单片机原理与应用 教案

单片机原理与应用 教案 （电子电器应用与维修专业）（电子电器应用与维修专业）单片机原理与应用电子教案余宗彬主编武胜职业中专学校电子电器专业部第一讲 一、授课内容1. 1、什么是单片机1. 2、单片机的发展1. 3、MCS-51和80C51系列简介1. 4、单片机的应用领域和应用模式 二、授课类型讲授 三、授课时间2学时 四、教学目的了解单片机的发展,应用领域和应用模式，掌握单片机的特点 五、教材分析重点/难点单片机的特点 六、教学设想借助产品、作品演示,一方面可以使课堂生动,另一方面可以腾出大量时间加强对重难点知识的讲解,增强学生对知识的理解,同时提高他们对本学科的兴趣. 七、教学过程（板书） 一、什么是单片机随着微电子技术的不断发展，计算机技术也得到迅速发展，并且由于芯片的集成度的提高而使计算机微型化，出现了单片微型计算机（Single ChipComputer），简称单片机，也可称为微控制器MCU（Micro controllerUnit）。 单片机，即集成在一块芯片上的计算机，集成了中央处理器CPU（Central ProcessingUnit）、随机存储器RAM（Random AessMemory）、只读存储器（Read OnlyMemory）、定时器/计数器以及I/O接口电路等主要计算机部件。 二、单片微型计算机发展概况单片机出现的历史并不长,但发展十分迅猛。 它的产生与发展和微处理器的产生与发展大体同步,自1971年美国Intel公司首先推出4位微处理器 （4004）以来,它的发展到目前为止大致可分为5个阶段:第1阶段（19711976）:单片机发展的初级阶段。 1971年11月Intel公司首先设计出集成度为2000只晶体管/片的4位微处理器Intel4004,并配有RAM、ROM和移位寄存器,构成了第一台MCS4微处理器,而后又推出了8位微处理器Intel8008,以及其它各公司相继推出的8位微处理器。 第2阶段（19761980）:低性能单片机阶段。 以1976年Intel公司推出的MCS48系列为代表,采用将8位CPU、8位并行I/O接口、8位定时/计数器、RAM和ROM等集成于一块半导体芯片上的单片结构,虽然其寻址范围有限（不大于4KB）,也没有串行I/O,RAM、ROM容量小,中断系统也较简单,但功能可满足一般工业控制和智能化仪器、仪表等的需要。 第3阶段（19801983）:高性能单片机阶段。 这一阶段推出的高性能8位单片机普遍带有串行口,有多级中断处理系统,多个16位定时器/计数器。 片内RAM、ROM的容量加大,且寻址范围可达64KB,个别片内还带有A/D转换接口。 第4阶段（198380年代末）:16位单片机阶段。 1983年Intel公司又推出了高性能的16位单片机MCS96系列,由于其采用了最新的制造工艺,使芯片集成度高达12万只晶体管/片。 第5阶段（90年代）:单片机在集成度、功能、速度、可靠性、应用领域等全方位向更高水平发展。 三、单片机的特点 （1）体积小、重量轻、功耗低、功能强、性价比高。 （2）数据大都在单片机内部传送，运行速度快，抗干扰能力强，可靠性高。 （3）结构灵活，易于组成各种微机应用系统。 （4）应用广泛，既可用于工业自动控制等场合，又可用于测量仪器、医疗仪器及家用电器等领域。 四、单片机系列简介目前世界上单片机生产厂商很多,如:Intel、Motorola、Philips、Siemens、NEC、ADM、Zilog等公司,其主流产品有几十个系列,几百个品种。 尽管其各具特色,名称各异,但作为集CPU、RAM、ROM（或EPROM）、I/O接口、定时器/计数器、中断系统为一体的单片机,其原理大同小异。 现以Intel公司的系列产品为例,说明各系列之间的区别。 Intel公司从其生产单片机开始,发展到现在,大体上可分为3大系列:MCS48系列、MCS51系列、MCS96系列。 MCS51单片机系列MCS51系列单片机虽已有10多种产品,但可分为两大系列:MCS51子系列与MCS52子系列。 MCS51子系列中主要有 8031、 8051、8751三种类型。 而MCS52子系列也有3种类型 8032、 8052、8752。 在某些性能上略有差异。 由此可见,在本子系列内各类芯片的主要区别在于片内有无ROM或EPROM;MCS51与MCS52子系列间所不同的是片内程序存储器ROM从4KB增至8KB;片内数据存储器由128个字节增至256个字节;定时器/计数器增加了一个;中断源增加了12个。 另外,对于制造工艺为CHMOS的单片机,由于采用CMOS技术制造,因此具有低功耗的特点,如8051功耗约为630mW,而80C51的功耗只有120mW。 