MCS-51单片机复习要点说明
51单片机复习资料
1、IP、IE、TCON、TMOD、SCON其中每一位的具体含义是什么？ＩＰ：中断优先寄存器（Ｂ８Ｈ）；ＩＥ：中断允许寄存器（Ａ８Ｈ）；ＴＣＯＮ：控制寄存器，控制定时／计数器的启动和益处；ＴＭＯＤ：方式寄存器，设定定时／计数器Ｔ０和Ｔ１的工作方式；ＳＣＯＮ：串口控制寄存器ＰＣＯＮ：电源控制寄存器2、MCS-51系列单片机的时钟周期、位周期、机器周期、指令周期之间的关系是什么？12个时钟周期=6个位周期=1个机器周期，1至2个机器周期=一个指令周期3、MCS-51系列单片机的特殊功能寄存器复位后的初始内容是什么？单片机复位操作使单片机进入初始化状态，初始化后PC=0000H 特殊功能寄存器的状态。
P0~P3为FFH，SP=07H，SBUF不定，IP、IE和PCON的有效位为0，其余特殊功能寄存器的状态均为00H。
4、MCS-51系列单片机的I/O口除了可以做输入输出口外还可以充当什么接口？其中哪组I/O口必须外接上拉电阻？地址/数据复用线P0口5、MCS-51系列单片机RST、EA、ALE、RD、WR引脚作用是什么？RST即为RESET，复位信号线；EA：中断允许总控位。
EA=0（低电平），屏蔽所有中断请求，EA=1（高电平），开放中断；ALE：地址锁存有效输出端；RD：读信号线；WR：写信号线。
6、MCS-51系列单片机的复位电平是高电平还是低电平？其复位电路应怎样设计？51是高电平复位。
当上电一瞬间，电容需要充电，认为电流可以流过电容，所以电容相当于短路，这是复位脚相当于接入高电平，进入上电复位状态。
当电容电量充满以后，电容不再有电流流过，相当于短路，这时复位脚就相当于通过电阻接地（低电平），单片机进入正常状态。
7、MCS-51系列单片机有几级中断？几个中断源？其优先级排序是什么？二级中断；5个中断源；排列从高到低为外部中断0；定时/计数器0；外部中断1；定时/计数器1；串行口。
8、MCS-51系列单片机的中断源标志位分别是什么？清零方式是什么样的？外中断标志是IF0，IF1 ;定时器中断标志是TF0，TF1;串口中断标志是RI,TIＴI，ＲI软件清零，其余硬件清零。
专题四 MCS-51指令系统-第三章 单片机的指令系统
8、指令字节数和机器周期数
第三章 单片机的指令系统
是必须掌握的内容。 Ø 一台计算机所有指令的集合， 称为该计算机的指令系统。 Ø 各种计算机都有专用的指令系统。
Ø 本章主要介绍单片机的寻址方式及指令系统，
学时分配：2学时 1—53+97+98+99 2学时 54—96 100
第三章 单片机的指令系统 • 3.1 MCS-51 指令系统概述
类
按指令字长分类
按指令执行时间分类
3.2 寻址方式
• 寻址方式：7种
– – – – – – – – – 寄存器寻址 直接寻址 寄存器间接寻址 立即寻址 变址间接寻址 相对寻址 位寻址 寻址方式与寻址空间 MCS-51单片机的两个突出特点
寄存器寻址——操作数存放在寄存器中
寄存器为 MOV A,R0 MOV R0,#01001111B R0~R7，A，DPTR，C SETB RS0 MOV R3,#56H
目的寻址为直接寻址
2) 20H ～2FH 可位寻址区的寻址方式
字节寻址方式： 直接寻址 direct
寄存器间接寻址@R0,@R1
位寻址: bit 直接寻址
例： MOV 26H,C ; 位寻址 （26H）1位
MOV 26H,A ；字节寻址（26H）8位
3) 30H ～7FH 数据缓冲区的寻址方式
字节寻址方式： 直接寻址 direct
MOV A,#23H
PUSH ACC
;
A寄存器寻址
POP
0E0H
；直接寻址
4、可做片内RAM的指针有：
R0，R1， 四个组共有8个 预先设置RS1、RS0，以选定组。 SETB RS0 CLR RS1; 1组
单片机复习资料
单片机复习资料绪论单片机定义MCS-51单片机性能第一章1·1 MCS-51 单片机硬件结构及引脚1·2 MCS-51单片机的工作方式1·3 单片机的时序第二章2·1 概述伪指令2·2 寻址方式2·3 MCS-51 单片机的指令系统2·4 汇编语言及程序设计2·5 程序设计举例第三章并行I/O、中断系统、定时器/计数器、串行通信第四章4·1 MCS-51单片机系统扩展概述扩展原理：总线结构、扩展能力（片外数据、程序存储器）地址空间分配：线选法、全地址译码（3-8译码器）、部分地址译码4·2 存储器的扩展常见的程序存储器芯片、地址锁存器、扩展方法常见的数据存储器芯片（数据、地址、片选、读、写引脚）、扩展接线4·3 开行I/O口的扩展普通口（不可编程）、可编程口（8255A、8155）4·6 总线接口扩展EIA RS-232C、RS-422/RS-485、FC、USB第五章5·1 输入/输出通道概述输入通道、输出通道5·2 D/A转换器及接口技术性能指标、分类、DAC08325·3 A/D转换器及接口技术性能指标、分类、ADC0809第六章6·1 MCS-51单片机与键盘的接口技术键盘类型（独立、矩阵）、键盘接口（行反转法、扫描法）6·2 NCS-51单片机与微型打印机的接口技术打印机的状态控制信号单项选择1. PC的内容是:A 当前指令前一条指令的地址B 下一条指令的地址C 控制器中指令寄存器的地址D 当前正在执行指令的地址2. 在MOVX A，@DPTR指令中，DPTR的内容是A 片内数据存储器地址B 片外程序存储器地址C 片内程序存储器地址D 片外数据存储器地址3.以下指令没有错误的是A PUSH DPTRB SUBB R3，R0C POP DPTRD ADD A，@R1/doc/4117226312.html,B是A 总线标准B 可编程并行接口C 可编程串行接口D 译码器5.在MCS-51中，为实现P0口数据和低位地址分时复用，应使用A 地址寄存器B 地址译码器C 地址缓冲器D 地址锁存器6.MCS-51单片机启动复位后，程序计数器PC的内容为A 0000HB 1000HC 2000HD 3000H7.不能使MCS-51单片机的SP改变的指令是A ANL 指令B PUSH指令C POP指令D LCALL指令8.MCS-51单片机PUSH指令的操作数是A 位操作数B 双字操作数C 字节操作数D 字操作数9. 8031片外扩展数据存储器的最大容量是A 16KB 64KC 8KD 32K10.在LED显示中，为了输出位控和段控信号，应使用指令A MOVXB MOVC MOVCD XCH11.MCS-51执行子程序返回指令，从栈顶弹出的断点地址送给A DPTRB CYC SPD PC12.MCS-51执行出栈指令过程中，SPA 加2B 减2C 减1D 加113.MCS-51的定时器/计数器是A 两个16位的加法计数器B 1个16位的加法计数器C 两个16位的减法计数器D 1个16位的减法计数器14.MCS-51的MOV A，20H指令的源操作数的寻址方式是A 直接寻址B 位寻址C 立即寻址D 间接寻址15.以下关于8155的叙述哪一个是错误的A 是一个可编程的并行接口B 有256个单元的RAMC 是一个可编程的接口芯片D 是一个可编程的串行接口16.D/A是A 模数转换器B 解调器C 调制器D 数模转换器17.在MCS-51中，MOVC指令可对以下哪种存储器进行读操作A 片内数据存储器B 片外数据存储器C 程序存储器D 堆栈区域18.MCS-51的PSW寄存器内存放的是A 指令地址B 栈顶地址C 程序运行的状态信息D 片内数据存储器地址19. 8051单片机的一个机器周期有A 6个时钟周期B 12个时钟周期C 24个时钟周期D 32个时钟周期20.已知8255的端口地址为1000H--1003H，其控制口地址是A 1000HB 1001HC 1002HD 1003H21.MCS-51程序计数器PC的加1操作A 是通过加1指令进行的B 是通过传送进行的C 是通过减法指令进行的D 是自动进行的22.在指令MOV A ，@R1中，R1存放的是A 操作数地址B 转移地址C 操作数D 相对位移量23.MCS-51构成系统总线时，可提供高8位地址线的口是A P0 口B P1 口C P2口D P3口24.下列指令中与进位标志位Cy无关的指令是A 加法指令B 减法指令C 除法指令D 数据传送指令25. 8031扩展外部存储器时要加锁存器74LS373，其作用是A 锁存寻址单元的数据B 锁存相关的控制和选择信号C 锁存寻址单元的高8位地址D 锁存寻址单元的低8位地址26. 在中断服务程序中，至少应有一条A 转移指令B 传送指令C 中断返回指令D 加法指令27.MCS-51单片机复位后，当前的工作寄存器是A 0组B 1组C 2组D 3组28.在MCS-51中，ALU是A CPUB 控制器C 算术逻辑运算单元D 寄存器29.内部RAM中的位寻址区定义的位是给A 位操作准备的B 移位操作准备的C 控制移位操作准备的D 存储状态准备的30.在MCS-51中需双向传递信号的是A 地址线B 控制信号线C 电源线D 数据线31.