单片机原理及接口技术复习讲解

1、单片机原理及接口技术 复习课 考试安排考试安排 时间：10或11周 考试方式：闭卷笔试 成绩评定：平时成绩+上机成绩+笔试成绩 15% + 15% + 70% 考试内容： 第1-8章、第10章 考试题型及题量 ?填空题：10空，10分 ?选择题：5题，10分 ?简答题：4题，20分 ?分析题：3题，40分 ?综合应用题：1题，20分 1 小巧灵活、成本低，易于产品化。它能方便的组装成各种智 能化的控制设备及各种智能仪器仪表。 2 面向控制，能针对性地解决从简单到复杂的各类控制任务， 因而能获得最佳的性能价格比。 3 抗干扰能力强，适应温度范围宽，在各种恶劣的环境条件下 都能可靠地工作，这是其他

2、机种无法比拟的。 4 网络功能，可以很方便地实现多机和分布控制。使整个控制 系统的效率和可靠性大为提高。 5 外部扩展能力强。在内部的各种功能部件不能满足应用需要 时，均可在外部进行扩展。它与许多通用的微机接口芯片兼 容。给应用系统设计带来极大的方便和灵活性。 第1章 1、单片机与普通微机相比的特点：P10 2、几种进制数之间的相互转换 （1）任意进制数-十进制数 按权展开，先乘后加 例：111.01B=122+121+120+02-1+12-2 （2） 十进制数-任意进制数 整数部分除R取余， 小数部分乘R取整 R=2或16 注：先得到的余数为低有效位 先得到的整数为高有效位 （3）二进制数

3、与十六进制数间的转换 二进制数-十六进制数方法： 以小数点为界，将二进制数 向左或向右每4位用1 个十六进制数代替 ，不够4位则用0补充。 十六进制数?二进制数方法： 以小数点为界，向左或向右每1位十六进制数用 4 个二进制位表示即可。 十进制（十进制（D） 二进制（二进制（B） 十六进制（十六进制（H） 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 1 1 2 0 0 1 0 2 3 0 0 1 1 3 4 0 1 0 0 4 5 0 1 0 1 5 6 0 1 1 0 6 7 0 1 1 1 7 8 1 0 0 0 8 9 1 0 0 1 9 10 1 0 1 0 A 11 1 0 1 1 B

4、12 1 1 0 0 C 13 1 1 0 1 D 14 1 1 1 0 E 15 1 1 1 1 F 找特点和规律 8421 1、 MCS-51系列单片机特性 P17 系列 MCS - 51 子系列 MCS - 52 子系列 8031 80 C 31 8051 80 C 51 8751 87 C 51 片内存储器 片内 ROM 片内 ERROM 片内 RAM 0 0 128 4 kB 0 128B 4 k 128 0 0 8 K 8 K 0 0 0 256 256 256 8032 80 C 32 8052 80 C 52 8752 87 C 52 定时器 计数器 2 X 16 位 3 X

5、16 位 并行 I / O 口 串行 I / O 口 中断源 制造工艺 4 X 8 位 4 X 8 位 1 1 5 6 7 6 7 6 7 HMOS CHMOS HMOS HMOS CHMOS CHMOS HMOS HMOS HMOS CHMOS CHMOS CHMOS 第2章 单片机最小系统的必备条件 ?电源 ?EA引脚 (直接上拉至高电平 ) ?晶体振荡电路（时钟电路） ?复位电路 2、单片机最小系统的实现 P20 ：地址锁存允许信号 当单片机上电复位后，用示波器测 ALE引脚，若 有脉冲输出，则说明单片机最小系统外围电路连接正 确，单片机正常工作。 / ALE PROG 3、如何判断MC

6、S-51单片机是否正常工作？P19 ?引脚为高电平时，CPU访问内部ROM ，但当PC指针 超过0FFFH 时（4KB），自动转向执行外部ROM ?引脚为低电平，则访问外部ROM, 从片外ROM 的 0000H单元开始取指令。 ：访问内部或外部 ROM 选择信号 / PP EA V 4、EA引脚有什么作用？P19 5、P3口第二功能 (P20) 7 . 3 6 . 3 5 . 3 4 . 3 3 . 3 2 . 3 1 . 3 0 . 3 P P P P P P P P 口线 读选通 外部 写选通 外部 计数输入 计数器 定时器 计数输入 计数器 定时器 申请 外部中断 申请 外部中断 串行数

