单片机入门(速成版)

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。
§1.5.1 MCS51的电源脚(P11)
VCC(40)：电源 VSS(20)：电源地 MCS51使用5V直流电源。
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0~2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。
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0000~FFFFH。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
INT0
INT1
§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。
§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
0X30 0X2F 0X20 0X1F 0X00
位寻址 区 工作寄 存器组
0X0000
(a)程序存储器
(b)片内数据空间
(c)片外数据空间
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(00~7F)，按用 法不同分为： ①工作寄存器区(00~1F) ②位寻址区(20~2F) ③普通RAM区(30~7F) 有的单片机还有高端RAM
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。
0XFFFF 0XFF 0XFFFF
片外 ROM
0X80 0X7F
特殊功 能寄存 器
片外 RAM RAM
0X1000
0X0FFF 片内 ROM EA=1 0X0000
0X0FFF 片外 ROM EA=０ 0X0000
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。
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。
§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。
T0 T1
时钟电路
ROM
RAM
定时/计数器
中央处理器 （CPU）
内 部 总 线
并行接口
串行接口
中断系统
P0
P1
P2
P3
发送(TXD) 接收(RXD)
子程序返回(续2)
⑶子程序调用返回语句 格式：RET ； (SP) → (PC15~8) SP-1→SP ； (SP) → (PC 7~0) 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。
§1.3.2.2 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1~4个 机器周期。
3.寄存器寻址 以寄存器形式提供操作数，可为R0~R7(统 一记为“Rn”)，这些寄存器位于片内地址00~1F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Hale Waihona Puke Baidu若PSW=24，则操作地址为1F的单 元。
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。
§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： ⑴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。 ⑵指令寄存器：存放当前正在执行的指令； ⑶指令译码器：分析指令的操作码，产生相应 的控制信号 ； ⑷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。
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(20~2F区域)、地址能被8整除的 SFR中。 例如 CLR 98H