单片机原理及应用复习课件

单片机原理及应用

复习1第1章计算机基础知识熟练掌握二进制、八进制、十进制、十六进制之间的相互转换关系。掌握原码、反码、补码之间的转换关系，会计算-128~+127的原码、反码、补码。掌握二进制数的算数运算和逻辑运算规则，理解进位和溢出的含义。掌握BCD码（十进制数的二进制表示），0~9、a~z、A~Z的ASCII码。2第2章80C51单片机的硬件结构单片机的概念

将CPU和其他接口电路集成于一个芯片之中，使其具有计算机的基本功能。其中包括以下主要微型机部件：随机存储器RAM（RandomAccessMemory）只读存储器ROM（ReadOnlyMemory）中断系统定时器/计数器I/O口电路3MCS-51单片机系列按资源的配置数量，MCS-51单片机系列分为51子系列：基本型，根据片内ROM的配置，对应芯片依次为8031、8051、8751、80C31、80C51、87C5152子系列：增强型，对应芯片依次为8032、8052、8752、80C32、80C52、87C52。系列片内ROM/B片内RAM/B并行I/O口串行I/O口定时器/计数器中断源制造工艺无掩膜ROMEPROMMCS-51子系列803180514K87514K1284×8位125HMOS80C3180C514K87C514K1284×8位125CHMOSMCS-52子系列803280528K87528K1284×8位136HMOS80C3280C528K87C528K1284×8位136CHMOS480C51单片机芯片引脚VCC（40）：+5V电源VSS（20）：接地XTAL1（19）和XTAL2（18）：振荡电路PSEN（29）：片外ROM选通信号，低电平有效。ALE/PROG（30）：地址锁存信号输出端/EPROM编程脉冲输入端。RST/VPD（9）：复位信号输入端/备用电源输入端EA/VPP（31）：内/外部ROM选择端P0口（39-32）：双向I/O口P1口（1-8）：准双向通用I/O口P2口（21-28）：准双向I/O口P3口（10-17）：多功能口580C51单片机芯片逻辑符号口线第二功能功能含义P3.0RXD串行数据接收P3.1TXD串行数据发送P3.2INT0外部中断0申请P3.3INT1外部中断1申请P3.4T0定时器/计数器0计数输入P3.5T1定时器/计数器1计数输入P3.6WR外部RAM写选通P3.7RD外部RAM读选通6MCS-51系列单片机结构及组成CPU7MCS—51系列单片机由8大部分组成：一个8位CPU，包括运算器和控制器；128个字节的片内RAM（52子系列为256字节）；4KB的片内ROM或EPROM（52子系列8KB，8031和8032无）；18个特殊功能寄存器SFR（52子系列21个）；4个8位并行I/O接口：P0口、P1口、P2口、P3口；1个全双工串行I/O接口；2个16位定时器/计数器（52子系列为3个）；1个具有5个中断源，可编程为2个优先级的中断系统，可以接收外部中断申请、定时器/计数器中断申请和串行口中断申请（52子系列为6个或7个）。

880C51芯片逻辑结构图9

PSW（程序状态字）

PSW是一个8位的标志寄存器，它保存指令执行结果的特征信息，以供程序查询和判别。PSW格式及含义如下:

CY（PSW.7）——进位标志位AC（PSW.6）——辅助进位（或称半进位）标志F0（PSW.5）——由用户定义的标志位。复位时该位为“0”RS1和RS0（PSW.4和PSW.3）——工作寄存器组选择位OV（PSW.2）

——溢出标志位。由硬件置位或清零。

PSW.1

——未定义位

P（PSW.0）

——奇偶标志位（A中1的个数：偶0，奇1）位序PSW.7PSW.6PSW.5PSW.4PSW.3PSW.2PSW.1PSW.0位标志CYACF0RS1RS0OV／P10

