单片机课程复习PPT课件.ppt

课程复习,2019/12/12,-2-,原则,考前通看一遍教材重点部分准确掌握根据自己情况,确定复习方法,.,2019/12/12,-3-,chap01,计算机中的数制及数的转换2,8,10,16进制相互转换。(整数部分，小数部分)计算机中的数和编码编码ASCII码机器数的真值，原码，补码(必考)计算机的组成:CPU(运算器和控制器),存储器,输入/输出及系统总线等,.,2019/12/12,-4-,十进制数30.375表示成十六进制数为_1E.6H_已知X真值=-23，则X原=_87_H，X补=_E9_H,2X补=_D2_H.,.,2019/12/12,-5-,chap02,2.1.1CPU结构1.算术逻辑部件(ALU)2.定时控制部件3专用寄存器组(*)(1)程序计数器PC(ProgramCounter)(2)累加器A(Accumulator),又记作ACC(3)通用寄存器B(4)DPTR(DPH,DPL),堆栈操作分别压入/弹出,.,2019/12/12,-6-,(4)程序状态字PSW(ProgramStatusWord)(*),反映指令执行后的有关状态,通常是在指令执行过程中自动形成的,也可由用户根据需要用传送指令加以改变.标志位的定义.(常考内容),若累加器A中1的个数为奇数,则P=1;反之则为0,(偶检验),.,2019/12/12,-7-,例2.1常考重要知识,设程序执行前F0=0,RS1,RS0=00,请问执行如下程序后PSW中各位的状态.MOVA,#0FH;A0FHADDA,#0F8H;加运算OV=0,Cy=1,AC=1,P=11100,0001BPSW=C1H,.,2019/12/12,-8-,(5)堆栈指针SP(StackPointer),堆栈是以先进后出(FILO,FirstInLastOut),或后进先出(LIFO,LastinFirstOut)方式工作的一段内部RAM区域.(*)范围00-7FH(或00-FFH,256字节内部RAM)栈底地址固定不变,由SP初始值设定,栈顶地址始终在SP中,SP是8位寄存器,能自动+1/-1,用来存放堆栈的栈顶地址.单片机初始化后SP的值为07HPUSH,POP操作时SP指针的变化.,.,2019/12/12,-9-,(6)数据指针DTPR(DataPointer),数据指针是一个16位的寄存器,由两个8位寄存器DPH和DPL组成,DPTR可用来存放片外RAM地址,或片内/外ROM地址.MOVDPTR,#2000HMOVXA,DPTR(*)把片外RAM地址单元2000H的内容读至累加器.,.,2019/12/12,-10-,2.1.2存储器结构,8051的存储器有ROM和RAM之分,还有片内/片外之分.(51单片机是8位单片机)片内RAM,ROM集成在芯片内部,是其一部分.片外存储器是专用存储器芯片,单片机通过AB,DB,CB三总线与之相联,才能使之工作.MCS-51单片机是_8_位单片机，一般来说,可扩展的外部数据存储器为_64K_字节,程序存储器总的容量为_64K_字节。,.,2019/12/12,-11-,1.存储器的地址分配,存储器的地址分配有3个地址空间.ROM存储器空间(片内/片外)地址范围0000H-FFFFH;片内RAM空间地址范围00H-FFH片外RAM地址空间地址范围0000H-FFFFH,.,2019/12/12,-12-,00-7FH地址空间的区分,.,2019/12/12,-13-,3,片外RAM,片外RAM容量64K,地址0000-FFFFH读/写命令MOVXA,Ri;MOVXA,DPTRMOVXRi,AMOVXDPTR,A,.,2019/12/12,-14-,5.特殊功能寄存器SFR(80H-FFH),8051或8031的SFR有21个,8052的SFR有26个,每个SFR占有一个RAM单元不为SFR占用的RAM单元实际上不存在,访问它们是没有意义的.