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1、绪论、单片机简介：单片机的定义及特点*定义：CPU 、存储器、输入和输出接口集成在一上芯片上称为单片机（Single Chip Microcomputer）特点： 性能价格比高。体积小，可靠性高。控制功能强。系统扩展典型、规范。因此，适用于工业控制、仪器仪表、家电自动化、智能化。 *存储器类型：ROM、EPROM 、EEPROM。 单片机的应用领域（1 ）自动控制（2 ）智能仪器仪表（3 ）数据采集系统（4 ）工业自动化领域的在线应用（5 ） 家用电器MCS-51 的基本特点（1 ） 8 位的 CPU 及指令系统 （2 ） 256 字节的片内 RAM（3 ） 21 个片内特殊功能寄存器: SF
2、R（4 ） 4 个 8 位并行 I/O 口 （5 ） 2 个 16 位定时 /计数器 （6 ） 1 个全双工串行口（7 ） 5 个中断源，2 个优先级 （8 ） 4KB 片内 ROM（9 ）一个片内时钟振荡电路 （10 ）片外可扩展 64KB 的 ROM，64KB 的 RAM单片机基础知识：*总线（BUS）：计算机各种功能部件之间传送信息的公共通信干线，包括数据总线、地址总线、控制总线。*计算机中的数制及相互转换*原码、反码、补码：正数：原码=反码 =补码负数：反码：原码符号位不变，其余位取反； 补码：反码+1BCD 码 :用 4 位二进制数来表示 1 位十进制数中的 09ASCII 码： 用
3、七位二进制数进行编码，可以表示 128 个字符。字、字长和字节：1. 字：在计算机中作为一个整体被存取、传送、处理的二进制数字符串。 2. 字长：每个字中二进制数长度。是计算机性能的重要指标。字长越长计算机一次处理的信息就越多，精度越高。 3. 字节 ( Byte ) ：计算机信息技术用于计算存储容量的计量单位。单片机内部结构：MCS-51 单片机内部结构*：1. CPU：8 位 CPU 及指令系统， 1 个片内时钟振荡电路 功能：1.产生控制信号 ；2.控制数据传送 3.对输入数据进行算术逻辑运算及位操作CPU 结构：1. 运算器（ALU）：由一个加法器、两个 8 位暂存器（TMP1 和 T
4、MP2）和一个布尔处理器组成。可执行四则运算，与、或、非等逻辑运算 ，数据的传送、移位、判断和程序的转移等功能。2. 控制器（定时控制部件）：用来统一指挥和控制计算机工作的部件3. 专用寄存器组：P512. 存储器（RAM & ROM)： 256 字节片内 RAM（00H1FH 工作寄存器区；20H2FH 位寻址区；30H7FH 便笺区；80HFFH 特殊功能寄存器区） ，4K 字节片内ROM（EA=1 访问片内， EA=0 访问片外） ，21 个 SFR 特殊功能寄存器 （11 个可位寻址） ，片外可扩展 64K 的 ROM 和 RAM可位寻址的 SFR：IE、IP、TCON、SCON、P0
5、P3、ACC 、B、PSW特殊功能单元（6 个）（1 ） 0000H0002H 用于初始化程序； 复位后总是从 0000H 开始执行一般在 0000H0002H 中放一条转移指令（LJMP）（2 ） 0003H：外部中断 0 入口地址； （3 ） 000BH: 定时器 T0 溢出中断入口地址； （4 ） 0013H: 外部中断 1 中断入口地址； （5 ） 001BH: 定时器 T1 溢出中断入口地址； （6 ） 0023H: 串行口中断入口地址； 3. I/O 端口 4 个 8 位的 I/O 口 ，1 个全双工串行口 4. 定时器/计数器：2 个 16 位的定时器/计数器（T0、T1） 5.
6、 中断系统：5 个中断源（外部中断 0、1 ，定时器溢出中断 0、1，串行中断）2 级优先（高低优先级，IP 设置）MCS-51 引脚功能各引脚功能简要说明如下* ：8051 有 40 条引脚，分为端口线、电源线和控制线三类端口线（32 条）*：P0.0P0.7:当 8051 带片外存储器的时候，P0.0P0.7 先用于传送片外存储器的低 8 位地址，然后传送 CPU 对片外存储器的读写数据。P1.0P1.7:通用 I/OP2.0P2.7:第二功能与 P0 配合，用于输出片外存储器的高 8 位地址P3.0P3.7:第二功能：电源线（2 条）：VSS 接地， VCC+5V控制线（6 条）：EA/
7、VPP：允许访问片外存储器/编程电源线PSEN：片外 ROM 选通线。执行 MOVC 指令时，8051 自动在 PSEN 上产生一个负脉冲。RST/VPD：复位/备用电源线，可以使 8051 处于复位工作状态。其余看书 P63MCS-51 单片机时序：振荡周期*：提供定时信号的振荡源的周期，时序最小的时钟单位。*机器周期=12 个振荡周期*指令周期：执行一条指令所占用的时间，通常由 14（1、2、4）个机器周期构成四周期指令只有乘、除两条，其余都是单、双周期指令。MCS-51 指令系统：指令分类（共 111 条）：单字节指令（49 条） 、双字节指令（45 条） 、三字节指令（17 条）；单周
