SOC單片機的結(jié)構(gòu)與原理

1、12.1 C8051F系列單片機的總體結(jié)構(gòu)系列單片機的總體結(jié)構(gòu)2.2 C8051F020存儲器組織存儲器組織 2.3 CIP- 51指令系統(tǒng)指令系統(tǒng) 2.4 中斷系統(tǒng)中斷系統(tǒng) 2.5 端口輸入端口輸入/輸出輸出2.6 電源管理方式電源管理方式 2.7 復位與時鐘復位與時鐘2v2.1.1 C8051F系列單片機簡介系列單片機簡介v2.1.2 CIP-51內(nèi)核內(nèi)核v2.1.3 C8051F020單片機的片上資源單片機的片上資源 3v集成的集成的混合信號混合信號片上系統(tǒng)片上系統(tǒng)SOC（System on chip）。）。v具有完全具有完全兼容兼容MCS-51內(nèi)核內(nèi)核的微控制器（的微控制器（CIP-5

2、1）、）、除標準除標準8051的數(shù)字外設部件外，還集成了數(shù)據(jù)采集和控的數(shù)字外設部件外，還集成了數(shù)據(jù)采集和控制系統(tǒng)中常用的模擬外設、其它數(shù)字外設及功能部件。制系統(tǒng)中常用的模擬外設、其它數(shù)字外設及功能部件。 v是真正能獨立工作的片上系統(tǒng)（是真正能獨立工作的片上系統(tǒng)（SOC）。）。CPU有效地有效地管理模擬和數(shù)字外設，可以關閉單個或全部外設以節(jié)省管理模擬和數(shù)字外設，可以關閉單個或全部外設以節(jié)省功耗。功耗。vFLASH存儲器存儲器還具有還具有ISP的能力，既可用作程序存儲的能力，既可用作程序存儲器又可用作于非易失性數(shù)據(jù)存儲器又可用作于非易失性數(shù)據(jù)存儲 。4v片內(nèi)片內(nèi)JTAG（joint test ac

3、tion group）調(diào)試電路允許調(diào)試電路允許對安裝在最終應用系統(tǒng)上的產(chǎn)品進行對安裝在最終應用系統(tǒng)上的產(chǎn)品進行非侵入式非侵入式（不占用（不占用片內(nèi)資源）、片內(nèi)資源）、全速全速、在系統(tǒng)調(diào)試在系統(tǒng)調(diào)試。該調(diào)試系統(tǒng)支持觀察。該調(diào)試系統(tǒng)支持觀察和修改存儲器和寄存器，支持斷點、觀察點、單步及運和修改存儲器和寄存器，支持斷點、觀察點、單步及運行和停機命令。行和停機命令。 5Silicon Labs 提供一提供一個 集 成 開 發(fā) 環(huán) 境個 集 成 開 發(fā) 環(huán) 境（IDE），包括編輯），包括編輯器、宏匯編器、調(diào)試器、宏匯編器、調(diào)試器和編程器。器和編程器。/USB6vC8051F系列單片機內(nèi)核采用與系列單片機

4、內(nèi)核采用與MCS-51兼容兼容的的CIP-51。v標準標準8051中，除中，除MUL和和DIV以外所有指令都需要以外所有指令都需要12或或24個系個系統(tǒng)時鐘周期，最大系統(tǒng)時鐘頻率為統(tǒng)時鐘周期，最大系統(tǒng)時鐘頻率為12-24MHz。 vCIP-51內(nèi)核采用內(nèi)核采用流水線結(jié)構(gòu)流水線結(jié)構(gòu)，70%的指令執(zhí)行時間為的指令執(zhí)行時間為1或或2個個系統(tǒng)時鐘周期，只有系統(tǒng)時鐘周期，只有4條指令的執(zhí)行時間大于條指令的執(zhí)行時間大于4個系統(tǒng)時鐘周期。個系統(tǒng)時鐘周期。執(zhí)行周期數(shù)執(zhí)行周期數(shù)122/333/444/558指令數(shù)指令數(shù)2650516731217MIPSMIPS (Million Instructions Per

5、 Second) (Million Instructions Per Second) 8v 高速、流水線結(jié)構(gòu)的與高速、流水線結(jié)構(gòu)的與8051兼容的兼容的CIP-51內(nèi)核內(nèi)核（可達（可達25MIPS）v 全速、非侵入式的全速、非侵入式的在系統(tǒng)調(diào)試接口在系統(tǒng)調(diào)試接口JTAGJTAG（片內(nèi)）（片內(nèi)）v 真正真正12位、位、100 ksps的的8通道通道ADC，帶，帶PGA和模擬多路開關和模擬多路開關v 真正真正8位、位、500 ksps 的的ADC，帶，帶PGA和和8通道模擬多路開關通道模擬多路開關v 兩個兩個12 位位DAC，具有可編程數(shù)據(jù)更新方式，具有可編程數(shù)據(jù)更新方式v 64K 字節(jié)可字節(jié)可I

6、SPISP的的FLASH存儲器存儲器v 4352（4096+256）字節(jié)的）字節(jié)的片內(nèi)片內(nèi)RAMv 可尋址可尋址64K字節(jié)地址空間的字節(jié)地址空間的外部數(shù)據(jù)存儲器接口外部數(shù)據(jù)存儲器接口v 硬件實現(xiàn)的硬件實現(xiàn)的SPI、SMBus/ I2C 和兩個和兩個UART 串行接口串行接口v 5個通用的個通用的16位位定時器定時器/ /計數(shù)器計數(shù)器v 具有具有5個捕捉個捕捉/比較模塊的比較模塊的可編程計數(shù)器可編程計數(shù)器/定時器陣列定時器陣列(PCA)(PCA)v 片內(nèi)看門狗定時器（片內(nèi)看門狗定時器（WatchdogWatchdog）、）、VDD 監(jiān)視器和溫度傳感器監(jiān)視器和溫度傳感器910高速微控制器高速微控制

