單片機(jī)原理及應(yīng)用電子-精選課件

單片機(jī)原理及應(yīng)用主講人：劉煒E-mail：liuweicdt21cn單片機(jī)原理及應(yīng)用主講人：劉煒1第1章單片機(jī)概述本章重點(diǎn)：1、什么是單片機(jī)2、單片機(jī)的分類(lèi)及特點(diǎn)3、什么是嵌入式系統(tǒng)第1章單片機(jī)概述本章重點(diǎn)：1、什么是單片機(jī)21.1單片機(jī)概況1.1.1什么是單片機(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CPU、RAM、ROM、定時(shí)/計(jì)數(shù)器和多種I／O接口集成在一片芯片上，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)(singlechipmicrocomputer)，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－MicroControllerUnit（MCU）或MicroProcesserUnit（MPU）單片機(jī)也稱為嵌入式微處理器（EmbeddedMicroProcesser)或嵌入式微控制器(EmbeddedMicroController)1.1單片機(jī)概況1.1.1什么是單片機(jī)31.1.2單片機(jī)的發(fā)展簡(jiǎn)史及未來(lái)初級(jí)階段：1974-1978年。代表芯片Intel公司的MCS-48系列，Motorola公司的6801系列和Zilog公司的Z8系列。高性能階段：1978-1983年。代表芯片Intel公司的MCS－51系列。8位單片機(jī)鞏固提高階段：1983年-現(xiàn)今。這一階段一方面不斷完善8位單片機(jī)，另一方面發(fā)展16位、32位機(jī)。1.1.2單片機(jī)的發(fā)展簡(jiǎn)史及未來(lái)初級(jí)階段：1974-1974單片機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)：8位機(jī)是主流，未來(lái)是8位機(jī)與32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)：1、大容量高性能化2、小容量低價(jià)格化3、外圍電路內(nèi)裝化4、RISC結(jié)構(gòu)取代CISC結(jié)構(gòu)單片機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)：8位機(jī)是主流，未來(lái)是8位機(jī)與32位機(jī)共同發(fā)51.1.3單片機(jī)的分類(lèi)及特點(diǎn)1、分類(lèi)（1）按指令集分類(lèi)復(fù)雜指令集（CISC）結(jié)構(gòu)－普林斯頓結(jié)構(gòu)精簡(jiǎn)指令集（RISC）結(jié)構(gòu)－哈佛結(jié)構(gòu)（2）按半導(dǎo)體工藝分高密度短溝道MOS工藝－HMOS互補(bǔ)金屬氧化物HMOS工藝－CHMOS（3）按片內(nèi)程序存儲(chǔ)器類(lèi)型分無(wú)ROM型、QTP型、EPROM型、OTP型和Flash型（4）按字長(zhǎng)分1位、4位、8位、16位、32位、64位1.1.3單片機(jī)的分類(lèi)及特點(diǎn)1、分類(lèi)（1）按指令集分類(lèi)（262、單片機(jī)的特點(diǎn)（1）優(yōu)異的性價(jià)比（2）集成度高、體積小、可靠性高（3）控制功能強(qiáng)（4）低電壓、低功耗2、單片機(jī)的特點(diǎn)（1）優(yōu)異的性價(jià)比（2）集成度高、體積小、可71.1.4單片機(jī)的應(yīng)用1、在智能儀器儀表中的應(yīng)用2、在工業(yè)方面的應(yīng)用3、在電信中的應(yīng)用4、在軍用導(dǎo)航方面的應(yīng)用5、在日常生活中的應(yīng)用6、在其它方面的應(yīng)用1.1.4單片機(jī)的應(yīng)用1、在智能儀器儀表中的應(yīng)用2、在工業(yè)81.2常用8位系列單片機(jī)簡(jiǎn)介1.2.1Intel公司8位系列單片機(jī)1.2常用8位系列單片機(jī)簡(jiǎn)介1.2.1Intel公司8位91.2.289系列單片機(jī)1、AT89系列（美國(guó)Atmel公司）1.2.289系列單片機(jī)1、AT89系列（美國(guó)Atmel公102、P89系列（Philiips公司）特點(diǎn)：12／6時(shí)鐘模式，支持ISP2、P89系列（Philiips公司）特點(diǎn)：12／6時(shí)鐘模式111.2.3W78E51系列（臺(tái)灣華邦公司）1.2.3W78E51系列（臺(tái)灣華邦公司）121.2.4M68HC08系列（Motorola公司）Motorola公司單片機(jī)命名方法指令系統(tǒng)與MCS-51不同1.2.4M68HC08系列（Motorola公司）Mot131.2.5PIC系列（美國(guó)Microchip公司）1.2.5PIC系列（美國(guó)Microchip公司）14單片機(jī)原理及應(yīng)用電子-精選課件151.3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)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)一般是指非PC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MCU、存儲(chǔ)器、I/O端口及外設(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)161.3.2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

2.嵌入式系統(tǒng)是知識(shí)集成系統(tǒng)

3.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5.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

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)1.171.3.3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

2.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

4.應(yīng)能提供精巧的多媒體人機(jī)界面

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181.4常用單片機(jī)開(kāi)發(fā)工具1.4.1Keil51集成開(kāi)發(fā)環(huán)境目前常用版本μVision3V3.31，最新版μVision4V9.0。特點(diǎn)：1、集成開(kāi)發(fā)環(huán)境，源程序編輯、編譯、鏈接、調(diào)試均在集成環(huán)境下2、支持多種處理器（包括ARM）3、支持C語(yǔ)言和匯編語(yǔ)言4、支持源程序調(diào)試5、支持硬件仿真器6、支持軟件仿真器1.4常用單片機(jī)開(kāi)發(fā)工具1.4.1Keil51集成開(kāi)發(fā)19Keil軟件的啟動(dòng)畫(huà)面Keil軟件的啟動(dòng)畫(huà)面20利用Keil集成開(kāi)發(fā)環(huán)境調(diào)試程序利用Keil集成開(kāi)發(fā)環(huán)境調(diào)試程序211.4.2Proteus仿真軟件目前版本V7.8SP2，用的較多的版本是V6.7SP3、V7.12、V7.53和V7.72特點(diǎn)：1、可以實(shí)現(xiàn)單片機(jī)、接口芯片的電路仿真，非常適用于教學(xué)和產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的前期階段。2、與Mutsim／EWB功能相當(dāng)，但比其小巧，V6.7SP3壓縮包僅18.5M。并且可以實(shí)現(xiàn)多種單片機(jī)（MCS-51、PIC系列、ARM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)2.0256M內(nèi)存）1.4.2Proteus仿真軟件目前版本22利用Proteus軟件在進(jìn)行數(shù)字電壓表的調(diào)試和仿真利用Proteus軟件在進(jìn)行數(shù)字電壓表的調(diào)試和仿真231.4.3有關(guān)網(wǎng)站和參考書(shū)電子開(kāi)發(fā)網(wǎng)：ddic單片機(jī)開(kāi)發(fā)工具網(wǎng)：mcubest力源信息：icbase成都力源單片機(jī)技術(shù)有限公司：scdly周立功單片機(jī)：zlgmcuProteus仿真社區(qū)：proteus/html/bbs.html中國(guó)電子開(kāi)發(fā)網(wǎng)電路仿真分論壇：ourdev/bbs/bbs_list.jsp?bbs_id=1037參考書(shū)：《單片機(jī)原理及應(yīng)用》萬(wàn)文略主編重慶大學(xué)出版社《單片機(jī)原理及接口技術(shù)》李朝青編著北京航空航天大學(xué)出版社《Proteus入門(mén)實(shí)用教程

