单片机入门(速成版).ppt

,单击此处编辑母版标题样式,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,1.1,单片机的概念、特点、应用与开发流程,集成在一块芯片上的微型计算机系统，,简称单片机。,单片机内部集成了中央处理器、程序存储器、数据存储器、并行和串行输入,/,输出接口、定时器,/,计数器、中断控制系统等硬件资源，有自己的,指令集,。,8031,内核的硬件资源,1,个,CPU,；,2,个定时器；,4,个并行口；,8,位字长；,16,位宽度程序空间总线；,16,位宽度外部数据空间总线；,32,根口线；,64K,程序空间、,64K,外部数据空间；,128,字节,RAM,空间,128,字节特殊功能寄存器空间,1.2.2,MCS51,的总体结构,单片机内部集成了中央处理器,(CPU),、程序存储器、数据存储器、并行输入输出口、定时器与计数器、中断系统和串行口等功能部件，其内部结构框图如下。,1.2.3,特殊功能寄存器,SFR,在内部数据空间的固定地址，为不同的功能部件预留寄存器，规定其操作方法，合称,特殊功能寄存器,SFR,（,Special Function Registers,）。,SFR,是用户程序与上述功能部件的接口,。,地址范围：,80H,FFH,用途：设置功能部件的初始状态和工作方式，查询其状态，启动和停止其运行。,特点：,1.,地址固定、与不同部件对应、操作方式各异。,2.,复位值 复位后，,SFR,都有固定的初值（称为复位值），所有功能部件处在固定的工作状态（称为复位状态）。,返回首页,1.3,中央处理器,单片机的中央处理器,(CPU),，具有,算术运算和逻辑运算,能力。,CPU,主要由,运算部件和控制部件,组成，还包括若干个,SFR,。,累加器,ACC(Accumulator),累加器可用来保存参加运算的数据以及运算的结果，也可用来存放地址。所有的输入输出操作都要用到累加器。,1.3.2.1,复位电路,必须经过复位之后，单片机才能进入正常工作状态。复位之后，所有,SFR,取初始值，功能部件处于复位状态。,在,RST,引脚上施加高电平使单片机复位。主电源正常时若,RST,引脚上出现,24,个晶振周期以上的高电平，则,CPU,将复位，直到该引脚变为低电平时开始运行程序。,1.3.2.2,晶振与时钟产生电路,见,P5,图,1-4,，利用单片机,XTAL1(19),、,XTAL2(18),引脚连接工作时钟。,外接晶振的频率决定了单片机的工作节拍，其,频率上限为,12MHz,。晶振频率的典型值为,6Mhz,、,12Mhz,和,11.0592Mhz,。,机器周期,6,个时钟周期,=12/f,一条指令的指令周期就是执行该指令所需的时间，,不同指令的指令周期不同，可为,14,个机器周期。,1.3.2.3,指令部件,指令部件包括程序计数器,PC,、指令寄存器、指令译码器和数据指针,DPTR,：,程序计数器,PC,：,16,位（,64KB,程序空间）的存储器，总是保存将要执行的一条指令的地址，具有自动加,1,的功能。,指令寄存器：存放当前正在执行的指令；,指令译码器：分析指令的操作码，产生相应的控制信号；,数据指针,DPTR,：,16,位（,64KB,外部数据空间）的存储器，用来保存寻址片外数据空间的地址。,A,、指令系统与汇编,CPU,可以执行多种操作，例如算术运算、逻辑运算、数据传送、控制转移、输入输出等等，这些操作用,数字代码,(,称为机器码,),来表示。,单片机能执行的所有各种机器代码的总和，称为,指令系统,，是衡量单片机性能的重要指标。,机器码格式,机器码的数据编码规则称为指令格式，或机器码格式。,每条指令的第,1,个字节称为,操作码,，后面附加,02,个,操作数,。所以指令的字节数为,1,，,2,或,3,。详见,P32,的表,1,5,。,操作码表示所要执行操作的性质，还隐含获得数据的方法，不同类型指令的操作码必不同；操作数指定操作对象的来源，以及运算结果的保存地址。