计算机中的数数制及相互转换

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1.1计算机中的数数制及相互转换

2课时

1.掌握二进制数、八进制数、十进制数以及十六进制数各自的计

数方法；

2.掌握二进制数、八进制数、十进制数以及十六进制数之间的相

互转换。

重点：各计数制的计数方法；

难点：二进制、八进制、十六进制数的互相转换。

多媒体、讲授

书本PIO11、12

前言

传统单片机教学模式：单片机结构一指令寻址一111条指令一I/O扩展，这种教学

模式往往使大部分人对单片机望而生畏，中途就打退堂鼓了，于是很多人长叹一声：

单片机太难学了！放弃吧。

在本课程讲解时配合动画形式从最简单的单片机应用开始，形象地讲解单片机的

硬件及编程方法，一个教学点安排一个典型应用实例，旨在最大限度地提高学生的学

习兴趣。配合动画听课，能使学生对课堂产生兴趣。

［新课引入］

在日常生活中，人们最熟悉的是十进制数。但在计算机中采用二进制数“0”和“1”

可以方便地表示机内的数据和信息。在编程时为了便于阅读和书写，人们还常用八进

制和十六进制来表示二进制数。

［新课讲授］

1.1计算机中的数制及相互转换

一、进位计数制

表示一个数时，仅用一位数码往往不够用，必须用进位计数的方法组成多位数码。

多位数码中每一位的构成以及从低位到高位的进位规律称为进位计数制，简称进位制。

在介绍进位制之前介绍两个概念。

基数：进位制的计数就是在该进位制中可能用到的数码个数，如平时常用的十进

制数中的0、1、2、…9就是其基数。

位权（位的权数）：在某一进制的数中，每一位的大小都对应着该位上的数码乘上

一个固定的数，这个固定的数就是这一位的权数，权数是一个事。

1、十进制数

十进制是人们日常生活中最为熟悉的计数制数，它有两个主要特点:

(1)有10个不同的数学符号：0、1、2、…、9：

(2)低位向高位进位的规律是“逢十进一”，即9+1=10。

任意一个十进制数N都可以表示成按权展开的多项式，如例：

1.2二进制数的运算

2课时

1.掌握二进制数的算术运算

2.掌握二进制数的逻辑运算。

重点：二进制数的算术逻辑运算；

难点：二进制、八进制、十六进制数的互相转换。

多媒体、讲授

书本PIO1-1.1-2

第一节、微型计算机运算基础

1.2二进制数的运算

一、二进制数的算术运算

二进制数只有0和1两个数字，其算术运算比较简单，力口、减法遵循“逢二进一”、

“借一当二”原则。

1.加法运算2.减法运算

规则：0+0=0；规则：0-0=0；

0+1=1+0=1；1-1=0；

1+1=10（有进位）1-0二1；

0-1=1（有借位）

例：求1001B=1011B例：求1101B-1UB

被加数1001被减数1101

加数+1011减数-111

进位标志11借位标志0001

和10100差0110

即:1001B+1011B=10100B即:11O1B+111B=11OB

3.乘法运算4.除法运算

规则：0X0=0；规则：0/1=0；

OX1=1XO=O；1/1=1

例：求1011BX10B例：求10I100/1001B

被乘数1011

乘数X10

1011X0=00000000

1011X1=1011+1011

积10110

即：1011BX10B=10110B

二、二进制数的逻辑运算

1.“与”运算

只有当参与运算的逻辑变量同时为“1”时，逻辑函数的输出才为“1”，否则为“0”

的运算称为“与”运算。其逻辑表达式可写为：

F=A・B=AB

式中的小圆点“产表示逻辑变量A和B的“与”运算，又称为逻辑乘。

开关的串联就是“与”运算，现在我们通过下面的电路来具体认识一下“与”运算。

实现“与”逻辑的电路称为与门。

与门的逻辑符号:

2、“或”运算

只要参与运算的逻辑变量:中有任何一个为“1”逻辑函数的输出就为的运算

称为“或”运算。其逻辑表达式可写为：

F=A+B

式中的加号“+”表示逻辑变量A和B的“或”运算，又称为逻辑加。

开关的并联就是“或”运算，现在我们通过下面的电路来具体认识一下“或”运算。

实现“或”逻辑的电路称为或门。

或门的逻辑符号:

3、“非”运算

逻辑函数的运算结果是逻辑变量的相反状态称为“非”运算。又称为取反运算。

变量A的“非”运算记作Ao其表达式:

F二A

开关与灯的并联是“非”运算。现在我们通过下面的电路来具体认识一下“非”运算。

实现“非”逻辑的电路称为非门。

非门的逻辑符号:

4、“异或”运算

只有当参与运算的两个逻辑变量状态不同时，逻辑函数的输出才为“1”，否则为

“0”的运算称为“异或”运算。其逻辑表达式可写为:

b=A®B

式中的符号“㊉”表示逻辑变量A和B的“异或”运算。

用下面的电路可以实现“异或”运算。现在我们通过下面的电路来具体认识一下

“异或”运算。

实现“异或”逻辑的电路称为异或门。

异或门的逻辑符号:

5、逻辑运算的基本规律

逻辑运算应满足5条公理:

交换律：交B二律A；

A•B=B•A

结合律:(A+B)+C=A+(B+C)；

(A•B)•C=A•(B-C)；

分配律：A・(B+C)=A•B+A・C；

A+B-C=(A+B)・(A+C)

0—1律:A+0=A；

A•1=A

A+l=l；

A-0=0

0A+A=0

互补律：_

A•A=()

6、摩根定律

A+B=A+B

摩根定律的公式为:

B=A-vB

［本堂小结］

1.二进制数的算术运算;

2.二进制数的逻辑运算。

［布置作业］

1.问答题：二进制数加减运算遵循什么规律?

2.计算题：1001B+110B二；01000B+llllB=

1.2带符号数的表示

2课时

1.掌握带符号数的表示方法；

2.掌握补码、反码的表达式。

重点：补码

难点：二进制数补码、反码的表示

多媒体、讲授

书本PIO1-1.1-2

［课前复习提问］

1.二进制算术运算的原则是什么？

2.二进制逻辑运算有哪些？各逻辑运算的符号？

［新课引入］:

在计算机中，计算机只认识“0”和“1”，但是不可避免计算机也要用

到正数和负数，那么它们在计算机中怎么表示呢？

1.2带符号数的表示

一、机器数与真值

一个数在计算机中的表表示形式，称为机器数。

如果它们的首位用来表示符号位，符号“0”表示正数，符号“1”表示

负数。

如:N1：01001010表示十进制数+74

N2：11001010表示十进制数一74

这种机器数称为带符号数。

如果在计算机中把首位也用来表示数而不是来判断正负，这种数称为无

符号数。

如：N1：01001010表示十进制数74；

N2：11001010表示十进制数202。

而这个数的本身，即用“+号表示的数称为真值。

对于上面的两个带符号位数，其真值是：

Nl=+1001010

N2=-1001010

二、原码、补码、反码

原码、补码、反码是带符号数的机器数的表示方法。

1.原码

前面介绍的带符号数在计算机中的表示方法，实际上就是原码表示方

法。

比如：Nl=+1001010

N2=-1001010

其原码记为：

[N1]原=[+1001010]原=01001010

[N2]原=[T001010]原=11001010

注意：0的原码有两种表示方法，即+0和-0

[+0]原=00000000；

[-0]原=10000000

2.反码

反码是二进制的另一种表示形式，正数的反码与原码相同：负数的反码

是将其原码除符号位外按位取反。如：

Xl=+1010011；

X2=-1010011o

那么:

［XI］反=［+1010011］反=0101001。

［X2］反=［T010011］反=10101100。

注意：0的反码也有两种表示方法：

［+0］反=00000000;

［-0］反=11111111。

3.补码

正数的补码与原码相同；负数的补码是将其反码末位加1。

例：求-23的补码

计算过程：［-23］原=10010111

先按位取反------------------注意符号位不取反!

［-23］反二n101000

反码加1+1

即：［-23111-11101001

［课堂练习］

1.已知X=76,贝ij［X］补=；

2.已知［X］补=80H,则X=；

3.已知［X］补=98H,则［X］补/2=

［课堂小结］

1.带符号数的表示方法有哪几种；

2.一个数的补码、反码的计算原则。

1.4BCD码和ASCII码

2课时

1.掌握BCD码的编码形式；

2.掌握ASCH码的编码形式及其常用的字符所对应的ASCII码。

重点：BCD码的编码

难点：BCD码、ASCH码的编码方式

多媒体、讲授

书本P101-4

［新课引入］

由于微型计算机的运算基础是二进制数，因此对于十进制数、英文字

母、汉字和某些专用符号，必须将其编成二进制代码，微型计算机才能够识

别、接受、存储、传送和处理。

［新课讲授］

1.4BCD码和ASCII码

一、BCD码

BCD码是一种将十进制数用二进制数表示的编码。它用4位二进制数表

示一个十进制数码。下表是它们的对应关系：

十进制数BCD码十进制数BCD码

0000050101

1000160110

2001070111

3001181000

4010091001

那么，BCD码与十进制数到底是怎么对应的呢？看看例子就知道了。如

一个十进制数是159,那么对应的BCD码就造000101011001,即:

159=(000101011001)BCD

BCD码做运算时，应该注意调整，这种调整称为十进制调整，也叫加6

调整，内容有两条：

(1)若两个BCD数相加结果大于1001,即大于十进制数9,则应作加

0110(即加6)调整;

(2)若两个BCD数相加结果在本位上并不大于1001,但却产生了进位,

相当于十进制运算大于等于16,则也要作加0110调整。下例说明怎样加

0110调整。

例：用BCD码完成54+48的运算

计算过程：54排型0。叱>0101()100

48—我为"CP">+01001000

10011100一大于1001

I

+0110一加6调整

大于1001-1010001()

I

加6调整一+0110

000100000010

二、ASCII码

ASCII码采用7位二进制码编码，它包括26个大写英文字母；26个小

写英文字母；10个数字0〜9；32个通用控制符号；34个专用符号。共128

个字符。见书本P5页表1-3。

［课堂练习］

1.下面的哪一个数不是有效的BCD码数：（）

A.1001B.0101C.1010D.1000

2.一组BCD码数为100000110100,则其值应为：（)

A.2100B.834HC.834D.2100H

3.将93H看成一个组合BCD码，其结果是：（）

A.10010101B.10010011C.10000011D.10000001

［课堂小结］

1.BCD码、ASCII码的编码形式;

2.会区分BCD码的有效码和无效码。

［布置作业］

P101-4

2.1.1MCS-51单片机硬件结构

2课时

1.了解MCS-51单片机的分类；

2.了解MCS-51单片机的内部结构；

3.掌握中央处理器中各部分的功能。

重点：PSW各位的含义、特殊功能寄存器的含义

难点：中央处理器的组成及功能

多媒体、讲授

书本P101-5

［新课讲授］

2.1.1MCS-51单片机硬件——CPU

一、MCS-51系列单片机的分类

MCS-51系列单片机己有10多种产品,可分为两在系列:MCS-51子系列

和MCS-52子系列，各子系列按片内有无ROM和EPROM标以不同的型号。如

MCS-51系列有803K8051和8751。另外,芯片的制造工艺也有HMOS与CHMOS

之分。采用低功耗CHMOS工艺MCS-51系列芯片命名为80c31、80c51和87C51

等。

二、MCS-51单片机的内部结构

MCS-51单片机是在一块芯片中集成了CPU、RAM、ROM、定时器/计数器

和多功能I/O口等计算机所需要的基本功能部件，其基本结构框图如下所

示，包括：

(1)一个8位CPU；4KBROM或EPROM；(2)128字节RAM数据存储器;

