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1、单片机基础电子教案第1页，共151页，编辑于2022年，星期五知识模块一单片机基础知识主要介绍单片机的发展，基本的结构和特点，单片机的应用模式和领域，单片机的供应状态等。单片微型计算机就是将CPU、RAM、ROM、定时/计数器和多种接口都集成到一块集成电路芯片上的微型计算机。因此，一块芯片就构成了一台计算机。它已成为工业控制领域、智能仪器仪表、尖端武器、日常生活中最广泛使用的计算机。第2页，共151页，编辑于2022年，星期五 11 单片机的发展概况单片机的发展概况综上所述，我们可以把单片机的发展历史划分为四阶段：第一阶段（19761978年）：低性能单片机的探索阶段。以Intel公司的MCS
2、-48为代表，采用了单片结构，即在一块芯片内含有8位CPU、定时/计数器、并行I/O口、RAM和ROM等。主要用于工业领域。第二阶段（19781982年）：高性能单片机阶段，这一类单片机带有串行I/O口，8位数据线、16位地址线可以寻址的范围达到64K字节、控制总线、较丰富的指令系统等。这类单片机的应用范围较广，并在不断的改进和发展。第三阶段（19821990年）：16位单片机阶段。16位单片机除CPU为16位外，片内RAM和ROM容量进一步增大，实时处理能力更强，体现了微控制器的特征。例如Intel公司的MCS-96主振频率为12M，片内RAM为232字节，ROM为8K字节，中断处理能力为8
3、级，片内带有10位A/D转换器和高速输入/输出部件等。第四阶段（1990年）：微控制器的全面发展阶段，各公司的产品在尽量兼容的同时，向高速、强运算能力、寻址范围大以及小型廉价方面发展。第3页，共151页，编辑于2022年，星期五 12 单片机的结构特点单片机的结构特点（1）片内的RAM采用寄存器结构形式，这样可以提高存取的速度;（2）在存储器结构上，严格的将程序存储器ROM和数据存储器RAM在空间上分开;（3）它的引出管脚一般都设计成多功能的;（4）增加了一个全双工的串行接口，以扩充I/O口和外接同步输入和输出设备;（5）有21个特殊功能寄存器;(6)有丰富的指令系统，内部设置了可以位寻址的位
4、地址空间。第4页，共151页，编辑于2022年，星期五13 单片机的主要品种及系列单片机的主要品种及系列一、4位单片机二、8位单片机第5页，共151页，编辑于2022年，星期五表格 11 MCS-51系列型号型号制造技术片内程序存储器片内数据存储器8051AHHMOSROM(4k)128字节8031AHAHMOS无128字节8751HHMOSEPROM（4K）128字节80C51CHMOSROM（4K）128字节80C31CHMOS无128字节8051HMOSROM（8K）256字节8031HMOS无256字节第6页，共151页，编辑于2022年，星期五 14 单片机的应用单片机的应用一、单片
5、机在仪器仪表中的应用二、单片机在机电一体化中的应用三、单片机在智能接口和多机系统中的应用四、单片机在生活中的应用第7页，共151页，编辑于2022年，星期五知识模块二MCS-51单片机的基本结构和工作原理本章主要介绍MCS-51系列的8051的基本结构、工作原理、存储器结构、P0、P1、P2、P3四个I/O口的基本工作原理和操作特点。单片机的各种工作方式、单片机的时序等。第8页，共151页，编辑于2022年，星期五21MCS-51单片机的结构原理一、8051单片机的结构图21MCS-51单片机的基本结构第9页，共151页，编辑于2022年，星期五二、8051单片机的内部结构和工作原理8051单
6、片机的内部结构框图如图22所示，下面分别进行介绍：第10页，共151页，编辑于2022年，星期五图 22 8051的内部结构框图第11页，共151页，编辑于2022年，星期五图 23 8051存储器组织结构第12页，共151页，编辑于2022年，星期五字节地址位地址2FH2EH2DH2CH2BH2AH29H28H27H26H25H24H23H22H21H20HD7D6D5D4D3D2D1D07FH7EH7DH7CH7BH7AH79H78H77H76H75H74H73H72H71H70H6FH6EH6DH6CH6BH6AH69H68H67H66H65H64H63H62H61H60H5FH5EH5
