《单片机授课》PPT课件.ppt
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1、第一章 概论,一.什么是单片机:单片机的分类:二位单片机;四位单片机;八位单片机;十六位单片机.单片机的功能:实时控制系统的核心,硬件、软件、外设单片机是怎么工作的:复位程序计数器代码译码器、控制指令执行二进制数和电平的一一对应关系 二单片机开发系统:LY001单片机仿真开发系统介绍 硬件简介:,自主开发:单片机仿真开发系统,下位机实验箱,单片机开发系统,界面介绍功能介绍:1 编译1)写入程序2)程序调试3)在线仿真运行LY001单片机仿真开发系统的操作,第二章 MCS51系列单片机的结构,2.1 MCS51的结构和引脚2.2 8051单片机存储器结构及其用途2.3 并行I/O口2.4 时钟电
2、路2.5复位电路2.6思考题与习题,2.1.1 引脚定义及功能,8051单片机芯片采用40引脚,双列直插封装(DIP)方式引脚和逻辑符号如图2-1-2所示。其中某些引脚具有双重功能简要说明如下:,1电源引脚:,VCC(40脚):供电电源+5V。VSS(20脚):接地线。2时钟电路引脚。XTAL2(18脚)和XTAL1(19脚)。利用内部时钟电路时,XTAL1与XTAL2之间接一晶体振荡器,XTAL1为内部放大电路输入端,XTAL2为输出端。采用外部时钟时,对于HMOS型单片机,XTAL1接地,XTAL2端接外部输入时钟脉冲。而对于CHMOS型单片机XTAL1为驱动端,XTAL2悬空。,2.2存
3、储器结构及用途,存储器分为程序存储器和数据存储器两大类;程序存储器(ROM):片内(EEPROM)片外数据存储器:随机存储器(RAM):片内、片外 工作寄存器 特殊功能寄存器(SFR)这两大类存储器在物理上是分开的,在逻辑地址空间上是重叠的。,存储器地址空间示意图,地址:0000 H 02 存储单元 0001H 一个字节的 0005H 内容(八位),每个单片机包括:8位CPU。片内程序存储器ROM/EPROM(4KB/8KB)用以存放程序,原始数据和表格。(8031片内无ROM。)片内数据存储器RAM(128B/256B)用以存放可以读/写的数据,如中间结果以及欲显示的数据等。四个8位并行I/
4、O接口P0P3每个口既可以用作输入,也可以用作输出。两个定时器,既可以设置为计数方式,用以对外部事件进行计数,也可以设置成定时方式,并可以根据计数或定时结果实现计算机控制。5个中断源。一个全双工UART(异步接收发送器)的串行I/O口用于实现单片机间或与微机的通信。片内时钟振荡器,具有最高时钟频率为12MHZ,存储器结构及用途,程序存储器用于存放程序及表格数据。在8051(AT89C51)片内有4KB的ROM(EPROM),且通过16位地址线可扩展64KB的EPROM。从前面所述,片内ROM和扩展ROM是统一编址的。当EA=1时。使用的是片内0000H0FFFH和片外1000HFFFFH的存储
5、器地址,当EA=0,则所有取指令操作均在外部程序存储器中进行。这时外部扩展的ROM可以从0000H开始编址。对8031单片机来说,由于片内无ROM。只能外部扩展程序存储器,并且从0000H开始编。,P11地址空间、P12位地址、P14特殊寄存器,作业1:,1.P0、P1、P2、P3四个均是_位的_口(填“串行”还是“并行”)。2.片内RAM可进行位寻址的空间位地址范围是_。3.MCS51的存储器空间配置从功能上可分为四种类型:_、内部数据存储器、_、外部程序存储器。4MCS51内部的SFR共有_个。5.存储器的地址范围是0000H0FFFH,它的容量为()。(A)1KB(B)2KB(C)3KB
6、(D)4KB 68051单片机内有()个16位的定时/计数器,每个定时/计数器都有()种工作方式。(A)4,5(B)2,4(C)5,2(D)2,3 7写出五个特殊寄存器的名称及其主要用途。,单片机的程序,计算机的程序分为:文本文件和非文本文件;文本文件 编译 非文本文件 在计算机中可运行的非文本文件又称软件编程:程序员编写文本文件,也称源程序;源程序:由一行一行的语句(指令)组成;语句行必须严格按规定(语法)编写。指令:伪指令、可执行指令;单片机的语句行:标号:操作码助记符 目的操作数,源操作数,源操作数,第3章 MCS-51单片机指令系统,3.1 指令格式和寻址方式3.2 指令系统3.3 思
