单片机原理与应用教案

1通过示意图详细讲解各部件通过直观教学和教师的具体讲解，培养学生的逻辑思维和抽象思维能力；培养学生归纳总结问题的能力。采用“媒体演示——分析概括——巩固提高”的教学模式导入：单片机作为一个非常有前途的计算机技术，其应用遍及多种领域。通过对单片机组成及其发展的了解，为以后深入学习单片机做好铺垫。选取一），片机的应用，并适当拆解实物，观察单片机芯片。一、单片机的组成单片机又称单片微型计算机，是将微型计算机的中央处理器、存储器、输入/输出接口电路集成在同一块芯片上，具有独特功能的微型计算机。运算器和控制器合在一起称为中央处理器，即CPU，它是计算机的核心部存储器一般分为只读存储器（ROM）（又称程序存储器）和随机存储器完成信号转换与驱动、数据传输和控制等功能。2二、单片机的特点·抗干扰性强，工作温度范围宽。·高可靠性。·控制功能强，数值计算能力相对较差。·指令系统比通用微机简单，并具有许多面向控制的指令。三、单片机的应用领域单片机主要面向工业控制，实现在线控制。详细讲解详细讲解各发展阶段及其代表性产品·办公自动化领域·商业营销领域·工业自动化·智能控制四、单片机的发展方向让学生对单片机的发展进行深入理解让学生对单片机的发展进行深入理解六、单片机技术的学习方法），试软件或者Kilec软件），用于下载目标代码的ISP（在系统编程）下载软件1·熟悉单片机的内部资源·熟悉单片机的指令系统·理论与实践相结合·软件设计与硬件电路设计相结合单片机实验开发板可以完成大量的单片机学习、开发实验，对学习单片要3功能。在下载软件的作用下，可将编辑、编译、调试好的单片机代码下载到功能。在下载软件的作用下，可将编辑、编译、调试好的单片机代码下载到七、任务演示选取一个真实的产品，观察单片机芯片，并记录该芯片型号，通过网络或工具书查询该芯片的生产厂家和主要技术参数。本章通过对单片机产品的观察任务，让读者初步认识单片机。结4采用“媒体演示——分析概括——巩固提高”的教学模式导入：通过上节课的对实际芯片的观察，由教师讲解所选实物的控制过程的实现，从而导入到单片机的内部结构和工作过程。芯片内部结构框图介绍各组成部分·CPU是整个单片机的核心，主要功能是完成指令的运行控制、8位数据运算·4KB片内程序存储器主要用于存放程序、常数和表格。·128B数据存储器RAM,主要用于存放可随机读写的数据。5·两个16位的定时器/计数器,主要功能是用于定时或计数。·一个可编程全双工串行口,用于实现单片机与其他设备之间的串行数据传递。·具有5个中断源、两个优先级的中断系统。·片内带有时钟振荡器,89S51振荡频率范围为0~33MHz。·89S51还拥有看门狗电路（用于防止程序进入无序或是非法状态）和内部二、芯片引脚功能对照实物认识芯片各引脚名称并熟记各引脚功能·MCS-51采用引脚复用技术。·各引脚名称和功能XTAL2：芯片内部振荡电路输出端。功能是为扩展系统分时提供数据总线和低8位地址总线。6能是在系统扩展时作为高位地址线使用。第二功能信号第二功能RXDTXDRST：复位信号。EA/VPP：访问外部程序存储器控制信号/片内FLASH以上各引脚的功能在以后的章节有详细介绍。第2章7采用“媒体演示——分析概括——巩固提高”的教学模式·通用I/O口的工作过程根据结构图讲解各组成P0输出数据时：写信号加在锁存器的时钟端CL上，内部总线上的数据通过根据结构图讲解各组成接提升电阻，否则不能正常工作。P0输入数据时：分为读引脚和读锁存器两种工作方式，分别用到两个输入缓8·地址/数据总线的工作过程过程的相似与不同；注二功能于位结构中含有上拉电阻，不需外接上拉电阻。P2口既可作为通用I/O口使用,又可作为系统扩展时的高8位地址使用。其一9·P2口作通用I/O，其输入和输出的工作过程与P0口相似。·P2口作高8位地址线：多路开关接通A端，地址信号经非门、场效应管V，由··P3口作通用I/O，结构和工作过程与P2口完全相同。·P3口的某一位用作第二功能输出：该位的锁存器自动置1，与非门的输出只·P3口的某一位用作第二功能输入：该位的锁存器和“第二功能输出”端都为1，与非门输出为低电平，场效应管截止，引脚上的信号经缓冲器进入单片机内部3个口驱动能力为4个TTL门，在接口使用时应注意其负载能力。通过直观教学和教师的具体讲解，培养学生的逻辑思维和抽象思维能力；培养学生归纳总结问题的能力。通过对专业入门知识的生动形象的教学，使学生对本课程的产生浓厚兴趣，采用“媒体演示——分析概括——巩固提高”的教学模式导入：在下面的三节中，着重介绍单片机的存储器。在MCS-51单片机中,程序存储器和数据存储器是分开的,他们有各自的寻址系统、控制信号和功能。本节详细MCS-51系列单片机系统中有五种存储器,它们分别是片内RAM、片外RAM、片内ROM、片外ROM和片内特殊功能寄存器(SFR)。将这5种存储器编排在3个地址空间,即程序存储器空间、片内数据存储器空间、片外数据存储器空间。片机的存储器配置各存储器的地址范围和位寻址各存储器的地址范围和位寻址程序存储器可寻址的地址空间为64K字节，它包括片内ROM和片外ROM。号决定是使用片内ROM还是片外ROM。部分：工作寄存器区、位寻址区和一般RAM区。如图2.9所示。·工作寄存器区共含有32个单元（00H～1FH），平均分成四组，每作R0～R7。其作用是用于存放操作数以及指令执行的中间结果。·位寻址区它们的位地址范围是00H～7FH。位的定义和0FFH地址空间内。下面是五种常用的特殊功能寄存器。·累加器ACC8位累加器主要完成数据的算术和逻辑运算,也可以存放数据或中间结果,是最常用的特殊功能寄存器。它也是一个可位寻址的寄存器。·B寄存器8位B寄存器主要用于乘、除法运算，与累加器配对使用。在乘法指令中，在乘法指令中,被乘数取自A,乘数取自B,结果存放于寄存器对BA中。在除法指令中,被除数取自A,除数取自B,结果商存放于A,余数存放于B。此外,B寄存器也可作为一般的寄存器使用。·程序状态寄存器PSW位序位序位标志FO，用户定义标志位RS1、RS0，工作寄存器组选择位,其对应关系见表2.5。OV，溢出标志位·堆栈指针寄存器SP堆栈是设置在片内RAM中的一段存储区域，它的存储顺序为先进后出。就好象一个用水桶存放碟子一样，先放进去的碟子在下面，后放进去的碟子压在上面。当取碟子时，先取上面后放入的碟子，再取下面先放入的碟子。这种存储方式需堆栈有两种操作：进栈和出栈。