第一次实验示例程序必读.ppt

《第一次实验示例程序必读.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《第一次实验示例程序必读.ppt（29页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、（1 1 1 1）P0P0P0P0和和和和P2P2P2P2口口口口P0P0口锁存器和缓冲器结构口锁存器和缓冲器结构口锁存器和缓冲器结构口锁存器和缓冲器结构P0口除了作普通的口除了作普通的I/O口，直接和外部设备口，直接和外部设备打交道外打交道外;还用作片外还用作片外总线的地址总线总线的地址总线AB0-AB7的低八位、数据的低八位、数据总线。总线。P2P2口锁存器和缓冲器结构口锁存器和缓冲器结构口锁存器和缓冲器结构口锁存器和缓冲器结构P2口除了作普通的口除了作普通的I/O口，直接和外部设备口，直接和外部设备打交道外打交道外;还用作片外还用作片外总线的地址总线的高总线的地址总线的高八位地址线八位地

2、址线AB8-AB15注意：注意：P0口在作输出入口使用时，由于它无内部上拉电阻，为了在口线上输出高电口在作输出入口使用时，由于它无内部上拉电阻，为了在口线上输出高电平并具有一定的驱动能力，必须外接上拉电阻。作输入口使用时，为了防止口锁存器平并具有一定的驱动能力，必须外接上拉电阻。作输入口使用时，为了防止口锁存器对输入口线的输入信号造成影响，必须先往口锁存器写对输入口线的输入信号造成影响，必须先往口锁存器写1。同理，。同理，P2口作输入时，也口作输入时，也必须先往口锁存器写必须先往口锁存器写1。（2 2 2 2）P1P1P1P1口口口口P1P1口锁存器和缓冲器结构口锁存器和缓冲器结构口锁存器和缓

3、冲器结构口锁存器和缓冲器结构P1口只用作普通输入口只用作普通输入输出口输出口注意：注意：和和P0、P2口一样，为防止口锁存器对输入口线造成影响，口一样，为防止口锁存器对输入口线造成影响，P1口作输入时，也口作输入时，也必须先往口锁存器写必须先往口锁存器写1。（3 3 3 3）P3P3P3P3口口口口P3P3口锁存器和缓冲器结构口锁存器和缓冲器结构口锁存器和缓冲器结构口锁存器和缓冲器结构P3口除了作普通的口除了作普通的I/O口（功能和口（功能和P1口口一样）直接和外部设一样）直接和外部设备打交道外备打交道外;还具有还具有第二功能。第二功能。P3.0串行输入口串行输入口(RXD)P3.1串行输出口

4、串行输出口(TXD)P3.2外中断外中断0(INT0)P3.3外中断外中断1(INT1)P3.5定时定时/计数器计数器1的外部输入口的外部输入口(T1)P3.6外部数据存储器写选通外部数据存储器写选通(WR)P3.4定时定时/计数器计数器0的外部输入口的外部输入口(T0)P3.7外部数据存储器读选通外部数据存储器读选通(RD)2.2.2.2.单片机的软件及数据如何存放？单片机的软件及数据如何存放？单片机的软件及数据如何存放？单片机的软件及数据如何存放？从前面的任务中，我们还看到要控制灯闪烁，必须编制程序，还必须将控制从前面的任务中，我们还看到要控制灯闪烁，必须编制程序，还必须将控制灯的相关数据

5、预先存储，那么，在单片机中的程序和数据是怎样保存的？原来，灯的相关数据预先存储，那么，在单片机中的程序和数据是怎样保存的？原来，在单片机内部有程序存储器和数据存储器，如果内部程序存储器和数据存储器的在单片机内部有程序存储器和数据存储器，如果内部程序存储器和数据存储器的容量不够的话，还可以在单片机外部为它扩展，最大我们可以将程序存储器空间容量不够的话，还可以在单片机外部为它扩展，最大我们可以将程序存储器空间总容量扩大到总容量扩大到64K，将数据存储器在片外再单独扩展，将数据存储器在片外再单独扩展64K，这样，以，这样，以89S51为例，为例，数据存储器的总容量可达数据存储器的总容量可达64K（片

