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1、【精品文档】如有侵权，请联系网站删除，仅供学习与交流单片机期末总结 最完整版.精品文档.单片机期末复习总结 1. MCS-51单片机芯片包含哪些主要功能？8051单片机是个完整的单片微型计算机。芯片内部包括下列主要功能部件：1) 8位CPU；2) 4KB的片内程序存储器ROM。可寻址64KB程序存储器和64KB外部数据存储器；3) 128B内部RAM；4) 21个SFR；5) 4个8位并行I/O口（共32位I/O线）；6) 一个全双工的异步串行口；7) 两个16位定时器/计数器；08) 5个中断源，两个中断优先级；9) 内部时钟发生器。2. MCS-51单片机的4个I/O口在使用上各有什么功能
2、？1）P0口：8位双向三态端口，外接上拉电阻时可作为通用I/O口线，也可在总线外扩时用作数据总线及低8位地址总线。 2）P1口：8位准双向I/O端口，作为通用I/O口。3）P2口：8位准双向I/O端口，可作为通用I/O口，也可在总线外扩时用作高8位地址总线。4）P3口：8位准双向I/O端口，可作为通用I/O口，除此之外，每个端口还有第二功能。实际应用中常使用P3口的第二功能。P3的第二功能：引脚第二功能第二功能信号名称P3.0RXD串行输入P3.1TXD串行输出P3.2INT0外部中断0请求输入端，低电平有效P3.3INT1外部中断1请求输入端，低电平有效P3.4T0定时/计数器0的计数脉冲输
3、入端P3.5T1定时/计数器1的计数脉冲输入端P3.6WR外部RAM写选通信号输入端，低电平有效P3.7RD外部RAM写选通信号输出端，低电平有效【注】：P0口必须接上拉电阻； I/O口准双向：MCS-51单片机I/O口做输入之前要先输出1.这种输入之前要先输出1的I/O口线叫做准双向I/O口，以区别真正的输入，输出的双向I/O口。3. MCS-51单片机的存储器分为哪几个空间？是描述各空间作用？ 8051存储器包括程序存储器和数据存储器，从逻辑结构上看，可以分为三个不同的空间：1） 64KB片内片外统一编址的程序存储器地址空间，地址范围：0000HFFFFH，对于8051单片机，其中地址00
4、00H0FFFH范围为4KB的片内ROM地址空间，1000H FFFFH为片外ROM地址空间；2）256B的内部数据存储器地址空间，地址范围为00HFFH，对于8051单片机，内部RAM分为两部分，其中地址范围00H 7FH（共128B单元）为内部静态RAM的地址空间，80HFFH为特殊功能寄存器的地址空间，21个特殊功能寄存器离散地分布在这个区域；对于8052系列单片机还有地址范围为80HFFH的高128B的静态RAM。3）64KB的外部数据存储器地址空间：地址范围为0000HFFFFH，包括扩展I/O端口地址空间。4.数据存储器 MCS-51基本型单片机内部数据存储器有256B的存储空间，
5、地址为00HFFH;外部数据存储器的地址空间最大为64KB，编址为0000HFFFFH。256B的内部存储器按功能划分为两部分：地址为00H7FH的低128B的基本RAM区和地址为80HFFH的高128B的特殊功能寄存器（SFR）区基本RAM区分为工作寄存器区，位寻址区，用户RAM区工作寄存区(00H1FH):共分为4组，每组由8个工作寄存器，编号R0R7位寻址区(20H2FH):16个单元，既可以作为普通RAM单元使用，有可以对单元中的每一位进行位操作。用户RAM区(30H7FH)：用于存放随机数据及运算的中间结果。程序状态字寄存器（PSW）：RS1,RS0(PSW.4,PSW.3):工作寄
6、存器组选择控制位。可用软件对它们置1或清0，以选择当前工作寄存器的组号。堆栈指针寄存器SP:堆栈只允许在其一端进行数据插入和数据删除操作的线性表。PUSH，数据写入堆栈称为插入运算（入栈）；POP，从堆栈中读出数据称为删除运算（出栈）。堆栈的特点：后进先出 LIFO（Last-In Firt-Out)。堆栈有两种类型：向上生长型，向下生长型。进栈操作：先SP加1，后写入数据出栈操作：先读出数据，后SP减1MCS-51单片机复位后，SP的初值自动设为07H;5.什么是振荡周期，时钟周期，机器周期和指令周期?如何计算机器周期的确切时间？1） 振荡周期是指为单片机提供脉冲信号的振荡源的周期，是单片机