五、单片机的应用由于单片机具有体积小、重量轻、价格便宜、功耗低,控制功能强及运算速度快等特点,因而在国民经济建设、军事及家用电器等各个领域均得到了广泛的应用。 （1）家用电器领域目前国内各种家用电器已普遍采用单片机控制取代传统的控制电路，而做成单片机控制系统。 例如洗衣机、电冰箱、空调机、微波炉、电饭煲、电视机、录像机及其它视频音像设备的控制器。 办公自动化领域现代办公室中所使用的大量通信、信息产品多数都采用了单片机，如通用计算机系统中的键盘译码、磁盘驱动、打印机、绘图仪、复印机、电话、传真机、考勤机等。 (3)智能仪表。 用单片机改造原有的测量、控制仪表,促进仪表向数字化、智能化、多功能化、综合化、柔性化方向发展。 (4)机电一体化产品。 单片机与传统的机械产品相结合,使传统机械产品结构简化,控制智能化。 (5)商业营销领域由于在商业营销系统已广泛使用的电子称、收款机、条形码阅读器、仓储安全监测系统、商场保安系统、空气调节系统、冷冻保鲜系统等中，目前已纷纷采用单片机构成专用系统，主要由于这种系统有明显的抗病菌侵害、抗电磁干扰等高可靠性能的保证。 (6)汽车电子与航空航天电子系统通常在这些电子系统中的集中显示系统、动力监测控制系统、自动驾驭系统、通信系统以及运行监视器（黑匣子）等都要构成冗余的网络系统。 第二讲 一、授课内容1. 1、单片机的基本组成1. 2、80C51单片机的引脚功能和结构框图 二、授课类型讲授 三、授课时间2学时 四、教学要求掌握单片机的存储器结构与复位方式，以及80C51单片机的引脚功能,内部结构和工作原理 六、教材分析重点:80C51单片机的引脚功能和内部结构,单片机的存储器结构与复位方式.难点单片机的内部结构和工作原理 七、教学设想借助产品、作品演示,一方面可以使课堂生动,另一方面可以腾出大量时间加强对重难点知识的讲解,增强学生对知识的理解,同时提高他们对本学科的兴趣. 五、教学过程（板书） 一、MCS-51单片机的基本组成（如下图所示） （1）一个8位微处理器CPU。 （2）数据存储器RAM和特殊功能寄存器SFR。 （3）内部程序存储器ROM。 （4）两个定时/计数器，用以对外部事件进行计数，也可用作定时器。 （5）四个8位可编程的I/O（输入/输出）并行端口，每个端口既可做输入，也可做输出。 （6）一个串行端口，用于数据的串行通信。 （7）中断控制系统。 （8）内部时钟电路。 二、80C51单片机的引脚功能结构框图（如下图所示）CPU时钟电路P0P3P2P1TXD RXDINT0INT1并行接口串行接口中断系统定时/计数器RAM ROMT0T11主电源引脚VCC和VSS2外接晶振引脚XTAL1和XTAL23控制或其他电源复用引脚RST/VPD、ALE/、和/VPP4输入/输出引脚P 0、P 1、P 2、P3（共32根） 三、引脚功能 （1）主电源引脚V和Vss VCC:接+5V电源正端;VSS:接+5V电源地端。 （2）外接晶体引脚XTAL1和XTAL2XTAL1:接外部石英晶体的一端。 在单片机内部,它是一个反相放大器的输入端,这个放大器构成了片内振荡器。 当采用外部时钟时,对于HMOS单片机,该引脚接地;对于CHMOS单片机,该引脚作为外部振荡信号的输入端。 XTAL2:接外部晶体的另一端。 在单片机内部,接至片内振荡器的反相放大器的输出端。 当采用外部时钟时,对于HMOS单片机,该引脚作为外部振荡信号的输入端;对于CHMOS芯片,该引脚悬空不接。 图一内部振荡方式图二外部振荡方式图一图二 （3）输入/输出（I/O）引脚P0口、P1口、P2口及P3口（a）P0口（39脚32脚）:P0.0P0.7统称为P0口。 （b）P1口（1脚8脚）:P1.0P1.7统称为P1口,可作为准双向I/O接口使用。 （c）P2口（21脚28脚）:P2.0P2.7统称为P2口,一般可作为准双向I/O接口。 （d）P3口（10脚17脚）:P3.0P3.7统称为P3口。 第三讲 一、授课内容1.180C51CPU的结构和特点1.2存储器结构和地址空间 二、授课类型讲授 三、授课时间2学时 四、教学要求掌握单片机的存储器结构与复位方式，80C51单片机的引脚功能,内部结构和工作原理 五、教材分析重点:80C51单片机的引脚功能和内部结构,单片机的存储器结构与复位方式.难点单片机的内部结构和工作原理 六、教学设想借助产品、作品演示,一方面可以使课堂生动,另一方面可以腾出大量时间加强对重难点知识的讲解,增强学生对知识的理解,同时提高他们对本学科的兴趣. 