(3)21个特殊功能寄存器SFR；(4)4个8位并行I/O口，其中P0、P2为

地址/数据线，可寻址64KBROM和64KBRAM；(5)一个可编程全双工串行

□;(6)具有5个中断源，两个优先级嵌套中断结构；(7)两个16位定时

器/计数器；一个片内振荡器及时钟电路。

1.中央处理器CPU

MCS-51单片机内含有一个功能很强的CPU,它由运算器和控制器构成。

(1)运算器

运算器包括算术逻辑运算单元ALU、累加器ACC、寄存器B、暂存器TMP、

程序状态字寄存器PSW、十进制调整电路等。

算术逻辑单元ALU：ALU在控制器根据指令发出的内部信号控制下，对8

位二进制数据进行加、减、乘、除运算和逻辑与、或、非、异或、清零等运

算。它具有很强的判跳、转移、丰富的数据芍送、提供存放中间结果以及常

用数据寄存器等功能。MCS-51中位处理器具有位处理功能，如置位、清零、

取反、测试转移及逻辑“与”、“或”等位操作，特别适用于实时逻辑控制，

故位处理器有布尔处理器之称。

累加器ACC：累加器ACC简称累加器A,为一个8位寄存器，是CPU中

使用最频繁的寄存器，在算术与逻辑操作中，A存放一个操作数或运算结果。

在与外部存储器或I/O口进行数据传送时，都要经过A来完成。A还能完成

其它寄存器不能完成的操作，如移位、取反等操作。

寄存器B：寄存器B通常与累加器A配合使用，存放第二操作数，在乘、

除运算中，运算结束后存放乘法的乘积高位字节或除法的余数部分，若不作

乘除运算时，可作通用寄存器使用。

CYACF0RS1RSO0V—P

CY——进位标志位。如果操作结果在最高位输出或借位输入时，CY=1；

否则CY=0。CY既可作为条件转移指令中的重要条件，也可用于十进制调整。

AC——辅助进位标志位。如果操作结果的低4位有进位或借位时，AC=1,

否则AC=0o在BCD码运算的十进制调整中要用到ACO

F0——用户标志位。用户可用软件对F0赋以一定的含义，决定程序的

执行方式。

RSI、RS0：工作寄存器组选择位。指示当前使用的工作寄存器组。

0V：溢出标志位。它反映运算结果是否溢出，溢出时0V=l,否则OV=0。

0V可作为条件转移指令中的条件。

P：奇偶标志位c如果ACC中1的个数为奇数，则P=l；否则P=0oP也

可作为条件转移指令中的条件。

（2）控制器

控制器包括定时控制逻辑器（时钟电路、复位电路、指令寄存器），指

令译码器、程序计数器PC、堆栈指针SP,数据指针寄存器DPTR,以及信息

传送控制部件等。它是单片机的“心脏”，由它定时产生一系列微操作，用

以控制单片机各部分的运行。

时钟电路：MCS-51单片机内部设有一个反向放大器所构成的振荡器，

XTAL1和XTAL2分别为振荡电路的输入和输出端。

产生时钟的方式：内部时钟、外部时钟。

内部时钟：

1.电路如左，定时元件通常采用石英晶体和电容组成的并联谐振回

路。

2.晶振频率：l.2MHz到12MHz之间选择,常用6MHz。

3.电容值：Cl>C2取5pF〜30pF。

4.电容作用：频率微调。

外部时钟：

1.电路如左图所示,XTAL1接地,XTAL2接外部振荡器。

2.外部振荡器信号无特殊要求，只需保证脉冲宽度，一般频率为12MHzo

复位电路：通过某种方式，使单片机内各寄存器的值变为初始状态的操

作称为复位。复位方式有两种，上电复位和开关复位。

上电复位：在上电复位电路中（左下图），在通电瞬间，在RC电路充电

过程中，RST端出现正脉冲，从而使单片机复位。C和R的值随时钟频率变

化而变化，可由实验调整，当采用6MHz时钟时:C=22uF,R=1KQO

开关复位：电路如右上图。采用6MHz时钟,C=22uF,Rl=200Q,R2=1K

Q。在实际的应用系统中，有些外围芯片也需复位，如果复位电平与单片机

的复位要求一致，则可与之相连。

指令寄存器和指令译码器：指令寄存器中存放指令代码。CPU执行指令

时，由程序存储器读取的指令代码送入指令存储器，经译码器译码后由定时

与控制电路发出相应的控制信号，完成指令所指定的操作。

程序计数器PC：PC用于存放CPU下一条要执行的指令地址，是一个16

位的专用寄存器，可寻址范围是OOOOH—OFFFFH共64KB。程序中的每条指

令存放在ROM区的某一单元，并都有自己的存放地址。CPU要执行哪条指令

时，就把该条指令所在的单元的地址送上地址总线。在顺序执行程序中，当

PC的内容被送到地址总线后，会自动加1,即(PC)=(PC)+1,乂指向CPU

下一条要执行的指令地址。

堆栈指针SP：堆栈操作是在内存RAM区专门开辟出来的按照“先进后出”