7、最基本的时间单位。通常由外接晶振与内部电路来提供振荡脉冲信号，其频率记为，此频率的倒数即是振荡周期。2） 振荡脉冲经过二分频后就是单片机的时钟信号，时钟信号的周期称为时钟周期，又定义为状态，用S表示。时钟周期是振荡周期的二倍。3）机器周期是指令执行过程中完成某一个基本操作所需的时间。一个机器周期等于12个振荡周期。即。4）指令周期是指执行一条指令所需要的时间，根据指令不同，可包含1、2、4个机器周期。常用符号说明：寻址方式：（1）立即寻址。操作数直接在指令中给出，它可以是二进制、十进制、十六进制数，也可以是带单引号的字符，通常把这种操作数称为立即数，它的寻址范围就是指令本身所在的程序存储单元。
8、例:MOV A,#25H;MOV DPTR,#1234H;（2）直接寻址。在指令中直接给出存放操作数的内存单元的地址。寻址范围为：内部RAM低128字节单元，特殊功能寄存器。例:MOV A,25H;（3）寄存器寻址。指令中给出的是操作数所在的寄存器。寻址范围为：4组工作寄存器（R0 R7），部分特殊功能寄存器，如A、B、DPTR。例：MOV A,R7;（4）寄存器间接寻址。存放操作数的内存单元的地址放在寄存器中，指令只给出寄存器（包括Ri和DPTR），寄存器名称前加“”前缀标志。寻址范围：地址范围从00 FFH的全部内部RAM单元，包括堆栈区，但不包括特殊功能寄存器，以及地址范围从0000 F
9、FFFH的全部片外RAM。例:MOV A,R7;（5）变址寻址。将基址寄存器与变址寄存器的内容相加，结果作为操作数的地址。变址寻址主要用于查表操作。寻址范围：64KB的程序存储空间。例:MOVC A,A+DPTR;（6）相对寻址。指令中给出的操作数是程序相对转移的偏移量。偏移量是一个带符号的单字节数，范围为-128 +127。例:SJMP 50H;（7）位寻址。操作数是位地址。寻址范围：内部RAM位寻址区共128位（位地址：00 7FH），11个特殊功能寄存器中的可寻址位（对于8051，有83位）。MCS-51单片机指令系统I.数据传送类(29条) 1.普通传送指令MOV:内部ROM；MOVC
10、:外部ROM;MOVX:程序存储器。1）片内数据存储器传送指令(16条) (1)以A为目的操作数指令(4条)MOV A,#data;MOV A,direct;MOV A,Rn;MOV A,Ri; (2)以Rn为目的操作数的指令(3条)MOV Rn,#data;MOV Rn,direct;MOV Rn,A; (3)以直接地址为目的操作数的指令(5条) MOV direct,#data; MOV direct,direct; MOV direct,A; MOV direct,Rn; MOV direct,Ri; (4)以寄存器间接寻址为目的操作数的指令(3条) MOV Ri,#data; MOV
11、Ri,direct; MOV Ri,A; (5)16位书库传送指令(1条) MOV DPTR,#data16; 2）片外数据存储器传送指令（4条） （1）使用DPTR进行间接寻址 MOVX A , DPTR ；A（DPTR）MOVX DPTR , A ；（DPTR）A （2）使用Ri进行间接寻址 MOVX A , Ri ；A（Ri） MOVX Ri ，A ；（Ri）A 例3.6 要求把外部RAM 60H单元中的数据8BH传送到内部RAM 50H中，试编程。解法1：MOV R0 , #60H ；（R0）=60H MOVX A , R0 ；（A）=8BH MOV 50H , A ；（50H）=8B