进栈操作后,SP的值自动加1,表明堆栈顶部的位置向上移；出栈操作后,SP的值自动减1,表明堆栈顶部的位置向下移。·数据指针寄存器DPTRDPTR是一个16位特殊功能寄存器，可作为两个8位寄存器使用，写作DPH—高8位，DPL—低8位。在系统扩展中,DPTR作为片外程序存地址指针,指示要访问的存储器单元地址。掌握MCS-51单片机典型时钟电路；掌握典型复位电路及复位对单片机各部件通过直观教学和教师的具体讲解，培养学生的逻辑思维和抽象思维能力；培养学生归纳总结问题的能力。通过对专业入门知识的生动形象的教学，使学生对本课程的产生浓厚兴趣，采用“媒体演示——分析概括——巩固提高”的教学模式导入：单片机要保证同步的工作方式必须在统一的时钟信号控制下严格的按照时序进行工作。而时序则由振荡器和时钟电路产生。本节将着重研究MCS-51时钟电单片机的内部时钟信号是由振荡器产生的振荡脉冲二分频得到的。振荡器如其中C1和C2起频率微调作用，外接石英晶体时选30P时选40PF左右。晶体的振荡频率决定时钟电路的振荡频率，其频率范围一般在0~单片机还可以采用外部时钟信号方式，如图所示。理解单片机的内部和外号，熟记它们的接法这种方式主要用于解决多单片机系统中的同步问题。时序是指各种信号的时间序列,它表明了指令执行中各种信号之间的相互关系。为了保证同步工作方式的实现，全部电路应在统一的时钟信号控制下严格地MCS-51时序的基本定时单位共有四个（从小到大），参考图2.12。·时钟振荡周期：由振荡电路产生的振荡脉冲的周期，又称为拍节。·S状态周期：是时钟震荡周期的二倍宽。·机器周期：是执行指令的单位周期。理解时序单位关系理解时序单位关系复位是单片机进入工作状态的初始化操作。另外，当程序运行错误或由错误操作而使单片机进入死锁状态时，也可通过复位进行重新启动。位又分为按键电平复位和按键脉冲复位两种。复位电路如图2.13所示。理解单片机典型时序的执行理解各复位电路的实现及操作过程·单片机复位操作的主要作用是使PC值为0000H,这样单片机将从0000H单元·复位操作还会影响其他某些专用寄存器,它们的状态见表2.7所示。专用寄存器复位状态专用寄存器复位状态IP×××00000BSBUF不定IE0××00000BPCON0×××0000B·复位操作还会把ALE和PSEN变为无效状态,即ALE=0,PSEN=1。但复位操作不影响片内RAM单元的内容。复位对单片机来说是一个很重要的概念，涉及到单片机的初始化、可靠性、故障处理等诸多方面，因此必须掌握。认真分析彩灯控制的程序。各指令培养学生归纳总结问题的能力。通过对专业入门知识的生动形象的教学，使学生对本课程的产生浓厚兴趣，激发学生的学习热情。采用“媒体演示——分析概括——巩固提高”的教学模式片机中主要使用机器语言和汇编语言，由于机器语言具有不易书写等缺点，所以单片机一般采用使用符号指令的汇编语言。一、寻址方式寻址方式是指在指令执行过程中，如何找到操作数有效地址的方法。又称为立即数。书写时，在立即数面前加“#”标志。直接寻址是指在指令中直接给出操作对象的存储单元地址。直接寻址方式的寻址范围包括：内部RAM低128单元、特殊功能寄存器寄存器寻址就是操作对象放在寄存器中,指令只提供存放操作对象的寄寄存器间接寻址就是操作对象的存储器单元地址存放在寄存器中，执行时通过寻找指定的寄存器，取出其内容作为存储单元地址，从而得到操作的对象。书写时，用“@”和寄存器符号表示。相对寻址是指以指令中给出的操作数作为程序转移的偏移量。书写时，6．变址寻址方式（又称基址寄存器加变址寄存器间接寻址）指令提供了以DPTR或PC为基址、以累加器A为变址的两种寄存器,通过将两种寄存器的内容相加形成的16位数据,作为操作对象存储单元的地址。MCS-51系列单片机的变址寻址只能对程序存储器进行寻址,而且变址指令给出的操作数是内部数据存储器中的可寻址位。书写时，有四种表示方法：直接使用位地址、位名称表示法、单元地址加位表示法、专用寄存MCS-51单片机的位寻址范围包括：内部RAM中的位寻址区、特殊功能5位进行逻辑与运算,结果保存到C中。结掌握MCS-51指令系统的数据传送指令、算术指令、逻辑运算指令、位操作指令和控制转移指令。培养学生归纳总结问题的能力。通过对专业入门知识的生动形象的教学，使学生对本课程的产生浓厚兴趣，激发学生的学习热情。教法采用“媒体演示——分析概括——巩固提高”的教学模式·数据传送指令·算术运算指令·逻辑运算指令·程序控制指令·位操作指令·@Ri(i=0～7):可以作间接寻址的寄存器,只能是R0和R1两个寄存器，熟记描述·direct:内部RAM的8位地址,可以是内部RAM的单元地址(00H～7FH)或·addr11：11位目的地址。用于ACALL和AJMP指令中,转移范围为2KB。·addr16：16位目的地址。用于LCALL和LJMP指令中,转移范围为64KB。·rel：相对转移指令中的8位偏移地址,范围是-128～+127。·DPTR：数据指针,用作16位的地址寄存器。·bit：内部RAM或特殊功能寄存器中的直接寻址位。·rrr：在操作码中,表示R0～R7寄存器的编码。·A：累加器,写作“A”时,是寄存器寻址;写作“ACC”时,是直接寻址。·B：特殊功能寄存器，用于MUL和DIV指令中。·/：位操作数的前缀,表示对该位操作数取反。·(存储单元地址)：表示某存储单元的内容。·(间址寄存器)：由寄存器间接寻址的单元中的内容。一、数据传送指令通过举例·立即数传送指令例3.1分析下列指令的寻址方式以及指令执行后存储单元和寄存器的内·内部RAM单元之间的数据传送指令例3.2分析指令的寻址方式和执行结果·与累加器有关的数据传送指令例3.3分析下列指令的寻址方式和执行结果3．程序存储器中的数据传送到累加器A的指令只能从程序存储器向累加器传送数据。例3.5把累加器A中的十六进制数字00H～0FH转换成ASCII码。INCA;调整偏移量(数据表的首地址与MOVC指令间隔1个单元)RET;子程序返回DB30H,31H,32H,33H,34H;在程序存储器中顺序存放DB35H,36H,37H,38H,39H;0～F的ASCII码DB41H,42H,43H,44H,45H,46H假如上述指令代码在程序存储器的存储如下图3.7所示。如果累加器A=0FH,则执行INCA后,A=10H,程序存储器取出MOVC指令后,PC=十六进制数字F转换成相应的ASCII码46H。4．