单片机教案模版

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1、正德职业技术学院计算机系教案讲课章节及名称绪论0.1 计算机架构讲课艺术及方法0.1 计算机架构1、数字计算机的硬件组成五大组成局部：运算器、把握器、存储器、输入输出设备。 2、冯诺依曼体系构造：计算机系统由硬件系统和软件系统两大局部组成。美藉匈牙利科学家冯诺依曼构造John von Neumann奠定了现代计算机的根本构造(1) 承受二进制形式表示数据和指令(2) 承受存储程序方式这是诺依曼思想的核心内容。如前所述，它意味着事先编制程序，事先将程序(包含指令和数据)存入主存储器中，计算机在运行程序时就能自动地、连续地从存储器中依次取出指令且执行。这是计算机能高速自动运行的根底。(3) 由运算

2、器、存储器、把握器、输入装置和输出装置等五大部件组成计算机系统，并规定了这五局部的根本功能。教其特点是： 1使用单一的处理部件来完成计算、存储以及通信的工作。学2存储单元是定长的线性组织。3存储空间的单元是直接寻址的。内4使用低级机器语言，指令通过操作码来完成简洁的操作。5对计算进展集中的挨次把握。o 6计算机硬件系统由运算器、存储器、把握器、输入设备、输出设备五大部件组成并规定了它们的根本功能。安7承受二进制形式表示数据和指令。8在执行程序和处理数据时必需将程序和数据通道从外存储器装入主存储器中，然排后才能使计算机在工作时能够自动调整地从存储器中取出指令并加以执行。这就是存储程序概念的根本原

3、理。课程教学日志绪论开放的目的是为了打实计算机根底、补充计算机原理的必备前导学问点。第 1 页 共 80 页正德职业技术学院计算机系教案讲课章节及名称绪论0.1 计算机架构讲课艺术及方法0.1 计算机架构3、系统总线三总线v CPU、存储器、I/O 接口电路之间用三组总线相连: 地址总线(AB： Address Bus)数据总线(DB： Data Bus)把握总线(CB： Control Bus)地址总线、数据总线、把握总线通常统称为系统总线。l 从传输方向上看，数据总线是双向的，即数据可以从 CPU 传送到其他部件，也可从其他部件传送到CPU。l 地址总线是单向的，即地址只能由 CPU 传送

4、到存储器或I/O 端口，用以给出 CPU 将要访问的部件的地址。l 把握总线中的信号线有的是单向的，也有的是双向的。 4、中心处理器CPUcentral processing unit意为中心处理单元，又称中心处理器。CPU 由把握器、运算器和存放器组成，通常集中在一块芯片上，是计算机系统的核心设备。计算机以CPU 为教 中心，输入和输出设备与存储器之间的数据传输和处理都通过CPU 来把握执行。微型计算机的中心处理器又称为微处理器。学5、CPU 的主要技术指标1 CPU 字长内字长：是指 CPU 一次最多可同时传送和处理的二进制位数，安长直接影响到计算机的功能、用途和应用范围。如Pentium

5、 是 64 位字长的微处理器，即数据位数是64 位，而它的寻o 址位数是 32 位。u 4 位安u8 位 ：MCS-51 系列 、 X86 系列 I8088u 16 位： X86 系列 80286、 80386、80486排u32 位： ARM 系列、 X86 系列 奔腾 、PII、 PIII、PIVu 64 位： X86 系列 PIV2时钟频率和机器周期：时钟频率又称主频，它是指 CPU 内部晶振的频率，常用单位为兆MHz，它反映了CPU 的根本工作节拍。一个机器周期由假设干个时钟周期组成，在机器语言中，使用执行一条指令所需要的机器周期数来说明指令执行的速度。一般使用CPU 类型和时钟频率来

6、说明计算机的档次。如P VI 3.2G 等。课程教学日志强调总线有串行总线和并行总线，及他们的不同和串行总线是进展趋势。第 2 页 共 80 页正德职业技术学院计算机系教案讲课章节及名称绪论0.1 计算机架构讲课艺术及方法6、存储器半导体存v 纸带类介质存储已根本淘汰、磁带储器是重v 磁盘硬盘存储器外存点，强调v 半导体存储器(内存各存储器q RAM Random Access Memory的主要应 SRAM用点 DRAMDynamic RAM，动态随机存储器q ROM Read Only Memory ROM Read-Only Memory PROM Programmable Read-O

7、nly Memory/One-Time Programmable (OTP)ROM EPROM (Erasable Programmable Read-Only Memory)可擦可编程只读存储器，一种可以重复利用的可编程芯片。其内容始终不丧失， 除非您用紫外线擦除它。一般给EPROM 编程或擦除内容时，需要用专用的设备。 EEPROM (Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory)电可擦可编程只读存储器-一种掉电后数据不丧失的存储芯片。 EEPROM可以教在电脑上或专用设备上擦除已有信息，重编程。既可实现ISP 或 IAP 功能 F

