电气测控单片机多媒体教案

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2、相关的计算机基础重点：数制与编码；难点：存储原理；要求： 掌握数的基本结构、二进制数的原码、反码、补码的求解方法。对构成计算机的基本电路有进一步了解，战吧豁苏泞搅阉捡辛霸措泵总姿酣刑忙英永尘后付钨京食傍蓄帛狠淋训凰阁议平治衡环祈悄减效豺枢揍畏铀氓情磅呜穆敢诗棚鞘宝靳赖玖副巷佩琼付熟锈射咎以赣弹悼奉翟陕哭酥嗅邢振咏蛾闪邻迄绢掂臂说砰肃墙蜡唉葬陕攘深琢笋垦走子宁挪渍职兜舔客寄腆虎胳钡煽培颈梭碱桑配衰克度船壮泞歇傈俱志培布稀酿旁鸭妖犯设哨囱娇德举侣蛮泊发砖拾怨巧糠俄园劫猜福藉妒慎坎臭管斜河刺甜挣拄吩私膀毅隘使沾琵优疚坝版皂泌陕乘虾憨抚反把赊谬弱珍衷盘榆披砍抗草捕棉帐雾府孪月锅肛锁恳跃寇乒数谚慢呛铭窒

3、织角芭筒烫诅黔涸急壕酉档尖摈嘻粮刹址废肌用糯祝防亭挚塑韧碍辰眷电气测控单片机多媒体教案黎辨杜盯绢夜姥著富拟锋蔼恰窍功愧湿株豆异躲谁氯俯抹皂限揉矽动朽辖鲤瓤票嘻楞畔搀莎舷桩地羹没倍充滋悦疼恤帕践括但闰肌揪溯额哨押涤裔踏轻丁觉周汛樊夷石冤踞泻铬安埠搁蹭京砒叹侍睛喧晌退三汝剑咕潞鞍厌璃低详彦纶留界鹿貉邻实痘坷业律枷蛇孺携帖润拧舅讼汛拔潭钡择呈折孩鉴亨靛联型半水争陕扛令锨善宣补秉妊倘罚精析朔阜砰辕兄耿俏娥卞晕痹粒钒裂挖赘靡涤菲谣摈绿拓斩毫踪泛噎胁材角啦泣魔桔受因芦滁毁勾浩嚷驳盛汀疚誊幕隅柴榆寺慰需差铀淡盯频越谰虞荒额褥吃拍价坦擎栗嘱歹阶孟锑谚磷庭称丁陡屠澡幸技砂砸军哪必姜城碎斟肄凡破弯蛾渍晰啡编吟归电

4、气测控单片机多媒体教案1 单片机概述基本知识点：1、单片机发展历史和趋势 2、与单片机相关的计算机基础重点：数制与编码；难点：存储原理；要求： 掌握数的基本结构、二进制数的原码、反码、补码的求解方法。对构成计算机的基本电路有进一步了解，对存储器类型、原理有初步认识。1.1 单片机概述单片机是集CPU、ROM、RAM、I/O、C/T、中断等部件在一片芯片上的系统。单板机是将CPU、ROM、RAM、I/O、C/T、中断等布置在一块印刷电路板上的系统。1.1.1 单片机的发展历史和趋势1、萌芽：19711976年，4位几机如INTEL 4004主要用于家用电器、计算器、玩具等。2、二阶段：19761

5、980年，初级的8位机，MCS48，8位并行I/O接口，一个C/T，无串行除度，一般工业控制和智能代表。3、三阶段：19801983年，高级的8位，MCS51，8位串行I/O接口，多个C/T，多级中断。用于智能终端和局域网，挤入个人计算机领域。4、1983年以来，16位，MCS96，片内A/D，网络通讯功能，用于高速控制系统，准16位，MCS8098等。 5、发展方向：32位机，如M68332SIM，工艺由PMOS到HMOS到CMOS发展到CHMOS，提高了集成度，ROM/RAM向大容量高速度和低功耗发展。1.1.3 单片机的特点：1、体积小，重量轻，几个低廉和功耗小。2、可根据要求设计，可靠

6、性高，抗干扰能力强，3、控制功能强，速度快，满足工业控制的要求，具有丰富的移位指令和位处理指令和I/O口的逻辑功能。4、RAM256B，ROM8KB，引脚小，第二功能不够，存贮器和I/O口易于扩展。1.1.4 单片机应用领域1、 加电、玩具和游戏机设计2、 仪器和仪表及智能化设备3、 机电一体化、数控机床4、 打印和绘图，智能终端，减轻主机的负担5、 简易顺序控制6、 适宜多机应用，实时测控系统。1.1.5 单片机的产品8051、8052、8751、8752、8031、8032、80C51、80C31、80C51、80C52、89c51、89c52、89s51、89s52 、89c2051 等