内部RAM单元与累加器A之间数据交·字节交换指令·半字节交换指令·累加器A的高4位与低4位交换指令·进栈指令·出栈指令子程序入口处,保护现场的指令:子程序返回时,恢复现场的指令：1．内部RAM的前128字节、特殊功能寄存器之间可以互相传送数据,但最多只允许一个操作数使用寄存器间接寻址。2．访问特殊功能寄存器必须采用直接寻址,不能采用寄存器间接寻址,否3．MCS－51指令系统没有提供B寄存器寻址方式(乘法指令例外)。4．注意累加器A和ACC两种写法的区别:A为寄存器寻址方式,ACC二、算术运算指令加减运算指令的目的操作数是累加器A,源操作数可以是立即数、通用寄存器、内部RAM或特殊功能寄存器和Ri间址的内部RAM。·加法指令ADD功能：将累加器和源操作数相加，结果送累加器A，源操作数不变。能·带进位加法指令ADDC功能：将累加器A、源操作数以及进位标志CY相加，结果送累加器A。·带借位减法指令SUBB功能：将累加器和源操作数相减，结果送累加器A，源操作数不变。SUBBA，Rn；A-Rn-CY→ASUBBA，@Ri；A-(Ri)-CY→A·加1指令INC功能：该指令只有一个操作数，执行时把操作数的内容加1，结果送回原·减1指令DEC功能：该指令只有一个操作数，执行时把操作数的内容减1，结果送回原DECA；A-1→ADEC@Ri；(R注：该指令不影响CY、AC、OV。·乘法指令MUL字节存入A中,高位字节存入B中。例如：A=1AH,B=20H,执行指令MULAB执行结果为A=40H,B=03H,OV=1,CY=0·除法指令DIV功能：用A中8位无符号数除以B中8位无符号数,所得商存入A中,余数存入B中,并将CY和OV置0。例如：A=0F4H,B=0AH,执行指令DIVAB执行结果为A=18H,B=04H,OV=0,CY=0功能：把A中的数作为两个BCD数相加之和进行调整,得到两位正确的三、逻辑运算指令逻辑与运算指令常用作字节清零或位清零。共有6条指令：ANLA，Rn;A∧Rn→AANLA,direct;A∧(direct)→A通过举例ANLA,@Ri;A∧(Ri)→A24条逻辑ANLdirect,A;(direct)∧A→(逻辑或运算可以实现对某个单元的某些位置1，其余位不变。共有6条指ORLA,Rn;A∨Rn→AORLA,direct;A∨(direct)→AORLA,@Ri;A∨(Ri)→A逻辑异或运算可以用来比较两个数据是否相等。当两个数据异或结果为0，则表示相等，否则表示不相等。共有6条指令。XRLA,RnAXRLA,@Ri;A(Ri)→ACPLA；执行结果A=0AAH功能：将累加器A的内容逐位循环右移一位。如图所示：影响功能：将累加器A的内容逐位左移一位，如图所示：功能：将累加器A的内容和进位位一起逐位循环右移一位，如图所示：注：此操作影响CY位。功能：将累加器A的内容和进位位一起逐位循环左移一位，如图所示：注：此操作影响CY位。四、程序控制指令指令运行的实质是改变程序计数器PC的值,使程序不按顺序执行,从而实现程序的分支、循环等功能。持不变。这样就得到转移目标地址。注：绝对转移范围是以AJMP指令的下一条指令高5位地址所确定的2KB范围·累加器判零转移指令·比较转移指令;A≠(direct)，则转移·减1不为0转移指令这两种指令主要用于控制程序循环。·位控制转移指令执行下面指令:2100H:ACALLsub1;指令代码是71A0HSP←SP+1,(SP)←PC(D15～D8);断点地址入栈PC←addr16;进入子程序·返回指令中断返回指令作为中断服务程序的结束指令,还具有清除中断响应时被置位的优先级状态、恢复中断逻辑等功能。操作：该指令不执行任何操作,常用于程序的等待或时间的延迟。五、位操作指令在位操作指令中,进位标志CY的作用类似于字节运算指令中的累加器A,MOVC，bit；(bit)→CY例如,把20H位传送到30H位。MOV10H,C;暂存操作指令2．置位/复位指令例如,P0=01011010B,CY=0,执行指令:ANLC,bit;CY∧(bit)→CYANLC,/bit;CY∨(bit)→CY例：设D、E、F代表位地址，计算F=DE=DE+MOVF，CANLC，/E；DE→CY本节主要通过举例来加强对MCS-51指令系统的的数据传送指令、算术指令、逻辑运算指令、位操作指令和控制转移指令的理解和掌握。熟悉汇编语言程序的编辑与调试方法。培养学生归纳总结问题的能力。通过对专业入门知识的生动形象的教学，使学生对本课程的产生浓厚兴趣，激发学生的学习热情。采用“媒体演示——分析概括——巩固提高”的教学模式导入：在掌握MCS-51指令系统的基础上，进入对汇编语言程序设计的初一、汇编语言程序的一般组成及设计方法一、汇编语言程序的一般组成及设计方法汇编语言是一种面向机器的程序设计语言。汇编语言程序的汇编过程：·汇编语言语句有三种基本类型：可执行指令语句；伪指令语句；宏指令·汇编语言语句的格式MCS-51汇编语言的指令语句格式为:[标号:]<操作码>[操作数表][;注释]伪指令语句的格式:[标号]<定义符>[参数表][;注释]两种语句都由四个部分组成,其中方括号括起来的内容是可选部分,各部分之间用分隔符分隔,常用的分隔符有空格、冒号、逗号和分号。各部分的标号是语句的符号地址,用来说明指令的地址。操作码用以规定指令所执行的操作,通常以指令助记符或伪指令定义符操作数用以提供指令操作所需的数据或地址。注释部分以分号开头,是关于语句功能、性质及执行结果的文字说明,仅供人们阅读程序时使用,机器并不执行。所谓汇编语言程序设计,就是使用汇编语言指令来编写计算机程序。其步·分析问题,确定算法。成·根据算法,画出程序流程图。·合理地分配存储空间和寄存器。·编写程序。·上机调试程序。在编写计算机程序时,可以将解决问题的方法和步骤用一些代表不同操作的图形框来描述,然后用带有箭头的细线将这些图形框连接起来,表示某一事件的执行过程。这样的图形叫流程图,也称为框图。传统的流程图由下图所示的几种基本图形框组成。示连接点起止框矩形框判断框连接点起止框:表示程序的开始或结束。表示程序开始时只有一个出口,表示程序结束矩形框:也称功能框,表示计算或处理等基本操作,它有一个入口和一个判断框:用来判断给出的条件是否成立,根据判断的结果决定程序的流流线:表示程序的流向。连接点:表示相关两框的连接处,圆圈内数字相同表示连接在一起。