微机控制技术和应用

间接寻址采用@Ri或@DPTR,@是区别寄存 器寻址的标记
若(RO)=30H,(30H)=0FFH MOV A ， R0 MOV A ， @R0 寄存器寻址可使单片机寻址扩大到64K
5相对寻址
指令码中含有相对地址的偏移量
– MOV A，40H
ADD A，#30H SJMP SOUT ；PC=PC+2+rel 。 ； 。 。 SOUT：MOV 50H，A
6变址寻址
基地址寄存器和偏移量 MOVC A， @A+PC MOVC A， @A+DPTR 注意：变址寻址区是程序存储器而不是数
据存储器。 执行前，应预先在DPTR和A中存放地址，
为指令执行提供条件。
7位寻址
指令中含有位地址 位地址和字节地址的区分通过指令区分：
– MOV A，20H – MOV C，20H
单片机的发展趋势
单片机的多品种：
– 超微型化： MC68HC705：20PIN，2KEPROM、 112BYTE RAM、15BIT TIMER WATCHDOG
– 低功耗，低电压：CHMOSA工艺、空闲等待和 掉电停机方式 、电 压 2.4~5.5V：
单片机系统开发条件
单片机芯片 开发工具 资料手册
单片机的应用
应用： 量大面广
– 机电一体化：电脑缝纫机 – 智能仪表：测量仪 – 实时控制：汽车 – 家电：（MOTOROLA） – 网络通信：通信协议集成其中 – 计算机外设：键盘、打印机 – 保健 产品：按摩器
提示
单片机的出现使 得电路设计简单
化
典型单片机产品
器件厂家
– 美国：Intel Motorola、 Microchip 、Atmel – 荷兰: Philips – 德国： Siemens – 日本：Nec
第三节 计算机中的数值和编码
十进制到二进制的转换
– 整数：除二余数法 – 小数：乘二取整法
二进制到十进制的转换
– 直接按权展开
二进制到十六进制的转换 十六进制到二进制的转换
第三节 计算机中的数值和编码
定点数和浮点数 原码、反码和补码
第四章 MCS-51单片机的结构 和原理
主要掌握
单片机的发展历史
初级阶段（1974~1976）FAIRCHILD
– 两片集成芯片（集成工艺限制）
低性能阶段（1976~1978）INTER MCS48
高性能阶段（1978~1982）MCS51 更高性能阶段（1983~ 多种机型并行发
展
单片机的应用
应用特点
– 体积小：基本功能部件满足要求 – 可靠性高：BUS大多在内部；易采取电磁屏蔽 – 功能强：实时响应速度；I/O直接操作 – 使用方便：硬件设计简单；提供开发工具资料 – 性能价格比高：电路板小；接插件少 – 易产品化：研制周期短
第二节 寻址方式
七种寻址方式 寄存器寻址 直接寻址 立即寻址 寄存器间接寻址 变址寻址 相对寻址 位寻址
1立即寻址
指令码中直接含有所需地址的操作数 MOV A，#30H MOV DPTR，#3000H 注意：#是唯一区别与地址的标志。
2直接寻址
指令码中含有操作数的地址，机器根据地 址找到操作数
电子计算机是科技发展的产物 计算机的飞速发展归功于半导体集成技术的
发展 计算机的发展趋势
– 微型化 – 巨型化 – 网络化 – 智能模拟化
单片机的概念
微型机是由LSI、VLSI等组成的具有功 能强，结构紧凑、系统可靠性高的特征， 它由一片集成电路为主组成的中央处理 器（CPU）、存储器、通用或专用I/O 接口电路等组成的。
P0口
输出 输入 读--修改-写操作 P0作A/D总线
P0口组成结构
P0口
输出时接上拉电阻 可驱动8个LSTTL负载 作A/D总线时，分时输出A0~A7 和D0~D7
P1口组成结构
P2口组成结构
P3口组成结构
I/O口小结：从应用功能上
P0：系统扩展；一般I/O口（输出时，需接 上拉电阻。）
每代都向体积小、重量轻、高性能的方向发展。
微型计算机（简称微机）是第四代计算机的典
型，于70年代随着大规模、超大规模集成电路的诞生 而发展起来。性能价格比高，且小巧灵活，深受用户 欢迎并发展迅速。
微机的核心部件是微处理器MPU（Microprocessor）， 也叫中央处理器或中央处理单元CPU（Central Processing Unit）。
1.1 微型计算机 系统的基本知识
电子计算机是由各种电子器件组成的能够
自动、高速、精确地进行逻辑控制和信息处理 的现代化设备。
按其性能来分：巨型、中型、小型和微型计算机
自1946年第一台电子计算机出现至今，经历了电 子管计算机、晶体管计算机、集成电路计算机、 大规模/超大规模集成电路计算机，并开始了以 神经网络功能为基础的第五代计算机的研究。