7、器內(nèi)核內(nèi)核數(shù)字數(shù)字I/OI/O模擬外設模擬外設11vMCS-51存貯器組織（存貯器組織（哈佛結(jié)構(gòu)哈佛結(jié)構(gòu)）v物理結(jié)構(gòu)上可分為物理結(jié)構(gòu)上可分為:片內(nèi)片內(nèi)程序存儲器程序存儲器片外片外程序存儲器程序存儲器片內(nèi)片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲器數(shù)據(jù)存儲器片外片外數(shù)據(jù)存儲器數(shù)據(jù)存儲器v按功能和尋址（使用角度）可分為按功能和尋址（使用角度）可分為:程序存儲器、程序存儲器、 內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲器、外部數(shù)據(jù)存儲器、特殊功內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲器、外部數(shù)據(jù)存儲器、特殊功能寄存器和位地址空間能寄存器和位地址空間共共5大部分大部分 12程序存儲器程序存儲器內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲器、內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲器、位地址空間、位地址空間、SFR外部數(shù)據(jù)存儲器外部數(shù)據(jù)存儲器13v

8、 容量：容量：64KB，地址，地址0 x0000-0 xFFFF。v 類型：類型：FLASH存儲器。存儲器。v 存儲器中存儲器中有有512 字節(jié)字節(jié)（0 xFE00 0 xFFFF）保留保留給廠給廠商使用，不能用于存儲用戶程序。商使用，不能用于存儲用戶程序。v有一個有一個附加的附加的128字節(jié)的扇區(qū)，可用于非易失性數(shù)據(jù)的字節(jié)的扇區(qū)，可用于非易失性數(shù)據(jù)的存儲存儲。其地址范圍是。其地址范圍是0 x00- -0 x7F 。要訪問該扇區(qū)，。要訪問該扇區(qū)，SFLE（PSCTL.2）位必須被設置為邏輯）位必須被設置為邏輯1。v通常情況下為只讀的，設置程序存儲器寫允許位通常情況下為只讀的，設置程序存儲器寫允

9、許位PSWE（PSCTL.0）后可寫（用）后可寫（用MOVX指令）。指令）。14v對程序存儲器的操作類型對程序存儲器的操作類型 讀：讀：使用使用MOVC指令實現(xiàn)，如查表操作。指令實現(xiàn)，如查表操作。編程：編程：使用編程工具通過使用編程工具通過JTAG接口進行。接口進行。寫：寫：使用使用MOVX指令進行，要先指令進行，要先設置程序存儲器寫允許位設置程序存儲器寫允許位PSWE（PSCTL.0）為）為1。v編程編程/寫前要先執(zhí)行寫前要先執(zhí)行擦除擦除操作，操作，將將PSEE（PSCTL.1） 和和PSWE（PSCTL.0）置）置1后，再往扇后，再往扇區(qū)的任一單元寫入任一數(shù)據(jù)即可擦除。區(qū)的任一單元寫入任一

10、數(shù)據(jù)即可擦除。擦除實際是將數(shù)據(jù)位全擦除實際是將數(shù)據(jù)位全置置1，禁止擦除后的寫操作只能寫入，禁止擦除后的寫操作只能寫入0。擦寫前還要將擦寫前還要將FLWE（FLSCL.0）置置1，以允許用戶軟件擦，以允許用戶軟件擦/寫寫FLASH。為避免出錯，對為避免出錯，對FLASH寫操作之間要禁止中斷。寫操作之間要禁止中斷。15v禁止中斷禁止中斷v置位置位FLWE（FLSCL.0），允許用戶軟件擦），允許用戶軟件擦/寫寫FLASHv置位置位PSEE（PSCTL.1），允許），允許FLASH扇區(qū)擦除扇區(qū)擦除v置位置位PSWE（PSCTL.0），允許），允許FLASH寫寫v用用MOVX向待擦扇區(qū)的任一地址寫任一

11、數(shù)據(jù)，即實現(xiàn)擦除向待擦扇區(qū)的任一地址寫任一數(shù)據(jù)，即實現(xiàn)擦除v清清PSEE，禁止，禁止FLASH擦除擦除v用用MOVX寫入需要的數(shù)據(jù)（實際是把不需要的寫入需要的數(shù)據(jù)（實際是把不需要的1改為改為0）v清清PSWE，禁止寫程序存儲器，禁止寫程序存儲器v清清FLWE，禁止用戶軟件擦，禁止用戶軟件擦/寫寫FLASHv開中斷開中斷16v 共共256字節(jié)的字節(jié)的RAM，地址，地址0 x00到到0 xFF。 低低128 字節(jié)：用于通用寄存器和臨時存儲器，采用直接或間字節(jié)：用于通用寄存器和臨時存儲器，采用直接或間接尋址方式。接尋址方式。 0 x000 x7F 0 x000 x1F：4個通用寄存器區(qū)，每個區(qū)有個通

12、用寄存器區(qū)，每個區(qū)有8個寄存器個寄存器（R0R7）。每次只能用其中一個區(qū)的通用寄存器，主、）。每次只能用其中一個區(qū)的通用寄存器，主、子程序間切換區(qū)號，省去這部分子程序間切換區(qū)號，省去這部分現(xiàn)場保護現(xiàn)場保護。 0 x200 x2F：既可以按字節(jié)尋址又按位尋址訪問。：既可以按字節(jié)尋址又按位尋址訪問。 0 x300 x7F：作一般存儲器用、堆棧等：作一般存儲器用、堆棧等高高128字節(jié)：字節(jié)：0 x800 xFF，只能用間接尋址訪問。，只能用間接尋址訪問。 17v單片機單片機 概述概述單片微型計算機、單片微控制器、嵌入式微控制器、為控制單片微型計算機、單片微控制器、嵌入式微控制器、為控制單元單元按片內(nèi)

13、按片內(nèi)ROM分類：無分類：無ROM型、型、ROM型、型、OTP 型、型、EPROM型、型、EEPROM型、型、FLASH型型發(fā)展與應用：四代；工業(yè)測控發(fā)展與應用：四代；工業(yè)測控vC8051F020存儲器組織存儲器組織哈佛結(jié)構(gòu)：程序、數(shù)據(jù)分開存放；有片內(nèi)、片外之分哈佛結(jié)構(gòu)：程序、數(shù)據(jù)分開存放；有片內(nèi)、片外之分按用法：程序存儲器、片內(nèi)按用法：程序存儲器、片內(nèi)RAM、片外、片外RAM、SFR、位尋、位尋址空間址空間18只能間址只能間址19v寄存器：寄存器：CPU或接口電路中用于存儲數(shù)據(jù)的部件或接口電路中用于存儲數(shù)據(jù)的部件通用寄存器通用寄存器專用寄存器：專用寄存器：51單片機中稱為特殊功能寄存器單片機