12、H解法2：MOV DPTR , #0060H ；（DPTR）=0060H MOVX A , DPTR ；（A）=8BH MOV 50H , A ；（50H）=8BH 3）程序存储器传送指令（2条） MOVC A , A+DPTR ；A（A）+（DPTR）MOVC A , A+PC ；A（A）+（PC）例3.7 已知程序存储器中以TAB为起点地址的空间存放着09的ASCII码，累加器A中存放着一个09之间的BCD码数据。要求用查表的方法获得A中数据的ASCII码。解法1: MOV DPTR , #TAB MOVC A , A+DPTR RET TAB：DB 30H，31H，32H，33H，34H
13、，35H，36H， 37H，38H，39H解法2: INC A MOVC A , A+PC RET TAB：DB 30H，31H，32H，33H，34H，35H，36H， 37H，38H，39H 2. 数据交换指令（5条） （1）整字节交换指令 源操作数与累加器A进行8位数据交换，共有3条指令： XCH A , Rn ；（A）（Rn） XCH A , direct ；（A）（direct） XCH A , Ri ；（A）（Ri）（2）半字节交换指令 源操作数与累加器A进行低4位的半字节数据交换， 只有1条指令： XCHD A , Ri ；（A）30 （Ri）30（3）累加器高低半字节交换指令
14、累加器A的高低半个字节进行数据交换，只有1条指令： SWAP A ；（A）30 （A）74 3.堆栈操作指令PUSH direct; -SP+1,SP(direct)POP direct; -direct(SP),SP(SP-1) II.算术运算类指令1. 加法指令1）不带进位的加法指令 ADD A , #data ；A（A）+dataADD A , direct ；A（A）+（direct）ADD A , Rn ；A（A）+（Rn）ADD A , Ri ；A（A）+（Ri）加法运算的结果会影响程序状态字寄存器PSW，其中包括： 如果运算结果的最高位第7位有进位，进位标志CY置“1”，反之，C
15、Y清“0”； 如果运算结果的第3位有进位，辅助进位标志AC置“1”，反之，AC清“0”； 如果运算结果的第6位有进位而第7位没有进位或者第7位有进位而第6位没有进位，则溢出标志OV置“1”（即OV=C7C6），反之，OV清“0”； 奇偶标志P随累加器A中1的个数的奇偶性而变化。例3.10 已知（A）=97H，（R0）=89H，执行指令：ADD A , R0解： 1001 0111 + 1000 1001 10010 0000 运算结果：（A）=20H，CY=1，AC=1，OV=1，P=1。若97H和89H是两个无符号数，则结果是正确的；反之，若97H和89H是两个带符号数（即负数），则由于有溢
16、出而表明相加结果是错误的，因为两个负数相加结果不可能是正数。 2）带进位的加法指令 ADDC A , #data ；A（A）+data+（CY）ADDC A , direct ；A（A）+（direct）+（CY）ADDC A , Rn ；A（A）+（Rn）+（CY）ADDC A , Ri ；A（A）+（Ri）+（CY）例3.11 已知当前（CY）=1，（A）=97H，（R0）=89H，执行指令：ADDC A , R0解： 1001 0111 1000 1001 + 1 10010 0001运算结果：（A）=21H，CY=1，AC=1，OV=1，P=0。 3）加1指令 INC A ; A（A）
17、+1INC Rn ; Rn（Rn）+1INC direct ; direct（direct）+1INC Ri ;（Ri）（Ri）+1INC DPTR ; DPTR（DPTR）+1加1指令的操作不影响程序状态字PSW的状态，只有“INC A”指令可以影响奇偶标志位P 例3.13 已知：（A）=0FFH，（R3）=0FH，（30H）=0F0H，（R0）=40H，（40H）=00H，（DPTR）=1234H， 执行如下指令： INC A INC R3 INC 30H INC R0 INC DPTR其结果为：（A）=00H，（R3）=10H，（30H）=0F1H，（R0）=40H，（40H）=01H，