PC（程序计数器）PC是专门用来控制指令执行顺序的寄存器，其内容为将要执行的下一条指令的地址，即下一条将要从ROM中取出的指令地址。PC是一个16位的寄存器，它在物理上是独立的，不在内部RAM之列，没有地址，是不可寻址的。16位地址的寻址范围为64KB（ROM）。用户不需要也无法对PC进行读/写，PC的内容是通过执行指令改变的。在执行指令过程中，PC具有自动加1功能。在执行转移、调用、返回等指令时能自动改变PC内容，以改变程序的执行顺序。复位时，PC自动装入0000H，使程序从0000H单元开始执行。11

DPTR（数据指针）16位特殊功能寄存器，也可作为两个8位寄存器，高8位用DPH表示，低8位用DPL表示。它是MCS-51中唯一一个供用户使用的16位寄存器。功能：在访问外部RAM时作地址指针使用。在变址寻址方式中，用作基址寄存器，用于对ROM的访问。1280C51单片机存储器组织结构内部ROM4KBEA=1外部ROM4KBEA=0内部RAM128B0FFFH0000H0FFFH0000HFFFFH1000H外部RAM64KB特殊功能寄存器(21个SFR)外部ROM60KBFFH80H7FH00H程序存储器地址空间数据存储器地址空间FFFFH0000H（MOV指令操作域）（MOVX指令操作域）（MOVC指令操作域）13MCS-51单片机系统的存储器结构特点数据存储器和程序存储器截然分开

RAM和ROM的地址空间、存取指令和控制信号各有一套。存储器有内外之分

为扩展外部存储器，单片机的芯片引脚已经作了预先准备：通过口线最多可提供16位地址，对外部存储器的寻址范围达64KB；ALE信号用于外部存储器的地址锁存；WR和RD信号分别用于外部RAM的写选通和读选通；PSEN信号用于外部ROM的读选通；EA信号用于内外ROM的访问控制。14系统复位和中断地址区（ROM）

地址区

操作0000H~0002H系统复位0003H~000AH外部中断0中断地址区000BH~0012H定时器/计数器0中断地址区0013H~001AH外部中断1中断地址区001BH~0022H定时器/计数器1中断地址区0023H~002AH串行口中断地址区一般从中断首地址开始存放一条无条件转移指令，以便中断响应后，通过中断地址区，再转到中断服务程序的实际入口地址。15内部RAM低128单元的划分工作寄存器组0位寻址区（位地址：00H~7FH）用户RAM区（堆栈、数据缓冲）7FH30H2FH20H工作寄存器组3工作寄存器组2工作寄存器组11FH18H17H10H0FH08H07H00HR7R0R7R0R7R0R7R0………………………工作寄存器区（共32个字节单元，分为4组，每组8个8位寄存器，只能按字节寻址）用户RAM区（共80个字节单元，只能按字节寻址）位寻址区（共16个字节单元，128个位，可按位寻址，也可按字节寻址）16工作寄存器组0工作寄存器组1工作寄存器组2工作寄存器组3地址寄存器地址寄存器地址寄存器地址寄存器00HR008HR010HR018HR001HR109HR111HR119HR102HR20AHR212HR21AHR203HR30BHR313HR31BHR304HR40CHR414HR41CHR405HR50DHR515HR51DHR506HR60EHR616HR61EHR607HR70FHR717HR71FHR7工作寄存器的使用方法：①以寄存器的形式使用，用寄存器符号表示；