流程图二、伪指令伪指令又称伪操作,是源程序发送给汇编程序的指令，但伪指令LOOPEQU伪指令功能：把表达式表中的字节数据存入从标号开始的连续存储单元中。由标号TAB开始的连续存储单元中。功能：把表达式表中的16位数据存入由标号开始的连续存储单元,低地址单元存放高字节,高地址单元存放低字节。功能：通知汇编程序,从指定的地址开始,保留指定数目的字节单元作为存储区,供程序运行使用。5．位定义伪指令BIT功能：指定目标程序或数据块在存储器中的起始地址,其中,表达式通常ORG伪指令通知汇编程序,由START开始的程序段,其起始地址为功能：用于终止源程序的汇编工作。三、汇编与调试试过程对单片机来说，有手工汇编和机器汇编两种方法。·机器汇编是指先将汇编语言源程序输入计算机,再利用汇编程序将其翻译成二进制代码的目标文件(.OBJ)的过程。·手工汇编是指通过人工查找指令表,将每一条指令的机器代码查出,并分配存储空间,计算地址偏移量,得到目标文件的过程。在单片机中通过监控程序对目标程序进行调试运行。总结通过本节的学习，初步了解汇编语言程序的设计过程。学会几种典型的汇编语言程序设计方法；读懂程序流程图，掌握简单程培养学生归纳总结问题的能力。通过对专业入门知识的生动形象的教学，使学生对本课程的产生浓厚兴趣，激发学生的学习热情。教学重点1．汇编语言程序基本结构及其程序设教法采用“媒体演示——分析概括——巩固提高”的教学模式创设情景导入：复习前几节的内容。掌握汇编语言程序设计步骤：“读题—分析并画在汇编语言程序中,有四种常见的程序结构:顺序程序、分支程序、循环一、顺序结构程序顺序程序是最简单、应用最普遍的程序结构,程序执行按照指令的顺序逐设:被加数存放在内部RAM的30H(高字节)、31H(低字节)单元中,加数存放在内部RAM的32H、33H单元中分析:由于MCS-51指令系统中只有单字节加法指令,因此多字节加法必须从低位字节开始分字节相加。其中最低字节使用ADD指令,其余字节使用带进位加法指令ADDC。START:MOVR0,#31H;将被加数低字节地址送R0MOVA,@R0;将被加数低字节内容送AADDA,@R1;低字节数相加DECR0;R0指向被加数高字节DECR1;R1指向加数高字节MOVA,@R0;被加数高字节送AADDCA,@R1;高字节数相加MOV@R0,A;高字节数之和存入30H单元END;源程序结束例2将内部RAM1AH单元中一压缩BCD数转换成二进制数。分析：该题的关键是如何取出压缩BCD数的十位数和个位数。MOVA,1AH;将BCD数送累加器ASWAPA;交换BCD数的个位数和十位数ANLA,#0FH;取出BCD数的十位数MOVB,#0AHMULAB;BCD数的十位数乘以10ANL1AH,#0FH;取出BCD数的个位数ADDA,1AH;十位数×10+个位数MOV40H,AMOVC,20HANLC,2FHCPLCORLC,2AH;20H位送CY;CY逻辑与2FH位;CY取反;CY逻辑或2AH位;结果送P1.0设两个乘数分别放在R0R1和R2R3中,乘积放入R4分析：双字节乘法实质上是相应字节相乘后对应字节相加,其计算过程如下:START：MOVA，R1MULABMULAB;加CYCLRA生的进位存入R4二、分支结构程序分支程序是通过控制转移指令来实现的,每个分支都需要一个单独的程序段,为了实现程序跳转,在相应程序段的起始地址定义一个地址标号,使得条件满足时能够转向指定的地址单元去执行。单分支程序中的判断部分有两个出口,根据判断结果执行其中的一个分放大数,31H单元存放小数。START：CLRCMOVA,30HSUBBA,31HMOVA,30HXCHA,31H;有借位,即(30H)<(31H),交换(30H)与(31H)址),将其取补后存入Addr2(存放高字节)和Addr2+1(存放低字节)单元。CPLACPLA;高字节送A;高字节取反;CY=0,则结束;CY≠0,则高字节反码+1当程序的判断部分有两个以上出口时,称为多分支程序结构。要实现多分支转移,可以使用多个条件转移指令逐次判断;或者使用查表方法,通过散转例1内部RAMBLOCK单元中存储一个不带符号数,判断这个数的大小,若小于MIN,则令B=1;若大于等于MAX,则令B=2;否则,令B=3。START:MOVA,BLOCK;将BLOCK中内容送ACJNEA,#MIN,NEXT1;与MIN比较,无论是否相等转NEXT1NEXT1:JNCDO1;A≥MIN转DO1DO1:CJNEA,#MAX,NEXT2;与MAX比较DO2:MOVB,#02H;A≥MAX,则令B=2STOP:SJMPSTOP;动态停机例2假定有三个分支程序段,各分支程序段的功能依次是从内部RAM放内部RAM地址或外部RAM的低8位地址,R1中存放外部RAM的高8位,R3中存放分支序号值(0,1,2)。根据R3的内容转入不同的处理程序。分析：利用散转指令查表转移的方法：在程序中建立一个转移表JMPTBL,将分支程序入口地址与转移表首地址的差值按顺序存放其中。将转移表首地址JMPTBL送DPTR,分支序号送A。查表就可以得到相应分支程序入口地址与转移表首地址之差,然后使用JMP@A+DPTR将分支程序的入口地址送PC,JMPTBL:DBMEM0-JMPTBLRETRETRET;取分支号;赋转移表首地址;查取转移偏移量;散转;定义转移偏移量表;从内部RAM读数三、循环结构程序把能够完成循环操作的程序称为循环结构程序。循环程序的基本结构有两种:一种是“先执行,后判断”,即“直到型”循环。这种结构的循环至少执行一次循环体。另一种是“先判断,后循环”,即“当型”循环。这种结构的循环先判断条件,如果满足循环结束条件,则直接跳出循环,一次也不执行循环体,即循环次数为零。如果能确保至少执行一次循环,则采用以上任何一种循环结构都可以,否则采用后一种循环结构为宜。CLRC;进位位清0RLCA;累加器A带进位循环左移一位例2计算内部RAM40H单元开始存放的40个8位无符号数之和,将结果存放在内部RAM7EH(高位)和7FH(低位)单元。;累加和单元清0;计数器;累加和单元清0;计数器R6置初值;设置间址指针;累加一个字节单元MOVA,7FHMOV7FH,A;加累加时产生的进位;修改间址指针;加累加时产生的进位;修改间址指针MOV7EH,A例3从内部RAM30H单元开始存放了20个数,找出其中的最大数。分析：求极值问题是一个比较的过程。