14、中稱為特殊功能寄存器SFR(Special Function Registers)v離散分布在離散分布在0 x800 xFF中中 ，采用直接尋址方式。，采用直接尋址方式。v與內(nèi)部與內(nèi)部RAM高高128B地址重疊，但在物理上是兩個獨立空間，地址重疊，但在物理上是兩個獨立空間，靠靠尋址方式區(qū)分尋址方式區(qū)分。v字節(jié)地址是字節(jié)地址是8的倍數(shù)（的倍數(shù)（0 x0、0 x8結(jié)尾）的結(jié)尾）的SFR可進行位尋址?？蛇M行位尋址。vCIP-51有有120多個多個SFR，具體見，具體見P23表表2-3，MCS-51只有只有21/26個。個。20vACC （Accumulator）累加器：存放運算操作數(shù)和結(jié)果，在指）累

15、加器：存放運算操作數(shù)和結(jié)果，在指令中常用令中常用A表示。表示。vB （B Register）寄存器：乘除法中與）寄存器：乘除法中與ACC配合使用。配合使用。vSP（Stack Pointer）8位堆棧指針位堆棧指針：復位值為：復位值為0 x07，使用時根，使用時根據(jù)需要可重新賦值。據(jù)需要可重新賦值。數(shù)據(jù)入棧，數(shù)據(jù)入棧，SP加加1，與，與80X86相反相反。vDPTR （Data Pointer）16位數(shù)據(jù)指針：訪問外部存儲器的地位數(shù)據(jù)指針：訪問外部存儲器的地址指針，用于寄存器間接尋址。可分為址指針，用于寄存器間接尋址?？煞譃镈PL和和DPH兩個兩個8 位來用。位來用。vPSW（Program

16、Status Word）8位程序狀態(tài)字，存放程序運行位程序狀態(tài)字，存放程序運行的狀態(tài)信息。的狀態(tài)信息。21v先進后出（后進先出）的先進后出（后進先出）的特殊存儲區(qū)域特殊存儲區(qū)域v有數(shù)據(jù)入棧（有數(shù)據(jù)入棧（PUSH）和出棧（）和出棧（POP）兩種）兩種操作操作v只有一個操作出入口，即棧頂，每次的只有一個操作出入口，即棧頂，每次的PUSH、POP操作都在棧頂進行操作都在棧頂進行v有一個專用寄存器指向當前棧頂，即堆棧指有一個專用寄存器指向當前棧頂，即堆棧指針針SP，SP的初始值為的初始值為07H，可以由程序設定，可以由程序設定v每壓入一個字節(jié)，每壓入一個字節(jié)，SP加加1，每彈出一個字節(jié)，每彈出一個字節(jié)

17、，SP減減1棧底棧底出、入口出、入口棧頂棧頂SP棧頂棧頂SP棧頂棧頂SP棧頂棧頂SP20H32H45H45H22v 位位7（ CY）：進：進/借位標志借位標志 有進有進/借位（減法）時，置借位（減法）時，置1。v 位位6（ AC）：輔助（半）進位標志：輔助（半）進位標志 向高半字節(jié)有進向高半字節(jié)有進/借位時，置借位時，置1。v位位5 5、1 1（ F0F0、F1F1）：用戶標志：用戶標志可供用戶編程使用的通用標志位?？晒┯脩艟幊淌褂玫耐ㄓ脴酥疚?。R/WR/WR/WR/WR/WR/WR/WR/WR/WR/WR/WR/WR/WR/WR R復位值復位值CYCYACACF0F0RS1RS1RS0RS0

18、OVOVF1F1PARITYPARITY0000000000000000位位7 7位位6 6位位5 5位位4 4位位3 3位位2 2位位1 1位位0 0SFRSFR地址：地址：0 xD00 xD023v位位4-3（RS1-RS0）：寄存器工作區(qū)選擇位：寄存器工作區(qū)選擇位RS1 RS0寄存器區(qū)寄存器區(qū)片內(nèi)片內(nèi)RAM地址地址0 00區(qū)區(qū)0 x00-0 x070 11區(qū)區(qū)0 x08-0 x0F1 02區(qū)區(qū)0 x10-0 x171 13區(qū)區(qū)0 x18-0 x1Fv位位2（OV）：溢出標志。：溢出標志。ADD、ADDC 或或SUBB 指令引起指令引起符號位變化符號位變化溢出。溢出。MUL 指令引起溢出（

19、結(jié)果大于指令引起溢出（結(jié)果大于255）。）。DIV 指令的除數(shù)為指令的除數(shù)為0。v位位0（PARITY）：奇偶標志。：奇偶標志。若若ACC中有奇數(shù)個中有奇數(shù)個1時時該位置該位置1，有偶數(shù)個，有偶數(shù)個1時清時清0。24v 包括兩部分：包括兩部分： 內(nèi)部內(nèi)部RAM中的中的0 x20-0 x2F單元；單元；P24表表2-4 部分部分SFR（字節(jié)地址為字節(jié)地址為8的倍數(shù)的）的倍數(shù)的）。 P23表表2-3v CIP-51中的中的布爾處理器布爾處理器，能對位地址直接尋址，執(zhí)行，能對位地址直接尋址，執(zhí)行置置“1”、清清“0”、取反、測試、取反、測試等操作。等操作。 字節(jié)字節(jié)地址地址位地址位地址D7D6D5D

20、4D3D2D1D00 x2F0 x7F0 x7E0 x7D0 x7C0 x7B0 x7A0 x790 x780 x2E0 x770 x760 x750 x740 x730 x720 x710 x700 x210 x0F0 x0E0 x0D0 x0C0 x0B0 x0A0 x090 x080 x200 x070 x060 x050 x040 x030 x020 x010 x00名稱名稱/地址地址位地址位地址D7D6D5D4D3D2D1D0SPI0CN/0 xF80 xFF0 xFE0 xFD0 xFC0 xFB0 xFA0 xF90 xF8B/0 xF00 xF70 xF60 xF50 xF40

