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1、课题课题 MCS-51系列单片机认识初系列单片机认识初步步 任务任务1.1 MCS-51单片机芯片的认单片机芯片的认识以及选型识以及选型 任务任务1.2 单片机内部资源的使用单片机内部资源的使用 任务任务1.1 MCS-51单片机芯片单片机芯片的认识以及选型的认识以及选型1.1.1什么是单片机什么是单片机单片机是微型计算机的一个重要分支。它使计算机从海量数单片机是微型计算机的一个重要分支。它使计算机从海量数值计算进入智能控制领域，并由此开创了工业控制的新局面。值计算进入智能控制领域，并由此开创了工业控制的新局面。从此，计算机技术在两个重要的领域从此，计算机技术在两个重要的领域 通用计算机领通用

2、计算机领域和微控制器领域比翼齐飞，并逐渐融入人们的日常生活。域和微控制器领域比翼齐飞，并逐渐融入人们的日常生活。那么什么是单片机呢？如果将运算器、控制器、存储器和各那么什么是单片机呢？如果将运算器、控制器、存储器和各种输入种输入 输出接口等计算机的主要部件集成在一块芯片上，输出接口等计算机的主要部件集成在一块芯片上，就能得到一个单芯片的微型计算机，它虽然只是一个芯片，就能得到一个单芯片的微型计算机，它虽然只是一个芯片，但在组成和功能上已经具有了计算机系统的特点，因此称之但在组成和功能上已经具有了计算机系统的特点，因此称之为单片微型计算机为单片微型计算机 ，简称单片机。，如，简称单片机。，如图图

3、1-1所示。所示。下一页返回 任务任务1.1 MCS-51单片机芯片单片机芯片的认识以及选型的认识以及选型1.1.2单片机的用途单片机的用途主要的用途可以分为以下方面。主要的用途可以分为以下方面。显示：通过单片机控制发光二极管或是液晶，显示特定的图显示：通过单片机控制发光二极管或是液晶，显示特定的图形和字符。形和字符。机电控制：用单片机控制机电产品做定时或定向的动作。机电控制：用单片机控制机电产品做定时或定向的动作。检测：通过单片机和传感器的联合使用，用来检测产品或者检测：通过单片机和传感器的联合使用，用来检测产品或者工况的意外发生。工况的意外发生。通信：通过通信：通过 232串行通信或者是串

4、行通信或者是 通信，传输通信，传输数据和信号。数据和信号。科学计算：用来实现简单的算法。科学计算：用来实现简单的算法。上一页 下一页返回 任务任务1.1 MCS-51单片机芯片单片机芯片的认识以及选型的认识以及选型1.1.3单片机的组成单片机的组成单片机一般主要由中央处理器单片机一般主要由中央处理器 （ ） 、存储器、定、存储器、定时时 计数器、计数器、 接口和串行通信接口等组成。接口和串行通信接口等组成。1.1.4 MCS51系列单片机型号系列单片机型号MCS51是指美国是指美国Intel公司生产的一种系列单片机总称，这公司生产的一种系列单片机总称，这一系列单片机包括了多个种类一系列单片机包

5、括了多个种类,常用常用 MCS51系列单片机型号系列单片机型号见见表表1-1。上一页 返回 任务任务1.2 单片机内部资源的使单片机内部资源的使用用1.2.1单片机的微处理器结构单片机的微处理器结构单片机的内部结构如单片机的内部结构如图图-所示，由图可知，单片机内主要所示，由图可知，单片机内主要由振荡电路、中央处理器、内部总线、程序存储器、数据存由振荡电路、中央处理器、内部总线、程序存储器、数据存储器、定时器储器、定时器 计数器、串行口、中断系统和计数器、串行口、中断系统和 口等口等模块组成，各部分通过内部总线紧密地联系在一起。模块组成，各部分通过内部总线紧密地联系在一起。1.2.2单片机的存

6、储器结构单片机的存储器结构MCS-51系列单片机内部有两个存储器，即程序存储器和数系列单片机内部有两个存储器，即程序存储器和数据存储器。在物理结构上共有个存储空间：片内程序存储据存储器。在物理结构上共有个存储空间：片内程序存储器、片外程序存储器、片内数据存储器和片外数据存储器。器、片外程序存储器、片内数据存储器和片外数据存储器。80C51单片机的存储器结构如单片机的存储器结构如图图1-4所示。所示。下一页返回 任务任务1.2 单片机内部资源的使单片机内部资源的使用用1.程序存储器程序存储器程序存储器主要用于存储程序，其最大特点是电源关掉后，程序存储器主要用于存储程序，其最大特点是电源关掉后，所

7、存储的程序不会消失。所存储的程序不会消失。2.数据存储器数据存储器数据存储器是程序运行中暂时存放数据的地方，也称为寄存数据存储器是程序运行中暂时存放数据的地方，也称为寄存器。其特点是存储内容会随着电源的关闭而消失，像计算机器。其特点是存储内容会随着电源的关闭而消失，像计算机中的内存一样。中的内存一样。1.2.3单片机基本单片机基本 口的特点、单片机的工作方式口的特点、单片机的工作方式1.单片机单片机 口口MCS-51单片机有个双向位并行单片机有个双向位并行 口：口： 、 、 和和 ，每一个，每一个 口的结构和使用方口的结构和使用方法有所不同。法有所不同。上一页 下一页返回 任务任务1.2 单片

8、机内部资源的使单片机内部资源的使用用.单片机工作方式单片机工作方式MCS-51单片机的工作方式有：复位方式、程序执行方式、单片机的工作方式有：复位方式、程序执行方式、掉电和低功耗方式、编程方式、校验与加密方式等。掉电和低功耗方式、编程方式、校验与加密方式等。小结小结本章要求掌握本章要求掌握 MCS-51单片机的基本概念，了解单片机的单片机的基本概念，了解单片机的用途，能区分不同型号的单片机芯片，掌握单片机的处理器用途，能区分不同型号的单片机芯片，掌握单片机的处理器与存储器结构，掌握单片机与存储器结构，掌握单片机 口的特性，了解单片机口的特性，了解单片机的工作方式。的工作方式。上一页 下一页返回