七、教学过程（板书） 一、MCS-51单片机的基本结构（如下图所示） 二、MCS-51单片机硬件结构特点1内部程序存储器（ROM）和内部数据存储器（RAM）容量（如下图所示）2输入/输出（I/O）端口3外部程序存储器和外部数据存储器寻址空间4中断与堆栈5定时/计数器与寄存器区6指令系统 三、MCS-51单片机内部结构1运算器运算器由8位算术逻辑运算单元ALU（Arithmetic LogicUnit）、8位累加器ACC（Aumulator）、8位寄存器B、程序状态字寄存器PSW（Program StatusWord）、8位暂存寄存器TMP1和TMP2等组成。 2控制器主要由程序计数器PC、指令寄存器IR、指令译码器ID、堆栈指针SP、数据指针DPTR、时钟发生器及定时控制逻辑等组成。 四、MCS-51单片机的存储器配置（一）内部RAM低128单元8051低128个单元是真正的内部数据RAM区，是一个多功能复用性数据存储器，其按用途可分为三个区域。 如图22所示1工作寄存器区（00H1FH）也称为通用寄存器，该区域共有4组寄存器，每组由8个寄存单元组成，每个单元8位，各组均以R0R7作寄存器编号，共32个单元，单元的00H1FH。 在任一时刻，CPU只能使用其中一组通用寄存器，称为当前通用寄存器组，具体可由程序状态寄存器PSW中RS1，RS0位的状态组合来确定。 通用寄存器为CPU提供了就近存取数据的便利，提高了工作速度，也为编程提供了方便。 2位寻址区（20H2FH）内部RAM的20H2FH，共16个单元，计168=128位，位地址为00H7FH。 位寻址区既可作为一般的RAM区进行字节操作，也可对单元的每一位进行位操作，因此称为位寻址区，是存储空间的一部分。 表41列出了位寻址区的位地址表41位寻址区的位地址单元地址MSB位位地地址址LSB2FH7FH7EH7DH7CH7BH7AH79H78H2EH77H76H75H74H73H72H71H70H2DH6FH6EH6DH6CH6BH6AH69H68H2CH67H66H65H64H63H62H61H60H2BH5FH5EH5DH5CH5BH5AH59H58H2AH57H56H55H54H53H52H51H50H29H4FH4EH4DH4CH4BH4AH49H48H28H47H46H45H44H43H42H41H40H27H3FH3EH3DH3CH3BH3AH39H38H26H37H36H35H34H33H32H31H30H25H2FH2EH2DH2CH2BH2AH29H28H24H27H26H25H24H23H22H21H20H23H1FH1EH1DH1CH1BH1AH19H18H22H17H16H15H14H13H12H11H10H21H0FH0EH0DH0CH0BH0AH09H08H20H07H06H05H04H03H02H01H00H其中MSB最高有效位。 LSB最低有效位。 3用户RAM区（30H7FH）所剩80个单元即为用户RAM区，单元地址为30H7FH，在一般应用中把堆栈设置在该区域中。 对内部RAM低128单元的使用作几点说明 （1）8051的内部RAM00H7FH单元可采用直接寻址或间接寻址方式实现数据传送。 （2）内部RAM20H2FH单元的位地址空间可实现位操作。 当前工作寄存器组可通过软件对PSW中的RS1，RS0位的状态设置来选择。 （3）8051的堆栈是自由堆栈，单片机复位后，堆栈底为07H，在程序运行中可任意设置堆栈。 堆栈设置通过对SP的操作实现，例如用指令MOV SP，#30H将堆栈设置在内部RAM30H以上单元。 （二）内部RAM高128单元内部RAM高128单元是供给专用寄存器使用的，因此称之为专用寄存器区（也称为特殊功能寄存器区（SFR）区），单元地址为80H0FFH。 8051共有22个专用寄存器，其中程序计数器PC在物理上是独立的，没有地址，故不可寻址。 它不属于内部RAM的SFR区。 其余的21个专用寄存器都属于内部RAM的SFR区，是可寻址的，它们的单元地址离散地分布于80H0FFH。 表42为21个专用寄存器一览表。 表428051专用寄存器一览表寄存器符号地址寄存器名称ACC E0H累加器B F0H B寄存器PSW D0H程序状态字SP81H堆栈指示器DPL82H数据指针低八位DPH83H数据指针高八位IE A8H中断允许控制寄存器IP B8H中断优先控制寄存器P080H I/O口0P190H I/O口1P2A0H I/O口2P3B0H I/O口3PCON87H电源控制及波特率选择寄存器SCON98H串行口控制寄存器SBUF99H串行口数据缓冲寄存器TCON88H定时器控制寄存器TMOD89H定时器方式选择寄存器TL08AH定时器0低8位TL18BH定时器1低8位TH08CH定时器0高8位TH18DH定时器1高8位注带“”专用寄存器表示可以位操作。 （三）8051内部程序存储器（ROM）大多数51系列单片机内部都配置一定数量的程序存储器ROM，如8051芯片内有4KB掩膜ROM存贮单元，AT89C51芯片内部配置了4KB FlashROM，它们的地址范围均为0000H0FFFH。 内部程序存储器有一些特殊单元，使用时要注意。 其中一组特殊单元是0000H0002H。 系统复位后，（PC）=0000H，单片机从0000H单元开始执行程序。 如果不是从0000H开始，就要在这三个单元中存放一条无条件转移指令，以便转去执行指定的应用程序。 另外，在程序存储器中有各个中断源的入口向量地址，分配如下0003H000AH外部中断0中断地址区000BH0012H定时器/计数器0中断地址区0013H001AH外部中断1中断地址区001BH0022H定时器/计数器1中断地址区0023H002AH串行中断地址区中断地址区首地址为各个中断源的入口向量地址，每个中断地址区有8个地址单元。 在中断地址区中应存放中断服务程序，但8个单元通常难以存下一个完整的中断服务程序，因此往往需要在中断地址区首地址中存放一条无条件转移指令，转去中断服务程序真正的入口地址。 从002BH开始的的单元才是用户可以随意使用的程序存储器。 对程序存储器的操作作以下说明 （1）程序指令的自主操作。 CPU按照PC指针自动的从程序存储器中取出指令。 （2）用户使用指令对程序存储器中的常数表格进行读操作，可用MOVC指令实现。 五、单片机复位电路及复位状态1复位电路单片机复位电路包括片内、片外两部分。 外部复位电路就是为内部复位电路提供两个机器周期以上的高电平而设计的。 MCS-51单片机通常采用上电自动复位和按键手动复位两种方式。 如图4-3所示。 图4-32单片机复位后的状态单片机运行出错或进入死循环时，可按复位键重新运行。 3、时钟电路 （1）振荡周期/时钟周期为单片机提供时钟信号的振荡源的周期。 （3）机器周期通常将完成一个基本操作所需的时间称为机器周期。 （4）指令周期是指CPU执行一条指令所需要的时间。 一个指令周期通常含有14个机器周期。 若若80C51单片机外接晶振为12MHz时，则单片机的四个周期的具体值为振荡周期1/12MHz1/12s0.0833s时钟周期1/6s0.167s机器周期1s指令周期14s 4、80C51指令时序 八、作业P47页4，6，10，11P1P2S1P2振荡周期时钟周期机器周期机器周期指令周期(OSC)S2S3S4S5S6S1S2S4S5S3S6P1P1P1P1P1P1P1P1P1P1P1P2P2P2P2P2P2P2P2P2P2P222RST+522RST+5R2200RSTR1+5C2803180580318051803180518751（a）上电复位（c）按键脉冲复位（b）按键电平复位第四讲 一、授课内容第三章80C51单片机的指令系统 二、授课类型讲授 三、授课时间2学时 四、教学要求掌握单片机的寻址方式,指令特点,功能和使用 五、教材分析重点:寻址方式,指令特点,功能和使用难点:寻址方式 六、教学设想借助产品、作品演示,一方面可以使课堂生动,另一方面可以腾出大量时间加强对重难点知识的讲解,增强学生对知识的理解,同时提高他们对本学科的兴趣. 七、教学过程（板书）（一）、MCS-51单片机指令系统有如下特点 （1）指令执行时间快。 （2）指令短，约有一半的指令为单字节指令。 （3）用一条指令即可实现2个一字节的相乘或相除。 （4）具有丰富的位操作指令。 （5）可直接用传送指令实现端口的输入输出操作。 （二）、MCS-51指令系统的分类、格式及一般说明 1、指令分类按指令功能，MCS-51指令系统分为数据传递与交换、算术运算、逻辑运算、程序转移、布尔处理操作、CPU控制等6类。 布尔处理操作类指令又称位操作指令。 2、指令格式在MCS-51指令中，一般指令主要由操作码、操作数组成。 指令应具有以下功能 （1）操作码指明执行什么性质和类型的操作。 例如，数的传送、加法、减法等。 （2）操作数指明操作的数本身或者是操作数所在的地址。 （3）指定操作结果存放的地址。 3、指令描述符号介绍Rn当前选中的寄存器区中的8个工作寄存器R0R7（n=07）。 Ri当前选中的寄存器区中的2个工作寄存器R 0、R1（i=0，1）。 direct8位的内部数据存储器单元中的地址。 #data包含在指令中的8位常数。 #data16包含在指令中的16位常数。 addr1616位目的地址。 addr1111位目的地址。 rel8位带符号的偏移字节，简称偏移量。 DPTR数据指针，可用作16位地址寄存器。 bit内部RAM或专用寄存器中的直接寻址位。 A累加器。 B专用寄存器，用于乘法和除法指令中。 C进位标志或进位位，或布尔处理机中的累加器。 