7、据发送 串行数据接收 功能含义 RAM RAM 1 / 0 / 1 0 RD WR T T INT INT RXD TXD 1 0 1 0 第二功能 MCS-51 的时钟信号共有4种，从小到大依次是： 振荡周期：振荡周期指为单片机提供定时信号的振荡源 的周期或外部输入时钟的周期。 时钟周期（状态周期） :1个状态周期= 2个振荡周期。 机器周期：一个机器周期是指完成一个基本操作（如取 指令、存储器读、存储器写等）所需要的时间。MCS 51的一个机器周期分成 6个状态周期，即 12个振荡周 期。 指令周期：指令周期即执行一条指令所占用的全部时间， 通常为14个机器周期。 6、时钟信号 P22 例

8、如: 外接晶振为12 MHz时, MCS51单片机的4个时 间周期的具体值为多少？ T 振荡= 1/12 s; T 状态= 2*T振荡=1/6 s; T 机器= 12*T振荡=1 s; T 指令= 14 * T机器= 1s 4 s CY（PSW.7）进位标志位。 AC（PSW.6）辅助进位（或称半进位）标志。 OV（PSW.2）溢出标志位 P（PSW.0）奇偶标志位。累加器 A中有奇数个1 则P=1，否则P=0 。用于校验串行 通信中数据传送是否出错。 P OV RS RS F0 AC CY PSW.7 PSW.0 7、程序状态字寄存器、程序状态字寄存器PSW P24 第第3章章 1、寻址方式

9、及其功能、寻址方式及其功能P34-38 如：P58 3 P59 5 立即寻址 寄存器寻址 直接寻址 寄存器间接寻址 变址寻址 相对寻址 位寻址 2、常用指令 如：循环转移指令（减 1 条件转移指令）P54 减 1 条件转移指令有如下两条 : DJNZ direct, rel ; (direct) (direct) 1 , 若(direct)=0, 则(PC) (PC)+3 否则, (PC) (PC)+3+rel DJNZ Rn, rel ; (Rn) (Rn) 1 若(Rn)=0, 则(PC) (PC)+2 否则, (PC) (PC)+2+rel 第4章 1、伪指令ORG 、END的使用 2、

10、延时子程序的编写方法 P78-79 1、MCS-51单片机有几个中断源？ INT0外部中断0。 中断请求通过P3.2引脚输入。 INT1外部中断1 中断请求通过P3.3引脚输入。 T0定时器/计数器0溢出中断 T1定时器/计数器1溢出中断 TX/RX串行口中断。 当串行口完成一帧数据的发送或接收时， 便自动请求中断。 溢出时自动请求中断 第5章 2、 MCS-51单片机有几级中断优先级？ 2 3、 MCS-51单片机外部中断源触发中断请求 的方法有哪些？分别怎么触发？P83 ?电平触发方式：外部中断请求引脚为低电平 时触发。 CLR IT0/IT1 ?脉冲触发方式或边沿触发方式：外部中断请 求

11、引脚为下降沿时触发。 SETB IT0/IT1 IE0 TCON SCON INT0 IT0=0 IT0=1 INT1 IT1=0 IT1=1 TF0 IE1 TF1 T0 T1 TI RI TX RX ES ET0 EX0 EX1 ET1 EA 自 然 优 先 级 矢量 地址 高 级 中 断 请 求 自 然 优 先 级 矢量 地址 低 级 中 断 请 求 PX0 PT0 PX1 PT1 PS IE IP 中断请求标 志寄存器 TCON、 SCON 中断允许控 制寄存器 IE 中断优先级 寄存器IP 4、MCS-51单片机中断系统控制位P83-85 S:serial T:timer X:ext

12、ernal 会编写中断初始化程序会编写中断初始化程序 如：P94 8、试编写一段中断初始化程序，使 INT0采 用电平触发方式、 INT1采用边沿触发方式，且 INT0 为中断优先级高级，并开放 INT0、INT1中断。 CLR IT0 SETB IT1 SETB PX0 SETB EA SETB EX0 SETB EX1 5、中断优先级排列顺序 P86 当同时接收到几个同一优先级的中断请求 时，响应哪个中断源则取决于内部硬件查询顺 序。其优先级（自然优先级）排列顺序如下图 所示： 中断源 同级内的中断优先级 外部中断0中断 高级 定时器/计数器T0溢出中断 外部中断1 定时器/计数器T1溢出