9、 任务任务1.2 单片机内部资源的使单片机内部资源的使用用思考题思考题.什么是单片机？列举单片机的用途？什么是单片机？列举单片机的用途？.请上网搜索请上网搜索 、 、 、凌、凌阳等不同型号单片机芯片，了解它们的特性。阳等不同型号单片机芯片，了解它们的特性。.MCS-51单片机中单片机中 信号有什么作用。信号有什么作用。.MCS-51单片机中内部单片机中内部 可划分为几个区域？各可划分为几个区域？各个区域的特点是什么？个区域的特点是什么？.MCS-51单片机的特殊功能寄存器有哪些？他们的功能单片机的特殊功能寄存器有哪些？他们的功能是什么？是什么？上一页 下一页返回 任务任务1.2 单片机内部资源

10、的使单片机内部资源的使用用. 口做普通口做普通 口用时，应注意什么？口用时，应注意什么？.简述程序状态寄存器简述程序状态寄存器 中各位的含义。中各位的含义。.程序计数器程序计数器 是多少位？单片机复位后其初始值为多是多少位？单片机复位后其初始值为多少？其值说明了什么？少？其值说明了什么？. 口各有那些功能？口各有那些功能？1010. 简述简述 MCS-51单片机如何进入节电工作方式？单片机如何进入节电工作方式？上一页返回图图1.1 AT89C51单片机外观单片机外观返回表表1.1常用常用 MCS-51系列单片机型系列单片机型号号返回图图1-3单片机微处理器结构单片机微处理器结构返回图图1-4单

11、片机内部的存储器单片机内部的存储器返回课题单片机简单系统的设计课题单片机简单系统的设计任务任务2.1 简单系统原理图的设计简单系统原理图的设计任务任务2.2简单系统布线简单系统布线任务任务2.3简单系统的制作简单系统的制作任务任务2.1 简单系统原理图的设计简单系统原理图的设计2.1.1振荡与时钟电路振荡与时钟电路1.内部时钟方式内部时钟方式在在 单片机内部有一个高增益反相放大器，反相单片机内部有一个高增益反相放大器，反相放大器输入端为放大器输入端为 ，输出端为，输出端为 ，在在 和和 之间跨接石英晶体振荡器之间跨接石英晶体振荡器和两个微调电容就构成振荡器，这就是单片机的时钟电路，和两个微调电

12、容就构成振荡器，这就是单片机的时钟电路，如如图图-所示。所示。下一页返回任务任务2.1 简单系统原理图的设计简单系统原理图的设计.引入外部脉冲信号引入外部脉冲信号在由多片单片机组成的系统中，为了单片机之间时钟信号的在由多片单片机组成的系统中，为了单片机之间时钟信号的同步，应当引入唯一的公用脉冲信号作为各单片机的振荡脉同步，应当引入唯一的公用脉冲信号作为各单片机的振荡脉冲。这时，外部的脉冲信号是经冲。这时，外部的脉冲信号是经 引脚注入，如引脚注入，如图图-所示。所示。上一页 下一页返回任务任务2.1 简单系统原理图的设计简单系统原理图的设计2.1.2复位电路复位电路1.复位电路的作用复位电路的作

13、用单片机复位使单片机复位使 和系统中的其他功能部件都处在一个和系统中的其他功能部件都处在一个确定的初始状态，并从这个初始状态开始工作。确定的初始状态，并从这个初始状态开始工作。单片机复位的条件是：当复位信号输入引脚单片机复位的条件是：当复位信号输入引脚 或或 （ 脚）保持两个机器周期的高电平后，脚）保持两个机器周期的高电平后，就可以完成复位操作。就可以完成复位操作。 复位电路设计复位电路设计最常见的复位电路如最常见的复位电路如图图 - 所示。所示。上一页 下一页返回任务任务2.1 简单系统原理图的设计简单系统原理图的设计2.1.3信号灯控制电路设计信号灯控制电路设计用单片机的用单片机的 口的口

14、的 . .经反相驱动器经反相驱动器 驱动后接只发光二极管的阳极，二极管驱动后接只发光二极管的阳极，二极管的阴极接地。如的阴极接地。如图图-所示。所示。2.1.4模拟外部中断电路设计模拟外部中断电路设计模拟外部中断电路如模拟外部中断电路如图图 -所示。当开关所示。当开关 接通时，接通时，MCS-51的外部中断的外部中断 引脚出现下降沿，从而引起引脚出现下降沿，从而引起中断请求。中断请求。上一页返回任务任务2.2简单系统布线简单系统布线2.2.1 板的布线板的布线用绘图软件如用绘图软件如 （ ）设计最小系统的）设计最小系统的 图。图。 图的设计流程一般由图的设计流程一般由图图-所示的所示的个步骤完

15、成。个步骤完成。对对 “ 单片机最小系统单片机最小系统”电路原理图中的元器件进行整理，电路原理图中的元器件进行整理，并列成表格，如并列成表格，如表表-所示。所示。按按图图-所示的所示的 图设计流程设计出最小系统原理图设计流程设计出最小系统原理图如图如图图-所示。所示。手工元件布局如手工元件布局如图图-所示。所示。手工调整布线，布线效果如手工调整布线，布线效果如图图-所示。所示。下一页返回任务任务2.2简单系统布线简单系统布线2.2.2万能板布线万能板布线万能板多属于单孔电路板，元件间的连接需要导线焊接辅助，万能板多属于单孔电路板，元件间的连接需要导线焊接辅助，所以元件布局一般要尽可能使元件间连