》周潤(rùn)景張麗娜劉印群編著機(jī)械工業(yè)出版社1.4.3有關(guān)網(wǎng)站和參考書(shū)電子開(kāi)發(fā)網(wǎng)：24小結(jié)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CPU、RAM、ROM、定時(shí)/計(jì)數(shù)器和多種I／O接口集成在一片芯片上，形成了芯片級(jí)的計(jì)算機(jī)。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實(shí)際應(yīng)用系統(tǒng)中。嵌入式系統(tǒng)一般是指非PC機(jī)系統(tǒng)，它由硬件和軟件兩大部分組成。小結(jié)單片機(jī)，是單片微型計(jì)算機(jī)的簡(jiǎn)稱。將25作業(yè)教材：P171-1，1-4，1-61-1、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？1-6、什么叫嵌入式系統(tǒng)？它與單片機(jī)的關(guān)系如何？

作業(yè)教材：P171-1，1-4，1-626第二章單片機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)及原理本章要點(diǎn)MCS－51／52系列CPU內(nèi)部結(jié)構(gòu)特點(diǎn)MCS－51／52系列單片機(jī)存儲(chǔ)器的結(jié)構(gòu)MCS-51／52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)MCS－51／52系列單片機(jī)存儲(chǔ)器空間結(jié)構(gòu)及位尋址空間

第二章單片機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)及原理本章要點(diǎn)272.1Intel公司的MCS-51/52系列單片機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)原理2.1.1MCS-51/52系列單片機(jī)CPU的結(jié)構(gòu)MCS-51/52系列單片機(jī)內(nèi)部由一個(gè)8位CPU、128／256B數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器、程序存儲(chǔ)器、2／3個(gè)16位定時(shí)器、4個(gè)8位的可編程I/O端口和可編程全雙工UART串行口等組成。2.1Intel公司的MCS-51/52系列單片機(jī)內(nèi)部結(jié)281．控制器

控制器由程序計(jì)數(shù)器（PC，16位）、指令寄存器（IR，8位）、指令譯碼器（ID）、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。1．控制器控制器由程序計(jì)數(shù)器292．運(yùn)算器運(yùn)算器由算術(shù)邏輯單元ALU、累加器ACC、暫存器、程序狀態(tài)字寄存器PSW、BCD碼運(yùn)算調(diào)整電路等組成。

（1）累加器ACCACC是一個(gè)8位的寄存器，簡(jiǎn)稱為A，它通過(guò)暫存器與ALU相連。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)或中間結(jié)果。2．運(yùn)算器運(yùn)算器由算術(shù)邏輯單元30（2）算術(shù)邏輯單元ALUALU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。ALU的兩個(gè)操作數(shù)，一個(gè)由A通過(guò)暫存器2輸入，另一個(gè)由暫存器1輸入，運(yùn)算結(jié)果的狀態(tài)送PSW。

（3）程序狀態(tài)字寄存器PSWPSW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。它可以進(jìn)行位尋址。PSW各位的定義如下:

D7HD6HD5HD4HD3HD2HD1HD0HCYACF0RS1RS0OVF1P

PSW位地址字節(jié)地址D0H（2）算術(shù)邏輯單元ALU（3）程序狀態(tài)字寄存器PSW31?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)果最高位有進(jìn)位或借時(shí)，CY由硬件置“1”，否則清“0”。在進(jìn)行位操作時(shí)，CY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)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”，否則清“0”。AC位可用于BCD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。它可作為用戶自行定義的一個(gè)狀態(tài)標(biāo)記。?RS1RS0(PSW.4PSW.3)：工作寄存器組指針，用以選擇CPU當(dāng)前工作的寄存器組。?CY(PSW.7)：進(jìn)位標(biāo)志，在進(jìn)行加或減32RS1RS0與工作寄存器組的對(duì)應(yīng)關(guān)系RS1RS0與工作寄存器組的對(duì)應(yīng)關(guān)系33?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，則由硬件將OV位置1，否則清“0”。當(dāng)執(zhí)行有符號(hào)數(shù)的加法指令A(yù)DD或減法指令SUBB時(shí)，當(dāng)D6位有向D7位的進(jìn)位或借位時(shí)D6CY=1時(shí)，而D7位沒(méi)有向CY位的進(jìn)位或借位D7CY=0時(shí)，則OV=1或D6CY=0，D7CY=1則OV=1所以溢出的邏輯表達(dá)式為:OV=D6CY⊕D7CY?F1(PSW.1)：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A內(nèi)容中“1”的奇偶性。當(dāng)累加器A內(nèi)容中有奇數(shù)個(gè)“1”時(shí)，P置1；否則，P置“0”。改變累加器A中內(nèi)容的指令均會(huì)影響P標(biāo)志位。

?OV(PSW.2)：溢出標(biāo)志，當(dāng)342.1.2MCS-51/52單片機(jī)存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)1．MCS-51/52單片機(jī)存儲(chǔ)器劃分方法2.1.2MCS-51/52單片機(jī)存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)1．MC352．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、表格和常數(shù)。8051片內(nèi)有4KB的ROM，8751片內(nèi)有4KB的EPROM，8031片內(nèi)無(wú)程序存儲(chǔ)器，8052片內(nèi)有8KB的ROM，8752片內(nèi)有8KB的EPROM，8032片內(nèi)無(wú)程序存儲(chǔ)器。當(dāng)EA=1時(shí)，PC在0～0FFFH范圍內(nèi)執(zhí)行片內(nèi)ROM中的程序；PC在1000H～0FFFFH范圍內(nèi)執(zhí)行片外ROM中的程序。當(dāng)EA＝0時(shí)，PC在0～0FFFFH，64k范圍內(nèi)執(zhí)行片外ROM中的程序。MCS-51/52單片機(jī)的程序存儲(chǔ)器中有7個(gè)特殊地址單元。0000H:MCS-51／52單片機(jī)復(fù)位后PC=0000H，即程序從0000H開(kāi)始執(zhí)行指令。0003H:外部中斷0入口地址000BH:定時(shí)器0溢出中斷入口地址0013H:外部中斷1入口地址001BH:定時(shí)器1溢出中斷入口地址0023H:串行口中斷入口地址002BH:定時(shí)器2溢出，T2EX(P1.1)端負(fù)跳變時(shí)的入口地址(僅對(duì)52子系列單片機(jī)所具有)。2．程序存儲(chǔ)器MCS-51/52單片機(jī)的程序存儲(chǔ)器中有7個(gè)363．?dāng)?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)128/256字節(jié)的RAM，另一個(gè)是片外最大可擴(kuò)充64K字節(jié)的RAM。訪問(wèn)片內(nèi)RAM使用MOV指令，訪問(wèn)片外RAM使用MOVX指令。對(duì)片外RAM只能采用間接尋址方式，用R0、R1和DPTR作為間址寄存器；前兩者是低8位地址指針，尋址范圍為256B，而DPTR是16位地址指針，故尋址范圍可達(dá)64K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):3．?dāng)?shù)據(jù)存儲(chǔ)器37（1）00H～7FH(0～127)單元組成低128字節(jié)的片內(nèi)RAM區(qū)，對(duì)其訪問(wèn)可采用直接尋址或間接尋址的方式。其中：0～1FH共32個(gè)單元分為4組，每組8個(gè)單元組成工作寄存器R0～R7；20H～2FH共16個(gè)字節(jié)、128個(gè)位的地址為00～7FH；30H～7FH共80個(gè)單元，為用戶RAM區(qū)，做為堆棧或數(shù)據(jù)緩沖。

