單芯片應(yīng)用實(shí)習(xí)報(bào)告-

1、高品質(zhì)文檔單芯片應(yīng)用實(shí)習(xí)報(bào)告班級(jí)：二技電一甲 姓名：林桀民 學(xué)號(hào)：AD89017 相關(guān)學(xué)問 MCS-51是Intel公司所設(shè)計(jì)的8051系列單芯片總名稱在MCS-51這個(gè)大家族里較具知名度的編號(hào)有805187518031實(shí)際上這些不同編號(hào)的單芯片都使用相同的核心CPU與指令及只是在制造IC時(shí)賜予不同的周邊設(shè)計(jì)分別給予這些IC一個(gè)特殊編號(hào) 主要功能： MCS-51系列單芯片的主要功能列舉如下 專為掌握應(yīng)用所設(shè)計(jì)的8位CPU 有完整的單位元規(guī)律運(yùn)算指令，具有布爾運(yùn)算力量 有32條(4個(gè)Port)雙向且每條都可以被單獨(dú)尋址的I/O 內(nèi)部有兩個(gè)16位Timer/Counter 有一個(gè)通信用的全雙工UA

2、RT(串行I/O) 可接受5個(gè)中斷源且有2層優(yōu)先權(quán)的中斷結(jié)構(gòu) 內(nèi)部有時(shí)脈震蕩器(最高頻率可到12MHz) 內(nèi)部有4K的程序內(nèi)存(ROM)，128byte數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器(RAM) 可在外部擴(kuò)充到64K程序內(nèi)存(EPROM) 可在外部擴(kuò)充到64K數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器(RAM) 8051內(nèi)部結(jié)構(gòu)方塊圖 8051接腳圖與功能(40)： 若系統(tǒng)讀取外部程序,接低電位/ EA/Vpp/Psen 高電位動(dòng)作,系統(tǒng)重置,PC回到0000H RESET(9腳) 串行通訊輸出/入(P3.0,P3.1) RXD/TXD 外部中斷輸入(P3.2,P3.3) INT0/1 計(jì)時(shí)計(jì)數(shù)器的輸入(P3.4,P3.5) T0/T1 8位I/

3、O端口,外接內(nèi)存可做地址線 P2.0P2.7 地址閂鎖致能信號(hào) ALE/Prog 外部數(shù)據(jù)的讀取/寫入(P3.7,P3.8) RD/WR 8位I/O端口, P1.0P1.7 8位I/O端口,外接內(nèi)存做數(shù)據(jù)地址線 P0.0P0.7 時(shí)脈反相放大器輸出/入端,接石英振蕩器 XTAL1/2(19/18腳) 電源(5V)/接地 Vcc(40腳)/Vss(20腳) 功能 接腳 8051基本電路圖： 基本電路中有振蕩電路及開機(jī)重置電路 振蕩電路：8051芯片內(nèi)部有一個(gè)振蕩器，可以當(dāng)作CPU的時(shí)脈，再設(shè)計(jì)時(shí)脈源時(shí)，若使用芯片內(nèi)部的振蕩器，只要在18、19腳兩腳間接振蕩頻率范圍3.5M12MHZ的石英振蕩晶體

4、或陶質(zhì)共振器，并各自接20PF50PF的電容。 重置電路：任何微電腦系統(tǒng)均有硬件重置功能，硬件重置主要用來確保CPU在開機(jī)時(shí)從程序的預(yù)定起始地址開頭執(zhí)行及當(dāng)系統(tǒng)當(dāng)機(jī)時(shí)使系統(tǒng)能重新開頭，8051的重至信號(hào)輸入腳為第9腳，此輸入腳為高電位動(dòng)作，且高電位至少要維持2個(gè)機(jī)械周期也就是24個(gè)振蕩周期。開機(jī)時(shí)RST腳電位為高電位促使系統(tǒng)重置，利用電容充電效應(yīng)使RST接腳電位降成低電位，8051完成重置動(dòng)作固定到程序內(nèi)存地址0000H開頭執(zhí)行。 8051內(nèi)存介紹： 8051的內(nèi)存包含程序內(nèi)存(ROM)和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器(RAM)兩種，他們分別有不同的用途，程序內(nèi)存的作用是在儲(chǔ)存所要執(zhí)行的程序，而數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器用來存放