21、 xF30 xF20 xF10 xF0ADC0CN/0 xE80 xEF0 xEE0 xED0 xEC0 xEB0 xEA0 xE90 xE8ACC/0 xE00 xE70 xE60 xE50 xE40 xE30 xE20 xE10 xE025v MCS-51內(nèi)部只有內(nèi)部只有128或或256字節(jié)的數(shù)據(jù)存儲器，不夠時可以在字節(jié)的數(shù)據(jù)存儲器，不夠時可以在芯片芯片外部擴展外部擴展64KB的外部數(shù)據(jù)存儲器的外部數(shù)據(jù)存儲器(XRAM) 。v C8051F020同樣有同樣有64KB的外部數(shù)據(jù)空間。但的外部數(shù)據(jù)空間。但在芯片內(nèi)部有屬在芯片內(nèi)部有屬于外部數(shù)據(jù)存儲器空間的于外部數(shù)據(jù)存儲器空間的4096字節(jié)字節(jié)R

22、AM ，還有一個外部數(shù)據(jù)存，還有一個外部數(shù)據(jù)存儲器接口儲器接口 (EMIF) ，可用于訪問片外存儲器和，可用于訪問片外存儲器和I/O接口。接口。v外部擴展數(shù)據(jù)存儲器用外部擴展數(shù)據(jù)存儲器用EMIOCF寄存器進行配置。寄存器進行配置。v 外部存儲器空間用外部存儲器空間用MOVX指令，通過指令，通過DPTR 、R0或或R1間接尋間接尋址址方式訪問。用方式訪問。用R0或或R1時高時高8位地址由位地址由EMIOCN提供。提供。v I/O端口和外部端口和外部RAM統(tǒng)一編址統(tǒng)一編址（與（與80X86不同）。不同）。26v用用MOVX指令通過指令通過DPTR、R0、R1間接尋址實現(xiàn)間接尋址實現(xiàn) 16位地址形式

23、位地址形式DPTR 中存放待訪問存儲單元的地址。中存放待訪問存儲單元的地址。 如：如： MOV DPTR，#1234h；立即數(shù)；立即數(shù)0 x1234 DPTR MOVX A，DPTR；（；（0 x1234） A 8位地址形式位地址形式EMIOCN中存放待訪問地址的高中存放待訪問地址的高8位，位，R0或或R1存放待訪存放待訪問地址的低問地址的低8位。如：位。如： MOV EMIOCN，#12h ；地址高字節(jié)；地址高字節(jié)0 x12 EMIOCN MOV R0，#34h ；地址低字節(jié)；地址低字節(jié) R0 MOVX A，R0 ；（；（0 x1234） A27v與標準與標準MCS-51指令集完全兼容：指令

24、共指令集完全兼容：指令共111條，在條，在二二進制碼和功能上進制碼和功能上與與MCS-51 產(chǎn)品完全等價，包括操作碼、產(chǎn)品完全等價，包括操作碼、尋址方式和對尋址方式和對PSW標志的影響。標志的影響。v指令指令時序時序與標準與標準8051不同，不同， CIP-51中機器周期與時中機器周期與時鐘周期相等，鐘周期相等，MCS-51中機器周期中機器周期=12時鐘周期。時鐘周期。v采用采用流水線流水線結(jié)構(gòu)，大多數(shù)指令執(zhí)行所需的時鐘周期數(shù)結(jié)構(gòu)，大多數(shù)指令執(zhí)行所需的時鐘周期數(shù)與指令的字節(jié)數(shù)一致。與指令的字節(jié)數(shù)一致。 條件轉(zhuǎn)移指令，不發(fā)生轉(zhuǎn)移時條件轉(zhuǎn)移指令，不發(fā)生轉(zhuǎn)移時比發(fā)生轉(zhuǎn)移時少一個時鐘周期。比發(fā)生轉(zhuǎn)移時

25、少一個時鐘周期。28v根據(jù)指令中給出的地址碼，尋找操作數(shù)真實根據(jù)指令中給出的地址碼，尋找操作數(shù)真實有效地址有效地址的方式，的方式，共七種共七種 :v1. 寄存器尋址寄存器尋址 指令中地址碼給出的是某一通用寄存器的編號，寄存器的指令中地址碼給出的是某一通用寄存器的編號，寄存器的內(nèi)容為操作數(shù)。內(nèi)容為操作數(shù)。 如：如： MOV A，R0；A （R0） 可為可為R0R7、ACC、DPTR、B v2. 直接尋址直接尋址 直接尋址時，指令中地址碼部分直接給出操作數(shù)的有效地直接尋址時，指令中地址碼部分直接給出操作數(shù)的有效地址。如：址。如： MOV A，4FH ；A （0 x4F） 29v3寄存器間接尋址寄存

26、器間接尋址 指令中給出的寄存器中的內(nèi)容為操作數(shù)的地址，而不是操指令中給出的寄存器中的內(nèi)容為操作數(shù)的地址，而不是操作數(shù)本身，即作數(shù)本身，即寄存器內(nèi)容為地址指針寄存器內(nèi)容為地址指針。 僅僅R0、R1、DPTR、PC可以。如：可以。如： MOV A，R1；A（R1） 注意：注意：為間接尋址的標志為間接尋址的標志v立即尋址立即尋址 指令中地址碼部分給出的就是操作數(shù)。如：指令中地址碼部分給出的就是操作數(shù)。如： MOV A，#6FH ；A0 x6F 注意：不要漏掉注意：不要漏掉#號號30v5變址尋址變址尋址 操作數(shù)地址操作數(shù)地址=變址寄存器的內(nèi)容變址寄存器的內(nèi)容+偏移量。如：偏移量。如： MOVC A，A