（1）00H～7FH(0～127)單元38（2）80H～FFH(128～256)單元組成高128字節(jié)的專用寄存器(SFR)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)RAM增大了128字節(jié)，其地址范圍也是從80H～FFH；為了與SFR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)。（2）80H～FFH(128～256)單元組成高12394．專用寄存器SFRMCS-51/52中共有23個(gè)專用寄存器SFR(又稱特殊功能寄存器)，其中3個(gè)僅52子系列單片機(jī)所擁有，5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8整除），這些專用寄存器離散地分布在片內(nèi)RAM的高128字節(jié)地址中。專用寄存器并未占滿80H～FFH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)。4．專用寄存器SFR40單片機(jī)特殊功能寄存器SFR單片機(jī)特殊功能寄存器SFR41注意：系統(tǒng)復(fù)位后，(SP)＝07H，P0～P3為0FFH，SBUF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0.注意：系統(tǒng)復(fù)位后，(SP)＝07H，P0～P3為0FFH，S422.1.3MCS-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：1.主電源引腳Vss和VccVss(20腳):接地Vcc(40腳):主電源+5V，正常操作和對(duì)EPROM編程及驗(yàn)證時(shí)均接+5V電源。2.外接晶振引腳XTAL1和XTAL2XTAL1(19腳)和XTAL2(18腳)：接外部晶振的兩個(gè)引腳。

2.1.3MCS-51/52系列單片機(jī)引腳及功能下面433.控制信號(hào)引腳RST／VPD(9腳):單片機(jī)復(fù)位／備用電源引腳。ALE／PROG(30腳):當(dāng)訪問(wèn)片外存儲(chǔ)器時(shí)，ALE(地址鎖存允許)的輸出用于鎖存低字節(jié)地址信號(hào)。當(dāng)CPU不訪問(wèn)外部RAM時(shí)，該引腳輸出晶振頻率1/6頻率的正脈沖信號(hào)。對(duì)于EPROM型單片機(jī)，該引腳在編程期間用于輸入編程脈沖。PSEN（29腳）:輸出訪問(wèn)片外程序存儲(chǔ)器的讀選通信號(hào)。EA／Vpp(31腳):當(dāng)該輸入端輸入高電平時(shí)，CPU可訪問(wèn)片內(nèi)程序存儲(chǔ)器4KB或8KB的地址范圍。若PC值超出4KB/8KB地址時(shí)，將自動(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EPROM型單片機(jī)(8751)，在對(duì)EPROM編程期間，此引腳用于施加+21V的編程電壓Vpp。

注意：ALE和PSEN引腳的驅(qū)動(dòng)能力均為8個(gè)LSTTL負(fù)載。3.控制信號(hào)引腳444.輸入／輸出引腳P0、P1、P2、P3P0.0～P0.7(39～32腳):P0口是一個(gè)8位漏極開(kāi)路型準(zhǔn)雙向I／O端口。在訪問(wèn)片外存儲(chǔ)器時(shí)，它分時(shí)做低8位地址總線和8位雙向數(shù)據(jù)總線（AD0～

AD7）。在EPROM編程時(shí)，由P0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I/O端口一樣，要求外接上拉電阻。P0口能以吸收電流的方式驅(qū)動(dòng)8個(gè)LSTTL負(fù)載。P1.0～P1.7(1～8腳):P1口是一個(gè)帶內(nèi)部弱上拉電阻的8位準(zhǔn)雙向I／O口。在EPROM編程和驗(yàn)證程序時(shí)，由它輸入低8位地址。P1能驅(qū)動(dòng)4個(gè)LSTTL負(fù)載。在52子系列單片機(jī)中，P1.0還相當(dāng)于專用功能端T2，即定時(shí)器的計(jì)數(shù)輸入/時(shí)鐘輸出端；P1.1還相當(dāng)于專用功能端T2EX，即定時(shí)器T2的重裝載/捕捉/方向等外部控制端。

P2.0～P2.7(21～28腳):P2口是一個(gè)帶內(nèi)部弱上拉電阻的8位準(zhǔn)雙向I／O口。在訪問(wèn)外部存儲(chǔ)器時(shí)，由它輸出高8位地址（A8～

A15）。在對(duì)EPROM編程和程序驗(yàn)證時(shí)，由它輸入高8位地址。P2可以驅(qū)動(dòng)4個(gè)LSTTL負(fù)載。P3.0～P3.7(10～17腳):P3口是一個(gè)帶內(nèi)部弱上拉電阻的準(zhǔn)雙向I／O口。在MCS-51/52中，這8個(gè)引腳還用于專門(mén)的第二功能，見(jiàn)下表。P3口能驅(qū)動(dòng)4個(gè)LSTTL負(fù)載。

4.輸入／輸出引腳P0、P1、P2、P345P3口的第二功能表P3口的第二功能表46小結(jié)1、51系列單片機(jī)是8位機(jī)。52系列與51系列的差別。2、51系列單片機(jī)的存儲(chǔ)器在物理上分為4個(gè)存儲(chǔ)空間，在邏輯上分為3個(gè)存儲(chǔ)空間。3、程序存儲(chǔ)器中7個(gè)特殊的單元。4、內(nèi)部RAM0－7FH根據(jù)用途不同分為3個(gè)空間。5、SFR的地址范圍在內(nèi)部RAM80H－0FFH空間內(nèi)，其中部分寄存器可以位尋址。6、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。小結(jié)1、51系列單片機(jī)是8位機(jī)。52系列與51系列的472-2、MCS－51／52系列單片機(jī)內(nèi)部包含哪些主要邏輯功能部件？2-4、MCS－51／52單片機(jī)的存儲(chǔ)器從物理上和邏輯上分別可劃分幾個(gè)空間？2-6、MCS－51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)？分別做什么用？2-10、程序狀態(tài)寄存器PSW的作用是什么？常用狀態(tài)有哪些位？作用是什么？

作業(yè)教材P412-2，2-4，2-6，2-102-2、MCS－51／52系列單片機(jī)內(nèi)部包含哪些主要邏輯功482.1.4單片機(jī)I／O端口結(jié)構(gòu)1．P0口的結(jié)構(gòu)及功能(1)P0口結(jié)構(gòu)它由1個(gè)輸出鎖存器、2個(gè)三態(tài)輸入緩沖器、1個(gè)輸出驅(qū)動(dòng)電路和1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)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(mén)電路，1個(gè)反相器和1個(gè)路多路開(kāi)關(guān)MUX組成2.1.4單片機(jī)I／O端口結(jié)構(gòu)1．P0口的結(jié)構(gòu)及功能(49(2)P0口的功能①P0口做一般I／O口使用時(shí)多路開(kāi)關(guān)MUX的位置由CPU發(fā)出的控制信號(hào)決定。當(dāng)P0口做I／O端口使用時(shí)，CPU內(nèi)部發(fā)出控制電平"0"信號(hào)封鎖與門(mén)，使輸出上拉場(chǎng)效管T1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T2的柵極接通。此時(shí)P0即做通用的I／O口使用。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(xiě)脈沖鎖存至輸出鎖存器，輸入D=0時(shí)，Q＝0而Q＝1，T2導(dǎo)通，P0口引腳輸出“0”；當(dāng)D=1時(shí)，Q＝1而Q＝0，T2截止，P0口引腳輸出1。輸出驅(qū)動(dòng)級(jí)是漏極開(kāi)路電路，若要驅(qū)動(dòng)NMOS或其他拉電流負(fù)載時(shí)，需外接上拉電阻。P0口中的輸出可以驅(qū)動(dòng)8個(gè)LSTTL負(fù)載。

