單片機應用技術自學指導書

1、 成人大專函授單片機概述課程自學指導書xxxxx 編鄭州鐵路職業(yè)技術學院 第一章 單片機概述一、本章學習目的與要求 1了解單片機的發(fā)展和應用。 2.掌握單片機主流產(chǎn)品MCS-51的特點。 3.了解微控技術的概念。二、本章學習方法 1學習本課程，首先要精讀教材和講義，深入理解單片機的基本概念、發(fā)展趨勢及主流產(chǎn)品種類。 2.根據(jù)章節(jié)目錄列出大綱，以便對單片機有個大概的正確認識三、本章節(jié)內(nèi)容提要1單片機的定義 單片機及時把中央處理器CPU、隨機存取存儲RAM、只讀存儲器ROM、 定時器/計數(shù)器及I/O接口電路等主要計算機部件，集成在一塊集成電路 芯片 上的微型計算機。2. 單片機的主流產(chǎn)品 盡管目前

2、單片機種類比較多，但其中Intel公司的MCS-51單片機及其兼容系列為典型代表。3. 單片機的應用領域 （1）家用電器 （2）機電一體化 （3）儀器儀表4. 新一代80C51單片機技術特點 （1）普遍采用CMOS工藝，通常都能滿足CMOS與TTL兼容 （2）不斷擴展的存儲器容量 （3）提供不同類型的存儲器 （4）大力提高運行速度 （5）低功耗、低壓專利系列，滿足低功耗系統(tǒng)要求。 （6）功能增強的接口 （7）定時器/計數(shù)器數(shù)量及功能的擴展 （8）芯片及組成系統(tǒng)可靠性高、抗干擾能力強 （9）提供多種封裝形式 四、本章考核知識點與要求 （1）了解單片機的定義和發(fā)展趨勢 （2）掌握單片機主流產(chǎn)品MC

3、S-51的特點 （3）了解微控技術的概念 五、本章重點、難點問題解答1掌握單片機的定義（重點）2了解單片機的主流產(chǎn)品（重點）3.80C51單片機的技術特點（難點）六、本章例題選解1什么是單片機？ 單片機及時把中央處理器CPU、隨機存取存儲RAM、只讀存儲器ROM、 定時器/計數(shù)器及I/O接口電路等主要計算機部件，集成在一塊集成電路芯片上的微型計算機。七、本章作業(yè)1教材第5頁思考題與習題第二章 MCS-51單片機結(jié)構(gòu)和原理一、本章學習目的與要求 1了解MCS-51單片機的基本組成 2.掌握單片機的基本存儲結(jié)構(gòu)及存儲結(jié)構(gòu)的特點 3.了解信號端子的排列位置和作用 4.了解并行口的原理和作用5. 5.

4、為后續(xù)章節(jié)的學習打下基礎。二、本章學習方法 1學習本課程，首先要精讀教材和講義，深入理解單片機的基本概念、 發(fā)展趨勢及主流產(chǎn)品種類。 2.根據(jù)章節(jié)目錄列出大綱，以便對MCS-51單片機結(jié)構(gòu)和原理有個大概的正確認識三、本章節(jié)內(nèi)容提要 18051單片機的組成 （1）中央處理器(CPU) （2）內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲器（內(nèi)部RAM） （3）內(nèi)部程序存儲器（內(nèi)部ROM） （4）定時器/計數(shù)器 （5）并行I/O口 （6）串行口 （7）中斷控制系統(tǒng) （8）時鐘電路（9）三總線 1）數(shù)據(jù)總線（DB） 2）地址總線（AB） 2）控制總線（CB） 2.MCS-51信號端子的組成及功能 MCS-51信號端子的組成： （1）

5、電源 （2）時鐘 （3）控制總線（4）并行I/O口MCS-51信號端子的功能（1）P3口的第二功能 P3.0 RXD（串行數(shù)據(jù)輸入口） P3.1 TXD（串行數(shù)據(jù)輸出口） P3.2 INT0(外部中斷0） P3.3 INT1(外部中斷1） P3.4 T0（定時器/計數(shù)器0外部輸入） P3.5 T1（定時器/計數(shù)器1外部輸入） P3.6 WR（外部數(shù)據(jù)存儲器寫脈沖） P3.7 RD（外部數(shù)據(jù)存儲器讀脈沖） （2）EPROM存儲器程序固化所需要的信號 （3）備用電源的引入 3.8051內(nèi)部存儲器 內(nèi)部存儲器主要用來存放運算的中間結(jié)果，數(shù)據(jù)緩沖，數(shù)據(jù)暫存及設置特征位標志等，可以分為RAM和ROM。

