單片機(jī)原理及應(yīng)用課程教案

“單片機(jī)原理及應(yīng)用”課程教案武漢科技學(xué)院電子信息工程學(xué)院2008年2月8日1、課程性質(zhì)：專(zhuān)業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)課2、考核方式：閉卷考試3、教材：?jiǎn)纹瑱C(jī)原理與應(yīng)用及C51程序設(shè)計(jì)編著：謝維成等 清華大學(xué)出版社4、教學(xué)目的：通過(guò)理論授課與上機(jī)實(shí)踐，使學(xué)生掌握單片機(jī)的基本原理與應(yīng)用，讓學(xué)生了解單片機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)、各硬件部分的工作原理及使用方法和單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的組成原理，掌握單片機(jī)的匯編語(yǔ)言或C語(yǔ)言的指令功能、編程方法及軟件開(kāi)發(fā)技術(shù)，通過(guò)實(shí)例介紹單片機(jī)系統(tǒng)常用接口、擴(kuò)展電路及其C語(yǔ)言應(yīng)用程序設(shè)計(jì)，使學(xué)生較為熟練地掌握一種單片機(jī)產(chǎn)品的應(yīng)用開(kāi)發(fā)技術(shù)，從而有能力進(jìn)一步對(duì)其它單片機(jī)產(chǎn)品的應(yīng)用系統(tǒng)從事研制和開(kāi)發(fā)工作。目 錄第1章 單片機(jī)概述4第2章 單片機(jī)硬件結(jié)構(gòu)14第3章 指令系統(tǒng)38第4章 匯編語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)69第5章 單片機(jī)存儲(chǔ)器擴(kuò)展98第6章 中斷與定時(shí)系統(tǒng)120第7章 I/O擴(kuò)展及應(yīng)用146第8章 串行數(shù)據(jù)通信182第9章 數(shù)/模及模/數(shù)轉(zhuǎn)換器接口200第10章 單片機(jī)應(yīng)用及開(kāi)發(fā)技術(shù)211第1章 單片機(jī)概述一、教學(xué)要求：了解：計(jì)算機(jī)的發(fā)展、分類(lèi)、特點(diǎn)與應(yīng)用，單片機(jī)的概念、發(fā)展及應(yīng)用領(lǐng)域，以及典型單片機(jī)系列的基本情況。二、教學(xué)內(nèi)容：1.1 計(jì)算機(jī)的發(fā)展、分類(lèi)、特點(diǎn)與應(yīng)用1.2 單片機(jī)的概念1.3 單片機(jī)的發(fā)展1.4 單片機(jī)的應(yīng)用三、教學(xué)重點(diǎn)：?jiǎn)纹瑱C(jī)的概念。四、教學(xué)難點(diǎn)：?jiǎn)纹瑱C(jī)的應(yīng)用。五、建議學(xué)時(shí)：2學(xué)時(shí)。六、教學(xué)內(nèi)容：1.1 單片機(jī)的概念1.1.1單片機(jī)的名稱單片微機(jī)是早期Single Chip Microcomputer的直譯，它忠實(shí)地反映了早期單片微機(jī)的形態(tài)和本質(zhì)。單片微型計(jì)算機(jī)簡(jiǎn)稱單片機(jī)（Single Chip Microcomputer），又稱微控制器（Microcomputer Unit）。將計(jì)算機(jī)的基本部件微型化，使之集成在一塊芯片上。片內(nèi)含有CPU、ROM、RAM、并行I/O、串行I/O、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器、中斷控制、系統(tǒng)時(shí)鐘及總線等。隨后，按照面向?qū)ο蟆⑼怀隹刂乒δ?，在片?nèi)集成了許多外圍電路及外設(shè)接口，突破了傳統(tǒng)意義的計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)，發(fā)展成microcontroller的體系結(jié)構(gòu)，目前國(guó)外已普遍稱之為微控制器MCU（Micro Controller Unit）。鑒于它完全作嵌入式應(yīng)用，故又稱為嵌入式微控制器Embedded Microcontroller）。1.1.2通用單片機(jī)和專(zhuān)用單片機(jī)根據(jù)控制應(yīng)用可分為：通用型和專(zhuān)用型兩大類(lèi)。1、早期通用型單片微機(jī)。通過(guò)不同的外圍擴(kuò)展來(lái)滿足不同的應(yīng)用對(duì)象要求。2、隨著應(yīng)用領(lǐng)域的不斷擴(kuò)大出現(xiàn)了專(zhuān)門(mén)為某一類(lèi)應(yīng)用而設(shè)計(jì)的單片機(jī)專(zhuān)用型單片微機(jī)。目的：降低成本、簡(jiǎn)化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、提高可靠。如：用于計(jì)費(fèi)率電表、用于電子記事簿的單片機(jī)等。1.1.3單片機(jī)與單片機(jī)系統(tǒng)單片機(jī)通常是指芯片本身，集成的是一些基本組成部分。是典型的嵌入式系統(tǒng)的主要構(gòu)成單元，只能作為嵌入式應(yīng)用，即嵌入到對(duì)象環(huán)境、結(jié)構(gòu)、體系中作為其中的一個(gè)智能化控制單元。如：洗衣機(jī)、電視機(jī)、VCD、DVD等家用電器，打印機(jī)、復(fù)印機(jī)、通信設(shè)備、智能儀表、現(xiàn)場(chǎng)總線控制單元等。單片機(jī)系統(tǒng)是在單片機(jī)芯片的基礎(chǔ)上擴(kuò)展其它電路或芯片構(gòu)成的具有一定應(yīng)用功能的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中包括了滿足對(duì)象（如洗衣機(jī)）要求的全部硬件電路和應(yīng)用軟件。構(gòu)成各種嵌入式應(yīng)用的電路系統(tǒng)，統(tǒng)稱為單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)。單片微機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)結(jié)構(gòu)通常分三個(gè)層次，即單片機(jī)、單片機(jī)系統(tǒng)、單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)。單片機(jī)：通常是應(yīng)用系統(tǒng)的主機(jī)，設(shè)計(jì)單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)時(shí)，為所選擇的單片機(jī)系列器件。單片機(jī)系統(tǒng)：?jiǎn)纹C(jī)資源的擴(kuò)展，外圍接口電路進(jìn)入片內(nèi)，最終向單片應(yīng)用系統(tǒng)集成發(fā)展。最終產(chǎn)品的目標(biāo)系統(tǒng)，除了硬件電路外，還須嵌入系統(tǒng)應(yīng)用程序。按照所選擇的單片機(jī)，以及單片機(jī)的技術(shù)要求和嵌入對(duì)象對(duì)單片機(jī)的資源要求構(gòu)成單片機(jī)系統(tǒng)。