18、（DPTR）=1235H，PSW中仅P改变。 2. 减法指令 1）带借位的减法指令 SUBB A , #data ；A（A）data（CY）SUBB A , direct ；A（A）（direct）（CY）SUBB A , Rn ；A（A）（Rn）（CY）SUBB A , Ri ；A（A）（Ri）（CY）减法运算的结果会影响程序状态字寄存器PSW，其中包括： 如果运算结果的最高位第7位有借位，则进位标志CY置“1”，反之，CY清“0”； 如果运算结果的第3位有借位，则辅助进位标志AC置“1”，反之，AC清“0”； 如果运算结果的第6位有借位而第7位没有借位或者第7位有借位而第6位没有借位，则溢
19、出标志OV置“1”(即OV=C7C6），反之，OV清“0”； 奇偶标志P随累加器A中1的个数的奇偶性而变化。例3.14 已知（A）=0C9H，（R2）=54H，（CY）=1。 执行指令：SUBB A , R2解： 1100 1001 0101 0100 1 0111 0100运算结果：（A）=74H，CY=0，AC=0，OV=1，P=0。若C9H和54H是两个无符号数，则结果74H是正确的；反之，若为两个带符号数，则由于有溢出而表明结果是错误的，因为负数减正数其差不可能是正数。 2）减1指令组 4条减1指令： DEC A ; A（A）1DEC Rn ; Rn（Rn）1DEC direct ;
20、direct（direct）1DEC Ri ;（Ri）（Ri）1减1操作不影响PSW的状态,只有DEC A影响奇偶标志位P只有数据指针DPTR加1指令，而没有DPTR减1指令，如果要在程序设计中进行DPTR-1运算，只有通过编程完成例3.3.15 假如（A）=0FH，（R7）=19H，（30H）=00H，（R1）=40H，（40H）=0FFH，执行指令： DEC A DEC R7 DEC 30H DEC R1结果：（A）=0EH，（R7）=18H，（30H）=0FFH，（R1）=40H，（40H）=0FEH。PSW中仅P改变 3.乘法指令MUL AB16位乘积的低位字节放在A中，高位字节放在B
21、中乘法运算影响PSW的状态：进位标志CY总是被清“0”，溢出标志位状态与乘积有关例3.3.16 已知（A）=80H（即十进制数128），（B）=40H（即十进制数64）， 执行指令：MUL AB 执行结果：乘积为2000H（十进制数为8192）, （A）=00H，（B）=20H，CY=0，OV=1 4.除法指令DIV AB被除数：A 除数：B指令执行后，商存于A中，余数存于B中除法运算影响PSW的状态：进位标志位CY总是被清“0”，溢出标志位OV状态则反映除数情况例3.17 已知（A）=80H（即十进制数128），（B）=40H（即十进制数64），执行指令：DIV AB执行结果：商为02H,
22、余数为00H，（A）=02H，（B）=00H，CY=0，OV=0。 5.十进制调整指令：用于对BCD码十进制数加法运算的结果进行修正。DA A十进制调整的修正方法：(1) 累加器低4位大于9或辅助进位位(AC)=1,则进行低4位加6修正A (A)+06H （2）累加器高4位大于9或进位标志位(CY)=1,则进行高4位加6修正 A (A)+60H （3）累加器高4位为9、低4位大于9，则进行高4位和低4位分别加6修正 A (A)+66H 例3.18 试编写程序，实现93+59的加法运算，并分析执行过程。解：加法运算程序为： MOV A , #93H ADD A , #59H DA A程序执行的过
23、程分析： 1001 0011 + 0101 1001 1110 1100 0110 0110 ；加66H调整 1 0101 0010最终结果为1 0101 0010（152）是正确的BCD码。III. 逻辑运算及移位类指令（24条） 1.逻辑与运算指令组ANL A , #data ; A（A） dataANL A , direct ; A（A）（direct）ANL A , Rn ; A（A）（Rn）ANL A , Ri ; A（A）（Ri）ANL direct , #data ; direct（direct） dataANL direct , A ; direct（direct）（A）例3.