7、DH5CH5BH5AH59H58H57H56H55H54H53H52H51H50H4FH4EH4DH4CH4BH4AH49H48H47H46H45H44H43H42H41H40H3FH3EH3DH3CH3BH3AH39H38H37H36H35H34H33H32H31H30H2FH2EH2DH2CH2BH2AH29H28H27H26H25H24H23H22H21H20H1FH1EH1DH1CH1BH1AH19H18H17H16H15H14H13H12H11H10H0FH0EH0DH0CH0BH0AH09H08H07H06H05H04H03H02H01H00H图 24 8051内部RAM位地址区图
8、 24 8051内部RAM位地址区第13页，共151页，编辑于2022年，星期五表格 22 特殊功能寄存器表符号单元地址名称位地址符号地址*ACCE0H累加器ACC.7ACC.0E7HE0H*BF0H乘法寄存器B.7B.0F7HF0H*PSWD0H程序状态字PSW.7PSW.0D7HD0HSP81H堆栈指针DPL82H数据存储器指针(低8位)DPH83H数据存储器指针(高8位)*IEA8H中断允许控制器IE.7IE.0AFHA8H*IPB8H中断优先控制器IP.7IP.0BFHB8H*P080H通道0P0.7P0.087H80H*P190H通道1P1.7P1.097H90H*P2A0H通道2P
9、2.7P2.0A7HA0H*P3B0H通道3P3.7P3.0B7HB0HPCON87H电源控制及波特率选择*SCON98H串行口控制SCON.7SCON.09FH98HSBUF99H串行数据缓冲器*TCON88H定时控制TCON.7TCON.08FH88HTMOD89H定时器方式选择TL08AH定时器0低8位TL18BH定时器1低8位TH08CH定时器0高8位TH18DH定时器1高8位*:可位寻址的特殊功能寄存器第14页，共151页，编辑于2022年，星期五图 25 P0口的位结构（1）P0口位的结构第15页，共151页，编辑于2022年，星期五（2）P1口位的结构图 26 P1口的位结构第1
10、6页，共151页，编辑于2022年，星期五（3）P2口的位结构图 27 P2口的结构图第17页，共151页，编辑于2022年，星期五（4）P3口的位结构图 28 P3口的结构图第18页，共151页，编辑于2022年，星期五（4）P3口的位结构 图 28 P3口的结构图第19页，共151页，编辑于2022年，星期五表格 23 P3口的第二功能表I/O口第二功能注释P3.0RXD串行口数据接收端P3.1TXD串行口数据发送端P3.2INT()0外部中断请求0P3.3INT()1外部中断请求1P3.4T0定时/计数器0P3.5T1定时/计数器1P3.6WR()外部RAM写信号P3.7RD()外部RA
11、M读信号第20页，共151页，编辑于2022年，星期五一、时钟周期、机器周期和指令周期图 2-9 基本定时时序关系22 MCS-51单片机的时序单片机的时序第21页，共151页，编辑于2022年，星期五1时钟周期图210MCS-51的取指/执行时序2机器周期第22页，共151页，编辑于2022年，星期五3指令周期二、MCS-51单片机指令的取指和执行的时序三、访问外部ROM和RAM的时序图 211 访问外部ROM的时序第23页，共151页，编辑于2022年，星期五1访问外部ROM的时序2访问外部RAM的时序图212访问外部RAM的时序第24页，共151页，编辑于2022年，星期五23 MCS-
12、51单片机的时钟和复位电路一、时钟电路图213MCS-51时钟接法第25页，共151页，编辑于2022年，星期五1内部振荡器方式2外部时钟方式二、复位电路及复位状态1内部复位电路图2148051复位电路结构第26页，共151页，编辑于2022年，星期五2外部复位电路图 215 复位电路第27页，共151页，编辑于2022年，星期五3复位状态表格 24 各专用寄存器的复位值专用寄存器复位值PC0000HACC00HB00HPSW00HSP07HDPTR0000HP0P3FFHIPXXX00000BIE0XX00000BTMOD00HTCON00HTH000HTL000HTH100HTL100HS