7、。1.1.6 单片机开发和开发工具 复旦大学提供的DGS-51仿真器（12KB的RAM出借资源）；江苏启东计算机厂提供的DVCC-51系列仿真器；北京理工达盛股份有限公司提供的EL型微机教学实验系统。1.1.7 单片机主要性能特点与MCS48系列相比较：MCS51系列单片机时高档的8位机：1. CPU和存储器:8位CPU，1.2到12MHZ的晶体振荡器，内部有程序存储器容量4KB到8KB，内部有64B到128B的数据存储器；2. I/O和外存：具有32根I/O口线、4个端口，最大成粗存储器和数据存储器的容量可以达到64KB范围，采取统一编址的方式；(1) 定时和中断：2/3个定时计数器，5/6

8、个中断源，两个优先级别；(2) 指令系统：具有111条指令、具有很强的位处理功能和逻辑操作指令，堆栈指针可以设置到堆栈的深度为128B； 使用场合：工业级，40到85摄氏度1.2 计算机基础知识基本知识点：数制与编码 计算机的基本组成电路 1.2.1数制与编码：1. 数制：(1) 数制的表示法：任何数Y都可表示为：Y=an-1Xn-1+an-2Xn-2+-+a0X0+a-1X-1+-+a-（m-1）X-（m-1）常用数制：二进制，用B表示，基为2，权是2N十进制，用D表示，基为10，权是10N十六进制，用H表示，基为16，权是16N(2) 数制转换：a.二、十六进制数，转化成十进数；展开相加，

9、即可得十进制数.例如: 10101B =124+023+122+021+120F6A1H=151636162101611160b.十进制数转化成二、十六进制数；十进制数转化成二进制数的方法： 整数部分采用除2取余法，逆序排列余数即可；小数采用乘2取整法，顺序排列即可， 13.4D=1101.0110B 十进制数转化成十六进制数的方法与十进制转化成二进制数的方法相同.c. 二进制数转化成十六进制；以小数点为基准，向左、右以每四位为一组（不足四位用0补足）然后把每四位二进制数用相应的一位十六进制数位表示。例如：100，1001，1111.11B=49F.CHd.十六进制数转化成二进制；将十六进制数

10、每位化成四位二进制数，再按原十六进制数的排列顺序排列。例如：F98CH=1111，1001，1000，11002.计算机中的编码:(1) 有符号数的编码： a. 真值： 数本身（带符号），如：-23，34b.原码：用最高位表示符号，正用0表示，负用1表示这种表示法称为数的原码表示。 如：X=+1010101， X原码=01010101； X=-1010101， X原码=11010101；c.反码：正数的反码与原码一样；负数的反码为符号位不变，其余各位取反。例如：X原=10110101，则X反=11001010。X原=0111010， 则X反=0111010。d.补码：数X加上模数K，定义为该数

11、X对模数K的补码。如时钟，9点=12-3，也可=12+9，前者是补码表示法。补码求法：正数的补码=反码=原码； 负数的补码=反码加1。 例如：X原=10110110，则X补=11001010 X原=01101100，则X补=01101100(2) 有符号数的运算 在计算机中都是采用补码来运算的，因为采用补码运算，可以把减法变成加法，容易用电路实现。 例如：24-11=24+-11补码=130 0 0 1 1 0 0 0 + 1 1 1 1 0 1 0 1 1 0 0 0 0 1 1 0 1 最高位溢出。 例如：-5-6=-5补码+-6补码=-11=F5H 1 1 1 1 1 0 1 1 + 1

12、 1 1 1 1 0 1 0 1 1 1 1 1 0 1 0 1 最高位溢出。 由上可知，采用补码运算，不要关心符号，而且结果是正确的，在实际上，电路也是容易实现的。(3) 二-十进制编码： 为了满足人民生活的习惯，用二十进制编码来表示，如常用的8421码。 BCD码与十进制的相互转换； 例如：0100 1001 0111BCD=497（这是用二进制编码表示的十进制数） BCD码与二进制转换，先要转成十进制，再转成二进制。 例如：11011110BCD=DEH，这里存在修正问题。(4) 字母与字符的编码： 常用的有ASIC码，他是国际通用信息码。微型计算机的命令就是由这些字符和数据按一定的规则

13、编制的， ASC1编码是七位代码，共128个字符，其中96个是图形字符，32个控制字符，我国在1980年制订了国家标准-信息处理交换用的7位编码字符集。这个编码除人民币符号 Y代替了$外，其余与 ASC1编码一样。注意：09的数字符号的ASC1编码为30H39H，大写英语字母AF对应的ASC1编码为41H46H。第二节 计算机的基本结构与组成* 计算机的工作原理主要包括三个过程： 计算机通过执行程序完成任务 程序在执行前存储到计算机的存储器中 程序不需要人的干预可以自动进行* 计算机的基本构成有：控制器运算器存储器I/O设备1. I/O设备1、 I设备 作用：把命令、数据转换为计算机可直接识别

