烧写和运行程序过程课件

课程安排（每单元4h）,1：1.概述 2.硬件结构，最小系统(08.30.-09.02)， 2：3.内部资源，SFR(09.06.-09.13.) 3：4.汇编指令（粗略），C51编程（着重）(09.16.-09.20.) 4：5. I/O口，LED显示(09.20.)。6. 7段数码管 5：7. INT0, T0中断 7：8.LCD显示， 9. 12小键盘 8：10. UART和RS232 11. PC-下位机-工业直流电动机控制系统(选) 12. PC-下位机-工业温度控制（DS18B20）(选),我们要做的实验(选8项),Protel99电子原理图绘制 8LED排 4数码管 Input/外部中断 定时器中断 PWM, （Pulse Width Modulation） 液晶显示 UART（RS232）串行通信 3X4小键盘 A/D转换 转速测量 温度测量（DS18B20） PC-下位机-工业直流电机控制 ,1.3 下载工具,编程环境,开发过程,-硬件: Protel99, 原理图, PCB -编程: ASM编译器, WAVE编译器(uKeil), 下载 -文件: FileName.asm, FileName.c, FileName.lst, FileName.hex, FileName.bin -项目开发流程 可行性分析=立项=需求分析=硬件方案(框图)和设计(原理图, PCB图)=制板=软件方案(流程框图)=编程=调试=定型=性能测试=文档 -学习内容：单片机结构,汇编指令,C51编程,12个应用实验,烧写和运行程序过程,1.在WAVE环境下编写程序（汇编，或C51） 2.在WAVE环境下编译，修改，再编译 3.连接实验平台 4.下载hex文件 5.运行,1.4 术语（单片机，硬件，软件，外设）,1.单片机51核 2.单片机内资源 3. 硬件和外设（单片机外部资源） 4. 实验箱的结构 5. 时钟和机器周期 6. 二进制，十六进制， 8位十六进制数2种表达法：1) 18h, 18H, 0a0h 2) 0x18, 0xa0 强调：数据是8位，地址是16位,CPU (Central Processing Unit),CPU到底包含哪些模块(module)? ALU+指令寄存器IR+指令译码器+DPTR+PC+SP = CPU Arithmetic Logic Unit + Instruction Register + Data Pointer + Program Counter + Stack Pointer,STC89C51的引脚 (Pin Assignments),2010.08.30.-2h,2.3.2 控制部件&振荡器 (Control Unit & Oscillator),控制部件: 用于在片内协调各功能部件的数据转送, 运算操作, 适时地向ALE,PSEN,WR,RD,RXD,TXD 发出信号. 振荡器：产生时钟（clock）,2.4 存储器,冯.诺依曼(von.Neumann)结构/哈佛(Harvard)结构? 程序存储器:ROM,EPROM,EEPROM,Flash 数据存储器:RAM,片内存储器(Memory on Chip),STC89C51: Flash 4kB RAM 128 B RAM(SFR) 128 B STC89C52: Flash 8kB RAM 256 B RAM(SFR) 128 B 问：STC89C51的片内程序寻址范围？ STC89C51的片内RAM的寻址范围？,自由RAM（00h 7Fh）,R0 R7 的映射: 00 1Fh (map:映射的概念） 位寻址的(允许)区域: 20 2Fh Stack (堆栈): 全部可设置 自由区: 00 7Fh 课堂提问：What is “SFR” ?,2010.09.02四.-4h,专用功能寄存器(SFR)和内部资源,Special Function Registers P28,P0, P1, P2, P3, PSW, TCON, SCON, IE, ACC, B, SP, DPH, DPL, TMOD, TH0, TL0, TH1, TL1, SBUF, PCON, IP, 共 21字节(51系列) T2CON,RLDL,RLDH,TL2,TH2 (52系列 26字节) 我的提醒：内部资源和SFR是密切相连的。 在C程序里SFR都在头文件里定义的，它 们必须大写。