间址寄存器或基址寄存器的前缀，如Ri，DPTR。 /位操作数的前缀，表示对该位操作数取反，如/bit。 片内RAM的直接地址或寄存器。 ()由寻址的单元中的内容。 箭头左边的内容被箭头右边的内容所代替。 （三）、寻址方式 1、立即寻址指令中直接给出操作数的寻址方式。 立即操作数用前面加有#号的8位或16位数来表示。 例如MOV A，#60H；A#60H MOV DPTR，#3400H；DPTR#3400H MOV30H，#40H；30H单元#40H上述三条指令执行完后，累加器A中数据为立即数据60H，DPTR寄存器中数据为3400H，30H单元中数据为立即数40H。 2、直接寻址指令中直接给出操作数地址的寻址方式，能进行直接寻址的存储空间有SFR寄存器和内部数据RAM。 例如MOV PSW，#20H；PSW#20H PSW为直接寻址寄存器的符号地址。 MOV A，30H；A30H内部RAM单元中的内容30H为直接给出的内部RAM的地址。 3、寄存器寻址以通用寄存器的内容为操作数的寻址方式。 通用寄存器指A、B、DPTR以及R0R7。 例如CLR A；A0INC DPTR；DPTRDPTR+1ADD R5，#20H；R5#20H+R 54、寄存器间接寻址以寄存器中内容为地址，以该地址中内容为操作数的寻址方式。 间接寻址的存储器空间包括内部数据RAM和外部数据RAM。 能用于寄存器间接寻址的寄存器有R0，R1，DPTR，SP。 其中R 0、R1必须是工作寄存器组中的寄存器。 SP仅用于堆栈操作。 例如MOVR0，A；内部RAM(R0)A其指令操作过程示意图如图3-1所示。 又如MOVX A，R1；A外部RAM(P2R1)其指令操作过程示意图如图3-2所示。 再如MOVXDPTR，A；外部RAM(DPTR)A其指令操作过程示意图如图3-3所示。 5、变址寻址变址寻址只能对程序存储器中数据进行操作。 由于程序存储器是只读的，因此变址寻址只有读操作而无写操作，在指令符号上采用MOVC的形式（如图3-4所示）。 例如MOVC A，A+DPTR；A（A+DPTR）又如，MOVC A，A+PC；A（A+PC）这条指令与上条指令不同的是，基址寄存器是PC。 6、相对寻址以当前程序计数器PC的内容为基础，加上指令给出的一字节补码数（偏移量）形成新的PC值的寻址方式。 相对寻址用于修改PC值，主要用于实现程序的分支转移。 例如，SJMP08H；PCPC+2+08H指令操作示意图如图3-5所示。 7、位寻址位寻址只能对有位地址的单元作位寻址操作。 位寻址其实是一种直接寻址方式，不过其地址是位地址。 例如SETB10H；将10H位置1若22H单元中存放着数据40H，22H单元的D0位的位地址为10H，执行上述指令后（22H）=41H。 又如MOV32H，C；32H进位位C ORL C，32H；CC32H第五讲 一、授课内容第三章80C51单片机的指令系统 二、授课类型讲授 三、授课时间2学时 四、教学要求掌握单片机的寻址方式,指令特点,功能和使用 五、教材分析重点:寻址方式,指令特点,功能和使用难点:寻址方式 六、教学设想借助产品、作品演示,一方面可以使课堂生动,另一方面可以腾出大量时间加强对重难点知识的讲解,增强学生对知识的理解,同时提高他们对本学科的兴趣. 七、教学过程（板书）（一）、数据传送类指令?数据传送类指令共28条，是将源操作数送到目的操作数。 指令执行后，源操作数不变，目的操作数被源操作数取代。 数据传送类指令用到的助记符有MOV、MOVX、MOVC、XCH、XCHD、SWAP、PUSH、POP8种。 ?源操作数可采用寄存器、寄存器间接、直接、立即、变址5种寻址方式寻址，目的操作数可以采用寄存器、寄存器间接、直接寻址3种寻址方式。 1以A为目的操作数MOV A，Rn；ARn MOV A，direct；A（direct）MOV A，Ri；A（Ri）MOV A，#data；A#data2以Rn为目的操作数MOV Rn，A；RnA MOV Rn，direct；Rn（direct）MOV Rn，#data；Rn#data3以直接地址为目的操作数MOVRi，A；（Ri）A MOVRi，direct；（Ri）（direct）MOVRi，#data；（Ri）#data4以间接地址为目的操作数MOVRi，A；（Ri）A MOVRi，direct；（Ri）（direct）MOVRi，#data；（Ri）#data例如设（30H）=6FH，R1=40H，执行MOVR1，30H后，30H单元中数据取出送入R1间接寻址的40H单元，（40H）=6FH。 5以DPTR为目的操作数MOV DPTR，#data16；DPTR#data16例如执行MOVDPTR，#2000H后，（DPTR）=2000H。 