下列定时/计数硬件资源中，不是供用户使用的是A 定时器/计数器控制逻辑B 低8位计数器TLC 高8位计数器THD 用于定时计数器/计数控制的相关寄存器32. 通过串行口发送或接收数据时，在程序中应使用A MOV指令B MOVC指令C SWAP 指令D MOVX指令33. ADC0809 是A 8位数模转换器B 调制器C 8位模数转换器D 解调器34. 以下指令中源操作数为寄存器寻址的是A ANL A，#0FHB ADD A，R0C MOV A，20HD ADD A，@R035. MCS-51单片机的地址线是A 8根B 16根C 32根D 4根36. MCS-51不能为片外数据存储器提供和构成地址的有A 寄存器R0B 指针DPTRC 寄存器R1D 程序计数器PC37. MCS-51只能进行的十进制运算A 只有加法B 有乘法和除法C 有加法和减法D 只有减法38. MCS-51 的ADDC A，#20H指令，源操作数在A 片内RAM中B 片外RAM中C 程序存储器中D 寄存器中39. 在下列信号中，不是给MCS-51单片机扩展数据存储器使用的是A EAB ALEC WRD RD40. 下列哪条指令执行后，程序计数器PC不发生突变A RETB SJMP L1C ACALL STD PUSH 20H41. 以下各项不能用来对内部数据存储器进行访问的是A 堆栈指针SPB 数据指针DPTRC 按存储单元地址或名称D 由R0或R1间址寻址42. 若在MCS-51系统中只扩展一片Inter 2764（8K×8），除应使用P0口的8条口线外，至少还需要使用P2口的口线A 4条B 5条C 6条D 7条43. 8155是A 总线标准B 锁存器C 可编程的串行接口D 可编程的并行接口44. 已知SP的内容为20H，执行PUSH 30H 后，SP的内容为A 1FHB 21HC 22HD 1EH45. 三态缓冲寄存器输出端的“三态”不包含A 高B 低C 低阻D 高阻46. 以下不属于8255特点的是A 可编程的并行接口B 有24根I/O线C 有3个8位的并行口D 有256个字节的RAM47. 读取A/D转换的结果，使用指令A MOV A，@R0B MOVX @DPTR，AC MOVC A，@A+DPTRD MOVX A，@DPTR48. 在寄存器寻址方式中，指定寄存器中存放的是A 操作数B 地址偏移量C 操作数地址D 转移地址49. 在MCS-51中CY是A 溢出标志B 进位标志C 辅助进位标志D 奇偶标志50. 在直接寻址方式中，操作数是在A 寄存器中B 片内数据存储器中C 片外数据存储器中D 程序存储器中51. MCS-51的PSW是A 堆栈指针B 程序计数器C 程序状态字D 数据指针52. MCS-51单片机外中断初始化时不包括A 设置中断总允许B 设置中断优先级C 设置外中断允许D 设置中断方式53. 外中断请求信号是由A 计数器发出的B 串行口发出的C CPU发出的D 外设发出的54. DAC0832是A 模数转换器B 数模转换器C 调制器D 锁存器55. 为MCS-51外扩的I/O 接口的地址是A 和片内数据存储器统一编址B 和片外数据存储器统一编址C 和片外程序存储器统一编址D 和片内程序存储器统一编址56. 以下不属于MCS-51的定时器/计数器特点的是A 两个16位的定时器/计数器B 加法计数器C 有4种工作方式D 减法计数器57. 调制解调器的功能是A 串行数据与数据的转换B 数字信号与模拟信号的转换C 电平信号与频率信号的转D 基带传送方式与频带传送方式的转换58. MCS-51单片机中的SP是A 程序计数器B 数据指针C 程序状态字D 堆栈指针59. 在以下指令的执行时，可能会影响CY的是A MOV A，#20HB ADD A，20HC POP 20HD XCH A，R160. MCS-51外扩ROM、RAM时，它的数据总线是A P0口B P1口C P2口D P3口61. 中断响应时，要保护断点，入栈保护是A PCB 累加器AC 指针DPTRD 寄存器B62. 使用8255可以扩展出的I/O接口线是A 16根B 22根C 24根D 32根63. 某静态RAM芯片的容量是（4K×8），其片内寻址线是A 12根B 13根C 14根D 15根64. 当单片机启动ADC0809进行A/D转换时，应使用指令A MOV A，20HB MOVX A，@DPTRC MOVC A，@A+DPTRD MOVX @DPTR，A65. 执行子程序返回指令时，返回的断点是A 返回指令的末地址B 调用指令的首地址C 调用指令的末地址D 调用指令的下一个指令的首地址66. 以下叙述中，不属于MCS-51的存储器系统特点的是A 片内、片外存储器同时存在B 系统中可有64K程序存储器C 片内数据存储器有128（256）个单元D 数据存储器和程序存储器统一编址67. 在接口电路中的“口”一定是一个A 数据寄存器B 即可读又可写的寄存器C 可编址的寄存器D 已赋值的寄存器68. 对8155进行初始化编程时，需使用A MOVX指令B MOV 指令C MOVC指令D PUSH指令69. 以下叙述中，不属于DAC0832的工作方式是A直通 B 全双工 C 双缓冲 D 单缓冲70. 在子程序中，至少应有一条A 传送指令B 转移指令C 加法指令D 子程序返回指令71. 以下叙述中，属于总线标准的是A RS-232CB 8255AC 8155D 74LS138多项选择题1.MCS-51单片机执行哪些指令PC发生突变A POP 30HB SJMP LL1C LCALL ASID 当Cy=0，执行JNC LOPE 当A=6，执行JZ NEXT2.以下关于单片机的叙述哪些是正确的A 单片机属于微型计算机B 单片机是将CPU、存储器、I/O接口集成在一块芯片上C 单片机是将CPU、计数器、中断集成在一块芯片上D 单片机是CPUE 单片机是一个可广泛应用于工业、军事、家用电器中的微型机3.以下哪些指令是源操作数是在片内数据存储器中A ANL A，20HB ADD A，@R0C ADD A，#10HD MOVX A，@R1E MOVC A，@A+DPTR4.以下关于8255的叙述哪些是错误的A 8255有22根I/O引脚B 8255有256个字节的RAMC 8255是可编程并行接口D 8255有1个14位的计数器E 8255的A口有3种工作方式5.MCS-51执行以下哪些指令SP会发生变化A PUSH 20HB ANL A，#0FHC LCALL SU1D POP 20HE MOV A，#20H6.MCS-51的寄存器R0、R1可对哪些存储器进行间址A 片内程序存储器B 片外程序存储器C 片内数据存储器D 片外数据存储器E 片外数据存储器的前256个单元7.能为访问程序存储器提供或构成地址的有A PC和AB PSW和AC PCD DPTR和AE PC、A、DPTR和SP8.以下关于MCS-51的定时器/计数器的叙述哪些是错误的A MCS-51有两个16位的定时器/计数器B MCS-51定时器/计数器是减法计数器C MCS-51定时器/计数器有4种工作方式D MCS-51定时器/计数器在片外E MCS-51定时器/计数器不需要初始化9.以下哪些指令不属于算术运算指令A ANL A，#20HB ADD A，R3C SUBB A，20HD INC R1E ORL A，R010.以下哪些叙述属于异步串行通信帧格式的内容A 1--2个停止位B 1个起始位C 1个同步字符D 5--8个数据位E 一位奇偶校验位11.以下叙述哪些不属于总线标准A RS-422B USBC DAC0832D 74LS138E RS-232C12.以下关于MCS-51单片机的特性叙述哪些是正确的A 8位CPUB 32个I/O引脚C 程序和数据存储器同时存在D 24V电源供电E 2个16位可编程定时器/计数器13.以下哪些指令的源操作数是间接寻址A ADD A，30HB MOV A，@R0C MOVX A，@DPTRD XCH A，40HE MOVC A，@A+PC14.对于MCS-51工作寄存器，以下叙述正确的是A 共有8个单元B 用R0--R7命名C 共有32个单元D 分为4组，每组8个E 分为2组，每组8个15.MCS-51单片机执行以下哪些操作PC是顺序改变A PUSH 20HB 当A=5，执行JZ NEXTC ACALL SS1D 响应中断E LJMP NEXT16.以下有关MCS-51定时器/计数器的叙述哪些是错误的A MCS-51有2个16位的加法计数器B MCS-51有2个14位的加法计数器C MCS-51有2个16位的减法计数器D MCS-51定时器/计数器需要进行初始化E MCS-51定时器/计数器计数归零可发出中断请求信号17.下列理由中，能说明MCS-51 I/O端口是统一编址的是A P3口线具有第2功能B 扩展数据存储器与片内数据存储器存储空间重叠C 使用片外数据存储器存取指令访问I/O端口D 没有专门的I/O指令E 没有区分存储器和I/O端口的控制信号18.以下关于8155的叙述哪些是正确的A 8155有A口、B口、C口B 8155有256个字节的RAMC 8155是可编程的并行接口D 8155是可编程的串行接口E 8155有2个16位的计数器19.以下对MCS-51机器周期的叙述哪些是对的A 一个机器周期有12个状态B 一个机器周期有12个时钟周期C 机器周期实现特定功能所需要的时间D 一个机器周期有6个时钟周期E 一个时钟周期有6个状态20.以下关于串行通信的叙述哪些是正确的A 数据一位一位顺序发送或接收B 多位数据同时发送或接收C 异步通信发送器和接收器有各自的时钟周期D 可以通过并行口实现串行通信E 异步通信发送器和接收器使用同一个时钟21.以下有关中断的叙述哪些是正确的A MCS-51有5个中断源B MCS-51的中断不能嵌套C MCS-51的中断需要进行初始化D MCS-51的中断请求都是自动撤除的E MCS-51有两个中断优先级填空：1. 8031单片机复位后，其程序计数器PC的内容为___________。