13、CON00HSBUF不定PCON(CHMOS)0XXX0000B第28页，共151页，编辑于2022年，星期五24 MCS-51单片机的低功耗工作方式一、电源控制寄存器PCONPCOND7D6D5D4D3D2D1D0SMODGF1GF0FDIDL三、掉电方式二、等待工作方式第29页，共151页，编辑于2022年，星期五知识模块三MSC-51单片机的指令系统 31 指令系统概述指令系统概述一、机器码指令与汇编语言指令机器码指令：机器码指令：汇编语言指令：汇编语言指令：二、指令格式汇编语言格式为：标号：操作码助记符目的操作数，源操作数；注释第30页，共151页，编辑于2022年，星期五单字节指令双
14、字节指令三字节指令操作码24H操作数22HINCAADDA，#22HMOV5EH，4FH操作码04H操作码85H源操作数4FH目的操作数5EH图 3-1 机器码指令格式第31页，共151页，编辑于2022年，星期五32寻址方式一、寄存器寻址二、直接寻址三、立即寻址四、寄存器间接寻址五、变址寻址六、相对寻址七、位寻址第32页，共151页，编辑于2022年，星期五33 MSC-51单片机的指令系统单片机的指令系统按照指令的功能，可以把MSC-51的111条指令分成五类：l数据传送类指令（数据传送类指令（29条）条）l算术运算类指令（算术运算类指令（24条）条）l逻辑操作类指令（逻辑操作类指令（24
15、条）条）l控制转移类指令（控制转移类指令（17条）条）l位操作类指令位操作类指令（17条）条）第33页，共151页，编辑于2022年，星期五图3-2相对寻址过程第34页，共151页，编辑于2022年，星期五知识模块四 MCS-51单片机的应用程序设计图4-1基本程序结构第35页，共151页，编辑于2022年，星期五4 41 1 运算程序运算程序一、多字节数加法1多字节无符号数加法CLRCMOVR0，#40H；指向加数最低位MOVR1，#5OH；指向另一加数最低位MOVR2，#04H；字节数作计数初值LOOP1：MOVA，R0；取被加数ADDCA，R1；两数相加，带进位MOVR0，AINCR0；
16、修改地址INCR1DJNZR2，LOOPl；未加完转LOOP1JNCLOOP2；无进位转LOOP2MOVR0，#01HLOOP2：DECR0RET第36页，共151页，编辑于2022年，星期五2多字节有符号数加法MOVA，R0；复制保存地址指针MOVR2，AMOVA，RMOVR7，ACLRCLOOP1：MOVA，R0ADDCA，R1；相加MOVR0，AINCR0INCR1；地址指针加1DJNZR7，LOOP1JBOV，ERR；若溢出，转溢出处理DECR0MOVA，R0JNBE7H，LOOP2SETB07H；和值为负,置位标志LOOP2：MOVA，R2；恢复地址指针MOVR0，ARETERR：；
17、溢出处理RETSDADD：CLR07H；标志位清零图 4-3 多字节有符号数加法程序流程图第37页，共151页，编辑于2022年，星期五二、多字节数减法MOVR0，#40H；指向被减数最低位MOVR1，#5OH；指向减数最低位MOVR2，#04H；字节数CLRCLOOP1：MOVA，R0SUBBA，R1；完成一个字节的减法运算MOVR0，AINCR0INCR1DJNZR2，LOOP1RET第38页，共151页，编辑于2022年，星期五三、多字节十进制数(BCD码)加法图 4-4 BCD码多字节加法程序流程图BCDADD：MOV20H，R0MOV23H，RCLRCLOOP0：MOVA，R0；取被
18、加数ADDCA，R1；两数相加DAA；十进制调整MOVR0，AINCR0；指针加1INCR1DJNZR，LOOP0；作完加法否MOVR2.#23HJNCRETURN；有无进位MOVR0，#01HINCRRETURN：MOVR0，#20HRET第39页，共151页，编辑于2022年，星期五四、多字节数乘法ZHENFA:MOVA，R0MOVB，R1MULAB；(R1)*(R0)MOVR，A；积的低位送到RMOVR4，B；积的高位送到R4MOVA，R0MOVB，R2MULAB；(R2)*（R0）ADDA，R4；(R1)*(R0)的高位加(R2)*(R0)的低位MOVR4，A；结果送R4，进位在CY中
19、MOVA，BADDCA，#OOH；(R2)*(R0)的高位加低位来的进位MOVR，A；结果送RRET第40页，共151页，编辑于2022年，星期五五、多字节数除法DV:MOVR7,#08H；设计数初值DVl:CLRCMOVA，RRLCAMOVR，AMOVA，R6RLCA；将(R6)、(R)左移一位MOV07H，C；将移出的一位送07H位保存CLRC图 4-5 除法程序流程图SUBBA，R2；余数(高位)减除数JBO7H，GOU；若标志位为1，说明够减JNCGOU；无借位也说明够减ADDA，R2；否则，恢复余数AJMPDV2GOU:INCR；商上1DV2:MOVR6，A；保存余数(高位)DJNZ