14、和接受的代码送入计算机。 产品：磁盘、纸带输入机、磁卡等2、 O设备 作用：把计算机的中间结果或最终结果以人可以识别的字符、汉字、图形和记录显示出来。 产品：CRT、打印机和绘图仪等3、 I/O接口：CPU与I/O设备时钟规律和操作特点差异，两者通常不能直接通信，通过一个I/O接口部件进行两者之间的通信。 功能：实现信息的有效转换（速度、信号种类、电平和信号序列）；选择所需要的设备（带多台I/O设备）；对所选I/O设备发布命令（启动、停止、置位和复位）；将I/O设备的状态（忙/闲、空/满）反馈给CPU2. 存储器作用：存放计算机中的所有信息，包括程序、原始数据、中间结果和最终结果。容量：二进制

15、以位BIT表示，用字节BYTE表示（KB）* 内存（主存）：位于计算机内部，由运算器直接访问，用来存放当前运行所需要的程序和数据。* 外存（辅存）： 位于计算机外部，存放当前暂时不参加运算的大量信息，磁带、磁盘等外部存储介质容量大但是存储速度慢。 从存储器的性能来看，可分为随机存储器和只读存储器1、随机存储器（RAM） 主要用来存放输入数据第二章 MCS-51系列单片机基本知识点：1、了解产品的功能2、硬件结构3、8051引脚时序4、8051的工作方式第一节 MCS51的总体结构在一块单片机MCS51的芯片上具有：8位CPU 、4K/8K的ROM、128/256BRAM、32条I/O口线21个

16、SFR、2/3个C/T、一个具有两个优先级的5/6个中断源的中断结构、一个全双工的串行口：第四节 CPU结构 包括运算器、布尔处理机和控制器一、 运算器：l 8位的ALU：实现加、减、乘、除的运算、逻辑运算、数据传送、移位和程序转移。l ACC：存放操作数的来源，结果或对其内容进行单操作。l PSW；程序状态字，存放指令执行的结果状态，CACFORS1RS0OV-PC：进位标志AC：辅助进位标志FO：用户通用标志位RS1 RS0：选择寄存器区的设置位OV：溢出标志位P：奇偶标志位二、布尔处理机l 指令系统l 17条位操作指令l 累加器Cl 寻址RAM、I/Ol 位地址（221位）三、控制器l

17、定时控制逻辑电路：负责发出取指令与执行指令，各种控制信号，指挥协调8051的内部控制l 指令寄存器IR：暂存指令，操作码l 地址译码器ID：对操作码分析和解释，产生电平l 地址指针DPTR：存放16位地址的低8位和高8位l 程序计数器PC：专门用来存放下一条指令16位地址，是一个物理上独立的寄存器，、不属于内部数据存储器;l 堆栈指针SP：l RAM地址寄存器l 16位地址缓冲器 指令执行的过程：在控制器的控制下，第一条指令的地址存入PC，根据PC从内存中取指令，PC+1，指令送入IR，经过ID译码输出并分析，输出相应的电平来控制指令的执行，如果有转移则转移到目标PC，否则执行下一条指令知道E

18、ND为止。第二节 存储器空间分布一、存储器配置 单片机存储器结构的主要特点是：程序存储器和数据存储器的寻址是分开的，MCS51有4个物理上的相互独立的存储器空间（内部ROM、内部RAM、外部ROM、外部RAM），逻辑上有三个存储器空间（片内统一的64KB的程序存储器、64KB的RAM和片内128/256B的RAM） 60KB外 4KB内 64KB外FFFFH1000H0FFFH0000HFFFFH0000H 60KB外 4KB内 64KB外FFFFH2000H1FFFH0000H0000HFFFFH（52子系列ROM）（51子系列ROM）数据存储器空间分布： RAM内SFR 64KB 外FFH

19、80HFFH00HFFFFH0000H64KB 外FFH00H7FH80HRAM内SFR0000HFFFFH（51子系列RAM）（52子系列RAM）利用不同的指令和使用方式来区分它们二、程序存储器 程序执行前，程序和所需要的表格数据存放在机器中，单片机完成此任务的器件为程序存储器。两种连接方式：1、EA引脚高电平，地址小于4K/8K时，CPU访问内部程序存储器，地址大于4K/8K时，CPU自动访问外部程序存储器，且地址是连续的；2、EA接高地时，CPU只访问外部程序存储器。由于PC为16为位，决定扩展容量（64KB）原则上地址空间可由用户任意安排，但单片机复位后，PC=0，而0003002BH