8、LASH EEPROM闪存学PC 机存储器的应用：外存：硬盘操作系统、应用程序内内存：1、EPROM/EEPROM/FALSHBIOS容2、DRAMRAM 条在运行的操作系统、应用程序3、SDAM缓存Cache常运行的程序段代码和数据安EEPROM 的编程：排v 用编程器编程v ISP -In System Programming 即在系统编程。v IAP- In Application Programming 即在应用中编程。引出单片机的概念。固件：在 ROM 中固化的程序叫固件 Firmware 7、单片机存储器两种存储构造q 哈佛构造：程序存储器和数据存储器分开。q 冯诺依曼构造：程序存

9、储器和数据存储器合并，编址。课程教学日志第 3 页 共 80 页正德职业技术学院计算机系教案讲课章节及名称绪论0.1 计算机架构讲课艺术及方法8、存储器的单位计算机中最根本的存储单位为字节B、Byte8 位、16 位、 32 位、64 位的寻址空间一般都可以字节为单位，但为了提高速率，16 位、32 位、64 位机更多的用字为单位寻址。位/比特bit：这是内存中最小的单位，二进制数序列中的一个0 或一个 1 就是一比比特，在电脑中，一个比特对应着一个晶体管。字节B、Byte：是计算机中最常用、最根本的存储单位。一个字节等于8 个比特，即 1 Byte8bit。千字节KB、Kilo Byte：电

10、脑的内存容量都很大，一般都是以千字节作单位来表示。1KB1024Byte。兆字节MB Mega Byte：90 年月流行微机的硬盘和内存等一般都是以兆字节MB 为单位。1 MB1024KB。吉字节GB、Giga Byte：目前市场流行的微机的硬盘已经到达 4.3GB、6.4GB、8.1GB、12G、13GB 等规格。1GB1024MB。太字节TB、Tera byte：1TB1024GB。教v存储器工作过程如下：CPU地址地址译码器选中单元由CPU 发出的学 “读”或“写”命令。例如：内q读操作：读 02H 单元内容 02H 由AB 地址译码 找到 02 号单元； 容CPU 发出“读”信号； 0

11、2H=#A3H读出的数据 D-BUS。安#A3H 指定存放器q 写操作：数据#F7H 03H 单元中；排03H 由AB 地址译码 找到 03 号单元； CPU 将F7H 送到D-BUS 上 CPU 发出“写”信号； #F7H 03H 9、嵌入式 CPU 分类q MPU微处理机q MCU微把握器单片机q DSP数字处理、频谱分析、通讯技术q SOC 片上系统单片机又称单片微把握器,它不是完成某一个规律功能的芯片,而是把一个计算机系统集成到一个芯片上。概括的讲：一块芯片就成了一台计算机。图用 FLASH 则效果要比版书效果好课程教学日志复习的目的是引出地址，稳固根本的存储单 位，字， 字节的概念第

12、 4 页 共 80 页正德职业技术学院计算机系教案讲课章节及名称绪论0.2 计算机编码讲课艺术及方法0.2 计算机编码一、符号数的表示法1、机器数与真值符号的数码化：将符号用“0 正 1 负”表示，并以二进制数的最高位D7 位作为符号位。例如：原码 +91=0 1011011 = 5BH；-91=1 1011011= -5BH 机器数：数据在计算机中连同数码化的符号位一起表示的编码数。 真值：把机器数实际代表的数称为机器数的真值。教2、原码表示法：D7 位作为符号位0 正 1 负，D6D0 为原来的二进制数值位。数制的概例如： +55原 =0 0110111 ；念用提问学- 55原 =1 01

13、10111检查、复特点：习内18 位二进制数表示的范围：-127 +127；2+0原=00000000B与- 0原=10000000B不一样；容3加、减运算困难。3、反码表示法安正数的反码 = 正数的原码负数的反码 = 相应正数的原码按位取反排例如：+0反 = 0 0000000；+127反 = 0 1111111- 0反 = 1 1111111；-127反 = 1 0000000特点：1范围 -127 +127；2+0、-0 不相等；3求真值时，假设D7=1，则按位取反。课程教学日志第 5 页 共 80 页正德职业技术学院计算机系教案讲课章节及名称绪论0.2 计算机编码讲课艺术及方法3、符号

14、数的补码表示法1引例一：钟表调时 10 点6 点可以逆时针拨，也可顺时针拨：逆拨： 10 4 = 6 减顺拨： 10 + 8 = 18 = 12 + 6 = 6加在顺拨中，12 可自然丧失，称为模；而 8 被称为是 4 的补码。钟表承受十二进制，系统所能表示的最大量程为12，故称模为 12。反码略讲8= 12 4 =12 + 4教 4补 = 12 4 =12 + 4 MOD = 8 即：X补 = 模 + X学 2二进制补码的计算方法正数的补码 = 正数的原码内负数的补码 = 反码加 1(相应正数的原码按位取反，再加1 例：-127补 = 10000001 ；-1补 = 11111111o 特点