5-MCS-51单片机讲义(宏汇编伪指令)
第五章 MCS-51宏汇编伪指令伪指令是对汇编起某种控制作用的特殊命令，但自身并不产生机器码，不属于指令系统，而仅仅为汇编服务的一些指令，因此称为伪指令。
其格式与通常的操作指令一样，并可加在汇编程序的任何地方，但它们并不产生机器指令。
许多伪指令要求带参数，这在定义伪指令时由“表达式”域指出，任何数值与表达式均可以作为参数。
不同汇编程序允许的伪指令并不相同，以下所述的伪指令适用于Intel公司的MASM51系统，但一些基本的伪指令在大部份汇编程序中都能使用，当使用其它的汇编程序版本时，只要注意一下它们之间的区别就可以了。
MASM51中常用的伪指令共分为五大类：1. 程序计数与结束伪指令：ORG、END；2. 符号定义伪指令：EQU、SET、DATA、BYTE、WORD、BIT、ALTNAME、DB、DW、DS；3. 附加文件伪指令：INCLUDE；4. 程序清单格式化伪指令：TITLE、PAGE；5. 一般控制伪指令：LIST、NOLIST、NOCODE。
下面简要介绍一下各条伪指令的功能：5.1 ORG功能：程序计数伪指令，用于设置由表达式决定的初始地址，ORG也称为起始伪指令。
表达式缺省为0。
格式：ORG 16位地址例如：ORG 0100HSTART：MOV A，#05HADD A，#08HMOV 20H，AORG 0100H表示该伪指令下面第一条指令的起始地址是0100H，即“MOV A，#05H”指令的首字节地址为0100H，或标号START代表的地址为0100H。
5.2 END功能：是汇编语言源程序的结束标志。
在END以后所写的指令，汇编程序不再处理。
一个源程序只有一个END指令，放在所有指令的最后。
源程序中若没有END语句，汇编将报出错。
5.3 EQU功能：将一个数值或寄存器名赋给一个指定的符号名。
格式：符号名 EQU 表达式或符号名EQU 寄存器名符号名=表达式例如：DELY EQU 3344HDELY1 EQU 30HPP EQU R0ORG 0000HJMP MAINORG 0050HMAIN:MOV DPTR,#DELY ;(DPTR)=3344HMOV A,#DELY ;(A)=44HMOV A,#DELY1 (A)=30HMOV PP,#10 ;(PP)=10MOV A,PP ;(A)=10NOPEND5.4 SET功能：SET指令的功能与EQU指令类似，不同的是，用SET指令定义过的符号名可被重新定义。
MCS-51单片机特殊寄存器功能说明概要
MCS51单片机SFR特殊寄存器MCS51单片机SFR特殊寄存器功能说明程序壮态字PSW(Program Status Word)（可以位寻址）若P=1,表示累加器A中的个数为奇数。
若P=0，累加器A中的个数为偶数。
2.OV益出标志位若OV=1,表示运算时有益出产生。
否则OV=03.RS1 RS0寄存器选择位用户自行设置。
5.AC辅助进位位若AC=1,表示在加减法运算时，低4位A3有进位或借位。
否则CY=06.CY进位标志位若CY=1,表示在加减法运算时，最高位A7有进位或借位。
否则CY=0电源控制器&波特率（不可以位寻址）若IDL=1,进入空闲模式。
（硬件或重新上电可复位）。
若IDL=0,正常方式2.PD为停止运行控制位若PD=1,进入停止模式。
（硬件或外部中断可复位）。
若PD=0,正常方式3.GF0 CF1为通用标志位用户可通过指改变它的壮态。
4.SMOD为波特率倍率控制位若SMOD=1,则串行口的波特率为16位若SMOD=0, 则串行口的波特率为32位定时器/计数器模式寄存器TMOD（不可以位寻址）若使C/T=0，为内部定时器模式。
（由TH和TL做定时器）若使C/T=1，为外部计数器模式。
（从T0/P3.4口或从T1/P3.5口输入计数脉冲）（前一次检测为高电平，后一次检测为低电平时，才会使计数器加1。
由于二次的检测需要24个时钟脉冲，通常T0,或T1输入线上的计数脉冲频率总是<100KHZ）3.GATE为定时器/计数器控制位当GATE=1时，TR控制位置位1时，而且只有在INT0或(INT1)为高时，才可以打开定时器/计数器工作。
（与INT0或INT1有关）（当GATE=1时，则INT0或INT1作为辅助控制线，不再用作中断请求输入线。
GATE的这种控制作用可使定时器/计数器用来测量脉冲的宽度）当GATE=0时，定时器/计数器工作与INT0或INT1无关。
定时器初值的计算：TC=M-T X/T P 左公式可转换为TC=M-T X*fosc/ 12(12T)或6（6T）或1(1T)TC为实际定时时间初值M为模值 (M=8或M=13,或M=16)Fosc为时钟频率T X为定时器需要的定时时间T P为机器周期时钟周期 T CLK=1/Fosc （如：STC的开发板的Fosc是11.0592MHZ）T CLK =1/11.0592MHZT CLK≈0.09042us机器周期TP=12*T CLK或（6*T CLK）或(1*T CLK) 左公式转换为：≈12*0.09042us TP= 12/Fosc(12T CLK)或6/Fosc(6T CLK) 或1/Fosc (1T CLK)≈1.08507us1.IT0为外部中断INT0的中断触发标志位若使IT0=1，INT0为负边沿触发。
MCS-51单片机原理与应用小结
MCS-51单片机原理 应用小结一 什 是单片机MCS-51单片机系统结构MCS-51 储器 布尔处理器四 MCS-51指 系统五 MCS-51中断系统六 MCS-51的定时器/计数器七 MCS-51的串行通信口八 MCS-51的汇编语言程序 计基础九 MCS-51系统的 能扩展一 什 是单片机一 什 是单片机•它是将组成微型计算机所必须的部件 中央处理器C弃栈 程序 贮器 R适退) 数据 贮器 RA退) 输入/输出 I/适)接口 定时/计数器 串行口 系统总线等 集成在一个超大规模集成电路芯片MCS-51单片机系统结构•MCS-51硬件配置基本配置–8 CPU–振荡器和时钟电路–片内4K/8K 节ROM/EPROM 128/256 节RAM –可寻址外部程序 储器和数据 储器各64K 节– 十多个特殊 能寄 器(SFR)–32线并行I/O接口–2/3个片内16 定时器/计数器–片内中断处理系统 5/6个中断源 2个优先 –1个片内全 工串行I/O口– 处理 能弃代.代弃代.代--弃代.7弃以.代弃以.代--弃以.7VccVssMCS-51单片机内部硬件结构PCONSCON TMOD TCON 弃令.代弃令.代--弃令.7弃3.代弃3.代--弃3.7弃SE送ALE/EARS标下标AL令下标AL以TH0TL0TH1TL1T2CONTH2TL2RCAP2L RCAP2H SBUF IE IP中央处理器(CPU)• 8051的 心部件是一个8 CPU,它是 8051的指挥中心 执行机构 读入和分 析 条指 控制单片机的各个部件执 行制定的操作 它是由8 算术/逻辑运算 部件ALU 布尔处理器 定时/控制部件 和若 寄 器等 要部件组成• 算术/逻辑运算部件ALU– ALU包括运算器 布尔处理器 累 器A 寄 器B 暂 器 程序状态 PSW寄 器等 – 能是实 数据的算术/逻辑运算 变 处理 和数据传 等操作 + – 核 ÷算术运算 或 非 或 逻辑运算 循 移 处理 – 8051的指 码 超过3 节 当 频12MHZ时 指 的执行时间 1us(64条) 2us(45条) 乘 除法指 4us•用寄 器 8051内部有工作寄 器 –累 器A(8 )器用寄器和特殊能寄–寄 器B(8 ) –数据指针DPTR(16 –程序状态Cy AC) )OV — PPSW(8F0RS1 RS0–堆及指针SP8)• 单片机时钟电路振荡器输出信号向CPU提供两相时钟信号 提供两相时钟信号MCS-51单片机各种周期的相互关系 单片机各种周期的相互关系 一个机器周期=6个状态=令以个振荡周期指 机器周期 周期 机器周期XTAL2 (OSC)S4 S1 S3 S5 S6 S2 S3 S4 S5 S6 S1 