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1、Four short words sum up what has lifted most successful individuals above the crowd: a little bit more.-author-dateMCS-51单片机复习要点MCS-51单片机复习要点MCS-51单片机8051单片机是8位单片机，有40个管脚，8根数据线，16根地址线。单片机的八大组成部分：CPU 、ROM、RAM、I/O 、定时/计数器、串口、SFR、中断服务系统一、MCS-51机的内存结构 (如图1所示)60KB外部ROM64KB外部RAM4KB内部EA = 14KB外部EA = 0特殊功能寄
2、存器内部RAM FFFFH FFFFH 1000H 0FFFH 0FFFH FFH80H7FH 0000H 0000H 00H 0000H7F 程序存储器 内部数据存储器 外部数据存储器 图1 MCS-51机的内存结构物理上分为：4个空间， 片内ROM、片外ROM片内RAM、片外RAM逻辑上分为；3个空间， 程序内存（片内、外）统一编址 MOVC 数据存储器（片内） MOV 数据存储器（片外） MOVX1、程序内存寻址范围：0000H FFFFH 容量64KB EA = 1，寻址从内部ROM；EA = 0，寻址从外部ROM地址长度：16位 存储器地址空间为64KB 作用： 存放程序及程序运行时
3、所需的常数。8051 单片机6个具有特殊含义的单元是：0000H 系统复位，PC指向此处； 0003H 外部中断0入口 000BH T0溢出中断入口 0013H 外中断1入口 001BH T1溢出中断入口 0023H 串口中断入口 2、内部数据存储器物理上分为两大区：00H 7FH即128B内RAM 和 SFR区。如图2所示。 7FH资料缓冲区堆栈区 80字节 数据缓冲器用工作单元30H2FH 位地址： 16字节00H7FH 128 可位寻址位20H1FH 3区 2区 1区 32字节 4组R0R7工作寄存器 0区00H 图2 内部数据存储器 二、 殊功能寄存器SFR寻址空间离散分配在：80H
4、FFH ， 注意PC不在此范围内。地址末尾为0或8的SFR具有位寻址功能1、 CPU是运算器加控制器2、 算术运算寄存器（1）累加器A（E0H）（2）B寄存器：乘、除法运算用（3）程序状态字PSW寄存器：包含程序运行状态信息。PSW CY AC FO RS1 RS0 OV PCY（PSW.7） 进位/借位标志；位累加器。AC （PSW.6） 辅助进/借位标志；用于十进制调整。F0 （PSW.5） 用户定义标志位；软件置位/清零。OV （PSW.2） 溢出标志； 硬件置位/清零。P （PSW.0） 奇偶标志；A中1的个数为奇数 P = 1；否则 P = 0。RS1、RS0 寄存器区选择控制位。
5、0 0 ： 0区 R0 R7 0 1 ： 1区 R0 R7 1 0 ： 2区 R0 R7 1 1 ： 3区 R0 R72、指针寄存器（1）程序计数器PC PC的内容是指明即将执行的下一条指令的地址，16位，寻址64KB范围，复位时PC = 0000H 具有自动加1功能 不可寻址即不能通过指令访问。（2）堆栈指针SP指明栈顶元素的地址，8位，可软件设置初值，复位时SP = 07H（3）数据指针DPTRR0、R1、DPTR；指明访问的数据存储器的单元地址，16位，寻址范围64KB。 DPTR = DPH + DPL，也可单独使用。没有自动加1功能 通过软件 INC DPTR 内容加1时序单片机内的
6、各种操作都是在一系列脉冲控制下进行的，而各脉冲在时间上是有先后顺序的，这种顺序就称为时序。执令周期：即从取指到执行完，所需时间。 不同机器指令周期不一样；即使相同机器，不同的指令其指令周期也不一样。机器周期：机器的基本操作周期。 一个指令周期含若干机器周期（单、双、四周期）状态周期：一个机器周期分6个状态周期Si 每个状态周期含两个振荡周期，即相位P1、P2。振荡周期：由振荡时钟产生。 振荡周期Tosc = 1/fosc 一个机器周期 = 12个振荡周期 = 121/fosc 。例如，若fosc = 12MHz，则一个机器周期 = 1s。时钟的产生：通过XTAL1（19）、XTAL（18）。这
7、两个管脚外部加石英晶体和电容组成振荡器系统复位 通过给RST管脚加高电平理论上大于两个机器周期，实际大于10ms，系统复后除了SP=07H ,P0、P1、P2、P3为FFH外,所有的寄存器均为00H,PC=0000H,PSW=00H 工作寄存器组R0R7工作在0组。并行I/O端口 并行I / O端口四个8位I/O口P0、P1、P2、P3 作为通用I / O使用， 是一个准双向口：“读管脚在输入数据时应先把口置1，使两个FET都截止，引脚处于悬浮状态，可作高阻抗输入” MOV P1.#0FFH MOV A,P1 读端口数据方式是一种对端口锁存器中数据进行读入的操作方式，CPU读入的这个数据并非端