15、：1补码的符号位作为数值的一局部，可以参与运算； 安20 只有一种表示，即 + 0 = - 0 = 00000000；3表示范围：-128+12780H7FH；排4比原码多一种组合，即1000 0000-128其最高位“1” 既表示符号，又表示数值； 5求真值时，假设D7 = 1，则通过对补码再求补，添“-”而得；作用：补码将减法运算转换为加法运算，是计算机内符号数的有用编码练习：1十进制数8，18，113 的补码负数F8；EEH；8FH，2补码数 1BH，C9H 的真值+27；-5535 8=0000 0101B 00001000B=00000101B+1111 1000B=FDH4 8 位

16、二进制数的模？ 256=1， 0000，0000B=1111 1111+1540H +-32H补=40H+CEH = 10EH = 100H + 0EH =0EH课程教学日志补码是重点，导出摸的概 念，顺带复习数制第 6 页 共 80 页正德职业技术学院计算机系教案讲课章节及名称绪论0.2 计算机编码讲课艺术及方法（3） 八位符号数的加、减运算1） 加法： 正数+正数、负数+负数：可能产生溢出超出-128+127。无溢出时结果为正确。正数+负数：不会溢出，结果总是正确。2） 减法： 减去一个数，等与加上一个负数，补码形式下成为加法，因此，相当于正数+ 负数，结果总是正确，也不会有溢出。3） 进

17、位与溢出v 数的进位：指运算结果最高位D7 向更高位有进位或借位，称为进位CY。v 数的溢出：运算结果超出了数的表示范围+127 - 128时，称为溢出OV。溢出的推断方法：假设CY：进位位第七位向第八位有进位；CS：有没有破坏符号位第六位向第七位有进位，再观看CYCS，异或结果为“1”时，OV 位置 1，即溢出。例：127+1= 01111111+00000001=0 1 0000000CY=0CS=1 CYCS=1 溢出 OV=1127-1=127+-1补=01111111+11111111=1 0 1111110 CY=1CS=1CYCS=0 不溢出 OV=0-127-1=-127补+-

18、1补 = 10000001+11111111=1 1 0000000 教CY=1CS=1CYCS=0 不溢出 OV=0-127-2=-127补+-2补 = 10000001+11111110=0 1 1111111 学CY=1CS=0CYCS=1 溢出 OV=1二、常用编码内计算机中表示的数、字母、符号等都以二进制数表示的。常用编码有以下几种：o 1、BCD 码Binary Code Decimal表示法二十进制数BCD：用4 位二进制数表示一个十进制数。因共有24=16 种组合状态， 安 故可选其中十种编码来表示 09 十个数字，不同的选法不同相应编码方案。2、BCD 码：4 位二进制码的权

19、分别为 8、4、2、1 码，是一种最常用的编码。排特点：09，由四位二进制数00001001表示；逢“十”进一；需DA 调整，即加法运算和数结果大于9 时，需加 6 修整。是否调整有DA A 判别。课程教学日志列竖式 黑板演示第 7 页 共 80 页正德职业技术学院计算机系教案讲课章节及名称绪论0.2 计算机编码讲课艺术及方法例如：1001 0001 0111 0010BCD=9172；35=0011 0101BCD例如：求BCD 码 48+69=？117低 4 位向高 4 位进位，说明低位和大于9，需加 6 修正，而高位由于获得进位而消灭非法码，因此也需要加 6 修正，修正后，结果为 117

20、，正确。思考：BCD 码减法，如何修正？求减数对 9A 的补码2、ASCII 码：American Standard Code for Information Interchange美国标准信息交换码。 在计算机中，除要处理大量的数据信息外，还需处理一些字母、符号，它们也要用二进制编码来表示。目前，普遍承受的ASCII 码用 7 位二进制编码来表示字符。共有 27=128 种组合状态。它们是导出 DAA 概念52 大小写英文字母；10 个十进制数；7 个标点符号；教9 个运算符号；50 个其他符号。学绪论补充习题1、冯诺依曼体系构造计算机的硬件由那些功能部件构成？内2、人们在冯诺依曼体系构造的

21、根底上又构架出哈佛体系构造的目的是什么？请说出该二种体系构造的主要差异。o 3、随机存取存贮器RAM 和只读存贮器ROM 在应用时主要差异是什么？ 4、 以下补码，求真值X：安(1)X补=10000000；(2)X补=11000011；排(3)X补=10110111。5、一个完整的单片机芯片内至少有哪些部件？6、用二进制数写出以下数值的8421BCD 码绪论开放的目的是为了打实计算机根底、110=()BCD ;3 9=()BCD;7、写出以下数值的ASCII 码(299=()BCD450=()BCD补充计算机原理的必备前导10 =H ;2A =H3a =H ;4空格Sbace=H课程教学日志学