8、期指令（64 条） 、双周期指令（ 45 条） 、四周器指令（2 条） ；数据传送（28） 、算术运算（24） 、逻辑操作（25） 、位操作（17 ） 、控制转移（17）寻址方式中的常用符号*寻址方式：寄存器寻址直接寻址：片内 RAM（也可间址寻址） ；SFR（必需直接寻址）立即寻址寄存器间址寻址：Ri 用于访问片内 RAM，也可访问片外 RAM（地址范围 0000H00FFH） ；DPTR 寻址范围覆盖片外 ROM/RAM 全部 64K 区域。 注意：寄存器间址不能访问 SFR变址寻址：访问片外 ROM相对寻址：带地址偏移量（rel）位寻址：位寻址方法归纳起来有四种（书 P89）各种指令看书
9、。中断什么叫中断*： 计算机暂时停止原程序的执行转而为外部设备服务，并在服务完成后自动返回执行原程序的过程。中断的优点*： 1.提高 CPU 的效率* 2.实时处理 3.故障处理中断源：1.外部设备中断源 2.控制对象中断源 3.故障中断源 4.定时脉冲中断源中断分类：1.可屏蔽中断 2.非屏蔽中断 3.软件中断中断系统的功能：1.实现中断并返回 2.进行中断优先权排队 3.实现中断嵌套 4.自动响应中断MCS-51 系统中断源*：INT0外部中断 0 请求，低电平有效。通过 P3.2 引脚输入INT1外部中断 1 请求，低电平有效。通过 P3.3 引脚输入T0 定时器/计数器 0 溢出中断请
10、求T1 定时器/计数器 1 溢出中断请求TXD/RXD 串行口中断请求MCS-51 响应中断时做三件事*：1.断点地址（PC 内）压入堆栈，以便实现中断返回。2.关闭中断，严防其他中断干预本次中断的响应。3.按下列入口地址顺序转入相应中断服务程序执行。MCS-51 中断系统的初始化：1初始化步骤1）开中断；2）确定中断优先级；3）确定电平/负边沿触发方式。 2初始化举例例题：请写出令 INT0 为负边触发，高优先级的初始化程序 求解：（1）用位操作指令SETB EA ；开所有中断；SETB EX0 ；开 INT0 中断；SETB PX0 ；令 INT0 为高中断优先级；SETB IT0 ；令
11、INT0 为负边沿触发中断方式。 其余看手抄和书。定时器/计数器*为了确保某个电平在变化之前至少被采样一次，要求电平保持时间至少是一个完整的机器周期。TMOD (89H)* 例*：设要求 T1 为工作方式 2（定时） ，T0 为工作方式 1（计数） ，则命令字为 25H，指令形式为： MOV TMOD , #25H P293 例 7.10I/O 口I/O 数据的 4 种传送方式：同步传送、异步传送、中断传送、DMA 传送I/O 接口类型：串行 I/O 接口、并行 I/O 接口I/O 接口的作用：1.实现与不同外设的速度匹配，2.改变数据的传送方式， 3.改变信号的性质和电平MCS-51 的四个
12、 I/O 端口共有三种操作方式：输出数据方式、读端口数据方式、读端口引脚方式8255A:由四部分组成：A 口、B 口和 C 口；A 组控制器、B 组控制器；数据缓冲器；读写控制器可为外设提供三个 8 位 I/O 端口，允许采用同步、异步和中断方式传送 I/O 数据A 口、 B 口和 C 口：A 口由一个 8 位数据输出缓冲/锁存器和一个 8 位数据输入缓冲/ 锁存器组成B、C 口由一个 8 位数据输出缓冲/锁存器和一个 8 位数据输入缓冲器组成（输入无所存，故 B 口不能工作在模式 2）A 组控制器、B 组控制器： 都由控制字寄存器和控制逻辑组成控制字寄存器：接收 CPU 送来的控制字，用于决
13、定 8255A 的工作模式控制逻辑：对 8255A 工作模式进行控制数据缓冲器：双向 8 位。用来传送 MCS-51 和 8255A 间的控制字、状态字和数据字读写控制逻辑：用于对 8255A 读写的控制书 P249，表 7-18255A 的控制字和状态字：8255A 有两个控制字：方式控制字（D7=1 ）和 C 口单一置复位控制字（ D7=0） 。8255A 的工作模式：模式 0：基本输入/输出方式 。模式 1：选通输入/输出方式 。模式 2：双向数据传送方式 。A 口工作在模式 2 下时，B 口只能工作在模式 0A/D 转换1.A/D 转换器，常用的* 有逐次比较式 A/D 和双积分式 A
14、/D2.ADC0809*是一种常用的 8 位逐次比较式 A/D，采用双列直插式封装共 28 条引脚3.ADC0809 引脚功能说明如下*： IN0 IN7:8 个输入通道的模拟输入端。D0D7: 8 位数字量输出端。START: 启动信号，加上正脉冲后，A/D 转换开始进行。ALE:地址锁存信号。由低至高电平时，把三位地址信号送入通道 号地址锁存器，并经译码器得到地址输出，以选择相应的模拟输入通道。EOC:转换结束信号，是芯片的输出信号。转换开始，EOC 信号变低；转换结束时，EOC返回高电平。这个信号可以作为转换器的状态信号来查询，也可以直接用作中断请求信号。OE:输出允许控制端（开数字量输出三态门） 。CLK:时钟信号。最高允许值为 640 kHz。VREF+和 VREF-:A/D 转换器的参考电压。VCC:电源电压。采用 CMOS 芯片，允许的电压范围+5+15V。