②以存储单元的形式使用，以单元地址表示。工作寄存器区各寄存器对应的地址17单元地址D7D6D5D4D3D2D1D02FH7FH7EH7DH7CH7BH7AH79H78H2EH77H76H75H74H73H72H71H70H2DH6FH6EH6DH6CH6BH6AH69H68H2CH67H66H65H04H63H62H61H60H2BH5FH5EH5DH5CH5BH5AH59H58H2AH57H56H55H54H53H52H51H50H29F4FH4EH4DH4CH4BH4AH49H48H28H47H46H45H44H43H42H41H40H27H3FH3EH3DH3CH3BH3AH39H38H26H37H36H35H34H33H32H31H30H25H2FH2EH2DH2CH2BH2AH29H28H24H27H26H25H24H23H22H21H20H23H1FH1EH1DH1CH1BH1AH19H18H22H17H16H15H14H13H12H11H10H21H0FH0EH0DH0CH0BH0AH09H08H20H07H06H05H04H03H02H01H00H内部RAM位寻址区的位地址18SFR名称符号D7位地址/位定义D0字节地址寄存器BBF7F6F5F4F3F2F1F0F0H累加器AACCE7E6E5E4E3E2E1E0E0H程序状态字PSWD7D6D5D4D3D2D1D0D0HCYACF0RS1RS0OVP中断优先级IPBFBEBDBCBBBAB9B8B8HPSPT1PX1PT0PX0I/O端口3P3B7B6B5B4B3B2B1B0B0HP3.7P3.6P3.5P3.4P3.3P3.2P3.1P3.0中断允许控制IEAFAEADACABAAA9A8A8HEAESET1EX1ET0EX0I/O端口2P2A7A6A5A4A3A2A1A0A0HP2.7P2.6P2.5P2.4P2.3P2.2P2.1P2.0串行数据缓冲SBUF99H串行控制SCON9F9E9D9C9B9A999898HSM0SM1SM2RENTB8RB8TIRII/O端口1P1A99695949392919090HP1.7P1.6P1.5P1.4P1.3P1.2P1.1P1.0特殊功能寄存器地址映像19SFR名称符号D7位地址/位定义D0字节地址定时/计数器1（高字节）TH18DH定时/计数器0（高字节）TH08CH定时/计数器1（低字节）TL18BH定时/计数器0（低字节）TL08AH定时/计数器方式选择TMODGATEC/TM1M0GATEC/TM1M089H定时/计数器控制TCON8FH8EH8DH8CH8BH8AH89H88H88HTF1TR1TF0TR0IE1IT1IE0IT0电源控制及波特率控制PCONSMODGF1GF0PDIDL87H数据指针高字节DPH83H数据指针低字节DPL82H堆栈SP81HI/O端口0P087H86H85H84H83H82H81H80H80HP0.7P0.6P0.5P0.4P0.3P0.2P0.1P0.0特殊功能寄存器地址映像（续）20

堆栈指针（SP）堆栈指针SP是8位的特殊功能寄存器，可指向片内RAM128字节（00H~7FH）的任何单元。堆栈的两种操作（进栈和出栈）都是对栈顶单元进行的。SP用来指示栈顶，SP的内容就是堆栈栈顶的存储单元地址。系统复位后，SP的内容为07H，但由于堆栈一般在内部RAM的30H~7FH单元中开辟，所以在程序设计时应注意把SP值初始化为30H以后，以免堆栈占用工作寄存器区和位寻址区。SP的内容一经确定，堆栈的位置也就跟着确定下来，由于SP可初始化为不同值，因此堆栈位置是浮动的。51单片机的堆栈属于向上生长型21P0口字节地址：80H，位地址：80H~87H既能用作通用I/O口，又能用作地址/数据总线的复用。V1V2123422P1口字节地址：90H，位地址：90H~97H只能作为通用I/O口使用，是准双向口。12V123P2口字节地址：0A0H，位地址：0A0H~0A7H可作为通用I/O口或地址总线高8位，是准双向口。123V124P3口字节地址：0B0H，位地址：0B0H~0B7H可用作通用I/O口，同时每个引脚还有第二功能。准双向口3V141225【注意】I/O口作为输入口时有读锁存器与读引脚两种工作方式：读锁存器时实际上并不从外部读入数据，而是把锁存器的内容读入到内部总线，经过某种运算或变换后再写回到锁存器。（读-修改-写）读引脚时才真正地把外部的数据读入到内部总线，CPU将根据不同的指令，分别发出“读锁存器”或“读引脚”信号，由硬件自动完成不同的操作。读引脚时，首先要通过外部指令把锁存器置“1”，然后再执行读引脚操作。26

时序定时单位振荡周期（节拍P）：振荡脉冲的周期。时钟周期（状态S）：两个振荡周期为一个时钟周期。一个状态包含两个节拍，前半周期对应的节拍叫P1，后半周期对应的节拍叫P2。机器周期：一个机器周期的宽度为6个状态，用S1、S2、…、S6表示；共12个节拍，依次可表示为S1P1、S1P2、S2P1、S2P2、…、S6P1、S6P2。指令周期：执行一条指令所需要的时间，它以机器周期为单位，是最大的时序定时单位。MCS-51的指令周期根据指令的不同，可包含有1、2、4个机器周期。27