流程图如下：MOVA,@R0;读第一个数LOOP1:JNCLOOP2;A中内容大则转移,继续循环MOVA,@R0较大数送入A程序设计过程中，在不同的程序中或同一程序的不同位置可反复调用的独立程序段，称为子程序；程序设计方法称之为子程序设计。调用子程序的程序称为主程序。主程序和子程序之间的调用关系如图所示。例1假设在内部RAM41H～4AH和51H～5AH单元分别存放10个无符号字节数，求两组无符号字节数据的最大值之差。解：设计一个子程，实现从一组字节数据中找出最大值，结果保存到累数据区中的最大数。查找算法的子程序流程如图所示。MAIN：MOVR7，#0AH；循环计数ACALLMAX；调用查找子程序MOV20H，A；保存最大值MOVR7，#0AH；设置循环计ACALLACALLMAX；调用查找子程序MAX：CLRA；累加器清0MOVA五、任务演示通过流程图读懂程序，掌握不同结构程序的编写方法并能够编写简单程结式实现数据输入/输出程序；了解外部中断源扩展的方法。培养学生归纳总结问题的能力。通过对专业入门知识的生动形象的教学，使学生对本课程的产生浓厚兴趣，激发学生的学习热情。采用“媒体演示——分析概括——巩固提高”的教学模式一、输入一、输入/输出方式及中断的概念CPU与外设的信息交换称为输入/输出。输入/输出有三种：无条件传送方式、查询方式和中断方式。其执行过程如图4.1：了解中断·中断的概念CPU正在执行程序的过程中,由于CPU之外的某种原因,有必要暂停该程序的执行,转而去执行相应的处理程序,待处理程序结束之后,再返回原程序断点处继续运行的·中断系统实现中断过程的软、硬件系统。·中断源提出中断申请的来源。中断源一般有外设、定时时钟、故障源等。·主程序与中断服务程序CPU执行的当前程序称为主程序。CPU转去对突发事件的处理程序,称为·中断优先级当多个中断源同时申请中断时,为了使CPU能够按照用户的规定先处理最紧急的,然后再处理其他事件,中断系统设置有中断优先权排队电路,通过用户的设置,排在前面的中断源称为高级中断,排在后面的称为低级中断。·中断嵌套当CPU响应某一中断源请求而进入中断处理时,若更高级别的中断源发出申请,则CPU暂停现行的中断服务程序,去响应优先级更高的中断,待更高级别的中断处理完毕后,再返回低级中断服务程序,继续原先的处理,这个过程称为中断嵌套。低级中断不能中断优先级高的中断,同级中断不能中断优先89S51的5个中断源分别为:2个外部中断(由INT089S51中断中断系统设置有中断请求标志寄存器,它由定时器控制寄存器(TCON)和系统结构串行口控制寄存器(SCON)的若干位构成,如图所示：当某一中断源发出有效的请求信号时,相应的标志位置1,否则为0。为了有效地控制中断过程,中断系统设置有中断允许控制寄存器IE,它控89S51有2级中断优先级,每一个中断源都可以软件设置为高级中断或低若CPU同时接收到两个不同优先级的中断时,则先处理高级中断。若CPU同时接收的是多个同级中断时,则通过内部硬件查询逻辑电路,按查询顺序确定应先响应哪一个中断请求。在同级中断中,查询顺序(由高到低)是:外部中断0、定时器T0中断、外部中断1、定时器T1中断、注意，这种同级中断的查询顺序只在同时申请中断时确定先后次序,但不能引三、中断的处理过程理过程CPU在每个机器周期结束时查询中断源是否有中断申请,若没有,则继续当前任务;若有,则自动设置相应中断请求标志位。各中断源的申请信号如下表。中断源有效的申请信号设置的标志位外部中断0外部中断1当发送完一帧数据时申请中断当接收完一帧数据时申请中断只有同时满足以下条件时，才会响应中断。·中断请求标志为1。·CPU中断开放,即EA=1且相应中断允许位=1。·无同级或更高优先级中断正在被服务。·若现行指令为中断返回RETI或访问IE、IP寄存器指令,必须执行完该指令和紧接着的下一条指令后才能响应中断。·设置相应的优先级状态触发器。·保护现行程序断电地址。·进入指定的中断服务程序入口地址。外部中断1中断服务程序入口地址在中断服务程序中不仅要完成相应的服务任务,而且要考虑现场保护与在中断服务程序中不仅要完成相应的服务任务,而且要考虑现场保护与现场恢复,以便保护主程序中不应破坏的数据。在中断服务程序的结尾必须有一条中断返回指令RETI。作用：·清除响应时设置的优先级状态触发器·恢复主程序断点地址,即把堆栈的内容送给PCCPU响应某中断请求后，在返回之前必须撤除中断请求。志TF1、TF0；对边沿触发下的两个外部中断请求标志IE1、IE0，必须撤除引脚上的请求信号，才能根本上对请求标志清0。中断系统在单片机中极为重要，通过本节的学习，我们全面了解了8051中断系统的结构、处理过程及其应用。写结知识扩展：外部中断源的扩展链接到PPT的相关内容功能，并编写相应控制程序；学会使用定时器/计数器的定时功能，并编写相培养学生归纳总结问题的能力。通过对专业入门知识的生动形象的教学，使学生对本课程的产生浓厚兴趣，激发学生的学习热情。采用“媒体演示——分析概括——巩固提高”的教学模式延时或计件操作，这些都要涉及到单片机内部集成的定时器/计数器。定时器/计特殊功能寄存器TMOD用于控制定时器/计数器的启动方式、计数脉冲器地址二、定时器/计数器T0、T1的工作方式定时器/计数器的工作过程如下图所示。定时器/计T1的四种理定时器/计数器有四种工作方式。公式，会写序·TL0的低5位进位时,TH0加1,TH0最高位进位(即溢出)时,设置TF0=1，申请中断。若CPU响应中断,系统自动对TF0复位。·定时器T0的启动控制由门控位GATE、启动位TR0、引脚INT0的逻辑组定时时间t与计数器的位数、设置的计数处置、时钟频率有关，计算公式t=(计数最大值-x初值)×机器周期=(213-x初值)×12/fosc例1：若设置定时器T1工作在方式0、定时功能,定时时间t=5ms,启动由TR1控制。写出初始化程序。;设置T1方式0,定时功能;设置T1方式0,定时功能;送时间常数START:;启动T1工作SETBTR1;启动T1工作·T0、T1定时器/计数器的方式1相同,为16位计数器结构。·方式1与方式0基本工作过程相同。t=(计数最大值-x初值)×机器周期=(216-x初值)×12/fosc例2若设置定时器T0工作在方式1、计数功能,计数数目为10000次,·T0、T1定时器/计数器的方式2相同,为可重载时间常数的8位计数器结·在方式2下,TL0作为8位计数器,TH0作为重载时间常数寄存器,当TL0计满溢出后,设置TF0=1申请中断,同时将TH0中的数据自动装载到TL0中重t=(计数最大值-x初值)×机器周期=(28-x初值)×12/fosc·定时器/计数器T0、T1方式3的工作情况差别很大,T1设置为方式3时,停止工作;T0设置为方式3时,分成两个独立的8位定时器/计数器TL0和TH0。