8、口引脚的数据。(对端口进行读-修改-写类指令 列如 CPL P1.0是读端口锁存器而不是管脚) 一、P0口地址80H系统复位后P0=FFH（1） P0口可作通用I / O口使用，又可作地址/数据总线口；（2）P0既可按字节寻址，又可按位寻址；（3）P0作为输入口使用时：是准双向口；（4）作通用I / O 口输出时：是开漏输出；（外部管脚必须接上拉电阻）（5）作地址/数据总线口时，P0是一真正双向口，分时使用，提供地址线 A0A7由ALE控制信号锁存，数据线D0D7二、P1口地址90H地址90H系统复位后P1=FFH2、特点（1）无地址/数据口功能（2）可按字节寻址，也可按位寻址（3）作I /
9、O输入口时：是一准双向口，不是开漏输出（无需外接上拉电阻）。三、P2口地址A0H系统复位后P2=FFH2、特点（1）当P2口作为通用I / O时，是一准双向口。（2）从P2口输入数据时，先向锁存器写“1”。（3）可位寻址，也可按字节寻址（4）可输出地址高8位A8A15。四、P3口地址B0H系统复位后P3=FFH2、特点（1）作通用I / O时，是一准双向口，不是开漏输出（无需外接上拉电阻）。（2）P3口具有第二功能 1、P0口：地址低8位与数据线分时使用端口，2、P1口：按位可编址的输入输出端口，3、P2口：地址高8位输出口4、P3口：双功能口。若不用第二功能，也可作通用I / O 口。5、按
10、三总线划分：地址线：P0低八位地址，P2高八地址；数据线：P0输入输出8位数据；控制线：P3口的8位(RXD、TXD、INT0、INT1、T0、T1、WR*、RD*加上PSEN*、ALE、EA组成制总线。)中断系统五个中断源，两个优先级一、 中断请求源（“五源中断”）五个中断源： 入口地址 外部中断0（/INT0） 0003H T0溢出中断 000BH 外部中断1（/INT1） 0013H T1溢出中断 001BH 串口中断 0023H有了中断请求，如何通知CPU？通过中断请求标志位来通知CPU。外部中断源、定时/计数器的中断请求标志位分布在 TCON中；串口中断标志位分布在 SCON中。TC
11、ON TF1 TR1 TF0 TR0 IE1 IT1 IE0 IT0 SCON TI RI 中断请求标志位 IE0（INT0） IE1（INT1） TF0（T0） TF1（T1） TI/RI（串口）TF1 T1的溢出中断标志。 硬件置1，硬件清0（也可软件清0）。TF0 T0的溢出中断标志。（同TF1，只是针对T0的）IE1 外部中断1（/INT1）请求标志。 外部有中断请求时，硬件使IE1置1，硬件清0。IE0 外部中断0（/INT0）请求标志。IT1 外部中断1（/INT1）触发类型控制位。 IT1 = 0 ，低电平触发。 IT1 = 1 ， 下降沿触发。IT0 外中断0（/INT0）触发
12、类型控制位，用法同IT1。外部中断INT0、INT1 触发方式有电平触发和跳变触发TI 串口发送中断标志位。 发送完数据，硬件使TI置1，软件清0（CLR TI）RI 串行口接收中断标志位。 硬件置1，软件清0。二、 中断控制（两级管理）1、中断屏蔽在中断源与CPU之间有一级控制，类似开关，其中第一级为一个总开关，第二级为五个分开关，由IE控制。IE EA ES ET1 EX1 ET0 EX0 EA 总控制位ES 串口控制位 若为“1”，允许（开关接通）ET1 T1中断控制位 若为“0”，不允许（开关断开）EX1 /INT1控制位 例如，SETB EAET0 T0中断控制位 CLR IE.7E
13、X0 /INT0控制位2、中断优先级为什么要有中断优先级？CPU按中断申请时间先后顺序响应中断，同一时间只能响应一个中断请求。若同时来了两个或两个以上中断请求CPU响应高级别中断。为此将5个中断源分成高级、低级两个级别，高级优先，由IP控制。同时同级的中断源申请中断CPU按优先顺序响应中断。IP PS PT1 PX1 PT0 PX0 以上各位与IE的低五位相对应，为“1”时为高级。初始化编程时，由软件确定。例如，SETB PT0 或SETB IP.1 CLR PX0等。同一级中的5个中断源的优先顺序是：（注意是同级） /INT0中断 高 T0中断 厂家出厂时已固化好顺序 /INT1中断 事先约
14、定 T1中断 串口中断 低中断嵌套 同级或低级中断不能打断正在响应的中断的服务程序，高级中断能够打断低级中断服务程序而形成中断嵌套定时/计数器定时 / 计数器 两个定时器/计数器T0 、T1 四种工作方式中断方式定时器程序初始化主要部分如下MOV TMOD,#DATA ；设置定时器工作方式MOV TH0（TH1），# DATA；给定时器计数器装入初值MOV TL0（TL1），# DATASETB EA ；开中断SETB ET0（ET1） ；开中断SETB TR0（TR1） ；启动定时器计数器一、定时 / 计数器的结构T0、T1均为16位加1计数器。计数值高八位计数值低八位计数值高八位计数值低八