22、问点。第 8 页 共 80 页正德职业技术学院计算机系教案讲课章节及名称第一章MCS-51 系列单片机的组成及构造分析1.1 51 系列单片机经典组成构造1.1 51 系列单片机经典组成构造1、系统资源MCS-51 单片机是 Intel 公司 1980 推出的高档 8 位单片机，承受 40 脚双列直插封装或44 脚方形封装，51、52 系列功能兼容。8031 内包括：1 个 8 位 CPU；128 个字节 RAM；21 个特别功能存放器；4 个 8 位并行 I/O 口；1 个全双工串行口二根线；2 个 16 位定时计数器器；1 个片内振荡器和时钟电路；5 个中断源 2 个中断优先级；8051/

23、8751：带有 4KB ROM/EPROM； 52 子系列的RAM/ROM 容量为：256B/8KB2、性能特点教单片机为哈佛构造的计算机，除上述根本资源外，还具有如下特点：l 外部程序存储器：可扩展到 64KB；学l外部数据存储器：可扩展到 64KB；l 堆栈：最深 128B/256B；内l输入 / 输出口线：32 根；l 存放器区：划出 RAM 中 32B 作为通用存放器； 容l具有位寻址功能；l 单一“+5V”电源；安l系统时钟 112 MHz，常用 12MHz、11.0592MHz 和 6MHz。排讲课艺术及方法该章是重、难点， 用提出概念，在应用学问点中讲叙、专题讨论，用反复击、敲式

24、式讲 授。提问：单片机集成的三大部件课程教学日志第 9 页 共 80 页正德职业技术学院计算机系教案讲课章节及名称第一章MCS-51 系列单片机的组成及构造分析1. 251 系列CPU 构造1.251 系列CPU 构造一、运算器组成：ALU、TMP1、TMP2、A、B、PSW、DA A 和布尔处理机等。DA A：BCD 码十进制修正，由专用电路实现。布尔处理机：进位位 CY，被称作“位累加器”，可在任何可寻址的位与CY 间进展规律运算操作。与通用 CPU 相比，增加了暂存存放器和B 存放器1111*1111= 1 1 1 0 ， 0 0 0 1两个四位二进制的乘积的结果是 8 位两个八位二进制

25、的乘积的结果是 16 位有了 B 存放器就可以设计出 8 位乘、除指令二、把握器组成：PC、SP、DPTR、IR、ID、PLA 等1、时钟电路讲课艺术及方法振荡源oscillation由于没有教MCS-51 的 HMOS 芯片内部时钟电路的振荡源有两种方式供给，即内部自激振荡方式、外模拟电路部振荡脉冲源方式。的根底，学内部方式 ：在 XTAL1、XTAL2 跨接定时元件和两个电容就构成了自激振荡器。C1、C2 取只讲应用530PF，起微调和稳定作用。学问点内晶振频率：fosc=1.212MHz常用频率为 6、12、11.0592 MHz、12MHz。容外部方式：外部振荡脉冲信号直接由XTAL2

26、 端输入，此时，XTAL1 应接地，而片内振荡电路不作用，常用于多块8051 同时工作，以便同步，要求信号频安排率低于 12MHz。课程教学日志第 10 页 共 80 页正德职业技术学院计算机系教案讲课章节及名称第一章 MCS-51 系列单片机的组成及构造分析1. 251 系列CPU 构造v 程序计数器 PC16 位计数器，指向程序存储器中被执行的指令所在的地址。本身没有地址，在物理上独立。寻址范围 0000FFFFH 的 64KB 空间。v 数据指针 DPTR16 位地址指针，可寻址范围 0000FFFFH 的 64KB 空间，可指向程序、数据存储器。v 堆栈指针 SP8 位地址存放器，SP

27、 用来治理堆栈。它指向内部RAM 的一个存储单元，且总是指向栈顶单元。MCS-51 的堆栈是内部RAM 中的一个局部，符合“先进后出、后进先出”原则。教学内容安排课程教学日志讲课艺术及方法第 11 页 共 80 页正德职业技术学院计算机系教案讲课章节及名称第一章 51 系列单片机的组成及构造分析1. 3 MCS-51 单片机存储器组织1. 3 MCS-51 单片机存储器组织MCS-51 的程序存储器与数据存储器是分开的，地址空间重迭，最大可扩展到 64KB。v 程序存储器 ROM 18031 内部无程序存储器由于 8031 无片内程序存储器，需外接，因此，EA 端必需外接低电平。28051、8