13、中断 串行口中断 低级 例5.5 正常情况下，非交叉路口的交通红绿灯以 1s的 间隔轮流点亮，当有消防任务时，消防官兵只需要按一 下设置在路边的消防紧急按钮，则道路交通灯就会变成 红灯并持续1s时间，禁止其他车辆通行，使消防车可以 顺利通过，1s后自动返回按紧急按钮前灯的状态，继续 红绿灯轮流点亮的正常状态，试用 51单片机来模拟实现 上述功能。P91 分析： 1、用红色和绿色发光二极管模拟道路交通灯，并与单片机的 I/O口相连，可通过设置I/O口的电平来点亮发光二极管。 2、用按钮开关或闸刀开关模拟消防紧急按钮，可将开关与单片 机的外部中断0的引脚相连，引入外部中断信号。 3、没有中断发生时

14、，红色和绿色发光二极管轮流被点亮，均持 续1S（通过调用延时子程序实现）主程序。 4、当中断发生时，将红色发光二极管点亮，并持续1秒 中断服务程序。 6、中断的应用 解：将P1口的P1.1P1.0分别接红和绿色发光二极管D1D0 模拟道路交通灯，P3.2（INT0）引脚接一开关以模拟消防紧 急按钮。 39 38 37 36 35 34 33 32 21 22 23 24 25 26 27 28 P00 P01 P02 P03 P04 P05 P06 P07 P20 P21 P22 P23 P24 P25 P26 P27 P00 P01 P02 P03 P04 P05 P06 P07 P20 P

15、21 P22 P23 P24 P25 P26 P27 P10 P11 P12 P13 P14 P15 P16 P17 INT1 INT0 T1 T0 X1 X2 1 2 3 4 5 6 7 8 13 12 15 14 19 18 EA/VP RESET 9 X1 X2 +5V T1 T0 LCD DIR RESET VCC 1K SP- R2 SP-C3 10U SP-C1 30p SP-C2 30p SP-CRY 11M AT89C51 绿光 红光 图5-10 AT89C51单片机模拟交通灯电路原理图 P92 P3.2 中断初始化 程序怎么写？ 书P20 例5.5 源程序如下： ORG 00

16、00H LJMP MAIN ORG 0003H ；外部中断0的中断入口地址 LJMP INT_EX0 ORG 0030H MAIN: SETB IT0 ；外部中断0下降沿触发方式 SETB EX0 ；外部中断0允许控制 SETB EA ；单片机中断允许控制 LOOP: SETB P1.0 ；绿灯被点亮 LCALL DELAY1S ;延时1s CLR P1.0 ；绿灯熄灭 SETB P1.1 ；红灯被点亮 LCALL DELAY1S ；延时1s CLR P1.1 ；红灯熄灭 LJMP LOOP 中断初始 化程序 【100 ms延时子程序如下】 DELAY: MOV R6, #0C8H ; 外循环

17、 200 次 LOOP1: MOV R7, #0F8H ; 内循环 248 次 NOP ; 时间补偿 LOOP2: DJNZ R7, LOOP2 ; 延时2 s248=496 s DJNZ R6, LOOP1 ; 延时 500 s200=100 ms RET 【延时1s调用100ms延时子程序如下】 ;1s是100ms的10倍，即连续执行100ms延时子程序10次即可 DELAY1S: MOV R0, #10 LOOP0: LCALL DELAY DJNZ R0, LOOP0 RET INT_EX0 ： PUSH P1 PUSH 00H PUSH 06H PUSH 07H SETB P1.1

18、；红灯被点亮 CLR P1.0 ；绿灯熄灭 LCALL DELAY1S ；延时1s POP 07H POP 06H POP 00H POP P1 RETI END 需要保护现场和恢复现场的原因： 需要保护在主程序和中断程序中都会使用的寄存器、并口等。 因为R0、R6、R7在中断服务程序中最后都减到0了，当中断返回时， 会接着中断前的延时子程序继续执行，此时的R0、R6、R7之一很有可能 从0开始减，得0FFH，而不是中断前的值，延时就长了。 保护P1口的状态，是为了中断返回后继续中断前灯的显示状态，即若 中断前绿灯亮了0.5秒，中断后绿灯还需要亮0.5秒，而不是红灯亮0.5秒。 保护现场,00

19、H、06H、07H分别是R0、R6、R7 的地址，PUSH、POP操作数只能是直接地址 P43 恢复现场 第6章 1、MCS-51单片机的定时/计数器的工作模式及区别 P98 2、4种工作模式下的初值 P101 X初值,N需要计数的次数,T定时时间,fosc为振荡频率 计数器的初始值X由下式确定： X2n - N 定时器的初始值X由下式确定： fosc 12 * T X=2n - 模式0n=13 模式1n=16 模式2、3n=8 3、 计数时，输入信号的频率必须小于晶振频率的计数时，输入信号的频率必须小于晶振频率的 1/24。 P98 4、定时/计数器的四种工作模式的应用计数器的四种工作模式的

