为了很好的使用8051单片机应重点

1、为了很好的使用8051单片机应重点了解以下几方面的内容：(1)8051引脚功能。(2)中央处理器CPU和21个特殊功能寄存器的功能，以及它们之间相互依存，协调工作的关系。(3)8051存储器的结构、组织形式及地址空间分配(其中包括21个特殊功能寄存器的地址空间)。(4)4个8位并行I/O口(P0、P1、P2、P3口)的结构、功能及操作方法。其中包括利用这些口线实现系统扩展。(5)2个定时器/计数器的结构、功能和工作方式以及设定方法。(6)中断系统结构、工作原理及设定方法。(7)串行I/O口结构、工作方式及设定方法。(8)MCS51单片机指令系统。 1下面对上述主要内容作以简要介绍 1.8051

2、引脚功能 芯片总计40条引脚，其中有4个8位并行输入/输出(I/O)口分别称为P0 、P1 、P2 、P3 口引脚，共占用32条引脚，除此之外，电源VCC 和VSS 占用两条引脚，时钟电路占用XTAL1和XTAL2两条引脚，控制信号ALE/、EA/VPP和RST/VPD占用四条引脚。2.中央处理器CPU和21个特殊功能寄存器 中央处理器CPU由运算器、控制器、布尔处理器和工作寄存器、专用寄存器等部分组成。它是单片机的大脑和心脏。其功能是产生控制信号，执行程序存储器中的程序指令，把数据从存储器或输入口传送到CPU或反向传送，并可对输入到CPU里的数据进行算术逻辑运算以及位操作处理。 2(1)运算

3、器是以算术逻辑部件ALU为核心，加上累加器ACC、寄存器B、暂存寄存器、程序状态寄存器PSW以及布尔处理器、十进制运算调整电路等构成整个运算器逻辑电路，用以完成加、减、乘、除算术运算，十进制数调整运算，逻辑位的置“1”、清“0”和取反操作以及与、或、异或等逻辑运算。(2)控制器 控制器又是CPU的大脑中枢，由定时和控制逻辑、时钟系统、指令寄存器和指令译码器、程序计数器PC及加1增量器、数据指针DPTR和堆栈指针SP以及地址寄存器、地址缓冲器等部分组成。它的功能是对程序中的逐条指令进行译码，并通过定时和控制电路在规定的时刻发出各种操作所需的内部和外部控制信号，协调各部分的工作，完成指令规定的操作

4、。3 (3)专用寄存器 专用寄存器是CPU工作时用来寄存信息的单元。在运算过程中起着重要的作用。 累加器ACC是CPU中关键的8位寄存器，它通过暂存寄存器和ALU相连，很多指令的执行都要经过它来完成。如进行算术逻辑运算时，运算器的一个输入多为ACC的输出，而运算结果大多数也要送回到 ACC中。因而它是CPU中工作最繁忙的寄存器。 寄存器B一般用于乘、除指令，与累加器ACC配合使用。寄存器B中存放乘数或除数。运算结果中，乘积的高8位或除法的余数部分存放在寄存器B中。其它操作中寄存器B可作为一般寄存器或中间结果暂存器使用。 程序状态字寄存器PCW是一个8位的寄存器，寄存当前指令执行后的状态，为下一

5、条或以后指令的执行提供状态条件。因此，许多指令的执行结果将影响PSW的某些对应的状态标志位。 421个特殊功能寄存器分别与以下各功能部件配合使用。 (1) CPU：ACC、B、PSW、SP、DPH和DPL； (2) 并行I/O口：P0、P1、P2、P3； (3) 中断系统：IE、IP； (4) 定时器/计数器：TMOD、TCON、TL0、TH0、TL1、TH1； (5) 串行I/O口：SCON、SBUF、PCON；58051单片机一般采用程序存储器与数据存储器分别编址的哈佛结构，使程序存储器和片外数据存储器地址空间均为216=64KB。除以上两个存储空间外，8051片内还有256字节的数据存储

6、器空间。由此可见8051单片机的存储器组织形式是由三个相互独立的地址空间来组织的，即 (1)256字节的片内数据存储器地址空间； (2)64K字节的片外数据存储器地址空间； (3)64K字节的程序存储器(包括片内和片外)地址空间。38051单片机存储器的结构，组织形式及地址空间分配6下面对以上三个存储空间的结构、地址空间分配及地址指针分别进行介绍(1) 片内数据存储器 片内数据存储器共256字节空间，分成两部分：一部分为00H7FH地址空间的128字节数据存储器，另一部分为80HFFH地址空间上离散分布的21个特殊功能寄存器，在这部分地址空间上除了21个特殊功能寄存器地址上有存储体外，其它地址