6、其中RAM共有256個單元，按其功能劃分可以分為兩部分：低128單元和高128單元（1）內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲器低128單元的區(qū)域 1）通用寄存器 2）位尋址區(qū) 3）用戶RAM區(qū)（2）內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲器高128單元的區(qū)域 內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲器高128單元的區(qū)域是供給專用寄存器使用的，故也稱其為特殊功能寄存器區(qū)(SFR)或?qū)Ｓ眉拇嫫鳌?1）特殊功能功能寄存器介紹 a)程序計數(shù)器 b) 累加器 c) B寄存器 d）程序狀態(tài)字 e) 數(shù)據(jù)指針4.并行 I/O接口 （1）并行I/O口的特點 1）四個并行I/O端口都是雙向的 2）四個并行端口的32條I/O口線都可以獨立地用于屬于或輸出 操作 3）當四個并行端口的I/O線作

7、輸入操作時，必須對改口的鎖存器 進行寫“1”操作，以保證從I/O線輸入數(shù)據(jù)的正確性 （2）并行I/O端口的結(jié)構(gòu)與操作 1) P0作為通用I/O口使用 a)P0用作輸出 b)P0用作輸入 2）P0作為地址/數(shù)據(jù)總線使用 a)P0用作輸出地址/數(shù)據(jù)總線 b)由P0口輸入數(shù)據(jù) 3)P1也是一個準雙向口，做通用I/O口使用，但其輸出驅(qū)動部 分與P0不同，內(nèi)部有上拉電阻與電源來接 4)P2的位結(jié)構(gòu)與P0類似，輸出驅(qū)動部分與P1類似，但是多了一 個轉(zhuǎn)換控制部分 5.時鐘、復位電路、電源、時序 時鐘電路用于產(chǎn)生單片機工作所需要的時鐘信號，而時序所研究 的是指令執(zhí)行中個信號之間的時間關系。四、本章考核知識點與

8、要求（1）掌握MCS-51單片機的基本組成及信號端子（2）掌握8051內(nèi)部存儲器的分類和作用（3）掌握I/O端口的特點及結(jié)構(gòu)與操作 （4）了解時鐘、復位電路、電源、時序，及他們之間的關系五、本章重點、難點問題解答（1）掌握MCS-51單片機的基本組成（難點）（2）掌握8051內(nèi)部存儲器的分類和作用（重點）（3）掌握I/O端口的特點及結(jié)構(gòu)與操作（難點） 六、本章例題選解18051單片機有哪些部分組成？ （1）中央處理器(CPU)（2）內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲器（內(nèi)部RAM）（3）內(nèi)部程序存儲器（內(nèi)部ROM）（4）定時器/計數(shù)器（5）并行I/O口（6）串行口（7）中斷控制系統(tǒng)（8）時鐘電路（9）三總

9、線七、本章作業(yè)1教材第23頁思考題與習題第三章MCS-51指令系統(tǒng)一、本章學習目的與要求1.了解MCS-51的指令尋址方式和MCS-51指令系統(tǒng)。2.掌握指令的正確書寫格式，能夠正確的理解指令的功能，能夠編寫和理解簡單功能程序段。二、本章學習方法 1.學習本課程，首先要精讀教材和講義，深入理解單片機的基本概念、發(fā)展趨勢及主流產(chǎn)品種類。 2.根據(jù)章節(jié)目錄列出大綱，以便對MCS-51指令系統(tǒng)有個大概的正確認識三、本章節(jié)內(nèi)容提要1指令系統(tǒng)簡介 指令是要求計算機完成某種特定操作的命令，一臺計算機所能夠執(zhí)行的全部指令的集合就是它的指令系統(tǒng)。（1） MCS-51指令格式 指令的表示方法稱為指令格式，匯編語

