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1、第六届信息技术应用水平大赛 ,教育部教育管理信息中心,单片机技术发展 主流机型发展趋势： 8位机、16位机、32位机等。 长寿命:新型机不断出现，能力增长，寿命增长 CMOS化趋势，低功耗，低电压，宽电压范围 RISC体系结构（微指令）的大发展。 发展专用型单片机：专用芯片（洗衣机等） OTPROM、MTPROM、在线一次或多次编程型单片机 在线编程开发环境（ISP引脚）在线路板上直接下载程序 全面功耗管理，省电方式运行，（ WAIT STOP 0.8V） 串行总线，提高速度，节省引脚，缩小面积（I2C / SPI技术 / CAN / USB / IrDA / 简易internet接口 / 以
2、太网Ethernet）。,考试内容-单片机专业部分,单片机应用中需要注意几个问题 选择单片机类型：有针对性的开发产品。 选择开发环境：用高级语言C51 或汇编语言。 系统可靠性：根据项目功能的复杂程度，设计系统的软硬件。 系统结构:采用三总线或采用串行总线如 SPI 、I2C等。 低工耗、低电压：允许电池供电，采用节电和等待方式工作。 电源技术:电源监测与管理、掉电数据保护。 智能化器件：由软件实现外围芯片功能。,考试内容-单片机专业部分,Vcc : 电源正极 Vss : 电源负极 XTAL1、XTAL2: 外接晶振、振荡器 EA / Vpp : EA-内部或外部程序存储器选择 Vpp-编程电
3、压 ALE / PROG : ALE-允许地址锁存信号输出。 PROG-编程脉冲 PSEN: 外部程序存储器选通信号 RST: 复位信号端,单片机外部引脚,考试内容-单片机专业部分,P0口-数据 / 地址低8位复用；驱动8个TTL电平；I/O口使用时上拉电阻 P1口-I/O口；P2口-地址高8位；P3口-多功能口： 驱动4个TTL电平,ROM内EA=1 4 / 8KB,ROM外EA=0 4 / 8KB,1FFFH。 0000H,ROM外60 / 56KB,FFFFH。 2000H,FFH80H 7FH00H,RAM内,外部数据存储器64KBRAM外,FFFFH0000H,MCS- 8051/2
4、存储器映像图,RAM内,SFR,8052的SFR和高位RAM地址空间重叠,MCS-8051/2存储器结构,单片机存储器结构,考试内容-单片机专业部分,专用状态寄存器PSW,CY AC F0 RS0 RS1 OV - P,CY: 高位进位标志 AC: 辅助位进位标志 RS0、RS1：工作寄存器组 F0: 用户标志位 OV: 溢出标志位 P: 奇偶标志位 -：保留位,RS0、RS1：工作寄存器组,RS1 RS0 寄存器组 RAM位置 0 0 0 00H-07H 0 1 1 08H-0FH 1 0 2 10H-17H 1 1 3 18H-1FH,1FH00H,7FH,内部RAM功能分配,工作寄存器组
5、之间的转换要注意地址的变化,考试内容-单片机专业部分,SP堆栈及堆栈指针,内部RAM定义一个区域作为堆栈区 堆栈的区域和深度可根据需要自行决定,RAM,SP=07H,上下调整,7FH00H,内部RAM功能分配,显示缓冲区 数据交换区 数据标志区 打印缓冲区 堆栈区 数据采集 缓冲区、等等位寻址区,字节寻址区 30H-7FH 或 30H-FFH,FFH7FH30H 20H 00H,注意在线仿真与脱机调试的区别 内存空间的不同可能出现栈顶溢出问题,考试内容-单片机专业部分,程序存储器空间分配,0000H 跳转指令 0002H 转主程序,0003H 中断矢量 0032H 地址表,0050H 主程序
6、子程序中断服务程序常数表区-NOP,起始地址从0000H开始，复位后系统从0000H开始执行程序 0000H-0002H单元放跳转指令 转入主程序 中断矢量地址表在程序存储器0003H-0032H区间 中断矢量地址表：5-6个中断源INT0, INT1, TF0, TF1, TI RI, TF2 EXF2每个中断服务程序地址空间有8个单元。在该空间中安排跳转到中断服务程序指令。 主程序、子程序、中断程序等依次向下安排，常数表区可安排在后面。多余出来的存储器空间可安排空操作指令NOP 主程序不易太长，子程序具备通用功能，中断不易多级嵌套，常用数据若量大放在程序存储器后面区域。,考试内容-单片机专
7、业部分,单片机汇编源程序在程序存储器的基本形式,ORG 0000HAJMP STARTORG 0003HLJMP INTIE0ORG 000BHLJMP INTTF0ORG 0050H START：MOV A, #00HMOV R1 , #7FHMOV R0, #00H,L0: MOV R0,AINC R0DJNZ R1,LOORG 3000H A0: -ORG 3100H A1: -ORG 4500H INTIE0: -,ORG 4800H INTTF0: -ORG 5500H LED: DB 01H,02H,03HDB 04H,05H,06HDB 07H,08H,09H END,起始,中断
