《單片機(jī)原理及應(yīng)用技術(shù)》教學(xué)課件

單片機(jī)原理及應(yīng)用技術(shù)項(xiàng)目一單片機(jī)入門

——信號(hào)燈閃爍系統(tǒng)設(shè)計(jì)任務(wù)一單片機(jī)簡(jiǎn)介任務(wù)二單片機(jī)中的數(shù)制與編碼任務(wù)三數(shù)字電路入門任務(wù)四單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)

——信號(hào)燈閃爍系統(tǒng)軟硬件設(shè)計(jì)項(xiàng)目總結(jié)

任務(wù)一單片機(jī)簡(jiǎn)介一、 什么是單片機(jī)二、 單片機(jī)的發(fā)展歷史與常見產(chǎn)品三、 單片機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域與未來發(fā)展趨勢(shì)四、 MCS-51系列單片機(jī)的特點(diǎn)

一、什么是單片機(jī)鼠標(biāo)中的單片機(jī)鍵盤中的單片機(jī)單片機(jī)（SingleChipMicrocomputer，SCM）是芯片級(jí)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，常被嵌入各種現(xiàn)代設(shè)備中作為控制器件

。二、 單片機(jī)的發(fā)展歷史與常見產(chǎn)品（一）單片機(jī)的發(fā)展階段：1971～1976年為單片機(jī)的萌芽發(fā)展時(shí)期。

1976～1979年為8位單片機(jī)的初始發(fā)展階段。

1979～1983年為8位單片機(jī)的完善發(fā)展階段。

1983～1990年為單片機(jī)向微控制器（MCU）發(fā)展的階段。1990年至今，單片機(jī)的發(fā)展趨向多元化。

1．Intel公司

MCS-51系列單片機(jī)：8031、8051、8751、8032、8052和8752等

2．Ｍotorola公司

8位單片機(jī)代表：M6805、M68HC05、M68HC11、M68HC12

3．ATMEL公司

8位單片機(jī)代表：AT89、AT90兩個(gè)系列4．Microchip公司

8位PIC系列單片機(jī)：PIC16C5X、PIC12C6XX、PIC17CXX（二）常見產(chǎn)品5．EMC公司

8位EM78系列單片機(jī)

Intel公司的4004

Intel公司的8008

ATMEL公司AT系列

Microchip公司的PIC系列

三、單片機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域與未來發(fā)展趨勢(shì)

（一）應(yīng)用領(lǐng)域1.工業(yè)控制2.儀表測(cè)控3.機(jī)電一體化產(chǎn)品4.計(jì)算機(jī)外部設(shè)備5.智能化家電

（二）未來發(fā)展趨勢(shì)1.低、中、高不同檔次的單片機(jī)都有自己的應(yīng)用市場(chǎng)。2.朝著小容量、低價(jià)格和大容量、高性能兩個(gè)方向發(fā)展。3.系統(tǒng)級(jí)芯片（SystemonaChip，SoC）是單片機(jī)發(fā)展的一個(gè)熱點(diǎn)。四、MCS-51系列單片機(jī)的特點(diǎn)

只讀存儲(chǔ)器

可擦除可編程存儲(chǔ)器

電可擦除可編程只讀存儲(chǔ)器

任務(wù)二單片機(jī)中的數(shù)制與編碼

一、單片機(jī)中的數(shù)制二、數(shù)制間的轉(zhuǎn)換三、信息編碼

一、單片機(jī)中的數(shù)制

1．?dāng)?shù)制的概念

數(shù)制是人們按進(jìn)位的原則進(jìn)行計(jì)數(shù)的一種科學(xué)方法。一種記數(shù)制所使用的數(shù)字符號(hào)的個(gè)數(shù)稱為基數(shù)，某個(gè)固定位置上的計(jì)數(shù)單位稱為位權(quán)。 十進(jìn)制數(shù)123.45用位權(quán)可以表示成：(123.45)10=1×102+2×101+1×100+4×10-1+5×10-2

在單片機(jī)中，所有信息（包括數(shù)值、字符、漢字、指令等）的存儲(chǔ)、處理與傳送都是采用二進(jìn)制的形式。二進(jìn)制數(shù)中只有“0”和“1”兩個(gè)數(shù)字符號(hào)，運(yùn)算規(guī)則如下表所示。2．常用數(shù)制介紹單片機(jī)常用數(shù)制的特點(diǎn)、基數(shù)、位權(quán)和所用數(shù)字符號(hào)如下表所示。

為了區(qū)別不同數(shù)制的數(shù)據(jù)，表示時(shí)通常在數(shù)字后面使用一個(gè)英文字母作為后綴。 十進(jìn)制使用D，二進(jìn)制使用B，八進(jìn)制使用O或Q，十六進(jìn)制使用H。 例如123D，10110010B，27O，3FH。也可以使用下標(biāo)標(biāo)注，如(123)10，(10110010)2，(27)8，(3F)16。

注：沒有加下標(biāo)和后綴字母的數(shù)值默認(rèn)為十進(jìn)制。

二、數(shù)制間的轉(zhuǎn)換

1．非十進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換成十進(jìn)制數(shù)

二進(jìn)制數(shù)、八進(jìn)制數(shù)和十六進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換成十進(jìn)制數(shù)，方法是：按位權(quán)展開后求和。

(1011.11)2=1×23+0×22+1×21+1×20+1×2-1+1×2-2=(11.75)10 (1CB.D)16=1×162+12×161+11×160+13×16-1=(459.8125)10

2．十進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換成非十進(jìn)制數(shù)

方法：將整數(shù)部分和小數(shù)部分分別進(jìn)行轉(zhuǎn)換，然后把轉(zhuǎn)換的結(jié)果合在一起。

（1）整數(shù)部分的轉(zhuǎn)換 “除基取余法”：將十進(jìn)制數(shù)的整數(shù)部分反復(fù)除以基數(shù)R，將每次得到的商作為被除數(shù)，并取得相應(yīng)的余數(shù)，直到商為0。將每次得到的余數(shù)按逆序排列，即為轉(zhuǎn)換后的R進(jìn)制整數(shù)。

（2）小數(shù)部分的轉(zhuǎn)換

“乘基取整法”：將十進(jìn)制數(shù)的小數(shù)部分反復(fù)乘以基數(shù)R，將每次乘積的小數(shù)部分作為被乘數(shù)，并取得相應(yīng)的整數(shù)部分，直到乘積的小數(shù)部分為0。將每次得到的整數(shù)部分順序排列在小數(shù)點(diǎn)后，即為轉(zhuǎn)換后的R進(jìn)制小數(shù)。

3．二進(jìn)制數(shù)與八進(jìn)制數(shù)、十六進(jìn)制數(shù)之間的轉(zhuǎn)換

（1）二進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換成八進(jìn)制數(shù) 從小數(shù)點(diǎn)開始向左右兩邊每三位并為一組，對(duì)應(yīng)一位八進(jìn)制數(shù)，不足三位時(shí)補(bǔ)0即可。（2）二進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換成十六進(jìn)制數(shù) 從小數(shù)點(diǎn)開始向左右兩邊每四位并為一組，對(duì)應(yīng)一位十六進(jìn)制數(shù)，不足四位時(shí)補(bǔ)0即可。（3）八進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制數(shù) 把每一位八進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的三位二進(jìn)制數(shù)。（4）十六進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制數(shù) 把每一位十六進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的四位二進(jìn)制數(shù)。

三、信息編碼

1．BCD碼

最常用的方法是8421BCD碼，即從高到低4位二進(jìn)制數(shù)的權(quán)值分別是8、4、2、1。

2．字符編碼

ASCII碼：每一個(gè)字符對(duì)應(yīng)一個(gè)7位的二進(jìn)制代碼，用一個(gè)字節(jié)的低7位來表示字符編碼，最高位補(bǔ)0或用作奇偶校驗(yàn)位，見附錄一。

任務(wù)三數(shù)字電路入門

一、邏輯門電路

二、傳送門電路三、譯碼器四、觸發(fā)器五、寄存器和鎖存器

一、邏輯門電路 邏輯門電路是實(shí)現(xiàn)常用邏輯運(yùn)算的電子電路。輸入信號(hào)通過邏輯門后會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的電平變化。高、低電平可以分別代表邏輯上的“真”與“假”或二進(jìn)制當(dāng)中的1和0，從而實(shí)現(xiàn)邏輯運(yùn)算。

基本邏輯門包括與門、或門和非門，利用基本邏輯門電路可以組合成復(fù)合門電路，常見的有與非門、或非門和異或門。1．與門

ABY＆ABY與門常用邏輯符號(hào)只有當(dāng)A、B端同時(shí)為1時(shí)，Y端輸出為1；A、B端至少一個(gè)為0時(shí)，Y端輸出為0。

與門邏輯表達(dá)式為：Y=A·B。ABY2．或門只有當(dāng)A、B端同時(shí)為0時(shí)，Y端輸出為0；A、B端至少一個(gè)為1時(shí)，Y端輸出為1。

ABY≥1ABY或門常用邏輯符號(hào)

ABY或門邏輯表達(dá)式為：Y=A＋B。真值表波形圖3．非門當(dāng)A為0時(shí)，Y端輸出為1；當(dāng)A為1時(shí)，Y端輸出為0。

AY1AY非門常用邏輯符號(hào)

AY非門邏輯表達(dá)式為：Y=A，真值表和波形圖如下所示。4．與非門只有當(dāng)A、B端同時(shí)為1時(shí)，Y端輸出為0；A、B端至少一個(gè)為0時(shí)，Y端輸出為1。ABY＆ABY與非門常用邏輯符號(hào)

ABY真值表波形圖與非門邏輯表達(dá)式為：Y=A·B。Y=A·B

5．或非門ABY≥1ABY只有當(dāng)A、B端同時(shí)為0時(shí)，Y端輸出為1；A、B端至少一個(gè)為1時(shí)，Y端輸出為0?；蚍情T常用邏輯符號(hào)

ABY或非門邏輯表達(dá)式為：Y=A＋B。真值表波形圖6．異或門

A、B端同時(shí)為0或同時(shí)為1時(shí)，Y端輸出為0；A、B端狀態(tài)不同時(shí)，Y端輸出為1。

ABY=1ABY異或門常用邏輯符號(hào)