时钟电路80C51单片机的振荡电路分频电路28程序执行方式（分为连续执行和单步执行）复位方式：在RST端加上持续2个机器周期以上的高电平。掉电方式：由PCON的位PD来控制（PD=1）。掉电方式下，只有片内RAM00H~7FH单元的内容被保留，其它一切都停止。在VCC恢复正常之前，不可进行复位。当VCC恢复正常后，硬件复位10ms能使单片机退出掉电保护。低功耗节电工作方式：由PCON的位IDL来控制（IDL=1）。在节电电方式下，单片机的时钟振荡电路继续工作，为中断逻辑、定时器和串行口继续提供时钟信号，在内部只是把送往CPU的时钟信号封锁。EPROM编程和校验方式

MCS-51单片机的5种工作方式29复位后单片机有关寄存器的状态寄存器复位状态PC0000HACC00HPSW00HSP07HDPTR0000HIP×××00000BIE0××00000BP0~P3FFHTCON00H寄存器复位状态TMOD00HTL000HTH000HTL100HTH100HSCON00HSBUF未定PCON(HMOS)0×××××××BPCON(CHMOS)0×××0000B3080C51的复位电路上电自动复位：通过电容充电来实现。接通电源即可完成系统的复位。按键手动复位：按下复位按钮即可复位。分为电平方式和脉冲方式两种。单片机系统在运行出错或进入死循环时，可按复位键重新启动。31第3章80C51单片机的指令系统MCS-51单片机汇编语言语句的标准格式：

MCS-51单片机指令系统共有111条指令：［<标号:>］<操作码

>［<操作数>］［;<注释>］按指令周期分类：单周期指令（64条）双周期指令（45条）四周期指令（2条）按字节数分类：单字节指令（49条）双字节指令（45条）三字节指令（17条）

32MCS-51单片机的7种寻址方式及相应的存储器空间

序号寻址方式相应存储器空间1寄存器寻址R0~R7，累加器A、寄存器B、数据指针DPTR、位累加器CY2直接寻址内部RAM的低128单元（00H~7FH），SFR，程序存储器（转移或调用）3寄存器间接寻址内部RAM的低128单元，外部RAM4立即寻址程序存储器（立即数）5变址寻址程序存储器（@A+DPTR、@A+PC）6位寻址内部RAM中的20H~2FH，SFR中的可寻址位7相对寻址程序存储器寻址方式：指定操作数存放位置的方法。33343536373839移位类指令404142指令助记符有影响的标志位备注CYOVAC“√”：表示根据运行结果使该标志置1或清零；“×”：表示运行结果对该标志无影响；“0”：表示标志清0；“1”：表示标志置1。ADD√√√ADDC√√√SUBB√√√MUL0√×DIV0√×DA√×√RRC√××RLC√××SETBC1××CLRC0××CPLC√××ANLC,bit√××ANLC,/bit√××ORLC,bit√××ORLC,/bit√××MOVC,bit√××CJNE√××影响标志位的指令43

伪指令（汇编控制指令）功能：用来设置符号值、保留和初始化存储空间、控制用户程序代码的位置。仅起到帮助汇编顺利进行的作用，不产生任何机器码，也不影响程序的执行。汇编起始地址伪指令：ORG结束汇编伪指令：END赋值伪指令：EQU定义字节伪指令：DB定义数据字伪指令：DW预留存储空间伪指令：DS位定义伪指令：BIT

