单片机1参考模板

1、n 1.1单片机基本概念（1） CPU-单片机中央处理器（Central Processing Unit）的缩写，即CPU，CPU是电脑中的核心配件，其功能主要是解释计算机指令以及处理计算机软件中的数据 （2）SCM，MCU，ECU （3）单片机与通用微机主要区别（cpu、存储器、I/O）微处理器（CPU）的区别:通用微机的CPU主要面向数据处理，其发展主要围绕数据处理功能、计算速度和精度的进一步提高。单片机主要面向控制，控制中的数据类型及数据处理相对简单，所以单片机的数据处理功能比通用微机相对要弱一些，计算速度和精度也相对要低一些。 存储器区别:通用微机中存储器组织结构主要针对增大存储容量和

2、CPU对数据的存取速度。单片机中存储器的组织结构比较简单，存储器芯片直接挂接在单片机的总线上，CPU对存储器的读写按直接物理地址来寻址存储器单元，存储器的寻址空间一般都为64 KBI/O接口:通用微机中I/O接口主要考虑标准外设,用户通过标准总线连接外设，能达到即插即用。单片机应用系统的外设都是非标准的，且千差万别，种类很多。 （4）单片机与嵌入式系统嵌入式系统是以应用为中心，以计算机技术为基础，并且软硬件可裁剪，适用于应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗有严格要求的专用计算机系统。它一般由嵌入式微处理器、外围硬件设备、嵌入式操作系统以及用户的应用程序等四个部分组成，用于实现对其他设备的控

3、制、监视或管理等功能。 （5）单片机系统单板机：将微处理器(CPU)、存储器、I/O接口电路以及简单的输入/输出设备组装在一块印刷电路板上，称其为单板微型计算机，简称单板机。单片机：将微处理器(CPU)、存储器、I/O接口电路和相应实时控制器件集成在一块芯片上，称其为单片微型计算机，简称单片机。 微型计算机：微处理器(CPU)、存储器、I/O接口电路由总线有机地连接在一起的整体，称为微型计算机。微型计算机系统：微型计算机与外围设备、电源、系统软件一起构成的系统，称为微型计算机系统。n 1.2 单片机的发展 （1）数据位发展 4位-8位-16位-32位 （2）单片机技术的发展 体系结构（SCU-

4、MCU-SOC） 速度 低功耗2 / 21 OTP-MTPn 1.3 单片机的特点及应用 特点：存储器、指令系统和位处理、I/O、外部扩展 优点：体积小、面向控制、抗干扰、分布式n 1.4 单片机类型 MCS-51产品分类：基本型、增强型、低功耗型n 2.2 内部结构及引脚 ALE 、PSEN、RST、EA、WR、RDn 2.3 微处理器 CPU分为运算部件和控制部件 （1）运算部件 功能：逻辑运算、算术运算、位操作、数据传输 组成：ALU、A、B、暂存器等 PSW：C、AC、RS1、RS0、OV OV：有符号数和无符号数布尔机： 1位累加器：借用进位标制位CY。即作为数据源之一又是运算结果的

5、存放处，位数据传送的中心。2 位寻址的RAM：内部RAM位寻址区0127位(20H2FH)3 位寻址寄存器：SFR中可位寻址的位。4 位寻址的I/O口：并行I/O口中可以位寻址的位（如P1.0）5 位操作指令系统：置位、清零、取反、位状态判跳、位逻辑运算、位输入/输出等。 （2）控制器 定时控制功能：片内时钟和定时电路 片内时钟：内部时钟和外部时钟 （3）时序 时序定义 节拍、状态周期、机器周期、指令周期 51单片机分 单周期指令、双周期指令、四周期指令n 2.4 存储器2.4.1 程序存储器 2.4.2 数据存储器 2 片内RAM 结构 三个区块：工作寄存器区（001FH） RS1和RS0