内部RAM的00~1FH分为4个区，每个区有8 个单元，分别用R0~R7ห้องสมุดไป่ตู้表示。
– RS1：RS2=00时：(R0)=20H – RS1：RS2=01时：(R0)=20H – RS1：RS2=10时：(R0)=20H – RS1：RS2=11时：(R0)=20H
第二节 存储器配置
5个存储空间 片内/片外程序存储器64K（0000~0FFFFH）
微型计算机的发展是与微处理器的发展同步，微处理器 的集成度和性能几乎每2、3年提高一倍，已经推出了四 代产品，并进入第五代。各代的划分通常是以其字长、 位数和功能，还有速度为主要依据。
1. 第一代（1971～1973）——4位和8位 机，4004，8008
2. 第二代（1973～1978）——高档8位机 8080，Z80、MC 6800
可供位寻址的区域
– 片内RAM的20H~2FH为位寻址空间（00~7FH） – 某些SFR：凡是地址能被8整除的SFR，共11个。
位地址的表示方法
– MOV C，ACC.7 – MOV 20H，C – MOV 24H.0，C
第三节 指令系统
MCS-51汇编语言是用42种操作码助记符描 述33种操作功能，一种功能可能有几种助 记符，与寻址方式结合共产生111条指令。
P1：专供用户使用的I/O口 P2：系统扩展；通用I/O口 P3：功能口，每位独立定义；通用I/O口。
I/O口小结：负载能力
P0驱动8个LSTTL负载 P1~P3驱动3~4个LSTTL负载
I/O口小结：读入方式
每个I/O口均有两种读入方式（用命令区分）
– 读锁存器 – 读引脚
ANL A，#0FH MOV A，P1 注意：读引脚时，需先向锁存器写“1”。系
统复位时，所有口锁存器均置“1”。
说明
双向口：可使引脚悬浮作高阻输入 准双向口：其引脚具有内部拉高电阻，其
特点：当外部维持在低电平时，准双向口 输入要能提供源电流，而外部低电平消失 时，又会自动地使自己拉向高电平。
第四节MCS51的引脚功能
各类单片机均兼容，只是功能略有差异。 封装：双列直插（DIP） 方形：PLCC 扁平封装：QFP
思考题
片内RAM的容量？8051最大可配置的RAM/ROM 容量？
单片机主要有哪些组成部分？ 8051的PSEN、RD、WR的作用？ ALE线的作用？当8051不和RAM/ROM相连时，
ALE线的输出频率是多少？ 堆栈的作用？堆栈指示器SP有多少位？ 时钟周期、机器周期和指令周期的含义？一个机
典型单片机产品
•根据每种型号的存储器的类型
– 无ROM型 :8031 – ROM型:8051 – EPROM:8751 – EEPROM 型:8951
单片机的发展趋势
性能不断提高
– CPU功能增强：速度、精度 – 内部资源增多：A/D、D/A、EEPROM – 多功能引脚： – 寻址范围大 – 高新技术下移，重点发展8位机性能
PSW：程序状态字，8位，存放指令执行后的有关 状态。（见P79）
SP：堆栈指针，8位，专门存放堆栈的栈顶位置。 遵循“先进后出”的原则。 注意：禁止用传送指
令存放数据。
DPTR：数据地址指针，16位，存放程序存储器的 地址和外部数据存储器的地址。
用
可 分DPH和DPL两个独立8位寄存器使
寄存器区的使用
第四节MCS51的引脚功能
管脚功能 P88 逻辑符号图 片外三总线
– AB：P0口经地址锁存后提供低8位地址，P2口直接提 供高8位地址
– DB：P0口提供8位数据 – CB：EA，ALE，PSEN ，RD，WR，RST等
时序电路及时序
时钟电路
– 内部方式P83 – 外部方式
时序：注意ALE的地址锁存
3. 第三代（1978～1984）——16位机： 8086，8088、MC 68000
4. 第四代（1985～1991）——32位机： 80386、80486、MC68040
5. 第五代（1992～1999）——32、64位 机：Pentium/Pentium Pro/Pentium Ⅱ/Pentium Ⅲ/Pentium 4/Itanium
它分单片微机、单板微机和多板微机。
单片机的概念
将组成微型计算机的各功能部件：中央处 理器、存储器、I/O接口电路及定时/计数器 等制作在一块集成电路芯片中从而构成完 整的微型计算机。故称作单晶片微型计算 机，简称单片机（Single chip microcomputer)。或称微控制器 (MCU:Microcontroller)
数据传送类：28条 算术运算类：24条 逻辑运算类：25条 控制转移类：17条 位操作类： 17条
课程的基本要求：
1. 课程的性质：考试课，是专业基础课
2. 课程的辅导：辅导教师 3. 课程的要求：