20、R7，DVlRET第41页，共151页，编辑于2022年，星期五一、数据的拼拆4 42 2 数据的拼拆和转换数据的拼拆和转换例4-7设在30H和31H单元中各有一个8位数据:(30H)=x7x6xx4xx2x1x0(3lH)=y7y6yy4yy2y1y0现在要从30H单元中取出低5位，并从31H单元中取出低3位完成拼装，拼装结果送40H单元保存，并且规定:(40H)=y2y1y0 x4xx2x1x0解：利用逻辑指令ANL、ORL来完成数据的拼拆，程序清单如下：MOV4OH，3OH；将x7x0传送到40H单元ANL4OH，#000111llB；将高3位屏蔽掉MOVA，31H；将y7y0传送到累加
21、器中SWAPA；将A的内容左移4次RLA；y2y0移到高3位ANLA，#111000OOB；将低5位屏蔽掉ORL4OH，A；完成拼装任务第42页，共151页，编辑于2022年，星期五二、数据的转换1ASCII码与二进制数的互相转换例4-10编程实现十六进制数表示的ASC1I代码转换成4位二进制数（1位十六进制数）。解：对于这种转换，只要注意到下述关系便不难编写出转换程序:“字符0”“字符9”的ASCII码值为“30H”“39H”，它们与30H之差恰好为“00H”“09H”，结果均0AH。“字符A”“字符F”的ASCII码值为“41H”“46H”，它们各自减去37H后恰好为“0AH”“0FH”，
22、结果0AH。根据这个关系可以编出转换程序如下，程序以R1作为入口和出口。ASCHIN:MOVA，R1；取操作数CLRC；清进位标志位CSUBBA，#30H；ASCII码减去30H，实现0-9的转换MOVR1，A；暂存结果SUBBA，#0AH；结果是否9?JCLOOP；若9则转换正确XCHA，R1SUBBA，#07H；若9则减37HMOVR1，ALOOP:RET第43页，共151页，编辑于2022年，星期五2BCD码与二进制数的转换图 4-6 BCD码（十进制）转换成二进制数程序流程图第44页，共151页，编辑于2022年，星期五程序清单如下：MAIN：MOVA，RMOVR2，A；给子程序入口参
23、数ACALLBCDBIN；调用子程序MOVB，#64HMULABMOVR6，AXCHA，BMOVR，AMOVA，R4MOVR2，AACALLBCDBIN；调用子程序ADDA，R6MOVR4，AMOVA，RADDCA，#00HMOVR，ARET子程序如下：BCDBIN：MOVA，R2ANLA，#0F0H；取高位BCD码，屏蔽低4位SWAPAMOVB，#0AHMULABMOVR，AMOVA，R2ANLA，#0FHADDA，R3；加低位BCD码MOVR2，ARET第45页，共151页，编辑于2022年，星期五43查表程序使用MOVCA，A+DPTR指令来查表，程序清单如下：MOVDPTR，#BS；子
24、程序入口地址表首址RLA；键码值乘以MOVR2，A；暂存MOVCA，A+DPTR；取得入口地址低位PUSHA；进栈暂存INCAMOVCA，A+DPTR；取得入口地址高位MOVDPH，APOPDPLCLRAJMPA+DPTR；转向键处理子程序BS：DBRK0L；处理子程序入口地址表DBRK0HDBRK1LDBRK1HDBRK2LDBRK2H第46页，共151页，编辑于2022年，星期五4 44 4 散转程序散转程序一、采用转移指令表的散转程序例4-17编出要求根据R的内容转向各个操作程序的程序。即当(R)=0，转向OPRO(R)=1，转向OPRl(R)=n，转向OPRn解：程序清单如下：MOVA
25、，RRLA；分支序号值乘2MOVDPTR，#BRTABL；转移指令表首址JMPA+DPTR；转向形成的散转地址BRTABL：AJMPOPR0；转移指令表AJMPOPR1AJMPOPRn第47页，共151页，编辑于2022年，星期五二、采用地址偏移量表的散转程序例4-19编出能按R的内容转向5个操作程序的程序。其对应关系如下：OPRD0：操作程序0OPRD1：操作程序1OPRD2：操作程序2OPRD3：操作程序3OPRD4：操作程序4解：程序清单如下:MOVA，RMOVDPTR，#TAB3；指向地址偏移量表首址MOVCA，A+DPTR；散转点入口地址在A中JMPA+DPTR；转向相应的操作程序入