(2)P0口的功能50P0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)，產(chǎn)生讀引腳的選通將該三態(tài)門(mén)打開(kāi)，端口引腳上的數(shù)據(jù)經(jīng)緩沖器2讀入內(nèi)部數(shù)據(jù)總線。輸入緩沖器1并不能直接讀取端口引腳上的數(shù)據(jù)，而是讀取輸出鎖存器Q端的數(shù)據(jù)。Q端與引腳處的數(shù)據(jù)是一致的。結(jié)構(gòu)上這樣的安排是為了適應(yīng)“讀-修改-寫(xiě)”一類(lèi)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(xiě)入“1”，使Q=0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＿@就是所謂的準(zhǔn)雙向I/O口。單片機(jī)的P0～P3都是準(zhǔn)雙向I／O口。P0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51②P0口做地址／數(shù)據(jù)總線復(fù)用時(shí)在擴(kuò)展系統(tǒng)中，P0端口做為地址／數(shù)據(jù)總線使用，此時(shí)可分為兩種情況:一種是以P0口引腳輸出地址數(shù)據(jù)信息。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)輸入緩沖器2進(jìn)入內(nèi)部總線。當(dāng)P0口做地址/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。②P0口做地址／數(shù)據(jù)總線復(fù)用時(shí)522．P1口的結(jié)構(gòu)及功能（1）P1口結(jié)構(gòu)P1口也是一個(gè)準(zhǔn)雙向I／O口，其結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖所示。P1口在結(jié)構(gòu)上與P0口的區(qū)別是:沒(méi)有多路開(kāi)關(guān)MUX和控制電路部分；輸出驅(qū)動(dòng)電路部分與P0也不相同，只有一個(gè)FET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。2．P1口的結(jié)構(gòu)及功能53（2）P1口的功能P1口可做通用雙向I／O口使用，當(dāng)P1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)，和P0口一樣，為了避免誤讀，必須先向?qū)?yīng)的輸出鎖存器寫(xiě)入“1”，使FET截止。然后再讀端口引腳。在52子系列單片機(jī)和89系列單片機(jī)中，P1.0和P1.1是多功能位。除做一般雙向I／O口外，P1.0還可以做為定時(shí)器／計(jì)數(shù)器2的外部輸入端，這時(shí)此引腳以T2來(lái)表示；P1.1還可做為定時(shí)器／計(jì)數(shù)器2的外部控制輸入，以T2EX來(lái)表示。（2）P1口的功能543．P2口的結(jié)構(gòu)及功能（1）P2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P1相同，但比P1口多了一個(gè)輸出轉(zhuǎn)換多路控制部分。（2）P2口的功能當(dāng)多路開(kāi)關(guān)MUX倒向鎖存器輸出Q端時(shí)，構(gòu)成了一個(gè)準(zhǔn)雙向I／O口此時(shí)P2做通用的I／O口用。P2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256字節(jié)～64K字節(jié)的外部存儲(chǔ)器時(shí)，在CPU的控制下，轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)MUX倒向內(nèi)部地址線一端，此時(shí)P2口可用于輸出高8位的地址。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8位地址，故此時(shí)P2口不可能再做通用I／O口使用。3．P2口的結(jié)構(gòu)及功能554．P3口的結(jié)構(gòu)及功能（1）P3口的結(jié)構(gòu)同樣P3口與P1口的輸出驅(qū)動(dòng)部分及內(nèi)部上拉電阻相同，比P1口多了一個(gè)第二功控制部分的邏輯電路(由一個(gè)與非門(mén)和一個(gè)輸入緩沖器組成)。（2）P3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)，打開(kāi)與非門(mén)，鎖存器輸出可以通過(guò)與非門(mén)送FET管輸出到引腳端，這是做通用I／O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3在讀引腳選通控制下進(jìn)入內(nèi)部總線。4．P3口的結(jié)構(gòu)及功能56P3口除了做通用I／O使用外，它的各位還具有第二功能。當(dāng)P3口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(mén)，第二功能端內(nèi)容通過(guò)“與非門(mén)”和FET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3送到第二輸入功能端。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)位的輸出鎖存器和第二輸出功能端都應(yīng)置“1”，使FET截止。P3口的引腳信號(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)取自緩沖器3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。

P3口除了做通用I／O使用外，它的各位還具有第575.端口負(fù)載能力和接口要求P0口的輸出級(jí)與P1～P3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。（1）P0口的每一位輸出可驅(qū)動(dòng)8個(gè)LSTTL負(fù)載。P0口在驅(qū)動(dòng)拉電流和MOS負(fù)載時(shí)必須要接上拉電阻。（2）P1～P3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)4個(gè)LSTTL負(fù)載。（3）P0～P3口都是準(zhǔn)雙向I／O口，做輸入時(shí)，必須先向相應(yīng)端口的鎖存器寫(xiě)入“1”，使驅(qū)動(dòng)管FET截止。P0口輸入時(shí)呈高阻態(tài)，而P1～P3口內(nèi)部有上拉負(fù)載電阻，當(dāng)系統(tǒng)復(fù)位時(shí)，P0～P3端口鎖存器全為“1”。5.端口負(fù)載能力和接口要求582.3單片機(jī)的振蕩器及時(shí)序電路幾個(gè)概念：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)器周期組成。機(jī)器周期：CPU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（狀態(tài)周期）：由2個(gè)節(jié)拍構(gòu)成。節(jié)拍＝振蕩周期＝1／fosc單片機(jī)的一個(gè)機(jī)器周期包含6個(gè)狀態(tài)周期，即12個(gè)振蕩周期。依次用S1P1、S1P2、S2P1、S2P2、……S6P1、S6P2表示。2.3單片機(jī)的振蕩器及時(shí)序電路幾個(gè)概念：指令周期：?jiǎn)纹?92.3.1振蕩器和時(shí)鐘電路

1.單片機(jī)內(nèi)部時(shí)鐘電路圖為HMOS型單片機(jī)的振蕩電路，當(dāng)外接晶振時(shí)，C1和C2值通常選擇30pF；外接陶瓷諧振器時(shí)，C1和C2的典型值約為47pF。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)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NPO電容。C1、C2對(duì)頻率有微調(diào)作用，振蕩頻率范圍是1.2MHz～12MHz。2.3.1振蕩器和時(shí)鐘電路1.單片機(jī)內(nèi)部時(shí)鐘電路602.HMOS型單片機(jī)外部時(shí)鐘源的接法對(duì)HMOS型單片機(jī)，外部振蕩器的信號(hào)接至XTAL2端，而內(nèi)部反相放大器的輸入端XTAL1端應(yīng)接地，如圖所示。由于XTAL2端的邏輯電平不是TTL的，故建議外接一個(gè)上拉電阻。2.HMOS型單片機(jī)外部時(shí)鐘源的接法613.CHMOS型單片機(jī)的外部時(shí)鐘源的接法對(duì)CHMOS型的單片機(jī)，接線方法與HMOS型的單片機(jī)有所不同:外部振蕩器的信號(hào)接至XTAL1，而XTAL2不用。左圖是CHMOS型單片機(jī)的振蕩電路，右圖是CHMOS型單片機(jī)的外部時(shí)鐘源的接法圖。

3.CHMOS型單片機(jī)的外部時(shí)鐘源的接法624.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(皆為20ns)，一般為頻率低于12MHz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。4.對(duì)外部時(shí)鐘信號(hào)的要求632.3.2單片機(jī)的復(fù)位電路

1.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RST／VPD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。CHMOS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RST／VPD。振蕩器正在運(yùn)行的情況下，復(fù)位是靠在RST／VPD或RST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。復(fù)位時(shí)，ALE=1和PSEN=1，復(fù)位后PC指向0000H。2.3.2單片機(jī)的復(fù)位電路1.復(fù)位結(jié)構(gòu)642.復(fù)位電路單片機(jī)的復(fù)位有上電自動(dòng)復(fù)位和按鈕手動(dòng)復(fù)位兩種。