28、751 内部有 4KB ROM/EPROMEA=0，使用外部程序存储器；EA=1，使用内部程序存储器 4KB 空间，当 PC 的值超过 4KB 范围时，自动转向外部程序存储器。v 数据存储器 RAM1） 内部 RAM 中低 128B，007FH；2） 外部 RAM，可扩至 64KB，0000FFFFH MCS-51 存储器可分为五类：l 程序存储器l 内部数据存储器教l特别功能存储器l 位寻址区学 外部扩展的数据存储器。内容安排课程教学日志讲课艺术及方法讲解同一个地址， 对象不同如何寻 址？第 12 页 共 80 页正德职业技术学院计算机系教案讲课章节及名称第一章 51 系列单片机的组成及构造

29、分析1. 3 MCS-51 单片机存储器组织讲课艺术及方法一、程序存储器1、程序存储器作用及寻址范围作用：存放指令程序的存储器，用PC 作地址指针。寻址范围：0000FFFFH，共 64KB；片内、片外统一编址。片内：PC=00000FFFH；片外：PC=1000FFFFH；2、ROM 低端的几个特别入口地址q 0000H：CPU 开头执行指令时的第一个取指单元；q 0003H002B：中断专用固定入口地址系统规定；q 我们总是从ROM 的 0030H 单元开头存放用户指令。二、内部数据存储器字节地址：007FH；有 128 个 8 位单元字节。按功能划分为三个局部： 1、工作存放器区：001

30、FH1共分 4 个区，0007，080F，1017，181F；（2） 每区有 8 个工作存放器：R0R7；教 3当前工作存放器区：由PSW 中的第三、第四位选择，具有快速保护现场数据的作用，也可作为一般的数据缓冲器。学PSW4/RS1PSW3/RS0当前区字节地址工作存放器000 区0007HR0R7内001 区080FHR0R7102 区1017HR0R7o113 区181FHR0R7安 2、位寻址区： 20H2FH共 16 个字节，168=128 个位，位地址：007FH。排51 系列整个位地址空间为：00FFH，共 211 位。1007FH 为片内 RAM 中 202FH 的 16 个字

31、节单元中的 128 个位。280FFH 中 11 个 SFR 的可寻址位，83 位。它们是：A、B、PSW、P0P3、TCON、SCON、IE、IP；52 系列的 SFR 可寻址为 93 位，共 221 位。课程教学日志第 13 页 共 80 页正德职业技术学院计算机系教案讲课章节及名称第一章 51 系列单片机的组成及构造分析1. 3 MCS-51 单片机存储器组织3、数据缓冲区： 30H7FH（1） 作为通用的按字节操作的数据缓冲区。（2） 常开拓为堆栈区。堆栈主要为子程序和中断操作而设立，是一种数据构造，它只允许在其一端进展数据的插入和删除操作，又称为入栈和出栈，MCS-51 的堆栈是向上

32、生长型的。堆栈的特点： 是一个符合“先进后出、后进先出”的RAM 区域 SP 总是指向堆栈的顶部保存有数据； 堆栈可以设在内部 RAM 中的任意区域，一般开拓在 30H7FH 中。q 堆栈的功能： 保护断点保护从主程序转向子程序、中断时的断点，发生转移时自动完成。 保护现场对子程序、中断程序中要用到的、现场的某些存放器的内容进展保护，以保证返回时确恢复。数据的临时存放。有关指针小结v 程序计数器 PC教16 位计数器，指向程序存储器中被执行的指令所在的地址。本身没有地址，在物理上独立。寻址范围 0000FFFFH 的 64KB 空间。学v数据指针 DPTR16 位地址指针，可寻址范围 0000

33、FFFFH 的 64KB 空间，可指向程序、数据存储器。内v堆栈指针 SP8 位地址存放器，SP 用来治理堆栈。它指向内部RAM 的一个存储单元，且总是指向栈容 顶单元。MCS-51 的堆栈是内部RAM 中的一个局部，符合“先进后出、后进先出”原则。讲课艺术及方法难点反复讲安排重点课程教学日志第 14 页 共 80 页正德职业技术学院计算机系教案讲课章节及名称第一章 51 系列单片机的组成及构造分析1. 4 输入/输出口及相应的SFR 三、特别功能存放器区 SFR ：80FFH包括 I/O 锁存器、定时器、串行口、中断、状态、把握存放器等共 21 个。离散地分布在 80FFH 中不包括 PC。

34、n 算术运算存放器：A、B、PSWn 指针存放器：SP、DPTRDPH，DPLn 并行口：P0、P1、P2、P3n 串行口：SCON、SBUF、PCONn 中断系统：IP、IEn 定时/计数器：TMOD、TCON、TH0、TL0、TH1、TL1四、外部扩展数据存储器和扩展I/O 口q 外部扩展数据存储器：最大可扩展到64KB，由P3 口的其次功能、把握其读、写，并通过 MOVX 指令访问。q 扩展 I/O 口：MCS-51 单片机将其看作外RAM 的一个单元，与外RAM 统一编址，供给教16 位寻址力气，寻址范围也是 64K，但需要留意的是，为区分于外RAM 地址，扩展I/O 一般用高端地址。