8、矢量地址,主程序,子程序,中断服务程序,中断服务程序,常数表区,结束,考试内容-单片机专业部分,单片机寻址、指令,考试内容-单片机专业部分,MCS-51的寻址方式： 1寄存器寻址： R0-R7，A，B，C（位），DPTR 2直接寻址 ： RAM 和 SFR寄存器及位地址 3寄存器间接寻址： 内部RAM和外部RAM（R1，R0，DPTR) 及I/O口 4立即寻址 ： 程序存储器立即数 （程序存储器常数部分） 5基址加变址寄存器间接寻址 ： 程序存储器 （A+DPTR，A+PC ） 6 相对寻址： PC值 +127 - -128字节 7 位寻址： RAM（20H2FH)和SFR内（被8整除的地址空
9、间）位地址寻址 部分指令：,JMP A+DPTRMOVC A, A+PC MOVC A, A+DPTR,MOVX A , Ri MOVX A , DPTR MOVX Ri , A MOVX DPTR , A,布尔(位)处理指令： 位累加器（C） 位寄存器（bit）,单片机扩展功能,P3口-(管脚1-7) 多功能口 串口 : P3.0-RXD P3.1-TXD 中断 : P3.2-INT0 P3.3-INT1 定时 : P3.4-T0 P3.5-T1 读写 : P3.6-WR P3.7-RD,串行通讯口：1组TXD-发送数据，RXD-接收数据 中断源：6个INT0, INT1, TF0, TF1
10、, TI RI, TF2 EXF2 定/计时器：3个16位定时器 / 计数器 T0、 T1、 T2 读写选通口：1组WR 、RD,常用功能扩展口: I/O -输入、出数据口 A/D、D/A-模数转换口 USB、I2C、SPI、 1Wire 、CAN串行通讯口 LED、LCD-显示数据口,考试内容-单片机专业部分,串行通讯口是相互独立的接收、发送缓冲器 SBUF 地址：(99H） 可以同时接收和发送数据与A实现数据传送。,单片机扩展功能-串行通讯口,四种工作方式: SM0 SM1 方式 功能 波特率0 0 0 同步移位 1 /12fosc RXD接收/发送；TXD输出同步脉冲 0 1 1 8位异
11、步 可变 TXD发送端；RXD接收端 1，8，11 0 2 9位异步 1/64或1/32fosc 1 1 3 9位异步 可变 TXD发送端；RXD接收端 1，8，1，1,实际应用中fosc和波特率是给定的只需要求出时间常数NN=256 - (2SMOD x fosc / 波特率x 32 x 12) 例如:fosc=6MHZ；SMOD=1；波特率= 2400位次/ 秒 求时间常数N为： N =256 - (2 x 6 x 106 / 2400 x 32 x 12)=242.98 243 = F3H,可程控的第九位,考试内容-单片机专业部分,单片机扩展功能-定时器,M1 M0 方式 说明 0 0
12、0 13位计数器 0 1 1 16位计数器 1 0 2 自动再装入8位计数器 1 1 3 2个8位计数器,GATE: 选通控制 GATE=1（INTx=1）（TR=1）中断使用 GATE=0 （TR=1）选通定时 / 计数器 C / T ：选择定时器 / 计数器模式 C / T = 1：计数器 C / T=0：定时器,计数初值的计算： 计数值X 补码作为初值添入TLx THx （X）补=2n X 若: 定时10ms；机器周期2us X=10ms /2us =5000次 方式0 n=13 5000次=1388H 定时器的初始值 213 -1388H=C78H10 0000 0000 0000 =
13、213 - 1 0011 1000 1000 =1388H0 1100 0111 1000 =C78H 需要变动 6 3 1 8 =6318H 添入数值,8位 5位,考试内容-单片机专业部分,单片机扩展功能-中断,MCS51/2中断源:INT0, INT1, TF0, TF1, TI RI, TF2 EXF2,内部中断 外部中断,=1 允许 =0 禁止,=1 高级 =0 低级,考试内容-单片机专业部分,响应中断的条件： EA=1 (1)无同一级别或高优先级中断正在服务中(2)当前指令已执行到最后一条机器周期并已结束(3)当前正在执行的不是返回(RETI)执令或访问IE.IP特殊功能寄存器指令,中断 中断 中断查询 长调用到中断 中断服务程序有效 锁存 矢量地址,响应中断的过程：5 - 8个机器周期M1 M2 M3 M4 M5,M1：中断请求阶段 若中断标志已置位 但条件不满足时不响应 M2：优先级判别阶段，同一级别中断不能实现中断嵌套 M3 M4：生成中断矢量地址 中断服务程序转移地址 M5：中断服务程序 返回指令 RETI 保护断点地址 清除中断标志其他断点信息由程序设置保护 A；B；R0-R7；DPTR,