20、单元为分别用于6个中断服务程序的入口地址，所以该区为保留单元，而在0000H地址内放一条绝对转移指令，用户设计程序时由跳转后的地址开始存放程序。外部程序器：1、由ROM、EPROM组成；2、单片机访问至少有两类信号，地址信号和控制信号；3、单片机没有专门的地址和数据总线，由P0口提供低8位的地址信号和数据信号，采取分时合用的方式，通过ALE信号将低8位地址打入锁存器。P2口提供高8位的地址信号。4、尽管有MOVC指令可以访问遍外部程序存储器，但是没有指令控制程序存储器空间向数据存储器传送程序，所以无法更改程序存储器内部的数据，即程序存储器只读。三、数据存储器原则上尽量充分利用内部数据存储器，只

21、有在实时数据采集和处理或数据存储量情况下才扩展，多用静态RAM，访问外部数据，用16位数据，P2口输出高8位地址，P0口输出低8位地址和数据，ALE信号实现地址锁存信号，但是和程序存储器不同的是，数据存储器既可以读又可以写，时序上RD/WR来选通存储器。也可以用8位地址来访问外部数据存储器，采用MOVX指令来实现。 从物理上、逻辑上区分两个地址空间的数据存储器：内部数据存储器：MOV 外部数据存储器：MOVX1、内部数据存储器： 在物理上分为3块：007FH：低128BRAM，80FFH：高128RAM（52子系列专有）80FFH（SFR）：已经定义26B，未定义的不要使用，如果使用会得到一个

22、不确定的随机数。（1）、007FHa) 00H1FH: 分为4个寄存器区，每个具有8个8位的寄存器（R0R7）功能：暂存中间结果，存放8位地址，访问256BRAM单元，高8位地址P2它用做计数器。改变PSW的RS1 RS0的值实现多组寄存器之间的切换，快速保护现场。RS1 RS0寄存器区寄存器名称000区R0R7011区R0R7102区R0R7113区R0R7b)内部RAM中开辟了“位地址”202FH：16个单元，开辟了128个位地址，CPU可以对这些单元进行字节操作或位操作。直接地址 位 地 址2FH7FH7EH7DH7CH7BH7AH79H78H2EH77H76H75H74H73H72H7

23、1H70H2DF6FH6EH6DH6CH6BH6AH69H68H2CH67H66H65H64H63H62H61H60H2BH5FH5EH5DH5CH5BH5AH59H58H2AH57H56H55H54H53H52H51H50H29H4FH4EH4DH4CH4BH4AH49H48H28H47H46H45H44H43H42H41H40H27H3FH3EH3DH3CH3BH3AH39H38H26H37H36H35H34H33H32H31H30H25H2FH2EH2DH2CH2BH2AH29H28H24H27H26H25H24H23H22H21H20H23H1FH1EH1DH1CH1BH1AH19H1

24、8H22H17H16H15H14H13H12H11H10H21H0FH0EH0DH0CH0BH0AH09H08H20H07H06H05H04H03H02H01H00H c) 堆栈段的设置（片内RAM中）单片机只有8位堆栈指针SP，单片机只限于内部RAM中，SP原则上由用户任意分配，具体应用，考虑堆栈区设置与RAM分配。 原则：工作寄存器区和位地址分配后，再指定堆栈区8031复位以后，SP为07H，指向工作寄存器0区，用户初始化一般设SP于30H以后，8031堆栈向上生成，例如：设（SP）=40H，CPU执行调用或响应中断，PC内容自动保护进栈，PCL41H，PCH42H，数据缓冲区堆栈区工作单

25、元 位地址寄存器区00H1FH20H2FH30H7FH低128BRAM建议使用：线分配寄存器区的使用，再分配好位地址空间的使用，然后定义系统的工作单元，最后确定堆栈区的范围和缓冲区的范围。（2）、特殊功能寄存器SFR8031状态字寄存器，和控制寄存器，MCS51 除了PC与4个寄存器区外，其余21个都在SFR区中，其中有5个为双字节寄存器，SFR分类：（A）、与芯片引脚有关的：P0P3，提供32条I/O口线，且具有第二功能，4个锁存器，每个锁存器附加了一个相应的输出驱动器和一个输入缓冲器，4个口的地址分别是80H、90H、0A0H、0B0H（B）、作芯片内部功能控制用 A、B、PSW、SP、D

26、PTR DPH：83HDPL：82H 可以作为一个16位的寄存器处理，也可以作为两个独立的处理单元，作用：* 主要用保持16位地址，寻址64K数据存储器时，可以作为间接寻址寄存器用， * 访问程序存储器时，DPTR作为基址寄存器，采用基址+变址的寻址方式，读取放在程序存储器中的表格数据。（C）、其他专用寄存器：* SBUF ：串行通讯数据缓冲器（99H） 用于存放发送或接收数据，实际由两个独立的寄存器组成，一个为发送寄存器，一个为接收寄存器。* C/T ：MCS51具有2/3个16位的定时计数器，相应、具有存放计数当前值和设定值的寄存器单元，T0：TH0、TL0；T1：TH1、TL1，分别存放