原则进行数据存取的一种工作方式，主要用于子程序调用及返回和中断处理

断点的保护及返回，它在完成于程序嵌套和多重中断处理中是必不可少的。

为保证逐级正确返回，进入栈区的“断点”数据应遵循“先进后出”的原则。

SP用来指示堆栈所处的位置，在进行操作之前，先用指令给SP赋值，以规

定栈区在RAM区的起始地址。当数据推入栈区后，SP的值也自动随之变化。

MCS-51系统复位后，SP初始化为07H。

数据指针寄存器DPTR：数据指针寄存器DPTR是一个16位的专用寄存器,

其高位字节寄存器用DPH表示，低位字节寄存器用DPL表示。既可用为一个

16位寄存器DPTR来处理，也可作为两个独立的8位寄存器DPH和DPL来处

理。

DPTR主要用来存放16地址，当对64KB外部数据存储器空间寻址时，作

为间址寄存器用。在访问程序存储器时，用作基址寄存器。

［课堂练习］

1.程序状态字PSW中，哪一位是辅助进位标志位。（）

A.CYB.FOC.ACD.P

2.如果要进行移位操作，应把数据放在哪个寄存器中来完成？（）

A.累加器AB.寄存器BC.程序状态字PSWD.指令周期

3.MCS-51在访问外部存储器时，是怎样形成16位地址的？（）

A.P0口低8位，P1口高8位B.P1口低8位，P0口高8位

C.P0口低8位，P2口高8位D.P2口低8位，P0口高8位

［课堂小结］

1.时钟电路的方式有：内部时钟、外部时钟；

2.复位的方式：上电复位、开关复位；

3.PSW各位的含义；

4.特殊功能寄存器的含义。

［布置作业］

P252-1>2-5

2.1.1单片机硬件之存储器结构

2课时

1.掌握存储器内部的空间分配；

2.了解各存储器内部各区域的划分。

重点：存储器内部结构

难点：存储器内部结构

多媒体、讲授

P252-2、2-10

［复习提问］

1.时钟电路的方式有哪几种？一一内部时钟、外部时钟；

2.MCS-51系列单片机的复位方式有哪些？一一上电复位、开关复位；

3.特殊功能寄存器PSW中各位的含义是什么？

［新课引入］

8051的存储配置方式与微型计算机存储配置方式不同。一般微型计算

机通常只有一个地址空间,ROM和RAM可以随意安排在此空间中的任意位置。

今天这一堂课主要来介绍8051单片机存储器的配置。

［新课讲授］

2.1.2存储器结构

一、存储器物理地址划分的区域

MCS-51的存储器结构与常见的微型计算机的配置方式不同，它把程序

存储器和数据存储器分开，各有自己的寻址系统、控制信号和功能。从物理

地址空间看，MCS-51有四个存储器地址空间，即：片内程序存储器、片外

程序存储器以及片内数据存储器、片外数据存储器。

1.片内程序存储器

对于有内部ROM的单片机，程序存储器（ROM）的内部地址为

0000H-0FFFH,共4KB。在正常运行时，应把EA引脚接高电平，使程序从内

部ROM开始执行。

2.片外程序存储器

若把EA接低电平，可用于调试程序，即把要调试的程序放在与内部ROM

空间重叠的外部程序存储器内，进行调试和修改。

当PC值超出内部ROM的容量时，会自动转向外部程序存储器空间，外

部程序存储器地址空间为lOOOH-OFFFFHo

3.片内数据存储器

00H-7FH：在低128字节RAM中,00HTFH共32个单元是4个通用工作

寄存器区，每一个区有8个通用寄存器R0-R7。CPU通过对PSW中D4、D3位

内容的修改能任选一个工作寄存器区。如果用户程序不需要四个工作寄存器

区，则不用的工作寄存器区单元可以作一般的RAM使用。访问内部存储器用

MOV指令。

80H-FFH：在8051、8751和8031单片机中，只有低128字节的RAM区

和128字节的专用寄存器区，两区地址空间是相连的，专用寄存器（SFR）

地址空间为80H-FFH。注意：128字节的SFR区中只有26个字节是有定义的,

若访问的是这一区中没有定义的单元，则得到的是一个随机数。

4.片外数据存储器

MCS-51具有扩展64K字节的外部数据存储器和I/O口的能力，这对很

多应用领域已足够使川。对外部数据存储器的访问采用MOVX指令，用间接

寻址方式，RO、R1和DPTR都可作间址寄存器。有关外部存储器的扩展和信

息传送将在第七章中详细介绍。

［课堂小结］

1.片内数据存储器各部分的物理地址；

2.片内程序存储器各部分的物理地址的分配。

［布置作业］

P252-2>2-10

2.1.3并行输入/输出接口

2课时

1.了解各输入/输出接口的特点;