單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)：按照單片機(jī)要求在外部配置單片機(jī)運(yùn)行所需要的時(shí)鐘電路、復(fù)位電路等，構(gòu)成了單片機(jī)的最小應(yīng)用系統(tǒng)。在單片機(jī)中CPU外圍電路不能滿足嵌入對(duì)象功能要求時(shí)，在單片機(jī)外部擴(kuò)展CPU外圍電路，如存儲(chǔ)器、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器、中斷源等，形成能滿足具體嵌入應(yīng)用的一個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。1.1.4單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)與單片機(jī)開(kāi)發(fā)系統(tǒng)單片機(jī)開(kāi)發(fā)系統(tǒng)是單片機(jī)的開(kāi)發(fā)調(diào)試的工具，有單片單板機(jī)和仿真器。實(shí)現(xiàn)單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的硬、軟件開(kāi)發(fā)。MDS（微型機(jī)開(kāi)發(fā)系統(tǒng)）、ICE（在線仿真器）1.1.5單片機(jī)的程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言和軟件機(jī)器語(yǔ)言 (Machine Language)有三類(lèi) 匯編語(yǔ)言 (Assemble) 高級(jí)語(yǔ)言 (High Level Language)機(jī)器語(yǔ)言：?jiǎn)纹瑱C(jī)應(yīng)用系統(tǒng)只使用機(jī)器語(yǔ)言（指令的二進(jìn)制代碼，又稱指令代碼）。機(jī)器語(yǔ)言指令組成的程序稱目標(biāo)程序。MCS-51兩個(gè)寄存器相加的機(jī)器語(yǔ)言指令：00101000匯編語(yǔ)言：與機(jī)器語(yǔ)言指令一一對(duì)應(yīng)的英文單詞縮寫(xiě)，稱為指令助記符。匯編語(yǔ)言編寫(xiě)的程序稱為匯編語(yǔ)言程序。MCS-51兩個(gè)寄存器相加匯編語(yǔ)言指令：ADD A，R0高級(jí)語(yǔ)言：高級(jí)語(yǔ)言源程序C-51、C、PL/M51等。簡(jiǎn)單控制程序不太長(zhǎng)。復(fù)雜多種多樣的控制對(duì)象，少有現(xiàn)成程序借鑒。簡(jiǎn)單系統(tǒng)不含管理和開(kāi)發(fā)功能。復(fù)雜系統(tǒng)實(shí)時(shí)系統(tǒng)，需要監(jiān)控系統(tǒng)（甚至實(shí)時(shí)多任務(wù)操作系統(tǒng)）。編譯型高級(jí)語(yǔ)言可生成機(jī)器代碼；解釋型高級(jí)語(yǔ)言必須在解釋程序支持下直接解釋執(zhí)行。因此，只有編譯型高級(jí)語(yǔ)言才能作為微機(jī)開(kāi)發(fā)語(yǔ)言。不同計(jì)算機(jī)語(yǔ)言的應(yīng)用：源程序通過(guò)編譯得到機(jī)器能執(zhí)行的目標(biāo)程序。匯編語(yǔ)言程序可以高效率利用計(jì)算機(jī)資源，目標(biāo)程序占用內(nèi)存少，執(zhí)行速度快，適合于自動(dòng)測(cè)控系統(tǒng)反應(yīng)快速、結(jié)構(gòu)緊湊的要求。實(shí)際應(yīng)用中，常與C語(yǔ)言配合使用。高級(jí)語(yǔ)言程序容易掌握，通用性好，但編譯程序系統(tǒng)開(kāi)銷(xiāo)大，目標(biāo)程序占用內(nèi)存多，且執(zhí)行時(shí)間比較長(zhǎng)，多用于科學(xué)計(jì)算、工業(yè)設(shè)計(jì)、企業(yè)管理。1.2 單片機(jī)的發(fā)展1.2.1單片機(jī)發(fā)展概述一、電子計(jì)算機(jī)的發(fā)展歷史 1、第一代（19461958）：電子管計(jì)算機(jī)。 用于：科學(xué)計(jì)算2、第二代（19581964）：晶體管計(jì)算機(jī)。 用于：科學(xué)計(jì)算、數(shù)據(jù)處理、工業(yè)控制3、第三代（19641971）：集成電路計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)。 用于：科學(xué)計(jì)算、數(shù)據(jù)處理、工業(yè)控制、事務(wù)管理。4、第四代（1971 ）：大規(guī)模集成電路計(jì)算機(jī)。 用于：計(jì)算量極大的高尖技術(shù)及國(guó)民經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域出現(xiàn)了微型機(jī)。5、第五代：智能型計(jì)算機(jī)正在研制中。 用于：模擬人的智能，識(shí)別圖像、語(yǔ)言和物體，聯(lián)想、推理、解答問(wèn)題，使用自然語(yǔ)言進(jìn)行會(huì)話處理。二、微型計(jì)算機(jī)的發(fā)展歷史微型機(jī)算計(jì)的核心部分：微處理器的發(fā)展已經(jīng)歷了五代。第一代（19711973）：4位8位（初級(jí)）第二代（19731975）：8位（初級(jí)）第三代（19751978）：初級(jí)8位單片機(jī) Intel MCS48系列單片機(jī)第四代（197880年代中期）：高檔8位單片機(jī) Intel MCS51系列單片機(jī)16位、32位第五代（80年代中期至今）：64位 1976- ：初級(jí)8位單片機(jī) Intel MCS-48系列 1980- ：高檔8位單片機(jī) Intel MCS-51系列： 51子系列：8031/8051/8751 52子系列：8032/8052/8752 低功耗型80C31 高性能型80C252 廉價(jià)型89C2051/1051 1983- ：16位單片機(jī) Intel MCS-96 系列：8098/8096、80C198/80C196 32位單片機(jī) 80960MCS48（從1976年起）：低檔型：8021、8022基本型：8048、8748、8038改進(jìn)型：8049、8749、8039和8050、8750、8040MCS51（從1980年起）：基本型：8051、8751、8031改進(jìn)型：8052、8752、8032低功耗型：80C51、87C51、80C31強(qiáng)性能型：83C252、87C252、80C252早期產(chǎn)品： 8X9X（8096）MCS96（從1983年起）：改進(jìn)型： 8X9XBH、8X9XJF新產(chǎn)品： 8098（準(zhǔn)）強(qiáng)功能型：80C196、80C198（準(zhǔn)）1.2.2MCS-51單片機(jī)系列MCS-51系列基本產(chǎn)品型號(hào)：8051、8031、8751稱為51子系列。不同型號(hào)MCS-51單片機(jī)CPU處理能力和指令系統(tǒng)完全兼容，只是存儲(chǔ)器和I/O接口的配置有所不同。硬件配置基本配置：1. 8位CPU2. 片內(nèi)ROM/EPROM、RAM3. 片內(nèi)并行 I/O接口4. 片內(nèi)16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器5. 