上電復(fù)位是利用電容充電來(lái)實(shí)現(xiàn)的。上電復(fù)位所需的最短時(shí)間是振蕩周期建立時(shí)間加上2個(gè)機(jī)器周期時(shí)間，在這個(gè)時(shí)間內(nèi)RST／VPD端的電平應(yīng)維持高于施密特觸發(fā)器的下閾值。

2.復(fù)位電路65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)位電路如下圖所示。由外部提供一個(gè)復(fù)位脈沖寬度大于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RST／VPD端變?yōu)榈碗娖健Ｊ謩?dòng)復(fù)位分為按鈕脈沖復(fù)位和按鈕電平復(fù)位。66

按鈕電平復(fù)位電路如下圖所示。當(dāng)按下復(fù)位按鈕時(shí)，電源直接加到RST／VPD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RST／VPD端恢復(fù)低電平。按鈕電平復(fù)位電路如下圖所示。當(dāng)按下復(fù)位按鈕時(shí)，67小結(jié)1、P0～P3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(xiě)入“1”。2、P0口做為I/O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I/O口使用。4、P0～P3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。6、機(jī)器周期的構(gòu)成。7、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。9、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。小結(jié)1、P0～P3口均為準(zhǔn)雙向口，讀取引腳狀態(tài)時(shí)必須先向68作業(yè)教材：P412-8、2-9、2-12、2-162-8、開(kāi)機(jī)復(fù)位后，CPU使用的是哪組工作寄存器？它們的地址是什么？CPU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會(huì)發(fā)生總線沖突？2-12、位地址7CH與字節(jié)地址7CH如何區(qū)別？位地址7CH具體在片內(nèi)RAM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)？作業(yè)教材：P412-8、2-9、2-12、2-169第3章單片機(jī)指令系統(tǒng)及編程舉例

本章要點(diǎn)1、熟練掌握單片機(jī)的尋址方式2、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4、了解偽指令的使用5、掌握常用程序的編制方法第3章單片機(jī)指令系統(tǒng)及編程舉例本章要點(diǎn)1、熟練掌握703.1指令系統(tǒng)簡(jiǎn)介

3.1.1指令系統(tǒng)概述

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統(tǒng)。MCS-51/52系列單片機(jī)的指令系統(tǒng)共有111條指令，其中49條是單字節(jié)指令，45條是雙字節(jié)指令，17條是三字節(jié)指令。111條指令中共有33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33個(gè)功能操作。其中有64條指令的執(zhí)行時(shí)間為單機(jī)器周期，45條指令的執(zhí)行時(shí)間為雙機(jī)器周期，乘法和除法指令只需4個(gè)機(jī)器周期。AT89及P89的指令系統(tǒng)與MCS-51/52系列單片機(jī)的指令系統(tǒng)完全相同。3.1指令系統(tǒng)簡(jiǎn)介3.1.1指令系統(tǒng)概述71

3.1.2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。均由以下幾個(gè)部分組成：

[標(biāo)號(hào)]：操作碼[操作數(shù)]；[注釋]

標(biāo)號(hào)又稱為指令地址符號(hào)，一般由1～6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)。[]表示為可選項(xiàng)。

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。

操作數(shù)是指參加操作的數(shù)據(jù)或數(shù)據(jù)的地址。

注釋是為該條指令作的說(shuō)明，以便于閱讀。

3.1.2指令格式單片機(jī)的匯編語(yǔ)言72指令系統(tǒng)中，操作數(shù)可以為1、2、3個(gè)，也可以沒(méi)有。不同功能的指令，操作數(shù)作用不同。例如，傳送類(lèi)指令多數(shù)有兩個(gè)操作數(shù)，寫(xiě)在左面的稱為目的操作數(shù)(表示操作結(jié)果存放的單元地址)，寫(xiě)在右面的稱為源操作數(shù)(指出操作數(shù)的來(lái)源)。操作碼與操作數(shù)之間必須用空格分隔，操作數(shù)與操作數(shù)之間必須用逗號(hào)“，”分隔。帶方括號(hào)項(xiàng)可有可無(wú)，稱可選擇項(xiàng)。操作碼是指令的核心，不可缺少。

指令系統(tǒng)中，操作數(shù)可以為1、2、3個(gè)，也可以733.1.3指令分類(lèi)及符號(hào)說(shuō)明

1.指令分類(lèi)單片機(jī)指令系統(tǒng)的111條指令分為下面五類(lèi):（1）數(shù)據(jù)傳送類(lèi)指令29條，分為：片內(nèi)RAM、片外RAM、程序存儲(chǔ)器的傳送指令，交換及堆棧操作指令。（2）算術(shù)運(yùn)算類(lèi)24條分為：加、帶進(jìn)位加、減、乘、除、加1、減1指令。（3）邏輯運(yùn)算類(lèi)24條分為：邏輯與、或、異或、移位指令。（4）控制程序轉(zhuǎn)移類(lèi)17條分為:無(wú)條件轉(zhuǎn)移與調(diào)用、條件轉(zhuǎn)移與調(diào)用、返回與空操作指令。（5）布爾變量操作類(lèi)17條分為:位數(shù)據(jù)傳送、位與、位或、位轉(zhuǎn)移指令。3.1.3指令分類(lèi)及符號(hào)說(shuō)明1.指令742.符號(hào)說(shuō)明A:累加器Acc。B:專用寄存器，用于MUL和DIV指令中。C:為進(jìn)位標(biāo)志或進(jìn)位位，或布爾處理機(jī)中的累加器。:為間址寄存器或基址寄存器的前綴。如Ri，A+PC，A+DPTR。Rn:表示當(dāng)前選中的寄存器區(qū)的8個(gè)工作寄存器R0～R7(n=0～7)。Ri:表示當(dāng)前選中的寄存器區(qū)中的2個(gè)寄存器R0、R1，可做地址指針即間址寄存器(i=0、1)。direct:表示8位內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器單元的地址。它可以是內(nèi)部RAM的單元地址0～127或?qū)Ｓ眉拇嫫鞯牡刂?，如I／O端口、控制寄存器、狀態(tài)寄存器等(128～255)。2.符號(hào)說(shuō)明75#data:表示包含在指令中的8位立即數(shù)。#data16:表示包含在指令中的16位立即數(shù)。addr16:表示16位的目的地址。用于LCALL和LJMP指令中，目的地址范圍是64KB的程序存儲(chǔ)器地址空間。addr11:表示11位的目的地址。用于ACALL和AJMP的指令中，目的地址必須存放在與下一條指令第一個(gè)字節(jié)同一個(gè)2KB程序存儲(chǔ)器地址空間之內(nèi)。rel:表示8位帶符號(hào)的偏移量。用于SJMP和所有的條件轉(zhuǎn)移指令中。偏移字節(jié)相對(duì)于下一條指令的第一個(gè)字節(jié)計(jì)算，在-128～+127范圍內(nèi)取值。

#data:表示包含在指令中的8位立即數(shù)76DPTR：為數(shù)據(jù)指針，可用做16位的地址寄存器。bit:表示內(nèi)部RAM或?qū)Ｓ眉拇嫫髦械闹苯訉ぶ肺弧:表示片內(nèi)RAM的直接地址或寄存器。(X):X中的內(nèi)容。在直接尋址方式中，表示直接地址X中的內(nèi)容。((X)):在間接尋址方式中，表示由間址寄存器X指出的地址單元中的內(nèi)容?！?表示將箭頭右邊的內(nèi)容傳送至箭頭的左邊。DPTR：為數(shù)據(jù)指針，可用做16位的地址寄存器773.2單片機(jī)的尋址方式