10、言指令通常包括操作碼和操作數(shù)兩部分。<操作碼><操作數(shù)1><，操作數(shù)2><，操作數(shù)3>（2） MCS-51匯編語言的語句格式<標號：><指令>；<注釋> （3）指令的分類 1）按指令機器碼的字節(jié)數(shù)分類：一字節(jié)指令、雙字節(jié)指令、三字節(jié)指令 2）按指令執(zhí)行時間分類：單機器周期指令、雙機器周期指令、四機器周期指令 3）按指令功能分類：數(shù)據(jù)傳送類指令、算術運算類指令、邏輯運算類指令、控制移轉(zhuǎn)類指令、布爾變量操作類指令2MCS-51的尋址方式的分類（1）立即尋址（2）直接尋址（3）寄存器尋址（4）寄存器間接尋址（5）基址

11、加變址尋址（6）相對尋址（7）位尋址 3.數(shù)據(jù)傳送類指令的分類（1）內(nèi)部RAM的數(shù)據(jù)傳送指令（2）類及其與外部數(shù)據(jù)存儲器之間的數(shù)據(jù)傳送指令（3）程序存儲器取數(shù)據(jù)指令（4）數(shù)據(jù)交換指令（5）堆棧操作指令 4.算術運算類指令的分類（1）不帶進位的加法指令（2）帶進位的加法指令（3）帶進位減法指令（4）加1指令（5）減1指令（6）乘、除法指令（7）十進制調(diào)整指令 5.邏輯運算類指令（1）邏輯與指令（2）邏輯或運算指令（3）邏輯異或運算指令（4）求反指令（5）清零指令（6）循環(huán)位移指令 1)累加器內(nèi)容循環(huán)左移指令 2）累加器帶進位循環(huán)左移指令 3）累加器內(nèi)容循環(huán)右轉(zhuǎn)移指令 4）累加器帶進位循環(huán)右轉(zhuǎn)移指

12、令（7）十進制調(diào)整指令 6.邏輯運算類指令的分類（1） 無條件轉(zhuǎn)移指令 1)長轉(zhuǎn)移指令 2）絕對轉(zhuǎn)移指令 3）間接轉(zhuǎn)移指令 4）相對轉(zhuǎn)移指令（2）子程序調(diào)用及返回指令（3）條件轉(zhuǎn)移指令（4）空控制指令（5）減1指令（6）乘、除法指令 7.布爾變量操作類指令的分類（1）位數(shù)據(jù)傳送指令（2）位修正指令（3）位邏輯運算指令（4）判位轉(zhuǎn)移指令四、本章考核知識點與要求 （1）了解單MCS-51指令系統(tǒng)的定義 （2）了解MCS-51的系統(tǒng)尋址方式 （3）掌握MCS-51指令和語句的書寫格式  （4）了解MCS-51指令的分類五、本章重點、難點問題解答1MCS-51指令的分類（重點）2. MCS-

13、51的尋址方式（重點）3MCS-51指令和語句的書寫格式（難點）六、本章例題選解1正確和錯誤的標號錯誤的標號 正確的標號ABE (無冒號) ABE： (1BEGIN): （不是以字母開頭） (BEGIN): TB+5N: （“+”號不能出現(xiàn)在標號中） TB5N: MOV: （指令助記符不能坐標號） MOVQ$: DPTR: （寄存器名稱不能做標號） DDPT:七、本章作業(yè)1. 教材第50-51頁思考題與習題第四章 匯編語言程序設計一、本章學習目的與要求 1.了解匯編語言程序的組成、編寫方法及匯編方法 2.掌握匯編語言程序設計的方法和步驟 3.了解各類程序設計的特點和基本方法，能夠正確設計、編制