,指令系统综述,MCS51,单片机共有,111,条指令：单字节指令,49,条，双字节指令,49,条，三字节指令,13,条；单机器周期指令,64,条，双机器周期指令,45,条，只有乘法和除法指令是四个机器周期指令。,汇编语言指令主要由操作码和操作数两部分组成：,【,标号,】,：操作码,【,目的操作数,】【,，源操作数,】【,；注释,】,操作码规定了本语句的功能，操作数提供辅助信息，注解部分可省略。,B,、,程序可访问的空间,用户程序的操作对象可位于程序空间、片内,RAM,空间、,SFR,空间和片外,RAM,空间。,程序可访问的空间,(,续,1),1.,程序空间：用户程序可将程序存储器空间任意单元的数值送到,ACC,，实现查表功能。,2.,片内,RAM,空间：,单片机都有,128,字节的低端,RAM(007F),，按用法不同分为：,工作寄存器区,(001F),位寻址区,(202F),普通,RAM,区,(307F),有的单片机还有高端,RAM,程序可访问的空间,(,续,2),3.SFR,空间：见,P7,，,SFR,的地址范围为,80,FF,，,地址能被,8,整除的,SFR,最常用,，不同型号单片机,SFR,的数量不同所以功能差异很大，只能使用直接寻址方式寻址。,4.,片外,RAM,空间：,利用片外的,16,位数据总线，可以在片外扩展,64KB,的,RAM,或输入输出端口，其地址范围为,0000FFFFH,。只有两条指令可访问该空间,外部数据空间输入指令、外部数据空间输出指令。,该扩展需要使用端口,P0,、端口,P2,、引脚,/WR,、引脚,/RD,和引脚,ALE,。,外部数据空间的扩展是本课程的难点和重点,。,返回,1.4,C,、寻址方式,1.,立即寻址 提供操作数的大小，用符号“,#”,表示。例如：,#3(#03h),#160,(#0A0H),。,MOV A,#8,2.,直接寻址 提供操作数的地址，表示该操作数的位置，例如：,3,，,03h,3FH,160,(0A0H),。,MOV 8,A,如果地址小于,80H,，实际访问片内低端,RAM,区；如果地址大于,7FH,，访问,SFR,区。,3.,寄存器寻址,以寄存器形式提供操作数，可为,R0R7,(,统一记为“,Rn”),，这些寄存器位于片内地址,001F,范围的,RAM,空间,(,称为工作寄存器组,),，具体位置取决于程序状态字,PSW,中,RS1,、,RS0,两个数据位的值。,寻址方式,(2),间接寻址,寄存器寻址的例子：,MOV R7,A,若,PSW=0,，则上述指令操作地址为,7,的存储单元；若,PSW=24,，则操作地址为,1F,的单元。,4.,间接寻址,以,R0,或,R1(,统一记为“,Ri”),内保存的内容作为操作数的地址,，用“,”,表示。,MOV A,，,R0,例如：若,R0,内容为二进制,00110011,，则上述语句,将,51,号单元内保存的数值赋给累加器。,寻址方式,(3),5.,变址寻址 以,PC,作为基地址，以,A,作为偏移地址，二者之和作为操作数地址，从程序空间取出一个字节，常用于查表。,MOVC A,，,A+PC,6.,相对寻址 将“执行完本指令后的,PC,指针”与指令第二字节的数值相加，其结果作为新的,PC,指针。第二字节为补码形式。,JC 98H,；？,7.,位寻址 每次操作,一个数据位,，,这些数据位位于片内,RAM,区的位寻址区,(202F,区域,),、地址能被,8,整除的,SFR,中。,例如,CLR 98H,子程序返回,(,续,2),子程序调用返回语句,格式：,RET,；,(SP),(PC,158,)SP-1,SP,；,(SP),(PC,70,)SP-1,SP,思考题：子程序调用语句与,RET,语句成对使用的妙处？,答：正确退出子程序并找到出口继续执行！,中断返回,4.,中断返回,格式：,RETI,这是每一个中断处理程序的最后一条语句。,在“中断处理”部分详细介绍。,1.5.1 MCS51,的电源脚,(P11),VCC(40),：电源,VSS(20),：电源地,MCS51,使用,5V,直流电源。,