片內(nèi)中斷處理系統(tǒng)6. 片內(nèi)全雙工串行I/O口MCS51系列單片機(jī)的3種基本產(chǎn)品：8051：片內(nèi)含有掩膜ROM型程序存儲(chǔ)器，只能由生產(chǎn)廠家代為用戶固化，批量大、永久保存、不修改時(shí)用。8751：片內(nèi)含EPROM型程序存儲(chǔ)器，用戶可固化，可用紫外線光照射擦除；但價(jià)格高。8031：片內(nèi)無(wú)程序存儲(chǔ)器，可在片外擴(kuò)展，方便靈活，價(jià)格便宜。1.2.380C51單片機(jī)系列INTEL公司先后推出了三個(gè)系列的單片機(jī)： MCS48系列 MCS51系列 MCS96系列典型產(chǎn)品： 8096 8098（準(zhǔn)） 80C196 80C198（準(zhǔn)） 新一代80C51增加了一些外部接口功能單元，如A/D，PCA，WDT等。PHILIPS：80C51ATMEL（Flash ROM）：AT89c51CHMOS：低功耗，高速度和高密度（HMOS），待機(jī)和掉電保護(hù)1.3 單片機(jī)的應(yīng)用1.3.1單片機(jī)應(yīng)用的特點(diǎn)單片機(jī)的應(yīng)用很廣泛，特點(diǎn)很多，僅從應(yīng)用的角度來(lái)看：計(jì)算機(jī)的控制應(yīng)用分為：1、控制系統(tǒng)離線應(yīng)用：控制系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（控制系統(tǒng)CAD）2、控制系統(tǒng)在線應(yīng)用：計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)使用單片機(jī)工業(yè)控制領(lǐng)域與通用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)不同的要求：(1)面對(duì)控制對(duì)象。面對(duì)物理量傳感變換的信號(hào)輸入； 面對(duì)人機(jī)交互的操作控制； 面對(duì)對(duì)象的伺服驅(qū)動(dòng)控制。(2)嵌入到工控應(yīng)用系統(tǒng)中的結(jié)構(gòu)形態(tài)。(3)工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境中可靠性品質(zhì)。(4)突出控制功能。對(duì)外部信息及時(shí)捕捉； 對(duì)控制對(duì)象能靈活地實(shí)時(shí)控制； 有突出控制功能的指令系統(tǒng)， 如I/O口控制、位操作、豐富的轉(zhuǎn)移指令等。1.3.2單片機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域 工業(yè)自動(dòng)化方面： 力、熱、速度、加速度、位移。 儀器儀表： 降低成本、簡(jiǎn)化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、提高可靠性。 家用電器： 小家電中要求小型價(jià)廉、程序容量不大。 信息和通信產(chǎn)品： PDA 則要求大容量存儲(chǔ)、大屏幕LCD顯示、極低功耗等。 軍事裝備方面： 可靠性、極低功耗。單片機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域：1、用單片機(jī)構(gòu)成智能化產(chǎn)品：n 在智能儀器儀表中的應(yīng)用；n 在家用產(chǎn)品中的應(yīng)用；n 在醫(yī)療儀器中的應(yīng)用；n 在計(jì)算機(jī)外部設(shè)備中的應(yīng)用。2、單片機(jī)在工業(yè)測(cè)控領(lǐng)域中的應(yīng)用：n 過(guò)程控制： 數(shù)控銑床、步進(jìn)控制、生產(chǎn)流水線等；n 數(shù)據(jù)采集；n 信號(hào)處理；n 舊設(shè)備的改造。小結(jié)1、單片機(jī)即單片微型計(jì)算機(jī)，是將計(jì)算機(jī)主機(jī)（CPU、內(nèi)存和I/O接口）集成在一小塊硅片上的微型機(jī)。2、單片機(jī)為工業(yè)測(cè)控而設(shè)計(jì)，又稱微控制器。具有三高優(yōu)勢(shì)（集成度高、可靠性高、性價(jià)比高）。3、主要應(yīng)用于工業(yè)檢測(cè)與控制、計(jì)算機(jī)外設(shè)、智能儀器儀表、通訊設(shè)備、家用電器等。特別適合于嵌入式微型機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)。4、單片機(jī)開(kāi)發(fā)系統(tǒng)有單片單板機(jī)和仿真器。實(shí)現(xiàn)單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的硬、軟件開(kāi)發(fā)。第2章 單片機(jī)硬件結(jié)構(gòu)一、教學(xué)要求：了解：?jiǎn)纹瑱C(jī)內(nèi)部所包含的硬件資源及其功能特點(diǎn)和使用方法，注意幾個(gè)概念：振蕩周期、時(shí)鐘周期、機(jī)器周期和指令周期的意義及它們之間的關(guān)系。掌握：?jiǎn)纹瑱C(jī)芯片的內(nèi)部組成及存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)，特別是片內(nèi)RAM和四個(gè)并行I/O口的使用方法。理解：?jiǎn)纹瑱C(jī)時(shí)鐘電路與時(shí)序、輸入輸出口以及引腳的使用。注意“地址重疊”的問(wèn)題，注意程序狀態(tài)字PSW中各位的含義。二、教學(xué)內(nèi)容：2.1 單片機(jī)邏輯結(jié)構(gòu)及信號(hào)引腳2.2 單片機(jī)的內(nèi)部存儲(chǔ)器2.3 單片機(jī)并行輸入/輸出電路2.4 單片機(jī)時(shí)鐘電路與時(shí)序2.5 單片機(jī)工作方式三、教學(xué)重點(diǎn)：?jiǎn)纹瑱C(jī)芯片的內(nèi)部組成及存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)，特別是片內(nèi)RAM和四個(gè)并行I/O口的使用方法。四、教學(xué)難點(diǎn)：“地址重疊”的問(wèn)題，注意程序狀態(tài)字PSW中各位的含義。五、建議學(xué)時(shí)：4學(xué)時(shí)。六、教學(xué)內(nèi)容：2.1 邏輯結(jié)構(gòu)及信號(hào)引腳2.1.1結(jié)構(gòu)框圖8031無(wú)2.1.2內(nèi)部邏輯結(jié)構(gòu)CPU運(yùn)算器電路CPU控制器電路CPU控制器電路MCS51 CPUCPU內(nèi)部結(jié)構(gòu)：（1）運(yùn)算器電路：算術(shù)邏輯單元ALU、累加器ACC、寄存器B、程序狀態(tài)字PSW和2個(gè)暫存器等。算術(shù)邏輯運(yùn)算單元ALU ( 8位 )：+、算術(shù)運(yùn)算，與、或、非、異或邏輯運(yùn)算，循環(huán)移位、位處理。（2）控制器電路：程序計(jì)數(shù)器PC、PC+1寄存器、指令寄存器、指令譯碼器、定時(shí)與控制電路等。2.1.3信號(hào)引腳1、I/O口線功能4個(gè)8位并行 I/O 接口引腳P0.0P0.7 、P1.0P1.7 、P2.0P2.7和 P3.0P3.7為多功能引腳，可自動(dòng)切換用作數(shù)據(jù)總線、地址總線、控制總線和I/O接口外部引腳。