44第5章80C51单片机的中断与定时MCS-51单片机的中断系统具有5个中断源（52子系列为6个）

：2个外部中断、2个定时器中断和

1个串行中断。

可分为2个中断优先级，实现两级中断服务程序嵌套。每一个中断源的优先级可用程序设定。与中断系统工作有关的SFR：中断允许控制寄存器：IE定时器/计数器控制寄存器：TCON串行口控制寄存器：SCON中断优先级控制寄存器：IP中断源中断向量外部中断00003H定时器0中断000BH外部中断10013H定时器1中断001BH串行中断0023H45中断允许控制寄存器：IE 字节地址：0A8H位地址：0A8H~0AFH功能：用于控制是否允许使用中断。80C51单片机复位后IE=00H。单片机中断响应后硬件不会自动关闭中断，因此，在转中断服务程序后，应根据需要使用能将EA复位的有关指令禁止中断，即以软件方式关闭中断。位地址0AFH0AEH0ADH0ACH0ABH0AAH0A9H0A8H位符号EA——ESET1EX1ET0EX046定时器控制寄存器：TCON 字节地址：88H位地址：88H~8FH

功能：用于保存外部中断请求以及定时器的计数溢出。计数溢出标志位TF0和TF1的使用有两种情况：采用中断方式时，作为中断请求标志位来使用；采用查询方式时，作为状态位供查询使用。位地址8FH8EH8DH8CH8BH8AH89H88H位符号TF1TR1TF0TR0IE1IT1IE0IT047串行口控制寄存器：SCON 字节地址：98H位地址：98H~9FH功能：用于串行数据通信控制。在发送数据过程中，当最后一个数据位被发送完成后，TI由硬件置“1”

；软件查询时TI可作为状态位使用。在接收数据过程中，当采样到最后一个数据位有效时，RI由硬件置“1”

；软件查询时RI可作为状态位使用。在转向中断服务程序后，TI和RI用软件清“0”。位地址9FH9EH9DH9CH9BH9AH99H98H位符号SM0SM1SM2RENTB8RB8TIRI48中断优先级控制寄存器：IP 字节地址：0B8H位地址：0B8H~0BFH功能：用于设定各中断的优先级，通过IP可将中断分为高、低两个优先级。PX0：外部中断0优先级设定位PT0：定时器0中断优先级设定位PX1：外部中断1优先级设定位PT1：定时器1中断优先级设定位PS：串行中断优先级设定位位地址0BFH0BEH0BDH0BCH0BBH0BAH0B9H0B8H位符号———PSPT1PX1PT0PX0为“0”的位优先级低为“1”的位优先级高CPU复位时，IP中的各位均被清04980C51中断系统控制逻辑外中断请求标志计数溢出标志串行发送和接收标志中断响应时的中断优先原则是通过由中断标志、中断允许控制及中断优先级控制所构成的中断系统总体控制逻辑实现的。50MCS-51单片机的中断嵌套因为MCS-51单片机只具有两个优先级，因此具备两级中断服务嵌套的功能，中断嵌套只能一层，其对中断优先级的处理原则是：低优先级中断请求不能打断高优先级的中断服务；但高优先级中断请求可以打断低优先级的中断服务，从而实现中断嵌套。同优先级的中断不能嵌套。即如果一个中断请求已被响应，则同级的其它中断服务将被禁止。如果同级的多个中断请求同时出现，则按CPU查询次序确定哪个中断请求先被响应。51中断源入口地址同级内的中断优先权外部中断00003H最高最低定时器0溢出中断000BH外部中断10013H定时器1溢出中断001BH串行口中断0023H单片机在每一个机器周期的最后一个状态S6进行中断查询，查询按优先级顺序进行。对同一优先级中断请求的查询次序：52中断响应是有条件的，并不是查询到的所有中断请求都能被立即响应，当存在下列情况之一时，中断响应被封锁：CPU正在执行一个同级或高级的中断服务程序。查询中断请求的机器周期不是当前指令的最后一个机器周期。当前正在执行的指令是返回指令（RET或RETI）或访问寄存器IE、IP的指令。中断响应的条件单片机对中断查询的结果不作记忆，当有新的查询结果出现时，因为以上原因而被拖延的查询结果将不复存在，其中断请求也不能再被响应，CPU将按新的查询结果进行中断响应。53只有在一条指令全部执行完毕之后，才能响应中断请求，以确保指令的完整执行。中断服务流程执行主程序返回断点执行一条指令关中断保护现场和断点开中断中断服务关中断恢复现场开中断有中断请求？取下一条指令YN5480C51单片机的定时器/计数器位地址8FH8EH8DH8CH8BH8AH89H88H位符号TF1TR1TF0TR0IE1IT1IE0IT0定时器/计数器控制寄存器：TCON字节地址：88H位地址：88H~8FH（可位寻址）功能：用于保存外部中断请求以及定时器的计数溢出。TF0和TF1：计数溢出标志位TR0和TR1：运行控制位（软件置1或清0）55定时器方式选择寄存器：TMOD字节地址：89H（不可位寻址）位序D7D6D5D4D3D2D1D0位符号GATEC/TM1M0GATEC/TM1M0定时器/计数器1定时器/计数器0功能：用于设定定时器/计数器的工作方式（只能用字节传送指令设置其内容）中断允许控制寄存器：IE字节地址：0A8H位地址：0A8H~0AFH位地址0AFH0AEH0ADH0ACH0ABH0AAH0A9H0A8H位符号EA——ESET1EX1ET0EX056