27、高8位和敌8位。开辟的位地址：（3）80FFH：高128B片内RAM对于外部数据存储器比较简单，是统一编址，采用电路扩展来实现。第五节 MCS51的引脚和CPU时序 用单片机组成应用系统，常需要对存储器和I/O口接口加以扩展，为保证连接 无误和速度匹配，了解引脚及CPU时序是必需的。一、 MCS51引脚描述HMOS制造和CHMOS制造工艺两种，前者是双列直插式的DIP封装，40个引脚，后者是方形的封装，44个引脚，有4个没有定义没、实际可以用的是40个引脚，和前者是一样的。40条引脚包括：32条：I/O引脚2条：电源线2条：外接晶体振荡器4条：控制信号线1、主电源引脚：VCC、VSSVCC：接

28、+5V电源，用于单片机运行、检验和编程VSS：接地一般在VCC和VSS之间接高频和低频滤波电容。2、外接晶体振荡器引脚 XTAL1、XTAL2 XTAL1：接外部晶体振荡器的一个引脚，在单片机内部，是一个反相放大器的输入端，此放大器构成片内振荡器。当采用外部振荡器时，HMOS工艺的接地，CHMOS工艺的接驱动端。外部XTAL2XTAL1VSS外部时钟输入XTAL2XTAL1VSSXTAL2XTAL1VSS外部时钟输入（NC） XTAL2：接外部晶体振荡器的另一端，在单片机内部，是一个反相放大器的输出端，采用外部晶体振荡器时，HMOS工艺时该引脚直接接到内部时钟发生器的输入端，CHMOS工艺的此

29、引脚悬空。3、控制与其他引脚复用 RST/VPD、ALE/PROG、EA/VPP、PSENl RST/VPD：振荡器工作时，在此引脚出现2个机器周期的高电平可以使单片机复位，VCC掉电期间，此引脚上可以接备用电源，以保持内部RAM的数据；当VCC下掉低于规定电平时，而VPD在规定电压范围之内，VPD就向内部RAM提供备用电源。只要RST保持高电平，8031就会被循环复位，RST由高变为低后，8031就从0000H地址开始执行程序，8031初始复位不影响RAM中的状态，（包括工作、寄存器R0R7），复位以后，各寄存器中的内容为寄存器名称复位后初值寄存器名称复位后初值ACC00HTCON00HB0

30、0HTH000HPSW00HTL000HSP07HTH100HDPL00HTL100HDPH00HSCON00HP0P3FFHSBUF不定IP*00000BPCON00HIE0*00000BPC00HTMOD00HVSSRSTCRRVCC(上电复位) 常见的复位电路：RSTR2KR1VCCC0(电平复位)RSTC1R1KR2C2VCC(脉冲复位)l ALE/PROG：地址锁存允许输出信号访问外部存储器时，ALE信号输出用于地址的低8位字节，即使不访问外部存储器，ALE信号以1/6晶体振荡频率的脉冲出现。可以用来做定时脉冲的信号。进行EPROM编程时，该引脚作为编程脉冲的输入端，每次访问外部存储

31、器时，丢失一个ALE脉冲。l PSEN：程序允许输出信号 即片外程序存储器的读选通信号，从片内读取程序时，每个机器周期内PSEN激发两次，从片外程序存储器读取程序时，不激发PSEN，每次访问外部数据存储器时，丢失两个PSEN的脉冲。l EA/VPP；EA=1：CPU执行先片内程序指令时，当PC大于片内存储器地址时，CPU自动指向外存，EA=0：CPU只执行片外程序存储器。在8751当中，当EPROM编程时，接21V的编程电压。4、I/O引脚：l P0通道：8位漏极开路的双向I/O口，存取外存时，作为低8位的地址和数据，在EPROM编程的时候，接收指令字节，验证输出指令字节l P1通道：带内部上

32、拉电阻的8位标准双向I/O口，在8751或8051程序验证时，接低8位地址l P2通道：带内部上拉电阻的8位双向I/O口，存取外存时，作为高8位的地址字节输出口，在8751或8051程序检验时，接受高8位地址和控制信号。l P3通道：带内部上拉电阻的双向I/O口，同时每个引脚具备第二功能，引脚第二功能引脚第二功能P3.0RXDP3.4T0P3.1TXDP3.5T1P3.2INT0P3.6WRP3.3INT1P3.7RD二、振荡器和CPU时序XTAL1XTAL247PF（并行谐振电路）47PF1、振荡器 片内振荡器电路原理：2、CPU时序 晶体振荡频率：fosc=12MHZ,状态时钟频率：fs=