6、外）（片外）128字节（片内）。字节（片内）。MCS-51单片机的存储器组织结构，采用典型的哈佛结构，即程序存储器和数单片机的存储器组织结构，采用典型的哈佛结构，即程序存储器和数据存储器完全独立，拥有各自的寻址系统，包括片内数据存储器与片外数据存储器据存储器完全独立，拥有各自的寻址系统，包括片内数据存储器与片外数据存储器都拥有自己独立的寻址系统。都拥有自己独立的寻址系统。程序存储器程序存储器）（外部外部K64RAM数据存储器数据存储器MCS-51MCS-51单片机存储器组织结构单片机存储器组织结构单片机存储器组织结构单片机存储器组织结构（1 1 1 1）程序存储器程序存储器程序存储器程序存储器

7、用途：用途：存放程序及程序运行时所需的常数。存放程序及程序运行时所需的常数。寻址范围：寻址范围：00000000H FFFFH H FFFFH 容量容量6464KBKB，即地址长度：即地址长度：1616位位 ，寻址内部寻址内部ROM；说明说明：当当PC值超过片内值超过片内ROM容量时会自动转向容量时会自动转向外部存储器外部存储器空间。空间。，寻址外部寻址外部ROM。说明说明：8031单片机单片机必须接低电平。必须接低电平。程序存储器中程序存储器中6 6个具有特殊含义的单元个具有特殊含义的单元 0000H系统复位，系统复位，PC指向此处；指向此处；0003H外部中断外部中断0入口入口000BHT

8、0溢出中断入口溢出中断入口 0013H外中断外中断1入口入口001BHT1溢出中断入口溢出中断入口0023H串口中断入口串口中断入口（2 2 2 2）数据存储器数据存储器数据存储器数据存储器用途：用途：存放程序执行的中间结果和过程数据的存放程序执行的中间结果和过程数据的。物理上分为两大区域：物理上分为两大区域：00H7FH即即128B用户用户RAM区。区。80HFFH即特殊功能寄存器区。即特殊功能寄存器区。R0、R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7即可位寻址，又可字节寻址即可位寻址，又可字节寻址数据缓冲区、堆栈区、工作数据缓冲区、堆栈区、工作单元单元位寻址区位寻址区位寻址区位寻址区位寻址区

9、（位寻址区（20H2FH）16个字节。个字节。16*8=128位，每一位都有一个位地址，范围为：位，每一位都有一个位地址，范围为：00H7FH，位地址区也可作为一位地址区也可作为一般的用户般的用户RAM使用。使用。（3 3 3 3）特殊功能寄存器特殊功能寄存器特殊功能寄存器特殊功能寄存器 寄存器寄存器 位地址位地址/位定义位定义 地址地址 F7F7 F6F6 F5F5 F4F4 F3F3 F2F2 F1F1 F0F0 B B F0HF0H E7E7 E6E6 E5E5 E4E4 E3E3 E2E2 E1E1 E0E0 ACCACC E0E0 D7D7 D6D6 D5D5 D4D4 D3D3 D

10、2D2 D1D1 D0D0 PSWPSW CYCY ACAC F0F0 RS1RS1 RS0RS0 OVOV /P P D0HD0H BFBF BEBE BDBD BCBC BBBB BABA B9B9 B8B8 IPIP B8HB8H B7B7 B6B6 B5B5 B4B4 B3B3 B2B2 B1B1 B0B0 P3P3 P3.7P3.7 P3.6P3.6 P3.5P3.5 P3.P3.4 4 P3.3P3.3 P3.2P3.2 P3.1P3.1 P3.0P3.0 B0HB0H IEIE A8HA8H A7A7 A6A6 A5A5 A4A4 A3A3 A2A2 A1A1 A0A0 P2P2

11、 P2.7P2.7 P2.6P2.6 P2.5P2.5 P2.4P2.4 P2.3P2.3 P2.2P2.2 P2.1P2.1 P2.0P2.0 A0HA0H SBUFSBUF 9999H H 1 1 1 1）程序计数器程序计数器程序计数器程序计数器PC(programCounter)PC(programCounter)程序计数器在物理上是独立的，它不属于特殊内部数据存储器块中。程序计数器在物理上是独立的，它不属于特殊内部数据存储器块中。PC是一个是一个16位的计数器，由两个八位寄存器位的计数器，由两个八位寄存器PCH和和PCL组成，用于存放一组成，用于存放一条要执行的指令地址，寻址范围为条要