ABY異或門邏輯表達(dá)式為：Y=A·B＋A·B=A⊕B。真值表波形圖二、傳送門電路 1．三態(tài)門

三態(tài)門具有高、低電平和高阻（相當(dāng)于斷開狀態(tài)），三種狀態(tài)，常用于單片機(jī)系統(tǒng)中對(duì)總線的控制。AEYAYE真值表2種常用邏輯符號(hào)2．單向數(shù)據(jù)傳送門

多個(gè)三態(tài)門并列排列，并將它們的使能端連接在一起，就可以構(gòu)成一個(gè)單項(xiàng)數(shù)據(jù)傳送門，如左圖所示，真值表如下所示。

3．雙向數(shù)據(jù)傳送門 8個(gè)三態(tài)門組合成一個(gè)四位的雙向數(shù)據(jù)傳送門，如下所示。

當(dāng)控制端G為低電平時(shí)，此時(shí)各三態(tài)門的使能端為高電平，輸出端A0～A3和B0～B3均成高阻狀態(tài)；當(dāng)控制端G為高電平時(shí)，DS端為低電平時(shí)，AB方向的門被打開，A0～A3的數(shù)據(jù)將分別傳送到B0～B3；當(dāng)控制端G為高電平時(shí)，DS端為高電平時(shí)，BA方向的門被打開，B0～B3的數(shù)據(jù)將分別傳送到A0～A3。

雙向數(shù)據(jù)門的真值表如下表所示：三、譯碼器

譯碼器的功能是將具有特定含義的二進(jìn)制碼進(jìn)行辨別，并轉(zhuǎn)換成控制信號(hào)。從功能上可以分為兩種類型，一種是地址譯碼器，另一種是代碼變換器。邏輯電路如下圖所示。譯碼器功能表如下表所示。四、觸發(fā)器

觸發(fā)器能存儲(chǔ)一位二進(jìn)制數(shù)碼或一個(gè)邏輯狀態(tài)信號(hào)，是構(gòu)成寄存器、計(jì)數(shù)器、脈沖信號(hào)發(fā)生器、存儲(chǔ)器等時(shí)序邏輯電路的基本單元電路。根據(jù)邏輯功能的不同，可以分為RS觸發(fā)器、D觸發(fā)器和JK觸發(fā)器等。

RS觸發(fā)器的邏輯結(jié)構(gòu)RS觸發(fā)器的邏輯符號(hào)基本RS觸發(fā)器的邏輯表達(dá)式：Q=S·Q，Q=R·Q。功能如下表所示：五、寄存器和鎖存器1．寄存器（1）緩沖寄存器由4個(gè)D觸發(fā)器組成的4位緩沖寄存器如下圖所示。

啟動(dòng)時(shí)，先在清零端加清零脈沖，把各觸發(fā)器置0，然后將數(shù)據(jù)加到觸發(fā)器的D輸入端，在時(shí)鐘信號(hào)作用下，輸入端的信息會(huì)保存在各觸發(fā)器中。

輸出端與輸入端信息相同D觸發(fā)器實(shí)現(xiàn)的功能（2）移位寄存器 4個(gè)D觸發(fā)器組成的4位移位寄存器。它能將所儲(chǔ)存的數(shù)據(jù)逐位向左或向右移動(dòng)，以達(dá)到單片機(jī)運(yùn)行過程中所需的功能，移位寄存器的邏輯結(jié)構(gòu)如下圖所示。

2．鎖存器下圖所示為一個(gè)由D觸發(fā)器構(gòu)成的4位鎖存器。當(dāng)輸出控制信號(hào)為低電平，且使能信號(hào)G為高電平時(shí)，數(shù)據(jù)可輸出。若G信號(hào)為低電平，輸出端的狀態(tài)被鎖存起來，使其不隨輸入端的變化而變化，直到下一個(gè)G信號(hào)有效時(shí)才會(huì)發(fā)生改變

鎖存器的功能如下表所示。任務(wù)四單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)

——信號(hào)燈閃爍系統(tǒng)軟硬件設(shè)計(jì)一、單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)流程二、信號(hào)燈閃爍系統(tǒng)設(shè)計(jì)三、利用KeilC51集成開發(fā)軟件編輯、編譯和鏈接程序四、利用Proteus系統(tǒng)仿真軟件調(diào)試系統(tǒng)和程序一、單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)流程二、信號(hào)燈閃爍系統(tǒng)設(shè)計(jì) 1．整體設(shè)計(jì) 在單片機(jī)的P0.0端口上接一個(gè)發(fā)光二極管（LED）L1，編制匯編程序使L1不停地一亮一滅，時(shí)間間隔為0.2秒。

2．硬件設(shè)計(jì)

系統(tǒng)采用的單片機(jī)為MCS-51系列，包括電源電路、時(shí)鐘電路、復(fù)位電路和LED信號(hào)燈電路。

硬件原理圖3．軟件設(shè)計(jì)ORG 0000HSTART:CLR P0.0 ;P1.0輸出低電平，使LED1點(diǎn)亮LCALL DELAY ;調(diào)用延時(shí)子程序SETB P0.0 ;P1.0輸出高電平，使LED1熄滅LCALL DELAY ;調(diào)用延時(shí)子程序LJMP STARTDELAY: ;延時(shí)子程序MOV R5,#20 ;將20送R5寄存器LOOP1:MOV R6,#20 ;將20送R6寄存器LOOP2:MOV R7,#230 ;將230送R7寄存器DJNZ R7,$ ;循環(huán)執(zhí)行本指令，每次R7減1DJNZ R6,LOOP2 ;R6－1，如果R6不等于0，則轉(zhuǎn)至LOOP2DJNZ R5,LOOP1 ;R5－1，如果R5不等于0，則轉(zhuǎn)至LOOP1RETEND

三、利用KeilC51集成開發(fā)軟件編輯、編譯和鏈接程序

步驟1打開μVision2，開發(fā)界面如下所示，包括文件工具欄、編譯工具欄、工程窗口以及輸出窗口等。步驟2首先新建一個(gè)工程，如左圖所示，選擇“Project”>“NewProject”菜單，在彈出的保存窗口中選擇工程文件的保存位置，填寫文件名，如右圖所示，單擊“保存”按鈕。步驟3在彈出的CPU選擇對(duì)話框中選擇80C51系列芯片，如下所示，然后單擊“確定”按鈕。步驟4單擊文件工具欄中的新建文件按鈕，在編輯區(qū)域編輯匯編源程序，如左圖所示；編輯完成后，單擊文件工具欄中的保存文件按鈕，將匯編源程序保存為“.asm”形式的文件，如右圖所示。步驟5接下來，在工程窗口的“SourceGroup1”文件夾上單擊鼠標(biāo)右鍵，在彈出的快捷菜單中選擇“AddFilesto...”選項(xiàng)，在打開的對(duì)話框中選擇匯編源文件，并單擊“Add”按鈕，將其加入，整個(gè)過程如下所示。步驟6如左圖所示，選擇“Project”>“OptionsforTarget‘Target1’”菜單，在彈出的對(duì)話框中打開“output”選項(xiàng)卡，參照右圖所示設(shè)置輸出選項(xiàng)，然后單擊“確定”按鈕。步驟7單擊編譯工具欄的按鈕，對(duì)匯編源文件進(jìn)行編譯、鏈接，如左圖所示，在輸出窗口將看到信息提示，在保存工程的文件夾中將生成“.hex”文件，如右圖所示。四、利用Proteus系統(tǒng)仿真軟件調(diào)試系統(tǒng)和程序

Proteus是英國(guó)LabcenterElectronics公司開發(fā)的一款優(yōu)秀的EDA（ElectronicDesignAutomation，電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化）軟件。利用它可以繪制電路原理圖、PCB圖和進(jìn)行交互式電路仿真。針對(duì)微處理器應(yīng)用，還可以直接在基于原理圖的虛擬原型上編程（或直接導(dǎo)入外部源碼文件），并實(shí)現(xiàn)軟件源碼級(jí)的實(shí)時(shí)調(diào)試。另外，配合系統(tǒng)配置的虛擬儀器，如示波器、邏輯分析儀等，用戶可以獲得一個(gè)完備的電子設(shè)計(jì)開發(fā)環(huán)境！步驟1打開ProteusISIS，開發(fā)界面如下圖所示，除了常見的菜單欄和工具欄外，還包括預(yù)覽窗口、對(duì)象選擇器窗口、圖形編輯窗口、預(yù)覽對(duì)象方位控制按鈕以及仿真進(jìn)程控制按鈕等。圖形編輯窗口預(yù)覽對(duì)象方位控制按鈕仿真進(jìn)程控制按鈕預(yù)覽窗口對(duì)象選擇器窗口步驟2單擊對(duì)象選擇器窗口上方的按鈕，彈出如下所示的設(shè)備選擇對(duì)話框，在“keywords”文本編輯框中輸入芯片型號(hào)的關(guān)鍵字，在右側(cè)出現(xiàn)的結(jié)果中選中需要的芯片，然后單擊“OK”按鈕。步驟3回到開發(fā)主界面，鼠標(biāo)移入圖形編輯窗口中會(huì)變成筆狀，選擇合適位置并雙擊鼠標(biāo)，芯片就出現(xiàn)了，如下所示。步驟4參照添加芯片的方法添加發(fā)光二級(jí)管和電阻，器件添加完成后的效果如下所示。步驟5在電阻元件上單擊鼠標(biāo)右鍵，在彈出的菜單中選擇“RotateClockwise”選項(xiàng)，將電阻進(jìn)行順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，如下所示。步驟6選擇左側(cè)工具欄中的元件圖標(biāo)，將鼠標(biāo)移到圖形編輯窗口中單片機(jī)的P0.0引腳處，當(dāng)引腳處出現(xiàn)高亮小方塊時(shí)單擊鼠標(biāo)，將引出的綠色連線指向LED并點(diǎn)擊確認(rèn)，如下所示。使用同樣的方法將LED和電阻相連。步驟7單擊左側(cè)工具欄中的元件圖標(biāo)，在對(duì)象選擇器窗口中選擇“POWER”，將電源符號(hào)放到電阻符號(hào)的上方與電阻相連（系統(tǒng)默認(rèn)電壓為5V），如下所示。步驟8在電阻R1上單擊鼠標(biāo)右鍵，彈出左圖所示的快捷菜單，選擇“EditProperties”選項(xiàng)，打開右圖所示編輯元件對(duì)話框，在“Resistance：”右側(cè)的編輯欄中將阻值更改為“330”，然后單擊“OK”按鈕。步驟9在單片機(jī)上單擊鼠標(biāo)右鍵，彈出左圖所示快捷菜單，選擇“EditProperties”選項(xiàng)，打開右圖所示編輯元件對(duì)話框，單擊“ProgramFile：”右側(cè)的按鈕，選擇在KeilC51中編譯好的hex文件，然后單擊“OK”按鈕。步驟10至此系統(tǒng)硬件和軟件已經(jīng)設(shè)置完畢，現(xiàn)在可以運(yùn)行我們的信號(hào)燈閃爍系統(tǒng)了。單擊仿真進(jìn)程控制按鈕中的開始按鈕，此時(shí)可以看到LED開始以一定的時(shí)間間隔一亮一滅，如下所示。項(xiàng)目總結(jié) 在本項(xiàng)目中，我們首先介紹了單片機(jī)的特點(diǎn)、發(fā)展歷史、常見產(chǎn)品和應(yīng)用領(lǐng)域，并重點(diǎn)介紹了MCS-51系列單片機(jī)的特點(diǎn)；任務(wù)二和任務(wù)三簡(jiǎn)要介紹了數(shù)制、編碼和數(shù)字電路等基礎(chǔ)知識(shí)，這主要是為后面要學(xué)習(xí)的單片機(jī)程序設(shè)計(jì)和硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)打基礎(chǔ)的；最后，我們通過設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單的信號(hào)燈閃爍實(shí)例，向讀者介紹了利用KeilC51編制、匯編、連接匯編程序，生成HEX源碼文件，以及利用Proteus軟件設(shè)計(jì)硬件系統(tǒng)并進(jìn)行系統(tǒng)仿真的方法。單片機(jī)原理及應(yīng)用技術(shù)項(xiàng)目二MCS-51單片機(jī)入門