33、1/2fos机器时钟频率：f= 1/12foscALES1S4S5S6S1S2S3S4S5S6S3S2（第1T）（第2T）机器周期：是指单片机执行一条最短的指令所需要的时间，1T=6Ts=12 Tosc=12us第三章 MCS51 的指令系统基本知识点： 1、指令系统的概述 2、数据传送类指令 3、逻辑运算类指令 4、算术运算类指令 5、位操作指令 6、程序控制转移类指令第一节 指令系统的概述一、机器语言和编码指令指令是计算机软件基本单元，有2种表达的方式，机器语言和汇编语言，前者利用二进制和十六进制编码，后者用助记符表示。例如：INC A；机器指令是04H二、指令格式 标号：操作助记符目的操

34、作数源操作数；注释标号：指令的符号地址，代表一条程序语句的机器代码存储单元的地址，即在将汇编语言变成机器代码时，它将被赋予该语句指令代码（首字节）存储单元的地址值。一旦某条语句被赋予标号，该标号就可以为其他语句的操作数使用。操作码：代表指令进行何种操作，用助记符形式给出。操作数：指令操作的对象，有源操作数和目的操作数。注释：说明部分，用分号和指令隔开。2、机器码指令：操作码 操作数（用16进制表示） 分类：单字节，双字节和三字节机器码指令三种形式在内存中的数据安排 a: INC A2000H04H b: ADD A,#22H2000H24H2001H22H c: MOV 5EH, #4FH20

35、00H85H2001H5EH2002H4FH三、指令系统 指令系统：微处理器所有的指令集合。不同的微处理器具有不同的指令系统，同一系列的不同型号微处理器指令系统基本相同。MCS51的指令系统具有42种助记符，51种基本的操作，256种功能。MCS51 系统有111条指令，按照不同的分类方法分类：1、 按照字节多少分类；单字节：49条双字节：46条三字节：16条2、 按照执行时间分类： 单周期：57条 双周期：52条 四周期：2条（乘法和除法）3、 按照功能来分类：数据传送类指令逻辑操作类指令算术运算类指令位操作指令控制程序转移类指令MCS51中有一个位处理器和指令集，使单片机使用灵活，更适合工

36、业控制。四、指令系统的说明 MCS51 汇编语言中，指令格式描述的常用符号： Rn：当前工作寄存器区，R0R7 Ri:通过寄存器R0和R1间接寻址的不、片内外RAM单元，为间接寻址前缀符号； direct:直接地址，片内RAM地址和特殊功能寄存器 addr11:11位的目标地址 addr16:16位的目标地址rel:8位的偏移量bit：位地址/：位操作数取反（X）：标志X单元中的内容（X）；表示以X里面的内容作为地址，这个地址当中的内容。$:表示本条指令的起始地址第二节 寻址方式寻址方式：取得操作数地址的方式。MCS-51有七种不同的寻址方式：一、立即寻址操作码后一个字节为实际的操作数（立即数

37、） 如：MOV A，#20H 功能：将20H这个数据送给累加器A二、直接寻址 指令种包含操作数的地址，可以访问三种地址空间（1） 内部RAM低128个字节（2） 特殊功能寄存器区（3） 位地址控空间 例如：MOV A， 70H MOV 1FH， 7FHCLR P1.7MOV A, 70H三、寄存器寻址 指定某一可寻址的寄存器的内容为操作数地址 1、寄存器ACC、B、DPTR和CY，寻址时具体寄存器隐含在操作码当中，2、对R0R7，指令操作码抵3位指明所用的寄存器，用PSW的RS1、RS0决定作寄存器区。 例如：INC R3 rrr=02000H00001rrrR3的直接地址生成原理：000RS

38、1RS0rrr还有位寄存器寻址：如 MOV C， 20H四、寄存器间接寻址 指定某一个寄存器当中的内容为操作数的地址，MCS51系列可以用来实现间接可位寻址的寄存器有 Ri,堆栈指针SP、16位的数据指针DPTR 例如： MOV A， R0;设（R0）=60H 2000H1110011i i= 0或1，此处为0;生成R0的地址为000RS1RS000i接下来将60H单元里的内容送给A五、变址寻址 专门用来访问程序存储器，用PC或DPTR作为基地址，用A作为偏移量地址，常用来查表。 MOVC A， A+DPTR MOVC A, A+PC六、相对寻址 给定的地址偏移量与本指令所在单元地址相加，得到