指令執(zhí)行中所需的操作數(shù)可以在內(nèi)存、寄存器、I/O端口中，稱它們?yōu)椴僮鲾?shù)的地址，訪問(wèn)這些操作數(shù)的方法稱為尋址方式。單片機(jī)中采用了7種尋址方式。3.2.1立即尋址方式

采用立即尋址的指令一般是雙字節(jié)的。第一個(gè)字節(jié)是指令的操作碼,第二個(gè)字節(jié)是立即數(shù)。因此，操作數(shù)就是放在程序存儲(chǔ)器中的常數(shù)。立即數(shù)前面應(yīng)加前綴“#”號(hào)。例如:MOVA，#2BH；A←＃2BH，即將立即數(shù)2BH傳送至A中。

3.2單片機(jī)的尋址方式指令執(zhí)783.2.2直接尋址方式

采用直接尋址的指令一般是雙字節(jié)或三字節(jié)指令，第一字節(jié)為操作碼，第二，三字節(jié)為操作數(shù)的地址碼。單片機(jī)中，直接地址只能用來(lái)表示片內(nèi)低128字節(jié)單元、專用寄存器和片內(nèi)RAM的位地址空間。其中專用寄存器和位地址空間只能用直接尋址方式來(lái)訪問(wèn)。例如：MOVA，30H;（30H）→AMOVC,00H;(00H)→CyLJMP1000H;將1000H送入PC3.2.2直接尋址方式采用直接尋址的指793.2.3寄存器尋址方式

寄存器尋址方式用于訪問(wèn)選定的工作寄存器R0～R7、A、B、DPTR和進(jìn)位CY中的數(shù)。其中R0～R7由操作碼低三位的8種組合表示，A、B、DPTR、C則隱含在操作碼之中。這種尋址方式中被尋址的寄存器中的內(nèi)容就是操作數(shù)。例如：MOVA，R0;（R0）→AMOVB,A;(A)→B3.2.3寄存器尋址方式寄存器尋址方式803.2.4寄存器間接尋址方式

這種尋址方式中，指令指定寄存器中的內(nèi)容為操作數(shù)的地址。寄存器間接尋址是用于訪問(wèn)片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器或片外數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器。當(dāng)訪問(wèn)片內(nèi)RAM或片外的低256字節(jié)空間時(shí)，可用R0或R1做為間址寄存器；當(dāng)訪問(wèn)片外整個(gè)64KB的地址RAM空間時(shí)，用16位寄存器DPTR做間址寄存器。這類(lèi)指令都為單字節(jié)的指令，操作碼的最低位表示是采用R0還是R1做間址器。在執(zhí)行PUSH和POP指令時(shí)，也采用寄存器間接尋址，此時(shí)用堆棧指針SP做間址寄存器。例如：MOVXA,R0;((R0))→AMOVXA,DPTR;((DPTR))→A

POPACC;((SP))→A,(SP)-1→SP3.2.4寄存器間接尋址方式這種尋址方813.2.5基址加變址尋址方式

這種尋址方式用于訪問(wèn)程序存儲(chǔ)器中的某個(gè)字節(jié)。以DPTR或PC作為基址寄存器,累加器A做為變址寄存器，兩者的內(nèi)容之和為操作數(shù)的地址。這種尋址方式常用于查表操作。

例如：MOVCA,A+DPTR；指令代碼為93H，單字節(jié)指令。設(shè)該指令放在1040H單元，A的原內(nèi)容為A0H，DPTR中的值為3000H，則操作數(shù)的地址等于：A0H+3000H=30A0H，即將30A0H單元中的內(nèi)容傳送至A中。該指令的執(zhí)行過(guò)程如下圖所示。

3.2.5基址加變址尋址方式這種尋址方823.2.6相對(duì)尋址方式

相對(duì)尋址是將程序計(jì)數(shù)器PC中的當(dāng)前內(nèi)容與指令第二字節(jié)所給出數(shù)相加，其和為跳轉(zhuǎn)指令的轉(zhuǎn)移地址，轉(zhuǎn)移地址也稱為轉(zhuǎn)移目的地址。PC中的當(dāng)前值稱為基地址，指令第二字節(jié)的數(shù)據(jù)稱為偏移量。偏移量為帶符號(hào)的數(shù)，其值為-128～+127。故指令的跳轉(zhuǎn)范圍相對(duì)PC的當(dāng)前值在-128～+127之間跳轉(zhuǎn)。此種尋址方式一般用于相對(duì)跳轉(zhuǎn)指令。例如：SJMP05H；指令代碼是雙字節(jié)的，即80，05H

現(xiàn)設(shè)PC=4000H為本指令的地址，轉(zhuǎn)移目的地址=(4000+02)+05H=4007H

PC當(dāng)前值

3.2.6相對(duì)尋址方式相對(duì)尋址是將程序833.2.7位尋址方式

位尋址是指對(duì)片內(nèi)RAM的位尋址區(qū)（字節(jié)地址20H～2FH）和可以位尋址的專用寄存器進(jìn)行位操作時(shí)的尋址方式。在進(jìn)行位操作時(shí)，借助于進(jìn)位C作為位操作累加器。操作數(shù)直接給出該位的地址，然后根據(jù)操作碼的功能對(duì)其進(jìn)行位操作。位尋址的位地址與直接尋址的字節(jié)地址形式完全一樣，主要由對(duì)應(yīng)的操作數(shù)的位數(shù)來(lái)區(qū)分，使用時(shí)應(yīng)加以注意。

例如:MOV10H，C；10H是位尋址的位地址（C是位累加器）MOVA，10H；10H是直接尋址的字節(jié)地址（A是字節(jié)累加器）

3.2.7位尋址方式位尋址是指對(duì)片內(nèi)R84單片機(jī)的7種尋址方式中，每種尋址方式可涉及的存儲(chǔ)器空間見(jiàn)下表單片機(jī)的7種尋址方式中，每種尋址方式可涉及的存儲(chǔ)器空間見(jiàn)下表853.3指令系統(tǒng)及應(yīng)用舉例

3.3.1數(shù)據(jù)傳送類(lèi)指令(29條)

1．?dāng)?shù)據(jù)傳送類(lèi)指令特點(diǎn)數(shù)據(jù)傳送指令一共29條，這類(lèi)指令一般是把源操數(shù)傳送到目的操作數(shù)，指令執(zhí)行后，源操作數(shù)不變，目的操作數(shù)修改為源操作數(shù)。傳送類(lèi)指令一般不影響標(biāo)志位，只有堆棧操作可以直接修改程序狀態(tài)字PSW。另外，對(duì)目的操作數(shù)為A的指令將影響奇偶標(biāo)志P位。

數(shù)據(jù)傳送類(lèi)指令用到的助記符有MOV、MOVC、MOVX、XCH、XCHD、SWAP、PUSH、POP共8種。源操作數(shù)可以采用寄存器、寄存器間接、直接、立即、變址加基址5種尋址方式；目的操作數(shù)可以采用前三種尋址方式。3.3指令系統(tǒng)及應(yīng)用舉例3.3.1數(shù)據(jù)傳送類(lèi)86

2．用于片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器傳送的指令使用說(shuō)明及舉例（1）以累加器A為目的操作數(shù)的指令(4條)MOVA，Rn；A←(Rn)MOVA，#data；A←dataMOVA，Ri；A←((Ri))MOVA，direct；A←(direct)例：MOVA，R3;(R3)→A,(A)=(R3)MOVR1，#80H;#80H→R1,(R1)=80H