26、口TAB3:DBOPRDO-TAB3；地址偏移量表DBOPRDl-TAB3DBOPRD2-TAB3DBOPRD3-TAB3DBOPRD4-TAB3第48页，共151页，编辑于2022年，星期五三、采用转向地址表的散转程序例4-20编程：要求根据R的内容转向相应的操作程序中去。设备操作程序的转向地址分别为OPRD0，OPRDl，OPRDn。解：程序清单如下:MOVDPTR，#BRTABL；指向转向地址表MOVA，RADDA，R；(A)(R)*2JNCNAND；INCDPH；(R)*2的进位加到DPHNAND：MOVR，A；暂存变址值MOVCA，A+DPTR；取转向地址高8位XCHA，RINCAM
27、OVCA，A+DPTR；取转向地址低8位MOVDPL，A；转向地址在DPTR中MOVDPH，RCLRAJMPA+DPTR；转向相应的操作程序BRTABL：DWOPRDO；转向地址表DWOPRD1DWOPRDn第49页，共151页，编辑于2022年，星期五四、采用“RET”指令的散转程序例4-21编出能根据R的内容转向各个操作程序的程序。设该操作程序的转向地址分别为OPRD0，OPRDl，OPRDn。解：程序清单如下：MOVDPTR，#TAB3；指向转移地址表MOVA，RADDA，RJNCNANDINCDPHNAND：MOVR，AMOVCA，A+DPTR；取转向地址高8位XCHA，RINCAMO
28、VCA，A+DPTR；取转向地址低8位PUSHA；转向地址入栈MOVA，RPUSHARET；转向操作程序TAB3：DWOPRD0；转向地址表DWOPRDlDWOPRDn第50页，共151页，编辑于2022年，星期五45I/O端口控制程序例4-22试编出能模拟图4-9中电路的程序。ORG0200HDBIT00HEBIT01HGBIT02HLOOP1：ORLP1，#08H；准备P1.3输入LOOP2：MOVC，P1.3；检测K3状态JCLOOP2；若未准备好（K3断），则LOOP2ORLP1，#03H；若准备好，则准备输入P1.0和P1.1状态MOVC，P1.0；输入K0状态MOVD，C；送入DM
29、OVC，P1.1；输入K1状态MOVE，C；送入EANLC，D；DE送CMOVG，C；送入GMOVC，EORLC，D；DE送CANLC，/G；（DE）（DE）MOVP1.2，C；输出结果SJMPLOOP1；准备下次模拟END第51页，共151页，编辑于2022年，星期五4 46 6 子程序调用时的参数传递方法子程序调用时的参数传递方法一、通过寄存器或片内RAM传递参数例4-23利用通过寄存器或片内RAM传递参数这种方法编出调用SUBRT子程序的主程序。解：应该是:MAIN:MOVR0，#30H；传送RAM数据区的起始地址MOVR7，#0AH；传送RAM数据区的长度ACALLSUBRT；调用清零
30、子程序SJMP$；结束SUBRT:MOVA，#00H；清零子程序LOOP：MOVR0，AINCR0DJNZR7，LOOPRET第52页，共151页，编辑于2022年，星期五二、通过堆栈传递参数例4-25在HEX单元存有两个十六进制数，试编程分别把它们转换成ASCII码存入ASC和ASC+1单元。解：本题子程序采用查表方法完成一个十六进制数的ASCII码转换，主程序完成入口参数的传递和子程序的两次调用，以满足题目要求。程序清单为：ORG1200HPUSHHEX；入口参数压栈ACALLHASC；求低位十六进制数的ASCII码POPASC；出口参数存入ASCMOVA，HEX；十六进制数送ASWAPA
31、；高位十六进制数送低4位PUSHACC；入口参数压栈ACALLHASC；求高位十六进制数的ASCII码POPASC+1；出口参数送ASC+1SJMP$；原地踏步，结束HASC：DECSPDECSP；入口参数地址送SPPOPACC；入口参数送AANLA，#0FH；取出入口参数低4位ADDA，#07H；地址调整MOVCA，A+PC；查相应ASCII码PUSHACC；出口参数压栈INCSPINCSP；SP指向断点地址高8位RET；返回主程序ASCTABL：DB0，1，2，3，4，5，6，7DB8，9，A，B，C，D，E，FEND第53页，共151页，编辑于2022年，星期五三、利用指针寄存器传递参数