16、线越短越好，这样做所以元件布局一般要尽可能使元件间连线越短越好，这样做有两个好处：一是方便连接；二是减少因为导线太长而存在有两个好处：一是方便连接；二是减少因为导线太长而存在的干扰，且遵照的干扰，且遵照 “ 以核心器件为核心，左输入，右输出以核心器件为核心，左输入，右输出”的原则进行布局。元件布局图如的原则进行布局。元件布局图如图图- 所示。所示。根据布局图，设计出最优化的连线。布线图如根据布局图，设计出最优化的连线。布线图如图图- 所所示。示。上一页 返回任务任务2.3简单系统的制作简单系统的制作2.3.1 制版制版1.万能板制作万能板制作万能板制作需要的工具比较简单，只需要烙铁、剪钳就可以

17、万能板制作需要的工具比较简单，只需要烙铁、剪钳就可以完成。即依照布线图，通过导线的搭建，接着用烙铁焊接，完成。即依照布线图，通过导线的搭建，接着用烙铁焊接，然后用剪钳剪去引脚即可。然后用剪钳剪去引脚即可。 敷铜板制作敷铜板制作敷铜板制作的工序一般如下：敷铜板制作的工序一般如下： 图输出图输出电路板切割及抛光电路板切割及抛光图形转移图形转移 腐腐蚀蚀钻孔。钻孔。下一页返回任务任务2.3简单系统的制作简单系统的制作2.3.2焊接焊接元件焊接一般按照元件焊接一般按照 “ 先小后大，从左至右，从上到下先小后大，从左至右，从上到下”的的原则进行。常规元件每个引脚的焊接时间一般为原则进行。常规元件每个引脚

18、的焊接时间一般为 为宜，特别是万能板焊接更要注意，一般控制在为宜，特别是万能板焊接更要注意，一般控制在 左右；左右；元件大、引脚粗的元件可适当增加焊锡及焊接时间。被氧化元件大、引脚粗的元件可适当增加焊锡及焊接时间。被氧化过的引脚或焊盘要经过清洁才能焊接，否则容易虚焊导致工过的引脚或焊盘要经过清洁才能焊接，否则容易虚焊导致工作不稳定。另外元件引脚留长作不稳定。另外元件引脚留长. 为宜。为宜。上一页 下一页返回任务任务2.3简单系统的制作简单系统的制作2.3.3调试调试.检查线路检查线路.联机调试联机调试小结小结本课主要学习单片机最小系统的组成，了解单片机时钟电路本课主要学习单片机最小系统的组成，

19、了解单片机时钟电路和复位电路的作用及设计方法，了解时钟周期、状态周期和和复位电路的作用及设计方法，了解时钟周期、状态周期和机器周期三者之间的关系以及单片机复位后，内部各单元的机器周期三者之间的关系以及单片机复位后，内部各单元的初始状态。本课还详细介绍了两种常用制作电路的方法，供初始状态。本课还详细介绍了两种常用制作电路的方法，供读者选择，并将单片机简单系统的设计和制作实践融入到本读者选择，并将单片机简单系统的设计和制作实践融入到本课的教学中，要求学生在本课学习中完成单片机简单系统的课的教学中，要求学生在本课学习中完成单片机简单系统的设计和制作任务，为后续学习提供实训设备。设计和制作任务，为后续

20、学习提供实训设备。上一页 下一页返回任务任务2.3简单系统的制作简单系统的制作思考题思考题.什么是时钟周期、状态周期和机器周期？三者的关系是什什么是时钟周期、状态周期和机器周期？三者的关系是什么？么？.单片机复位后内部各单元的初始状态是什么情况？单片机复位后内部各单元的初始状态是什么情况？.单独一片单片机芯片有什么作用吗？能使单片机工作的最单独一片单片机芯片有什么作用吗？能使单片机工作的最少的电路由什么少的电路由什么构成？构成？.系统所需电子元器件的采购和检测，列出元器件清单和性系统所需电子元器件的采购和检测，列出元器件清单和性能指标。能指标。.你制作的单片机最小系统能正常工作吗？不足在哪里？

21、如你制作的单片机最小系统能正常工作吗？不足在哪里？如何改进？何改进？上一页 返回图图- 内部振荡时钟电路内部振荡时钟电路返回图图- 外部时钟电路外部时钟电路返回图图- 上电上电 手动复位电路手动复位电路返回图图- 信号灯电路信号灯电路返回图图2-5外部中断接入电路外部中断接入电路返回图图- 图设计流程图设计流程返回表表- “ 单片机最小系统单片机最小系统”电电路原理图所用元器件表路原理图所用元器件表返回图图- 最小系统电路原理图最小系统电路原理图返回图图- 手工元件布局手工元件布局返回图图- 手工调整布线后的效果手工调整布线后的效果返回图图2-10万能板最小系统元件布局图万能板最小系统元件布局

22、图返回图图- 万能板最小系统布线万能板最小系统布线图图返回课题课题 单片机指令与编程入门单片机指令与编程入门 任务任务- 仿真软件使用仿真软件使用 任务任务- 单片机指令系统的基本单片机指令系统的基本知识知识小结小结思考题思考题 任务任务- 仿真软件使用仿真软件使用3.1.1单片机仿真软件和开发工具使用单片机仿真软件和开发工具使用初步初步任务要求：上机练习。任务要求：上机练习。阅读附录阅读附录 ，上机练习附录中的实例，初步学习，上机练习附录中的实例，初步学习 Proteus 软件的使用。软件的使用。阅读附录阅读附录 ，上机练习附录中的实例，初步学习，上机练习附录中的实例，初步学习 Keil C