定时器工作方式0计数值的范围：1~8192（213）定时时间的计算公式：（213－计数初值）×机器周期57

定时器工作方式

1计数值的范围：1~65536（216）定时时间的计算公式：（216－计数初值）×机器周期TL0(8位)58定时器工作方式

2方式2为8位计数结构，最大计数值为256（28）。方式2适用于循环定时或循环计数。可用于产生固定脉宽的脉冲，或作为串行数据通信的波特率发生器。59

定时器工作方式

3在工作方式3下，定时器/计数器0被拆成两个独立的8位计数器TL0和TH0。其中TH0借用定时器/计数器1的运行控制位TR1及计数溢出标志位TF1，此时定时器/计数器1只能工作在方式0、方式1或方式2。在工作方式3下，定时器/计数器0中TL0和TH0的使用：TL0既可用于计数，又可用于定时。TH0只能作8位的定时器使用。60定时器/计数器0工作方式3的逻辑结构61工作方式3下的定时器/计数器162系统扩展是通过系统总线进行的。总线是连接单片机各扩展部件的一组公共信号线，是系统共享的通路，通过总线把个扩展部件连接起来，以进行数据、地址和控制信号的传送。单片机数据存储器程序存储器I/O接口I/O接口地址总线AB数据总线DB控制总线CBI/O设备I/O设备第6章单片机并行存储器扩展6380C51单片机并行扩展总线结构图由于系统外扩展的需要，80C51单片机的4个并行I/O口（共32条口线），只有P1口和P3口的部分口线可供数据I/O使用。（P3.7）（P3.6）64存储器并行扩展存储器扩展的主要内容：地址线、数据线和控制线的连接。地址线的连接：低位地址线的连接与存储芯片的容量有关，高位地址线与扩展存储芯片的片选端直接连接（线选法）或通过译码器连接（译码法）。数据线的连接：将存储芯片的数据输出端与单片机P0口线对应连接即可。控制线的连接：扩展ROM时，将单片机的PSEN引脚与外部ROM的OE端连接；扩展RAM时，将单片机的WR和RD引脚分别与外部RAM的WE和OE端连接。存储单元地址分析：只要把最低地址和最高地址找出来，扩展的存储器在存储空间中所占据的地址范围即可确定。65单片程序存储器扩展连接图66说明：假设将P2口的P2.7与2716的片选端CE连接，则扩展的2716芯片的地址范围为：由于P2.3~P2.6的状态与2716芯片的寻址无关，所以在该芯片被寻址时，P2.3~P2.6可以为任意状态，即从0000~1111共16种组合，表明2716芯片对应着16个地址区间，在这些地址区间内都能访问到2716，这就是地址区间重叠问题。一般假定未用到的高位地址线的状态为0。A15A14A13A12A11A10A9A8A7A6A5A4A3A2A1A0最低地址1××××00000000000最高地址1××××1111111111167多片程序存储器的扩展（线选法1）使用两片2764扩展一个程序存储器系统。P0.7~P0.0P2.4~P2.0P2.7P2.6III803168多片程序存储器的扩展（线选法2）使用两片2764扩展一个程序存储器系统。P0.7~P0.0P2.4~P2.0III803169多片程序存储器的扩展（译码法）使用8片2764扩展一个程序存储器系统。70单片数据存储器扩展连接图7112多片数据存储器的扩展（线选法）使用2片6116扩展一个数据存储器系统。P2.4P2.372同时扩展8KB的RAM和8KB的ROM（线选法）P2.6P2.773