S2 P1 P2 P1 P2 P1 P2 P1 P2 P1 P2 P1 P2 P1 P2 P1 P2 P1 P2 P1 P2 P1 P2 P1 P2 P2振荡周期 时钟周期MCS-51取指 执行时序图 取指/执行时序图 取指S1 P1 P2 OSC ALE 读操作码 S1 S2 S3 单 节单周期指 例 读 一个操作码(丢 S5 S6 ) 读 S1 一个操作码 S2 P1 P2 S3 P1 P2 S4 P1 P2 S5 P1 P2 S6 P1 P2 S1 P1 P2 S2 P1 P2 S3 P1 P2 S4 P1 P2 S5 P1 P2 S6 P1 P2<A>S4 INC A读操作码 S1 <B> S2 S3 节单周期指 例读第个节 S6读 S1一个操作码S4 S5 ADD A,DATA读操作码 S1 单 节 S2 S3 周期指 例读一个操作码(丢 S6) S1 S2 S3 S4 S5 S6<C>S4 S5 INC DPTR读操作码 S1 <D> 节 S2 S3 周期指 例读一个操作码(丢)无取指 S1 S2无 ALE S3 S4 S5 S6S4 S5 S6 MOVX A,@DPTRMCS-51 并行I/O口结构• MCS-51单片机有4个 向并行的8 I/O口P0～ P3 可并行输入或输出8 数据 可按 使用• 8051有4个8 并行 I/O 接口 各 特殊的电路结构 有自 的锁 器 输出驱动和输入缓 器 种结构在输出时锁 即输出新数据之前通道口 的数据保持 变 • 扩展外部 能时 P0 P1 P2均可做 型I/O口 使用 P3作做 型I/O口和第 特殊 能口用 当 外部 能扩展时 P0口做 8 地址和数据总线复 用 P2口做高8 地址 P1口 型I/O端口• P0口地址/数据复用总线口 控制信号为1，输出的地址数据通过 过 相器驱动T2 一般I/O口控制信号 0 拉电阻 门输出 0使T1截 ,输出 漏极开漏电路 需外接门驱动T1,同时通地 /数 址 据 读 器 寄控 制VCC & T1 P0.X引 脚1内 总 部 线 D锁 CL 写 器 锁器 QT2/Q读 脚 引• P0口– 除了读引脚操作外 写入操作可读锁器实读锁器—修改—再– P0口 问外部 储器时是地址/数据复用总线口 真 做通用I/O口是准 向 由输出状态变 输入时 置锁 输入 输出 能驱动8个TTL负载 – 一般P0做地址/数据复用总线口 就 自动置成地址/数据复用总线口向I/O口 器 1再能再做通用I/O口时用复• P2口–当系统外部 能扩展时 P2口输出高8 地址 时 能再做 通用I/O口使 扩展时可做通用I/O口 输出 能驱动4个TTL 负载 当开关接通地址信号，地址信号通过 相器驱动T1，输出到 引脚 当开关接通Q，进行通用I/O口操 属于准 向口，由输出转为 输入状态时，必须先置位锁存器使T1截止 P2口内部有上拉电阻控 制 地 址 读 器 寄 P2.X引 脚 内 总 部 线 D锁 CL 写 器 锁器QVCCT1/Q读 脚 引• P1口–P1是 准的8 TTL负载 准 向并行通用I/O口 输出 能驱动4个VCC 读 器 寄 P2.X引 P1.X引脚 脚 内 总 部 线 D锁 CL 写 器 锁器 QT1/Q读 脚 引• P3口–P3是 变 能口 即可做8 准 向并行通用I/O口 能 输出 能驱动4个TTL负载 又 有第VCC 读寄 器变 能输出P3.X 引脚 内部总线 D CL 写锁 器 Q /Q T1读引脚变能输入线 P3.0 P3.1引脚 10 11 12 13 14 15 16 17 RXD TXD INT0 INT1 T0 T1 WR RD第二能P3 口 的 第 二 功 能 表串行输入口 串行输出口 外部中断0 外部中断1P3.2 P3.3P3.4 P3.5定时器0的计数输入定时器1的计数输入P3.6 P3.7外部数据储器写脉外部数据储器读脉并行I/O口的读-修改-写操作• 读-修改-写操作– 个并行I/O口均有读引脚和读锁 器两种读方式 MCS-51 有些指 是读引脚内容 有些是读锁 器内容 –读锁 器指 是从锁 器种读出内容 进行处理 然 再写 入锁 器 称 读—修改—写操作 当指 的目的操作数 某个I/O口或 中的某一 时 该指 读的是锁 器内容 – 有该 能的指 有• • • • • 逻辑 逻辑 或 增 指 循 判跳 清0指 ANL P1,A 逻辑或 XOR P1,A 取 INC P2 指 DJN不 P3,LABEL 传 指 CLR P1.0 置 指 ORL P1,A CPL P3.0 DEC P2 MOV P1.0,C SETB P1.0并行I/O口结构—总线• 总线–当 问外部 储器时 P2口输出高8 地址 P0输 出 8 地址 通过ALE信号将P0口的 8 地址锁 到外部地址锁 器 P0口接收数据作准备 /PSEN用于 问外部程序 储器 问外部数据 储器时 执行MOVX指 P3口自动产生/RD和/WR 信号允许对外部数据 储单元进行读写• MCS-51 节电运行方式待机(休闲) 待机(休闲)方式 Idle耗运行方式掉电保护方式 掉电保护方式 弃owe⒈ Down 在三cc=5三 fo⒉c=令以退Hz条件 fo⒉c=令以退Hz条件常工作时电流 以代mA 待机(休闲) 待机(休闲)方式时电流 5mA掉电保护方式时电流仅75 掉电保护方式时电流仅75µA两种弃C适送S退适D耗工作方式由电源控制寄双 双 双 GF令器弃C适送确定 器弃C适送确定 弃C适送GF代 弃D IDL中 S退适D 波特率倍增 在串行通信中使用 GF令 GF代 GF令 GF代 通用 志 弃D 掉电方式控制 弃D=令 弃D=令 进入掉电工作方式 待机(休闲) IDL 待机(休闲)方式控制 , IDL=令 IDL=令,进入待机工作方式待机休闲方式方式状态 待机 休闲 方式状态 ●片内时钟仅向中断源提供 余被阻断 器和片内RA退 RA退状态保持 ● 弃C 特殊 能寄 器和片内RA退状态保持 I/适引脚端口值保持原逻辑值 ● I/适引脚端口值保持原逻辑值 ● ALE 保持逻辑高电 ● C弃栈 工作 但中断 能继续 在 状态进入 待机 休闲 状态进入 只要使弃C适送 弃C适送中 置令 只要使弃C适送中IDL 置令 待机 休闲 状态 出 产生中断 复变掉电保护方式掉电保护方式状态 掉电保护方式状态 ●片内振荡器停振 所有 能部件停 片内RA退数据信息保 RA退数据信息 ●片内RA退数据信息保 变 ● ALE 弃SE送 电 三cc可降至 可降至以三 ● 三cc可降至以三 但 能真 掉电 掉电保护状态进入 掉电保护状态进入 只要使弃C适送中 只要使弃C适送中弃D 弃C适送 置令 置令工作掉电保护状态 出 片内RA退 RA退数据 唯一方法是硬件复 复 片内RA退数据 变 特殊 能寄 器内容按复 状态初始化MCS-51 储器 布尔处理器MCS-51：程序存储器 数据存储器分为两个独立存储器逻辑空间，各有自己的寻址系统 控制信号和功能，分开编址，称为哈 结构•MCS-51的 储空间分 类–片内 片外统一编址的64K 节程序 储器空间–64K 节的外部数据 储器地址空间–128/256 节的内部程序 储器空间 中包括特殊 能寄 器特殊 能寄 器SFR 80H FFH 80H 88H 90H 98H A0H A8H B0H B8H D0H E0H F0H 特殊功能寄存器中位寻址外部RAM (I/O 口地址)FFFFH FFFFH 外部ROM 通用RAM 区00H 1FH 20H 2FH30H 7FH 0000H 内部数据 储器 a 外部数据 储器 b 内部ROM (EA=1)外部ROM(EA=0)0000H 0000H0FFFH 0FFFH1000H程序 储器c工作寄 器区MCS-51单片机 储器结构寻址区128BRAM•MCS-51的程序 储空间–MCS-51 置16 的程序计数器PC,可寻址64K 节程序 储器空间.–8051/8751片内4K 节的ROM/EPROM;8052片内8K 节的ROM/EPROM;8031/8032无内部程序 储器;–/EA引脚 高电 ,CPU首先 问内部程序 储器, 问超过4K(8K) 节的程序 储器时, CPU自动转向 问外部程序 储器,/PSEN输出有效信号.–/EA引脚 电 , CPU只 问外部程序 储器.–程序 储器的某些单元 用于某些特定的程序段 •0000H—0002H 程序的起始•0003H—0032H 中断服 程序中断源首地址外部中断0(/INT0)0003H定时器0溢出中断000BH外部中断1(/INT1)0013H定时器1溢出中断001BH串行口中断0023H定时器2溢出002BH个中断只保留8个单元,一般 够存放中断服务程序,常用转移指令转向实际的中断服务程序段.MCS-51的数据存储器MCS-51的数据存储器也分为内部和外部,分别用MOV和MOVX 指令访问.