在SFR中,可以通过直接寻址对其进行字节存取,也可对带有*的11个(12个T2CON)字节寄存器的每一位进行位寻址直接寻址的表示方法有两种使用物理地址:累加器A(E0H),B(F0H),SP(81H)采用寄存器标号:累加器ACC,B,PSW这种方法常用.,.,2019/12/12,-15-,2.1.3I/O端口,I/O端口又称为I/O接口,通道,通路(port)串行I/O端口一次只能传送1位二进制信息,并行I/O端口一次可以传送一组(8位)二进制信息.1.并行I/O端口8051有4个并行I/O端口,命名为P0,1,2,3,每个端口有双向I/O功能,输入/出.,.,2019/12/12,-16-,并行I/O端口(续),4个并行I/O端口在结构上并不相同,在功能和用途上的差异较大.除作为通过I/O口使用外,P0口可以输出片外存储器的低8位地址和读写数据;P2口可输出片外存储器的高8位地址;P1口作为通用I/O口;P3口的第二功能.,.,2019/12/12,-17-,Q:在MCS-51单片机与外部存储器接口时,P0及P2口的功能是什么?此时,为什么PO口一般需外接一个锁存器(如74LS373)?P0口输出片外存储器的低8位地址和读写数据;P2口可输出片外存储器的高8位地址;P0先提供的低8位地址需经锁存器锁存后,与随后提供的数据同时提供给外部存储器,.,2019/12/12,-18-,P3口各位的第二功能,.,2019/12/12,-19-,2.1.4定时器/计数器(Timer/Counter),8051内部有两个16位的可编程定时器/计数器,T0,T1,由两个8位寄存器组成TH0/TL0,TH1/TL1,加法计数.T0和T1有定时器和计数器两种方式定时器方式选择寄存器TMOD定时器控制寄存器TCON,.,2019/12/12,-20-,2.1.5中断系统,中断指CPU暂停原程序执行转为外部设备服务(执行中断服务程序ISR),并在服务完后回到原程序执行的过程.中断源指能产生中断请求信号的来源.对5个中断请求信号进行排队和控制,并响应其中优先权最高的中断请求.5个中断源有内部和外部之分.IE中断允许控制器(InterruptEnable)IP中断优先级控制器(Interruptpriority),.,2019/12/12,-21-,中断源,.,2019/12/12,-22-,与中断系统相关的特殊功能寄存器,中断控制是对相应的SFR的设置来实现。4个：定时器与外部中断控制寄存器TCON；中断优先级控制寄存器IP；中断允许控制寄存器IE；串行口控制寄存器SCON,.,2019/12/12,-23-,2.2MCS-51单片机引脚功能,2.2.1MCS-51单片机引脚及其功能2.2.28031对片外存储器的连接,.,2019/12/12,-24-,2.2.1MCS-51单片机引脚及其功能,8051有40个引脚,共分为端口线,电源线和控制线三类.1.端口线(4*8=32个)Pi.0-Pi.7,(i=0,1,2,3)2.电源线(2条)VCC为+5V电源线,VSS为接地线3.控制线(6条),.,2019/12/12,-25-,3.控制线(6条),(1)ALE+/PROG地址锁存允许/编程线(2)/EA+Vpp允许访问片外存储器/编程电源(3)/PSEN片外ROM读选通4)RST+VPD复位/备用电源线当此引脚上出现两个机器周期的高电平时,芯片复位.上电复位和开关复位两种.(在课程设计和毕业设计中用)VPD不要求.(5)XTAL1,2外接石英晶体和电容,形成时钟信号.,.,2019/12/12,-26-,2.3.1复位方式,开机时需要复位,以使CPU以及其他功能部件处于一个确定的初始状态.复位信号是高电平有效,持续时间24个时钟周期以上SP=07H,ALE,/PSEN,P0-P3各引脚为高电平.