——流水燈模擬系統(tǒng)設(shè)計(jì)任務(wù)一MCS-51系列單片機(jī)的基本結(jié)構(gòu)任務(wù)二MCS-51系列單片機(jī)的存儲(chǔ)器配置任務(wù)三MCS-51I/O端口的使用任務(wù)四時(shí)鐘電路與時(shí)序任務(wù)五MCS-51系列單片機(jī)的工作方式任務(wù)六典型應(yīng)用——流水燈模擬系統(tǒng)設(shè)計(jì)項(xiàng)目總結(jié)

任務(wù)一MCS-51系列單片機(jī)的基本結(jié)構(gòu)一、MCS-51的外部引腳

二、MCS-51的內(nèi)部結(jié)構(gòu)一、MCS-51的外部引腳

8051采用40引腳DIP封裝形式（雙列直插式封裝），引腳如下圖所示。

1．電源與時(shí)鐘引腳Vcc（40腳）：電源端，接+5V直流電源。Vss（20腳）：接地端。XTAL1（19腳）/XTAL2（18腳）：內(nèi)部振蕩器的輸入端，接外部晶振；如果采用外部時(shí)鐘，XTAL2引腳連外部時(shí)鐘，XTAL1引腳要懸空。ALE/PROG（AddressLatchEnable/Programming，30腳）：地址鎖存允許信號(hào)。PSEN（ProgramStoreEnable，29腳）：外部程序存儲(chǔ)允許輸出端，片外程序存儲(chǔ)器讀選通信號(hào)，低電平有效。EA/VPP（EnableAddress/VoltagePulseofProgramming，31腳）：外部程序存儲(chǔ)器地址允許輸入端。RST/VPD（9腳）：復(fù)位信號(hào)輸入端。晶振工作時(shí)，在此引腳上保持兩個(gè)機(jī)器周期的高電平將使單片機(jī)復(fù)位。

2．控制引腳I/O引腳的功能特性將在任務(wù)三中進(jìn)行講述。3．I/O引腳二、MCS-51的內(nèi)部結(jié)構(gòu)

（1）8位中央處理單元CPU。（2）4K字節(jié)的程序存儲(chǔ)器ROM。（3）128字節(jié)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器RAM。（4）21個(gè)特殊功能寄存器SFR。（5）4個(gè)8位并行I/O口P0～P3。（6）2個(gè)16位可編程定時(shí)/計(jì)數(shù)器T0、T1。（7）5個(gè)中斷源，具體包括2個(gè)外部中斷源INT0和INT1，3個(gè)內(nèi)部中斷源。（8）1個(gè)全雙工的異步串行接口。（9）內(nèi)部時(shí)鐘產(chǎn)生電路。1．基本結(jié)構(gòu)與硬件組成

2．中央處理器CPU

中央處理器CPU是單片機(jī)的核心組成部分，從功能上可以分為控制器和運(yùn)算器兩個(gè)部分。

控制器產(chǎn)生各種控制信號(hào)以協(xié)調(diào)各部件之間的數(shù)據(jù)傳送、運(yùn)算等操作運(yùn)算器主要執(zhí)行算術(shù)運(yùn)算、邏輯運(yùn)算和位操作等（1）控制器

控制器主要包括： 16位程序計(jì)數(shù)器PC（ProgramCounter） 數(shù)據(jù)指針DPTR（DataPointer） 堆棧指針SP（StackPointer） 指令寄存器IR（InstructionRegister） 指令譯碼器 控制邏輯電路

PC是一個(gè)16位的專用寄存器，可尋址范圍是0000H～FFFFH，共64K，它的作用是存放CPU下一條要執(zhí)行的指令代碼所在存儲(chǔ)單元的16位地址DPTR是一個(gè)16位的專用地址指針寄存器，由兩個(gè)8位寄存器DPH（高8位）和DPL（低8位）組成。當(dāng)8051外接存儲(chǔ)器或I/O口時(shí)，用DPTR作為地址指針，存放外部存儲(chǔ)器或外設(shè)端口的地址SP指針長(zhǎng)8位，用于指示堆棧棧頂?shù)刂?。堆棧用于在調(diào)用子程序或進(jìn)入中斷程序前保存一些重要數(shù)據(jù)及程序返回地址IR字長(zhǎng)8位，用于暫存待執(zhí)行的指令，等待譯碼指令譯碼器對(duì)指令寄存器中的指令進(jìn)行譯碼，將指令轉(zhuǎn)變?yōu)檎_的電信號(hào)控制邏輯電路根據(jù)譯碼器輸出的電信號(hào)，產(chǎn)生執(zhí)行指令所需的各種控制信號(hào)

運(yùn)算器主要包括： 算術(shù)邏輯單元ALU（ArithmeticalLogicUnit） 累加器A（Accumulator） 通用寄存器B（GeneralPurposeRegister） 程序狀態(tài)字PSW（ProgramStatusWord）暫存器 十進(jìn)制調(diào)整電路 布爾處理器

（2）運(yùn)算器

ALU是一個(gè)運(yùn)算器，主要對(duì)8位二進(jìn)制數(shù)進(jìn)行算術(shù)與邏輯運(yùn)算，包括加、減、乘、除四則運(yùn)算，與、或、非、異或等邏輯操作。另外還具有置位、移位、測(cè)試轉(zhuǎn)移等功能累加器A又記作ACC，是一個(gè)8位寄存器。在算術(shù)與邏輯運(yùn)算中，用來存放一個(gè)操作數(shù)或運(yùn)算結(jié)果。另外，在與外部存儲(chǔ)器或I/O端口進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送也要經(jīng)過A完成通用寄存器B是一個(gè)8位寄存器，執(zhí)行乘法或除法指令時(shí)，B與A配合使用。執(zhí)行指令前B用于存放乘數(shù)或除數(shù)，在完成后存放乘積的高8位或除法的余數(shù)。在其他指令中，B可作為一般寄存器使用程序狀態(tài)字PSW是一個(gè)8位寄存器，用于存放指令執(zhí)行后的狀態(tài)信息，以供程序查詢和判斷進(jìn)位標(biāo)志位輔助進(jìn)位位用戶標(biāo)志位寄存器組選擇位RS0和RS1溢出標(biāo)志位奇偶標(biāo)志位一、程序存儲(chǔ)器二、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器任務(wù)二MCS-51系列單片機(jī)的存儲(chǔ)器配置

MCS-51系列單片機(jī)在物理結(jié)構(gòu)上有4個(gè)存儲(chǔ)空間，即片內(nèi)、片外程序存儲(chǔ)器和片內(nèi)、片外數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器。程序存儲(chǔ)器和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器分開編址，具有各自獨(dú)立的尋址空間和尋址方式。

一、程序存儲(chǔ)器

片內(nèi)和片外程序存儲(chǔ)器采用16位統(tǒng)一編址方式，地址范圍是：0000H～FFFFH端口P0和P2分別提供地址的低8位和高8位。程序存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)如左圖所示二、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器

數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器由片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器和片外數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器兩部分構(gòu)成，用來存放運(yùn)算的中間結(jié)果。片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器與片外數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器采用分開編址方式。片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器采用8位地址，共256個(gè)字節(jié)；片外數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器采用16位地址，共64K，如左圖所示1．片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器

片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器共256字節(jié)，內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的結(jié)構(gòu)圖如左圖所示。00H～1FH單元分別對(duì)應(yīng)4個(gè)工作寄存器組。20H～2FH這16個(gè)字節(jié)（128位）作為8051的位尋址區(qū)。CPU通過指令對(duì)其中的某一位進(jìn)行操作，在邏輯運(yùn)算、實(shí)時(shí)處理、開關(guān)控制等方面有重要作用2．特殊功能寄存器SFR