35、讲课艺术及方法 特别需要指出的是，51 系列内部RAM， 80FFH中未定义的单位为不行访问单元学1. 4 输入/输出口及相应的SFR内MCS-51 单片机有 4 个 8 位并行I/O 口，P0P3，共 32 根口线。每个端口都包括：锁存器即SFR：P0-P3、输出驱动器、两个三态缓冲器以及把握电路。o 一、P1 口90H 安排特点：（1） 准双向口：作为 I/O 输入时，口锁存器必需置“1”，使 T 截止，输入信号通过“读引脚”三态缓冲器进入内部总线。（2） 内部有上拉电阻20K40K（3） 由于没有其他复用，在应用时，是I/O 优先选用端口课程教学日志第 15 页 共 80 页正德职业技术

36、学院计算机系教案讲课章节及名称第一章 51 系列单片机的组成及构造分析1. 4 输入/输出口及相应的SFR 二、P3 口B0H特点：（1） 准双向口：条件为其次功能输出端常“1”，与门开锁；（2） 其次功能口：作为其次功能口使用时，P3=FFH；某位作为其次功能输入时，其次功能输出也必需置“1”。其次功能v P3.0TXD，串行输出口v P3.1RXD，串行输入口；教vP3.2，外部中断输入 0v P3.3，外部中断输入 1学vP3.4T0，外部计数输入 0v P3.5T1，外部计数输入 1内vP3.6，外部数据存储器写选通信号v P3.7，外部数据存储器读选通信号容 三、P2 口A0H特点：

37、安1把握端高电寻常，作为高 8 位地址输出口2把握端低电寻常，最小系统8051、8751作准双向 I/O 口用排课程教学日志讲课艺术及方法强调应用时一般不用 P2 作准双向I/O 用的道理第 16 页 共 80 页正德职业技术学院计算机系教案讲课章节及名称第一章 51 系列单片机的组成及构造分析1. 4 输入/输出口及相应的SFR 四、P0 口80H特点：（1） 把握端高电寻常，作为低 8 位地址和 8 位数据分时使用口，供扩展时使用。（2） 把握端低电寻常，T1 截止，使T2 漏极开路，输出“1”时须外接上拉电阻，最小系统作准双向。讲课艺术及方法五、端口小结：（1） 系统总线：地址总线16

38、位：P0地址低 8 位、P2 口地址高 8 位、 数据总线8 位： P0 口地址/数据分时使用；把握总线6 根：P3 口的其次功能、和 9、29、30、31 脚；（2） 供用户使用的端口：P1 口、局部未作其次功能的P3 口；（3） P0 口作地址/数据时，是真正的双向口，三态，负载力气为8 个 LSTTL 电路；P1 P3 是准双向口，负载力气为 4 个 LSTTL 电路。（4） P0P3 在用作输入之前必需先写“1”，即：P0=FFH P3=FFH 。教学内容安排课程教学日志第 17 页 共 80 页正德职业技术学院计算机系教案讲课章节及名称第一章 51 系列单片机的组成及构造分析1.5

39、时序及复位电路1.5 时序及复位电路振荡脉冲由XTAL2 端送往内部时钟电路：经过 2 分频，向 CPU 供给 2 相时钟信号 P1 和 P2； 再经 3 分频，产生ALE 时序；经过 12 分频，成为机器周期信号。时钟周期：振荡器输出的时钟脉冲频率的倒数。为单片机中最小、最根本的时间单位。 教v状态周期：振荡信号经 2 分频后获得的信号周期，称S，明显，S 为时钟周期的 2 倍。v 机器周期：12 个时钟周期为一个机器周期，对应计算机执行一个根本操作所需的时间。学v是指 CPU 执行一条指令所需要的时间。一个指令周期通常含有14 个机器周期。当时钟频率为 12MHz 和 6MHz 时，时钟周

40、期分别为 1/12us 和 1/6us ，机器周期分别为 1us 和内 2us讲课艺术及方法时序的应用点o 机器周期指令周期机器周期SSSSSSSSSSSS安123456123456P P P P P P P PP2 P P P P P P P P P P P P P P P PXTAL2排(OSC)121212121212121212121212振荡周期时钟周期课程教学日志第 18 页 共 80 页正德职业技术学院计算机系教案讲课章节及名称第一章 51 系列单片机的组成及构造分析1.5 MCS-51 单片机最小应用系统构造讲课艺术及方法2、复位（1） 复位工作状态复位时，各SFR 存放器的状