12、执行的指令地址，寻址范围为64kB，PC有自动加有自动加1功能，即完成了一条指令功能，即完成了一条指令的执行后，其内容自动加的执行后，其内容自动加1。PC本身并没有地址，因而不可寻址，用户无法对它进行读写，但是可以通本身并没有地址，因而不可寻址，用户无法对它进行读写，但是可以通过转移、调用、返回等指令改变其内容，以控制程序的执行顺序。过转移、调用、返回等指令改变其内容，以控制程序的执行顺序。2 2 2 2）累加器累加器累加器累加器ACC(Accumulator)ACC(Accumulator)累加器累加器A是一个最常用的专用寄存器，大部分单操作指令的一个操是一个最常用的专用寄存器，大部分单操作

13、指令的一个操作数取自累加器，很多双操作数指令中的一个操作数也取自累加器。作数取自累加器，很多双操作数指令中的一个操作数也取自累加器。加、减、乘、除法运算的指令，运算结果都存放于累加器加、减、乘、除法运算的指令，运算结果都存放于累加器A或寄存器或寄存器B中。中。大部分的数据操作都会通过累加器大部分的数据操作都会通过累加器A进行，它形象于一个数据运输中进行，它形象于一个数据运输中转站，在数据传送过程中，任何两个不能直接实现数据的传送单元之间，转站，在数据传送过程中，任何两个不能直接实现数据的传送单元之间，通过累加器通过累加器A中转，都能送达目的。中转，都能送达目的。3 3 3 3）寄存器寄存器寄存

14、器寄存器B B在乘除法指令中，乘法指令中的两个操作数分别取自累加器在乘除法指令中，乘法指令中的两个操作数分别取自累加器A和寄存器和寄存器B，其结果存放于，其结果存放于AB寄存器对中。除法指令中，被除数取自累加器寄存器对中。除法指令中，被除数取自累加器A，除数取自，除数取自寄存器寄存器B，结果商存放于累加器，结果商存放于累加器A，余数存放于寄存器，余数存放于寄存器B中。中。4 4 4 4）程序状态字程序状态字程序状态字程序状态字(ProgramStatusWord)(ProgramStatusWord)位序位序PSW.7PSW.6PSW.5PSW.4PSW.3PSW.2PSW.1PSW.0位标志

15、位标志CYACF0RS1RS0OV-PCY进位进位/借位标志；位累加器。借位标志；位累加器。AC辅助进辅助进/借位标志；用于十进制调整。借位标志；用于十进制调整。F0用户定义标志位；软件置位用户定义标志位；软件置位/清零。清零。OV溢出标志；溢出标志；硬件置位硬件置位/清零。清零。P奇偶标志；奇偶标志；A中中1的个数为奇数的个数为奇数P=1；否则否则P=0。5 5 5 5）数据指针数据指针数据指针数据指针(DPTR)(DPTR)数据指针为数据指针为16位寄存器，编程时，既可以按位寄存器，编程时，既可以按16位寄存器来使用，也可以位寄存器来使用，也可以按两个按两个8位寄存器来使用，即高位字节寄存

16、器位寄存器来使用，即高位字节寄存器DPH和低位字节和低位字节DPL。DPTR主要是用来保存主要是用来保存16位地址，当对位地址，当对64kB外部数据存储器寻址时，可作外部数据存储器寻址时，可作为间址寄存器使用，此时，使用如下两条指令：为间址寄存器使用，此时，使用如下两条指令：MOVXA,DPTRMOVXDPTR,A在访问程序存储器时，在访问程序存储器时，DPTR可用来作基址寄存器，采用基址可用来作基址寄存器，采用基址+变址寻址变址寻址方式访问程序存储器，这条指令常用于读取程序存储器内的表格数据。方式访问程序存储器，这条指令常用于读取程序存储器内的表格数据。MOVCA,A+DPTR6 6 6 6

17、）堆栈指针堆栈指针堆栈指针堆栈指针SP(StackPointer)SP(StackPointer)指明栈顶元素的指明栈顶元素的地址，地址，8位，可软位，可软件设置初值，复件设置初值，复位时位时SP=07H。7 7 7 7）I/OI/O口专用寄存器口专用寄存器口专用寄存器口专用寄存器(P0(P0、P1P1、P2P2、P3)P3)I/O口寄存器口寄存器P0、P1、P2和和P3分别是分别是MCS-51单片机的四组单片机的四组I/O口锁存器。口锁存器。8 8 8 8）定时定时定时定时/计数器计数器计数器计数器(TL0(TL0、TH0TH0、TL1TL1和和和和TH1)TH1)MCS-51单片机中有两个