特殊 能寄 器FFH 90H 98H A0H A8H B0H B8H D0H E0H F0H 特殊功能寄存器中外部RAM (I/O 口地址)FFFF H SFR 通用RAM 区00H 1FH 20H 2FH 30H 7FH 80H 80H 88H 位寻址0000H内部数据 储器 a 外部数据 储器b工作寄器区寻址区128BRAM内部数据存储器的空间分配内部数据 储器中的 地址特殊 能寄 器地址及 能表•外部程序 储器 问–对于8051/8751/8052/8752片内4K/8K 节的程序 储器外, 可扩展60/56K程序 储器;对于8031/8032无内部程序 储器,必须全部由外部配置,一般选用EPROM;–若 地址程序段在片内,/EA引脚 高电 ,CPU 从0000H 问内部程序 储器,程序执行超过4095/8191单元 , CPU自动转向 问外部程序 储器,内部和外部 问速度相 .若无外部程序 储器, 4095/8191单元 能有数据.•外部程序 储器 问–CPU 问外部程序 储器时,PC的 8 地址由P0口输出,高8 地址由P2输出.从外部程序储器读入的指 由P0口输入.–/ALE 地址锁 信号, 个机器周期出 两次,只有 问外部数据 储器时才 一次.因/ALE信号 振频率的1/6,实际应用中可借用作定时信号.–/PSEN是 问外部程序 储器的 用选通信号, 电 有效. 个机器周期有效两次.•外部数据 储器 问–MCS-51片内配置128/256 节的RAM,可 据需要扩展至64KRAM–CPU 问外部数据 储器的地址由数据指针DPTR或工作寄 器Ri提供, Ri提供8 地址,由P0口输出; DPTR提供16 地址,由P0口输出DPL,DPH由P2输出.读写操作的数据由P0口输入/输出.– 问外部RAM的读/写选通信号由/RD /WR提供– 问内部 是外部RAM是通过 的指 来区别 问内部RAM选用MOV类指 问外部RAM选用MOVX指MOVX A @Ri/ MOVX A @DPTR,MOVX @Ri,A/ MOVX @DPTR,A–由于 问外部程序或数据 储器各有 的选通信号 提供 问的地址单元 从而在结构 把程序 储器和数据 储器分开•外部扩展地址/数据总线–P0口既是 8 地址总线,又是8 数据总线,分时复用,P2口 高8 地址总线,从而形成了16地址总线和8 数据总线.ALE /PSEN 及P3口的一部分组成控制总线 形成总线结构–P0口分时复用 有 向 能 需外接 拉电阻–一旦外部扩展 储器 P2口 能作一般I/O口使用•MCS-51单片机有7种基本寻址方式序号寻址方式相应 储器 寄 器空间1寄 器寻址R0—R7，Acc，B，Cy，DPTR2直接寻址内部RAM 128 节和特殊 能寄 器3寄 器间接寻址内部RAM(@R1,@R0,SP)外部RAM(@R1,@R0,@DPTR)4立即寻址程序 储器立即数5基址寄 器 变址程序 储器(@A+DPTR,@A+PC)寄 器间接寻址6相对寻址有效地址=PC当前值 基址+偏移量7 寻址内部RAM和特殊 能寄 器的可 寻址单元–布尔 处理器了更好地 面向测控系统 MCS-51系列单片机内部 置有完整的 能极强的 处理器 被誉 有 CPU的单片机累 器, 寻址寄 器, 寻址I/O口, 寻址内部RAM, 寻址指 ,程序 储器等组成MCS-51的 处理器对 个 单元可 进行置 ,清零,求 ,传 ,判跳和逻辑运算.操作结果一般 于 累 器中.四 MCS-51指 系统MCS-51 指 系统指 系统 数据传 类指 数据传 类指。
MCS-51单片机资料
MCS-51单⽚机资料⼀、概述MCS-51单⽚机是把那些作为控制应⽤所必需的基本内容都集成在⼀个尺⼨有限的集成电路芯⽚上。
如果按功能划分，它由如下功能部件组成，即微处理器（CPU）、数据存储器（RAM）、程序存储器（ROM/EPROM）、并⾏I/O⼝、串⾏⼝、定时器/计数器、中断系统及特殊功能寄存器（SFR）。
它们都是通过⽚内单⼀总线连接⽽成，其基本结构依旧是CPU加上外围芯⽚的传统结构模式。
但对各种功能部件的控制是采⽤特殊功能寄存器（SFR）的集中控制⽅式。
（⼀）控制器控制器是单⽚机的指挥控制部件，控制器的主要任务是识别指令，并根据指令的性质控制单⽚机各功能部件，从⽽保证单⽚机各部分能⾃动⽽协调地⼯作。
单⽚机执⾏指令是在控制器的控制下进⾏的。
⾸先从程序存储器中读出指令，送指令寄存器保存，然后送⾄指令译码器进⾏译码，译码结果送定时控制逻辑电路，由定时控制逻辑产⽣各种定时信号和控制信号，再送到单⽚机的各个部件去进⾏相应的操作。
这就是执⾏⼀条指令的全过程，执⾏程序就是不断重复这⼀过程。
控制器主要包括程序计数器、程序地址寄存器、指令寄存器IR、指令译码器、条件转移逻辑电路及时序控制逻辑电路。
（⼆）存储器的结构MCS-51单⽚机存储器采⽤的是哈佛结构,即程序存储器空间和数据存储器空间截然分开,程序存储器和数据存储器各有⾃⼰的寻址⽅式,寻址空间和控制系统。
这种结构对于单⽚机⾯向控制的实际应⽤极为⽅便,有利。
在8051/8751弹⽚击中,不仅在⽚内集成了⼀定容量的程序存储器和数据存储器及众多的特殊功能寄存器,⽽且还具有极强的外存储器的扩展能⼒,寻址能⼒分别可达64KB,寻址和操作简单⽅便.MCS-51的存储器空间可划分为如下⼏类:1.程序存储器单⽚机系统之所以能够按照⼀定的次序进⾏⼯作,主要是程序存储器中存放了经调试正确的应⽤程序和表格之类的固定常数。
程序实际上是⼀串⼆进制码,程序存储器可以分为⽚内和⽚外两部分。
第一章MCS-51系列单片机知识
单片机电子产品设计
主讲人：胡克满 2013年3月 E_mail：hukeman@ 办公室：3114（东校区） 电话：668181
第一章 MCS-51单片机基本知识
本章主要内容： 1.1 什么是单片机 1.2 单片微型计算机及单片微型计算机系统 1.3 MCS-51系列单片机分类 1.4 MCS-51系列单片机的内部结构及引脚 1.5 MCS-51系列单片机的内部数据存储器 本章重点： MCS-51系列单片机选型
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1.5 MCS-51单片机内部数据存储器
MCS-51单片机的芯片内部有RAM和ROM两类存储器，
即所谓的内部RAM和内部ROM。
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1.5.1内部数据存储器低128单元
30H ~7FH
20H ~2FH 18H ~1FH 10H ~17H 08H ~0FH 00H ~07H
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微型计算机系统组成示意图如图所示。
微型计算机系统
输 入 设 备
输 入 接 口 电 路
CPU
运算器 控制器
输 出 接 口 电 路
输 出 设 备
+
存储器
软 件 系 统
硬件系统
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（1）运算器 运算器是计算机的运算部件用于实现算术和逻辑运算。计算机的 数据运算和处理都在这里进行。 （2）控制器 控制器是计算机的指挥控制部件，使计算机各部分能自动协调地 工作。运算器和控制器是计算机的核心部分，常把它们合在一起称之 为中央处理器，简称CPU。 （3）存储器 存储器是计算机的记忆部件，用于存放程序和数据。存储器又分 为内存储器和外存储器。例如实训中使用的EPROM2764。 （4）输入设备 输入设备用于将程序和数据输入到计算机中，如键盘。 （5）输出设备 输出设备用于把计算机数据计算或加工的结果，以用户需要的形 式显示或保存，如显示器、打印机。
第二章 MCS-51 单片机基本知识
CPU
特殊功能寄存器SFR 特殊功能寄存器 （Special Function Register） ）
MCS-51单片机的引脚功能 2.1.2 MCS-51单片机的引脚功能
MCS-51单片机芯片共40脚 I/O端口引脚32条 端口引脚32 MCS-51单片机芯片共40脚，I/O端口引脚32条、控制引 单片机芯片共40 电源引脚2 时钟引脚2 如图2 脚4条、电源引脚2条、时钟引脚2条，如图2-1、2-4 所示。 所示
通用I/O I/O口 无片外存储器时，P2口可作通用I/O口使用 口可作通用I/O口使用； ① 通用I/O口：无片外存储器时，P2口可作通用I/O口使用； ② 地址口：在访问外部存储器时，传送ROM/RAM高低8位地址。 地址口：在访问外部存储器时，传送ROM/RAM高低8位地址。 ROM/RAM高低
CPU
算术逻辑单元ALU 算术逻辑单元ALU (Arithmetic Logic Unit) 定时控制器 定时控制器 程序计数器PC 程序计数器PC Counter） （Program Counter） 累加器ACC 累加器ACC (Accumulator) (Accumulator) 程序状态字PSW 程序状态字PSW Word) (Program Status Word) 堆栈指针SP 堆栈指针SP Pointor) (Stack Pointor) 数据指针DPTR 数据指针DPTR Pointer） （Data Pointer） 寄存器B 寄存器B