23、软软件的使用。件的使用。3.1.2在仿真软件中调试一个存储区间在仿真软件中调试一个存储区间置或者清的程序置或者清的程序1.用用 Proteus软件绘单片机最小系统图软件绘单片机最小系统图下一页返回 任务任务- 仿真软件使用仿真软件使用打开打开 Proteus ISIS编辑环境，添加器件编辑环境，添加器件 A T89 C51，CAP、CAP-ELEC、CRYS-TAL、RES，按照，按照图图 -所所示连接电路和设置元件参数。示连接电路和设置元件参数。单击单击 ISIS菜单菜单 SourceAdd Remove Source File选项，弹出选项，弹出图图 3-2所示对话框。所示对话框。在在 C

24、ode Generation Tool下拉菜单选择代码生成工具下拉菜单选择代码生成工具 ASEM51。若。若 Source Code Filename下方框中没有所下方框中没有所要的源程序文件，则单击要的源程序文件，则单击 按钮，在对话框文件名框按钮，在对话框文件名框中输入新建源程序文件名中输入新建源程序文件名CLR RAM.asm 后，单击后，单击 “ 打打开开”按钮，在弹出的小对按钮，在弹出的小对上一页 下一页返回 任务任务- 仿真软件使用仿真软件使用话框中单击话框中单击 “ OK”按钮，新建的源程序文件就添加到按钮，新建的源程序文件就添加到 Source Code Filename下方框

25、中，同时在菜单下方框中，同时在菜单 Source 中也出现源程序文件中也出现源程序文件 CLR RAM.asm ，如，如图图-所示。所示。单击菜单单击菜单 Source CLR RAM.asm ，编写编辑源程序，编写编辑源程序，如图如图3-4所示。源程序所示。源程序清单如清单如图例图例1编辑无误后，单击保存按钮存盘，文件名就是编辑无误后，单击保存按钮存盘，文件名就是 CLR RAM.asm上一页 下一页返回 任务任务- 仿真软件使用仿真软件使用单击菜单单击菜单SourceDefine Code Generation Tools，设置代码产生工具。如设置代码产生工具。如图图-所示。其中，所示。其

26、中， Code Generation Tool（ 代码生成工具）设置为代码生成工具）设置为ASEM51；Make Rules中，中，Source Extn设置为设置为 ASM，Obj Extn设置为设置为 HEX，Command Line设置为设置为 ；Debug Data Extraction中，中，List File Extn设置为设置为 LST。单击单击 SourceBuild All，编译生成目标代码，编译结果，编译生成目标代码，编译结果在弹出的编译日志对话框中，如在弹出的编译日志对话框中，如图图 -所示，无错则生成所示，无错则生成目标代码文件。对目标代码文件。对 ASEM51系列及其

27、兼容单片机而言，目系列及其兼容单片机而言，目标代码文件格式为标代码文件格式为*.hex。这里生成目标代码文件。这里生成目标代码文件 LED.hex 。若有错，则可根据编译日志提示来调试源程序。若有错，则可根据编译日志提示来调试源程序，直至无错生成目标代码文件为止。，直至无错生成目标代码文件为止。上一页 下一页返回 任务任务- 仿真软件使用仿真软件使用在绘制的原理图中选中在绘制的原理图中选中 AT89C51并单击鼠标左键，打开并单击鼠标左键，打开 Edit Component对话窗口，窗口中对对话窗口，窗口中对 的属性设的属性设置如置如图图-所示。所示。单击单击 Proteus ISIS界面左下

28、角的单步仿真按钮，进入程序界面左下角的单步仿真按钮，进入程序调试状态，并在调试状态，并在 Debug菜单中打开菜单中打开8051 CPU Registers、8051 CPU Internal（IDATA） Memory及及8051 CPU SFR Memory三个观测窗口，按三个观测窗口，按 键，单步运行程序。在程序运行过程中，可以在这键，单步运行程序。在程序运行过程中，可以在这三个窗口中看到各寄存器及存储单元的动态变化。程序运行三个窗口中看到各寄存器及存储单元的动态变化。程序运行结束后，结束后， 8051 CPURegister和和8051 CPU Internal（IDATA） Memo

29、ry 的状态如的状态如图图-所示。所示。上一页 下一页返回 任务任务- 仿真软件使用仿真软件使用程序调试成功后，将汇编源程序的第行语句改为：程序调试成功后，将汇编源程序的第行语句改为： ， 编译后重新运行，即可实现存储块置的功能。编译后重新运行，即可实现存储块置的功能。上一页返回 任务任务- 单片机指令系统的单片机指令系统的基本知识基本知识3. 2.1指令系统概述指令系统概述1.指令的概念指令的概念(1)汇编语言指令汇编语言指令(2)汇编语言的语句格式汇编语言的语句格式(3)指令的长度指令的长度2. MCS-51单片机的寻址方式单片机的寻址方式(1)寄存器寻址方式寄存器寻址方式 操作数存放在寄

30、存器中，指令中直接给出该寄存器名称的寻操作数存放在寄存器中，指令中直接给出该寄存器名称的寻址方式。可以获得较高的传送和运算速度。址方式。可以获得较高的传送和运算速度。下一页返回 任务任务- 单片机指令系统的单片机指令系统的基本知识基本知识(2)直接寻址方式直接寻址方式 在指令中只是给出源操作数的直接地址，即操作数本身存放在指令中只是给出源操作数的直接地址，即操作数本身存放在该地址所指示的存储单元中，此寻址方式称为直接寻址。在该地址所指示的存储单元中，此寻址方式称为直接寻址。(3)寄存器间接寻址方式寄存器间接寻址方式 以寄存器中的内容为地址，从该地址中取出操作数的寻址方以寄存器中的内容为地址，从