2764（ROM）接P2.7，地址范围：0000H~1FFFH0××0,0000,0000,0000~0××1,1111,1111,11116264（RAM）接P2.6，地址范围：0000H~1FFFH×0×0,0000,0000,0000~×0×1,1111,1111,1111由于两种存储器都是由P2口提供高位地址，P0口提供低8位地址，故它们的地址范围相同，都是0000H~1FFFH。但ROM的读操作由PSEN信号控制，而RAM的读和写分别由RD和WR信号控制，因此不会造成操作上的混乱。说明：74单片机存储器系统的特点1. 程序存储器与数据存储器并存。2. 内外存储器并存。 80C51单片机系统有4个物理存储空间：片内程序存储空间片外程序存储空间片内数据存储空间片外数据存储空间3.程序存储器地址具有连续性要求。 80C51单片机系统有3个逻辑存储空间，即：片内外统一编址的64KB程序存储器空间256B的片内数据存储空间64KB的片外数据存储空间751. 存储空间的区分硬件措施：对不同的存储空间使用不同的控制信号。软件措施：访问不同的存储空间使用不同的指令。

2.内外程序存储空间的衔接MCS-51系列单片机芯片中，有些芯片有内部ROM，有些芯片没有内部ROM。为此，MCS-51单片机特别配置了一个访问内外程序存储器的控制信号EA。80C51单片机存储器的使用76I/O接口电路：单片机与外部设备之间接口界面的硬件电路。端口：接口电路中已编址并能进行读或（和）写操作的寄存器，简称为口（Port）。第7章单片机并行I/O扩展I/O接口电路的功能：速度协调输出数据锁存数据总线隔离数据转换增强驱动能力I/O接口的特点:异步性实时性与设备无关性77无条件方式（同步程序传送）：无需测试设备的状态，可以根据需要随时进行I/O操作。查询方式（有条件传送方式）：在I/O操作前，要检测设备的状态，只有在确认设备已“准备好”的情况下，单片机才能执行I/O操作。中断方式：当设备做好准备之后，就向单片机发出中断请求。单片机接收到中断请求之后作出响应，暂停正在执行的原程序，而转去执行中断服务程序，通过执行中断服务程序完成一次I/O操作，然后程序返回，单片机再继续执行被中断的原程序。单片机I/O控制方式78可编程并行接口芯片82558255的内部结构按功能可分为3个逻辑电路部分：口电路总线接口电路控制逻辑电路791.方式0（基本输入/输出方式）方式0适用于无条件数据传送。因为没有条件限制，所以数据传送可随时进行。两个8位口（A口和B口）和两个4位口（C口高位部分和C口低位部分）都可以分别或同时设置为方式0。4个口可以有16种输入/输出组合。2.方式1（选通输入/输出方式）方式1下，A口和B口是数据口，C口是控制口，用于传送和保存数据口所需要的联络信号。A口和B口的联络信号都是3个。8255工作方式80只有A口才能选择工作方式2，这时A口既能输入数据又能输出数据。方式2适用于查询或中断方式的双向数据传送。81C口位线方式2输入输出PC7OBFAPC6ACKAPC5IBFAPC4STBAPC3INTRAINTRAPC2PC1PC03.方式2（双向数据传送方式）C口位线方式1输入输出PC7OBFAPC6ACKAPC5IBFAPC4STBAPC3INTRAINTRAPC2STBBACKBPC1IBFBOBFBPC0INTRBINTRB818255是可编程接口芯片，主要编程内容是两条控制命令：工作方式命令和C口位置位/复位命令，编程写入的命令保存在8255的控制寄存器中。由于这两条命令是通过标志位（最高位）状态进行区别的，所以可按同一地址写入，且先后顺序不受限制。8255的编程内容82功能：用于设定各数据口的工作方式及数据传送方向。1.工作方式命令83在方式1和方式2下，C口用于定义控制信号和状态信号，因此，C口的每一位都可以进行置位或复位。2.C口位置位/复位命令848255端口选择及读/写控制表CSA1A0RDWR选择端口端口操作00001A口读端口A00101B口读端口B01001C口读端口C00010A口写端口A00110B口写端口B01010C口写端口C01110控制寄存器写控制命令1××××—数据总线缓冲器输出端呈高阻抗【注意】：控制寄存器只有写操作。对于端口选择信号，在接口电路中A0、A1分别接地址线A0、A1。片选信号CS在线选法中直接与一条高位地址线连接，在译码法中接地址译码器的输出。85键盘扫描程序流程7FH1FH17H0FH07HBFH1EH16H0EH06HDFH1DH15H0DH05HEFH1CH14H0CH04HF7H1BH13H0BH03HFBH1AH12H0AH02HFDH19H11H09H01HFEH18H10H08H00HF7HFBHFDHFEH86去抖动去抖动处理有软件和硬件两种方法：软件去抖动方法是采用时间延迟以躲过抖动（延时时间为10~20ms），待状态稳定后再进行列线状态输入和判定。硬件方法是在键盘中附加双稳态电路或滤波电路等去抖动电路，以抑制抖动的产生。硬件去抖动需增加成本。87用8255实现键盘接口接口电路逻辑图（以8255作8×4键盘的接口为例）P0.7P0.0+5V74LS373888段LED显示器898段数码管显示十六进制数的段码表字符共阴极段码共阳极段码03FHC0H106HF9H25BHA4H34FHB0H466H99H56DH92H67DH82H707HF8H87FH80H96FH90H字符共阴极段码共阳极段码A77H88HB7CH83HC39HC6HD5EHA1HE79H86HF71H8EHH76H09HP73H8CHU3EHC1H灭00HFFH908255作6位LED显示器接口电路91