6访问外部数据RAM MOVX A，DPTR；A（DPTR）MOVXDPTR，A；（DPTR）A MOVXA，Ri；A（P2Ri）MOVXRi，A；（P2Ri）A7读程序存储器MOVC A，A+DPTR；A（A+DPTR）MOVC A，A+PC；A（A+PC）例如已知A=30H，DPTR=3000H，程序存储器单元（3030H）=50H，执行MOVC A，A+DPTR后，A=50H。 8数据交换?字节交换XCH A，Rn；ARn XCH A，direct；A（direct）XCH A，Ri；A（Ri）?半字节交换XCHD A，Ri；A03（Ri）03SWAP A；A03A479堆栈操作所谓堆栈是在片内RAM中按“先进后出，后进先出”原则设置的专用存储区。 数据的进栈出栈由指针SP统一管理。 堆栈的操作有如下两条专用指令PUSH direct；SP（SP+1），（SP）（direct）POP direct；（direct）（SP），SPSP-1PUSH是进栈（或称为压入操作）指令。 指令执行过程如图3-7所示。 【例3.1】将片内RAM30H单元与40H单元中的内容互换。 方法1（直接地址传送法）MOV31H，30H MOV30H，40H MOV40H，31H SJMP$方法2（间接地址传送法）MOV R0，#40H MOV R1，#30H MOV A，R0MOV B，R1MOVR1，A MOVR0，B SJMP$方法3（字节交换传送法）MOV A，30H XCHA，40H MOV30H，A SJMP$方法4（堆栈传送法）PUSH30H PUSH40H POP30H POP40H SJMP$（二）、算术运算类指令1加法指令ADD A，Rn；AA+Rn ADD A，direct；AA+（direct）ADD A，Ri；AA+（Ri）ADD A，#data；AA+#data2带进位加指令ADDC A，Rn；AA+Rn+C ADDC A，direct；AA+（direct）+C ADDC A，Ri；AA+（Ri）+C ADDC A，#data；AA+#data+C C为PSW状态寄存器中的进位位C。 例如，设A=20H，R0=21H，C=1，执行指令ADDC，R0后，A=42H。 3带借位减指令SUBB A，Rn；AA-Rn-C SUBB A，direct；AA-（direct）-C SUBB A，Ri；AA-（Ri）-C SUBBA，#data；AA-#dataC例如，设A=39H，R0=20H，（20H）=32H，C=1，执行指令SUBB，R0后，A=06H。 4乘法指令MUL AB；BAABA和B中各存放一个8位无符号数，指令执行后，16位乘积的高8位在B中，低8位存A中。 例如，A=30H，B=60H，执行MUL AB后，A=00H，B=12H。 5除法指令DIV AB；AB商在A中，余数在B中A和B中各存放一个8位无符号数，A放被除数，B放除数。 指令执行后，A中存放商，B中存入余数。 若B=00H，则指令执行后OV=1，A与B不变。 例如，A=30H，B=07H，执行DIV AB后，A=06H，B=06H。 6加1指令INC A；AA+1INC Rn；RnRn+1INC direct；（direct）（direct）+1INCRi；（Ri）（Ri）+1INC DPTR；DPTRDPTR+1例如，（30H）=22H，执行INC30H后，（30H）=23H。 7减1指令DEC A；AA-1DEC Rn；RnRn-1DEC direct；direct（direct）-1DECRi；（Ri）（Ri）-1例如，R0=30H，（30H）=22H，执行DECR0后，（30H）=21H。 8十进制调整指令DA A；把A中按二进制相加的结果调整成按BCD码相加的结果例如，A=65BCD，B=78BCD，C=0，执行下列语句ADD A，B DA A后，A=43BCD，C=1。 【例3.2】试把存放在R1R2和R3R4中的两个16位数相加，结果存于R5R6中。 解参考程序如下MOV A，R2；取第一个数的低8位ADD A，R4；两数的低8位相加MOV R6，A；保存和的低8位MOV A，R1；取第一个数的高8位ADDCA，R3；两数的高8位相加，并把低8位相加时的进位位加进来MOV R5，A；把相加的高8位存入R5寄存器中SJMP$第六讲第六讲 一、授课内容第三章80C51单片机的指令系统 二、授课类型讲授 三、授课时间2学时 四、教学要求掌握单片机的寻址方式,指令特点,功能和使用 五、教材分析重点:寻址方式,指令特点,功能和使用难点:寻址方式 六、教学设想借助产品、作品演示,一方面可以使课堂生动,另一方面可以腾出大量时间加强对重难点知识的讲解,增强学生对知识的理解,同时提高他们对本学科的兴趣. 