5、在程序執(zhí)行過程中所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)，由于8051讀取程序內(nèi)存有專用掌握線PSEN，所以程序內(nèi)存和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器二者選址時(shí)完全獨(dú)立不相干。 程序內(nèi)存(ROM)結(jié)構(gòu)： 89C51的4K程序內(nèi)存中,有下列幾個(gè)重要地址,若沒有用到,就作一般程序內(nèi)存使用，單芯片系統(tǒng)程序儲(chǔ)存在程序內(nèi)存(ROM)，一般8051/52供應(yīng)48KBytes程序內(nèi)存。使用者將編輯好的程序，經(jīng)過組譯(Assembler)、連結(jié)(Link)后，燒錄到單芯片的ROM。假如采納89C51芯片，可重復(fù)燒錄多次，每次燒錄可將前一次燒錄的程序自動(dòng)清除。若采納8031芯片，由于本身沒有內(nèi)建ROM，所以必需采外部擴(kuò)充內(nèi)存 TIMER0中斷服務(wù)程序地址 00

6、0BH TIMER1中斷服務(wù)程序地址 001BH UART串行通訊服務(wù)程序地址 0023H 功能 地址 INT1外部中斷服務(wù)程序地址 0013H INT0外部中斷服務(wù)程序地址 0003H RESET程序開頭執(zhí)行地址 0000H 程序內(nèi)存配置圖 單芯片數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器(RAM)結(jié)構(gòu)： 8051的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器是隨機(jī)存取的，使用者隨時(shí)讀取或?qū)懭霐?shù)據(jù)，通常是用來當(dāng)程序執(zhí)行時(shí)存放數(shù)據(jù)的緩存器。 SCON/SBUF 1byteX2 (98H/99H) PSW/ACC 1byteX2 (D0H/E0H) 特別緩存器(SFR) 128byte 80HFFH 功能 長(zhǎng)度 地址 TCON/TMOD/TL/TH 6byte

7、 (88H8DH) 使用者直接尋址可 設(shè)定SP建立堆棧區(qū) 80byte 30H7FH 個(gè)別位數(shù)據(jù)尋址 8bit16 20H2FH R0R7四個(gè)緩存器庫 8byte4 00H1FH 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器(RAM)是單芯片在執(zhí)行程序時(shí)，儲(chǔ)存處理數(shù)據(jù)的地方。一般8051/52供應(yīng)128256Bytes數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器。其中又可將它們區(qū)分為下列幾項(xiàng)功能的緩存器與內(nèi)存區(qū)： n001FH的32個(gè)字節(jié)可分為四個(gè)緩存器庫，分別為RB0、RB1、RB2、RB3。每個(gè)緩存器庫有8個(gè)緩存器，分別為R0、R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7。 n202FH的16位(2BYTES)可做直接位尋址，例如SETB20H.0、CLR20

8、H.1。 n307FH80個(gè)字節(jié)的內(nèi)存區(qū)又稱為”使用者RAM”，可以直接尋址存取資料，同時(shí)也可以由使用者透過設(shè)定SP，自定堆棧數(shù)據(jù)區(qū)。 n80FFH的128個(gè)字節(jié)數(shù)據(jù)，8031/8051芯片沒有供應(yīng)。在8031/8052芯片可做間接尋址數(shù)據(jù)區(qū)，或是可直接尋址的狀態(tài)緩存器(SFR)使用。其中包括P0、P1、P2、P3端口的對(duì)應(yīng)緩存器，以及稍候我們作UART通訊功能會(huì)用到的SCON串行掌握緩存器、與定時(shí)器/計(jì)數(shù)器掌握緩存器。 熟識(shí)這些內(nèi)存的結(jié)構(gòu)，對(duì)撰寫單芯片程序會(huì)有很大的關(guān)心。讀者想自行撰寫或修改單板微電腦的系統(tǒng)監(jiān)督程序，最好能下點(diǎn)工夫，將這些內(nèi)存的功能與結(jié)構(gòu)做充分的了解。 中斷向量地址： 由于這