异步串行通信异步串行通信是以字符为单位的间歇传输形式。为实现发送和接收双方的协调，传送时按字符进行包装，在数据位之外要增添起始位、奇偶校验位和停止位，构成一个通信帧。第8章MCS-51单片机串行通信92

同步串行通信为提高传送速度，把数据传输按相等的时间间隔分块进行，在数据块的开始加一些特殊字符，作为发送和接收双方的同步标志。由于数据块的位数较多，为防止错位，在发送数据时一般同时给出时钟信号，以保持接收与发送的同步。93串行通信的线路形式单工形式（Simplex

）。数据传输是单向的。通信双方中一方固定为发送端，另一方则固定为接收端。全双工形式（Full-duplex）。数据传输是双向的，可以同时发送和接收数据，需要两条数据线。半双工形式（Half-duplex）。数据传输也是双向的，但任何时刻只能由其中的一方发送数据，另一方接收数据。既可以使用一条数据线，也可以使用两条数据线。9480C51单片机串行口硬件电路串行口主要由发送寄存器、接收寄存器和移位寄存器等组成。95串行口控制机制MCS-51单片机的串行口通过控制寄存器、中断功能和波特率设置实现串行通信控制。

串行口控制寄存器（SCON）单元地址：98H，位地址：98H~9FH位地址9FH9EH9DH9CH9BH9AH99H98H位符号SM0SM1SM2RENTB8RB8TIRISM0、SM1：串行口工作方式选择位（由软件选定）SM2：多机通信控制位。（由软件置位或清零）TB8：发送数据位8。

RB8：接收数据位8。REN：允许接收位。

TI：串行发送中断请求标志。RI：串行接收中断请求标志。96

串行中断MCS-51单片机有2个串行中断：串行发送中断和串行接收中断，这两个串行中断共享一个中断向量0023H，通过在中断服务程序中对中断源进行判断，进行不同的中断处理。每当串行口发送或接收一个数据字节时，都产生中断请求。串行中断请求在芯片内部发生，因此不需要引脚。串行中断控制共涉及3个寄存器：串行口控制寄存器SCON中断允许控制寄存器IE中断优先级控制寄存器IP

97串行工