6、位寻址区（20H2FH） 数据缓冲区（30HFFH） 堆栈 SP： 07H开始-30H 过程：入栈 先SP+1，再入栈 出栈 先出栈，再SP-1 SFR：（80HFFH）功能 专用寄存器n 2.5 并行I/O口 P0、P2分别地址低8位和高8位 P3多功能口、P1用户口 （1）P0 通用I/O和地址/数据复用 当作通用I/O口使用时 输出“1”需要接上拉电阻 输入“1”需要先输出“1” “准双向口” 读端口操作 “读-修改-写” （2）P1 无需上拉电阻n 2.9 复位 （1）复位状态 改变：SFR，PC （P0P3口-FFH，SP=07H） 不改变：片内RAM （2）复位电路：上电复位、按钮

7、复位n 2.10 51低功耗 HMOS，CMOS，CHMOS CHMOS提供两种节电工作方式 空闲和掉电n 3.1 概述 指令：能完成特定功能的命令。指令描述的两种基本形式：机器语言和汇编语言 指令系统：计算机能够执行的全部操作所对应的指令集合。编写程序实际上是从指令系统中挑选一个指令子集的过程指令的属性指令一般有功能、时间和空间三种属性。功能属性是指每条指令都对应一个特定的操作功能；时间属性是指一条指令执行所用的时间，一般用机器周期来表示；空间属性是指一条指令在程序存储器中存储所占用的字节数。n 3.2 寻址方式寻址方式定义CPU寻找操作数或操作数地址的方法。寻址方式越多，计算机指令功能越强

8、，灵活性越大 七种寻址方式 n 3.3 数据传送指令 1、片内数据存储器 mov 目的操作数 源操作数 Rn 立即寻址 Ri Rn direct Ri A direct A2 片外RAM MOVX A，DPTR MOVX A，Ri MOVX DPTR ，A MOVX Ri ，A3 片外ROM MOVC A,A+DPTR MOVC A,A+PCn 3.4 算术运算指令 ADD、ADDC、SUBB、INC、DEC PSW： OV、C、AC、P MUL和DIVn 3.5 逻辑运算及移位指令 ANL、ORL、XRL RR、RL、RLCn 3.6控制转移指令 AJMP，SJMP 例：判断AJMP目标的合

9、法性 0000H AJMP 0111H 07FEH AJMP 0C10H 0100H AJMP 0B11H JZ、CJNE（条件判断） DJNZ（循环）n 3.7 子程序调用和返回 LCALL、ACALL 入栈 RET、RETI出栈n 3.8 位操作指令 P95 3-19n 中断的定义所谓中断是指CPU对系统中或系统外发生的某个事件的一种响应过程，即CPU暂时停止现行程序的执行，而自动转去执行预先安排好的处理该事件的服务子程序。当处理结束后，再返回到被暂停程序的断点处，继续执行原来的程序。实现这种中断功能的硬件系统和软件系统统称为中断系统。 中断要解决的三个基本问题 51中断系统 2、5、4n

10、 中断源 可硬件撤销中断：外部中断、T0、T1 软件撤销中断：串行口n 中断控制 n 中断优先级外部中断0 定时器/计数器0中断 外部中断1 定时器/计数器1中断 串行口中断 定时器/计数器2中断 （1） 三原则正在进行的中断过程不能被新的同级或低优先级的中断请求所中断，一直到该中断服务程序结束，返回了主程序且执行了主程序中的一条指令后，CPU才响应新的中断请求。正在进行的低优先级中断服务程序能被高优先级中断请求所中断，实现两级中断嵌套。CPU同时接收到几个中断请求时，首先响应优先级最高的中断请求。 （2）中断的自然序 EX0、ET0、EX1、ET1、ESn 中断响应条件和响应过程n 响应时间

11、最长8T，最短3Tn 5.1 概述 定时的方法：硬件、软件、可编程 定时与计数的关系：T=N*Tcy 初值：N=2n-xn 5.2结构 16位T0、T1；加计数器n 5.3 工作方式n 5.4 定时计数器程序设计 设计定时器/计数器应用程序三步骤： (1) 根据定时或计数要求确定适当的定时/计数方式、计算初值，设定特殊功能寄存器TMOD、THx、TLx。 (2) 根据对定时器/计数器的要求设置中断系统，即设置中断允许控制寄存器IE和中断优先级控制寄存器IP (3) 启动定时器/计数器，即置位TCON中的TRx位。 P85 例33n 6.1基本概念 计算机通信、并行通信、串行通信 异步传输方式：