中央处理单元CPU 2.1.1 中央处理单元CPU
算术逻辑单元ALU 算术逻辑单元ALU (Arithmetic Logic Unit) 加法器 2个暂存器TMP1和TMP2 个暂存器TMP1和 TMP1 布尔处理器 定时控制逻辑 定时控制器 定时控制器 指令寄存器IR 指令寄存器IR (Instruction Register ) 振荡器OSC 振荡器OSC (Oscillator) 特殊功能寄存器 特殊功能寄存器SFR （Special Function Register） ）
第二章 MCS-51系列单片机的结构和原理
小结：
堆栈是一个“后进先出”的 内部RAM区，在数据进出堆 栈时，SP的值将自动增减， 但始终指向最后进入或即将 弹出数据的单元（即栈顶）
SP当前值
栈 顶
35H 34H 33H 32H 数据进入堆栈称“进栈（压栈）” 31H 数据从堆栈取出称“出栈（弹栈）” 30H
压栈：先SP增1，然后装入数据 出栈：先取出数据，然后SP减1。
三、专用功能寄存器 （特殊功能寄存器）SFR
MCS-51单片机内各种控制 寄存器和状态寄存器都是以 专用功能寄存器（或称特殊 功能寄存器）的形式出现的， 它们的地址分布在80H~FFH 区间。 每个寄存器都有相应的地址， 可以象访问内部RAM一样访 问。 MCS-51共有21个寄存器，只 占80H~FFH中的一部分，PC 除外。
总结§2.2 存储器
一、程序存储器 二、片内数据存储器(分三个区） 三、专用寄存器（特殊功能寄存器） 四、位存储器 五、外部数据存储器
片 内
§2.3 并行输入/输出端口结构
PSW各位定义如下
⑸. OV （PSW.2）溢出标志
当执行算术指令时，由硬件置位或清零，以指示溢出状态。 ①当执行加法或减法指令时有： OV = Cs ㈩ Cp 加法：用Cs和Cp表示有进位 减法：用Cs和Cp表示有借位
②无符号数乘法或除法指令 ：执行结果也会影响OV标志，详 见MUL和DIV指令的说明。
ห้องสมุดไป่ตู้
介绍几个常用SFR
1、累加器 ACC
累加器是一个最常用的专用寄存器。大多数单操作数指令的 操作数取自累加器，很多双操作数指令的一个操作数也 取自累加器
2、B寄存器
在乘除指令中用到了B寄存器，在其它指令中，B寄存器可 以用作计数器或一般RAM单元。
单片机讲义(第五章MCS-51的中断系统)
5．6．2 跳沿触发方式（下降沿触发方式）
如果相继连续两次采样，一个机器周期采样到外部中断输入为高， 下一个机器周期采样为低，则置1中断申请触发器，直到CPU响应此 中断时，该标志才清0。这样不会丢失中断，输入的负脉冲宽度至少保
持12个时钟周期（若晶振频率为6 MHZ，则为2μs），才能被CPU采样到。
（2）用字节操作指令
MOV IP，＃05H ；000 00101 或者用： MOV 0B8H，＃05H ；B8H为IP寄存器的字节地址
5．5 外部中断的响应时间
从外部中断请求有效（外部中断请求标志置1）到转 向中断入口地址所需要的响应时间。 外部中断的最短响应时间为3个机器周期。其中中断
请求标志位查询占1个机器周期，而这个机器周期恰好是处于指令 的最后一个机器周期，在这个机器周期结束后，中断即被响应， CPU接着执行1条硬件子程序调用指令 LCALL以转到相应的中断服 务程序入口，则需要2个机器周期。
外部中断响应的最长时间为8个机器周期。执行RETI或
是访问IE或IP的指令，最长需要2个机器周期。而接着再执行的1条 指令，按最长的指令（乘法指令MUL和除法指令DIV）来算，需4 个机器周期。再加上硬件子程序调用指令LCALL的执行，需要2个 机器周期，所以，外部中断响应最长时间为8个机器周期。
5．3．3中断允许寄存器IE
IE中各位的功能如下：
（l）EA——中断允许总控制位 EA=0，CPU屏蔽所有的中断请求（CPU关中 断）； EA=1，CPU开放所有中断（CPU开中断）。 （2）ES——串行口中断允许位 ES=0，禁止串行口发送/接收中断； ES=1，允许串行口发送/接收中断。 （3） ET1——定时器／计数器T1的溢出中断允许 位 ET1= 0，禁止T1计数溢出中断； ET1= 1，允许T1计数溢出中断。
MCS-51单片机(完整版)
智能仪表
单机应用 机电一体化产品
智能接口
单片机应用
智能民用产品 功能集散系统
多机应用 并行多控制系统
局部网络系统 是指在一个应用系统中，使用多个单片机。
2 单片机芯片的硬件结构
2.1 MCS-51单片机的逻辑结构及信号引脚
2.1.1 MCS-51单片机基本结构框图
输入输出接口 （I/O）
控制与运算单元 （CPU）
1.2 单片机的发展 1.2.1 单片机的发展概述
1946 第一台计算机诞生 1971 第一个微处理器诞生 1976 MCS-48(8位) 1980 MCS-51(8位) 1983 MCS-96(16位) 80年代末 Motorola 680X
Zilog Z-8
Rockwell 650X•••
当前： (1) MCS-51、MCS-96系列发 展(2。) PIC (Microchip公司) (3) ARM (4) 凌阳单片机 (5) AVR
1.3.1 单片机的特点
长寿命 体积小 低电压与低功耗
低噪声与高可靠性技术
总而言之，单片机具有集成度高、功能强、体 积小、功耗低、使用方便、价格低廉等优点。
第一章 单片机概述
1.1 单片机的概念
1.2 单片机的发展
1.3 单片机的应用
1.3.1 单片机的特点 1.3.2 单片机的应用领域
是指在一个应用系统中，只用一个单片机。 测控系统
外接晶体引线端
2.1.3 MCS-51的信号引脚 1. 信号引脚介绍 2. 信号引脚的第二功能
• P3口线的第二功能
口线
P3.0 P3.1 P3.2 P3.3 P3.4 P3.5 P3.6 P3.7
第二功能 RXD TXD INT0 INT1 T0 T1 WR RD
MSC-51单片机基本结构——第1讲
P1锁存器
P3锁存器
PC增 1
PC
DPT R
OS C XTAL1 XTAL2
P1驱动器 P1.0-P1.7
P3驱动器 P3.0-P3.7
23
80C51的内部结构
XTAL2
XTAL1
时钟电路
ROM/EPROM/FLASH 4K 字节
RAM 128字节 SFR 21个
CPUΒιβλιοθήκη 总线控制中断系统 5中断源、2优先级
单片机原理与应用
1
主要教学环节
课堂教学 紧跟老师讲课思路，搞清基本概念，注意解 题方法和技巧。
习题 独立完成作业，按时交作业。
实验 注意理论联系实际，掌握程序编制的方法， 仿真调试与物理实验验证相结合。
课外补充 复习：数字电路与模拟电路 自学：keil51编译环境。
2
课程成绩确定方法：
本课程将注重过程，采用过程评价体系。成绩主要 由平时成绩、上机实验、考试成绩三部分组成。每项 说明如下： 1.平时成绩：到课率、迟到早退情况、作业情况、回 答问题情况、上课情况等 2.实验：实验准备情况及平时做实验的完成情况 3.考试：闭卷，卷面考试成绩
128 2 128 2 128 2 128 2
32 UART 12 32 UART 12 32 UART 12 32 UART 12
256 3 256 3 256 3
32 UART 12 32 UART 12 32 UART 12
128 2 128 2 128 2
32 UART 32 UART 32 UART
操作系统 编译系统
软件
应用软件
数据库管理系统
字处理软件 计算机辅助设计软件 图形软件
...
2 MCS-51系列单片机的结构和原理
0023H~002AH
地址去执行程序
串行中断地址区
中断响应后，系统能按中断种类，自动转到各中断区的首
但8个单元难以存下一个完整的中断服务程序， 故一般在中断地址区首地址开始存放一条无条件转移指令
JMP、 AJMP以便中断响应后，通过中断地址区，转到
中断服务程序的实际入口地址去
2.3.4 堆栈操作 堆栈只允许在其一端进行数据插入和数据删除操作的线性表 数据写入堆栈称为插入运算（入栈），PUSH 从堆栈中读出数据称为删除运算（出栈），POP
地址：80H~FFH 存放相应功能部件 的控制命令、状态 或数据 21个专用寄存器
（SFR）
（1）累加器A （Accumulator） 累加器A是8位寄存器，又记做ACC，是一个最常用的专用 寄存器。在算术/逻辑运算中用于存放操作数或结果。
（2）寄存器B 寄存器B 是8位寄存器，是专门为乘除法指令设计的，也 作通用寄存器用。
I/O口P0、P1、P2、P3集数据输入缓冲、数据输出驱动及锁
存等多项功能于一体
• 字节地址为90H，位地址为90H～97H，只作通用I/O口使用. • 由一个数据输出锁存器、两个三态输入缓冲器和输出驱动电 路组成。 内有电阻， 输出时无需 外接上拉电 阻 P1口作输出口 使用时: 内部总线 输出数据给输 出数据锁存器 的输入数据线 D.