·TL0既可以作计数器使用，也可以作为定时器使用，定时/计数器T0的各控制位和引脚信号全归它使用。其功能和操作与方式0或方式1完全相·TH0只能作为定时器使用，它的启动仅由原来T1的启动位TR1控制，当TH0溢出时,置位TF1标志申请中断,中断服务程序入口为001BH。其应用三、任务演示结了解串行通信的基本概念；掌握串行口的基本结构及工作方式。培养学生归纳总结问题的能力。通过对专业入门知识的生动形象的教学，使学生对本课程的产生浓厚兴趣，激发学生的学习热情。教法采用“媒体演示——分析概括——巩固提高”的教学模式本概念信一、串行通信的基本概念计算机与外界的信息交换称为通信。基本的通信方法有并行通信和串行·并行通信是指单位信息(通常为一个字节)的各位数据同时传送。它是依靠并行I/·串行通信是指单位信息的各位一位一位地按顺序依次传送,它是靠串行接口实现数据传送的。串行通信是以帧为单位传送。串行通信有两种基本通信方式,即同步通信与异步通信。·同步通信是指发送和接收同步进行,从而实现数据的不间断传送。同步通信的数发送设备与接收设备之间不仅连有数据线,还连接有同步时钟信号线,由主控设备发出同步时钟信号,以达到发送与接收同步进行。同步字符是由用户约定的字符,放在一帧数据的开始和数据之间的间隔,起到提示发送开始和等·异步通信是指发送与接收没有用同步时钟同步,传送过程中数据之间有隔。异步通信的数据帧格式如图所示。帧之间的空闲时间插入停止位。发送设备与接收设备之间没有同步时钟信号线,只有数据信号线,当接收设备检测到数据信号线有起始位到来,才开始接·单工发送设备和接受设备之间之间连接的信号线传送方向是单向的。介绍串行·半双工两设备之间连接的信号线传送方向是双向的，但两方向的数据·全双工两设备之间连接的信号线传送方向是双向的，并且两方向的数特率的倒数称为位传送时间,用Td表示,单位为秒(s)。例如，传送速率每秒10帧数据,每一帧数据11位,则传送波特率为:串行口缓冲器SBUF（99H），在物理上它对应着两个独立的寄存器，发包含串行口工作方式选择位、接收与发送控制位、串口状态标志位。其·SM0、SM1：串行口工作方式选择位。可设置4种工作方式。器的地址·SM2：允许方式2、3多机通信控制位,其功能见下表。·REN：串行接收允许位。由软件设置1允许接收,设为0禁止接收。·TB8、RB8：在9位异步通信方式下,由于缓冲器只有8位,故用TB8作为发送的第9位,RB8作为接收的第9位。·TI、RI：发送中断标志与接收中断标志。当发送完一帧数据后硬件自动置位TI;当接收完一帧数据后,若数据满足保留条件,硬件自动置位RI。若CPU响应中断,系统不会自动复位TI、RI,必须由软件清0。用来控制串行口的波特率倍增,以及在CHMOS系列单片机中实现电源控制,其格式如下:·SMOD：波特率倍增位。当SMOD=1时,使串行口波特率加倍。三、串行口方式0数据帧格式如图所示,没有起始位与停止位,只有8位数据位,传送时低位在前,高位在后。·发送过程CPU将数据送入发送缓冲器SBUF后,自动启动串行口发8位数据以固定的波特率(fosc/12),低位在前,从RXD引脚串行输出,TXD引脚发送移位时钟信号(频率为fosc/12),每个移位时钟的有效期间,对应一个输出的数据位。8位数据发送完毕,置位TI=1,申请中断,通知CPU再发送下一个数据。·接收过程软件设置REN=1时,启动接收过程。前),TXD引脚输出移位时钟信号。当8位数据接收完毕,将数据送入接收缓冲器SBUF,并置位RI=1,申请中断,通知CPU取走数据。扩展并行输出口的硬件连接图如下图所示。MOVSCON00H扩展并行输入口的硬件连接图如下图所示。·发送过程以指定的波特率,串行发送一位起始位、8位数据位(低位在前)、一一帧数据发送完毕,置位TI=1,申请中断,通知CPU再发送下一个数据。在未发送下一帧数据时,TXD引脚始终为高电平。·接收过程软件设置REN=1时,启动接收过程,串行口检测RXD引脚,当检测到有1到0的负跳变(起始位到来)时,开始接收数据。串行口以指定的波特率,从RXD引脚串行输入8位数据(低位在前)、当数据接收完毕,必须同时满足条件RI=0和SM2=0或接收到有效的停止位,才将8位数据送入接收缓冲器SBUF保存,并置位RI=1,申请中断,通知CPU取走数据；若条件有一个不满足,则接收的数据丢失,不能恢复,也不置方式2、3为9位异步通信方式,方式2的波特率为时钟频率的32或64分频,方式3的波特率和方式1相同,由波特率倍增位SMOD确定分频。其数据帧格式工作过程结·发送过程发送过程与方式1类似,只是数据帧格式不同,即启动发送后,串行发送毕,置位TI=1。·接收过程在方式2、3的应用中,可以利用传送的第9位,作为各种意义的标志,如作为奇偶校验位,或作为地址与数据信息标志等。SM2位的功能,提供了一种人为控制接收是否有效的可能性,在多机通信方面,起到重要的作用。五、任务演示串行通信是工业控制网络的基础，是构成复杂控制系统的关键，通过本掌握单片机扩展系统总线结构。培养学生归纳总结问题的能力。通过对专业入门知识的生动形象的教学，使学生对本课程的产生浓厚兴趣，激发学生的学习热情。采用“媒体演示——分析概括——巩固提高”的教学模式系统及I/O口等,为了使这些内部资源使用于大型单片机系统中，需要对单片机进行硬件资源扩展。本节着重介绍单片机系统扩展的基础：扩展系统总学习本节内容之前，先来了解几个概念：·系统扩展相关概念单片机中虽然已经集成了相关概念·接口·接口技术接口技术要解决系统扩展时单片机与相应芯片的接口（如地址总线、数据总线、控制总线的连接）与编程问题。一、扩展系统总线结构单片机系统扩展有并行扩展和串行扩展两种方法。并行扩展通过单片机的三总线(AB、DB、CB)来实现,串行扩展是利用SPI三总线和I²C双总线的串行系统扩展。并行扩展的总线结构如下图所示。总线结构用于传送单片机送出的地址信号,以便进行存储单元和I/O端口的选择。址总线宽度为16位,故可寻址范围为64KB。用于在单片机与存储器之间或单片机与I/O端口之间传送数据。数据总是一组控制信号线,包括片外系统扩展用控制线和片外信号对单片机的ALE:地址锁存允许信号,输出。