31、该地址中取出操作数的寻址方式称为寄存器间接寻址。式称为寄存器间接寻址。(4)立即寻址方式立即寻址方式指令编码中直接给出操作数的寻址方式称为立即寻址。指令编码中直接给出操作数的寻址方式称为立即寻址。(5)变址寻址方式变址寻址方式以一个基地址加上一个偏移量地址形成操作数地址的寻址方以一个基地址加上一个偏移量地址形成操作数地址的寻址方式称为变址寻址。式称为变址寻址。上一页 下一页返回 任务任务- 单片机指令系统的单片机指令系统的基本知识基本知识(6)相对寻址方式相对寻址方式(7)位寻址方式位寻址方式对位地址中的内容进行操作的寻址方式称为位寻址方式。对位地址中的内容进行操作的寻址方式称为位寻址方式。3

32、.指令格式中符号意义说明指令格式中符号意义说明3. 2. 2 MCS-51单片机指令系统的分单片机指令系统的分类介绍类介绍1.数据传送类指令数据传送类指令(1)内部内部RAM数据传送指令数据传送指令以累加器为目的操作数的指令以累加器为目的操作数的指令以寄存器以寄存器Rn为目的操作的指令。为目的操作的指令。上一页 下一页返回 任务任务- 单片机指令系统的单片机指令系统的基本知识基本知识以直接地址为目的操作数的指令。以直接地址为目的操作数的指令。以间接地址为目的操作数的指令、以间接地址为目的操作数的指令、十六位数的传递指令。十六位数的传递指令。(2)外部外部RAM数据传送指令数据传送指令(3)程序

33、存储器数据传送指令程序存储器数据传送指令(4)堆栈操作指令堆栈操作指令(5)数据交换指令数据交换指令字节交换指令字节交换指令半字节交换指令。半字节交换指令。累加器累加器A高低半字节交换指令。高低半字节交换指令。上一页 下一页返回 任务任务- 单片机指令系统的单片机指令系统的基本知识基本知识2.算术运算类指令算术运算类指令(1)加法指令加法指令(2)带进位加法指令带进位加法指令(3)带借位减法指令带借位减法指令(4)加加1指令指令(5)减减1指令指令(6)乘法、除法指令乘法、除法指令(7)一进制加法调整指令一进制加法调整指令上一页 下一页返回 任务任务- 单片机指令系统的单片机指令系统的基本知识

34、基本知识3.逻辑与运异指令逻辑与运异指令(1)逻辑与运算指令逻辑与运算指令(2)逻辑或运算指令逻辑或运算指令(3)逻辑异或运算指令逻辑异或运算指令(4)累加器清累加器清0和取反指令和取反指令(5)移位指令移位指令4.控制转移指令控制转移指令(1)无条件转移指令无条件转移指令不规定条件的程序转移称之为无条件转移。不规定条件的程序转移称之为无条件转移。(2)条件转移指令条件转移指令所谓条件转移就是程序转移是有条件的。所谓条件转移就是程序转移是有条件的。上一页 下一页返回 任务任务- 单片机指令系统的单片机指令系统的基本知识基本知识 (3)子程序调用与返回指令组子程序调用与返回指令组子程序结构，即把

35、重复的程序段编写为一个子程序，通过主子程序结构，即把重复的程序段编写为一个子程序，通过主程序调用而使用它。减少了编程工作量，缩短了程序的长度程序调用而使用它。减少了编程工作量，缩短了程序的长度。5.位操作类指令位操作类指令(1)位传送指令位传送指令(2)位置位复位指令位置位复位指令(3)位运算指令位运算指令(4)位控制转移指令组位控制转移指令组上一页 下一页返回 任务任务- 单片机指令系统的单片机指令系统的基本知识基本知识3. 2. 3汇编语言的伪指令汇编语言的伪指令 汇编语言的伪指令是汇编程序能够识别并对汇编过程进行某汇编语言的伪指令是汇编程序能够识别并对汇编过程进行某种控制的汇编命令。它没

36、有对应的可执行目标码，不是单片种控制的汇编命令。它没有对应的可执行目标码，不是单片机执行的指令，所以汇编后产生的目标程序中不会再出现伪机执行的指令，所以汇编后产生的目标程序中不会再出现伪指令。指令。1.定位伪指令定位伪指令ORG ( Origin)功能功能:指出汇编语言程序通过编泽，得到的机器语言程序的起指出汇编语言程序通过编泽，得到的机器语言程序的起始地址。始地址。2.定义字节伪指令定义字节伪指令DB ( Define Byte ) 功能功能:定义程序存储器从标号开始的连续单元，用来存放常定义程序存储器从标号开始的连续单元，用来存放常数、字符和表格。数、字符和表格。上一页 下一页返回 任务任

37、务- 单片机指令系统的单片机指令系统的基本知识基本知识3.定义字伪指令定义字伪指令DW ( Define Word )功能功能:同同DB，不同的是为，不同的是为16位数据位数据4.汇编结束命令汇编结束命令END 功能功能:END是汇编语言源程序的汇编结束标志，在它后面所是汇编语言源程序的汇编结束标志，在它后面所写的指令均不予处理。写的指令均不予处理。5.等值命令等值命令EQU功能功能:将一个数或特定的汇编符号赋予规定的字符名称。先定将一个数或特定的汇编符号赋予规定的字符名称。先定义后使用。义后使用。上一页 下一页返回 任务任务- 单片机指令系统的单片机指令系统的基本知识基本知识6.空间定义伪指

38、令空间定义伪指令DS 功能功能:从标号指定的地址单元开始，在程序存储器中保留由从标号指定的地址单元开始，在程序存储器中保留由表达式所指定的个数的存储单元作为备用的空间，并都填以表达式所指定的个数的存储单元作为备用的空间，并都填以零值。零值。7.位地址符号定义伪指令位地址符号定义伪指令BIT功能功能:将位地址赋给指定的符号名。将位地址赋给指定的符号名。上一页 返回思考题思考题1.在在Keil C中调试本课题的中调试本课题的3. 1. 2的存储区间清。或者置的存储区间清。或者置1的程序。的程序。2.单片机有哪几种寻址方式单片机有哪几种寻址方式?3.访问特殊功能寄存器访问特殊功能寄存器SFR可以采用