24、19 已知（A）=86H，试分析下面指令执行的结果：（1）ANL A , #0FFH；（2）ANL A , #0F0H;（3）ANL A , #0FH;（4）ANL A , #1AH;解：（1）A=86H； （2）A=80H； （3）A=06H； （4）A=02H。由上例可知，逻辑与指令可用于将指定位清0，方法：将要清零的位与0相与，把要保留的位与1相与。 2.逻辑或运算指令组ORL A , #data ; A（A） dataORL A , direct ; A（A）（direct）ORL A , Rn ; A（A）（Rn）ORL A , Ri ; A（A）（Ri）ORL direct , #
25、data ; direct （direct） dataORL direct , A ; direct（direct）（A）例3.20 已知（A）=86H，试分析下面指令执行的结果：（1）ORL A , #0FFH；（2）ORL A , #0F0H;（3）ORL A , #0FH;（4）ORL A , #1AH;解：（1）A=0FFH； （2）A=0F6H； （3）A=8FH； （4）A=9EH。由上例可知，逻辑或指令可用于将指定位置1，方法是将要置1的位与1相或，把要保留的位与0相或 3.逻辑异或运算指令组XRL A , #data ; A（A） dataXRL A , direct ; A（
26、A）（direct）XRL A , Rn ; A（A）（Rn）XRL A , Ri ; A（A）（Ri）XRL direct , #data ; direct（direct） dataXRL direct , A ; direct（direct）（A）例3.3.20 已知（A）=86H，试分析下面指令执行的结果：（1）XRL A , #0FFH；（2）XRL A , #0F0H;（3）XRL A , #0FH;（4）XRL A , #1AH;解：（1）A=79H； （2）A=76H； （3）A=89H； （4）A=9CH。4.累加器清“0”和取反指令组累加器清“0”指令 CLR A ; A 0
27、累加器取反指令：CPL A; A (A) 5.移位指令组（1）累加器循环左移RL A;（2）累加器循环右移RR A;（3）带进位循环左移 RLC A;（4）带进位循环右移 RRC A;例3.3.23 若累加器A中的内容为1000 1011B，CY=0，则执行RLC A指令后累加器A中的内容为0001 0110，CY=1.控制转移类指令 1.无条件转移指令组：不规则条件的程序转移称为无条件转移(1)长转移指令LJMP addr16; PCaddr16 转移范围：64KB(2)绝对转移指令AJMP addr11; PC（PC）+2，PC100addr11 指令功能：构造程序转移目的地址，实现程序转
28、移 以指令提供的11位地址去替换PC的低11位内容，形成新的PC值，即转移的目的地址. 注意：PC是下一条指令的PC值，是本条指令地址加2以后的PC值 例3.25 程序存储器1000H地址单元有绝对转移指令： 1000H AJMP 0750H分析该指令的执行情况。解：指令AJMP 0750H执行前，（PC）=1000H，取出该指令后PC当前值为1002H，指令执行的过程是将指令中的11位地址111 0101 0000B送入PC的低11位，得新的PC值为0001 0111 0101 0000B=1750H，所以指令AJMP 0750H执行的结果就是转移到1750H处执行程序。(3)短转移指令：S
29、JMP rel 目的地址PC（PC）2rel例3.26 在1000H地址上有指令1000H SJMP 30H则目的地址为1000H+02H+30H=1032H程序向前转移 如果指令为1000H SJMP 0E7H rel=0E7H，是负数19H的补码，目的地址=1000H+02H-19H=0FE9H。程序向后转移。单片机程序设计时，通常用到一条SJMP指令：SJMP $ 或 HERE： SJMP HERE以$代表PC的当前值(4)变址寻址转移指令 JMP A+DPTR ；PC(A)+(DPTR) 目的地址（A）（DPTR）例3.28 设累加器A中存放着待处理命令的编号（0n ; n85），程序
30、存储器中存放着标号为PGTAB的转移表，则执行以下程序，将根据A内命令编号转向相应的命令处理程序。 PG: MOV B , #3 MUL AB ; A（A）*3 MOV DPTR , #PGTB ; DPTR转移表首址 JMP A+DPTR PGTB: LJMP PG0 ; 转向命令0处理入口 LJMP PG1 ; 转向命令1处理入口 LJMP PGn ; 转向命令n处理入口 2.条件转移指令组：程序的转移时有条件的(1).累加器判零转移指令 JZ rel ; 若（A）=0，则PC（PC）+2+rel。若（A）0，则PC（PC）+2JNZ rel ; 若（A）0，则PC（PC）+2+rel。若