39、真正的操作数地址。例如 2000H： JC 03H（占2个字节）2000H402001H03目标地址=起始地址+2+rel;即目标地址=2000H+2+3=2005H七、位寻址 对于位地址有五种表示法：1、直接位地址，如 20H2、位寄存器名称 如 CY3、字节地址+位的表示法 如20.04、可位寻址的寄存器名称加位表示 如P1.05、用伪指令定义的符号位地址如： LED1 BIT P1.0有了这一定义后，LED1可以作为位地址来使用，如： SETB LED1 第三节 数据传送类指令该类指令可以实现数据之间的传送，可以访问数据存储器，也可以访问程序存储器。三种助记符： MOV 、MOVX、 M

40、OVC一、通用传送指令 MOV1、将立即数送给其他单元 MOV A，#DATA ;74 MOV DATA， #DATA ;75 MOV Ri， #DATA ;76 MOV Rn， #DATA ;78 2、将其他单元与A之间的数据传送 MOV A，DATA ；E5 MOV A， Ri ；E6# MOV A, Rn ；E8* MOV DATA, A ； F5 MOV Ri, A ；F6# MOV Rn, a ；F8* 说明：Ri 寻址范围为0255个字节 SFR直接寻址,SFR没有定义的单元不可以使用. 高128字节间接寻址; MOV R1, #80H MOV A, R13、内部数据存储器中的Rn

41、、 SFR、片内RAM 的间接传送 MOV DIR， DIR ; 85 MOV DATA，Ri ；86# MOV DATA, Rn ;88* MOV Ri, DATA ;A6 MOV Rn, DATA ;A8# 例如： （1） MOV P3，R1 （2）MOV 20H， #25H MOV 25H， #10H MOV P1， #0CAH （3）MOV R0，#20H MOV A， R0 MOV R1, A MOV B, R1 MOV R1, P1 MOV P3, P14、目的地址传送 MOV DPTR，#DATA16； 90 例如：MOV DPTR，#2003H二、外部数据存储器与A传送MOVX

42、 MOVX A，DPTR ;E0 MOVX A, Ri ;E2# MOVX DPTR, A MOVX Ri, A例如：若片外数据存储器中，（3007H）=60H，（3008H）=2FH 执行MOV DPTR， #3007H MOVX A， DPTR 后（A）=60H 也可以用：MOV P2，#30H MOV R0，#07H MOVX A，R0三、程序存储器与A之间的数据传送 MOVC MOVC A， A+PC ;83 MOVC A, A+DPTR ; 93 主要用于查表 例如：PPQQ：ADD A， #01H PPQQ+2：MOVC A，A+PC PPQQ+3: RET PPQQ+4: DB

43、66H DB 77H DB 88H举例说明查表指令的使用方法: 编写一个子程序,根据A当中的内容查其平方 COUT: PUSH DPH PUSH DPL MOV DPTR, #TAB MOVC A, A+DPTR POP DPL POP DPH RET TAB: DB 00H DB 01H DB 04H DB 10H 四、数据交换指令1、 字节交换 XCH A， DATA ;C5 XCH A， Ri ; C6# XCH A, Rn ;C8*2、 半字节交换（低字节交换）XCHD A，Ri ;d6#3、 A的低字节和高字节互换SWAP A例如： MOV R0，#20H MOV A，#37H MO

44、V 20H，#75H XCH A，R0 执行完指令后（A）=75H，（20H）=3FH五、堆栈操作 PUSH DATA ； C0 POP DATA ； D0 用来保护现场，采取先进后出的原则。如PUSH A PUSH PSWPUSH BPOP BPOP PSWPOP A第四节 逻辑操作类指令MCS51系列具有逻辑运算的功能,可以实现逻辑与、或、非和清0等操作，还可以实现移位操作。助记符有：ANL ORL XRL RL RR RLC RRC CPL CLR 一、 对A的逻辑操作1、 清0CLR A ； E4 （A）=00H2、取反 CPL A； F4 3、对A中左右移位 RL A ；23 RR

45、A ；33 带进位的循环移位： RLC A RRC Aa. 可以实现乘法和除法，当移出的位为0时，每左移一位相当与乘2，每右移一位相当与除2b.通过带借位的移位可以实现可位控制 例如：下图为一个8051和译码器的接口电路，要求把P2.3P2.6送入到译码器的输入端。 P2.6P2.58051P2.4P2.3A0 译A1 码A2 器A3程序清单： OUTP2：RRC A MOV P2.6 ,C RRC AMOV P2.5 , CRRC AMOV P2.4, CRRC AMOV P2.3 , CRET二、双操作数的逻辑操作1、A与其他单元之间的逻辑运算 ANL/ORL/XRL A， #DATA ;