18、单片机中有两个16位的定时位的定时/计数器计数器T0和和T1，它们由四个，它们由四个8位寄存位寄存器组成的，两个器组成的，两个16位定时位定时/计数器却是完全独立的。我们可以单独对这四个寄存计数器却是完全独立的。我们可以单独对这四个寄存器进行寻址，但不能把器进行寻址，但不能把T0和和T1当作当作16位寄存来使用。位寄存来使用。9 9 9 9）定时定时定时定时/计数器方式选择寄存器计数器方式选择寄存器计数器方式选择寄存器计数器方式选择寄存器(TMOD)(TMOD)TMOD寄存器是一个专用寄存器，用于控制两个定时计数器的工作方式，寄存器是一个专用寄存器，用于控制两个定时计数器的工作方式，TMOD可

19、以用字节传送指令设置其内容，但不能位寻址可以用字节传送指令设置其内容，但不能位寻址。3.3.3.3.单片机如何运行程序？单片机如何运行程序？单片机如何运行程序？单片机如何运行程序？知道了单片机通过知道了单片机通过I/O口与外设打交道，也知道了单片机的程序与数据如何口与外设打交道，也知道了单片机的程序与数据如何保存，到底单片机是如何运行程序的？原来单片机和其他微机一样，也拥有一保存，到底单片机是如何运行程序的？原来单片机和其他微机一样，也拥有一个中央处理器（个中央处理器（CPU）。）。它通过单片机的内部总线，将单片机内部的各个部分：程序存储器它通过单片机的内部总线，将单片机内部的各个部分：程序存

20、储器(ROM)、数据存储器数据存储器(RAM)、定时、定时/计数器、并行接口、串行接口和中断系统等联系在一起计数器、并行接口、串行接口和中断系统等联系在一起。内部总线有三种内部总线有三种数据总线：专门用来传送数据信息数据总线：专门用来传送数据信息。地址总线：专门用来传送地址信息，选中各操作单元。地址总线：专门用来传送地址信息，选中各操作单元。控制总线：专门用来传送控制总线：专门用来传送CPU各种控制命令，以便各种控制命令，以便CPU统一指挥协调工作。统一指挥协调工作。完成程序所要执行的各种功能。完成程序所要执行的各种功能。CPU执行程序一般包括两个主要过程执行程序一般包括两个主要过程第一，就是

21、从程序存储器中取出指令，指令的地址由第一，就是从程序存储器中取出指令，指令的地址由PC指针提供。指针提供。第二，就是执指过程，取出的指令代码首先被送到第二，就是执指过程，取出的指令代码首先被送到CPU中控制器中的指令寄中控制器中的指令寄存器，再通过指令译码器译码变成各种电信号，从而实现指令的各种功能。存器，再通过指令译码器译码变成各种电信号，从而实现指令的各种功能。执行执行 取指令取指令分析分析4.4.4.4.怎样保证怎样保证怎样保证怎样保证CPUCPU工作工作工作工作？现在我们知道了单片机怎样取指、执指，即怎样运行程序了。那么怎样才能现在我们知道了单片机怎样取指、执指，即怎样运行程序了。那么

22、怎样才能保证保证CPU有序的工作？这就必须提到单片机的两个非常重要的外围电路：单片机有序的工作？这就必须提到单片机的两个非常重要的外围电路：单片机的时钟电路和复位电路。的时钟电路和复位电路。Pin19:时钟时钟XTAL1脚，片脚，片内振荡电路的输内振荡电路的输入端。入端。Pin18:时钟时钟XTAL2脚，片脚，片内振荡电路的输内振荡电路的输出端。出端。时钟电路如下时钟电路如下时钟电路如下时钟电路如下【振荡周期振荡周期】：单片机外接石英晶体振荡器的周期。如外接石英晶体的频率若：单片机外接石英晶体振荡器的周期。如外接石英晶体的频率若为为12MHz，这其振荡周期就是，这其振荡周期就是1/12微秒。微

23、秒。【状态周期状态周期】：单片机完成一个最基本的动作所需的时间周期。如扫描一次定：单片机完成一个最基本的动作所需的时间周期。如扫描一次定时器时器T0引脚状态所需要的时间。一个状态周期引脚状态所需要的时间。一个状态周期2个振荡周期。个振荡周期。【机器周期机器周期】：单片机完成一次完整的具有一定功能的动作所需的时间周期。：单片机完成一次完整的具有一定功能的动作所需的时间周期。如一次完整的读操作或写操作对应的时间。一个机器周期如一次完整的读操作或写操作对应的时间。一个机器周期6个状态周期。个状态周期。【指令周期指令周期】：执行完某条指令所需要的时间周期，一般需要执行完某条指令所需要的时间周期，一般需