程序计数器PC的值0000H,.,2019/12/12,-27-,2.4MCS-51单片机时序,2.4.1机器周期和指令周期2.4.2MCS-51指令的取指/执行时序(不要求)2.4.3访问片内ROM/RAM的指令时序(不要求)如果单片机的时钟频率为12MHZ,那么,它的一个时钟周期是_0.083us_,一般来说，其机器周期为_1us_.,.,2019/12/12,-28-,2.4.1时钟,机器,指令周期,1.时钟周期T又称为振荡周期,为时钟脉冲频率的倒数,是时序中最小/最基本的时间单位.常用的时钟频率6MHZ,12MHZ,11.0592MHZ,.,2019/12/12,-29-,2.机器周期,由12个时钟周期组成,分为6个状态(S1-S6),每个状态分为P1,P2两拍.12个时钟周期分为S1P1,S1P2,S6P1,S6P2,.,2019/12/12,-30-,3.指令周期,执行一条指令所需的时间分单周期(机器周期),双周期指令和四周期指令(乘/除指令),.,2019/12/12,-31-,第3章MCS-51单片机指令系统,3.1概述3.2寻址方式3.3数据传送指令3.4算术逻辑运算和移位指令3.5控制转移和位操作指令,.,2019/12/12,-32-,学习指令的注意事项指令的功能该指令能够实现的操作。指令支持的寻址方式该指令中的操作数可以采用的寻址方式指令对标志的影响该指令执行后是否对各个标志位有影响，以及如何影响,.,2019/12/12,-33-,3.1概述,3.1.4指令的分类1.数据传送指令(28条)2.算术运算指令(24条)3.逻辑操作和环移指令(25条)4.控制转移指令(17条)5.位操作指令(17条)单片机的指令系统按执行的操作或功能来分类,可分为哪几大类?,.,2019/12/12,-34-,3.2寻址方式(*重要,常考),寻找操作数的地址(位置)的方法,称为寻址方式.共7种(注意详细看细节)寄存器寻址直接寻址立即数寻址寄存器间接寻址变址寻址相对寻址位寻址,.,2019/12/12,-35-,3.3数据传送指令(28条),数据传送是最基本,最主要的操作.C语言中赋值语句.格式:MOV,目标操作数,源操作数分为内部数据传送指令外部数据传送指令堆栈操作指令数据交换指令以累加器A为目的操作数时影响P标志,其余指令不影响标志位.MOVPSW,A(直接影响标志寄存器?),.,2019/12/12,-36-,注意,1,不要使用非法指令MOVRn,Ri(注意)MOV#data,A(错误显然)2,以A为目的寄存器的传送指令会影响P标志位3,指令的字节数,(不需估计)4,注意给程序加注释,.,2019/12/12,-37-,3.3.2外部数据传送指令(7条),1.16位数据传送指令(1条)MOVDPTR,#data16(DPH,DPL)2,外部ROM的字节传送指令MOVCA,A+DPTRMOVCA,A+PC用于查表指令,.,2019/12/12,-38-,3.外部RAM的字节传送指令,MOVXA,RiMOVXRi,AMOVXA,DPTRMOVXDPTR,A,.,2019/12/12,-39-,3.3.3堆栈操作指令(2条),PUSHdirect;spsp+1,(sp)(direct)POPdirect;(direct)(sp),spsp-1注意:堆栈操作是直接寻址指令,注意指令的格式正确错误PUSHACCPUSHAPUSH00HPUSHR0POPACCPOPAPOP00HPOPR0,.,2019/12/12,-40-,3.4算术与逻辑运算和移位指令,3.4.1算术运算指令(24条)1.加法指令2.减法指令3.十进制调整指令4.乘法和除法指令3.4.2逻辑运算指令(20条)1.逻辑与运算指令2.逻辑或指令3.逻辑异或指令4.累加器清零和取反指令3.4.3移位指令(5条),.,2019/12/12,-41-,以下指令可不要求,3.十进制调整指令4.乘法和除法指令,.,2019/12/12,-42-,3.5控制转移和位操作,改变PC的内容,控制程序执行流向.3.5.1控制转移指令(17条)无条件转移条件转移子程序调用与返回空操作AJMP,ACALL指令不要求,.,2019/12/12,-43-,(2)比较条件转移指令4条,CJNEA,#data,rel;影响CY标志ifa!