7、考题与习题,P26,3.1.1 指令格式,8051汇编语言指令由操作码助记符字段和操作数字段两部分组成。指令格式如下:标号:操作码助记符 目的操作数,源操作数,源操作数例如:MOV A,#34H标号 表示指令行所在位置,不能重复;操作码助记符是表示指令操作功能的英文缩写。每条指令均有操作码。例如,JBMOV、SETB等。操作数 数据、数据所在地址、数据存放的寄存器。源操作数、目标操作数之分;指令中的操作数可以是1个2个或3个,有些指令可能没有操作数。操作数与操作数之间以“,”分隔。操作码与操作数之间以空格“”为分隔。操作码与操作数都有对应的二进制代码,指令代码由若干字节组成。对于不同的指令,指
8、令的字节数不同。8051指令系统中,有单字节双字节或三字节指令。下面分别加以说明。,单字节指令单字节指令中的8位二进制代码既包含操作码的信息,也包含操作数的信息。这种指令有两种情况。指令码中隐含着对某一寄存器的操作。例.INC DPTR由于操作的内容和唯一的对象DPTR寄存器,只用8位二进制代码表示,其机器码为A3H。由指令码中的rrr三位的不同编码指定某一个寄存器。例如:INC ROINC R7指令。INC的代码0001,最低三位rrr的不同组合编码用来表示R0R7。(共有49条单字节指令),双字节指令操作码立即数或地址用一个字节表示操作码,另一个字节表示操作数或操作数所在的地址。其指令格式
9、为:(共有45条),三字节指令操作码立即数或地址立即数或地址一个字节操作码,两个字节操作数,其格式如下:(共有17条),3.1.2 寻址方式,获得操作数地址的方式称为操作数地址的寻址方式,简称为寻址方式。8051有以下7种寻址方式:一.立即寻址指令的操作数为8位或16位数据称作立即数,这种寻址方式称立即寻址。例:MOV A,#4AH;4AH送入A MOV DPTR,#3A45H这两条指令表示由“#”后表示的立即数传到目的操作数中。,P27七种寻址方式,二.直接寻址直接寻址时,指令中直接给出操作数的地址。这种寻址方式提供了访问内部数据存储器3种地址空间的方法:1).特殊功能寄存器地址空间。这是唯
10、一可寻址特殊功能寄存器的寻址方式;2).内部RAM的128个字节单元地址空间;3).位置地址空间;例:MOV A,35H属于直接寻址,表示将内部RAM 35H这个直接地址单元中内容传送到累加器中,即:表示为A(35H),这里用括号来表示35H内存单元的内容。MOV A,P1(P1口)A。把SFR中P1口内容送A.直接寻址的地址占一字节,所以,一条直接寻址方式的指令至少占内存两个单元。,三.寄存器寻址寄存器寻址时,指令中指出某一寄存器,其内容用作操作数。以这种寻址方式对所选的当前工作寄存器R0R7进行数据操作。MOV R0,#30H;R030HMOV A,R0;A(R0)上述第一条指令执行的结果
11、。将立即数30H送入R0。第二条指令执行的结果,将A中的内容变为30H。这条指令属于寄存器寻址。,四.寄存器间接寻址 寄存器间接寻址是把指令中寄存器的内容作为操作数的地址,把该地址对应单元的内容作为操作数。这种寻址方式用于访问内部RAM和外部RAM。8051规定R0和R1为间接寄存器,它可寻址内部RAM的低位地址的128B单元内容。对于栈操作指令PUSH和POP,则用堆栈指针SP进行寄存器间接寻址。此外,还可采用数据指针(DPTR)作为间接寻址寄存器,寻址外部数据的64KB空间。例:MOV R0,#35H MOV 35H,#74H MOV A,R0最后一条指令是寄存器间接寻址指令,上述指令的功
12、能是将寄存器R0的内容35H作为地址,再将RAM中35H单元中的数据74H传送到A累加器中。,五.变址寻址8051单片机采用数据指针DPTR或PC为基地址寄存器,以累加器A作为变址寄存器,把二者的内容相加形成操作数的地址。例如(DPTR)=2000H,(A)=16H,(2016)=34H,执行 MOVC A,A+DPTR后,就是将地址为2016中内容34H传送到A累加器中,这种寻址方式适用读取程序存储器中的常数表。,六.相对寻址相对寻址用于相对转移的指令中,相对寻址是以程度计数器PC的当前值为基地址,与指令中给定的相对偏移量rel相加,把所得之和作为程序的转移地址。即目的地址,指令中相对偏移量
13、是一个8位带符号数,用补码表示。相对转移指令一般是2字节指令,所以目的地址=源地址+2+偏移量=(PC+2)+rel例如:指令在1000H地址中有一条指令 1000H:JC 78H;若CY=1,则:目的地址(PC)=1000+2+(78)补=107AH;若CY=0,顺序执行 PC=1000+2=1002H由于相对偏移量rel是一个8位带符号数,用补码形式表示。例:1000H:JC 82H(82H)=7EH 目的地址=1000H+27EH=F84H从上述例子可见,程序转移范围在相对PC当前值的+127128个字节单元之间。在实际应用中经常需要根据已知的源地址和目的地址计算偏移量rel。rel=目
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