七、教学过程（板书）（一）、逻辑运算与循环类指令1“与”操作指令逻辑“与”运算的特点是X1X；X00利用这个特点可以对某个操作数的某一位或某几位清零。 2“或”操作指令逻辑“或”运算的特点是X11；X0X利用这个特点，可以对某个操作数的某一位或几位置“1”。 3“异或”操作指令逻辑异或运算的特点是利用这个特点，可以对某个操作数的某一位或某几位取反。 4求反与清除指令5循环指令“RR A”指令和“RL A”指令的功能分别是将累加器A的内容循环左移或右移一位；“RRC A”指令和“RLC A”指令的功能分别是将累加器A的内容带进位位Cy循环左移或右移一位。 有时可运用“RLC A”指令实现无符数乘2运算，用“RRC A”指令实现除2运算(商为非整数时向下取整)。 （二）、程序转移类指令1无条件转移指令?绝对（短）转移指令AJMP addr11；PC100addr11?长转移指令LJMP addr16；PCaddr16?短（相对）转移指令SJMP rel；PCPC+2+rel汇编指令操作说明代码长度（字节）指令周期代码长度（字节）指令周期Tosc TMRR AA值循环右移（移向低位）一位，A0移入A7。 1121RRC AA值带进位位循环右移一位，A0移入Cy，Cy移入A7。 1121RL AA值循环左移（移向高位）一位，A7移入A0。 1121RLC AA值带进位位循环左移一位，A7移入Cy，Cy移入A0。 1121?间接转移指令JMPA+DPTR；PCA+DPTR2条件转移指令?累加器为零（非零）转移指令?减1非零转移指令?两数不等转移指令?相对偏移量rel的求法（三）、调用子程序及返回指令1调用子程序指令LCALL addr16；PCPC+3，SPSP+1，（SP）PC710；SPSP+1，（SP）PC158，PCaddr16ACALL addr11；PCPC+2，SPSP+1，（SP）PC70；SPSP+1，（SP）PC158，PC100addr112返回指令RET；PC158（SP），SPSP-1；PC70（SP），SPSP-1RETI；PC158（SP），SPSP-1；PC70（SP），SPSP-1（四）、位操作指令1位数据传送指令MOV C，bit；C（bit）MOV bit，C；bitC2位状态修改指令CLR C；C0CLR bit；（bit）0CPL C；CCPL bit；（bit）（bit）SETB C；C1SETB bit；（bit）13位逻辑运算指令ANL C，bit；CC（bit）ANL C，/bit；CC（bit）ORL C，bit；CC（bit）ORLC，/bit；CC（bit）4位转移指令JC rel；若C=1，则转移（PCPC+2+rel）；否则程序顺序执行JNC rel；若C=0，则转移（PCPC+2+rel）；否则程序顺序执JB bit，rel；若(bit)=1，则转移（PCPC+3+rel）；否则程序顺序执行JNB bit，rel；若(bit)=0，则转移（PCPC+3+rel）；否则程序顺序执行JBC bit，rel；若(bit)=1，则PCPC+3+rel，（bit）0；否则程序顺序执行功能分别检测指定位是1还是0，若条件符合，则CPU转向指定的目标地址去执行程序；否则，顺序执行下条指令。 （五）、空操作指令NOP；PCPC+1这是一条单字节指令。 执行时，不作任何操作（即空操作），仅将程序计数器PC的内容加1，使CPU指向下一条指令继续执行程序。 这条指令常用来产生一个机器周期的时间延迟。 思考题与习题1试解释指令系统，机器语言和汇编语言。 2何谓寻址方式？MCS51单片机有哪几种寻址方式？相应的寻址空间在何处？3变址寻址方式有什么特点？应用于什么场合？采用DPTR或PC作基址寄存器时其寻址范围有何不同？4设（A）8FH，(R0)40H，内部RAM的（40H）38H，（41H）0A8H，（42H）74H，试写出下列各指令执行后各单元内容的变化。 MOV A，R0MOVR0，42H MOV42H，A INCR0MOV A，R05试用数据传送指令实现下列数据传送；R1的内容送R4。 内部RAM20H单元的内容送给累加器A。 内部RAM20H单元的内容送给R0。 外部RAM0030H单元的内容送给累加器A。 外部RAM0040H单元的内容送给R1。 外部RAM0040H单元的内容送给内部RAM20H单元。 外部RAM1FFEH单元的内容送给R1。 外部RAM1FFEH单元的内容送给外部RAM007FH单元。 程序存储器ROM1000H单元的内容送给外部RAM0030H单元。 