=data,thenpcpc+3+relifa=data,thenpcpc+3CJNEA,direct,relCJNERn,#data,relCJNERi,#data,rel,.,2019/12/12,-44-,3.5.2位操作指令,位操作指令的操作数不是字节,而是字节中的某一位(每位取值0或1),故以称为布尔变量操作指令.位操作指令的对象.分为位传送,位置位,位清零,位运算及位控制转移等4类,.,2019/12/12,-45-,例4.13,已知R0低4位有一个十六进制数(0-F中的一个),把它转换成相应的ASCII码并送入R0的程序.介绍了3种方法,第二种方法不要求.,.,2019/12/12,-46-,方法1,0-9对应的ASCII码30H-39Hx+30HA-F对应的ASCII码41H-46Hx+37H一种题型:读懂程序,给程序加解释.,.,2019/12/12,-47-,例4.13程序,ORG0400HMOVA,R0ANLA,0FH;屏蔽高4位CJNEA,#10,NEXT1NEXT1:JNCNEXT2ADDA,#30H;A=10thenAA+37HDONE:MOVR0,ASJMP$END,.,2019/12/12,-48-,第4章汇编语言程序设计,4.1汇编语言的构成4.2汇编语言源程序的设计与汇编4.3简单程序与分支程序设计4.4循环与查表程序设计4.5子程序与运算程序设计,.,2019/12/12,-49-,4.1.2汇编语言格式,语句的格式标号段(:)操作码段(空格)操作数段(,)(另一个操作数)(;)注释段汇编语言源程序汇编(assembler)链接(link)可执行程序,.,2019/12/12,-50-,简述在实验上机时，进行汇编语言程序设计的过程(1)建立汇编语言源程序,后缀名.asm,将其添加到项目(工程)文件中(2)进行汇编,链接生成可执行文件,若有错误,进行修改.(3)进行调试(设置断点,单步运行,观察寄存器/存储器等的变化等).,.,2019/12/12,-51-,2指示性语句,指示性语句又称为伪指令.不会在汇编时产生供机器直接执行的机器码在汇编时供汇编程序识别和执行的命令规定目标代码在内存中的存放区域ORG为源程序的符号和标号赋值DATA,EQU指示汇编的结束end,.,2019/12/12,-52-,(1)ORG起始汇编伪指令(2)END(结束汇编)(3)EQU(赋值)(4)DATA(数值地址赋值)伪指令(5)DB伪指令DB(definebyte)定义字节(6)DW伪指令(7)DS伪指令DS(definestorage定义存储空间)(8)BIT(位地址赋值)伪指令(不要求),.,2019/12/12,-53-,4.2汇编语言源程序的设计与汇编(不要求),注意流程图的画法,.,2019/12/12,-54-,chap76264的引脚功能,1,地址线A12-A0(13条)输入2,数据线D7-D0(8条),双向数据线3,控制线4条允许输出线/OE,低电平有效,读出数据送至数据总线上(可接8031读信号/RD)片选信号线CS1和/CS1,前者为高,后者为低时,本芯片被选中.读写命令线/WE,若/WE为高电平,为读出状态,若/WE为低电平,为写入状态(与8031的/WR信号相接)电源线(2条)VCC,与GND,.,2019/12/12,-55-,chap5中断与定时系统,中断的定义和作用中断是指计算机暂时停止原程序的执行,转而为外部设备服务,即执行中断服务程序ISR(InterruptserviceRoutine,ISR),并在执行完后自动返回原程序执行的过程.中断由中断源产生,中断源在需要时向CPU提出“中断请求”，CPU一旦对这个电信号进行检测和响应便可自动转入该中断源的ISR，在执行完后自动返回原程序继续执行。以硬件方式改变CPU的操作顺序。