20、应用 定时方式如P101 例例6.3、例6.4 计数方式如P104 例例6.9、例6.10 fosc 12 * T X=213 - 12x10 6 12 * 10-3 =8192 - 例6.4 用T0定时，选择工作模式 0，定时/计数器的开启 与外部中断引脚无关。编程实现由单片机 P1.0输出占空 比为50% 、周期为2ms的方波，晶振频率为 12MHZ 。 =8192-1000=7192=1C18H =0001 1100 0001 1000B (TL0)=18H 分析： 1、设置初值，定时1ms，频率为12MHZ ： (TH0)=0E0H 1ms 1ms P101 2、控制寄存器TMOD和T

21、CON的设置 用T0定时，选择工作模式 0，定时/计数器的 开启与外部中断引脚无关。 GATE C/ T M1 M0 GATE M1 C/ T M0 定时器T1 定时器T0 TMOD （89H） D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 0 0 0 0 0 0 0 0 MOV TMOD,#00H ；设置工作方式 SETB TR0 ；启动定时器0 1 3、中断初始化程序 中断允许控制寄存器 P84 EA ES ET1 EX1 ET0 EX0 IE （A8H） AFH AEH ADH ACH ABH AAH A9H A8H 1 1 SETB EA SETB ET0 模式0中断方式源程序: O

22、RG 0000H LJMP MAIN ORG 000BH ;P88 LJMP INT_TIME0 ORG 0030H MOV TMOD, #00H ；设置工作方式 MOV TH0, #0E0H ；设初始值 MOV TL0, #18H SETB EA SETB ET0 ；开放定时器溢出中断 SETB P1.0 SETB TR0 ；启动定时器0 LJMP $ ; 等待1ms,溢出中断发生 MOV TH0, #0E0H ；对定时器重新赋值 MOV TL0, #18H CPL P1.0 ; 取反 RETI END 中断初始化程序 定时器初始化程序 1ms 1ms 1ms 1ms 定时器0溢出中 断服务

23、程序 MAIN: INT_TIME0: (TL1)=0F6H 分析： 1、设置初值：模式2，计数10次。 (TH1)=0F6H 例例6-10：利用定时器T1的模式2对外部信号计数，定对外部信号计数，定 时/计数器的开启与外部中断引脚无关。要求每计满 10次，将 P1.0引脚取反。 X28-N=256-10=246=0F6H 2、控制寄存器TMOD和TCON的设置 用T1计数，选择工作模式 2，定时/计数器的 开启与外部中断引脚无关。 GATE C/ T M1 M0 GATE M1 C/ T M0 定时器T1 定时器T0 TMOD （89H） D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 0

24、1 0 0 0 0 0 1 MOV TMOD,#60H ；设置工作方式 SETB TR1 ；启动定时器1 1 3、中断初始化程序 中断允许控制寄存器 P84 EA ES ET1 EX1 ET0 EX0 IE （A8H） AFH AEH ADH ACH ABH AAH A9H A8H 1 1 SETB EA SETB ET1 模式2源程序，使用中断方式判断是否溢出：P105 ORG 0000H LJMP MAIN ORG 001BH ；P88 LJMP INT_TIME1 ORG 0030H MOV TMOD,#60H ;设置T1为模式2,外部计数方式 MOV TL1,#0F6H ；T1计数器初

25、值 MOV TH1,#0F6H SETB EA ；开放定时器溢出中断 SETB ET1 SETB P1.0 SETB TR1 ；启动T1计数 HERE: SJMP HERE ；等待中断 CPL P1.0 RETI END 中断 初始化程序 定时器 初始化程序 定时器1溢出中 断服务程序 MAIN： INT_TIME1: 串行数据传输方向通常有三种： 单工、半双工和 全双工。P111 1、 串行数据传输方向 发送端 接受端 数 据 线 地线 单工方式 发送/ 接收端 接收/ 发送端 数 据 线 地线 半双工方式 发送/ 接收器 接收/ 发送端 数 据 线 地线 全双工方式 第7章 第第8章章 1、P0、P1、P2、P3的功能及区别。P130 P0口：P0具有三个功能 (1) 访问外部存储设备时作为 低8位地址线 (2)作为8位数据线 即P0口作为低八位地址 /数据分时复用口 (3)作为准双向I/O接口。P0口作为准双向I/O使用 时，必须外接上拉电阻。