MOVA，R1;((R1))→A,(80H)→AMOVA,#20H;#20H→A,(A)=20H2．用于片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器傳送的指令使用說(shuō)明及舉例87（2）以工作寄存器Rn為目的操作數(shù)的指令(3條)

MOVRn，A；Rn←(A)MOVRn，direct；Rn←(direct)MOVRn，#data；Rn←data例MOVR1，A；R1←(A),(A)=(R1)MOVR3，30H；R3←(30H),(R3)=(30H)MOVR7，#80H；R7←#80H,(R7)=80H（2）以工作寄存器Rn為目的操作數(shù)的指令(3條)88

（3）以直接地址為目的操作數(shù)的指令(5條)MOVdirect，AMOVdirect，RnMOVdirect，directMOVdirect，RiMOVdirect，#data例：MOV30H，A；30H←(A),(30H)=(A)MOV20H，R7；20H←(R7),(20H)=(R7)MOV27H，#0FH；27H←#0FH,(27H)=0FH

MOV50H，40H；50H←(40H)

,(50H)=(40H)（3）以直接地址為目的操作數(shù)的指令(5條)89（4）以間接地址為目的操作數(shù)的指令(3條)MOVRi，AMOVRi，directMOVRi，#data

這組指令的功能是把源操作數(shù)所指定的內(nèi)容傳送至以R0或R1為地址指針的片內(nèi)RAM單元中。源操作數(shù)有寄存器尋址、直接尋址和立即尋址3種方式。目的操作數(shù)為寄存器間接尋址。例:MOVA，#00H；A←#00H,(A)=00HMOVR0，#30H；R0←#30H，(R0)=30HMOVR0，A；(R0)←(A),(30H)=00H

（4）以間接地址為目的操作數(shù)的指令(3條)90

（5）16位數(shù)據(jù)傳送指令(1條)MOVDPTR，#data16

這是唯一的16位立即數(shù)傳送指令，其功能是把16位立即數(shù)傳送至16位數(shù)據(jù)指針寄存器DPTR。例:MOVDPTR，#04FFH；DPTR←#04FFH,(DPTR)=04FFH

（5）16位數(shù)據(jù)傳送指令(1條)913．用于片外數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器傳送指令及舉例（4條）MOVXA，Ri；A←((Ri))MOVXA，DPTR；A←((DPTR))MOVXRi，A；(Ri)←(A)

MOVXDPTR，A；(DPTR)←(A)

在單片機(jī)中，CPU對(duì)片外RAM的訪問(wèn)只能用寄存器間接尋址的方式，且僅有4條指令。以DPTR間接尋址時(shí)，尋址的范圍達(dá)64KB；以Ri間接尋址時(shí)，僅能尋址256B的范圍。而且片外RAM的數(shù)據(jù)只能和累加器A之間進(jìn)行傳送，不能與其他寄存器和片內(nèi)RAM單元直接進(jìn)行傳送。片外I／O端口的訪問(wèn)均可使用此4條指令。

3．用于片外數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器傳送指令及舉例（4條）92

例MOVDPTR，#A000H；DPTR←#A000H,(DPTR)=0A000HMOVA，40H；A←(40H),(A)=(40H)MOVXDPTR,A；(DPTR)←(A),(A000H)=(A)這幾條指令實(shí)現(xiàn)了A000H←(40H)

例MOVDPTR，#2000H；DPTR←#2000H,(DPTR)=2000HMOVXA，DPTR；A←(2000H),(A)=(2000H)MOVDPTR，#5000H；DPTR←#5000H,(DPTR)=5000H

MOVXDPTR，A；(DPTR)←(A),(5000H)=(A)這幾條指令實(shí)現(xiàn)了5000H←(2000H)例93

4．用于程序存儲(chǔ)器數(shù)據(jù)傳送的指令及舉例（2條）MOVCA，A+PC；A←((A)+(PC))MOVCA，A+DPTR；A←((A)+(DPTR))單片機(jī)指令系統(tǒng)中，這2條一般用于查表，其數(shù)據(jù)表格放在程序存儲(chǔ)器中。

例:在程序存儲(chǔ)器中，存有LED顯示器0～9的字形段碼為:210AH:0C0H0字符的段碼210BH:0F9H1字符的段碼210CH:0A4H2字符的段碼210DH:0B0H3字符的段碼

執(zhí)行MOVA，＃01HMOVDPTR，#210AHMOVCA,A+DPTR后，(A)=0F9H4．用于程序存儲(chǔ)器數(shù)據(jù)傳送的指令及舉例（2條）945．交換指令及舉例(5條)XCHA，Rn；(A)←→(Rn)XCHA，Ri；(A)←→((Ri))XCHA，direct；(A)←→(direct)XCHDA，Ri；(A)3-0←→((Ri))3-0SWAPA；(A)7-4←→(A)3-0

這組指令的前三條為全字節(jié)交換指令，其功能是將A的內(nèi)容與源操作數(shù)所指出的數(shù)據(jù)互換。后兩條指令為半字節(jié)交換指令，其中XCHDA，Ri是將A內(nèi)容的低4位與Ri所指片內(nèi)RAM單元中的低4位數(shù)據(jù)互相交換，各自的高4位不變。SWAPA指令是將A中內(nèi)容的高、低4位數(shù)據(jù)互相交換。

例:設(shè)(A)=12H，(20H)=34H，執(zhí)行以下指令的結(jié)果如何？XCHA，20H；A←→(20H),(A)=34H,(20H)=12HSWAPA；(A)7-4←→(A)3-0,(A)=43H5．交換指令及舉例(5條)956．堆棧操作指令及舉例(2條)PUSHdirect；SP←(SP)+1，(SP)←(direct)POPdirect；direct←((SP))，SP←(SP)-1

PUSH指令是入棧(或稱壓?；蜻M(jìn)棧)指令，其功能是先將棧指針SP的內(nèi)容加1，然后將直接尋址單元中的數(shù)壓入到SP所指示的單元中。POP是出棧(或稱彈出)指令，其功能是先將棧指針SP所指示的單元內(nèi)容彈出送到直接尋址單元中，然后將SP的內(nèi)容減1，仍指向棧頂。使用堆棧時(shí)，一般需重新設(shè)定SP的初始值。系統(tǒng)復(fù)位或上電時(shí)SP的值為07H，而08H~1FH正好也是CPU的工作寄存器區(qū)，故為不占用寄存器區(qū)，程序中需使用堆棧時(shí)，先應(yīng)給SP設(shè)置初值。但應(yīng)注意不超出堆棧的深度。一般SP的值可以設(shè)置在1FH或更大一些的片內(nèi)RAM單元。

6．堆棧操作指令及舉例(2條)96利用堆棧操作指令可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳送，例如：PUSHDPHPOP30H可以實(shí)現(xiàn)30H←（DPH）注意：在對(duì)累加器進(jìn)行堆棧操作時(shí)必須使用ACC，而不能用A。PUSHACC和POPACC是正確的寫(xiě)法，而PUSHA和POPA的寫(xiě)法是錯(cuò)誤的。利用堆棧操作指令可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳送，例如：97小結(jié)1、單片機(jī)的七種尋址方式

2、七種尋址方式的尋址空間3、29條數(shù)據(jù)傳送類(lèi)指令的使用小結(jié)1、單片機(jī)的七種尋址方式98作業(yè)教材P783－1、3－2、3－3、3－43－1、什么叫尋址方式？單片機(jī)有哪幾種尋址方式？這幾種尋址方式是如何尋址的？3－2、要訪問(wèn)專用寄存器和片外數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器應(yīng)采用什么尋址方式？3－3、用于外部數(shù)據(jù)傳送的指令有哪幾條？有何區(qū)別？3－4、指出下列指令的本質(zhì)區(qū)別：MOVA,DATAMOVA,#DATAMOVDATA1,DATA2MOV60H,#61H

