)一個(gè)施通過(guò)一個(gè)施密特觸發(fā)器與單片機(jī)復(fù)位電路相連。密特觸發(fā)器與單片機(jī)復(fù)位電路相連。 C

53、HMOS型的復(fù)位結(jié)構(gòu)見(jiàn)右圖，此處的復(fù)位引腳只是單純地稱為型的復(fù)位結(jié)構(gòu)見(jiàn)右圖，此處的復(fù)位引腳只是單純地稱為RST，而不是而不是RSTVPD。 振蕩器正在運(yùn)行的情況下，復(fù)位是靠在振蕩器正在運(yùn)行的情況下，復(fù)位是靠在RSTVPD或或RST引腳加持續(xù)引腳加持續(xù)二個(gè)機(jī)器周期的高電平來(lái)實(shí)現(xiàn)的。二個(gè)機(jī)器周期的高電平來(lái)實(shí)現(xiàn)的。 復(fù)位時(shí)，復(fù)位時(shí)， ALE=1和和PSEN=1 ，復(fù)位后，復(fù)位后PC指向指向0000H。 2. 復(fù)位電路復(fù)位電路 單片機(jī)的復(fù)位有單片機(jī)的復(fù)位有上電自動(dòng)復(fù)位上電自動(dòng)復(fù)位和按鈕和按鈕手動(dòng)復(fù)位手動(dòng)復(fù)位兩種。兩種。 上電復(fù)位上電復(fù)位是利用電容充電來(lái)實(shí)現(xiàn)的。是利用電容充電來(lái)實(shí)現(xiàn)的。上電復(fù)位所需的最短

54、時(shí)間上電復(fù)位所需的最短時(shí)間是振是振蕩周期建立時(shí)間加上蕩周期建立時(shí)間加上2個(gè)機(jī)器周期時(shí)間，在這個(gè)時(shí)間內(nèi)個(gè)機(jī)器周期時(shí)間，在這個(gè)時(shí)間內(nèi)RSTVPD端的電端的電平應(yīng)維持高于施密特觸發(fā)器的下閾值。平應(yīng)維持高于施密特觸發(fā)器的下閾值。 手動(dòng)復(fù)位分為按鈕脈沖復(fù)位和按鈕電平復(fù)位。手動(dòng)復(fù)位分為按鈕脈沖復(fù)位和按鈕電平復(fù)位。 按鈕脈沖復(fù)位按鈕脈沖復(fù)位電路如下圖所示。由外部提供一個(gè)復(fù)位脈沖寬度電路如下圖所示。由外部提供一個(gè)復(fù)位脈沖寬度大于大于2個(gè)機(jī)器周期。復(fù)位脈沖過(guò)后，由內(nèi)部下拉電阻保證個(gè)機(jī)器周期。復(fù)位脈沖過(guò)后，由內(nèi)部下拉電阻保證RSTVPD端變?yōu)榈碗娖健６俗優(yōu)榈碗娖健?按鈕電平復(fù)位按鈕電平復(fù)位電路如下圖所示。當(dāng)按下復(fù)

55、位按鈕時(shí)，電源直接加到電路如下圖所示。當(dāng)按下復(fù)位按鈕時(shí)，電源直接加到RSTVPD端使其為高電平，同時(shí)電容通過(guò)復(fù)位按鈕放電。復(fù)位按鈕松端使其為高電平，同時(shí)電容通過(guò)復(fù)位按鈕放電。復(fù)位按鈕松開(kāi)后，隨著電容充電電流的減小，逐漸使開(kāi)后，隨著電容充電電流的減小，逐漸使RSTVPD端恢復(fù)低電平。端恢復(fù)低電平。小 結(jié)1、P0P3口均為準(zhǔn)雙向口，讀取引腳狀態(tài)時(shí)必須先向該引腳寫入口均為準(zhǔn)雙向口，讀取引腳狀態(tài)時(shí)必須先向該引腳寫入“1”。2、P0口做為口做為I/O口使用時(shí)，必須接上拉電阻。口使用時(shí)，必須接上拉電阻。3、P0、P2口做為地址數(shù)據(jù)總線使用后，一般不再做為口做為地址數(shù)據(jù)總線使用后，一般不再做為I/O口使用。

56、口使用。4、P0P3口的驅(qū)動(dòng)能力。口的驅(qū)動(dòng)能力。5、機(jī)器周期、狀態(tài)周期、節(jié)拍、振蕩周期的概念。、機(jī)器周期、狀態(tài)周期、節(jié)拍、振蕩周期的概念。6、機(jī)器周期的構(gòu)成。、機(jī)器周期的構(gòu)成。7、單片機(jī)復(fù)位的條件。、單片機(jī)復(fù)位的條件。8、單片機(jī)使用內(nèi)部時(shí)鐘電路時(shí)晶振、電容的接法和數(shù)值選擇。、單片機(jī)使用內(nèi)部時(shí)鐘電路時(shí)晶振、電容的接法和數(shù)值選擇。9、單片機(jī)的復(fù)位結(jié)構(gòu)。、單片機(jī)的復(fù)位結(jié)構(gòu)。10、常用的復(fù)位電路及其元器件數(shù)值。、常用的復(fù)位電路及其元器件數(shù)值。作 業(yè)教材：教材：P41 2-8、2-9、2-12、2-162-8、開(kāi)機(jī)復(fù)位后，、開(kāi)機(jī)復(fù)位后，CPU使用的是哪組工作寄存器？它們的地址是使用的是哪組工作寄存器？它