14、簡單的應用程序二、本章學習方法 1學習本課程，首先要精讀教材和講義，深入理解單片機的基本概念、發(fā)展趨勢及主流產(chǎn)品種類。 2.根據(jù)章節(jié)目錄列出大綱，以便對匯編語言程序設計有個大概的正確認識三、本章節(jié)內(nèi)容提要1匯編語言的構(gòu)成（1）匯編語言通常可以分為：機器語言、匯編語言、高級語言這三類（2）程序由指令構(gòu)成。匯編語言指令可以分為：指令、偽指令兩類。其中偽指令可以分為：起始地址偽指令 ORG、匯編結(jié)束指令 END、賦值偽指令 EQU、數(shù)據(jù)地址賦值偽指令 DATA、定義字節(jié)為指令 DB、定義字偽指令 、定義存儲區(qū)偽指令 DS、位地址賦值指令BIT七大類 2.匯編語言程序設計和會變 （1）程序設計步驟 1

15、)分析問題，確立算法 2）制定程序流程圖 3）分配存儲單元 4）編寫匯編語言源程序 5）靜態(tài)檢查 6）調(diào)試、優(yōu)化程序 （2）程序的匯編 匯編是指將匯編語言源程序翻譯成機器語言的目標程序過程。分為：人工匯編和機器匯編兩種。 3.順序程序設計 程序按其執(zhí)行順序或進行線路可以分為：順序、分支、循環(huán)和子程序四種基本結(jié)構(gòu)。4.分支程序設計 （1）簡單分支程序：程序所分支路不多，通過通過條件轉(zhuǎn)移指令JZ、JNZ、JC、JNC、JB、JNB、CJNC、DJNZ等即可實現(xiàn) （2）多分支程序：多分支程序轉(zhuǎn)移的支路較多，也叫散轉(zhuǎn)程序。無法使用轉(zhuǎn)移指令完成，而應由散轉(zhuǎn)指令“JMPA+DPTR”實現(xiàn)。5. 循環(huán)程序設

16、計 （1）循環(huán)程序有三部分組成：循環(huán)初始化、循環(huán)體、循環(huán)控制 循環(huán)初始化：位于循環(huán)程序的開始，完成循環(huán)前的準備工作。 循環(huán)體：需要重復執(zhí)行的程序，由循環(huán)處理和循環(huán)修改兩部分組成。 循環(huán)控制：由條件轉(zhuǎn)移指令進行判斷，決定繼續(xù)循環(huán)還是結(jié)束循環(huán)。6. 子程序的設計 子程序是完成一定功能并能被其他程序反復調(diào)用的程序段。 子程序在編寫和調(diào)用時應注意以下幾點 （1）子程序結(jié)構(gòu)獨立 （2）現(xiàn)場保護和現(xiàn)場恢復 （3）參數(shù)傳遞 四、本章考核知識點與要求 （1）了解基本程序結(jié)構(gòu) （2）了解了解實用程序的編寫方法和技巧 （3）會編寫簡單的匯編語言源程序 五、本章重點、難點問題解答1基本程序的機構(gòu)（重點）2實用程序的

17、編寫方法和技巧（難點）六、本章例題選解1程序設計步驟包括那些 1)分析問題，確立算法 2）制定程序流程圖 3）分配存儲單元 4）編寫匯編語言源程序 5）靜態(tài)檢查 6）調(diào)試、優(yōu)化程序七、本章作業(yè)1教材第73-74頁思考題與習題第五章 定時與中斷一、本章學習目的與要求 1了解MCS-51中的定時器/計數(shù)器的原理和工作方式。 2.學會對定時器/計數(shù)器的使用。二、本章學習方法 1學習本課程，首先要精讀教材和講義，深入理解單片機的基本概念、發(fā)展趨勢及主流產(chǎn)品種類。 2.根據(jù)章節(jié)目錄列出大綱，以便對單片機有個大概的正確認識三、本章節(jié)內(nèi)容提要1定時器/計數(shù)器的工作方式 （1）方式0 （2）方式1 （3）方式

18、2 （4）方式32.中斷技術的優(yōu)點 （1）并行操作 （2）實現(xiàn)實時處理 （3）故障處理3.終端系統(tǒng)的功能 （1）能實現(xiàn)中斷及返回 （2）能實現(xiàn)優(yōu)先權(quán)排隊 （3）能實現(xiàn)中斷嵌套4.中斷處理的階段 （1）中斷響應 （2）中斷處理 （3）終端返回 （4）中斷請求的撤除 （5）中斷響應時間 四、本章考核知識點與要求 （1）了解單片機的定義和發(fā)展趨勢 （2）掌握單片機主流產(chǎn)品MCS-51的特點 （3）了解微控技術的概念 五、本章重點、難點問題解答1掌握中斷和定時的基本原理和工作方法（重點）六、本章例題選解1終端系統(tǒng)的功能有哪些？ （1）能實現(xiàn)中斷及返回 （2）能實現(xiàn)優(yōu)先權(quán)排隊 （3）能實現(xiàn)中斷嵌套。七、