用作片外存储器访问时,低字节地址锁EA:外部存储器访问允许信号,输入。当EA为低电平时,不管是否有内部程序存储器,只访问外部程序存储器。PSEN:外部程序存储器读选通信号,输出。INT0、INT1:外部中断0、中断1,输入信号。数据存储器同属于一个地址空间,因此这两个信号也是扩展I/O口的读/写二、外部扩展能力因此允许两者的地址重复。所以外部可扩展的数据存储器和程序存储器的最大容量都是64KB。在实际系统中,往往需要扩展I/O口。在扩展数量不多且功能简单的I/O口时,常常采用锁存器或缓冲器;采用可编程接口芯片来扩展I/O口,可以完成复杂的接口功能,如扩展并行I/O口采结扩展的I/O口与外部数据存储器统一编址,即把每一个I/O端口当作一个片外数据存储器单元,给它分配存储空间的一个地址。原则上说,I/O口的扩展容量最多可达64KB,但实际上并不需要这么多。画出单片机的三总线结构，并简述各控制总线的功能。掌握常用的存储器芯片及其与单片机的连接方法，学会地址分析与译码。培养学生归纳总结问题的能力。通过对专业入门知识的生动形象的教学，使学生对本课程的产生浓厚兴趣，激发学生的学习热情。采用“媒体演示——分析概括——巩固提高”的教学模式相关概念系统及I/O口等,为了使这些内部资源使用于大型单片机系统中，需要对单片机进行硬件资源扩展。本节着重介绍单片机系统扩展的基础：扩展系统总一、程序存储器扩展·掩膜ROM·PROM（可编程ROM）·EPROM（可擦除PROM）EPROM芯片是目前最常用的芯片之一。·EEPROM（电擦除EPROM）·EPROM扩展总线结构低高低低VCCVCC×·EEPROM扩展解：扩展连接如图所示。·FlashROM扩展二、数据存储器扩展结三、任务演示通过存储器扩展任务，学习并掌握常用的存储器芯片及其与单片机的连接方法，学会地址分析与译码。画出单片机的三总线结构，并简述各控制总线的功能。培养学生归纳总结问题的能力。通过对专业入门知识的生动形象的教学，使学生对本课程的产生浓厚兴趣，激发学生的学习热情。采用“媒体演示——分析概括——巩固提高”的教学模式·实现地址译码。·实现信息转换。·实现数据缓冲与锁存。·实现通信联络。一个典型的I/O接口如图所示。其中有数据端口、状态端口和控制端口，单片机通过这些端口与外设之间进行信息传送。通常将信息按各自的作用分成数据信息、状态信息和控制信息三种。·74LS377引脚图。工作原理作原理接口时,锁存器输出锁存的内容。出端Q7～Q0与外设相连。使能端G一般与地址总线的译码信号相连,若扩展系统中无其他片外数据存储器或I/O口电路,G端可以接地,一直有效。时钟端CK与单片机写信号WR相连。每当执行MOVX@Ri,A指令,在写信号WR的上升沿,单片机将累加器A的内容通过数据总线锁存在74LS377中,并向2．利用三态缓冲器扩展输入接口·74LS244引脚图2Y1～2Y4,输出允许信号1G和2G分别控制两个4位三态数据缓冲器的输出,低电平时允许输出,高电平时为高阻状态。口和2G上的负脉冲,将数据输入端的数据送到数据输出端,往往与CPU的RD和例1用锁存缓冲器74LS373扩展输入接口,输入10个数据存入RAM·中断程序INT:;外部中断0入口地址;指向I/O口;读I/O口数据;指向外部RAM;存入数据;调整数据指针;置标志位FO·主程序MAIN:CLRIT0;外部中断0选为电平触发方式SETBEA;开中断MOVR7,#0H;设置计数器初值LOOP:CLRFO;清除自定义标志位JNBFO,＄;等待中断CLREA;数据输入完,关中断三、可编程并行接口芯片8255的扩展电路理·端口电路PC4)合在一起称为A组;把B口和C口低位部分(PC3～PC0)合在一起称为B一个8位数据输入锁存器。B口具有一个8位数据输入/输出的锁存/缓冲器,一个8位数据输入缓冲器。C口具有一个8位数据输出锁存/缓冲器,一个8位数·A组和B组控制逻辑根据CPU的命令字控制8255的工作方式。它们有控制寄存器,接受CPU输出的命令字,然后决定两组的工作方式,也可以根据CPU的命令字对端·数据总线缓冲器是一个三态双向8位缓冲器。可直接与MCS-51的数据总线连接。输入输出的数据以及CPU发出的命令控制字和外设的状态信息,都是通过这个·读/写控制逻辑A0、A1:端口地址线。8255需要4个端口地址:A、BRD:读信号,低电平有效。控制8255送RESET:复位信号,高电平有效,清除控制寄存器,并置所有端口(A、上述控制信号的组合所实现的各种功能见下表。·工作方式控制字输出),方式1(选通输入输出),方式2(双向数据传送)。其格式如图。·按位置位/复位控制字用来对C口的任意一位进行置位和复位操作。其格式如图。·方式0锁存的,输入是不锁存的。端口A、端口B和端口C的两个4位口可以是输入、输出的任何组合(最多16种)。方式0一般用于无条件传送方式的接口电路,这时不需要状态端口,三个端口都可以作为数据端口。也可以作为查询式输入/例2将8255端口C的8根线接8个发光二极管的正极(8个负极接地),用端为7FFFH,端口C地址为7FFEH,编写控制程序。分析：本程序先设置方式控制字,然后依次向端口C输出01H→02H→04H控制与端口C的8根线连接的发光二极管依次亮灭,电路图如图所示。MOVDPTR,#7FFFH;控制字寄存器端口地址送DPTRMOVA,#80H;置方式控制字,C口方式0输出MOVX@DPTR,AMOVDPTR,#7FFEH;端口C地址MOVA,#0FEH;控制第一个发光二极管发光LOOP:MOVX@DPTR,A;将累加器送入端口C,控制发光二极管ACALLDELAY;延时RLA;控制下一个发光二极管DELAY:……;延时子程序(略)理这是一种选通的I/O方式,在这种工作方式下,A口、B口作为数据输入/输出通道,C口的某些位作为联络信号,用于联络和中断,其功能是固定的,不能方式1输入的状态控制信号如图所示。（a）A组输入（b）B组输入·STB(Strobe)选通输入,低电平有效。当外设输入STB信号时,把输入·IBF(InputBufferFull)输入缓冲器满,高电平有效。这是8255输出到外设的联络信号。该信号有效,表示数据已装入输入缓冲器,它由STB信号置位,个输出信号,可以作为向CPU的中断请求信号,当IBF和INTE(中断允许)为高许,为1时允许中断申请。