12、异步的含义、字符格式、波特率 同步传输方式 全双工、单工、半双工、UART n 6.2 工作方式MOV SBUF,A MOV A, SBUFn 6.3 波特率的计算n 6.4 多机通信 P87 例35n 7.1 概述 最小系统，系统扩展的内容和基本方法n 7.2 存储器的扩展 译码方式：全译码和部分译码 程序存储器：1）确定地址范围2）计算扩展片数3）确定译码方式4）地址线、数据线、控制线（PSEN、EA） 数据存储器：1）确定地址范围2）计算扩展片数3）确定译码方式4）地址线、数据线、控制线（WR、RD） n 8.1 概述 键输入流程 键盘接口和输入要解决的几个问题 1）消除键抖动 （硬件、

13、软件） 2）键盘码识别 3）键盘监测（中断、查询）n 行列键盘 流程图n 8.2 显示及显示器接口 常用显示器包括：LED、LCD、CRT 七段LED分共阴极和共阳极 显示方式：静态显示和动态显示 动态显示原理及程序设计n 8.3 A/D转换器 1、概述 量化间隔、量化误差 常用的转换逐次逼近和双重积分 2、ADC0809 结构：8路模拟开关、地址锁存器、8位转换器、三态缓冲器 时序： 与51连接 程序设计n 8.4 D/A转换器 1、概述 分辨率、建立时间 2、DAC0832 结构：双缓冲 工作方式：直通、单缓冲、双缓冲 时序 程序设计： 例1 设内部RAM(30H)=40H，(40H)=1

14、0H，(10H)=00H(P1)=CAH，分析以下程序执行后各单元及寄存器、P2口的内容。MOV R0，#30H；(R0)30HMOV A，R0；(A)(R0)MOV R1，A；(R1)(A)MOV B，R1；(B)(R1)MOV R1，P1；(R1)(P1)MOV P2，P1；(P2)(P1)MOV 10H，#20H；(10H)20H 执行上述指令后的结果为：(R0)=30H，(R1)=(A)=40H，(B)=10H，(40H)=(P1)=(P2)=CAH，(10H)=20H例2 若在外部程序存储器中2000H单元开始依次存放09的平方值，数据指针(DPTR)=3A00H，用查表指令取得20

15、03H单元的数据后，要求保持DPTR中的内容不变。完成上述功能的程序如下：MOV A，#03H；(A)03HPUSH DPH；保护DPTR高8位入栈PUSH DPL；保护DPTR低8位入栈MOV DPTR，#2000H；(DPTR)2000HMOVC A，A+DPTR；(A)(2000H+03H)POP DPL ；弹出DPTR低位POP DPH ；弹出DPTR高位执行结果：(A)09H，(DPTR)=3A00H例3 设(R0) = 30H，30H = 4AH，(A) = 28H，则执行XCH A， R0后，结果为(A) = 4AH，(30H) = 28H。执行XCHD A，R0后，结果为(A)

16、 = 2AH，(30H) = 48H。执行SWAP A后，结果为(A) = 82H。例4 设外部RAM(0203H)= FFH，分析以下指令执行后的结果。MOV DPTR，#0203H ；(DPTR)0203HMOVX A，DPTR ；(A)(DPTR)MOV 30H，A ；(30H)(A)MOV A，#0FH ；(A)0FHMOVX DPTR，A ；(DPTR)(A)执行结果为：(DPTR)=0203H，(30H)=FFH，(0203H)=(A)=0FH例5 从片外程序存储器2000H单元开始存放09的平方值，以PC作为基址寄存器进行查表得9的平方值。 设MOVC指令所在地址(PC)=1FF