27、+DPTR；A（A）（）（DPTR） 又稱基址又稱基址+變址尋址，基址寄存器可以是變址尋址，基址寄存器可以是DPTR或或PC，變，變址寄存器只能是址寄存器只能是A。只能用于。只能用于程序存儲器的讀程序存儲器的讀操作（數(shù)據(jù)表）。操作（數(shù)據(jù)表）。v6相對尋址相對尋址 轉(zhuǎn)移目標地址轉(zhuǎn)移目標地址= PC（本條指令的地址）（本條指令的地址）+2+偏移量偏移量rel。如：。如： SJMP rel；PC（PC）2relv7位尋址（位地址的直接尋址方式）位尋址（位地址的直接尋址方式） 操作數(shù)是二進制數(shù)的某一位操作數(shù)是二進制數(shù)的某一位 。位尋址區(qū)和部分位尋址區(qū)和部分SFR。SETB bit ；（；（bit）1

28、31v存放存放下一條下一條要執(zhí)行的指令的地址要執(zhí)行的指令的地址v51單片機復位后，（單片機復位后，（PC）=0000H，所以從地址所以從地址0處開始執(zhí)行程序處開始執(zhí)行程序v每取出一個指令字節(jié)后會每取出一個指令字節(jié)后會自動加自動加1，所以一條指令取出后，所以一條指令取出后，PC自動指向下自動指向下一條指令一條指令v例如：例如：1005H SJMP 80H執(zhí)行后，程序轉(zhuǎn)到執(zhí)行后，程序轉(zhuǎn)到1005H+2-128=0F87H注：注：rel為為8位補碼數(shù)據(jù)位補碼數(shù)據(jù)SJMPrelPCPC+1PC+2PC+2+rel32v共共111111條，按其功能可分五大類：條，按其功能可分五大類： 算術運算指令算術運

29、算指令 邏輯運算指令邏輯運算指令 數(shù)據(jù)傳送指令數(shù)據(jù)傳送指令 布爾運算指令布爾運算指令 程序分支指令程序分支指令33數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)傳傳送送指指令令訪問訪問數(shù)數(shù)據(jù)存儲據(jù)存儲器器指令指令訪 問訪 問 程程序 存 儲序 存 儲器器 指 令指 令（2條）條）訪問訪問片內(nèi)數(shù)據(jù)片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲器存儲器指令指令訪問訪問片外數(shù)據(jù)片外數(shù)據(jù)存儲器存儲器指令指令一般傳送指令一般傳送指令8位（位（15條）條）16位（位（1條）條）特殊傳送指令特殊傳送指令堆棧指令（堆棧指令（2條）條）數(shù)據(jù)交換指令數(shù)據(jù)交換指令字節(jié)字節(jié)交換交換（3條）條）半字節(jié)半字節(jié)交換交換（1條）條）34vMOV（一般傳送指令）（一般傳送指令）,共有以下共有以下1

30、6種尋址格式：種尋址格式： MOV A，Rn ；A（Rn）MOV A，direct ；A（direct）MOV A，Ri ；A（Ri）MOV A，#data ；A dataMOV Rn，A；Rn（A） MOV Rn，direct；Rn（direct） MOV Rn，#data；Rn data以以A為目的為目的以以Rn為目的為目的35 MOV direct， A ；direct（A）MOV direct， Rn；direct（Rn）MOV direct，direct；direct（direct）MOV direct，Ri；direct（Ri）MOV direct，#data；direct dat

31、aMOV Ri，A；（；（Ri）（A）MOV Ri，direct；（；（Ri）（direct）MOV Ri，#data；（；（Ri） dataMOV DPTR，#data16；DPTR data16direct為目的為目的Ri為目的為目的36vMOVC（查表指令）（查表指令）MOVC A，A+DPTR ；A（A）（）（DPTR）MOVC A，APC ；PC（PC）1 ；A（A）（）（PC） v例例 ： MOV A, #03H MOV DPTR, #TABLE MOVC A, A+DPTR TABLE DB 0123456789 結(jié)果結(jié)果: :（A A）33H33HTABLE30H+131H+2

32、32H+333H+939H37v MOVX（外部數(shù)據(jù)存儲器讀、寫指令，（外部數(shù)據(jù)存儲器讀、寫指令，也用于也用于Flash編程編程）： MOVX A，DPTR ；A（DPTR）MOVX A，Ri；A（Ri）MOVX DPTR，A ；（；（DPTR）（A）MOVX Ri，A ；（；（Ri）（A）注意：注意：8位位MOVX指令的高指令的高8位地址由位地址由EMIOCN提供提供 讀讀寫寫38v例：例：XRAM （1000H） （2000H）方法方法1： MOV DPTR, #1000H MOVX A, DPTR MOV DPTR, #2000H MOVX DPTR, A方法方法2: MOV EMIOC

33、N, #10H MOV R0, #00H MOVX A, R0 MOV EMIOCN, #20H MOVX R0, A39v PUSH（壓棧）（壓棧）：將數(shù)據(jù)推進堆棧：將數(shù)據(jù)推進堆棧PUSH direct；SP（SP）1；（；（SP）（direct）v POP（出棧）（出棧）：將數(shù)據(jù)由堆棧頂端取出：將數(shù)據(jù)由堆棧頂端取出POP direct ；direct（SP）；）；SP（SP）1v 注意：堆棧只能注意：堆棧只能按字節(jié)操作按字節(jié)操作，壓棧指針加，壓棧指針加1（向上生向上生成成），出棧指針減），出棧指針減1，與，與80 x86相反。只能用相反。只能用直接尋址直接尋址。v PUSH ACC PUS

34、H A 40vXCH（字節(jié)交換）（字節(jié)交換）：XCH A，Rn ；（；（A） （Rn）XCH A，direct ；（；（A） （direct）XCH A，Ri ；（；（A） （Ri）vXCHD（半字節(jié)交換）（半字節(jié)交換）：XCHDA，Ri ；（；（A）30 （Ri）30vSWAP （累加器（累加器A高、低高、低4位互換）位互換）：SWAP A ；（；（A）30 （A）7441v位尋址空間位尋址空間內(nèi)部內(nèi)部RAM中的中的0 x20-0 x2F單元單元 部分部分SFR（字節(jié)地址為（字節(jié)地址為8的倍數(shù)的）的倍數(shù)的）v外部數(shù)據(jù)存儲器（外部數(shù)據(jù)存儲器（XRAM）片內(nèi)集成片內(nèi)集成4KB提供一個擴展接口（提