,2.5 并行I/O口,P0: 3态, 总线方式的数据或指令线,低8位地址线(分时复用), 通用I/O P1: 通用I/O P2: 通用I/O, 总线方式的高8位地址 P3: 通用I/O, 特殊用途引脚 P口是和引脚连接的,又同时具有特功寄存器的性质 P0口的5种工况:总线地址(Out),总线指令或数据(In),数据总线(O), 通用Out, 通用In (图2.9),2.6 定时器/计数器T0,T1,硬件上有T0,T1(16bit),配置了2套相关寄存器 C/T : Counter/Timer SFR: TMOD(高4位:C/T1, 低4位:C/T0)(89h) (GATE C/T M1 M0 GATE C/T M1 M0) GATE=0 (图2.14,用于测INTx的脉宽) C/T=0: 内部定时器, =1:外部计数器 M1 M0=00: 0模式(弃用), 01: 1模式(16位), 10: 2模式(8位自动重装), 11: 3模式(C/T0:2个独立8位, C/T1:不用,停止记时) 对应的TH1,TL1, TH0,TL0 注:自动重装, TH1装入TL1中 课堂提问：控制总线WR,RD的用途？,2010.09.06.一 6h,要强调的一点,T0,T1模块的工作和运行是脱离CPU的,一旦运行后就与程序的运行无关了.就好象你的闹钟一样,溢出前它不干预你的正常日程.它是并行工作的.,2.7 串行I/O,1.关于RXD, TXD引脚的工作方式(51系列): a) 工作在“移位”串行通信方式时,RXD为发送和接收. TXD为移位脉冲. 低位在前(LSB: little significant bit). 8位数据. 传送靠移位脉冲,所以频率的精度不重要. 半双工(Half Duplex).同步方式。 b) 异步通信时, RXD为接收, TXD为发送. LSB, 常用8位数据, 双方设为相同波特率(Baud Rate). 全双工(Full Duplex). UART(Universal Asynchronous Receiver/Transmitter) 1. 可以满足RS232通信协议的信号时序(与PC兼容) 2. 无信号时,发送端拉高电平 3. 常用的波特率:9600, 11520 4. 起始位:0, 8数据位, 1:停止位,2010.09.13.一 8h,SFR SCON(98h) 串行控制寄存器,SM0 SM1 SM2 REN TB8 RB8 TI RI,S工作模式,模式0: RXD为发送和接收. TXD为移位脉冲. 低位在前(LSB). 8位数据. 传送靠移位脉冲, 频率固定为机器周期. 半双工(Half Duplex).晶体的1/12. 模式1:异步通信, RXD为接收, TXD为发送. LSB. 全双工(Full Duplex).1位起始+8位数据+1位停止. 波特率为T1的溢出率/32 (或1/16). 模式2:异步通信, RXD为接收, TXD为发送. LSB. 全双工. 1位起始+8位数据+1位特数据+1位停止. 波特率晶体的1/32或1/64. 适用多机通信. 模式3:异步通信, RXD为接收, TXD为发送. LSB. 全双工. 1位起始+8位数据+1位特数据+1位停止. 波特率为T1的溢出率/32 (或1/16). 适用多机通信.,SCON,REN是允许接收位。由程序置1或清0的。当REN=1时表示允许接收。由外部发送过来的数据会被接收。如果REN=0，则不接收串行口的数据,所以一般要事先置1。,SCON,TI是发送中断标志。在这个模式中发送完成后，也即SBUF数据全部发送完成，芯片硬件会使TI置1。(当TI=1时即自动请求中断。如果事先已申请串行中断允许，则程序进入串行中断服务程序). TI必须由程序清0，一般在中断服务程序中清0，以免造成又一次错误中断。如果无中断申请, 也要查询TI是否为1,并接着清0.,SCON,RI是接收中断标志。在各个模式中，接收到外部通过串行口发送来的一个数据后，RI被芯片硬件置1，并申请中断。此时SBUF缓存器中存放的是接收到的数据。如果事先已申请串行中断允许，芯片即响应中断请求，立即进入串行中断服务程序。RI的清0由程序进行。,波特率的计算,模式2中的波特率为1/32或1/64的晶体频率.如果SFR PCON.7=1, 则1/32. PCON.7=0, 则1/64. 模式1,3的波特率为T1溢出率的1/32或1/16. * 如果SFR PCON.7=0, 则1/32. PCON.7=1, 则1/16. 1)晶体11.0592MHz, 设TL1=253(FDh), 3周期溢出 Baut Rate = 11.0592*1000000/12/3/32 = 9600 1)晶体24MHz, 设TL1=243(F3h), 13周期溢出, PCON.7=1 Baut Rate = 24*1000000/12/13/16 = 9615,2.8 中断系统,中断技术的术语 1)中断技术中的一些名词:中断允许(Interrupt Enabled), 中断请求(IRQ:Interrupt Request), 中断源(I. Source), 中断屏蔽(I. Mask), 中断矢量(I. Vector), 中断服务(I. Service), 中断优先级(I. Priority). 