9、些內(nèi)部程序內(nèi)存的地址都與中斷有關(guān)，所以我們也稱這些地址為中斷向量，在撰寫程序時(shí)，若程序本身沒有利用到中斷的功能，則以下七個(gè)特殊的地址可視為一般程序內(nèi)存地址來處理，但是若程序中使用到某個(gè)中斷時(shí)，則該中斷對(duì)應(yīng)的地址，就必需保留，因?yàn)?，只要該中斷發(fā)生時(shí)，接下來被執(zhí)行的就是位于該地址的指令，下列這些地址是各種中斷服務(wù)程序的進(jìn)入點(diǎn)。 功能 地址 中斷 串行埠中斷向量 0023H UART 計(jì)時(shí)計(jì)數(shù)中斷TIMER2向量 002BH TIMER2 計(jì)時(shí)計(jì)數(shù)中斷TIMER1向量 001BH TIMER1 計(jì)時(shí)計(jì)數(shù)中斷TIMER0向量 000BH TIMER0 外部中斷INT1向量 0013H INT1 外部中

10、斷INT0向量 0003H INT0 系統(tǒng)重置啟始地址 0000H RESET 單芯片指令集： 數(shù)據(jù)尋址指令：累加器，緩存器，直接,間接內(nèi)存尋址與I/O端口間的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)移。 算術(shù)運(yùn)算指令：數(shù)據(jù)做加(ADD)、減(SUB)、乘(MUL)、除(DIV)運(yùn)算，或加一(INC)，減一(DEC)等運(yùn)算。 規(guī)律運(yùn)算指令：數(shù)據(jù)做AND(ANL)、OR(ORL)、XOR(XRL)運(yùn)算，與RR、RL、RRC、RLC位旋轉(zhuǎn)功能。 布爾代數(shù)運(yùn)算指令：位數(shù)據(jù)的清除與設(shè)定，如SETB，CLR?；蛭粩?shù)據(jù)的運(yùn)算ANLC,bit.等。 程序流程掌握：循環(huán)，呼叫子程序(CALL)，中斷，條件推斷的跳動(dòng)。如JMP,JZ,CJNZ,

11、DJNZ,RET.等指令。 范例應(yīng)用： 名稱： 單開關(guān)掌握燈號(hào)變化，以指撥開關(guān)以掌握程序流向，造成燈號(hào)的變化 動(dòng)作要求： 接于阜腳P2.7上之指撥開關(guān)撥至ON位置時(shí)，P2.7阜腳為低電壓，接于P0之8個(gè)LED燈不停的作霹靂燈之動(dòng)作，直制止撥開關(guān)撥至OFF位置時(shí)，P2.7為高電位，LED燈號(hào)變成奇偶位置不停地交互亮滅。 電路圖： 程序： ORG00H START：JBP2.7,LOOP2；檢查P2.7，若為1則跳至LOOP2，否則往下執(zhí)行 LOOP1：MOVDPTR#TABLE；設(shè)定表格之起始為止于DPTR MOVR3,#07H；設(shè)定表格數(shù)據(jù)之地址組數(shù)于R3 MOVA,#00H；設(shè)定偏移量起始地址值0于A緩存器 L1：JBP2.7,LOOP2；在LOOP1循環(huán)中，依據(jù)DPTR及A MOVR0,A；依序由表格取出七個(gè)字節(jié)數(shù)據(jù)送 MOVCA,A+DPTR傳至P0作霹靂燈動(dòng)作且檢查P2.7之變 MOVP0,A；化，以打算是否跳出LOOP1循環(huán) MOVR5,#5 ACALLDELAY MOVA,R0 INCA DJNZR3,L1 AJMPLOOP1；無條件跳出LOOP1 LOOP2：MOVA,#55H；在L2循環(huán)中，不停的作奇偶燈交互換互亮滅的動(dòng)作并檢查P2.7之變化，已打算是否跳出L2循環(huán) L2：JNBP2.7,LOOP2 MOVP