19、本章作業(yè)1教材第97-98頁思考題與習題第六章 存儲器及其擴展一、本章學習目的與要求 1.了解存儲器的分類和各自特點。 2.了解存儲器的結(jié)構(gòu)和讀寫方法。 3.掌握單片機存儲器擴展方法和地址空間分配及選址方法。二、本章學習方法 1學習本課程，首先要精讀教材和講義，深入理解單片機的基本概念、發(fā)展趨勢及主流產(chǎn)品種類。 2.根據(jù)章節(jié)目錄列出大綱，以便對單片機有個大概的正確認識三、本章節(jié)內(nèi)容提要1半導體存儲器 半導體存儲器具有體積小、集成度高、可靠性高、功耗小、使用靈活、成本低等特點。2. 擴展程序存儲器的一般方法 在存儲器芯片擴展電路設計時，重點弄清地址線，數(shù)據(jù)線及控制線的連接方法。 （1）地址線 低

20、8位A0A7通過74LS373與P0接口連接，高四位A8A11直接與P2接口的P2.0P2.3連接，P2接口有鎖存功能。（2）數(shù)據(jù)線 數(shù)據(jù)線D0D7共8位直接與P0接口的P0.0P0.7相連。P0接口兼做數(shù)據(jù)線和低8位地址線。 （3）控制線 CPU對擴展芯片的控制通過控制線實現(xiàn)。地址鎖存器74LS373的G端與8031的地址鎖存允許端ALE連接。ALE作鎖存擴展地址低位字節(jié)的控制端。2732的 輸出使能端與8031的 (讀選通信號)端連接。3. 擴展數(shù)據(jù)存儲器的一般方法（1）地址線低8位地址A0A7經(jīng)地址鎖存器與P0接口的P0.0P0.7相連通，高3位地址A8A10直接與P2接口的P2.0P2

21、.2連接，共11根地址線。（2）數(shù)據(jù)線數(shù)據(jù)線IO 0I07與P0接口P0.0P0.7直接相連，P0接口兼做數(shù)據(jù)線和地址線（3）控制線鎖存低8位地址方法與程序存儲器擴展原理相同。 四、本章考核知識點與要求 （1）存儲器的分類和各自特點 （2）了解存儲器的結(jié)構(gòu)和讀寫方法 五、本章重點、難點問題解答1存儲器的分類和各自特點（重點）2了解存儲器的結(jié)構(gòu)和讀寫方法（難點） 六、本章例題選解1半導體存儲器的有點有哪些？ 半導體存儲器具有體積小、集成度高、可靠性高、功耗小、使用靈活、成本低等特點。七、本章作業(yè)1教材第109頁思考題與習題第七章 并行I/O口及其用用一、本章學習目的與要求 1.了解單片機接口技術

22、。 2.學會理論與實踐相結(jié)合。二、本章學習方法 1學習本課程，首先要精讀教材和講義，深入理解單片機的基本概念、發(fā)展趨勢及主流產(chǎn)品種類。 2.根據(jù)章節(jié)目錄列出大綱，以便對單片機有個大概的正確認識三、本章節(jié)內(nèi)容提要1.鍵盤及接口的種類 （1）獨立式鍵盤及接口 （2）行列式鍵盤及接口2. LED顯示方式的分類 （1）LED靜態(tài)顯示方式 （1）LED動態(tài)顯示方式3.8225內(nèi)部結(jié)構(gòu)各部分功能（1）端口A、B、C、 A口是一個8為數(shù)據(jù)輸出鎖存器/緩存器和一個8位數(shù)數(shù)據(jù)輸入鎖存器 B口是一個8為數(shù)據(jù)輸入/輸出鎖存器和一個8位數(shù)據(jù)輸出入緩存器 C口是一個8為數(shù)據(jù)輸出鎖存器/緩存器和一個8位數(shù)數(shù)據(jù)輸入緩存器