（SpecialFunctionRegisters）

MCS-51系列單片機(jī)有21個(gè)特殊功能寄存器，離散地分布在片內(nèi)地址80～FFH的RAM空間中。CPU可以直接使用寄存器的名字或者通過直接尋址方式對(duì)其進(jìn)行訪問。CPU：包括6個(gè)SFR，分別是A、B、PSW、SP、DPL和DPH。其中2個(gè)8位寄存器DPL和DPH組成16位的DPTR。中斷控制：包括2個(gè)SFR，分別是IE和IP。定時(shí)器：包括6個(gè)SFR，分別是TCON、TMON、TL0、TL1、TH0和TH1。其中8位寄存器TL0和TH0組成T0，TL1和TH1組成T1。并行接口：包括4個(gè)SFR，分別是P0、P1、P2和P3。串行接口：包括3個(gè)SFR，分別是PCON、SCON和SBUF。

3．片外數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器

片外數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的地址范圍是0000H～FFFFH，共64K。在實(shí)際應(yīng)用中，用戶可以根據(jù)具體需求進(jìn)行適量的擴(kuò)展，如2K、4K、8K等。

一、I/O端口的結(jié)構(gòu)二、I/O端口的負(fù)載能力任務(wù)三MCS-51I/O端口的使用

I/O端口是單片機(jī)實(shí)現(xiàn)信息交換和對(duì)外控制的重要通道。I/O端口分為串行口和并行口，串行口一次只能傳送一個(gè)二進(jìn)制位信息，并行口一次可以傳送一個(gè)字節(jié)信息。

端口P3.0和P3.1的第二功能P0、P1、P2和P3一、I/O端口的結(jié)構(gòu)1．P0端口P0.0～P0.7（39～32引腳）功能一：P0端口可以作為通用I/O接口使用，P0.0～P0.7傳送CPU的輸入/輸出數(shù)據(jù)；功能二：在訪問外部存儲(chǔ)器時(shí)，P0端口可以分時(shí)復(fù)用地址線和雙向數(shù)據(jù)總線（AD0～AD7）。

P0端口位結(jié)構(gòu)圖功能：P1端口僅作為數(shù)據(jù)輸入/輸出端口使用。2．P1端口P1.0～P1.7（1～8引腳）

P1端口位結(jié)構(gòu)圖3．P2端口P2.0～P2.7（21～28引腳）

功能一：作為通用I/O接口使用，傳送CPU的輸入/輸出數(shù)據(jù)；功能二：在訪問外部存儲(chǔ)器時(shí)，P2端口輸出地址總線的高八位（AD8～AD15），與P0口的低地址一起構(gòu)成16位地址總線。P2端口位結(jié)構(gòu)圖4．P3端口P3.0～P3.7（10～17引腳）

功能一：作為通用I/O口。功能二：第二功能，見表2-5。P3端口位結(jié)構(gòu)圖P3口的第二功能如下表所示。二、I/O端口的負(fù)載能力

P0端口能驅(qū)動(dòng)8個(gè)LSTTL負(fù)載，P1、P2和P3端口各能驅(qū)動(dòng)4個(gè)LSTTL負(fù)載。如需增加負(fù)載能力，可在端口總線上增加總線驅(qū)動(dòng)器。

任務(wù)四時(shí)鐘電路與時(shí)序

一、時(shí)鐘電路

二、機(jī)器周期與指令周期三、典型指令執(zhí)行時(shí)序一、時(shí)鐘電路功能：保證內(nèi)部各部件間的同步協(xié)調(diào)工作。產(chǎn)生方式：內(nèi)部時(shí)鐘電路和外接時(shí)鐘電路。二、機(jī)器周期與指令周期1．時(shí)鐘周期

又稱為振蕩周期，定義為時(shí)鐘脈沖的倒數(shù)，是單片機(jī)中最基本、最小的時(shí)間單位。在一個(gè)時(shí)鐘周期內(nèi)，CPU僅完成一個(gè)最基本的動(dòng)作。2．機(jī)器周期一條指令的執(zhí)行過程可以分為若干個(gè)階段，如取指令、讀存儲(chǔ)器、寫存儲(chǔ)器等。完成某一個(gè)操作的時(shí)間稱為一個(gè)機(jī)器周期。通常情況下，一個(gè)機(jī)器周期由12個(gè)時(shí)鐘周期組成。

3．指令周期

執(zhí)行一條指令所需要的時(shí)間稱為指令周期，指令不同，所需的機(jī)器周期數(shù)也不同，一般由1～4個(gè)機(jī)器周期組成。 在MCS-51指令系統(tǒng)中，一些簡(jiǎn)單的的單字節(jié)指令，在取指令周期中，指令取出到指令寄存器后，立即譯碼執(zhí)行，不再需要其他的機(jī)器周期；一些比較復(fù)雜的指令，例如轉(zhuǎn)移指令、乘法指令，則需要兩個(gè)或者兩個(gè)以上的機(jī)器周期。

三、典型指令執(zhí)行時(shí)序

一個(gè)機(jī)器周期中出現(xiàn)兩次ALE信號(hào)，信號(hào)有效寬度為一個(gè)S狀態(tài)，每出現(xiàn)一次該信號(hào)，單片機(jī)進(jìn)行一次讀指令操作任務(wù)五MCS-51系列單片機(jī)的工作方式

一、復(fù)位方式二、程序執(zhí)行方式三、低功耗方式四、編程和加密方式

一、復(fù)位方式1．復(fù)位條件實(shí)現(xiàn)單片機(jī)復(fù)位需要在單片機(jī)的復(fù)位引腳RST（9腳）上出現(xiàn)2個(gè)機(jī)器周期以上的高電平。例如：若單片機(jī)的時(shí)鐘頻率為12MHz，則機(jī)器周期為1s，那么復(fù)位信號(hào)需要保證持續(xù)2s以上的時(shí)間。單片機(jī)的初始化，此時(shí)程序從0000H開始執(zhí)行2．復(fù)位電路常見的復(fù)位電路有上電自動(dòng)復(fù)位和按鍵復(fù)位兩種。

3．復(fù)位后寄存器的狀態(tài)二、程序執(zhí)行方式

程序執(zhí)行方式是單片機(jī)的基本工作方式。它的工作過程是執(zhí)行程序的過程，而程序是由一條條指令組成的，因此單片機(jī)的工作過程就是循環(huán)進(jìn)行取指令和執(zhí)行指令的操作過程。 CPU總是按照PC所指的地址從ROM中取指并執(zhí)行，每取一個(gè)字節(jié)，PC自動(dòng)加1，指向下一條指令。另外，當(dāng)調(diào)用子程序、產(chǎn)生中斷或執(zhí)行轉(zhuǎn)移指令時(shí)，PC會(huì)產(chǎn)生新地址。

三、低功耗方式

低功耗方式有兩種：待機(jī)方式和掉電方式，由電源控制寄存器PCON控制實(shí)現(xiàn)的。PD：掉電方式控制位，PD=1，進(jìn)入掉電方式。IDL：待機(jī)方式位，IDL=1，進(jìn)入待機(jī)方式。PCON結(jié)構(gòu)

狀態(tài)描述： CPU停止工作，但是RAM、定時(shí)器、中斷系統(tǒng)和串行口的時(shí)鐘信號(hào)仍然保持；同時(shí)CPU的狀態(tài)被保存（堆棧指針、程序計(jì)數(shù)器PC、程序狀態(tài)字PSW、累加器A以及全部的通用寄存器內(nèi)容保持不變）；端口引腳保持進(jìn)入該方式時(shí)的邏輯狀態(tài)，ALE和PSEN信號(hào)保持為邏輯高電平；電壓保持不變，但單片機(jī)消耗的電流可由正常的24mA降為3mA。

1．待機(jī)方式

退出方式：產(chǎn)生中斷：待機(jī)方式下，中斷系統(tǒng)仍在運(yùn)行，任一中斷被相應(yīng)都可使IDL位清0，從而退出待機(jī)方式。硬件復(fù)位：待機(jī)方式下，震蕩器仍在工作，因此，復(fù)位信號(hào)保持2個(gè)以上的機(jī)器周期即可進(jìn)入復(fù)位狀態(tài)。

狀態(tài)描述：

當(dāng)指令使PCON的PD位置1后，則進(jìn)入掉電工作狀態(tài)。此時(shí)，單片機(jī)的一切工作都停止，只有片內(nèi)RAM和SFR的數(shù)據(jù)被保持下來；端口引腳輸出各自SFR的內(nèi)容，ALE和PSEN信號(hào)保持為邏輯高電平；電源電壓可以降到2V，單片機(jī)耗電僅50A。

2．掉電方式退出方式：

硬件復(fù)位，在準(zhǔn)備退出掉電方式之前，VCC必須恢復(fù)到正常的工作電壓值，復(fù)位信號(hào)需要保持一段時(shí)間（大于10ms），以便振蕩器重新啟動(dòng)并達(dá)到穩(wěn)態(tài)。四、編程和加密方式

加密是為了保護(hù)編程者的勞動(dòng)成果而設(shè)計(jì)的一種工作方法，單片機(jī)的編程與加密是由編程器或燒錄器來完成的。類似的產(chǎn)品有很多，功能也不盡相同，用戶只需根據(jù)其說明了解使用方法即可。

任務(wù)六典型應(yīng)用

——流水燈模擬系統(tǒng)設(shè)計(jì)

一、系統(tǒng)整體設(shè)計(jì) 二、硬件設(shè)計(jì) 三、軟件設(shè)計(jì)在項(xiàng)目一中我們?cè)O(shè)計(jì)的信號(hào)燈閃爍系統(tǒng)中只有1個(gè)LED，在此基礎(chǔ)之上，這里我們將LED的數(shù)量增加到8個(gè)，使8個(gè)燈從上到下循環(huán)閃爍，時(shí)間間隔為0.2秒，呈現(xiàn)出流水燈閃爍的效果。