32、例4-26编出能实现打印THISISANEXAMPLE的程序。解：将要打印的字符及代码不是放在调用指令之前，而是紧跟在调用指令之后。主程序：MAIN：ACALLPRINT；调用打印子程序DBTHISISANEXAMPLE；要打印的字符及代码DBOAH，ODH，OOHNEXT：子程序：PRINT：POPDPH；把调用指令下面字节的地址弹出，作为数据指针POPDPLPPPl：MOVA，#OOHMOVCA，A+DPTR；取出欲打印的字符INCDPTRJZPPPEND；判断是否为结束字符PPP2：；打印程序SJMPPPPl；未完，继续打印PPPEND：JMPA+DPTR；指向主程序NEXT处，取代返回
33、指令第54页，共151页，编辑于2022年，星期五知识模块五 MCS-51单片机的中断系统图 5-1 8051的中断系统第55页，共151页，编辑于2022年，星期五51 中断系统及其管理中断系统及其管理一、中断源及中断入口中断源中断源入口地址入口地址外部中断外部中断00003H定时器定时器T0中断中断000BH外部中断外部中断10013H定时器定时器T1中断中断001BH串行口中断串行口中断0023H第56页，共151页，编辑于2022年，星期五二、外部中断请求标志2SCON的中断标志 1TCON中的中断标志三、中断允许控制四、中断源优先级的设定五、中断响应处理过程2中断处理1中断响应的过程
34、3中断返回 4外部中断响应时间第57页，共151页，编辑于2022年，星期五52 扩充外部中断源扩充外部中断源一、利用定时器进行扩充图 5-2 多外部中断源连接方法第58页，共151页，编辑于2022年，星期五二、采用中断和查询相结合的方法扩充外部中断源EXINT：PUSHPSWPUSHACCJBP10，SAV1JBP11，SAV2JBP12，SAV3JBP13，SAV4DISUB：POPACCPOPPSWRETISAV1：；XI1中断服务程序AJMPDISUBSAV2：；XI2中断服务程序AJMPDISUBSAV3：；XI3中断服务程序AJMPDISUBSAV4：；XI1中断服务程序AJMP
35、DISUB第59页，共151页，编辑于2022年，星期五53 中断系统的应用中断系统的应用图 8-3 外部中断实验第60页，共151页，编辑于2022年，星期五知识模块六 定时/计数器61 定时/计数的结构及工作原理一、定时/计数器的结构和原理1定时/计数器的结构图 51 TMOD、TCON与T0、T1的结构框图第61页，共151页，编辑于2022年，星期五2定时/计数器的原理图52定时/计数器的结构框图第62页，共151页，编辑于2022年，星期五二、定时/计数器方式寄存器TMOD表格 51 方式选择位意义M1M0工作方式功能说明00方式013位计数器01方式116位计数器10方式2自动再装
36、入8位计数器11方式3定时器0：分成两个8位计数器定时器1：停止计数TMOD格式如下：定时器1定时器0TMODD7D6D5D4D3D2D1D0GATEC/T()M1M0GATEC/T()M1M0第63页，共151页，编辑于2022年，星期五三、定时控制寄存器TCON定时器控制字TCON的格式如下：TCON8FH8EH8DH8CH8BH8AH89H88HTF1TR1TF0TR0IE1IT1IE0IT0第64页，共151页，编辑于2022年，星期五6 62 2 定时定时/计数器的工作方式计数器的工作方式一、方式0当M1M0两位为00时，定时/计数器被选为工作方式0，其逻辑结构如图53所示。图 53
37、 T0(或T1)方式0结构第65页，共151页，编辑于2022年，星期五二、方式1图 54 T0(或T1)方式1结构第66页，共151页，编辑于2022年，星期五三、方式2图 55 T0(或T1)方式1结构第67页，共151页，编辑于2022年，星期五三、方式2图56T0(或T1)方式2结构第68页，共151页，编辑于2022年，星期五四、方式3图 57 T0方式3下和T1结构第69页，共151页，编辑于2022年，星期五一、方式0、方式1的应用例5-1选择T1方式0用于定时，在P1。1输出周期为1ms的方波，晶振fosc=6MHZ。根据题意，只要使P1。1每隔500s取反一次即可得到1ms方