41、态为：PC=0000H；SP=07H；P0P3=FFH；其余SFR 存放器内容均为 0； RAM 的内容保持不变；外部引脚，ALE=0，PSEN =1。（2） 复位电路MCS-51 单片机的复位信号，高电平有效。RST/VPD 引脚至少保持 2 个机器周期的高电平， 才能复位。复位方式有上电自动复位、按键手动复位两种。在按键手动电平复位电路中，具 有上电和按键双重功能。1.5 MCS-51 单片机最小应用系统构造一、8751/8051 最小应用系统外接时钟电路和复位电路，即构成应用系统， 教 特点：1不扩展外ROM、外RAM， EA 接高电平，P0P3 口都可用作I/O 口； 学2128BRA

42、M、4KBROM，容量有限；3） 开发时、应用时P0、P2 口的环境差异较大；内48051 系统应用软件需厂家置入，一般用作为大批量产品。二、8031 最小应用系统o 外接时钟电路和复位电路，需外扩一片程序存储器EPROM 等，构成应用系统。特点：安 1P0、P2 口只能作总线用，剩下P1、P3 口作I/O 口。2/EA接地，ALE 作为地址锁存、PSEN 读 ROM74LS373排及ALE 时序入手/RD、/WR的作用于RAM课程教学日志第 19 页 共 80 页正德职业技术学院计算机系教案讲课章节及名称第一章 51 系列单片机的组成及构造分析1.6 51 系列单片机的进展1.6 51 系列

43、单片机的进展一、资源扩展容量变化2KB64KB容量扩展P0 P1 P2 P3P4讲课艺术及方法RES ALE EA PSEN把握总线指令系统4KB ROMMASKROM EPROM256B、128B RAM SFR88数量并行 I/OCPU时钟系统速度扩展中断系统定时/计数串行口模拟比较器ADC 、PWM 、中断源器 T0、T1增加扩展XTAL1XTAL2教扩展数量/功能WDT、I2C、CAN电源扩展 T2电源扩展BUS、5V2.7V6V学 二、面对于廉小应用系统的资源精简1、 I/O 总线的精简变革内 2、复用并行总线的舍弃P0、P2、/EA，ALE，PSEN,WR,RD 用增加串行总线I2

44、C、CAN BUS取代 P1o 3、 删减局部功能单元实例安1 AT89C1051、AT89C2051、AT89C405120 脚DIP20、SO20排2 P89LPC901、P89LPC902、P89LPC9038 脚DIP8、SO8 第一章小结1、单片机构造框图、硬件资源、引脚功能2、CPU、存储器配置、P0P3 口3、内部数据存储器、特别功能存储器、位地址空间、程序存储器、数据存储器和外部扩展端口重点：引脚功能、存储器空间构造难点：存储器地址和存储器的内容难以区分，字节地址和位地址难以理解课程教学日志第 20 页 共 80 页正德职业技术学院计算机系教案讲课章节及名称其次章 MCS-51

45、 单片机指令系统2-1 指令格式及其操作寻址方式2-1指令格式及其操作寻址方式一、根本概念1、指令及其格式什么是指令？计算机生疏什么样的指令？ 指令能干什么？机器指令：用 2 进制数 0、1 表示的命令代码。常以 16 进制表示。机器语言：由机器指令描述的程序语言。助记符指令：用字母和 16 进制数代替机器指令形成的符号指令。助记符语言：由助记符指令形成的程序语言，又称汇编语言。MCS-51 单片机汇编语言指令格式：标号： 操作码 操作数目的操作数，源操作数 ；注释其中： 标号：称符号地址，代表该指令第1 字节所在的地址。操作码：规定了指令将要干什么，必不行少。操作数：表示参与运算作的数或数的

46、地址。教注释：可有可无，必需以“；”开头。2、指令中的符号标识学 Ri、Rn、#data、#data16、addr11、addr16、 Direct、rel、bit A：存放器寻址的累加器；内ACC：直接寻址的累加器； ：间接寻址符号o X： X 中的内容X： 由 X 的内容作为地址的单元中的内容安：箭头左边的内容被右边的内容代替：本条指令的起始地址排/：位操作数前缀，表示取反。3、汇编语言的数据形式二进制 B：0，1十进制 D：0，1，9十六进制 H：0，1，9，A，B，C，D，E，F课程教学日志讲课艺术及方法以概念为主进展讲解，寻址方式是重点，要求试验课尽可能同步第 21 页 共 80 页

47、正德职业技术学院计算机系教案讲课章节及名称其次章MCS-51 单片机指令系统2-1 指令格式及其操作寻址方式讲课艺术及方法二、寻址方式寻址方式：指令给出参与运算的数据的方式，即确定操作数地址的方法。MCS-51 指令寻址方式主要有 5 种：存器寻址、直接寻址、存放器间接寻址、马上寻址和基址存放器变址存放器间接寻址 1、存放器寻址由指令指出以某存放器的内容为操作数。存放器寻址方式使用范围：（1） 内部RAM 中的 32 个工作存放器R0R7；（2） A、B、C、DPTR；例如： INCR3 ；R3R3+1操作码操作数 指令中的R3 即为存放器寻址，其执行过程如以以以下图：教学内本例中：R3 的“