一、系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)二、硬件設(shè)計(jì)流水燈系統(tǒng)硬件原理圖三、軟件設(shè)計(jì)主程序：START:CLR P1.0 ;P1.0輸出低電平,使D1點(diǎn)亮ACALL DELAY ;調(diào)用延時(shí)子程序SETB P1.0 ;P1.0輸出高電平,使D1熄滅CLR P1.1 ;P1.1輸出低電平,使D2點(diǎn)亮ACALL DELAY ;調(diào)用延時(shí)子程序SETB P1.1 ;P1.1輸出高電平,使D2熄滅CLR P1.2 ;P1.2輸出低電平,使D3點(diǎn)亮ACALL DELAY ;調(diào)用延時(shí)子程序SETB P1.2 ;P1.2輸出高電平,使D3熄滅CLR P1.3 ;P1.3輸出低電平,使D4點(diǎn)亮ACALL DELAY ;調(diào)用延時(shí)子程序SETB P1.3 ;P1.3輸出高電平,使D4熄滅CLR P1.4 ;P1.4輸出低電平,使D5點(diǎn)亮ACALL DELAY ;調(diào)用延時(shí)子程序SETB P1.4 ;P1.4輸出高電平,使D5熄滅CLR P1.5 ;P1.5輸出低電平,使D6點(diǎn)亮ACALL DELAY ;調(diào)用延時(shí)子程序SETB P1.5 ;P1.5輸出高電平,使D6熄滅CLR P1.6 ;P1.6輸出低電平,使D7點(diǎn)亮ACALL DELAY ;調(diào)用延時(shí)子程序SETB P1.6 ;P1.6輸出高電平,使D7熄滅CLR P1.7 ;P1.7輸出低電平,使D8點(diǎn)亮ACALL DELAY ;調(diào)用延時(shí)子程序SETB P1.7 ;P1.7輸出高電平,使D8熄滅ACALL DELAY ;調(diào)用延時(shí)子程序AJMP START ;返回到標(biāo)號(hào)START處再循環(huán)DELAY:MOV R5,#20 ;將20送R5寄存器LOOP1:MOV R6,#20 ;將20送R6寄存器LOOP2:MOV R7,#230 ;將230送R7寄存器DJNZ R7,$ ;循環(huán)執(zhí)行本指令，每次R7減1DJNZ R6,LOOP2 ;R6－1，如果R6不等于0，則轉(zhuǎn)至LOOP2DJNZ R5,LOOP1 ;R5－1，如果R5不等于0，則轉(zhuǎn)至LOOP1RETEND ;主程序結(jié)束子程序：項(xiàng)目總結(jié)在本項(xiàng)目中，我們首先學(xué)習(xí)了MCS-51系列單片機(jī)的硬件構(gòu)成，然后了解MCS-51系列單片機(jī)中存儲(chǔ)器配置和I/O端口的使用；任務(wù)四講述了時(shí)鐘電路與時(shí)序的知識(shí)，通過這部分知識(shí)可以更深入地理解單片機(jī)的工作原理；任務(wù)五介紹了MCS-51系列單片機(jī)的4種工作方式；最后，在理解項(xiàng)目一中信號(hào)燈閃爍系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)了一個(gè)稍復(fù)雜的系統(tǒng)——流水燈系統(tǒng)。單片機(jī)原理及應(yīng)用技術(shù)項(xiàng)目三MCS-51程序設(shè)計(jì)

——交通信號(hào)燈模擬系統(tǒng)設(shè)計(jì)

任務(wù)一MCS-51指令系統(tǒng)入門任務(wù)二指令系統(tǒng)任務(wù)三匯編語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)

任務(wù)四典型應(yīng)用

——交通信號(hào)燈模擬系統(tǒng)設(shè)計(jì)

項(xiàng)目總結(jié)

任務(wù)一MCS-51指令系統(tǒng)入門一、 指令系統(tǒng)概述

二、 指令格式

三、 指令中常用符號(hào)

四、 指令分類

五、尋址方式

一、指令系統(tǒng)概述一個(gè)單片機(jī)能夠執(zhí)行的全部指令的集合單片機(jī)能夠識(shí)別和執(zhí)行的命令由于單片機(jī)的硬件只能識(shí)別二進(jìn)制數(shù)，用二進(jìn)制、八進(jìn)制和十六進(jìn)制表示的指令稱為機(jī)器語(yǔ)言。匯編語(yǔ)言指令助記符執(zhí)行二、 指令格式操作碼[操作數(shù)1]，[操作數(shù)2]，[操作數(shù)3]本條指令所要執(zhí)行的操作本條指令的操作對(duì)象操作碼一般使用2～5個(gè)英文字母的助記符表示，如JC，MOV，SUBB等。在不同的指令中，操作數(shù)的數(shù)量從0～3個(gè)不同。它可以是一個(gè)數(shù)據(jù)，也可以是一個(gè)地址或寄存器符號(hào)。三、指令中常用符號(hào)

四、指令分類

MCS-51單片機(jī)共有111條指令，可分為以下5大類。數(shù)據(jù)傳送類指令（29條）。算數(shù)運(yùn)算類指令（24條）。邏輯運(yùn)算類指令與位移指令（24條）?？刂妻D(zhuǎn)移類指令（17條）。位操作指令（17條）。五、尋址方式

在MCS-51系列單片機(jī)中設(shè)有7種尋址方式，即立即尋址、直接尋址、寄存器尋址、寄存器間接尋址、變址尋址、相對(duì)尋址和位尋址。

尋找操作數(shù)地址的方式1．立即尋址

在指令中直接給出參加運(yùn)算的操作數(shù)立即數(shù)前面要加“#”標(biāo)志立即尋址指令示例：立即尋址方式示例：2．直接尋址

在指令中直接給出操作數(shù)地址直接尋址指令示例：直接尋址方式示例：3．寄存器尋址

以指令中寄存器的內(nèi)容作為操作數(shù)寄存器有工作寄存器R0～R7、累加器A、通用寄存器B、數(shù)據(jù)指針DPTR、進(jìn)位Cy等寄存器尋址指令示例：寄存器尋址方式示例：4．寄存器間接尋址

以指令中寄存器的內(nèi)容作為操作數(shù)地址

寄存器間接尋址指令示例：寄存器間接尋址方式示例：5．變址尋址

以某個(gè)寄存器的內(nèi)容為基本地址，在基本地址的基礎(chǔ)上加上地址偏移量后，才能得到真正的操作數(shù)地址變址尋址指令示例：變址尋址方式示例：6．相對(duì)尋址

以當(dāng)前PC內(nèi)容加上指令中給出的相對(duì)偏移量形成程序轉(zhuǎn)移的目的地址相對(duì)尋址指令示例：相對(duì)尋址方式示例：7．位尋址

對(duì)位尋址空間按位進(jìn)行尋址MCS-51系列芯片中有以下兩個(gè)位尋址區(qū)：片內(nèi)RAM的位尋址區(qū)：地址范圍是20～2FH，共128位，每一位都可以作為獨(dú)立操作數(shù)。具體分布情況參見書中表2-3。

11個(gè)特殊功能寄存器SFR：分布在RAM的80～FFH地址單元，它們的地址單元均能被8整除。具體分布情況參見書中表2-4。MCS-51系列芯片中有以下四種位地址表示方式：（1）直接用物理地址00H～FFH來表示，如MOVC，2BH。（2）采用地址單元加位數(shù)的表示方法，如MOVC，2BH.3。（3）對(duì)于SFR可以采用寄存器名加位數(shù)的表示方法， 如MOVC，P3.4。（4）采用偽指令定義方式，詳見任務(wù)三匯編語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)基 礎(chǔ)中的偽指令部分。任務(wù)二指令系統(tǒng)

一、數(shù)據(jù)傳送類指令

二、算術(shù)運(yùn)算類指令

三、邏輯運(yùn)算與移位指令

四、控制轉(zhuǎn)移類指令

五、位操作指令

MCS-51系列單片機(jī)數(shù)據(jù)傳送指令共有29條，用到的助記符有MOV、MOVX、MOVC、XCH、XCHD、SWAP、PUSH和POP共8種。根據(jù)這些指令作用的不同，將其分為內(nèi)部數(shù)據(jù)傳送指令、外部數(shù)據(jù)傳送指令、訪問程序存儲(chǔ)器指令、堆棧操作指令和數(shù)據(jù)交換指令5類。一、數(shù)據(jù)傳送類指令

數(shù)據(jù)傳送類指令中，執(zhí)行目的操作數(shù)為A或?qū)進(jìn)行單獨(dú)操作的指令后，會(huì)影響PSW中奇偶標(biāo)志位P。其他情況不影響標(biāo)志位。

1．內(nèi)部數(shù)據(jù)傳送類指令

（1）以累加器A為目的操作數(shù)的傳送指令（2）以寄存器Rn和DPTR為目的操作數(shù)的傳送指令（3）以直接地址direct為目的操作數(shù)的傳送指令（4）以寄存器間址＠Ri為目的操作數(shù)的傳送指令2．外部數(shù)據(jù)傳送指令

3．訪問程序存儲(chǔ)器指令

4．堆棧操作指令

5．?dāng)?shù)據(jù)交換指令

二、算術(shù)運(yùn)算類指令

在MCS-51系列單片機(jī)指令系統(tǒng)中，算術(shù)運(yùn)算類指令共有24條。用到的助記符有ADD、ADDC、SUBB、DA、INC、DEC、MUL和DIV共9種。算術(shù)運(yùn)算類指令可以進(jìn)行加、減、乘、除和十進(jìn)制調(diào)整等運(yùn)算。執(zhí)行這些指令會(huì)影響到PSW的相關(guān)標(biāo)志位，如進(jìn)位位Cy、輔助進(jìn)位位AC、溢出位OV和奇偶校驗(yàn)位P，參見項(xiàng)目二程序狀態(tài)字PSW。下面將24條指令按功能分為加法和減法指令、乘法和除法指令兩部分進(jìn)行講述。1．加法和減法指令

（1）不帶進(jìn)位的加法運(yùn)算指令（2）帶進(jìn)位的加法運(yùn)算指令（3）帶借位減法運(yùn)算指令（4）加1指令（5）減1指令（6）十進(jìn)制調(diào)整指令十進(jìn)制調(diào)整指令又稱為BCD碼調(diào)整指令，用于對(duì)累加器A中壓縮BCD碼的加法結(jié)果進(jìn)行修正。它是一條單字節(jié)單周期指令，助記符為DA，來自英文“DecimalAdjust”。指令格式：DAA2．乘法和除法指令