39、哪些寻址方式可以采用哪些寻址方式?4.访问内部访问内部RAM单元可以采用哪些寻址方式单元可以采用哪些寻址方式?访问外部访问外部RAM单元可以采用哪些寻址方式单元可以采用哪些寻址方式?5.访问外部程序存储器可以采用哪些寻址方式访问外部程序存储器可以采用哪些寻址方式?下一页返回思考题思考题6.若若(50H)=40 H，试写出执行以下程序段后累加器，试写出执行以下程序段后累加器A，寄存器寄存器RO及内部及内部RAM的的40H、41H、42H单元中的内容单元中的内容各为多少？各为多少？MOV A,50HMOV RO,AMOV A,#00HMOV RO , AMOV A,3 BHMOV 41H,AMOV

40、 42H,41H上一页 下一页返回思考题思考题7.试写出完成以下每种操作的指令程序。试写出完成以下每种操作的指令程序。(1)将将R6的内容传送到的内容传送到R7;(2)内部内部RAM单元单元SOH的内容传送到寄存器的内容传送到寄存器R6;(3)外部外部RAM单元单元2000 H的内容传送到内部的内容传送到内部RAM单元单元70 H ;(4)外部外部RAM单元单元2000 H的内容传送到寄存器的内容传送到寄存器R6;(5)外部外部RAM单元单元2000 H的内容传送到外部的内容传送到外部RAM单元单元3000 H。上一页 下一页返回思考题思考题8.试编写程序，将试编写程序，将R1中的低中的低4位

41、数与位数与R2中的高中的高4位数合并成位数合并成一个一个8位数，并将其存放在位数，并将其存放在R1中。中。9.试编写程序，完成两个试编写程序，完成两个16位数的减法位数的减法:7F4DH一一2B4EH，结果存人内部，结果存人内部RAM 的的30H和和31H单元，单元，31H单元存差单元存差的高的高8位，位，30H单元存差的低单元存差的低8位。位。上一页 返回小结小结指令是指令是 控制计算机进行某种操作的命令，指令系统控制计算机进行某种操作的命令，指令系统则是全部指令的集合。则是全部指令的集合。 单片机有七种寻址方式单片机有七种寻址方式，其指令系统按指令功能分则有数据传送类指令、算术运算，其指令

42、系统按指令功能分则有数据传送类指令、算术运算类指令、逻辑运算及移位类指令、控制转移类指令和位操作类指令、逻辑运算及移位类指令、控制转移类指令和位操作类指令，另外还有用于控制汇编过程的伪指令。类指令，另外还有用于控制汇编过程的伪指令。返回图例图例1返回图图- 单片机最小系统图单片机最小系统图返回图图- 对话框对话框返回图图3-3 源程序文件加载到源程序文件加载到 返回图图- 编写编辑源程序编写编辑源程序返回图图- 目标代码生成工具设置目标代码生成工具设置返回图图- 源程序编译日志窗口源程序编译日志窗口返回图图- 的属性设置的属性设置返回图图- 程序调试教程中的各存程序调试教程中的各存储器的状态储

43、器的状态返回课题课题4单片机中断与定时功能的应单片机中断与定时功能的应用用任务任务4. 1利用按键产生外部中断控制信利用按键产生外部中断控制信号灯亮灭号灯亮灭任务任务4. 2方波信号发生器的设计方波信号发生器的设计任务任务4. 3交通信号灯设计和调试交通信号灯设计和调试小结小结思考题思考题任务任务4. 1利用按键产生外部中断控利用按键产生外部中断控制信号灯亮灭制信号灯亮灭4.1.1外部中断的使用实训外部中断的使用实训1.问题的引出问题的引出2.操作演示或跟着做操作演示或跟着做3.观察现象观察现象4.分析分析下一页返回任务任务4. 1利用按键产生外部中断控利用按键产生外部中断控制信号灯亮灭制信号

44、灯亮灭4.1.2什么是中断什么是中断1.中断的概念中断的概念中断是中断是CPU在执行现行程序过程中，发生随机事件或特殊请在执行现行程序过程中，发生随机事件或特殊请求，使求，使CPU中止现行程序的执行，转去执行随机事件或特殊中止现行程序的执行，转去执行随机事件或特殊请求的处理程序，待处理完毕后，在返回被中止的程序继续请求的处理程序，待处理完毕后，在返回被中止的程序继续执行的过程。执行的过程。2.几个相关术语几个相关术语中断源中断源中断请求信号中断请求信号上一页 下一页返回任务任务4. 1利用按键产生外部中断控利用按键产生外部中断控制信号灯亮灭制信号灯亮灭中断断点中断断点中断返回中断返回中断响应中

45、断响应中断服务程序中断服务程序4.1.3中断的作用与基本功能中断的作用与基本功能1.中断的作用中断的作用(1)分时操作分时操作(2)实时处理实时处理(3)故障处理故障处理上一页 下一页返回任务任务4. 1利用按键产生外部中断控利用按键产生外部中断控制信号灯亮灭制信号灯亮灭2.中断源中断源引起中断的事件称为中断源。计算机的中断源通常有以下几引起中断的事件称为中断源。计算机的中断源通常有以下几种种:(1)一般输入一般输入/输出设备输出设备(2)实时时钟或计数信号实时时钟或计数信号(3)故障源故障源(4)为调试程序而设置的中断源为调试程序而设置的中断源3.中断系统的基本功能中断系统的基本功能(1)识