7、空间没有定义，即没有存储体，只有空地址号。既取不出数据，也存不进数据。 对于前一部分00H7FH地址空间的128字节又分为几个不同的功能区： 00H1FH地址空间的32个字节单元分为4个工作寄存器区，每个区有8个字节单元构成一组工作寄存器分别命名为R0-R7。当前使用的工作寄存器组由程序状态字寄存器的RS1和RS0两位的状态决定。 20H2FH地址空间的16个字节单元的128个位构成单片机的位寻址区域。即这16个字节单元中的每一个位都有自己的位地址，位地址范围是00H77FH。对于这个区域，除了可作为一般RAM单元进行读、写外，还可以对每个字节的每一位进行读写操作。这些位的编址与128个片内数

8、据存储器单元字节的编址重复，都是从00H7FH，这就要靠指令本身来区别，即位操作指令与字节操作指令有明显的区别。30H7FH地址空间的80个字节单元作为普通的RAM区，用以存放中间数据，暂存结果数据或划出一部分作为堆栈区使用。片内数据存储器可以直接用地址号进行寻址。对于工作寄存器区也可用寄存器寻址方式寻址。对于堆栈区则由堆栈指针SP来寻址。在8051单片机片内数据存储器空间的高128字节中离散地安排了前面所述的21个特殊功能寄存器。8(2)片外数据存储器片外数据存储器由随机存储器RAM作为存储体。实际应用中根据采集和处理数据量的大小来决定扩展容量，最大可扩展到64KB，地址空间从0000H0F

9、FFFH。在扩展片外数据存储器时，由P3.7和P3.6的第二功能和作为其读写信号。访问片外数据存储器时用专门的指令MOVX(该指令可使或产生有效信号)，并用16位的数据指针DPTR作我为地址指针。(3)程序存储器 单片机将片内程序存储器和片外程序存储器按统一地址编址，最大容量为64K字节，地址空间从0000H0FFFFH。片内与片外程序存储器在低4K字节(即0000H0FFFH地址空间)出现重叠。这种重叠可由专门的引脚进行控制和选择。当接高电平时，内部4K存储器有效，片外从1000H开始编址，当PC计数器大于0FFFH时，由CPU控制自动转向片外程序存储器取指令，无须用户干预。若接低电平时，片

10、内低4K程序存储器失去作用，片外的低4K程序存储器有效，所有指令都从片外程序存储器取。片外程序存储器用 PSEN信号选通。程序存储器只存放程序与常数或表格。访问程序存储器时，16位程序计数器PC作为程序指针。也可由16位的DPTR或PC作为访问程序存储器的基地址指针。 9 4. 并行输入/输出(I/O)口P0 、P1 、P2 、P3 P0 口(P0.0 -P0.7 ，占用32-39号引脚)：P0 口是一个漏极开路的8位准双向I/O口，在进行片外存储器扩展时，它既要作为16位地址总线的低8位地址线使用，又要作为8位的双向数据总线使用，因而要求它能进行分时操作。即在访问片外存储器时，首先通过P0

11、口向外传送低8位地址，并利用ALE信号的下降沿将这低8位地址锁存到与其相连的片外锁存器中，然后再将P0口作为8位双向数据总线使用，可双向传送8位数据。当P0口作为普通输入口使用时，应先向片内的口锁存器写“1”。(这也是称为准双向口的原因所在，即作为普通输入口使用时是有条件的) P1口(P1.0-P1.7，占用1-8号引脚)：P1口是一个带有内部上拉电阻的8位准双向I/O口。P1口作为输入口使用时，也应先向片内的口锁存器写“1”. P2口(P2.0-P2.7，占用21-28号引脚)：P2口也是一个带有内部上拉电阻的8位准双向I/O口，在进行片外存储器扩展时，它仅作为16位地址总线的高8位地址线使

12、用，在访问片外存储器的整个过程中，P2口上高8位地址信号被锁存在P2口的片内口锁存器内，并直接提供给片外存储器，因而不必外接片外锁存器。当P2口作为普通输入口使用时，也应向片内的口锁存器写“1”.10P3口(P3.0-P3.7，占用10-17号引脚)：P3口也是一个带有内部上拉电阻的8位准双向I/O口。P3口除了作为一般准双向I/O口使用外，每个引脚还有自己的第二功能： P3.0 RSD串行口输入端。 P3.1 TXD串行口输出端。 P3.2 -外部中断0输入端。 P3.3 -外部中断1输入端。 P3.4 T0定时器/计数器0外部计数脉冲输入端。 P3.5 T1定时器/计数器1外部计数脉冲输入