1. 芯片封装形式
双列直插式DIP（Dual In line Package） 44引脚方形扁平式QFP（Quad Flat Package）
2. 芯片引脚介绍
1）输入/输出口线 4个8位双向口线
2）ALE 地址锁存控制信号 • 在系统扩展时，用于控制把P0口输出的低8位地址
送入锁存器锁存起来，以实现低位地址和数据的分
MCS-51系列单片机一
START :
MOV R0, #40H
; CPU片内RAM 40H单元地址指针送R0
MOV DPTR, #7E00H ; 数据指针指向8155内部RAM单元
LP: MOV A, @R0
; 数据送累加器A
MOVX @DPTR, A ; 数据从累加器A送8155内部RAM单元
INC DPTR INC R0
的 方 式 字 为 82H （ 10000010B ） ， C 口 置 位 / 复 位 字 为 0FH （ 00001111B ） ， 8255A的方式字及置位/复位控制字地址为7FFFH。
程序如下：
ORG 0000H LJMP START ORG 0030H
DSP8255: MOV DPTR, #7FFFH ; 数据指针指向8255A控制口
MOV DPTR, #7FFCH ; 数据指针指向8255A 的A口
MOV A, 70H
MOVX @DPTR, A ; 70H单元内容A口指示灯显示
SJMP $
END
8255A采用方式0,由PC0模拟产生STB信号。因PC7输入,PC0 输出,则方式选择命令字为 :10001110B=8EH。 自内部RAM
MOV A, #82H
MOVX @DPTR, A ; 工作方式字送8255A控制口
MOV A, #0FH
MOVX @DPTR, A ; C口置位/复位字送8255A控制口
MOV DPTR, #7FFDH ; 数据指针指向8255A 的B口
MOVX A, @DPTR
MOV 60H, A
; 将B口开关状态送入60H单元
[例题] 在上页图中，将单片机片内RAM 40H～4FH单元的内容，
送8155芯片内的00H～0FH单元，并设定8155芯片的工作方式为：
MCS51单片机基础知识
MCS-51单片机的基本结构XTAL1XTAL2VCC VSSMCS-51单片机的基本结构:1、微处理器CPU ：为8位的CPU ，且内含一个1位CPU （布尔处理器），不仅可以处理字节数据，还可以进行位变量的处理。
2、内部数据存储器（RAM ）：128字节片内RAM 。
（8052系列为256字节）3、内部程序存储器（ROM/EPROM/）:8031无此器件，8051为4KROM ，8751为4KEPROM 。
4、定时器/计数器：内含2个16位定时/计数器，具有四种工作方式。
5、串行口：1个全双工的串行口，具有四种工作方式。
6、中断控制系统：具有5个中断源，2级中断优先权。
7、P0、P1、P2、P3：为4个并行8位I/O 口。
8、特殊功能寄存器（SFR ）：共有21个，用于对片内各功能模块进行管理、控制、监视。
实际上是一些控制寄存器和状态寄存器，是一个特殊功能的RAM 区。
12346758910111213144039383735343633323130292827P1.0P1.1P1.4P1.3P1.2P1.5RST/VPD P1.7P1.6RXD P3.0TXD P3.1T0 P3.4T1 P3.5Vcc P0.0P0.3P0.2P0.1P0.4P0.6P0.5P0.7P2.7PSEN P2.6EA/VPP ALE/PROG 151617181920WR P3.6RD P3.7XTAL1XTAL2VSS262524232121P2.5P2.1P2.2P2.0P2.4P2.3INTO P3.2INT1 P3.389C511、电源、时钟电路VCC（40脚）—+5V电源VSS（20脚）—地XTAL1（19脚）—芯片内部振荡电路（单级反相放大器）输入端。
XTAL2（18脚）—芯片内部振荡电路（单级反相放大器）输出端。
MCS-51的时钟可由内部方式或外部方式产生。
1）内时钟方式利用芯片内部的振荡电路，在XTAL1、XTAL2的引脚上外接定时元件，内部振荡器便能产生自激振荡，用示波器便可以观察到XTAL2输入的正弦波，定时元件可以采用石英晶体和电容组成的并联谐振电路，连接方法如图2.2（a）所示。
MCS-51单片机
D8H D0H C8H C0H
PSW
未使用
B8H
IP
B0H P3
A8H
IE
A0H P2
98H SCON SBUF
90H
P1
88H TCON TMOD TL0 TL1 TH0 TH1
80H
P0
SP DPL DPH
PCON
FFH F7H EFH E7H DFH D7H CFH C7H BFH B7H AFH A7H 9FH 97H 8FH 87H
I/O端口引脚
P0、P1、P2、P3
封装：PLCC44、TQFP44
一、MCS-51单片机的外特性
2、外部总线：
封装：DIP40
内部 资源
内部 资源
内部 资源
外部资源
8位 CPU
总线
时钟源
内部 资源
内部 资源
内部 资源
外部总线
外部资源
一、MCS-51单片机的外特性
2、外部总线：
地址总线（AB）
00H
供用户程序使用的普通RAM， 大部分用户自定义变量都存放在 这个地址范围。
按字节寻址：20H – 2FH 按位寻址： 00H – 7FH （表2-5）
4组x8字节，每组8个字节记为
R0-R7，由PSW中的RS0和RS1来
确定当前使用哪一组。
（表2-3）
MOV
片内RAM地址空间
AT89S51
SFR举例
地址：80H 功能：P0口端口输出寄存器
MSB
LSB
向该地址写入数据： 设置P0.0~P0.7引脚的输出状态
从该地址读取数据： 获取P0.0~P0.7引脚的当前输出状态 或 获取P0.0~P0.7引脚的当前输入状态
第03章 MCS - 51单片机指令系统
第 二 节 数 据 传 送 指 令
第3章 MCS-51单片机指令系统
（2）将数据传送到工作寄存器Rn的指令（3条） 例:已知累加器A的内容为30H,寄存器R7的内容 为50H,内部RAM30H单元的内容为40H,内部 RAM50H单元的内容为10H,请指出下列每条指令 执行以后相应单元内容的变化.
第 一 节 指 令 格 式 与 寻 址 方 式
第3章 MCS-51单片机指令系统
（6） 相对寻址：
在MCS -51 指令系统中设有转移指令, 分 为直接转移和相对转移指令, 在相对转移 指令中采用相对寻址方式。这种寻址方式 是以PC的内容为基本地址, 加上指令中给 定的偏移量作为转移地址，也就是目的地 址（用来修改PC的值）。指令中给出的偏 移量是一个 8 位带符号的常数, 可正可负, 其范围为－128～+127。
第3章 MCS-51单片机指令系统
（1） 立即寻址：
立即寻址方式是将操作数直接存放在指令字 节中，作为指令的一部分存放在代码段里。 比如：MOV A, ＃3AH 跟在指令操作码后面的数就是参加运 算的数, 该操作数称为立即数。立即数有一字 节和二字节两种可能, 如指令: MOV DPTR, ＃0DFFFH 上述两条指令均为立即寻址方式, 第 一条指令的功能是将立即数 3AH送累加器A中, 第二条指令的功能是将立即数 0DFFFH送数据 指针DPTR中（DPH, 0FFH→DPL）。
第 二 节 数 据 传 送 指 令
第3章 MCS-51单片机指令系统
3.2数据传送指令
程序中使用最多的指令,主要用于内部RAM、 寄存器、外部RAM以及程序存储器之间的数据 传送、保存以及交换。 工作原理：将源操作数简单地传给目的 操作数，而源操作数的内容不变，PSW的内容 不改变。 分类：内部数据传送指令、外部传送指 令、查表指令、交换指令和堆栈指令。
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MCS-51单片机8051单片机是8位单片机，有40个管脚，8根数据线，16根地址线。
单片机的八大组成部分：CPU 、ROM 、RAM 、I/O 、定时/计数器、串口、SFR 、中断服务系统一、MCS-51机的存结构 (如图1所示)80H 7FH0000H 0000H 00H 0000H7F程序存储器 部数据存储器 外部数据存储器图1 MCS-51机的存结构物理上分为：4个空间， 片ROM 、片外ROM片RAM 、片外RAM逻辑上分为；3个空间， 程序存（片、外）统一编址 MOVC 数据存储器（片） MOV 数据存储器（片外） MOVX1、程序存寻址围：0000H ~ FFFFH 容量64KBEA = 1，寻址从部ROM ；EA = 0，寻址从外部ROM地址长度：16位 存储器地址空间为64KB 作用： 存放程序及程序运行时所需的常数。
8051 单片机6个具有特殊含义的单元是：0000H —— 系统复位，PC 指向此处； 0003H —— 外部中断0入口 000BH —— T0溢出中断入口0013H ——外中断1入口001BH ——T1溢出中断入口0023H ——串口中断入口2、部数据存储器物理上分为两大区：00H ~ 7FH即128BRAM 和 SFR区。
如图2所示。