程序存储器ROM1000H单元的内容送给内部RAM20H单元。 6已知（A）4AH，（PSW）81H，（R1）50H，（B）20H，（50H）0B3H，试写出下列各指令执行后A，50H，PSW各单元的内容。 SWAP AXCHD A，R1ADDA，50HMOV A，R1ADDCA，50HDIV ABSUBBA，50HMUL AB7试判断下列指令的正误，并加以改正。 MOVXA，0023HMOVC A，A+PCMOVX BDPTRPUSH directMOV A，#1000MOV A，DPTRXCH B，RnMOVX direct1，direct2MOVC A，DPTRXCH Rn，direct8写出下面各程序段执行后的最终结果。 MOV SP，60H MOV A，8AH MOV B，46H PUSHACC PUSHB POPACC POPBMOV A，30H MOVB，0AFH MOVR0，31H MOV30H，87H XCHA，R0XCHD A，R0XCHA，B SWAPAMOV A，45H MOVR5，78H ADDA，R5DAAMOV A，83H MOVR0，47H MOV47H，34H ANLA，47H ORL47H，A XRLA，R09试分析下列程序的功能。 MOVA，R2MOVB，64H DIVAB MOVR4，A MOVA，0AH XCHA，B SWAPA ADDA，B MOVR3，A RETCLR C MOVA，R2RLC A MOVR2，A MOVA，R3RLC AMOVR3，AMOVA，R2ADDCA，00H MOVR2，A10设计4位压缩的BCD码的相加程序。 设一个加数存放在30H，31H单元，另一个加数存放在32H，33H单元。 和数放到30H，31H单元。 11用软件实现下列逻辑函数的功能。 FXYXZFX?Y?Z12试用两种查表指令分别实现四位LED显示程序中的七段显示码的查表操作，设被显示的分离的四个十六进制代码依次放在片内RAM的38H3BH单元中，查出相应的七段显示码存放在30H33H单元中。 13设编程将存放于片内RAM38H单元中压缩的BCD码转换为非压缩的BCD码存放于片内RAM30H，31H单元中。 14试编程实现内部RAM的40H42H单元的内容依次右移4位，42H单元移出部分送入43H单元中。 八、作作业P62页2,5,6,15,17,25第七讲 一、授课内容第四章80C51单片机的功能单元 二、授课类型讲授 三、授课时间2学时 四、教学要求掌握单片机的80C51单片机的功能单元-并行I/O接口 五、教材分析重点/难点:掌握并行接口的基本结构和功能特点 六、教学设想借助产品、作品演示,一方面可以使课堂生动,另一方面可以腾出大量时间加强对重难点知识的讲解,增强学生对知识的理解,同时提高他们对本学科的兴趣. 七、教学过程（板书）MCS-51单片机有4个双向并行的8位I/O口P0P3，各口的每一位均由锁存器,输出驱动器和输入缓冲器组成.P0口为真正双向口，可驱动8个TTL电路，P 1、P 2、P3口为准双向口，其负载能力为4个TTL电路。 一、P1口的结构（如图71所示）(字节地址:90H,位地址:90H-97H)图71P1口的内部结构工作过程:输出锁存器，输入缓冲器，FET晶体管和上拉电阻组成的输入/输出驱动器。 P1口特点:a.输出锁存,输出时没有条件b.输入缓冲,输入时必须先输出1c.工作过程无高阻悬浮状态d.它可以驱动4个TTL负载.P1口的多功能线:P1.0定时器/计数器2的外部输入端T2P1.1-定时器/计数器2的外部控制端T2EX P1口的操作 （1）、字节操作和位操作字节操作输入:MOVA/direct,P1输出MOV P1,A/#data/direct位操作置位，清除SETB P1.i CLRP1.i输入，输出MOV P1.i,CMOVC,P1.i判跳JB P1.i,rel JBCP1.i,rel逻辑运算ANL C,P1.i ORLC,P1.i （2）、读引脚操作和读锁存器操作读引脚:先将端口锁存器置1,然后读入信号读锁存器:读修改写 二、P3口的结构（如图72所示）(字节地址B0H,位地址B0H-B7H)图72P3口的内部结构 1、位结构与P1口的区别a.P3口增加了一个与非门b.输出锁存器不是从/Q端而是从Q端输出c.有两个输入缓冲器. 2、工作过程:a.输出:替代功能置1则输出锁存器的输出可以顺利通到引脚输出锁存器输出置1,则替代输出功能可以顺利通到引脚b.输入:同P1口. 3、功能和特点a.可作I/O口使用，为准双向口b.可以作为替代功能的输入，输出替代输入功能P3.0串行输入口P3.2外部中断0的请求P3.3外部中断1的请求P3.4定时计数器0外部计数脉冲输入P3.5定时计数器1