2、控制線ALE：地址鎖存允許信號(hào)端：外部程序存儲(chǔ)器讀選通信號(hào)端/VPP：程序存儲(chǔ)器選擇信號(hào)端/編程電源輸入端RST/VPD：復(fù)位信號(hào)端和后備電源輸入端。輸入10ms以上高電平脈沖，單片機(jī)復(fù)位。VPD使用后備電源，可實(shí)現(xiàn)掉電保護(hù)。復(fù)位電路：（1）上電復(fù)位（2）外部信號(hào)復(fù)位3、電源及時(shí)鐘引線 工作電源：VCC、VSS時(shí)鐘輸入：XTAL1、XTAL2。80C51RESET+5V2001K30F單片機(jī)RST2.2 內(nèi)部存儲(chǔ)器2.2.1內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器低128單元低128單元是單片機(jī)的真正RAM存儲(chǔ)器。分為三個(gè)區(qū)域：1寄存器區(qū)：4組寄存器（寄存器陣列）。即4個(gè)工作寄存器0區(qū)3區(qū)。每組8個(gè)寄存單元（每單元8位），以R0R7作寄存器名，暫存運(yùn)算數(shù)據(jù)和中間結(jié)果。字節(jié)地址為00H1FH。用PSW中的兩位PSW.4和PSW.3來(lái)切換工作寄存器區(qū)，選用一個(gè)工作寄存器區(qū)進(jìn)行讀寫(xiě)操作。2位尋址區(qū)：字節(jié)地址為20H2FH，既可作RAM，也可位操作。共有16個(gè)RAM單元，共128位，位地址為00H7FH。3用戶RAM區(qū)：32個(gè)單元，地址為30H7FH，在一般應(yīng)用中常作堆棧區(qū)。RS0 RS1的組合關(guān)系RS1 RS0寄存器組片內(nèi)RAM地址0 0第0組00H07H0 1第1組08H0FH1 0第2組10H17H1 1第3組18H1FH工作寄存器地址表組RS1 RS0R0R1R2R3R4R5R6R700 000H01H02H03H04H05H06H07H10 108H09H0AH0BH0CH0DH0EH0FH21 010H11H12H13H14H15H16H17H31 118H19H1AH1BH1CH1DH1EH1FH2.2.2內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器高128單元（也稱特殊功能寄存器）內(nèi)部RAM的高128單元專(zhuān)用寄存器（SFR）區(qū) 地址為80HFFH1、SFR（80HFFH）介紹：有2套地址：字節(jié)地址：只21個(gè)有效（其中僅11個(gè)有位地址）；位地址：只83位有效，其字節(jié)地址可被8整除。專(zhuān)用寄存器：A、B、PSW、DPTR、SP。I/O接口寄存器：P0、P1、P2、P3、SBUF、TMOD、TCON、SCON等。(1) 程序計(jì)數(shù)器PC（16位）：CPU總是按PC的指示讀取程序。PC是一個(gè)16位的計(jì)數(shù)器。其內(nèi)容為將要執(zhí)行的指令地址（即下一條指令地址），可自動(dòng)加1。因此CPU執(zhí)行程序一般是順序方式。當(dāng)發(fā)生轉(zhuǎn)移、子程序調(diào)用、中斷和復(fù)位等操作，PC被強(qiáng)制改寫(xiě)，程序執(zhí)行順序也發(fā)生改變。復(fù)位時(shí)，PC=0000H。(2) 累加器Acc（8位）： 需要ALU處理的數(shù)據(jù)和計(jì)算結(jié)果多數(shù)要經(jīng)過(guò)累加器A。(3) 寄存器B （8位）： 與A累加器配合執(zhí)行乘、除運(yùn)算。也可用作通用寄存器。(4) 程序狀態(tài)字PSW （8位）：存放ALU運(yùn)算過(guò)程的標(biāo)志狀態(tài)。位 序B7B6B5B4B3B2B1B0位符號(hào)CYACF0RS1RS0OVF1P(5) 數(shù)據(jù)指針DPTR （16位）：存放片外存儲(chǔ)器地址，作為片外存儲(chǔ)器的指針?？煞殖蓛蓚€(gè)8位寄存器DPH、DPL使用。2. 專(zhuān)用寄存器的字節(jié)尋址注意：（1）21個(gè)可字節(jié)尋址的專(zhuān)用寄存器是不連續(xù)地分散在內(nèi)部RAM高128單元之中，共83個(gè)可尋址位。盡管還剩余許多空閑單元，但用戶并不能使用。在22個(gè)專(zhuān)用寄存器中，唯一一個(gè)不可尋址的PC。PC不占據(jù)RAM單元，它在（2）物理上是獨(dú)立的，因此是不可尋址的寄存器。（3）對(duì)專(zhuān)用寄存器只能使用直接尋址方式，書(shū)寫(xiě)時(shí)既可使用寄存器符號(hào)，也可使用寄存器單元地址。MCS-51的寄存器在片內(nèi)RAM都有映像地址。使用時(shí)，既可用寄存器名，也可用對(duì)應(yīng)單元地址。字節(jié)地址位地址字節(jié)地址2.2.3堆棧操作1、堆棧類(lèi)型：向上生長(zhǎng)型（向地址增大的方向生成）：MCS51系列向下生長(zhǎng)型（向地址較低的方向生成）：MCS96系列2、堆棧指針SP （8位）：MCS51系列的堆棧是按“先進(jìn)后出”原則存取數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)區(qū)。MCS51堆棧設(shè)在片內(nèi)RAM區(qū)。數(shù)據(jù)入棧時(shí)：先SP自動(dòng)加1，后寫(xiě)入數(shù)據(jù)，SP始終指向棧頂?shù)刂贰?“先加后壓”數(shù)據(jù)出棧時(shí)：先讀出數(shù)據(jù)，后SP自動(dòng)減1，SP始終指向棧頂?shù)刂贰?“先彈后減”復(fù)位時(shí) SP=07H。但在程序設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)將SP值初始化為30H以后，以免占用寶貴的寄存器區(qū)和位地址區(qū)。2.2.4內(nèi)部程序存儲(chǔ)器80C51內(nèi)有4KB ROM，其地址為0000H0FFFH（內(nèi)部ROM）。其中0000H0002H是系統(tǒng)的啟動(dòng)單元。系統(tǒng)復(fù)位后(PC)0000H，開(kāi)始取指令執(zhí)行程序。如果不從0000H開(kāi)始，應(yīng)存放一條無(wú)條件轉(zhuǎn)移指令，以便直接轉(zhuǎn)去執(zhí)行指定的程序。作用：（1）用來(lái)存放固化了的用戶程序，取指地址由程序計(jì)數(shù)器PC給出，PC具有自動(dòng)加1的功能；（2）固化一片數(shù)據(jù)區(qū)，存放被查詢的表格和參數(shù)等。中斷入口：0003H0023H0003H000AH外部中斷0（INT0）中斷地址區(qū)000BH0012H 定時(shí)器/記數(shù)器0（T0）中斷地址區(qū)0013H001AH外部中斷1（INT1）中斷地址區(qū)001BH0022H定時(shí)器/計(jì)數(shù)器1（T1）中斷地址區(qū)0023H002AH串行（RI/TI）中斷地址區(qū)中斷服務(wù)程序存放方法：（1）從中斷地址區(qū)首地址開(kāi)始，在中斷地址區(qū)中直接存放；（2）從中斷地址區(qū)首地址開(kāi)始，存放一條無(wú)條件轉(zhuǎn)移指令，以便中斷響應(yīng)后，通過(guò)中斷地址區(qū)，再轉(zhuǎn)到中斷服務(wù)程序的實(shí)際入口地址區(qū)去。