15、位TH0 TH1 TL0 TL1 工作方式控制字 TMOD 工作方式 TCON 1、工作方式控制寄存器 TMOD T1 T0TMOD GATE C/T M1 M0 GATE C/T M1 M0GATE 门控位。 GATE = 0 软件启动，仅由软件置TR0（TR1）为1启动定时器/计数器；置0停止定时/计数 GATE = 1 硬件启动，软件置TR0（TR1）为1后 .INT0 管脚或 /INT1管脚高电平启动定时器/计数器。C/T 外部计数器 / 定时器方式选择位 C/T = 0 定时方式； C /T = 1 计数方式。M1M2 工作模式选择位。 M1 M0 模式 说明 0 0 0 13位定时
16、/计数器 八位TH（7 0）+ 低五位TL（4 0） 0 1 1 16位定时/计数器 TH（7 0）+ TL（7 0） 1 0 2 8位计数初值自动重装 TL（7 0） TH（7 0） 1 1 3 T0工作在两个8位定时/计数。运行，而T1只能工作方式2， TCON TR1 TR0 TR0 定时 / 计数器0运行控制位。 软件置位，软件复位。 与GATE有关，分两种情况： GATE = 0 时，若TR0 = 1，开启T0计数工作； 若TR0 = 0，停止T0计数。 GATE = 1 时，若TR0 = 1 且/INT0 = 1时，开启T0计数； 若TR0 = 1 但 /INT0 = 0，则不能开
17、启T0计数。 若TR0 = 0， 停止T0计数。TR1 定时 / 计数器1运行控制位。 用法与TR0类似。 C/T = 0 定时C/T = 1 对外计数。定时：fosc / 12 = 1 /（12/fosc） = 1 / Tcy 等间隔，次数已定，时间确定 Tcy 即对机器周期进行计数。 左图定时时间为nTcy。 n 计数：脉冲不等间隔。 外部管脚输入（T0 P3.4、T1 P3.5 ）每个下降沿计数一次 确认一次负跳变需两个机器周期，（要求计数脉冲的高、低电平要大于一个机器周期）所以，计数频率最高为fosc / 24。定时器初值计算计数脉冲的个数 N=t（定时时间）/Tcy(机器周期计数初值
18、X=M(定时计数器的模)-N 方式0 X=213-N =8192-N 方式1 X=216-N=65536-N 方式2 X=28-N=256-N推荐工作方式1 和方式2例1、设计一个P1.0能产生t=1ms的周期信号发生器，主频试编程。解：选T0； C/T=0，GATE= 0定时时间0.5ms N = t / Tcy= t /（12（1/fosc）= 500 所以， X = M 500 ，问：M取多少？ 模式0、模式1均可，取模式1，M=216X = 65536-500=65036 = FE0CH TH0 0FEH TL0 0CH程序： ORG 0000H LJMP MAIN ORG 000BH
19、 LJMP INSE1 ORG 1000H MAIN： MOV SP，#60H MOV TL0，#0CH MOV TH0，#0FEH MOV TMOD，#01H SETB TR0； SETB ET0； SETB EA SJMP INSE1： MOV TL0，#0CH MOV TH0，#0F0H CPL P10 RETI 单片机串行接口 8051单片机有一个异步全双工串行通讯口 通过RXD(P3.0)接收 ，通过TXD(P3.1)发送，(串行通信有单工、半双工、全双工) ，8051单片机串行口有4种工作方式。异步通信一帧数据的格式如下空闲位 起始位 5 8位数据 奇偶校验位 停止位 空闲位 3、
20、串行通信方向 A B 发 单工 收 A B 发 半双工 发 收 收 A 全双工 B 发 收 收 发 4、波特率 即串行通信速率。 b/s 、 bps 举例、设有一帧信息，1个起始位、8个数据位、1个停止位，传输速率为240个字符。求波特率。解： （181）240 = 2400 b/s = 2400波特。5、串行通信接口发送： CPU 通过指令MOV SBUF,A 来启动发送 发送一帧数据完毕后TI置1，通过查询方式查询到TI=1或中断方式可以继续发送下一帧数据，并软件复位TI=0 （CLR TI）D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 发送数据寄存器 SBUF（99H）1 D7 D6