35、供一個擴展接口（EMIF）,可擴到可擴到64KB可以用低端端口（可以用低端端口（P0P3）、也可以用高端端口（）、也可以用高端端口（P4P7）復用復用/非復用非復用四種使用方式：只用片內(nèi)、只用片外、兩種分片模式四種使用方式：只用片內(nèi)、只用片外、兩種分片模式讀、寫指令：讀、寫指令：8位方式、位方式、16位方式的位方式的MOVX指令指令42v尋址方式尋址方式立即尋址立即尋址 #寄存器尋址寄存器尋址直接尋址直接尋址寄存器間接尋址寄存器間接尋址 R0、 R1、DPTR基址基址+變址尋址變址尋址 MOVC、A+PC、 A+DPTR相對尋址相對尋址位尋址位尋址43v數(shù)據(jù)傳送指令數(shù)據(jù)傳送指令MOVMOVCM

36、OVXPUSH、POPXCH、XCHD、SWAP44v設內(nèi)部設內(nèi)部RAM 40H、41H單元中連單元中連續(xù)存放續(xù)存放4個壓縮的個壓縮的BCD碼數(shù)據(jù)，編碼數(shù)據(jù)，編程將其倒序排列。程將其倒序排列。 MOV A, 41H SWAP A XCH A, 40H SWAP A MOV 41H, A40HBCD2BCD141HBCD4BCD340HBCD3BCD441HBCD1BCD245v ADDADD（加法）指令（加法）指令，有，有4 4種尋址格式種尋址格式 ： ADD A，Rn ；A（A）（）（Rn） （n：07）ADD A，direct ；A（A）（）（direct）ADD A，Ri ；A（A）（）

37、（Ri）（i i：01 1）ADD A，#data ；A（A）datav ADDC（帶進位加法）（帶進位加法）指令指令，有，有4種尋址格式種尋址格式 ： ADDC A，Rn ；A（A）（）（Rn）（）（CY）ADDC A，direct ；A（A）（）（direct）（）（CY）ADDC A，Ri ；A（A）（）（Ri）（）（CY）ADDC A，#data ；A（A）data(CY)v 結(jié)果影響結(jié)果影響PSW的的CY 、AC 、OV。46v DA（十進制調(diào)整）指令（十進制調(diào)整）指令：將：將A累加器內(nèi)容作累加器內(nèi)容作BCD碼調(diào)整。碼調(diào)整。DAA ；若；若AC=1或或A309，則，則A（A）0 x0

38、6；若；若CY=1或或A749，則，則A（A）0 x60v INC（加（加1）指令）指令：INCA；A（A）1INCdirect ；direct（direct）1 INC Ri；（；（Ri）（Ri）1INCRn；Rn（Rn）1INCDPTR；DPTR（DPTR）147v（61H、60H）+（63H、62H）61H、60H MOV R0, #60H MOV R1, #62H MOV A, R0 ADD A, R1 MOV R0, A INC R0 INC R1 MOV A, R0 ADDC A, R1 MOV R0, A63HX2H62HX2L61HX1H(SUMH)60HX1L(SUML)+R

39、0R1R1R048vSUBB（帶借位減法指令）：（帶借位減法指令）：SUBB A，Rn ；A（A）（）（Rn）（）（CY）SUBB A，direct ；A（A）（）（direct）（）（CY）SUBB A，Ri ；A（A）（）（Ri）（）（CY）SUBB A，#data ；A（A）data（CY）結(jié)果影響結(jié)果影響PSW的的CY 、AC 、OV。vDEC（減（減1）指令）指令DECA；A（A）1DECdirect；direct（direct）1DECRi；（；（Ri）（Ri）1DECRn；Rn（Rn）1無不帶借位的減法指令無不帶借位的減法指令SUB49v MUL（乘法指令）：（乘法指令）：MUL

40、 AB ;（A）（B）BA若運算后若運算后B0，則置，則置OV=1。v DIV（除法）指令（除法）指令：將累加器將累加器A和寄存器和寄存器B作無符號相除。作無符號相除。DIVAB；（；（A）/（B），），A商、商、B余數(shù)余數(shù)50v將將A中的數(shù)轉(zhuǎn)換成中的數(shù)轉(zhuǎn)換成3位位BCD數(shù)，百位存放在片內(nèi)數(shù)，百位存放在片內(nèi)RAM的的20H單單元，十、個位存放在元，十、個位存放在21H單元中。單元中。v分析：分析： （A） 100商（百位）商（百位） 20H 余數(shù)余數(shù) 10 商（十位）商（十位） 21H；余數(shù)；余數(shù) （個位）（個位） 21HMOV B, #100DIV ABMOV 20H, AMOV A, BM

41、OV B, #10DIV ABSWAP AADD A, BMOV 21H, A A: 11111000B（248）20H0221H4851v ANL（邏輯與指令）（邏輯與指令）：共有以下：共有以下6種尋址格式：種尋址格式：ANL A，Rn ；A（A）（Rn）ANL A，direct；A（A）（direct）ANL A，Ri ；A（A）（Ri）ANL A，#data ；A（A）dataANL direct，A；direct（direct）（A）ANL direct，#data；direct（direct）data 常用于將數(shù)據(jù)的某些位清常用于將數(shù)據(jù)的某些位清052v ORL（邏輯或指令）（邏輯或

42、指令）：共有以下：共有以下6種尋址格式：種尋址格式：ORL A，Rn ；A（A）（Rn）ORL A，direct；A（A）（direct）ORL A，Ri ；A（A）（Ri）ORL A，#data ；A（A）dataORL direct，A；direct（direct）（A）ORL direct，#data；direct（direct）data 常用于將數(shù)據(jù)的某些位置常用于將數(shù)據(jù)的某些位置153v XRL（邏輯異或指令）：（邏輯異或指令）：共有以下共有以下6種尋址格式：種尋址格式：XRL A，Rn ；A（A） （Rn）XRL A，direct；A（A） （direct）XRL A，Ri ；A（