端口A中断允许INTEA由PC4的置位/复位控制;端口B中断允许INTEB由PC2的置位/复位控制。方式1输入过程如下：当外设的数据送至8255的端口数据线上,用选通信号将数据锁入8255的输入锁存器中,输入缓冲器满,IBF有效,该信号通知外设禁止输入新数据,同时也可以作为CPU的查询信号。在选通信号结束后,向CPU发出INTR(中断请求)信号,CPU响应中断,发出RD信号,把数据读入CPU,当RD信号有效后,清除中断请求。经过一段时间后,RD信号结束,数据已读入CPU,于是IBF变为低电平,表示输入缓冲器已空,外设可以输入新数它由WR信号的上升沿置为有效,由ACK信号的下降沿恢复为高电平。·ACK(ACKnowledge)外设应答信号,低电平有效。当外设取走端口数据,并处理完毕后向8255发出的回答信号。·INTR中断请求信号,高电平有效。当端口数据被外设取走后,8255用来向CPU提出中断请求,要求继续输出数据。由ACK信号的上升沿使其置位;方式1在实·INTEA是端口A中断允许信号,由PC6的置位/复位控制;INTEB是端口B用方式1的输出过程：由CPU输出数据开始,WR信号将端口,使OBF有效,通知外设接受数据;外设接受数据后,发出ACK信号,一方面使OBF信号无效,另一方面使INTR有效,发出中断请求;CPU响应中断,再向8255写入数据,WR信号使OBF有效,并清除INTR,进入下一次输出过程。例3端口A连接8个开关,端口B连接8个发光二极管,用单稳电路产生响应ACK,接口如图所示。设计控制程序,使得改变端口A的开关输入状态,用选通信号通知CPU,将A口的状态由PB7～PB0输出,驱动相应的发光二极管,使SETBEA;开中断SETBIT0;外部中断INT0为边沿触发方式SETBEX0;外部中断0允许MOVXA,@DPTR;读端口A状态CPLAMOVX@DPTR,A;将端口A状态送端口B,控制发光二RETI作原理双向输入/输出方式，方式2控制字和状态控制信号如图所示。·INTR中断请求信号,高电平有效。·OBF输出缓冲器满信号,低电平有效。该信号有效时,表示CPU已把数据送至端口A。·IBF输入缓冲器满信号,高电平有效。表示数据进入锁存器,在CPU取走数据前,IBF始终为高电平。·ACK响应信号,低电平有效。ACK的下降沿启动端口A的输出缓冲器,送出数据;ACK的上升沿是数据已输出的回答信号。·INTE1输出的中断允许信号,由PC6的置位/复位控制。·INTE2输入的中断允许信号,由PC4的置位/复位控制。·STB选通输入信号,低电平有效,它把输入数据选通至输入锁存器。8155芯片是一个40引脚双列直插式集成电路芯片,其引脚排列和内部组8155芯片内部具有RAM、并行I/O端口和定时器/计数器,是可编程多·AD7～AD0地址数据复用线。·CE片选信号,低电平有效。·WR写选通信号,低电平有效。该信号有效时,把CPU输出到数据总线·RD读选通信号,低电平有效。它控制8155把数据送至地址数据线。地址数据线上是端口地址。·ALE地址锁存信号,该信号的下降沿将AD7～AD0和CE、IO/M信号·RESET复位信号。8155复位后,I/O端口A、B、C均置为输入方式,并且清除命令状态寄存器。8155与单片机之间的地址、数据、命令和状态信息都是通过地址数据线当以无条件方式进行数据的I/O传送时,由于不需要任何联络信号,因此,端口A、端口B和端口C都可以进行数据的输入输出。当端口A或端口B以选通I/O方式进行数据传送时,由端口C提供联络信号。各·INTR中断请求信号(输出),高电平有效。这是8155送给单片机的外部·BF缓冲器满信号(输出),高电平有效。这是8155输出到外设的联络信号。·STB选通信号(输入),低电平有效。数据输入时,外设发出选通信号的下降沿把输入数据送入缓冲器,信号的上升沿使INTR有效。数据输出时,该信号的下降沿将缓冲器中的数据取走,信号的上升沿使INTR有效。·命令字8155的命令字用于定义I/O端口和定时器/计数器的工作方式,只能写状态字·状态字8155状态字只能从状态寄存器读出,用于存放端口A、端口B和定时器/计数器的工作状态。状态字只使用了7位,最高位未定义,其格式如图所示。上，IO/M信号的形成有多种方法,不同的·用或非门产生IO/M信号的定时器/计数器这种方法仅使用MCS-51的低8位地址对8155进行编址,只能适用于系统·高位地址直接作IO/M信号这种方法适用于有多片存储芯片和I/O接口芯片扩展的较大应用系统,因8155的定时器/计数器是一个14位的减法计数器,其结构如图所示。单个方波连续方波单个脉冲连续脉冲体说明如下:无操作体说明如下:无操作开始计数(若计数器没运行,则在装入计数值后开始计数;若计数器已经运行,则在当前计数值计满后,再以新的计数值进行计数)例4要求对计数脉冲进行千分频,即计数1000后,定时器的输出电平状态发生变化,产生连续方波。此外假定端口A和端口C为基本输入方式,端口B为基本输出方式,禁止中断。分析：由于定时器输出连续方波,因此计数器的最高两位M2M1=01,计数;命令状态寄存器地址;命令字;装入命令字;计数器低8位地址结INCDPTR;计数器高6位及2位定时器输出地址输出掌握典型的LED显示器和矩阵式键盘的接口电路，了解显示和键盘扫描教学目标通过直观教学和教师的具体讲解，培养学生的逻辑思维和抽象思维能力；培养学生归纳总结问题的能力。通过对专业入门知识的生动形象的教学，使学生对本课程的产生浓厚兴趣，激发学生的学习热情。采用“媒体演示——分析概括——巩固提高”的教学模式导入：显示设备是常用的输出设备之一；本节着重介绍LED显示器的接一、LED显示接口1．LED显示器如何工作·发光二极管的工作原理常用的发光二极管是砷化镓(GaAs)半导体二极管，其电路如图所示。掌握LED显示原理·笔段式LED显示器结构通常所说的LED显示器由8个发光二极管组成，如下图(a)所示。其中a～g从LED显示器的结构可以看出,不同笔段的组合就可以构成不同的字符。·LED驱动电路LED工作电流较大,而单片机CPU的I/O负载能力较小,因此CPU与LED显示器连接时一般可以采用分立元件(如:三极管)或驱动芯片来增强驱动能力。下图所示的是两个LED驱动电路。图（a）是采用三极管，当P1.X输出高电平时,三极管饱和导通,限流电阻R和LED导通电阻构成了集电极等效电阻,R的阻值由IC=IF=(VCC-VF-Vces)/R决定。当P1.X输出低电平时