程序存儲(chǔ)器保留的單元：保留的存儲(chǔ)單元存儲(chǔ)單元保留目的0000H0002H復(fù)位后初始化引導(dǎo)程序0003H000AH外部中斷0000BH0012H定時(shí)器0溢出中斷0013H001AH外部中斷1001BH0022H定時(shí)器1溢出中斷0023H002AH串行口中斷002BH定時(shí)器2中斷（8052才有）2.2.5存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)特點(diǎn)普林斯頓結(jié)構(gòu)：程序和數(shù)據(jù)共用一個(gè)存儲(chǔ)器邏輯空間，統(tǒng)一編址。哈佛結(jié)構(gòu)：程序與數(shù)據(jù)分為兩個(gè)獨(dú)立存儲(chǔ)器邏輯空間，分開(kāi)編址。物理上4個(gè)存儲(chǔ)器地址空間： 片內(nèi)程序存儲(chǔ)器 片外程序存儲(chǔ)器 片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器 片外數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器邏輯上3個(gè)存儲(chǔ)器地址空間： 64KB 程序存儲(chǔ)器 256B 片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器 64KB 片外數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器：MCS51的程序存儲(chǔ)器與數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器是分開(kāi)的（屬于哈佛結(jié)構(gòu)），地址空間重疊，最大可擴(kuò)展到64KB。1、程序存儲(chǔ)器ROM（1）8031內(nèi)部無(wú)程序存儲(chǔ)器由于8031無(wú)片內(nèi)程序存儲(chǔ)器，需外接，因此，端必須外接低電平。（2）8051、8751內(nèi)部有4KB ROM/EPROM： =0，使用外部程序存儲(chǔ)器； =1，使用內(nèi)部程序存儲(chǔ)器4KB空間，當(dāng)PC的值超過(guò)4KB范圍時(shí)，自動(dòng)轉(zhuǎn)向外部程序存儲(chǔ)器。2、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器RAM（1）內(nèi)部RAM中低128B，00H7FH；（2）外部RAM，可擴(kuò)至64KB，0000HFFFFH2.3 并行輸入/輸出口電路MCS51共有四個(gè)8位的雙向并行I/O口，分別記作P0、P1、P2和P3。實(shí)際上它們已被歸入專(zhuān)用寄存器之列?？谑且粋€(gè)綜合概念，是一個(gè)集數(shù)據(jù)輸入緩沖、數(shù)據(jù)輸出驅(qū)動(dòng)及鎖存等多項(xiàng)功能為一體的I/O電路。對(duì)于口有時(shí)也稱為端口。P0口：一個(gè)數(shù)據(jù)輸出鎖存器和兩個(gè)三態(tài)數(shù)據(jù)輸入緩沖器。一個(gè)多路轉(zhuǎn)接電路MUX在控制信號(hào)的作用下， MUX可以分別接通鎖存器輸出或地址/數(shù)據(jù)線。當(dāng)作為通用的I/O口使用時(shí)，內(nèi)部的控制信號(hào)為低電平，封鎖與門(mén)將輸出驅(qū)動(dòng)電路的上拉場(chǎng)效應(yīng)管（FET）截止，同時(shí)使MUX接通鎖存器Q端的輸出通路。P1口：作通用I/O口使用，所以在電路結(jié)構(gòu)上與P0口有一些不同之處。首先它不再需要多路轉(zhuǎn)接電路MUX，其次是電路的內(nèi)部有上拉電阻。與場(chǎng)效應(yīng)管共同組成輸出驅(qū)動(dòng)電路。作為輸出口使用時(shí)，已能向外提供推拉電流負(fù)載，無(wú)需再外接上拉電阻。P2口：P2口電路中比P1口多了一個(gè)多路轉(zhuǎn)換電路MUX，這又正好與P0口一樣。P2口也可以作為通用I/O口使用。這時(shí)多路轉(zhuǎn)接開(kāi)關(guān)倒向鎖存器的Q端。但通常應(yīng)用情況下，P2口是作為高位地址線使用，此時(shí)多路轉(zhuǎn)接開(kāi)關(guān)應(yīng)倒向相反方向。P3口：P3口的特點(diǎn)在于為適應(yīng)引腳信號(hào)第二功能的需要。對(duì)于第二功能為輸出的信號(hào)引腳，當(dāng)作為I/O使用時(shí)，第二功能信號(hào)引線應(yīng)保持高電平，與非門(mén)開(kāi)通，以維持從鎖存器到輸出端數(shù)據(jù)輸出通路的暢通。當(dāng)輸出第二功能信號(hào)時(shí)，該位的鎖存器應(yīng)置“1”，使與非門(mén)對(duì)第二功能信號(hào)的輸出是暢通的，從而實(shí)現(xiàn)第二功能信號(hào)的輸出。P3各口線與第二功能表口線替代的第二功能P3.0RXD（串行口輸入）P3.1TXD（串行口輸出）P3.2INT0（外部中斷0輸入）P3.3INT1（外部中斷1輸入）P3.4T0（定時(shí)器0的外部輸入）P3.5T1（定時(shí)器1的外部輸入）P3.6WR（片外數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器“寫(xiě)選通控制”輸出）P3.7RD（片外數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器“讀選通控制”輸出）端口小結(jié)：（1）系統(tǒng)總線：地址總線（16位）：P0（地址低8位）、P2口（地址高8位）數(shù)據(jù)總線（8位）：P0口（地址/數(shù)據(jù)分時(shí)復(fù)用，借助ALE） 控制總線（6根）：P3口的第二功能和9、29、30、31腳；（2）供用戶使用的端口：P1口、部分未作第二功能的P3口；（3）P0口作地址/數(shù)據(jù)時(shí)，是真正的雙向口，三態(tài)，負(fù)載能力為8個(gè)LSTTL電路；P1P3是準(zhǔn)雙向口，負(fù)載能力為4個(gè)LSTTL電路。（4）P0P3在用作輸入之前必須先寫(xiě)“1”，即： （P0）=FFH （P3）=FFH 。2.4 電路與時(shí)序 2.4.1時(shí)鐘電路振蕩源（OSCillation）時(shí)鐘頻率范圍要求在1.2MHz12MHz之間。1內(nèi)部時(shí)鐘方式：內(nèi)部一個(gè)高增益反相放大器與片外石英晶體或陶瓷諧振器構(gòu)成了一個(gè)自激振蕩器。 晶體振蕩器的振蕩頻率決定單片機(jī)的時(shí)鐘頻率。2外部時(shí)鐘方式：外部振蕩器輸入時(shí)鐘信號(hào)。1。XTAL1單片機(jī)XTAL2 外部時(shí)鐘源+5VXTAL1單片機(jī)XTAL2 內(nèi)部時(shí)鐘方式外部時(shí)鐘方式2.4.2時(shí)序定時(shí)單位時(shí)鐘周期：振蕩頻率的倒數(shù)。機(jī)器周期：完成一個(gè)基本操作所需要的時(shí)間。 一個(gè)機(jī)器周期由12個(gè)時(shí)鐘周期組成。指令周期：一條指令的執(zhí)行時(shí)間。 以機(jī)器周期為單位：可包含1個(gè)4個(gè)機(jī)器周期。