48、门牌号”高 3 位为 0，打算了寻址内部RAM 中 00H1FH 空间。黑板画图表达过程o 对于 Rn：具体存放器由指令的低 3 位指定。对于 A、B、C、DPTR：则为隐含在指令代码中。安排课程教学日志第 22 页 共 80 页正德职业技术学院计算机系教案讲课章节及名称其次章 MCS-51 单片机指令系统2-1 指令格式及其操作寻址方式讲课艺术及方法2、直接寻址在指令中含有操作数的直接地址，该地址指出了参与运算的数所在的字节单元地址或位地址位寻址。直接寻址的寻址范围：（1） 内部数据存储器的低 128 字节，00H7FH；（2） 特别功能存放器，留意除A、B、DPTR 外，其他SFR 只能承

49、受直接寻址方式。（3） 位寻址：全部可寻址位；例如：MOVA，70H；A70HMOVC，70H；CY70H留意：对累加器直接寻址和位寻址时，要用符号“ACC”或直接地址“E0H”，以区分于存放器寻址。3、存放器间接寻址指令中指出某一个存放器的内容为操作数的地址，以符号“”表示。其寻址范围：（1） 以R0，R1 为地址指针，寻址内部RAM 007FH 和片外RAM 的低 256B；（2） 以堆栈SP 为地址指针，寻址栈区单元；教3以DPTR，或R0、R1须用P2 指定高 8 位地址为地址指针，寻址外部RAM 的 64KB 空间和扩展I/O 口。学例：MOVA，R0；AR0 PUSHACC；SP

50、A内MOVXA，DPTR；ADPTR 4、马上寻址o 操作数以常数的形式消灭，直接跟在操作码后面，以指令字节的形式存放在ROM 中。例如： MOV A， #40H安MOVDPTR， #TABLE ；TABLE 为标号地址MOVP1，#00000111B排MOVR3，#185、基址存放器变址存放器间接寻址1变址寻址以基址存放器PC、 DPTR和变址存放器A的内容作为无符号数相加，形成16 位地址，访问程序存储器表格。MOVCA，A+PC；AA+PCMOVCA，A+DPTR；AA+DPTR课程教学日志第 23 页 共 80 页正德职业技术学院计算机系教案讲课章节及名称其次章 MCS-51 单片机指

51、令系统2-1 指令格式及其操作寻址方式例如：设A=30H，PC=1000H，执行 MOVC A，A+PC 的状况如以以下图。取数地址为：1001+30=1031H。明显： 当A=00H 时，PC=1001H； 当A=FFH 时，PC=1100H；2相对寻址教指令中给定地址的相对偏移量rel，以 PC 当前值为基地址，加上 rel 所得结果为转移目标地址。学rel：符号数，单字节补码，-128+127。例如：1000H：JC 80H ；判 C 转移指令，2 字节内分析：当 CY=1 时，转移，过程如以以以下图所示：容安排课程教学日志讲课艺术及方法黑板画图表达过程黑板画图表达过程第 24 页 共

52、80 页正德职业技术学院计算机系教案讲课章节及名称其次章 MCS-51 单片机指令系统2-2 指令系统讲课艺术及方法3-2 指令系统3.2.1 程序状态字 PSW即标志存放器，字节地址为：D0H，可字节寻址、位寻址。作用：存放指令执行时有关信息、状态，供程序查询和判别。PSW 字格式：其次次D7D6D5D4 D3 D2D1D0讲，要求CYACF0RS1 RS0 OVP把握PSW.7：CY，进位标志，布尔处理器的累加器C。PSW.6：AC，半进位标志。PSW.5：F0，用户标志，可置位和复位。PSW.4-PSW.3：RS1、RS0，指出当前工作存放器区Rn。PSW.2：OV，溢出标志。CYCS=1 时溢出，OV=1。PSW.1：保存位，可单独使用，表示方法为D1H、PSW.1。PSW.0：P，奇偶标志，指A 中“1”的个数，为奇时置 1。3.2.2 指令系统教 一、数据传送指令最根本、最主要的指令，共有29 条，包括数据传送、数据交换、栈操作三类。目的单元为学 A 时影响P 标志。1、内部 RAM 间的数据传送16 条 内 1指令格式指令格式： MOV目的字节，源字节o 功能：把源字节指定的变量传送到目的字节指定 的存储单元中，源字节内容不变。安排课程教学日志第 25 页 共 80 页正德职业技术学院计算机系教案讲课章节及名称其次章 MC