38、波，因而T1的定时时间为500s。将T1设为定时方式0：GATE=0，C/T()=0，M1M0=00；T0不用可为任意，只要不使其进入方式3，一般取0即可。故TMOD=00H。系统复位后TMOD为0，所以不必对TMOD置初值。下面计算500s定时T1的初值：机器周期T=12/fosc=12/6106=2s设初值为X则：（213X）2106s=500106sX=7942D=1111100000110B=1F06H因为在作13位计数器用时，TL1高3位未用，应写0，X的低5位装入TL1的低5位，所以TL1=06H；X的高8位应装入TH1，所以TH1=F8H。源程序如下：MOVTL1，#06H；给T
39、L1置初值MOVTH1，#F8H；给TH1置初值SETBTR1；启动T1LP1：JBCTF1，LP2；查询计数溢出否AJMPLP1LP2：MOVTL1，06H；重装初值MOVTH1，F8HCPLP1。1；输出取反AJMPLP1；重复循环第70页，共151页，编辑于2022年，星期五二、方式2的应用例5-2用定时器1方式2计数，要求每计满100次，将P1。0取反。根据题意，外部计数信号由T1（P3.5）引脚输入，每跳变一次计数器加1，由程序查询TF1。方式2有自动重装初值的功能，初始化后不必再置初值。初值X=28100=156D=9CHTH1=TL1=9CHTMOD=60H源程序如下：MOVTM
40、OD，#60H；设置T1为方式2MOVTL1，#9CH；置初值MOVTH1，#9CHSETBTR1；启动T1DEL：JBCTF1，REP；查询计数溢出AJMPDELREP：CPLP1。0；输出取反AJMPDEL第71页，共151页，编辑于2022年，星期五三、门控位的应用图 58 外部正脉冲宽度测量例5-3利用T0门控位测试INT0引脚上出现的正脉冲的宽度，并以机器周期数的形式显示在显示器上。根据要求可这样设计程序：将T0设定为方式1，GATE设为1，置TR0为1。一旦INT0（P3。2）引脚上出现高电平即开始计数，直至出现低电平，停止计数，然后读取T0的计数值并显示。测试过程如下：第72页，
41、共151页，编辑于2022年，星期五源程序如下：BEGIN：MOVTMOD，#O9H；T0工作于方式1，GATE置1MOVTL0，#00HMOVTH0；#00HWAIT1：JBP3。2，WAIT1；等待INT0变低SETBTR0；启动T0WAIT2：JNBP3。2，WAIT2；等待正脉冲到WAIT3：JBP3。2，WAIT3；等待INT0变低CLRTR0；停止T0计数MOVR0，#DISBUF；显示缓冲区首地址送R0MOVA，TL0；机器周期的存放格式为低位占低地址，高位占高地址，连续4个显示缓冲单元XCHDA，R0INCR0SWAPAXCHDA，R0INCR0MOVA，TH0XCHDA，R0
42、INCR0SWAPAXCHDA，R0DIS：LCALLDISUP；长调用显示子程序AJMPDIS；重复显示机器周期数由于定时方式1的16位计数长度有限，被测脉冲高电平宽度只能小于65536个机器周期。源程序如下：第73页，共151页，编辑于2022年，星期五知识模块八MCS-51单片机的系统扩展81 MCS-51单片机的引脚定义及最小应用系统单片机的引脚定义及最小应用系统一、8051的引脚定义及功能图 61 MCS-51的引脚图及功能分类图第74页，共151页，编辑于2022年，星期五二、MCS-51单片机最小应用系统图 62 8051/8751最小应用系统第75页，共151页，编辑于2022
43、年，星期五8 82 2 MCS-51MCS-51单片机外部存储器的扩展单片机外部存储器的扩展一、外部程序存储器的扩展及取指过程图63外部程序存储器一般连接方法第76页，共151页，编辑于2022年，星期五1程序存储器的一般连接方式图 6-4 扩展8K字节程序存储器的连线图第77页，共151页，编辑于2022年，星期五2典型EPROM扩展电路3程序存储器E2PROM的扩展图 6-5 E2PROM作为程序存储器的扩展图第78页，共151页，编辑于2022年，星期五二、数据存储器的扩展图 6-6 扩展2KB数据存储器的线路图第79页，共151页，编辑于2022年，星期五1数据存储器一般的扩展方法 2
44、常用数据存储器的扩展电路三、综合扩展实例图 6-7 扩展16KB RAM和16KB EPROM第80页，共151页，编辑于2022年，星期五 83 3 并行并行I/OI/O口的扩展口的扩展一、简单I/O口的扩展图 6-8 简单I/O接口扩展电路第81页，共151页，编辑于2022年，星期五二、可编程I/O口的扩展图 69 8155的结构和引脚第82页，共151页，编辑于2022年，星期五表格 61 8155口地址分布AD0AD7选选中中寄寄存存器器A7A6A5A4A3A2A1A0000内部命令寄存器内部命令寄存器001通用通用I/O口口A寄存器寄存器010通用通用I/O口口B寄存器寄存器011