31、（A）=0，则PC（PC）+2例3.29 编写程序将内部RAM以30H为起始地址的数据传送到50H为起始地址的内部RAM区域，遇0终止。解： MOV R0 , #30H MOV R1 , #50H LOOP: MOV A , R0 JZ LOOP1 MOV R1 , A INC R0 INC R1 SJMP LOOP LOOP1: SJMP $(2) 数值比较转移指令：将两个操作数进行比较，比较结构作为条件来控制程序转移CJNE A , #data , rel ; （A）data则转移CJNE A , direct , rel ; （A）（direct）则转移CJNE Rn , #data ,
32、rel ; （Rn）data则转移CJNE Ri , #data , rel ; （Ri）data则转移 (3)减一非零转移指令 DJNZ Rn , rel ; Rn（Rn）-1 ; 若（Rn）0，则PC（PC）+2+rel ; 若（Rn）0，则PC（PC）+2DJNZ direct , rel ; Rn（Rn）-1 ; 若（direct）0，则PC（PC）+3+rel ; 若（direct）0，则PC（PC）+3例3.29 编写程序将内部RAM以30H为起始地址的10个单元的数据传送到50H为起始地址的内部RAM区域，如果遇0终止。解： MOV R0 , #30H MOV R1 , #50H
33、 MOV R7 , #32 LOOP: MOV A , R0 JZ LOOP1 MOV R1 , A INC R0 INC R1 DJNZ R7 , LOOP LOOP1: SJMP $For循环：MOV R6,# 200 LOOP: NOP; DJNZ R6,LOOP 3. 子程序调用与返回指令:调用指令在主程序中使用，返回指令应该是子程序的最后一条指令。执行完这条指令之后，程序返回主程序断点处继续执行 (1)长调用指令 LCALL addr16 ; PC（PC）+3 ; SP（SP）+1，（SP）（PC）70 ; SP（SP）+1，（SP）（PC）158 ; PCaddr16 (2)绝对调
34、用指令 ACALL addr11 ; PC（PC）+2 ; SP（SP）+1，（SP）（PC）70 ; SP（SP）+1，（SP）（PC）158 ; PC100addr11 (3)子程序返回指令 RET ；PC158（SP），SP（SP）-1 ； PC70（SP），SP（SP）-1 (4)终端返回指令 RETI ；PC158（SP），SP（SP）-1 ；PC70（SP），SP（SP）-1 例3.33 从片外数据存储器1000H单元开始有10个09之间的数，请求出相应数的平方并存入片内RAM 50H开始的存储单元，试编程实现。解：主程序编程： MAIN: MOV DPTR , #1000H MO
35、V R0 , #50H MOV R7 , #10 ；循环10次 LOOP: MOVX A , DPTR ACALL QPF ；调用求平方的子程序 MOV R0 , A INC R0 INC DPTR DJNZ R7 , LOOP SJMP $ 子程序编程： QPF: MOV B , A MUL AB RET 4.空操作指令 NOP ; PC（PC）+1控制CPU不作任何操作，只消耗一个机器周期的时间单字节指令，因此执行后PC加1，时间延续一个机器周期.位操作类指令（17条） 1.位传送指令 MOV C , bit ; CY(bit)MOV bit , C ; bit(CY) 例3.34 例如将
36、30H位的内容传送到40H位，试编程。 MOV 10H , C ；暂存CY内容 MOV C , 30H ；30H位送CY MOV 40H , C ；CY送40H MOV C , 10H ；恢复CY内容 2.位置位与清零指令 SETB C ；CY1SETB bit ；bit1CLR C ；CY0CLR bit ；bit0 3.位运算指令组ANL C , bit ；CY（CY）（bit）ANL C , /bit ；CY（CY）（ ）ORL C , bit ；CY（CY）（bit）ORL C , /bit ；CY（CY）（ ）CPL C ；CY（）CPL bit ；bit（）例3.35 设D、E、F代表位地址，试编程将位D、E的内容相异或，并把结果送到F中。解：位D、E、F的关系为，编制程序如下： MOV C , D ANL C , /E ; CY MOV F , C