46、54/44/64 ANL/ORL/XRL A， DIR ;55/45/65 ANL/ORL/XRL A， Ri ;56/46/66# ANL/ORL/XRL A， Rn ;58/48/68*2、DIR 与A/立即数之间的逻辑 ANL/ORL/XRL DATA ， A ；52/42/62 ANL/ORL/XRL DATA ， #DATA ；53/43/63 作用：a. ANL 可以使某些位清0ANL A，#0FH；用0去与可以清0，用1去与可以保持不变 b. ORL可使某些位置1ORL A，#0FH；用1去或可以置1，用0去与可以不变c. XRL 可以使某些位取反XRL A， #0F0H； 用1

47、去异或可以取反，用0去异或可以不变三、举例说明逻辑指令的作用：两位用ASC 码值表示的数据分别存放在40H、41H单元中，把其转换成两位BCD码数，以压缩的形式存放在40H单元中。ANL 40H， #0FHMOV A， 41HANL A，#0FHSWAP AORL 40H， A第五节 算术运算类指令基本内容：1、加减法 2、乘除法 3、增减量 4、二十进制调整一、加减法运算特点：A为第一个操作数，会影响相应的标志位1、加法运算指令 功能：将第二操作数里的内容和A里面的内容相加，结果送到A当中，会影响CY、OV、AC 、P ADD A， #DATA ;24 ADD A，DIR ;25 ADD A

48、，Ri ;26# ADD A, Rn ;28*没有符号的数：判断CY=1表示溢出有符号的数：判断OV=1表示溢出 OV =D7C和D6C的异或结果，为1表示两个正数相加得到一个负数或两个负数相加得到一个正数。2、带进位的加法功能：将第二操作数里的内容、A里面的内容和CY当中的内容相加，结果送到A当中，会影响CY、OV、AC 、P ADDC A， #DATA ;34 ADDC A，DIR ;35 ADD A，Ri ;36# ADDC A, Rn ;38*进位的判断和ADD指令相同，当实现多字节加法时，要用到该类指令。例如：设双字节数，被减数放在21H、20H单元中，减数放在31H、30H单元中，

49、编一个子程序实现双字节加法，差放在41H、40H单元中，如高字节相减有借位则转到OVER标号。ADDDATA：MOV A， 20H CLR C SUBB A，30H MOV 40H，A MOV A，21H SUBB A，31H MOV 41H，A JC OVER OVER:3、带借位的减法功能：将A里面的内容减去底二操作数中的内容再减CY中的内容，结果送到A当中，会影响CY、OV、AC 、P SUBB A，#DATA； 94 SUBB A， DIR ；95 SUBB A，Ri ;96# SUBB A, Rn ;98*注意：单字节相减时要先将CY里的内容清0 可以实现多字的减法。例如：设双字节数

50、，被加数放在21H、20H单元中，加数放在31H、30H单元中，编一个子程序实现双字节加法，和放在41H、40H单元中，如高字节相加有进位则转到OVER标号。ADDDATA：MOV A， 20H ADD A，30H MOV 40H，A MOV A，21H ADDC A，31H MOV 41H，A JC OVER OVER:4、 增/减量操作 功能：实现内容加1/减1的操作，不影响标志位。 作用：实现软计数器功能，可以配合跳转指令构成循环体，通过间接寻址寻找连续单元地址中的内容。INC A ；04INC DATA ；05INC Ri ；06#INC Rn ；08*INC DPTR ；A3注意：F

51、FH+1=00H（不影响任何标志位）DEC A ；14DEC DATA ；15DEC Ri ；16#DEC Rn ；18*注意：00H-1=FFH（不影响任何标志位） 减量指令中没有DEC DPTR ，因为地址支持增加功能。5、二十进制调整指令 DA A 功能：对累加器 A中的内容BCD码加法运算后的结果进行二十进制调整。两个压缩的BCD码数接二十进制加法（ADD ADDC）按逢十进一进行调整，DA A按结果以及PSW中的标志位进行运算后调整。修正值：00H（A的高四位和低四位都没有大于9） 06H（A的低四位大于9或AC=1） 60H（A的高四位大于9或CY=1）66H（A的高四位和低四位都

52、大于9）DA A指令不影响标志位，不能对减法进行二十进制调整。举例：6位BCD码数：被加数放在32H，31H，30H，加数放在42H，41H，40H相加和放在52H、51H、50H中，相加后如果有进位转OVER。 程序清单：BCDADD：MOV A， 30H ADD A，40HDA AMOV 50H，AMOV A，31HADDC A，41HDA AMOV 51H， AMOV A，32HADDC A，42HDA AMOV 52H， AJC OVEROVER:利用二十进制加法调整减法，必须采用补码相加，用9AH减去减数，即得以10为模的减数补码举例：设被减数放在30H单元，减数放在40H单元，结果放在50H单元，编程实现 BCDSUB：CLR C MOV A，#9AHSUBB A，40HADD A，30HDA AMOV 50H，A二、乘法和除法指令1、MUL AB ；A4