21、D5 D4 D3 D2 D1 D0 0 发送数据发送时钟接收： 必须置位寄存器 SCON, REN位为1才能启动串口接收数据，当接收一帧数据后，RI置1 ，CPU通过查询RI=1或中断方式，通过指令 MOV A.SBUF 来取走接收的数据，并软件复位RI=0（CLR RI）接收时钟0 D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 1 接收数据 D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 接收数据寄存器 SBUF（99H）CPU二、MCS-51机串行接口单片机内有：通用异步接收/发送器 UART全双工，4种工作方式，波特率可编程设置，可中断。1、串口的组成 从编程角度讲来看主要由以下寄存器
22、组成。 PCON SMOD SCON SM0 SM1 SM2 REN TB8 RB8 TI RI SBUF D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 SBUF发 SBUF收SM0、SM1：工作方式选择位SM2：多机通信控制位，常与RB8配合，决定是否激活RIREN：允许接收TB8：发送的第九位数RB8：接收的第九位数TI ：中断标志RI SMOD：波特系数选择位，0 20 = 1 1 21 = 22、串行口的工作方式（1）SM0、SM1=00;方式0：是8位同步移位寄存器方式，波特率固定为fosc / 12 RXD 接收/发送数据 TXD 产生同步移位脉冲接收/发送完，置位RI / TI
23、 ，（要求SM2 = 0）方式0 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 发送 D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 接收无起始位，无停止位（2）SM0、SM1=01方式1：8位UART，波特率为（2SMODT1的溢出率）/ 32停止位 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 起始位 发送位 TXD起始位 D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 停止位 接收位 RXD1帧信息，10位。 送RB8位波特率可变： 2SMOD / 32 （T1的溢出率）发送完置位TI。接收完数据置位RI。置位RI是有条件的。即：REN = 1，RI = 0 且SM2 = 0或SM2
24、 = 1但是接收到的停止位为1。此时，数据装载SBUF，停止位进入RB8，RI置1。（3）方式2（ SM0、SM1=10）、方式3 （SM0、SM1=11） ：9位UART，多机通信。多机通信只能工作在方式2、方式3停止位 TB8 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 起始位 发送数据起始位 D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 TB8 停止位 接收数据 送SCON寄存器RB8位方式2波特率：（固定）2SMOD / 64 fosc方式3波特率： 2SMOD / 32 （T1溢出率）数据发送串口方式2、3发送第九位数据必须通过软件置事先写入寄存器SCON的TB8位，把要发送的
25、数据发送到SBUF（MOV SUBF,A） 启动数据发送，发送完数据置位TI。CPU通过查询方式查询到TI=1或中断方式可以继续发送下一帧数据，并软件复位TI=0 （CLR TI）数据接收接收： 必须置位寄存器 SCON REN位为1才能启动串口接收数据，当接收一帧数据后此时，数据装载SBUF，接收到的第9位数据（TB8）送SCON寄存器RB8位 ，RI置1。，CPU通过查询RI=1或中断方式，通过指令 MOV A.SBUF 来取走接收的数据，并软件复位RI=0（CLR RI）3、波特率的设置方式0、方式2固定。方式1，方式3可变。波特率 = 2SMOD / 32 （T1的溢出率） T1溢出率
26、 = 单位时间内溢出次数 = 1 /（T1的定时时间）而T1的定时时间t就是T1溢出一次所用的时间。此情况下，一般设T1工作在模式2（8位自动重装初值）。 N = 28 t / T， t = （28N）T =（28N）12 / fosc所以，T1溢出率 = 1/t = fosc / 12（28N），故， 波特率 = 2SMOD / 32 fosc / 12（256N）。若已知波特率，则可求出T1的计数初值： y = 2562SMODfosc / （波特率3212）例、若fosc = 6MHz，波特率为2400波特，设SMOD = 1，则定时/计数器T1的计数初值为多少？并进行初始化编程。解：y