24、要14个机器周期，个机器周期，如如MULAB指令是四机器周期指令。一个指令周期指令是四机器周期指令。一个指令周期14个机器周期。个机器周期。一个机器周期一个机器周期P1 P2P1 P2单字节单周期指令例：INC A单周期单字节指令时序单周期单字节指令时序复位电路如下复位电路如下复位电路如下复位电路如下单片机工作时，除了需要时钟支持外，还必须有一个初始状态，即单片机单片机工作时，除了需要时钟支持外，还必须有一个初始状态，即单片机的复位状态。复位不改变的复位状态。复位不改变RAM（包括工作寄存器（包括工作寄存器R0-R7）的状态，）的状态，89S51的初的初始态如下表：始态如下表：Pin9:RES

25、ET复位信号脚，复位信号脚，当当89S51通电，时钟电路通电，时钟电路开始工作，在开始工作，在RESET引脚引脚上出现上出现24个时钟周期以上个时钟周期以上的高电平，系统即初始复的高电平，系统即初始复位。位。特殊功能寄存器特殊功能寄存器初始态初始态特殊功能寄存器特殊功能寄存器初始态初始态ACC00HB00HPSW00HSP07HDPH00HTH000HDPL00HTL000HIPxxx00000BTH100HIE0 xx00000BTL100HTMOD00HTCON00HSCONxxxxxxxxBSBUF00HP0-P31111111BPCON0 xxxxxxxB5.5.5.5.按键为何能打断

26、原来的工作？按键为何能打断原来的工作？按键为何能打断原来的工作？按键为何能打断原来的工作？在前面的任务中，我们还看到一个现象，只要按一下在前面的任务中，我们还看到一个现象，只要按一下S1键，发光管的闪动键，发光管的闪动就停止就停止5秒，这就相当于打断了原来既定的工作，等到秒，这就相当于打断了原来既定的工作，等到5秒延时一到，又恢复原秒延时一到，又恢复原来的工作。这就象我们平时通常所说的来的工作。这就象我们平时通常所说的“中断中断”。单片机中也有中断系统，它。单片机中也有中断系统，它有有5个中断源，它们能打断单片机原来的工作，直到中断结束才能继续原来的个中断源，它们能打断单片机原来的工作，直到中

27、断结束才能继续原来的工作。工作。6.6.6.6.发光二极管为何按一定频率闪烁？发光二极管为何按一定频率闪烁？发光二极管为何按一定频率闪烁？发光二极管为何按一定频率闪烁？在前面的任务中，灯有规律的闪动和按键停在前面的任务中，灯有规律的闪动和按键停5秒，都离不开时间。那么，秒，都离不开时间。那么，这个时间我们在前面的程序中是怎样得到的？原来，在这个时间我们在前面的程序中是怎样得到的？原来，在89S51单片机中有两单片机中有两个定时器个定时器T0、T1，我们在前面也已经提到了，它在单片机中能够实现定时或，我们在前面也已经提到了，它在单片机中能够实现定时或计数功能。计数功能。7.7.7.7.单片机的其

28、他资源单片机的其他资源单片机的其他资源单片机的其他资源通过本次任务的分析，我们基本上知道通过本次任务的分析，我们基本上知道MCS-51单片机的结构，它由单片机的结构，它由CPU、程序存储器、数据存储器、并行输入输出口、定时计数器、中断系统等构成，当程序存储器、数据存储器、并行输入输出口、定时计数器、中断系统等构成，当然除了本次任务用到的以上资源外，然除了本次任务用到的以上资源外，51单片机还有一个串行通讯口。单片机还有一个串行通讯口。单片机的引脚除了我们前面介绍的单片机的引脚除了我们前面介绍的4个并个并I/O口，两根时钟引脚（口，两根时钟引脚（18、19脚），脚），一根复位引脚（一根复位引脚（9脚），两根电源脚（脚），两根电源脚（40、20脚）外，还有以下一些引脚。脚）外，还有以下一些引脚。外部程序存储器读外部程序存储器读选通信号选通信号地址锁存信号输出地址锁存信号输出端端1/6fosc