2)中断服务程序的特点: 中断服务程序在程序空间中,其入口地址是固定的(中断矢量),但在执行时刻上是随机的,是不可预料的. 中断服务程序的调用大部分是硬件信号引起的. 所以在程序流程框图中它是独立的,是无法嵌入到主程序中的. 3)中断技术的用途: 处理突发事件, 人机界面(通信) 4)中断响应(I. Response)时间:3 8机器周期,5类中断源,MCU的中断源大多是硬件信号,只有2个内部定时器中断和发送中断是芯片内部的. 5类中断:INT0, T0, INT1, T1, SI 它们在C中的编号是0，1，2，3，4,SFR: IE(A8h) 中断允许寄存器,(EA - - ES ET1 EX1 ET0 EX0) 可以位寻址 EA: 1:中断总允许, 0:全部中断不允(总屏蔽) ES: 1:串口收发中断允许(请求，Request), 0:不允 ET1: 1:内部定时器/计数器1中断允许,0:不允 EX1: 1:外部(引脚INT1)中断允许,0:不允 ET0: 1:内部定时器/计数器0中断允许,0:不允 EX0: 1:外部(引脚INT0)中断允许,0:不允 请问1: mov IE, #93h; 请求了哪些中断? 请问2: setb EA setb EX1; 请求了哪些中断?,2010.09.16.四 - 10h,C51程序的中断写法,1) 中断编号: 0:INT0, 1:T0, 2:INT1, 3:T1, 4:IS 2) 初始化: IE |= 0x81; /INT0 IT0 = 1; /falling edge 3) 中断服务程序样本: void XX_ISR(void) interrupt 0 ,中断设置的要点,1) 总允许和分项允许(中断请求) 2) 中断类型: 外中断下降沿/低电平(低电平少用). T0,T1:内部定时/外部计数. 3) 中断矢量处写跳转,中断服务程序结尾写reti. C51程序不需要关心中断矢量和返回 4) 在中断服务程序中最好先把总允许屏蔽掉,退出以前恢复总请求,避免中断中的中断.中断优先就不重要了. 外部中断类型在TCON里.,SFR 中断优先级IP(b8h), - - - PS PT1 PX1 PT0 PX0 中断优先的2个概念: 1)谁被谁可中断,2)同时发生谁优先 缺省:编号小优先级高 MCU只有2挡优先级,同一挡按编号优先 IP中写1的高挡级 (不太用),2.9 复位(STC89C51),复位意义:使程序从0地址开始运行 复位:要求RST引脚10ms以上高电平 复位后多数SFR清0,P口为ffh,SP=07h 复位电路 软复位: mov PC, #00h (错) clr A push A push A ret,课堂测验(20分钟,闭卷),说明以下21个SFR的功能: P0, P1, P2, P3, PSW, TCON, SCON, IE, ACC(累加), B(被乘器), SP, DPH(16位地址高字节), DPL(16位地址低字节), TMOD, TH0, TL0, TH1, TL1, SBUF, PCON, IP, 共 21字节(51系列),3 指令,汇编,C51,机器码,3.2 寻址方式(对汇编有意义) 助记符; (标号: 操作码 目的,源 ;注释) 寻址方式; (x)表示x值是地址 1 立即数寻址, mov a,#55h ;A=#55h 2 直接地址寻址, mov a, 55h ;A=(55h) 3 寄存器寻址, mov a,r0 ;A=(R0) 4 寄存器间接寻址, mov a, r0 ;A=(R0) 5 变址寻址, movc a, a+dptr ;A=(DPTR)+(A) 程序存储器内 6 相对寻址; sjmp label1 ;PC+2+label1偏址 7 位寻址; mov c, 7fh ;Cy-7Fh位址,2010.09.,3.3 数据传送指令(8种,29条),MOV, MOVX, MOVC, XCH, XCHD, SWAP, PUSH, POP,3.4 算术运算指令,算术运算指令(8种,24条) ADD, ADDC, INC, DA, SUBB, DEC, MUL, DIV,3.5 逻辑操作指令(9种,24条),ANL, ORL, XRL, RL, RLC, RR, RRC, CPL, CLR,3.6 控制程序转移指令(13种,17条),ACALL, AJMP, LCALL, LJMP, SJMP, JMP, RET, RETI, JZ, JNZ, CJNE, DJNZ, NOP,3.8 布尔变量操作指令(11种,17条),MOV, CLR, CPL, SETB, ANL, ORL, JC, JNC, JB, JNB, JBC,3.9 伪指令,什么是伪指令? 不产生机器码,