思考題：設(shè)應(yīng)用單片機(jī)晶振頻率為12MHz，問(wèn)機(jī)器周期為多少？指令周期分別為多少？解：fosc=12MHzMC=12/ fosc =12/12MHz =1s2.4.3典型指令時(shí)序MCS51采用定時(shí)控制方式，因此它有固定的機(jī)器周期。規(guī)定一個(gè)機(jī)器周期的寬度為6個(gè)狀態(tài)。由于一個(gè)狀態(tài)又包括兩個(gè)拍節(jié)，因此一個(gè)機(jī)器周期總共有12個(gè)拍節(jié)，分別記作S1P1、S1P2S6P2。振蕩脈沖并不直接使用，由XTAL2端送往內(nèi)部時(shí)鐘電路（fosc）：經(jīng)過(guò)2分頻，向CPU提供2相時(shí)鐘信號(hào)P1和P2（f拍節(jié)= 1/2 fosc）；再經(jīng)3分頻，產(chǎn)生ALE時(shí)序（fALE = 1/6 fosc）；經(jīng)過(guò)12分頻，成為機(jī)器周期信號(hào)（MC = 12 /fosc），如下圖所示。需要指出的是，CPU的運(yùn)算操作在P1期間，數(shù)據(jù)傳送在P2期間。（80C51）（80C51）（80C51）幾種典型指令的取指和執(zhí)行時(shí)序通常，每個(gè)機(jī)器周期，ALE兩次有效，第1次發(fā)生在S1P2和S2P1期間，第2次在S4P2和S5P1期間。單周期指令的執(zhí)行 始于S1P2，這時(shí)操作碼被鎖存到指令寄存器內(nèi)，讀出下字節(jié)（應(yīng)為下一個(gè)操作碼）是不予考慮的，且程序計(jì)數(shù)器PC并不增量。訪問(wèn)外部數(shù)據(jù)存貯器的指令MOVX的時(shí)序，它是一條單字節(jié)雙周期指令。在第1機(jī)器周期S5開(kāi)始時(shí)，送出外部數(shù)據(jù)存貯器的地址，隨后讀或?qū)憯?shù)據(jù)。讀寫(xiě)期間在ALE端不輸出有效信號(hào)，在第2機(jī)器周期，即外部數(shù)據(jù)存貯器已被尋址和選通后，也不產(chǎn)生取指操作。MCS51單片機(jī)時(shí)序：可通過(guò)測(cè)量ALE確定CPU是否工作，ALE有時(shí)鐘的特點(diǎn)。2.5 工作方式復(fù)位、程序執(zhí)行、單步執(zhí)行、掉電保護(hù)、低功耗以及EPROM編程和校驗(yàn)等六種工作方式。2.5.1復(fù)位方式和復(fù)位電路RST引腳是復(fù)位信號(hào)的輸入端，復(fù)位信號(hào)是高電平有效，其有效時(shí)間應(yīng)持續(xù)24個(gè)振蕩脈沖周期（即二個(gè)機(jī)器周期）以上。例：若使用頻率為6MHz的晶振，則復(fù)位信號(hào)持續(xù)時(shí)間應(yīng)超過(guò)_才能完成復(fù)位操作。解：fosc=6MHzMC=12/ fosc =12/6MHz=2s t = 4s上電自動(dòng)復(fù)位和按鍵手動(dòng)復(fù)位： 上電自動(dòng)復(fù)位通過(guò)電容充電來(lái)實(shí)現(xiàn)的，Vcc的上升時(shí)間不超過(guò)1ms，就可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)上電復(fù)位。 按鍵脈沖復(fù)位利用RC微分電路產(chǎn)生的正脈沖來(lái)實(shí)現(xiàn)的。一些寄存器的復(fù)位狀態(tài)寄存器復(fù)位狀態(tài)寄存器復(fù)位狀態(tài)PC0000HTCON00HACC00HTL000HPSW00HTH000HSP07HTL100HDPTR0000HTH100HP0P3FFHSCON00HIP000000BSBUF不定IE0000000BPCON00000BTMOD00H2.5.2程序執(zhí)行方式程序執(zhí)行方式是單片機(jī)的基本工作方式。由于復(fù)位后PC=0000H，因此程序執(zhí)行總是從地址0000H開(kāi)始，但一般程序并不是真正從0000H開(kāi)始，為此就得在0000H開(kāi)始的單元中存放一條無(wú)條件轉(zhuǎn)移指令，以便跳轉(zhuǎn)到實(shí)際程序的入口去執(zhí)行。2.5.3掉電保護(hù)方式單片機(jī)系統(tǒng)在運(yùn)行過(guò)程中，如發(fā)生掉電故障，將會(huì)丟失RAM和寄存器中的程序和數(shù)據(jù)，其后果有時(shí)是很?chē)?yán)重的。 掉電保護(hù)處理先把有用信息轉(zhuǎn)存，然后再啟用備用電源維持供電。信息轉(zhuǎn)存：所謂信息轉(zhuǎn)存是指當(dāng)電源出現(xiàn)故障時(shí)，應(yīng)立即將系統(tǒng)的有用信息轉(zhuǎn)存到內(nèi)部RAM中。信息轉(zhuǎn)存是通過(guò)中斷服務(wù)程序完成的。系統(tǒng)中設(shè)置一個(gè)電壓檢測(cè)電路，一旦檢測(cè)到電源電壓下降，立即通過(guò)INT0/1產(chǎn)生外部中斷請(qǐng)求，中斷響應(yīng)后執(zhí)行中斷服務(wù)程序，并將有用信息送內(nèi)部RAM中保護(hù)起來(lái)，即通常所說(shuō)的“掉電中斷”。掉電后時(shí)鐘電路和CPU皆停止工作，只有內(nèi)部只RAM單元和專(zhuān)用寄存器繼續(xù)工作，以保持其內(nèi)容。2.5.480C51的低功耗方式8051掉電保護(hù)方式實(shí)際上就是低功耗方式。CHMOS的80C5I卻有兩種低功耗方式。即待機(jī)方式和掉電保護(hù)方式。待機(jī)方式和掉電方式都是由專(zhuān)用寄存器PCON（電源控制寄存器）來(lái)控制的。1、待機(jī)方式：待機(jī)方式振蕩器仍然運(yùn)行。并向中斷邏輯、串行口和定時(shí)器/計(jì)數(shù)器電路提供時(shí)鐘，CPU不能工作，與CPU有關(guān)的如SP、PC、PSW、ACC以及全部通用寄存器也都被“凍結(jié)”在原狀態(tài)。中斷方法退出待機(jī)方式。中斷的同時(shí)，PCON.0被硬件自動(dòng)清0，單片機(jī)就退出待機(jī)方式而進(jìn)入正常工作方式。其實(shí)在中斷服務(wù)程序只需中安排一條RETI指令，就可以使單片機(jī)恢復(fù)正常工作后返回?cái)帱c(diǎn)繼續(xù)執(zhí)行程序。2、掉電保護(hù)方式：PCON的PD位控制單片機(jī)進(jìn)入掉電保護(hù)方式。因此對(duì)于象80C51這樣的單片機(jī)。在檢測(cè)到電源故障時(shí)，除進(jìn)行信息保護(hù)外、還應(yīng)把PCON.1位置“1”，使之進(jìn)入掉電保護(hù)方式。此時(shí)單片機(jī)一切工作都停止，只有內(nèi)部RAM單元的內(nèi)容被保存。80C51單片機(jī)除進(jìn)入掉電保護(hù)方式的方法與8051不同之外，還有備用電源由VCC端引入的特點(diǎn)。VCC正常后，硬件復(fù)位信號(hào)維持10ms即能使單片機(jī)退出掉電方式。最小應(yīng)用系統(tǒng)：基本的單片機(jī)控制電路板：動(dòng)作選擇按鈕紅外線傳感器89C2051單片機(jī)復(fù)位按鈕電源指示燈小結(jié)：1、介紹單片機(jī)的編程結(jié)構(gòu)和內(nèi)部邏輯結(jié)構(gòu)及性能。