17、0H，则偏移量=2000H-(1FF0H+1)=0FH。 相应的程序如下：MOV A，#09H ；(A)09HADD A，#0FH ；用加法指令进行地址调整MOVC A，A+PC ；(A)(A)+(PC)+1)执行结果为：(PC)=1FF1H，(A)=51H。 试分析以下程序的执行结果。(A)=_,(B)=_。 MOV SP，#3AHMOV A，#20HMOV B，#30HPUSH APUSH BPOP APOP B 例6 设(A) = 49H，(R0)=6BH，分析执行指令ADD A，R0后的结果。 结果为：(A)=B4H，OV=1，CY=0，AC=1，P=0。 例7 设(A)=C3H，数据

18、指针低位(DPL)=ABH，CY=1，分析执行指令ADDC A，DPL后的结果。 结果为：(A)=6FH，CY=1，AC=0，P=0。 例8 设 (A) = 52H，(R0)=B4H，分析执行如下指令后的结果 CLR C ；是位操作指令，是进位位清零 SUBB A，R0 结果为：(A)=9EH，CY=1，AC=1，OV=1，P=1例9 设 (R0) = 7EH，(7EH)=FFH，(7FH)=38H，(DPTR)=10FEH，分析逐条执行下列指令后各单元的内容。INC R0 ；使7EH单元内容由FFH变为00HINC R0 ；使R0的内容由7EH变为7FHINC R0 ；使7FH单元内容由38

19、H变为39HINC DPTR ；使DPL为FFH，DPH不变INC DPTR ；使DPL为00H，DPH为11HINC DPTR ；使DPL为01H，DPH不变例10 对BCD码加法65 + 58DBH，进行十进制调整。 参考程序如下：MOV A，#65H ；(A)65ADD A，#58H ；(A)(A)+58DA A ；十进制调整例11 设片内RAM 30H，31H单元中分别存放着两位BCD码表示的被减数和减数，两数相减的差仍以BCD码的形式存放在32H单元中。可用下面的程序实现：CLR CMOV A，#9AHSUBB A，31H ；求减数的十进制补码ADD A，30H ；作十进制补码加法D

20、A A ；进行BCD调整MOV 32H，A ；将BCD码的差送存32H单元例12 (P1)=C5H=11000101B，屏蔽P1口高4位而保留低4位。 执行指令：ANL P1，#0FH 结果为：(P1)=05H=00000101B。 逻辑“或”指令常用来使字节中某些位置“1”，其它位保持不变。则欲置位的位用1与该位相或，保留不变的位用0 与该位相或。例13 若(A)=C0H，(R0)=3FH，(3FH)=0FH, 执行指令：ORL A，R0 结果为：(A)=CFH=11001111B。 逻辑异或指令常用来使字节中某些位进行取反操作，其它位保持不变。欲某位取反该位与1相异或；欲某位保留则该位与0

21、 相异或。还可利用异或指令对某单元自身异或，以实现清零操作。例14 若(A)=B5H=10110101B，执行下列操作： XRL A，#0F0H ； A的高4位取反，低4位保留， (A)=01000101B=45H MOV 30H，A ；(30H)=45H XRL A，30H ；自身异或使A清零 用移位指令还可以实现算术运算，左移一位相当于原内容乘以2，右移一位相当于原内容除以2，但这种运算关系只对某些数成立(请读者自行思考)。例15 设(A)=5AH=90，且CY=0，则执行指令RL A后，(A)=B4H=90。执行指令 RR A后，(A)=2DH=45。执行指令 RLC A后，(A)=B4

22、H=90。执行指令 RRC A后，(A)=2DH=45。 数据拆分与拼装 要求：从(30H)=x7x6x5x4x3x2x1x0中取出高5位，从(31H)=y7y6y5y4y3y2y1y0中取出低3位，拼装后存入40H中，(40H)=y2y1y0x7x6x5x4x3。编写程序实现。 ORG 0000H MOV A,30H SWAP A ;(X3X2X1X0 X7X6X5X4) RL A ;X2X1X0X7X6X5X4X3 MOV 40H,AANL 40H,#00011111B MOV A,31H MOV B,#20H MUL A,B ANL A,11100000B ORL 40H,A例16 根据累