23、（2）工作方式控制電路（3）總線數(shù)據(jù)緩存器（4）讀/寫控制邏輯電路4.8155片內(nèi)I/O的使用（1）命令寄存器的用法（2）狀態(tài)寄存器 （3）A口、B口、C口的使用方法 （4）定時/計數(shù)器的使用方法 四、本章考核知識點與要求 （1）掌握單片機的接口方法 （2）掌握LED顯示結(jié)構(gòu)、驅(qū)動方法 五、本章重點、難點問題解答1掌握單片機的獨立式鍵盤和矩陣式鍵盤接口方法（重點）2掌握LED顯示結(jié)構(gòu)、驅(qū)動方法（重點）3. 掌握動態(tài)顯示和靜態(tài)顯示相應編寫方法（難點）六、本章例題選解18225端口A、B、C、都是什么？ A口是一個8為數(shù)據(jù)輸出鎖存器/緩存器和一個8位數(shù)數(shù)據(jù)輸入鎖存器 B口是一個8為數(shù)據(jù)輸入/輸出鎖

24、存器和一個8位數(shù)據(jù)輸出入緩存器 C口是一個8為數(shù)據(jù)輸出鎖存器/緩存器和一個8位數(shù)數(shù)據(jù)輸入緩存器七、本章作業(yè)1教材第142頁思考題與習題 1.了解串行數(shù)據(jù)通信口的基本概念、結(jié)構(gòu)、原理及應用 2.掌握MCS-51單片機串行數(shù)據(jù)通信口結(jié)構(gòu)、原理和使用方法1 教材第五頁思考題與習題第八章 串行數(shù)據(jù)通信口及應用一、本章學習目的與要求 1.了解串行數(shù)據(jù)通信口的基本概念、結(jié)構(gòu)、原理及應用 2.掌握MCS-51單片機串行數(shù)據(jù)通信口結(jié)構(gòu)、原理和使用方法二、本章學習方法 1學習本課程，首先要精讀教材和講義，深入理解單片機的基本概念、發(fā)展趨勢及主流產(chǎn)品種類。 2.根據(jù)章節(jié)目錄列出大綱，以便對MCS-51單片機結(jié)構(gòu)和

25、原理有個大概的正確認識三、本章節(jié)內(nèi)容提要 1串行通信的傳輸方向 （1）單工方式 （2）半雙工方式 （3）全雙工方式 2串行接口工作方式（1）方式0 1）方式0輸出 2）方式0輸入（2）方式1 1）方式1發(fā)送 2）方式1接受（3）方式2和方式3 1）方式1和方式2發(fā)送 2）方式1和方式2接受 3.通信程序的功能 （1）幀格式 （2）差錯檢查（3）差錯處理四、本章考核知識點與要求 （1）了解串行數(shù)據(jù)通信口的基本概念、結(jié)構(gòu)、原理及應用 （2）掌握MCS-51單片機串行數(shù)據(jù)通信口結(jié)構(gòu)、原理和使用方法五、本章重點、難點問題解答 1.了解串行數(shù)據(jù)通信口的基本概念、結(jié)構(gòu)、原理及應用 2.掌握MCS-51單片機串行數(shù)據(jù)通信口結(jié)構(gòu)、原理和使用方法 六、本章例題選解1 串行通信的傳輸方向有哪些? （1）單工方式 （2）半雙工方式 （3）全雙工方式 七、本章作業(yè)1教材第165頁思考題與習題第九章 數(shù)/模和模/數(shù)轉(zhuǎn)換器接口一、本章學習目的與要求 1.了解數(shù)/模和模/數(shù)轉(zhuǎn)換的概念。 2.熟悉常用A/D及D/A轉(zhuǎn)換器芯片ADC0809/DAC0832的功能和特點。 3.熟悉常用A/D及D/A轉(zhuǎn)換器芯片與單機片的接口方法，并能編寫程序。二、本章學習方法 1學習本課程，首先要精讀教材和講義，深入理解單片機的基本概念、發(fā)展趨勢及主