45、口口C：通用通用I/O口或控制口口或控制口100定时定时/计数器的低计数器的低8位寄存器位寄存器101定时定时/计数器的高计数器的高8位寄存器位寄存器第83页，共151页，编辑于2022年，星期五38155与单片机的连接表格 62 8155的RAM和I/O口地址分配P2.4P2.3选择选择地地址址00RAME700HE7FFH(256B)01I/O口口EF00H命令口命令口/状态口状态口EF01H通用通用I/O口口AEF02H通用通用I/O口口BEF03H口口CEF04H计数值低计数值低8位位EF05H计计数数值值高高8位位和和计计数数方方式式图 610 扩展一片8155的基本方案第84页，共
46、151页，编辑于2022年，星期五48155片内RAM的使用OK：；和为0，读/写正确（1）命令寄存器的用法表格 63 C口工作方式方方式式位位ALTIALT2ALT3ALT4PC0输入方式输入方式输出方式输出方式AINTR（A口中断）口中断）AINTR（A口中断）口中断）PC1ABF（A口缓冲器满）口缓冲器满）ABF（A口缓冲器满）口缓冲器满）PC2ASTB（A口选通）口选通）ASTB（A口选通）口选通）PC3输出方式输出方式BINTR（B口中断）口中断）PC4BBF（B口缓冲器满）口缓冲器满）PC5BSTB（B口选通）口选通）备注备注A口口B口为口为基本基本I/O口口A口口B口为口为基本基
47、本I/O口口A口为选通输入方口为选通输入方式式B口为基本口为基本I/O口口A口、口、B口为选通口为选通输入输入/输出方式输出方式第85页，共151页，编辑于2022年，星期五图 612 8155方式4的逻辑结构图第86页，共151页，编辑于2022年，星期五6作定时/计数器用表 6-4 8155定时器输出方式M2M1方方式式定时器输出方波定时器输出方波00单个方波单个方波01连续方波连续方波10在终止计数时输出单个脉冲在终止计数时输出单个脉冲11连续脉冲连续脉冲第87页，共151页，编辑于2022年，星期五知识模块七MCS-51系统的串行接口71 串行通讯概述一、串行通讯的两种基本方式1异步传
48、送方式 第n个字符(一串行帧)n+1n-1P10D0D1D2D3D4D5D6D7P10D0起始位起始位数数据据位位校验位校验位停止位停止位图 7-2 异步通讯的帧格式第88页，共151页，编辑于2022年，星期五开始开始结束结束同步字符同步字符同步字符同步字符数据段数据段CRC字符字符#1CRC字符字符#2图 7-3 同步传送方式二、波特率图 7-4 串行通讯的制式 第89页，共151页，编辑于2022年，星期五三、数据传送的方向1单工制式(Simplex)2半双工制式(Half Duplex)3全双工(Full-duplex)制式72 MCS-51单片机的串行接口一、MCS-51串行口结构图
49、 7-5 MCS-51串行口组成示意第90页，共151页，编辑于2022年，星期五1串行口数据缓冲器SBUF 2串行口控制寄存器SCON见表格7-1SM0位地位地址址9F9E9D9C9B9A9998SCONSM1SM2RENTB8RB8TIRI接收中断标志发送中断标志接收数据第9位发送数据第9位接收控制0：禁止接收1：允许接收多机通信0：单机对单机1：多机通信图 7-6 串行口控制寄存器SCON图 7-6 串行口控制寄存器SCON第91页，共151页，编辑于2022年，星期五3特殊功能寄存器PCONPCON主要是为CHMOS型单片机的电源控制设置的专用寄存器，单元地址为87H，不能位寻址。其格
50、式如图7-7所示。SMODGF1GF0PDIDL通用标志位空闲控制位0：正常方式1：空闲方式掉电控制位0：正常方式1：掉电方式波特率选择位SMOD=1时，方式1、2和3的波特率加倍图 7-7 PCON各位定义第92页，共151页，编辑于2022年，星期五二、MCS-51串行的工作方式MCS-51的串行口有四种工作方式，它是由SCON中的SM1和SM0来决定的，如表格7-1表格 7-1 串行口的工作方式SM0SMl工作方式工作方式方式简单描述方式简单描述波特率波特率000移位寄存器移位寄存器I/O主振频率主振频率/120118位位UART可变可变1029位位UART主振频率主振频率/32或主振频