,.,2019/12/12,-56-,中断,MCS-51的中断源和中断标志定时器控制寄存器TCON中断允许寄存器IE中断优先级寄存器IP串行口控制寄存器SCON中断服务程序的入口地址(*)MCS-51中断系统的初始化(*),.,2019/12/12,-57-,定时器/计数器,8031/8051有两个定时器/计数器T0,T18032/8052有3个定时/计数器T0,1,21,可设为定时器模式与计数器模式,每种模式有方式0,1,2,32,定时时间Tmax=2(13,16,8)*T,T=12*1.0/fosc3,二进制加法器,由全1变全0时,产生溢出,申请中断,.,2019/12/12,-58-,相关的控制寄存器,定时器控制寄存器,.,2019/12/12,-59-,2.定时器方式寄存器TMOD,.,2019/12/12,-60-,定时器/计数器的初始化,1.初始化步骤1)设置方式寄存器TMOD2)设置定时器/计数器的初始值TH1,0/TL1,03)设置中断允许寄存器IE和中断优先级寄存器IP4)设置定时器控制寄存器TCON启动/禁止定时器/计数器,.,2019/12/12,-61-,2.计数器初始值的计算,1.计数若要计数C,则加法计数器,计数初值为TC,计数溢出值为M,有TC+C=MTC=M-C(M=2(13,16,8)2.定时time=(M-TC)*12/fosc最大定时时间,若时钟频率12MHZ方式0:Tmax=213*1us=8.192ms方式1:Tmax=216*1us=65.536ms方式2,3:Tmax=28*1us=0.256ms,.,2019/12/12,-62-,P125例5-题目同例5-3，但以中断方式完成。即单片机晶振频率为6MHz，使用定时器1以工作方式1产生周期为500s的等宽连续正方波脉冲，并在P1.0端输出。（）计算计数初值TH1=0FFHTL1=06H书上有错?是（）TMOD寄存器初始化TMOD=10H,.,2019/12/12,-63-,（）计算计数初值TH1=0FFHTL1=83H（）TMOD寄存器初始化TMOD=10H周期为500us,半周期为250us,单片机晶振频率为6MHZ,定时周期12/6M=2us计数值为250/2=125计数初值为216-125=FF83H216-250=FF06H,.,2019/12/12,-64-,第6章，第4章不要求,.,2019/12/12,-65-,chap07单片机的系统扩展,7.151单片机扩展总线基础3总线结构与时序地址译码的方法一般采用全地址译码、部分地址译码和线选法。,.,2019/12/12,-66-,例7-5若单片机为8031，试采用1片2764把程序存储器扩展为8KB,用1片62256把外部数据存储器扩展为32KB。,P2.0-2.4,P2.0-2.6,存储单元的地址范围，地址译码方式，3总线的连接,.,2019/12/12,-67-,7.351并行IO接口的扩展,1.采用锁存器扩展简单的8位输出口,OUT377：-接下行MOVDPTR,#7FFFHMOVA，#dataMOVXDPTR，ARET,.,2019/12/12,-68-,2.用三态门扩展8位输入并行口,IN244：MOVDPTR,#0BFFFHMOVXA,DPTRRET,.,2019/12/12,-69-,chap08单片机典型外围接口技术,8.1人机接口技术键盘/LED显示的基本工作原理8.2A/D转换器及接口技术ADC0809的引脚及功能EOC,START,OE,ALE及基本编程8.3D/A转换器及接口技术8.4开关量接口,.,2019/12/12,-70-,考试题型,填空，选择，简答阅读程序(分析，填空，解释)汇编语言编程(编写完整的程序)简单的接口知识,.,2019/12/12,-71-,一、填空,1,(376.125)D=1,0111,1000.001_B=178.2_H2,已知X补=1101,0010B,则X原=1010，