三、邏輯運(yùn)算與移位指令

在MCS-51系列單片機(jī)指令系統(tǒng)中，邏輯運(yùn)算類指令和移位指令共有24條。用到的助記符有ANL、ORL、XRL、CLR、CPL、RL、RLC、RR和RRC共9種。這兩大類指令可以進(jìn)行與、或、非和異或運(yùn)算，累加器A的清零、取反和移位操作等。（1）邏輯與指令1．邏輯運(yùn)算指令

（2）邏輯或指令（3）邏輯異或指令（4）累加器A清零和取反指令2．移位指令

四、控制轉(zhuǎn)移類指令

任何指令系統(tǒng)都有控制轉(zhuǎn)移類指令。在MCS-51系列單片機(jī)指令系統(tǒng)中，控制轉(zhuǎn)移類指令共有17條。用到的助記符有LJMP、AJMP、SJMP、JMP、JZ、JNZ、CJNE、DJNE、LCALL、ACALL、RET、RETI和NOP共13共種。控制轉(zhuǎn)移指令又稱為跳轉(zhuǎn)指令，通過改變程序計(jì)數(shù)器PC的指向來控制程序執(zhí)行的流向。下面將分為無條件轉(zhuǎn)移類指令、條件轉(zhuǎn)移類指令和子程序調(diào)用及返回指令三部分進(jìn)行講述。1．無條件轉(zhuǎn)移類指令

2．條件轉(zhuǎn)移類指令

（1）累加器判零條件轉(zhuǎn)移指令（2）比較條件轉(zhuǎn)移指令（3）減1條件指令3．子程序調(diào)用及返回指令

（1）子程序調(diào)用指令（2）子程序返回指令（3）空操作指令MCS-51指令系統(tǒng)中有1條空操作指令，空操作指令為單字節(jié)單周期指令，操作碼為00H。助記符NOP來自英文“NoOperation”。指令格式：NOP這條指令只執(zhí)行（PC）←（PC）+1操作。指令在時(shí)間上消耗12個(gè)時(shí)鐘周期，因此，常用于等待和延遲情況。五、位操作指令

位操作指令共有17條，使用的助記符有MOV、ANL、ORL、CPL、JC、JNC、JB、JNB、JBC、CLR、SETB共11種。本類指令的操作對(duì)象是位尋址區(qū)中的某一位。位尋址區(qū)位于片內(nèi)RAM的20～2FH地址單元和11個(gè)可位尋址的SFR，具體分布情況如表1-4和表1-5所示。下面將指令分為位傳送指令、位邏輯運(yùn)算指令、位控制轉(zhuǎn)移指令、置位和清零指令四部分進(jìn)行講述。1．位傳送指令

2．位邏輯運(yùn)算指令

3．位轉(zhuǎn)移控制指令

4．置位和清零指令

任務(wù)三匯編語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)

一、匯編語(yǔ)言格式

二、偽指令

三、匯編程序設(shè)計(jì)的一般步驟

四、匯編程序設(shè)計(jì)方法

一、匯編語(yǔ)言格式

一條匯編語(yǔ)言語(yǔ)句由標(biāo)號(hào)、操作碼、操作數(shù)和注釋四部分組成。格式如下：[標(biāo)號(hào):]操作碼[操作數(shù)][;注釋]注：格式中[]表示方括號(hào)中的內(nèi)容是可選項(xiàng)，若不需要，可以不包括此項(xiàng)。另外，方括號(hào)本身并不在程序中出現(xiàn)。1．標(biāo)號(hào)

含義：表示所在指令行的地址，是可選項(xiàng)。組成：由數(shù)字和字母組成（“_”也允許出現(xiàn)）；第一個(gè)字符只能是字母，不能是數(shù)字；標(biāo)號(hào)最后跟冒號(hào)，兩者之間不能有空格。舉例：LOOP1、LOOP_1、A6、SUM2．操作碼操作碼表示指令中的助記符，是不可缺少的必選項(xiàng)。一般情況下都采用大寫表示，便于閱讀。例如：MOV、ADD、JMP等。3．操作數(shù)

尋址方式不同，操作數(shù)的寫法也有所不同。（1）立即尋址方式

格式：#data

舉例：#00101000B#20D#0F8H操作數(shù)可以沒有，也可以有一個(gè)，兩個(gè)或者三個(gè)二進(jìn)制十進(jìn)制十六進(jìn)制（2）直接尋址方式格式：direct舉例：MOVA,20D

MOVA,DPHMOVA,LOOP1

JMP＄MOVA,LOOP1

+1

直接地址SFR的名稱程序中某處已經(jīng)定義過的標(biāo)號(hào)地址當(dāng)前程序計(jì)數(shù)器的值帶有加減符號(hào)的表達(dá)式4．注釋

注釋是對(duì)程序的解釋和說明，用來提高程序本身的可讀性。注釋前必須加分號(hào)“;”，如果注釋內(nèi)容一行寫不完，換行時(shí)也必須用分號(hào)開頭。對(duì)于注釋，計(jì)算機(jī)在匯編時(shí)不予處理，因此，注釋部分可以用中文書寫。但是，除注釋外的所有字符，都要是西文的。我們?cè)诰帉懗绦虻臅r(shí)候，要養(yǎng)成寫注釋的良好習(xí)慣，有助于程序的交流使用。二、偽指令

偽指令是指示和控制匯編過程的一些命令。例如：用來表示程序或數(shù)據(jù)的起始位置等。它是針對(duì)匯編程序的，并不是針對(duì)CPU，因此，在匯編過程不產(chǎn)生可執(zhí)行的目標(biāo)代碼。不同版本的匯編語(yǔ)言，偽指令的符號(hào)和含義可能有所不同，但是基本用法是相同的。這里我們介紹8種MCS-51系列單片機(jī)編程時(shí)常用的偽指令。1．起始偽指令

格式：[標(biāo)號(hào)：]ORG16位地址或符號(hào)指令功能：在程序進(jìn)行匯編時(shí)，將該語(yǔ)句后面的源程序所匯編成的目標(biāo)代碼存放在指定的16位地址或符號(hào)所表示的存儲(chǔ)單元中。舉例：ORG 4000HLOOP1:MOV A,#08H …來自英文“Origin”表示程序匯編時(shí)，LOOP1程序段匯編后的代碼從4000H地址單元開始存放2．結(jié)束偽指令

格式：[標(biāo)號(hào)：]END[程序起始地址]指令功能：當(dāng)匯編程序遇到該偽指令后，停止匯編。該偽指令的位置固定在源程序最末尾，END后可以跟第一條指令的符號(hào)地址。舉例：ORG 2000HSTART:MOV A,11H…END START來自英文“End”3．賦值偽指令

格式：字符名稱EQU表達(dá)式指令功能：在程序進(jìn)行匯編時(shí)，將EQU右邊的表達(dá)式內(nèi)容賦給左邊的字符名。賦值后，字符名稱可以作為地址或者數(shù)據(jù)在程序中使用。舉例：PORT1 EQU P1 來自英文“Equate”端口號(hào)P1被重新定義為PORT1必須先賦值后使用4．?dāng)?shù)據(jù)地址賦值偽指令

格式：字符名稱DATA表達(dá)式指令功能：將數(shù)據(jù)地址或代碼地址賦給字符名稱。DATA偽指令和EQU偽指令區(qū)別：1.DATA不能將一個(gè)匯編符號(hào)賦給字符名稱，如R0～R7。2.DATA偽指令可以先使用后定義。來自英文“Data”5．定義字節(jié)偽指令

格式：[標(biāo)號(hào)：]DB8位二進(jìn)制數(shù)表指令功能：在程序進(jìn)行匯編時(shí)，將8位二進(jìn)制數(shù)表存入以左邊標(biāo)號(hào)為起始地址的連續(xù)存儲(chǔ)單元中。來自英文“DefineByte”舉例：ORG 4000HDB 86,15H,"6","B"DB 1001B程序匯編后：（4000H）=86，（4001H）=15H

（4002H）=36H（“6”的ASCII碼）（4003H）=42H（“B”的ASCII碼）（4004H）=1001B6．定義字偽指令

格式：[標(biāo)號(hào)：]DW16位二進(jìn)制數(shù)表指令功能：在程序進(jìn)行匯編時(shí)，將16位二進(jìn)制數(shù)表存入以左邊標(biāo)號(hào)為起始地址的連續(xù)存儲(chǔ)單元中。來自英文“DefineWord”舉例：ORG 4000HDW 8615H,"6B",18H程序匯編后：（4000H）=86H,（4001H）=15H

（4002H）=36H（“6”的ASCII碼）

（4003H）=42H（“B”的ASCII碼）

（4004H）=00H,（4005H）=18H7．定義存儲(chǔ)空間偽指令

格式：[標(biāo)號(hào)：]DS表達(dá)式指令功能：在程序進(jìn)行匯編時(shí)，從標(biāo)號(hào)所指示的地址開始預(yù)留一定數(shù)量的內(nèi)存單元，存儲(chǔ)單元的數(shù)量由表達(dá)式?jīng)Q定。來自英文“DefineStorage”舉例：ORG 4000HDS 18H從4000H地址單元開始預(yù)留了24個(gè)字節(jié)的存儲(chǔ)空間8．定義位偽指令格式：字符名稱BIT位地址指令功能：將位地址賦給字符名稱。來自英文“Bit”舉例：PORT_1 BIT P0.1PORT_2 BIT P0.7將兩個(gè)位地址P0.1和P0.7分別賦值給PORT_1和PORT_2，在以后編程中可以直接使用PORT_1和PORT_2三、匯編程序設(shè)計(jì)的一般步驟

分析任務(wù)，確定思路和算法

畫出程序流程圖編寫源程序調(diào)試和測(cè)試程序流程圖常用符號(hào)三種基本流程圖這里介紹流程圖基礎(chǔ)知識(shí)：四、匯編程序設(shè)計(jì)方法

1．順序結(jié)構(gòu)程序設(shè)計(jì)

程序按照先后順序執(zhí)行

【實(shí)例】某16位數(shù)高8位存放在40H單元，低8位存放在41H單元。利用循環(huán)移位指令，實(shí)現(xiàn)此16位數(shù)（D0～D15）除2操作。