13、端。 P3.6 外部数据存储器写选通输入端。 P3.7 外部数据存储器读选通输出端。11 5.定时器/计数器 8051单片机内有两个16位的定时/计数器。定时器0(T0)和定时器1(T1)。它们可以用作定时器或外部事件的计数器，由特殊功能寄存器TMOD中的控制位来选择T0、T1的定时或计数功能。 定时/计数器是一种可编程的部件，在其工作之前必须由软件将控制字写入工作方式寄存器TMOD，用以选择T0或T1的定时功能或计数功能以及确定T0或T1的工作方式。这个过程称为定时/计数器的初始化。 定时/计数器初始化后，还不能立刻进入工作状态，必须由控制寄存器TCON的相应位来控制定时/计数器的启动或停止

14、。TCON除了用于控制定时/计数器的启动和停止外，还用以标明定时/计数器的溢出和中断情况。 126.中断系统 计算机在执行某一段程序的过程中，由于计算机系统内、外的某种原因，有必要尽快终止这段程序的执行，而转去执行相应的处理程序，待处理完之后，再返回去继续执行被终止的这段程序。这种在某段程序执行过程中由于某种随机突发的原因被中间打断的情况称之为中断。中断类似于程序中的调用子程序，区别在于中断的发生是随机的而调用子程序是编程人员在程序顺序上事先按排好的。由此看来，微机测控系统更需要中断技术。 采用中断技术的优点是： (1)中断系统可以提高CPU对外界异步事件的处理能力，解决了快速CPU与慢速的定

15、时器、串行口以及外部设备之间的矛盾，大大提高了CPU的工作效率。 (2)中断系统使CPU能够及时处理实时测控中许多随机的参数和信息。在实时测控系统中，现场的各个参数和信息在任何时刻均可向CPU发出中断请求，要求CPU及时处理。 (3)中断系统使CPU具有了故障处理能力和抗干扰能力，提高了计算机自身的可靠性。在程序运行过程中，由于外界的干扰出现一些事先无法预知的故障是难免的，如电源突跳，甚至掉电、存储出错、程序运行出现混乱(熟称程序飞走)等。有了中断能力，这些故障均可由计算机自行解决。13 可见引进中断技术后，大大提高了计算机的效率和处理问题的实时性、灵活性以及抗干扰能力。因此计算机中断系统功能

16、的强弱、先进与否是衡量它的实时处理能力和应用范围的重要标志。MCS51系列单片机是针对工业测控系统的要求而设计的，因而也设计有功能较强的中断系统。 8051单片机提供5个中断源，2个优先级。可以实现二级中断服务程序嵌套。每个中断源都可以设置为高优先级中断或低优先级中断。同一优先级的中断源同时向CPU请求时，5个中断源又会由硬件形成自然的优先级顺序。这5个中断源为外部输入的中断请求源INT0和INT1；片内定时/计数器T0和T1的溢出中断请求源TF0(TCONT.5)和TF1(TCON.7)；还有一个为片内串行口中断请求源TI和RI。 与中断系统有关的特殊功能寄存器有：中断优先级控制寄存器IP；

17、中断允许控制寄存器IE；中断源寄存器TCON和SCON的相关位。147串行接口 8051单片机设计有一个全双工串行接口，它有两个物理上独立的接收、发送数据缓冲器SBUF可同时接收和发送数据。特殊功能寄存器SCON和PCON控制串行口的工作方式及波特率。波特率发生器可用定时器T1构成。通过SCON的SM0和SM1串行口可选择四种工作方式，其功能如下： 方式0：同步移位寄存器，波特率为fosc/12(fosc为时钟频率)。 方式1：串行口为8位异步通讯口，波特率可变。 方式2：串行口为9位异步通讯接口，波特率为fosc/64或fosc/32。 方式3：串行口为9位异步通讯接口，波特率可变。158.

18、 MCS51单片机的指令系统 (1)指令系统简介 8051单片机指令系统共有33种操作功能，同一种操作功能可以有几种功能符号表示(如传送功能中可以用MOV、MOVX、MOVC表示不同的存储空间的传送功能)，所以共有42种功能符号与不同的目的地址、源地址相结合可构成指令系统的全部指令111条。 这111条指令按功能可分为五大类： 数据传送类指令29条 算术操作类指令24条 逻辑操作类指令24条 控制转移类指令17条 位操作类指令17条 8051指令系统111条指令中有49条为单字节指令，45条为双字节指令，17条为三字节指令。这111条指令中有64条为单机器周期指令，45条为双机器周期指令，只有乘法和除法指令为四机器周期指令。16(2)汇编语言指令格式及助记符 MCS51单片机汇编语言指令一般由操作功能码助记符、目的操作数和源操作数等几部分组成。指令格式如下： 标号：操作功能码 目的操作数，源操作数 ；注释 标号是表示该指令的符号地址，