2、學(xué)習(xí)了單片機(jī)存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器和程序存儲(chǔ)器的結(jié)構(gòu)和工作原理。3、單片機(jī)的4個(gè)8位并行端口P0、P1、P2和P3各自的口電路邏輯和功能。4、單片機(jī)的時(shí)鐘電路和時(shí)序以及單片機(jī)的6種工作方式。練習(xí)題： （一）問(wèn)答題 （二）判斷題 （三）填空題 （四）選擇題第3章 指令系統(tǒng)一、教學(xué)要求：了解：?jiǎn)纹瑱C(jī)的尋址方式和指令系統(tǒng)功能，特別是其位尋址功能。掌握：各種尋址方式，常用指令的功能和使用方法及匯編語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)方法。注意幾個(gè)中斷入口地址在程序存儲(chǔ)器中的位置，注意16位數(shù)據(jù)指針DPTR和兩個(gè)8位數(shù)據(jù)R0、R1指針的使用方法。二、教學(xué)內(nèi)容：3.1 單片機(jī)指令格式和尋址方式3.2 單片機(jī)指令分類(lèi)介紹3.3 單片機(jī)指令匯總?cè)?、教學(xué)重點(diǎn)：各種尋址方式，常用指令的功能和使用方法及匯編語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)方法。四、教學(xué)難點(diǎn)：注意幾個(gè)中斷入口地址在程序存儲(chǔ)器中的位置，注意16位數(shù)據(jù)指針DPTR和兩個(gè)8位數(shù)據(jù)指針R0、R1的使用方法。五、建議學(xué)時(shí)：3學(xué)時(shí)。六、教學(xué)內(nèi)容：3.1 指令格式和尋址方式一、匯編語(yǔ)言指令格式：標(biāo)號(hào)：操作碼 操作數(shù)1，操作數(shù)2 ；注釋 換行表示一條指令結(jié)束。 例： LOOP： MOV A，#40H ；取參數(shù)1、標(biāo)號(hào)：指令的符號(hào)地址。2、操作碼：指明指令功能。3、操作數(shù)：指令操作對(duì)象。4、注釋行：說(shuō)明指令在程序中的作用。 操作碼和操作數(shù)是指令主體。MOVmove 傳送XCHexchange 交換ANLand logic 與邏輯運(yùn)算XRLexclusive or 異或運(yùn)算MULmultiply 乘法RRrotate right 右循環(huán)SJMPshort jump 短跳轉(zhuǎn)RETreturn 子程序返回二、機(jī)器語(yǔ)言指令格式：操作碼 操作數(shù)1 操作數(shù)2有單字節(jié)、雙字節(jié)和三字節(jié)指令。匯編語(yǔ)言指令中操作碼和操作數(shù)是指令主體，稱為指令可執(zhí)行部分，指令表中可查出對(duì)應(yīng)指令代碼。舉例：匯編語(yǔ)言： 機(jī)器語(yǔ)言：MOV A，R0E8HMOV R6，#32H7E 32HMOV 40H，#64H75 40 64H三、指令尋址方式：（一）操作數(shù)類(lèi)型：位（bit） 位尋址區(qū)中的一位二進(jìn)制數(shù)據(jù)字節(jié)（Byte） 8位二進(jìn)制數(shù)據(jù)字 （Word） 16位雙字節(jié)數(shù)據(jù)（二）尋址方式：1、立即尋址方式： 指令中給出實(shí)際操作數(shù)據(jù)（立即數(shù)），一般用于為寄存器或存儲(chǔ)器賦常數(shù)初值。舉例： 8位立即數(shù)： MOVA，#40H ；A40H 16位立即數(shù)： MOVDPTR，#2100H ；DPTR2100H2、直接尋址方式：指令操作數(shù)是存儲(chǔ)器單元地址，數(shù)據(jù)放在存儲(chǔ)器單元中。 MOV A，40H；A(40H)例：設(shè)存儲(chǔ)器兩個(gè)單元的內(nèi)容如圖所示，執(zhí)行指令 MOV A，40H 后 A = ？41H 78H40H 56H直接尋址方式對(duì)數(shù)據(jù)操作時(shí)，地址是固定值，而地址所指定的單元內(nèi)容為變量形式。思考題：直接尋址方式指令和立即尋址方式指令的形式有什么不同？3、寄存器尋址方式：指令操作數(shù)為寄存器名，數(shù)據(jù)在寄存器中。例：MOV A，R0；A（R0）設(shè)指令執(zhí)行前 A=20H，R0=40H，執(zhí)行指令后，A= ？ ，R0 = ？4、寄存器間接尋址方式：指令的操作數(shù)為寄存器名，寄存器中為數(shù)據(jù)地址。 存放地址的寄存器稱為間址寄存器或數(shù)據(jù)指針。例：MOV A，R0；A(R0) 設(shè)指令執(zhí)行前 A=20H，R0=40H，地址為40H存儲(chǔ)器單元內(nèi)容如圖所示。執(zhí)行指令后，A= ？ R0 = ？ (40H)= ？ 41H 67HR040H 34H 34H5、變址間接尋址方式：數(shù)據(jù)在存儲(chǔ)器中，指令給出的寄存器中為數(shù)據(jù)的基地址和偏移量。數(shù)據(jù)地址 = 基地址 + 偏移量。說(shuō)明：1、只對(duì)程序存儲(chǔ)器； 2、指令形式：MOVC A，A+DPTR MOVC A，A+PC JMP A+DPTR例：MOVC A，A+DPTR；A(A+DPTR) 設(shè)指令執(zhí)行前 A=09H，DPTR=2000H，存儲(chǔ)器單元內(nèi)容如圖所示。執(zhí)行指令后，A= ？ DPTR= ？6、位尋址方式： 指令給出位地址。一位數(shù)據(jù)在存儲(chǔ)器位尋址區(qū)。 （1）內(nèi)部RAM中的位尋址區(qū)：字節(jié)地址為20H2FH； （2）專(zhuān)用寄存器的可尋址位：11個(gè)（83位） 表示方法：1）直接使用位地址；如：PSW的位6可表示為0D6H 2）位名稱表示； 或AC 3）字節(jié)地址加位數(shù)表示； 或0D0H.6 4）專(zhuān)用寄存器符號(hào)加位數(shù)表示。 或PSW.6例： MOV C，40H；Cy（位地址40H） 設(shè)指令執(zhí)行前 Cy=1，位地址40H存儲(chǔ)器單元如圖，執(zhí)行指令后，Cy= ？110101100110001029H 01100110001028H 11010110位尋址區(qū)7、相對(duì)尋址方式：目的地址=轉(zhuǎn)移指令地址+轉(zhuǎn)移指令字節(jié)數(shù)+rel （rel為偏移量）當(dāng)前PC值加上指令中規(guī)定的偏移量rel，構(gòu)成實(shí)際的操作數(shù)地址。例： SJMP rel 操作：跳轉(zhuǎn)到的目的地址 = 當(dāng)前16位PC值 + rel注意：1）“當(dāng)前PC值”指程序中下一條指令所在的首地址，是一個(gè)16位數(shù)；2）符號(hào)“rel”表示“偏移量”，是一個(gè)帶符號(hào)的單字節(jié)數(shù)，范圍是：-128+127(80H7FH)。在實(shí)際編程中，“rel” 通常用標(biāo)號(hào)代替。3.2 指令分類(lèi)介紹指令功能分類(lèi)：數(shù)據(jù)傳送、數(shù)據(jù)操作、布爾處理、程序控制。3.2.1 數(shù)據(jù)傳送指令實(shí)現(xiàn)寄存器、存儲(chǔ)器之間的數(shù)據(jù)傳送。一、內(nèi)部傳送指令：片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器數(shù)據(jù)傳送。