43、A） （Ri）XRL A，#data ；A（A） dataXRL direct，A；direct（direct） （A）XRL direct，#data；direct（direct） data常用于將數(shù)據(jù)的某些位取反常用于將數(shù)據(jù)的某些位取反54v CLR（累加器清零指令）（累加器清零指令）：將累加器：將累加器A內(nèi)容清除為內(nèi)容清除為0。 CLRA；A0v CPL（累加器取反指令）（累加器取反指令）：將累加器：將累加器A內(nèi)容每位求反。內(nèi)容每位求反。 CPLA；A（A）的每位求反，即）的每位求反，即01，10v RL（累加器左移指令）（累加器左移指令）：將累加器：將累加器A的內(nèi)容左環(huán)移一位。的內(nèi)容左

44、環(huán)移一位。 RL A v RLC（累加器帶進位左移指令）（累加器帶進位左移指令）：將累加器：將累加器A的內(nèi)容與進位的內(nèi)容與進位左環(huán)移一位。左環(huán)移一位。 RLC AA7 A0A7 A0CY55v RR（累加器右移指令）（累加器右移指令）：將累加器：將累加器A的內(nèi)容右環(huán)移一位。的內(nèi)容右環(huán)移一位。 RR AA7 A0A7 A0CYA7A4 A3A0vRRC（累加器帶進位右移指令）（累加器帶進位右移指令）：將累加器：將累加器A的內(nèi)容與進位右的內(nèi)容與進位右環(huán)移一位。環(huán)移一位。 RRC AvSWAP（4位互換指令）位互換指令）：將累加器：將累加器A的高的高4位與低位與低4位互換。位互換。 SWAP A56

45、v將累加器將累加器A中壓縮中壓縮BCD碼拆成兩個碼拆成兩個非壓縮非壓縮BCD碼，低位存入碼，低位存入30H單元，單元，高位存入高位存入31H單元。單元。 PUSH ACC ANL A, #0FH MOV 30H, A POP ACC SWAP A ANL A, #0FH MOV 31H, AACC3530H31H05H03H57vCLR（清除）（清除）：可將：可將CY或可位尋址的位清或可位尋址的位清0 0。CLR C；CY0CLR bit；bit0vSETB（置位）（置位）：可將：可將CY或可或可位位尋址尋址的位置的位置1 1 。SETB C ；CY1SETB bit ；bit1vCPL（取反

46、（取反）：可將）：可將CY標志或可位尋址的位取反。標志或可位尋址的位取反。CPL C；CY/(/(CY) )CPL bit；bit/(/(bit) ) 58vANL（與）（與）ANL C，bit；CY（CY）（bit）ANL C，/bit；CY（CY）/（bit）vORL（或）（或）ORL C，bit；CY（CY）（bit）ORL C，/bit；CY（CY）/（bit）vMOV（位傳送指令）（位傳送指令）MOV C，bit；CY（bit）MOV bit，C；bit（CY） 59vJC（有進位跳轉(zhuǎn)）（有進位跳轉(zhuǎn)）JC rel ；若；若CY1則則PC(PC)2rel ；否則；否則PC(PC)2vJ

47、NC（無進位跳轉(zhuǎn)）（無進位跳轉(zhuǎn)）JNC rel；若；若CY0則則PC(PC)2rel ；否則；否則PC(PC)2vJB（為（為1跳轉(zhuǎn)）跳轉(zhuǎn)）JB bit，rel；若；若bit1則則PC（PC）3rel；否則；否則PC（PC）3vJNB（為（為0跳轉(zhuǎn)）跳轉(zhuǎn)）JNB bit，rel；若；若bit0則則PC(PC) )3rel ；否則；否則PC(PC) )3vJBC（為（為1跳轉(zhuǎn)并清除）跳轉(zhuǎn)并清除）JBC bit，rel；若；若bit1則則PC(PC)3rel 且且bit0；否則；否則PC(PC) )3 360vJZ（A為為0跳轉(zhuǎn)）跳轉(zhuǎn)）JZrel；若（；若（A）0則則PC（PC）2rel；若（；若

48、（A）0則則PC（PC）2vJNZ（A為非為非0跳轉(zhuǎn)）跳轉(zhuǎn)）JNZrel ；若（；若（A）0則則PC（PC）2rel ；若（；若（A）0則則PC（PC）2vCJNE（比較不相等跳轉(zhuǎn)）（比較不相等跳轉(zhuǎn)）CJNE A，direct，rel ；若（；若（A）（direct）則跳轉(zhuǎn)）則跳轉(zhuǎn)CJNE A，#data，rel ；若（；若（A） data 則跳轉(zhuǎn)則跳轉(zhuǎn)CJNE Rn，#data，rel ；若（；若（Rn） data 則跳轉(zhuǎn)則跳轉(zhuǎn)CJNE Ri，#data，rel ；若（；若（Ri） data 則跳轉(zhuǎn)則跳轉(zhuǎn)61vDJNZ（減（減1不為不為0跳轉(zhuǎn)）跳轉(zhuǎn)）DJNZ Rn，rel；Rn（Rn）1 ；

49、若（；若（Rn） 0則則PC（PC）2rel ；若（；若（Rn） 0則則PC（PC）2DJNZ direct，rel ；direct（direct）1；若（；若（direct） 0則則PC（PC）3rel；若（；若（direct） 0則則PC（PC）362vLJMP（長跳轉(zhuǎn)指令）（長跳轉(zhuǎn)指令）LJMP addr16；PC addr16vAJMP（短跳轉(zhuǎn)指令）（短跳轉(zhuǎn)指令）AJMP addr11；PC（PC）2，PC100 addr11vSJMP（相對跳轉(zhuǎn)指令）（相對跳轉(zhuǎn)指令）SJMP rel；PC（PC）2，PC（PC）relvJMP（散轉(zhuǎn)指令）（散轉(zhuǎn)指令）JMPADPTR ；PC（A）（）（

50、DPTR）63vLCALL（長調(diào)用指令）（長調(diào)用指令）LCALL addr16 ；PC（PC）3 ；SP（SP）1 ，（，（SP）PC70 ；SP（SP）1 ，（，（SP）PC158 ；PC addr16vACALL（短調(diào)用指令）（短調(diào)用指令）ACALL addr11 ；PC（PC）2 ；SP（SP）1 ，（，（SP）PC70 ；SP（SP）1 ，（，（SP）PC158 ；PC100 addr1164vRET（子程序返回）（子程序返回）：RET ；PC158（SP），），SP（SP） 1 ； PC70（SP），），SP（SP） 1vRETI（中斷返回）（中斷返回）：RETI ；PC158（SP