46、别中断源识别中断源(2)实现中断及返回实现中断及返回(3)实现优先权排队实现优先权排队(4)高级中断源能中断低级中断处理高级中断源能中断低级中断处理上一页 下一页返回任务任务4. 1利用按键产生外部中断控利用按键产生外部中断控制信号灯亮灭制信号灯亮灭4. 1. 4 MCS-51单片机中断系统的组单片机中断系统的组成成1. MCS-51系列单片机中的中断源系列单片机中的中断源8051单片机有单片机有5个中断源，分别是个中断源，分别是INTO , NIT1 , TO , T1和串行口。和串行口。2.中断请求标志中断请求标志(1)定时器定时器/计数器控制寄存器计数器控制寄存器TCON (88H)(2

47、)串行口控制寄存器串行口控制寄存器SCON (98H)3.中断允许控制寄存器中断允许控制寄存器IE (A8H)4.中断源优先级控制寄存器中断源优先级控制寄存器IP (B8H)上一页 下一页返回任务任务4. 1利用按键产生外部中断控利用按键产生外部中断控制信号灯亮灭制信号灯亮灭4.1.5中断响应中断响应1.响应条件响应条件CPU响应中断的条件有响应中断的条件有:有中断源发出中断请求。有中断源发出中断请求。中断总允许位中断总允许位EA=1，即，即CPU开中断开中断中请中断的中断源的中断允许位为中请中断的中断源的中断允许位为1满足以上条件，满足以上条件，CPU响应中断响应中断;如果中断受阻，如果中断

48、受阻，CPU不会响不会响应中断应中断.上一页 下一页返回任务任务4. 1利用按键产生外部中断控利用按键产生外部中断控制信号灯亮灭制信号灯亮灭 2.响应过程响应过程 单片机一旦响应中断，首先置位响应的优先级触发器，然单片机一旦响应中断，首先置位响应的优先级触发器，然后执行一个硬件子程序调用，把断点地址压入堆栈保护，然后执行一个硬件子程序调用，把断点地址压入堆栈保护，然后将对应的中断入口地址装入程序计数器后将对应的中断入口地址装入程序计数器PC，使程序转向该，使程序转向该中断入口地址，以执行中断服务程序。中断入口地址，以执行中断服务程序。3.中断处理中断处理CPU响应中断结束后即转至中断服务程序的

49、入口。从中断服响应中断结束后即转至中断服务程序的入口。从中断服务程序的第一条指令开始到返回指令为止，这个过程称为中务程序的第一条指令开始到返回指令为止，这个过程称为中断处理或称中断服务。断处理或称中断服务。上一页 下一页返回任务任务4. 1利用按键产生外部中断控利用按键产生外部中断控制信号灯亮灭制信号灯亮灭4.中断返回中断返回中断处理程序的最后一条指令是中断返回指令中断处理程序的最后一条指令是中断返回指令RETI。4. 1. 6 MCS-51单片机中断系统应用单片机中断系统应用1.中断系统的初始化中断系统的初始化包括以下三个部分包括以下三个部分:(1)开中断开中断(2)确定优先权确定优先权(3

50、)确定外部中断触发方式确定外部中断触发方式上一页 下一页返回任务任务4. 1利用按键产生外部中断控利用按键产生外部中断控制信号灯亮灭制信号灯亮灭2.外部中断举例和实训外部中断举例和实训 (1)硬件原理图硬件原理图本例硬件可由课题本例硬件可由课题2制作的最小系统和信号灯电路构成，硬制作的最小系统和信号灯电路构成，硬件原理图件原理图如如4-2所示。所示。(2)流程图流程图如如图图4-3所示。所示。上一页 下一页返回任务任务4. 1利用按键产生外部中断控利用按键产生外部中断控制信号灯亮灭制信号灯亮灭(3)程序程序(4)操作练习操作练习通过仿真软件仿真调试。通过仿真软件仿真调试。在自制的实验板上调试。

51、在自制的实验板上调试。上一页 返回任务任务4. 2方波信号发生器的设计方波信号发生器的设计4. 2.1方波信号发生器方波信号发生器1.问题的引出问题的引出 要求用要求用MCS-51单片机做信号发生器，产生周期为单片机做信号发生器，产生周期为1 m*即即频率为频率为1 kHz的方波信号。的方波信号。2.操作演示或跟着做操作演示或跟着做 我们在课题我们在课题2制作的单片机最小系统板上，将信号灯电路制作的单片机最小系统板上，将信号灯电路板接到单片机的板接到单片机的P1口，将编好的程序写人单片机中，接通电口，将编好的程序写人单片机中，接通电源源只用单片机最小系统板，将编好的程序只用单片机最小系统板，将

52、编好的程序(后面例题具体分析后面例题具体分析)写人单片机中，接通电源写人单片机中，接通电源也可用仿真软件仿真也可用仿真软件仿真下一页返回任务任务4. 2方波信号发生器的设计方波信号发生器的设计3.观察现象观察现象可观察到接可观察到接Pl. 1引脚的信号灯亮灭闪烁。引脚的信号灯亮灭闪烁。用示波器从用示波器从MCS-51单片机的单片机的Pl. 1引脚可观察到引脚可观察到1 kHz的方波信号的方波信号4.分析分析4. 2. 2单片机定时器单片机定时器/计数器结构计数器结构在实时控制系统中，经常需要有实时时钟以实现定时、延时在实时控制系统中，经常需要有实时时钟以实现定时、延时控制，也常需要有计数功能以

53、实现对外界脉冲控制，也常需要有计数功能以实现对外界脉冲(事件事件)进行计进行计数。定时器数。定时器/计数器是面向控制领域的单片机系统的一项极计数器是面向控制领域的单片机系统的一项极为重要的功能。为重要的功能。上一页 下一页返回任务任务4. 2方波信号发生器的设计方波信号发生器的设计1.定时器定时器/计数器计数器TO , T1的结构的结构MCS-51单片机定时器单片机定时器/计数器结构如计数器结构如图图4-5所示。所示。 2.定时器定时器/计数器的工作原理计数器的工作原理MCS-51单片计算机内部设置的两个单片计算机内部设置的两个16位可编程的定时器位可编程的定时器/计数器计数器TO和和T1，它