27、 = 2562SMODfosc / （24003212）= 242.98243 = F3H 同理，fosc = 11.0592MHz，波特率为2400，设SMOD = 0，则 y = F4H 初始化编程：MOV TMOD，#20HMOV PCON，#80HMOV TH1，#0F3HMOV TL1，#0F3HSETB TR1MOV SCON，#50H 指令系统指令按寻址方式分有 7种寻址方式，直接寻址（direct）、立即寻址（#20H） 、寄存器寻址（Rn）、寄存器间接寻址（Ri）、相对寻址（rel）、寄存器变址寻址（A+PC）、位寻址 （ ACC.1）指令按功能上分有5种 ，传送类指令 、算
28、术运算类指令、逻辑运算及移位类指令、控制转移类指令、位操作类指令 指令三大属性。功能属性、空间属性（指令站用的字节数）、时间属性（指令执行的机器周期数）传送类指令 有四种寻址方式 对A的数据传送只影响状态标志位P访问片内RAM和SFR 指令格式 MOV 唯一的一条16位传送指令 MOV DPTR,#DATA16访问 片外 RAM 4条指令MOVX A,Ri MOVX A,DPTR( 这两条指令是读片外RAM的数据伴随着控制信号RD*有效)MOVX Ri，A MOVX DPTR，A ( 这两条指令是写片外RAM的数据伴随着控制信号WR*有效)访问 程序存储器ROM 2条指令MOVC A,A+PC
29、 MOVC A,A+DPTR ( 这两条指令是读程序ROM的数据伴随着控制信号PSEN*有效)2、栈操作指令PUSH directPOP direct不影响任何标志位。Direct 可以是内存RAM 128个单元任意一个单元 也可以特殊功能寄存器 这里注意 PUSH ACC ( ACC是直接地址，不能写A)PUSH direct 指令执行中，机器自动进行两步操作：（1）（SP） （SP）+ 1（2）（SP） （direct）例1、设分析： 执行 PUSH DPL PUSH DPH 后，各单元中的内容。(0AH)=23H (0BH)=01H （SP）=0BHPOP direct 指令执行中，机器
30、也自动进行两步操作：（1）（direct） （SP）（2）（SP） （SP） 1例2、设（SP）= 40H，（40H）= 12H，（3FH）= 34H 执行 POP DPH POP DPL 后，各单元中的内容。（SP） = 3EH，（DPTR）= 1234H，结论：1）PUSH 与 POP 操作过程刚好相反； 2）进、出栈规则： 先进后出，后进先出。应注意指令书写先后顺序； 3）可用于“保护现场，恢复现场”3、字节交换指令XCH A，RnXCH A，direct 整字节交换XCH A，RiXCHD A，RiSWAP A 半字节交换不影响任何标志位。 算术运算类指令包括：加、 减、乘、除；加一、
31、减一。一、加法指令ADD A，Rn ；（A） （A）+ （Rn）以下类同。ADD A，directADD A，RiADD A，#data无符号数相加时：若C = 1，说明有溢出（其值 255）。带符号数相加时：若OV = D7cD6c = 1，说明有溢出。影响 C OV AC这三个标志位 奇偶标志P由累加器A的值决定INC A ；（A） （A）+1 ，以下类同。INC RnINC directINC RiINC DPTR不影响 C OV AC这三个标志位 奇偶标志P由累加器A的值决定逻辑操作类指令共分两大类：单字节逻辑操作，双字节逻辑操作，共24条。一、单字节逻辑操作指令CLR A ；（A）
32、0CPL A A中8位按位求反。循环左移、右移指令：RL ARLC ARR ARRC A二、双字节逻辑操作指令“与操作”：ANL A，Rn ； （A） （A）（Rn），以下类同。ANL A，directANL A，RiANL A，#dataANL direct，AANL direct，#data例1、（P1）= 35H，使其高4位输出0，低4位不变。解； ANL P1，#0FH 此做法称为“屏蔽”位。“或操作”：ORL A，Rn ； （A） （A）（Rn），以下类同。ORL A，directORL A，RiORL A，#dataORL direct，AORL direct，#data例2、将A
33、中的低3位送入P1中，并且保持P1中高5位不变。ANL A，#07HANL P1，#0F8HORL P1，A ；（P1）= P17P16P15P14P13A2A1A0这称为“数位组合”。“异或操作”：XRL A，Rn ； （A） （A）（Rn），以下类同。XRL A，directXRL A，RiXRL A，#dataXRL direct，AXRL direct，#data例3、设（P1）= 0B4H = 10110100B，执行： XRL P1，#00110001B 结果按# 0 0 1 1 0 0 0 1 取反，即：（P1）= 1 0 0 0 0 1 0 1 B = 85H 这称为“指定位取反”。在上述ANL、ORL、XRL操作中，用