57、們的地址是什么？什么？CPU如何確定和改變當(dāng)前工作寄存器組？如何確定和改變當(dāng)前工作寄存器組？2-9、單片機(jī)的程序存儲(chǔ)器和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器共處同一地址空間為什么不、單片機(jī)的程序存儲(chǔ)器和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器共處同一地址空間為什么不會(huì)發(fā)生總線沖突？會(huì)發(fā)生總線沖突？2-12、位地址、位地址7CH與字節(jié)地址與字節(jié)地址7CH如何區(qū)別？位地址如何區(qū)別？位地址7CH具體在片具體在片內(nèi)內(nèi)RAM中什么位置？中什么位置？2-16、單片機(jī)有幾種復(fù)位方法？應(yīng)注意什么事項(xiàng)？、單片機(jī)有幾種復(fù)位方法？應(yīng)注意什么事項(xiàng)？ 第3章 單片機(jī)指令系統(tǒng)及編程舉例 本章要點(diǎn)本章要點(diǎn)1、熟練掌握單片機(jī)的尋址方式、熟練掌握單片機(jī)的尋址方式2、記憶指令并掌握指

58、令應(yīng)用的方法和技巧、記憶指令并掌握指令應(yīng)用的方法和技巧3、了解單片機(jī)匯編語(yǔ)言的編程方法和技巧、了解單片機(jī)匯編語(yǔ)言的編程方法和技巧4、了解偽指令的使用、了解偽指令的使用5、掌握常用程序的編制方法、掌握常用程序的編制方法3.1 指令系統(tǒng)簡(jiǎn)介 .1 指令系統(tǒng)概述 指令指令是計(jì)算機(jī)根據(jù)人的意圖所執(zhí)行的操作命令，是與計(jì)算機(jī)內(nèi)部是計(jì)算機(jī)根據(jù)人的意圖所執(zhí)行的操作命令，是與計(jì)算機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)、硬件資源密切聯(lián)系的，某種計(jì)算機(jī)所有指令的集合稱為結(jié)構(gòu)、硬件資源密切聯(lián)系的，某種計(jì)算機(jī)所有指令的集合稱為指令系指令系統(tǒng)。統(tǒng)。 MCS-51/52系列單片機(jī)的指令系統(tǒng)共有系列單片機(jī)的指令系統(tǒng)共有111條指令，其中

59、條指令，其中49條是條是單字節(jié)指令單字節(jié)指令，45條是條是雙字節(jié)指令雙字節(jié)指令，17條是條是三字節(jié)指令三字節(jié)指令。111條指令中條指令中共有共有33個(gè)功能，用匯編編程時(shí)，只需要個(gè)功能，用匯編編程時(shí)，只需要42個(gè)助記符就能指明這個(gè)助記符就能指明這33個(gè)個(gè)功能操作。其中有功能操作。其中有64條指令的執(zhí)行時(shí)間為條指令的執(zhí)行時(shí)間為單機(jī)器周期單機(jī)器周期，45條指令的條指令的執(zhí)行時(shí)間為執(zhí)行時(shí)間為雙機(jī)器周期雙機(jī)器周期，乘法和除法指令只需，乘法和除法指令只需4個(gè)機(jī)器周期個(gè)機(jī)器周期。 AT89及及P89的指令系統(tǒng)與的指令系統(tǒng)與MCS-51/52系列單片機(jī)的指令系統(tǒng)完系列單片機(jī)的指令系統(tǒng)完全相同。全相同。 3.1

60、.2 指令格式 單片機(jī)的匯編語(yǔ)言指令格式與其他微機(jī)的指令格式一樣。均由以下單片機(jī)的匯編語(yǔ)言指令格式與其他微機(jī)的指令格式一樣。均由以下幾個(gè)部分組成：幾個(gè)部分組成： 標(biāo)號(hào)標(biāo)號(hào)：操作碼：操作碼操作數(shù)操作數(shù) ；注釋注釋 標(biāo)號(hào)標(biāo)號(hào)又稱為指令地址符號(hào)，一般由又稱為指令地址符號(hào)，一般由16個(gè)字符組成，以字母開(kāi)頭的個(gè)字符組成，以字母開(kāi)頭的字母數(shù)字串，與操作碼之間用冒號(hào)分開(kāi)。字母數(shù)字串，與操作碼之間用冒號(hào)分開(kāi)。 表示為可選項(xiàng)。表示為可選項(xiàng)。 操作碼操作碼 是由助記符表示的字符串，他規(guī)定了指令的操作功能。是由助記符表示的字符串，他規(guī)定了指令的操作功能。 操作數(shù)操作數(shù) 是指參加操作的數(shù)據(jù)或數(shù)據(jù)的地址。是指參加操作的