54、们均有定时和计数功能。，它们均有定时和计数功能。 TO和和T1的工作方式功能选择、定时时间、启动方式等均可的工作方式功能选择、定时时间、启动方式等均可以通过编程对相应特殊功能寄存器以通过编程对相应特殊功能寄存器TMOD和和TCON的设置来的设置来实现的，计数器值也由软件命令设置于实现的，计数器值也由软件命令设置于16位的计数寄存器中位的计数寄存器中(THO , TLO或或TH1 , TL1 )，计数器的工作是加，计数器的工作是加1的计数的计数器。器。上一页 下一页返回任务任务4. 2方波信号发生器的设计方波信号发生器的设计 选择选择TO和和T1工作在定时方式时，计数器对内部时钟机器周工作在定时

55、方式时，计数器对内部时钟机器周期数进行计数，即每个机器周期等于期数进行计数，即每个机器周期等于12个晶体振荡周期个晶体振荡周期;选选择择TO和和T1工作在计数方式时，计数脉冲来自外部输入引脚工作在计数方式时，计数脉冲来自外部输入引脚TO和和T1，用于对外部事件进行计数。当外部输入信号由，用于对外部事件进行计数。当外部输入信号由1至。的跳变时，计数器的值加至。的跳变时，计数器的值加1。3.方式控制寄存器方式控制寄存器TMOD (89H)特殊功能寄存器特殊功能寄存器TMOD为为TO , T 1的工作方式寄存器，其格的工作方式寄存器，其格式如式如图例图例14.控制寄存器控制寄存器TCON其格式如其格

56、式如图例图例2上一页 下一页返回任务任务4. 2方波信号发生器的设计方波信号发生器的设计4. 2. 3 MCS-51单片机定时器单片机定时器/计数器计数初值的计算方计数器计数初值的计算方法法 使用定时器使用定时器/计数器时必须计算初值。定时器计数器时必须计算初值。定时器/计数器通过计数器通过软件对软件对TMOD的的M1和和MO位设置四种不同的工作方式，每位设置四种不同的工作方式，每一种工作方式对应最大计数值见一种工作方式对应最大计数值见表表4-3。(1)定时功能的初值计算定时功能的初值计算(2)计数功能的初值计算计数功能的初值计算4. 2. 4MCS-51单片机定时器单片机定时器/计数器计数器

57、的设置的设置1.工作方式工作方式0方式方式0为为13位定时器位定时器/计数器。计数器。上一页 下一页返回任务任务4. 2方波信号发生器的设计方波信号发生器的设计2.工作方式工作方式1方式方式1的内部结构如的内部结构如图图4-8所示所示 方式方式1是是16位定时器位定时器/计数器，其结构几乎与方式计数器，其结构几乎与方式0完全相完全相同，唯一的区别是计数器的长度为同，唯一的区别是计数器的长度为16位。位。3.工作方式工作方式2方式方式2是能自动重装计数初值的是能自动重装计数初值的8位计数器，内部结构如位计数器，内部结构如图图4-10所示所示4.方式方式3方式方式3的内部结构如的内部结构如图图4-

58、11所示，工作方式所示，工作方式3对对TO和和T1是是大不相同的。大不相同的。上一页 下一页返回任务任务4. 2方波信号发生器的设计方波信号发生器的设计4. 2. 5 MCS-51单片机定时器单片机定时器/计数器计数器应用训练应用训练1.定时器定时器/计数器初始化设计计数器初始化设计初始化包括以下内容初始化包括以下内容: 根据需要确定工作方式，形成相应的中断控制字，对方式根据需要确定工作方式，形成相应的中断控制字，对方式寄存器寄存器TMOD初始化。初始化。根据实际定时或计数的需要，以及所选择的工作方式，计根据实际定时或计数的需要，以及所选择的工作方式，计算计数初值，对计数器算计数初值，对计数器

59、THO , TLO , TH 1、TL1进行初始进行初始化。化。上一页 下一页返回任务任务4. 2方波信号发生器的设计方波信号发生器的设计根据需要开放相应的中断，对中断控制寄存器根据需要开放相应的中断，对中断控制寄存器IE进行初始进行初始化。化。启动定时启动定时/计数器工作，即对定时器计数器工作，即对定时器/控制器控制寄存器控制器控制寄存器TCON进行初始化。进行初始化。2.定时器定时器/计数器应用举例和实训计数器应用举例和实训(1)硬件原理图硬件原理图(2)软件编程软件编程(3)操作练习操作练习通过仿真软件仿真调试。通过仿真软件仿真调试。在自制的实验板上调试。在自制的实验板上调试。上一页返回

60、任务任务4. 3交通信号灯设计和调试交通信号灯设计和调试4. 3. 1交通信号灯的工作要求交通信号灯的工作要求假设一个十字路口为东西南北走向。信号灯按以下几个状态假设一个十字路口为东西南北走向。信号灯按以下几个状态顺序工作顺序工作:初始状态初始状态0，东西、南北红灯全亮，延时一定时间，东西、南北红灯全亮，延时一定时间;状态状态1，南北绿灯亮通车，东西红灯，延时一定时间，南北绿灯亮通车，东西红灯，延时一定时间;状态状态2，南北绿灯闪烁几次转黄灯，东西仍然红灯，延时，南北绿灯闪烁几次转黄灯，东西仍然红灯，延时一定时间一定时间;状态状态3，南北红灯，东西绿灯通车，延时一定时间，南北红灯，东西绿灯通车