51、），），SP（SP） 1 ；PC70（SP），），SP（SP） 1 ；清除相應中斷優(yōu)先級狀態(tài)位；清除相應中斷優(yōu)先級狀態(tài)位v NOP（空操作）（空操作）：NOP ；PC（PC）165vP77習題習題2： 2、3、5、666v2.4.1 中斷概念中斷概念 中斷服務程序中斷服務程序1非預料事件非預料事件1CPU執(zhí)行流程執(zhí)行流程主程序主程序67低級中斷低級中斷服務程序服務程序主程序主程序高級中斷高級中斷服務程序服務程序低級請求低級請求高級請求高級請求68v中斷、中斷系統(tǒng)中斷、中斷系統(tǒng)v中斷源中斷源v中斷響應、中斷服務、中斷返回、斷點、中斷向量中斷響應、中斷服務、中斷返回、斷點、中斷向量v中斷允許、中斷

52、屏蔽中斷允許、中斷屏蔽v中斷優(yōu)先級中斷優(yōu)先級v中斷嵌套中斷嵌套v單級中斷系統(tǒng)、多級中斷系統(tǒng)單級中斷系統(tǒng)、多級中斷系統(tǒng)69中斷源（中斷源（22個）個）中斷允許寄存器中斷允許寄存器 中斷優(yōu)先級寄存器中斷優(yōu)先級寄存器高優(yōu)先級高優(yōu)先級EX0ET0低優(yōu)先級低優(yōu)先級 高高 低低IE0IE1TF0INT0INT1TF1TIRITF2EXF2EX1ET1ESET2EAPX0PT0PX1PT1PSPX2IE寄存器寄存器IP寄存器寄存器EIE1寄存器寄存器EIE2寄存器寄存器EIP1EIP2EXVLD0000同同級級查查詢詢順順序序70v 共共22個個，P41P41表表2-52-5，分外部中斷、串口（，分外部中斷

53、、串口（UART0、UART1、SPI、SMBus等）、定時等）、定時/計數(shù)器、電壓比較器、計數(shù)器、電壓比較器、A/D轉(zhuǎn)換中斷轉(zhuǎn)換中斷等。等。 v（）（）外部中斷源外部中斷源 與與MCS-51兼容的兼容的外部中斷外部中斷0、1（/INT0、/INT1）。）。 邊沿觸發(fā)（上升沿或下降沿）的外部中斷邊沿觸發(fā)（上升沿或下降沿）的外部中斷6 6、7 7。 v（2）定時）定時/計數(shù)器中斷計數(shù)器中斷 由由內(nèi)部定時器溢出內(nèi)部定時器溢出產(chǎn)生，故它們屬于產(chǎn)生，故它們屬于內(nèi)部中斷內(nèi)部中斷 C8051F020有有5個個16位定時位定時/計數(shù)器計數(shù)器, ,其中其中3個（個（T0T2）與）與MCS-51兼容。兼容。 P

54、CA（可編程計數(shù)器陣列）中斷（可編程計數(shù)器陣列）中斷71v（3）串行口中斷）串行口中斷 由內(nèi)部串行口產(chǎn)生，故也是一種由內(nèi)部串行口產(chǎn)生，故也是一種內(nèi)部中斷內(nèi)部中斷。C8051F020中中有有2個個UART串行口（串行口（UART0、UART1）。）。 發(fā)送和接收共用一個中斷源，發(fā)送和接收共用一個中斷源，通過判斷通過判斷TITI和和RIRI標志標志，區(qū)分，區(qū)分是發(fā)送中斷還是接收中斷。是發(fā)送中斷還是接收中斷。 SPISPI、SMBusSMBus中斷源中斷源v（4）其它中斷源）其它中斷源 C8051F020還有電壓比較器、還有電壓比較器、A/D轉(zhuǎn)換、晶振準備好等中斷轉(zhuǎn)換、晶振準備好等中斷源。源。72（

55、1 1）中斷使能控制）中斷使能控制 采用兩級中斷使能控制采用兩級中斷使能控制 C8051F對所有的中斷源的開放和屏蔽（對所有的中斷源的開放和屏蔽（總控制位總控制位EAEA） 每個中斷源都有單獨的每個中斷源都有單獨的二級中斷允許控制位二級中斷允許控制位 受中斷允許寄存器受中斷允許寄存器IE、EIE1、EIE2控制。控制。（2）中斷優(yōu)先級別的設定）中斷優(yōu)先級別的設定 每個中斷源都可以設置為每個中斷源都可以設置為高優(yōu)先級高優(yōu)先級和和低優(yōu)先級低優(yōu)先級，由中斷優(yōu)，由中斷優(yōu)先級寄存器先級寄存器IP、EIP1、EIP2統(tǒng)一管理。統(tǒng)一管理。73高優(yōu)先級高優(yōu)先級EX0ET0低優(yōu)先級低優(yōu)先級 高高 低低IE0IE

56、1TF0INT0INT1TF1TIRITF2EXF2EX1ET1ESET2EAPX0PT0PX1PT1PSPX2IE寄存器寄存器IP寄存器寄存器EIE1寄存器寄存器EIE2寄存器寄存器EIP1EIP2EXVLD74vEAEA：總控位；：總控位；IEGF0IEGF0：通用標志位；其它為分允許位：通用標志位；其它為分允許位1 1：允許；：允許；0 0：禁止：禁止v操作方法操作方法字節(jié)操作，如：字節(jié)操作，如：MOV IE，#82H位操作，如：位操作，如： SETB EA SETB ET0R/WR/WR/WR/WR/WR/WR/WR/WR/WR/WR/WR/WR/WR/WR R復位值復位值EAEAIEGF0IEGF0ET2ET2ES0ES0ET1ET1EX1EX1ET0ET0EX0EX00000000000000000位位7 7位位6 6位位5 5位位4 4位位3 3位位2 2位位1 1位位0 0SFRSFR地址：地址：0 xA80 xA8允許允許T0中斷中斷75中斷允許寄存器中斷允許寄存器 EIE1各位的定義如下：各位的定義如下：R/WR/