順序結(jié)構(gòu)程序流程圖源程序：ORG 2000HSTART:CLR C ;將Cy位清零MOV A,40H ;高8位送ARRC A ;高8位右移，D8位送CyMOV 40H,A ;送回原地址單元MOV A,41H ;低8位送ARRC A ;低8位右移，Cy位送D7MOV 41H,A ;送回原地址單END START ;程序結(jié)束2．分支結(jié)構(gòu)程序設(shè)計(jì)

通過判斷一些條件來決定程序的流向【實(shí)例】編程實(shí)現(xiàn)生活中的一個(gè)例子：假設(shè)早上上班，如果時(shí)間來不及的話，我們會(huì)選擇打的；時(shí)間還早，天氣也不錯(cuò)，我們會(huì)選擇騎車；時(shí)間雖然還早，但是天氣糟糕，我們選擇公交車。源程序：TIME EQU 40HWEA EQU 41HORG 2000HSTART:MOV A,TIME ;當(dāng)前時(shí)間送ACLR C ;Cy位清零SUBB A,#8 ;判斷時(shí)間JNC TAXI ;時(shí)間已晚選擇打的WEATHER:MOV A,WEA ;當(dāng)前天氣送AJNZ BUS ;若時(shí)間來的及但天氣不好，選擇公共汽車RIDE: ;騎車… JMP OTHERBUS: ;公共汽車… JMP OTHERTAXI: ;打的…OTHER:…END START ;程序結(jié)束

3．循環(huán)結(jié)構(gòu)程序設(shè)計(jì)

解決程序中需要重復(fù)執(zhí)行的操作【實(shí)例】編程實(shí)現(xiàn)：使用多重循環(huán)，實(shí)現(xiàn)延時(shí)0.2秒（這里以項(xiàng)目一典型應(yīng)用中的延時(shí)子程序?yàn)槔?。初始化部分循環(huán)體部分循環(huán)控制部分DELAY:MOV R5,#20 ;將20送R5寄存器LOOP1:MOV R6,#20 ;將20送R6寄存器LOOP2:MOV R7,#230 ;將230送R7寄存器DJNZ R7,$ ;循環(huán)執(zhí)行本指令，每次R7減1DJNZ R6,LOOP2 ;R6－1，若R6≠0，則轉(zhuǎn)至LOOP2DJNZ R5,LOOP1 ;R5－1，若R5≠0，則轉(zhuǎn)至LOOP1RET源程序：4．查表程序設(shè)計(jì)

常用于查表程序的指令有兩條：（1）MOVC A，＠A+DPTR（2）MOVC A，＠A+PC將事先計(jì)算或測(cè)得的數(shù)據(jù)，按照一定的順序編制成表格，存放在存儲(chǔ)器中。程序執(zhí)行時(shí)，直接從表中查到所需結(jié)果①基址值（即表格首地址）存入DPTR②變址值（所要查詢的表格項(xiàng)與表格首地址之間的間隔字節(jié)數(shù)）送入累加器A③執(zhí)行指令MOVC A，＠A+DPTR，查表結(jié)果將存入累加器A①基址值（即表格首地址）存入DPTR②變址值（所要查詢的表格項(xiàng)與表格首地址之間的間隔字節(jié)數(shù)）送入累加器A③執(zhí)行指令MOVC A，＠A+DPTR，查表結(jié)果將存入累加器A【實(shí)例】使用查表結(jié)構(gòu)程序?qū)崿F(xiàn)項(xiàng)目二任務(wù)六中的流水燈模擬系統(tǒng)的軟件部分。

源程序：;<-----主程序開始----->ORG 0000H ;上電復(fù)位，程序從0000H開始執(zhí)行START:MOV SP,#40H ;堆棧初始化為60HMOV DPTR,#LIU_TAB ;流水花樣數(shù)據(jù)表首地址送DPTRLOOP:CLR A ;將累加器A清0MOVCA,@A+DPTR ;查流水花樣數(shù)據(jù)表CJNE A,#0FFH,SHOW ;判斷流水花樣是否結(jié)束AJMP START ;若所有花樣已顯示,則跳轉(zhuǎn)至程序開始SHOW:MOV P1,A ;將數(shù)據(jù)送到P1口ACALL DELAY ;調(diào)用延時(shí)程序INC DPTR ;數(shù)據(jù)指針加1AJMP LOOP;<-----延時(shí)子程序----->DELAY:…RET;<-----流水花樣數(shù)據(jù)表----->LIU_TAB:DB 11111110B…DB 11111110BDB 0FFH ;流水花樣結(jié)束標(biāo)志0FFHEND ;程序結(jié)束5．子程序設(shè)計(jì)

（1）子程序的結(jié)構(gòu)與調(diào)用

將多次使用的基本操作編寫成相對(duì)獨(dú)立的程序段子程序開頭需要加一個(gè)能夠標(biāo)明其功能的標(biāo)號(hào)，以便于主程序調(diào)用子程序結(jié)束時(shí)需要使用一條返回指令RET，用于恢復(fù)主程序的斷點(diǎn)主程序中通過絕對(duì)調(diào)用指令A(yù)CALL或長(zhǎng)調(diào)用指令LCALL來調(diào)用子程序（2）子程序的現(xiàn)場(chǎng)保護(hù)與恢復(fù)如果主程序和子程序中都用到了一些通用單元，如累加器A、工作寄存器R0～R7、數(shù)據(jù)指針DPTR以及有關(guān)標(biāo)志和狀態(tài)等，調(diào)用子程序后，可能會(huì)影響這些共用單元的值或PSW的狀態(tài)。為了保證返回主程序后，相關(guān)共用單元的值不被改變，一般在調(diào)用子程序之前，需要將相關(guān)的值保存起來（即保護(hù)現(xiàn)場(chǎng)），子程序結(jié)束返回主程序時(shí)，再將其還原（即恢復(fù)現(xiàn)場(chǎng)）。

（3）子程序參數(shù)傳遞寄存器傳送：使用累加器A和工作寄存器R0～R7傳遞參數(shù)。數(shù)據(jù)指針傳送：事先需要建立一個(gè)參數(shù)表，然后利用指針Ri和DPTR進(jìn)行可變長(zhǎng)度的運(yùn)算，適合參數(shù)較多時(shí)使用。堆棧傳送：在調(diào)用子程序前，主程序利用入棧指令PUSH將入口參數(shù)壓入堆棧；進(jìn)入子程序之后，子程序利用出棧指令POP將參數(shù)彈出使用。任務(wù)四典型應(yīng)用

——交通信號(hào)燈模擬系統(tǒng)設(shè)計(jì)

一、系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)二、硬件設(shè)計(jì)三、軟件設(shè)計(jì)

一、系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)交通信號(hào)燈的模擬系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)功能如下表所示。二、硬件設(shè)計(jì)交通燈系統(tǒng)示意圖交通燈系統(tǒng)硬件原理圖三、軟件設(shè)計(jì)程序如下：START:MOV A,#0F6H ;南北紅燈亮，東西綠燈亮MOV P1,A ;將A中數(shù)據(jù)送P1口MOV R4,#120 ;延時(shí)25SLOOP_1:LCALL DELAYDJNZ R4,LOOP_1MOV R4,#10 ;南北紅燈亮，東西綠燈閃二進(jìn)制的11110110AA:MOV A,#0FEH ;南北紅燈亮，東西綠燈滅MOV P1,A ;將A中數(shù)據(jù)送P1口LCALL DELAYMOV A,#0F6H ;南北紅燈亮，東西綠燈亮MOV P1,A ;將A中數(shù)據(jù)送P1口LCALL DELAYDJNZ R4,AABB:MOV A,#0EEH ;南北紅燈亮，東西黃燈亮MOV P1,A ;將A中數(shù)據(jù)送P1口MOV R4,#10 ;延時(shí)2SLOOP_2:LCALLDELAYDJNZ R4,LOOP_2… ;東西紅燈亮?xí)r的情況與前一段類似，這里省略…LJMP STARTDELAY:…RETEND ;程序結(jié)束項(xiàng)目總結(jié)

在本項(xiàng)目中，我們首先學(xué)習(xí)了MCS-51系列單片機(jī)的指令系統(tǒng)，認(rèn)識(shí)了指令中的常用符號(hào)，學(xué)習(xí)了7種尋址方式和111條指令；任務(wù)三講述了匯編語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)的知識(shí)，包括匯編語(yǔ)言的格式以及偽指令，匯編程序設(shè)計(jì)的步驟和方法；最后的典型應(yīng)用部分設(shè)計(jì)了一個(gè)十字路口的交通燈模擬系統(tǒng)。

單片機(jī)原理及應(yīng)用技術(shù)項(xiàng)目四MCS-51中斷應(yīng)用

——報(bào)警器設(shè)計(jì)任務(wù)一中斷入門任務(wù)二中斷處理過程任務(wù)三典型應(yīng)用——報(bào)警器設(shè)計(jì)項(xiàng)目總結(jié)

任務(wù)一中斷入門一、中斷的基本原理

二、中斷的好處三、中斷源四、中斷控制寄存器一、中斷的基本原理中斷是指在正常執(zhí)行某一程序過程中，由于內(nèi)部或外部的突發(fā)事件，CPU暫停執(zhí)行此程序而轉(zhuǎn)去處理突發(fā)事件（即執(zhí)行突發(fā)事件的中斷服務(wù)程序），事件處理結(jié)束后返回主程序斷點(diǎn)處（被中斷的下一條指令）繼續(xù)執(zhí)行

二、中斷的好處

實(shí)現(xiàn)分時(shí)操作：?jiǎn)纹瑱C(jī)可以同時(shí)為多個(gè)對(duì)象服務(wù)，大大提高工作效率。實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)處理：及時(shí)發(fā)現(xiàn)和處理中斷請(qǐng)求并為之服務(wù)，以滿足實(shí)時(shí)控制的要求。進(jìn)行故障處理：發(fā)生難以預(yù)料的情況或故障時(shí)，由CPU快速作出相應(yīng)的處理，可以提高系統(tǒng)自身的可靠性。三、中斷源