作業(yè)教材P783－1、3－2、3－3、3－4993.3.2算術(shù)運(yùn)算類(lèi)指令

1．算術(shù)運(yùn)算類(lèi)指令特點(diǎn)算術(shù)運(yùn)算類(lèi)指令共有24條，其中包括4種基本的算術(shù)運(yùn)算指令，即加、減、乘、除。這4種指令能對(duì)8位無(wú)符號(hào)數(shù)進(jìn)行直接的運(yùn)算，借助溢出標(biāo)志也能對(duì)有符號(hào)的二進(jìn)制整數(shù)進(jìn)行加減運(yùn)算。同時(shí)借助進(jìn)位標(biāo)志，可以實(shí)現(xiàn)多字節(jié)的加減和循環(huán)移位，也可以對(duì)壓縮的BCD數(shù)進(jìn)行運(yùn)算(壓縮BCD數(shù)，是指在一個(gè)字節(jié)中存放二位BCD數(shù))。

算術(shù)運(yùn)算指令對(duì)程序狀態(tài)字PSW中的Cy、AC、OV三個(gè)標(biāo)志位都有影響，根據(jù)運(yùn)算的結(jié)果可將它們置1或清0。但是加1和減1指令不影響這些標(biāo)志。算術(shù)運(yùn)算類(lèi)指令用到的助記符有：ADD、ADDC、SUBB、INC、DEC、DA、MUL和DIV八種。

3.3.2算術(shù)運(yùn)算類(lèi)指令1．算術(shù)運(yùn)算類(lèi)指令特點(diǎn)1002.算術(shù)運(yùn)算類(lèi)指令使用說(shuō)明及舉例

（1）不帶進(jìn)位的加法指令(4條)ADDA，Rn；A←(A)+(Rn)ADDA，Ri；A←(A)+((Ri))ADDA，direct；A←(A)+(direct)ADDA，#data；A←(A)+#data

這4條指令的功能是把A中的數(shù)與源操作數(shù)所指出的內(nèi)容相加，其結(jié)果仍存在A中。相加過(guò)程中若位3和位7有進(jìn)位，則將輔助進(jìn)位標(biāo)志AC和進(jìn)位標(biāo)志Cy置位，否則清0。

2.算術(shù)運(yùn)算類(lèi)指令使用說(shuō)明及舉例101

（2）帶進(jìn)位加法指令(4條)ADDCA，Rn；A←(A)+(Rn)+(Cy)ADDCA，Ri；A←(A)+((Ri))+(Cy)ADDCA，direct；A←(A)+(direct)+(Cy)ADDCA，#data；A←(A)+#data+(Cy)

這4條指令的功能是把源操作數(shù)所指示的內(nèi)容和A中的內(nèi)容及進(jìn)位標(biāo)志Cy相加，結(jié)果存入A中。運(yùn)算結(jié)果對(duì)PSW中相關(guān)位的影響同上述的4條加法指令。

帶進(jìn)位加法指令一般用于多字節(jié)數(shù)的加法運(yùn)算，低位字節(jié)相加時(shí)和可能產(chǎn)生進(jìn)位，可以通過(guò)帶進(jìn)位加法指令將低位字節(jié)的進(jìn)位加到高字節(jié)上去。高位字節(jié)求和時(shí)必須使用帶進(jìn)位的加法指令。

（2）帶進(jìn)位加法指令(4條)102（3）帶進(jìn)位減法指令(4條)SUBBA，Rn；A←(A)-(Rn)-(Cy)SUBBA，Ri；A←(A)-((Ri))-(Cy)SUBBA，direct；A←(A)-(direct)-(Cy)SUBBA，#data；A←(A)-data-(Cy)

這4條指令的功能是把A中的內(nèi)容減去源操作數(shù)所指出的內(nèi)容和進(jìn)位標(biāo)志，差存入A中。當(dāng)夠減時(shí)，進(jìn)位標(biāo)志復(fù)位。不夠減時(shí)，低字節(jié)需向高字節(jié)借位，因此進(jìn)位標(biāo)志將置位。注意：?jiǎn)纹瑱C(jī)沒(méi)有不帶借位的減法指令。

（3）帶進(jìn)位減法指令(4條)103（4）加1指令(5條)INCA；A←(A)+1INCRn；Rn←(Rn)+1INCRi；(Ri)←((Ri))+1INCdirect；direct←(direct)+1INCDPTR；DPTR←(DPTR)+1

這一組指令的功能是將操作數(shù)所指定的單元或寄存器中的內(nèi)容加1。其結(jié)果送回原操作數(shù)單元中。

例:

已知DPTR=11FFH；

執(zhí)行INCDPTR指令后，結(jié)果:DPTR=1200H

注：?jiǎn)纹瑱C(jī)中這是僅有的一條16位運(yùn)算指令。（4）加1指令(5條)104

（5）減1指令(4條)DECA；A←(A)-1DECRn；Rn←(Rn)-1DECRi；(Ri)←((Ri))-1DECdirect；direct←(direct)-1

這組指令的功能是將操作數(shù)所指定的單元或寄存器中的內(nèi)容減1，其結(jié)果送回原操作數(shù)單元中。

（5）減1指令(4條)105（6）乘法指令(1條)MULAB；BA←(A)×(B)

此條指令的功能是實(shí)現(xiàn)兩個(gè)8位無(wú)符號(hào)數(shù)的乘法操作，2個(gè)數(shù)分別存在累加器A和寄存器B中。乘積為16位，積的低8位在A中，積的高8位在B中。若積大于255，溢出標(biāo)志位OV置位，否則復(fù)位，而Cy位總是為0。乘法指令是整個(gè)指令系統(tǒng)中執(zhí)行時(shí)間最長(zhǎng)的2條指令之一，它需4個(gè)機(jī)器周期(48個(gè)振蕩周期)才能完成一次乘法操作。

（6）乘法指令(1條)106（7）除法指令(1條)

DIVAB;A←(A)／(B)(商)，B←A／B(余)；;Cy←0，OV←0

除法指令可以實(shí)現(xiàn)兩個(gè)8位無(wú)符號(hào)數(shù)的除法。被除數(shù)放在A中，除數(shù)放在B中。指令執(zhí)行后，商放在A中而余數(shù)在B中。進(jìn)位標(biāo)志Cy和溢出標(biāo)志OV均清0，只有當(dāng)除數(shù)為0時(shí)，A和B中的內(nèi)容為不確定值，此時(shí)OV位置位，說(shuō)明除法溢出。指令的執(zhí)行時(shí)間也是4個(gè)機(jī)器周期，和乘法指令相同是執(zhí)行時(shí)間最長(zhǎng)的2條指令之一。

（7）除法指令(1條)107（8）十進(jìn)制調(diào)整指令(1條)DAA

這條指令是在進(jìn)行BCD碼加法運(yùn)算時(shí)，用來(lái)對(duì)BCD碼的加法運(yùn)算結(jié)果自動(dòng)進(jìn)行修正（主要是高、低4位是否+6）。另外，對(duì)BCD碼的減法運(yùn)算不能用此指令來(lái)進(jìn)行修正。

注：該指令必須緊跟在加法指令后面，否則調(diào)整結(jié)果將出現(xiàn)錯(cuò)誤。

注意：同是21H，若是BCD碼則表