二、外部傳送指令：片外數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器數(shù)據(jù)傳送。三、交換指令：片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器數(shù)據(jù)傳送。四、堆棧操作指令：片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器數(shù)據(jù)傳送。五、查表指令：程序存儲(chǔ)器數(shù)據(jù)傳送。(一)內(nèi)部傳送指令：實(shí)現(xiàn)片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器中數(shù)據(jù)傳送。指令格式： MOV 目的操作數(shù)，源操作數(shù)尋址方式：立即尋址、直接尋址、寄存器尋址、寄存器間址。MOV A，Rn ；A(Rn)，Rn=R0R7MOV A，direct；A(direct)MOV A，Ri ；A(Ri)，Ri=R0、R1MOV A，#data ；AdataMOV Rn, direct ；Rn(direct)MOV Ri, direct ；(Ri)(direct)MOVdirect1，direct2；(direct1)(direct2)MOV DPTR，#d1d2 ；DPTRd1d2指令機(jī)器碼：11101rrr E8EF11100101 n E5 n1110011i E6、E701110100 d74d10101rrr n1010011i n85 n1 n290 d1 d2習(xí)題：找出配對(duì)指令，實(shí)現(xiàn)反向傳送。例：順序執(zhí)行下列指令序列，求每一步執(zhí)行結(jié)果。MOV A，#30HMOV 4FH，AMOV R0，#20HMOVR0，4FHMOV 21H，20H習(xí)題：用兩種尋址方式實(shí)現(xiàn)，將片內(nèi)RAM60H單元的數(shù)據(jù)傳送給累加器A。解：MOV A，#60H（）或MOV A，60H （） 結(jié)果A=32H或MOV R0，60H MOV A，R0 （） 或MOV R0，#60H （） MOV A，R0說(shuō) 明：1. 一條指令中不能同時(shí)出現(xiàn)兩個(gè)工作寄存器：非法指令：MOV R1，R2 MOV R2，R02. 間址寄存器只能使用 R0、R1。 非法指令：MOV A，R23. SFR區(qū)只能直接尋址，不能用寄存器間接尋址。非法指令：MOV R0，#80H MOV A，R04. 指令表(P70)：B：指令字節(jié)數(shù)，M：機(jī)器周期數(shù)只有指令表中的指令才有對(duì)應(yīng)指令代碼，計(jì)算機(jī)才能執(zhí)行。編程時(shí)，不能隨意創(chuàng)造發(fā)明指令。（二） 外部RAM傳送指令：(MOVX) 實(shí)現(xiàn)片外數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器和A累加器之間的數(shù)據(jù)傳送。 指令格式：MOVX 目的操作數(shù)，源操作數(shù)尋址方式：片外數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器用寄存器間址方式。1、 DPTR作16位數(shù)據(jù)指針，尋址64KB片外RAM空間： MOVX A，DPTR；A(DPTR)（讀）MOVX DPTR，A；(DPTR)A（寫(xiě)）2、Ri作8位數(shù)據(jù)指針，尋址256B片外RAM空間（頁(yè)內(nèi)尋址）： MOVXA，Ri；A(P2Ri)（讀） MOVXRi，A ；(P2Ri)A（寫(xiě)）例：實(shí)現(xiàn)片外數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器數(shù)據(jù)傳送（2000H)(2100H)。MOV DPTR，#2000HMOVX A，DPTRMOV DPTR，#2100HMOVX DPTR，A片外數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器不能直接尋址。下列為非法指令： MOVX A，2000H MOVX 2100H，2000H思考題：為什么對(duì)DPTR的數(shù)據(jù)傳送使用內(nèi)部傳送指令？習(xí)題：將片外RAM 0000H單元的數(shù)據(jù)傳送到片內(nèi)RAM的60H單元。(三) 外部ROM傳送指令（查表指令）：(MOVC) 實(shí)現(xiàn)從程序存儲(chǔ)器讀取數(shù)據(jù)到A累加器，只能使用變址間接尋址方式。多用于查常數(shù)表程序，可直接求取常數(shù)表中的函數(shù)值。1DPTR為基址寄存器：MOVCA，A+DPTR ；A(A+DPTR) （讀）查表范圍為 64KB 程序存儲(chǔ)器任意空間，稱為遠(yuǎn)程查表指令 。2PC為基址寄存器：MOVCA，A+PC；A(A+PC) （讀）常數(shù)表只能在查表指令后256B范圍內(nèi)，稱為近程查表指令。P49：例1：以查表方法把累加器中的十六進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為ASCII碼，并送回累加器中。程序如下： 指令地址 源程序 ORG 2000H 2000 HBA：INC A 2001 MOVC A，A+PC 2002 RET 2003 DB 30H 2004 DB 31H 2005 DB 32H 2011 DB 45H 2012 DB 46H 例2：查表法求Y=X2。設(shè)X(0X15)在片內(nèi)RAM的20H單元中，要求查表求Y，存入片內(nèi)RAM 21H單元。方法1：程序： ORG 1000HSQU： MOV DPTR，#3000H；確定表首地址（基地址） MOV A，20H；取 X（變量：偏移量） MOVC A，A+DPTR；查表求Y=X2 MOV 21H，A；保存Y（結(jié)果） RET；子程序結(jié)束 ；其它程序段 ORG 3000H ；常數(shù)表格首地址TAB：DB 00，01，04，09， ，225；平方表 END方法2：指令地址 源程序 ORG 1000H；程序起始地址1000H SQU：MOV A，20H ；取X 1002H ADD A，#3 ；修正偏移量1004H MOVCA，A+PC ；查表求Y=X2 （PC=1005H）1005H MOV 21H，A ；存結(jié)果1007H RET ；子程序結(jié)束1008H TAB：DB 00，01，04 ；平方表 100BH DB 09， ，225思考題：當(dāng)0X255時(shí)，如何用查表法編程求Y=X2。（四） 交換指令：實(shí)現(xiàn)片內(nèi)RAM區(qū)的數(shù)據(jù)雙向傳送。1. 字節(jié)交換指令XCH A，Rn ；A(Rn)XCH A，Ri ；A(Ri)XCH A，direct ；A(direct)例：設(shè)A= 29H，執(zhí)行指令 XCH A，2AH后，A= ？ ，(2AH)= ？習(xí)題：將片內(nèi)RAM60H單元與61H單元的數(shù)據(jù)交換。XCH 60H，61H； 對(duì)嗎？不對(duì)！2. 半字節(jié)交換指令：XCHD A，Ri ；A03 (Ri)03SWAP A；A47 A03例：將片內(nèi)RAM 2AH和2BH單元中的ASCII碼