5個(gè)中斷源，其中2個(gè)外部中斷源，3個(gè)內(nèi)部中斷源：

INT0：外部中斷，由引腳P3.2引入中斷請(qǐng)求。INT1：外部中斷，由引腳P3.3引入中斷請(qǐng)求。定時(shí)計(jì)數(shù)器T0：內(nèi)部中斷，定時(shí)計(jì)數(shù)器0溢出時(shí)發(fā)出中斷請(qǐng)求。定時(shí)計(jì)數(shù)器T1：內(nèi)部中斷，定時(shí)計(jì)數(shù)器1溢出時(shí)發(fā)出中斷請(qǐng)求。串行口中斷：內(nèi)部中斷，包括串行接收中斷RI和串行發(fā)送中斷TI。四、中斷控制寄存器

MCS-51中斷結(jié)構(gòu)1．TCON中的中斷標(biāo)志位

INT0的觸發(fā)方式控制位INT0的請(qǐng)求標(biāo)志位INT1的觸發(fā)方式控制位INT1的請(qǐng)求標(biāo)志位T0的啟動(dòng)停止標(biāo)志位T0的中斷溢出標(biāo)志位T1的啟動(dòng)停止標(biāo)志位T1的中斷溢出標(biāo)志位2．SCON中的中斷標(biāo)志位

串行口接收中斷標(biāo)志位串行口發(fā)送中斷標(biāo)志位3．中斷允許控制寄存器IE

INT0的中斷允許控制位T0的中斷允許控制位INT1的中斷允許控制位T1的中斷允許控制位串行口中斷允許控制位CPU中斷允許控制位4．中斷優(yōu)先級(jí)控制寄存器IP

IP的狀態(tài)由用戶來設(shè)定，某位為1，則相應(yīng)的中斷源處于高優(yōu)先級(jí)中斷；某位為0，則相應(yīng)的中斷源處于低優(yōu)先級(jí)中斷任務(wù)二中斷處理過程

一、中斷響應(yīng)二、中斷處理三、中斷返回

中斷處理過程

一、中斷響應(yīng)中斷響應(yīng)條件：（1）CPU開中斷，申請(qǐng)中斷請(qǐng)求的中斷源開中斷。

（2）沒有響應(yīng)同級(jí)別或更高級(jí)別的中斷。（3）當(dāng)前處在所執(zhí)行指令的最后一個(gè)周期。（4）如果正執(zhí)行的指令是返回指令（RETI）或訪問IP、IE寄存器的指令，那么CPU將至少再執(zhí)行一條指令才能響應(yīng)中斷。

CPU響應(yīng)中斷過程如下：①將IP中相應(yīng)的優(yōu)先級(jí)控制位置1，以阻斷后來的同級(jí)和低級(jí)的中斷請(qǐng)求。②撤銷該中斷源的中斷請(qǐng)求標(biāo)志，否則，中斷返回后將重復(fù)響應(yīng)該中斷。③保護(hù)斷點(diǎn)地址，程序轉(zhuǎn)向執(zhí)行中斷服務(wù)子程序。二、中斷處理

保護(hù)現(xiàn)場(chǎng)

執(zhí)行中斷服務(wù)程序

恢復(fù)現(xiàn)場(chǎng)

如A、PSW和DPTR等中斷入口地址:INT0:0003HT0:000BHINT1:0013HT1:001BH串口中斷：0023H將壓入堆棧的數(shù)據(jù)彈出

三、中斷返回

中斷返回由中斷返回指令RETI來實(shí)現(xiàn)。這條指令的功能是把斷點(diǎn)地址從堆棧中彈出，送回到程序計(jì)數(shù)器PC；通知中斷系統(tǒng)已完成中斷處理，并同時(shí)清除優(yōu)先級(jí)狀態(tài)。任務(wù)三典型應(yīng)用——報(bào)警器設(shè)計(jì)

一、硬件設(shè)計(jì)二、軟件設(shè)計(jì)在單片機(jī)的外部中斷端口連接按鈕開關(guān)，當(dāng)開關(guān)按下時(shí)，產(chǎn)生外部中斷，然后由其他輸出端口輸出1KHz和500Hz的音頻信號(hào)驅(qū)動(dòng)蜂鳴器作報(bào)警信號(hào)，要求1KHz信號(hào)響100ms，500Hz信號(hào)響200ms，交替3次。系統(tǒng)設(shè)計(jì)思想如下：一、硬件設(shè)計(jì)硬件設(shè)計(jì)原理圖二、軟件設(shè)計(jì)

程序如下：;<--------------------初始化-------------------->ORG 0040HAJMP MAINORG 0013HAJMP INT_1;<--------------------主程序-------------------->MAIN:MOV SP,#60H ;堆棧指針初始化SETB IT1 ;設(shè)置觸發(fā)方式SETB EA ;打開中斷總開關(guān)SETB EX1 ;外部中斷1允許控制位置1SJMP $ ;等待外部中斷

;<---------------外部中斷服務(wù)子程序--------------->INT_1:CLR P3.5MOV R0,#3 ;循環(huán)發(fā)聲3次ALARM:MOV R2,#200DV1: ;輸出500Hz音頻信號(hào)CPL P3.5

LCALL DELY500usLCALL DELY500usDJNZ R2,DV1MOV R2,#200DV2: ;輸出1KHz的音頻信號(hào)CPL P3.5LCALL DELY500usDJNZ R2,DV2DJNZ R0,ALARMRETI ;中斷返回;<--------------------延時(shí)子程序------------------->DELY500us:MOV R7,#250LOOP1:NOPDJNZ R7,LOOP1RETEND

;程序結(jié)束項(xiàng)目總結(jié)在本項(xiàng)目中我們學(xué)習(xí)的是MCS-51系列單片機(jī)的中斷系統(tǒng)，首先了解了中斷機(jī)制的原理；隨后，任務(wù)一中介紹了MCS-51系列單片機(jī)的中斷源和中斷控制寄存器；接下來講述了中斷處理的整個(gè)過程；最后，報(bào)警器系統(tǒng)綜合前面所學(xué)知識(shí)，親自動(dòng)手設(shè)計(jì)能夠進(jìn)一步加深對(duì)中斷機(jī)制的理解。單片機(jī)原理及應(yīng)用技術(shù)項(xiàng)目五MCS-51定時(shí)/計(jì)數(shù)器應(yīng)用

——電子秒表設(shè)計(jì)任務(wù)一定時(shí)/計(jì)數(shù)器的結(jié)構(gòu)任務(wù)二定時(shí)/計(jì)數(shù)器的工作原理任務(wù)三定時(shí)/計(jì)數(shù)器的控制寄存器任務(wù)四定時(shí)/計(jì)數(shù)器的工作方式任務(wù)五定時(shí)/計(jì)數(shù)器的初始化任務(wù)六定時(shí)/計(jì)數(shù)器擴(kuò)展外部中斷任務(wù)七典型應(yīng)用——電子秒表設(shè)計(jì)項(xiàng)目總結(jié)

任務(wù)一定時(shí)計(jì)數(shù)器的結(jié)構(gòu)控制T0、T1的啟動(dòng)、停止以及溢出標(biāo)志位的設(shè)置

確定定時(shí)/計(jì)數(shù)器的工作方式和功能任務(wù)二定時(shí)/計(jì)數(shù)器的工作原理工作在定時(shí)器模式時(shí)，是對(duì)內(nèi)部機(jī)器周期脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù)，定時(shí)時(shí)間為機(jī)器周期脈沖的時(shí)間乘以機(jī)器周期數(shù)。工作在計(jì)數(shù)器模式時(shí)，是對(duì)引腳T0（P3.4）或T1（P3.5）上輸入的外部脈沖計(jì)數(shù)，當(dāng)檢測(cè)到引腳上的信號(hào)由高電平跳變到低電平時(shí)，計(jì)數(shù)器加1。任務(wù)三定時(shí)/計(jì)數(shù)器的控制寄存器

一、模式控制寄存器TMOD二、控制寄存器TCON

一、模式控制寄存器TMOD

T1T0二、控制寄存器TCON任務(wù)四定時(shí)/計(jì)數(shù)器的工作方式

一、方式0二、方式1三、方式2四、方式3一、方式0

最大計(jì)數(shù)值為213=8192，若振蕩器的時(shí)鐘頻率fOSC=12MHz時(shí)，機(jī)器周期為1μs，方式0最大的定時(shí)時(shí)間為8192μs。

13位計(jì)數(shù)器二、方式116位定時(shí)/計(jì)數(shù)器最大計(jì)數(shù)值為216=65536

三、方式28位自動(dòng)重裝定時(shí)/計(jì)數(shù)器四、方式3

T0采用方式3工作T0被拆成兩個(gè)獨(dú)立的定時(shí)/計(jì)數(shù)器T0工作在方式3時(shí)，T1的三種工作方式

任務(wù)五定時(shí)/計(jì)數(shù)器的初始化

一、初始化的步驟二、預(yù)置初值的計(jì)算三、初始化應(yīng)用舉例

一、初始化的步驟將控制字寫入TMOD寄存器

計(jì)數(shù)初值寫入相應(yīng)的計(jì)數(shù)器

設(shè)置中斷允許控制寄存器IE中的相關(guān)位

啟動(dòng)控制模式啟動(dòng)定時(shí)/計(jì)數(shù)器工作

二、預(yù)置初值的計(jì)算

（1）計(jì)數(shù)方式下

X＝2n－N

（2）定時(shí)方式下

X＝2n－T/Tc

n為所選的計(jì)數(shù)器位數(shù)，N為要求的計(jì)數(shù)值

n為所選的計(jì)數(shù)器位數(shù)，T為要求的定時(shí)時(shí)間，Tc為單片機(jī)的機(jī)器周期

三、初始化應(yīng)用舉例

【實(shí)例】設(shè)單片機(jī)的晶振頻率6MHz，利用定時(shí)/計(jì)數(shù)器T0，在引腳P0.0上輸出周期為4ms的方波。

程序如下（查詢方式）：ORG 0000HLJMP STARTSTART: ;初始化程序MOV TMOD,#01H ;設(shè)置T0工作在方式1MOV TH0,#0ECH ;將計(jì)數(shù)初值存入T0MOV TL0,#18HSETB P0.0 ;將引腳P0.0設(shè)置為高電平