7FH资料缓冲区堆栈区 80字节数据缓冲器用工作单元30H2FH位地址： 16字节00H~7FH 128 可位寻址位20H1FH 3区2区1区 32字节 4组R0~R7工作寄存器0区00H图2 部数据存储器二、殊功能寄存器SFR寻址空间离散分配在：80H ~ FFH ，注意PC不在此围。
地址末尾为0或8的SFR具有位寻址功能1、C PU是运算器加控制器2、算术运算寄存器（1）累加器A（E0H）（2）B寄存器：乘、除法运算用（3）程序状态字PSW寄存器：包含程序运行状态信息。
PSW CY AC FO RS1 RS0 OV — PCY（PSW.7）——进位/借位标志；位累加器。
AC （PSW.6）——辅助进/借位标志；用于十进制调整。
F0 （PSW.5）——用户定义标志位；软件置位/清零。
OV （PSW.2）——溢出标志；硬件置位/清零。
P （PSW.0）——奇偶标志；A中1的个数为奇数 P = 1；否则 P = 0。
RS1、RS0 ——寄存器区选择控制位。
0 0 ： 0区 R0 ~ R70 1 ： 1区 R0 ~ R71 0 ： 2区 R0 ~ R71 1 ： 3区 R0 ~ R72、指针寄存器（1）程序计数器PCPC的容是指明即将执行的下一条指令的地址，16位，寻址64KB围，复位时PC = 0000H具有自动加1功能不可寻址即不能通过指令访问。
（2）堆栈指针SP指明栈顶元素的地址，8位，可软件设置初值，复位时SP = 07H（3）数据指针DPTRR0、R1、DPTR；指明访问的数据存储器的单元地址，16位，寻址围64KB。
DPTR = DPH + DPL，也可单独使用。
没有自动加1功能通过软件 INC DPTR 容加1时序单片机的各种操作都是在一系列脉冲控制下进行的，而各脉冲在时间上是有先后顺序的，这种顺序就称为时序。
执令周期：即从取指到执行完，所需时间。
不同机器指令周期不一样；即使相同机器，不同的指令其指令周期也不一样。
机器周期：机器的基本操作周期。
一个指令周期含若干机器周期（单、双、四周期）状态周期：一个机器周期分6个状态周期Si每个状态周期含两个振荡周期，即相位P1、P2。
振荡周期：由振荡时钟产生。
振荡周期Tosc = 1/fosc一个机器周期 = 12个振荡周期 = 12×1/fosc 。
例如，若fosc = 12MHz，则一个机器周期 = 1μs。
时钟的产生：通过XTAL1（19）、XTAL（18）。
这两个管脚外部加石英晶体和电容组成振荡器系统复位通过给RST管脚加高电平理论上大于两个机器周期，实际大于10ms，系统复后除了SP=07H ,P0、P1、P2、P3为FFH外,所有的寄存器均为00H,PC=0000H,PSW=00H 工作寄存器组R0~R7工作在0组。
并行I/O端口并行I / O端口四个8位I/O口P0、P1、P2、P3作为通用I / O使用，是一个准双向口：“读管脚在输入数据时应先把口置1，使两个FET都截止，引脚处于悬浮状态，可作高阻抗输入” MOV P1.#0FFHMOV A,P1读端口数据方式是一种对端口锁存器中数据进行读入的操作方式，CPU读入的这个数据并非端口引脚的数据。
(对端口进行读-修改-写类指令列如 CPL P1.0是读端口锁存器而不是管脚)一、P0口地址80H系统复位后P0=FFH（1）P0口可作通用I / O口使用，又可作地址/数据总线口；（2）P0既可按字节寻址，又可按位寻址；（3）P0作为输入口使用时：是准双向口；（4）作通用I / O 口输出时：是开漏输出；（外部管脚必须接上拉电阻）（5）作地址/数据总线口时，P0是一真正双向口，分时使用，提供地址线 A0~A7由ALE 控制信号锁存，数据线D0~D7二、P1口地址90H地址90H系统复位后P1=FFH2、特点（1）无地址/数据口功能（2）可按字节寻址，也可按位寻址（3）作I / O输入口时：是一准双向口，不是开漏输出（无需外接上拉电阻）。
三、P2口地址A0H系统复位后P2=FFH2、特点（1）当P2口作为通用I / O时，是一准双向口。
（2）从P2口输入数据时，先向锁存器写“1”。
（3）可位寻址，也可按字节寻址（4）可输出地址高8位A8~A15。
四、P3口地址B0H系统复位后P3=FFH2、特点（1）作通用I / O时，是一准双向口，不是开漏输出（无需外接上拉电阻）。
（2）P3口具有第二功能1、P0口：地址低8位与数据线分时使用端口，2、P1口：按位可编址的输入输出端口，3、P2口：地址高8位输出口4、P3口：双功能口。
若不用第二功能，也可作通用I / O 口。
5、按三总线划分：地址线：P0低八位地址，P2高八地址；数据线：P0输入输出8位数据；控制线：P3口的8位(RXD、TXD、INT0、INT1、T0、T1、WR*、RD*加上PSEN*、ALE、EA 组成制总线。
)中断系统五个中断源，两个优先级一、中断请求源（“五源中断”）五个中断源：入口地址外部中断0（/INT0） 0003HT0溢出中断 000BH外部中断1（/INT1） 0013HT1溢出中断 001BH串口中断 0023H有了中断请求，如何通知CPU？通过中断请求标志位来通知CPU。
外部中断源、定时/计数器的中断请求标志位分布在 TCON中；串口中断标志位分布在 SCON中。
TCON TF1 TR1 TF0 TR0 IE1 IT1 IE0 IT0SCON TI RI中断请求标志位IE0（INT0） IE1（INT1） TF0（T0） TF1（T1） TI/RI（串口）TF1—— T1的溢出中断标志。
硬件置1，硬件清0（也可软件清0）。
TF0—— T0的溢出中断标志。
（同TF1，只是针对T0的）IE1 ——外部中断1（/INT1）请求标志。
外部有中断请求时，硬件使IE1置1，硬件清0。
IE0 ——外部中断0（/INT0）请求标志。
IT1 ——外部中断1（/INT1）触发类型控制位。
IT1 = 0 ，低电平触发。
IT1 = 1 ，下降沿触发。
IT0 ——外中断0（/INT0）触发类型控制位，用法同IT1。
外部中断INT0、INT1 触发方式有电平触发和跳变触发TI ——串口发送中断标志位。
发送完数据，硬件使TI置1，软件清0（CLR TI）RI ——串行口接收中断标志位。
硬件置1，软件清0。
二、中断控制（两级管理）1、中断屏蔽在中断源与CPU之间有一级控制，类似开关，其中第一级为一个总开关，第二级为五个分开关，由IE控制。
IE EA ES ET1 EX1 ET0 EX0EA ——总控制位ES ——串口控制位若为“1”，允许（开关接通）ET1—— T1中断控制位若为“0”，不允许（开关断开）EX1—— /INT1控制位例如，SETB EAET0—— T0中断控制位 CLR IE.7EX0—— /INT0控制位2、中断优先级为什么要有中断优先级？CPU按中断申请时间先后顺序响应中断，同一时间只能响应一个中断请求。
若同时来了两个或两个以上中断请求CPU响应高级别中断。
为此将5个中断源分成高级、低级两个级别，高级优先，由IP控制。
同时同级的中断源申请中断CPU按优先顺序响应中断。
IP PS PT1 PX1 PT0 PX0以上各位与IE的低五位相对应，为“1”时为高级。
初始化编程时，由软件确定。
例如，SETB PT0 或SETB IP.1CLR PX0等。
同一级中的5个中断源的优先顺序是：（注意是同级）/INT0中断高T0中断厂家出厂时已固化好顺序/INT1中断——事先约定T1中断串口中断低中断嵌套 同级或低级中断不能打断正在响应的中断的服务程序，高级中断能够打断低级中断服务程序而形成中断嵌套定时/计数器定时 / 计数器 两个定时器/计数器T0 、T1 四种工作方式 中断方式定时器程序初始化主要部分如下 MOV TMOD,#DATA ；设置定时器工作方式 MOV TH0（TH1），# DATA ；给定时器计数器装入初值 MOV TL0（TL1），# DATASETB EA ；开中断 SETB ET0（ET1） ；开中断SETB TR0（TR1） ；启动定时器计数器一、定时 / 计数器的结构T0、T1均为16位加1计数器。
1、工作方式控制寄存器 TMODT1 T0TMOD GATE C//T M1 M0 GATE C//T M1 M0 GATE —— 门控位。
GATE = 0 软件启动，仅由软件置TR0（TR1）为1启动定时器/计数器；置0停止定时/计数GATE = 1 硬件启动，软件置TR0（TR1）为1后 .INT0 管脚或 /INT1管脚高电平启动定时器/计数器。
C//T —— 外部计数器 / 定时器方式选择位 C//T = 0 定时方式； C //T = 1 计数方式。
M1M2 —— 工作模式选择位。
M1 M0 模式 说明0 0 0 13位定时/计数器八位TH（7 ~ 0）+ 低五位TL（4 ~ 0）0 1 1 16位定时/计数器 TH（7 ~ 0）+ TL（7 ~ 0）1 02 8位计数初值自动重装 TL（7 ~ 0） TH（7 ~ 0）1 1 3 T0工作在两个8位定时/计数。
运行，而T1只能工作方式2，TCON TR1 TR0TR0 ——定时 / 计数器0运行控制位。
软件置位，软件复位。
与GATE有关，分两种情况：GATE = 0 时，若TR0 = 1，开启T0计数工作；若TR0 = 0，停止T0计数。