2.掌握P3口的双功能特点。

重点：P3口的双功能特点

难点：各口的实际应用

书本P252-6、2-7

［课前复习提问］

1.MCS-51单片机的存储器可以分为哪几个用户空间？如何区别对不同空间

的寻址；

2.MCS-51单片机中的EA信号脚的功能是什么？

［新课引入］

2.1.3并行输入/输出接口

在MCS-51单片机中设有四个8个双向I/O端口（PO、Pl、P2、P3）,每

一条1/（）线都能独立地用作输入或输出。P0口为三态双向口，能带8个LSTTL

电路，Pl、P2、P3口为准双向口（在用作输入线时，口锁存器必须先写入

“1”，故称为准双向口），带负载能力为4个LSTTL电路。作为一般I/O使

用时•，在指令控制下，可以有三种基本操作方式：输入、输出和读-修改-

写。

P0-P3的内部结构大同小异，其中P0口最有代表性。下面以P0口的一

位结构来说明它的工作原理。

［新课讲授］

一、P0口

P0口使用功能有两种：通用接口功能（作为输出口，作为输入口）、地

址/数据分时复用功能。

1.通用接口功能

2.地址/数据分时复用功能

二、Pl、P2、P3口为准双向口，在内部差别不大，但使用功能有所不同。

［课堂练习］

1.MCS-51单片机中，哪个I/O接口作为双功能口？（）

A.P0口B.P1□C.P2口D.P3□

2.下面错误的一条是：（）

A.MCS-51单片机具有一个8位的CPU

B.8031具有一个4KB的ROM

C.MCS-51单片机有4个8位双向I/O接口

D.51单片机只有2个16位定时器/计数器

［课堂小结］

1.P3门的双功能口的特点？

2.各输入/输出端口的特点。

［布置作业］

书本P252-6、2-7

2.2单片机的引脚及其功能

2课时

1.掌握单片机的封装方式；

2.掌握MCS-51单片机特殊管脚的功能;

3.了解各管脚的排列顺序及规则。

重点:特殊管脚的功能（EA、ALE、PSEN）

难点：管脚名称对应的功能

多媒体、讲授

P252-3、2-8

［复习提问］

1.在PO-P3作通用1/()口时，为什么将其称为准双向口？

2.MCS-51的P0-P3口的结构有何不同?

［新课讲授］

2.2单片机的引脚及其功能

一、封装形式

MCS-51单片机采用40引脚的双列直插封装方式。管脚排列如下:

1.1脚-8脚：P1.0-P1.7

P1口是带内部上拉电阻的8位双向I/ODo在EPROM编程和程序验证

进，它接收低8位地址。

2.9脚:RST/VPD

当振荡器正常运行时，在此引脚上出现两个机器周期以上的高电平使单

片机复位。Vcc掉电期间，此引脚可接备用电源，以保持内部RAM的数据。当

下降，掉到低于规定的水平，而VPD在其规定的电压范围内时、VPD就向

内部RAM提供备用电源。

3.10脚一17脚：P3.0-P3.7

P3口是一个还内部上拉电阻的8位双向I/O口，在MCS-51中，这8个

引脚还兼有专用功能。

4.18、19脚：外接晶体引脚XTAL1和XTAL2

当外接晶体振荡器时，XTAL1和XTAL2分别接在外接晶体两端，当采用

外部时钟方式时，XTAL1接地，XTAL2接外来振荡信号。

5.20脚、40脚:主电源引脚Vss和Ver

Vss：接地；Vee：正常操作时+5V电源。

6.21脚-28脚:P2,0-P2.7

P2口是一个带内部上拉电阻的8位双向I/O口，在访问外部存储器时、

它送出高8位地址。在对EPROM编程和程序验证期间，它接收高8位地址。

7.29脚：PSEN

程序存储器读选通信号，低电平有效。MCS-51单片机可以外接程序存

储器及数据存储器，它们的地址可以是重合的。MCS-51单片机是通过相应

的控制信号来区别到底是P2口和P0口送出的是程序存储器还是数据存储器

取指令期间，每个机器周期两次PSEN有效，此时地址总线上送出地址为程

序存储器地址；如果访问外部数据存储器，这两次有效的PSEN信号将不出

现。外部数据存储器是靠RD及WR信号控制的。PSEN同样可以驱动8个LSTTL

输入。

8.30脚:ALE/PROG

当访问外部存储器时.，由单片机的P0口送出地址的信息到底是低8位

地址还是传送的是数据，需要有一信号同步地进行分别。当ALE信号为高电

平时，P0口送出低8位地址，通过ALE信号锁存低8位地址。即使不访问

外部存储器，ALE端仍以不变的频率周期性地出现正脉冲信号，此频率为振

荡器频率的1/6,因此可用作对外输出的时钟。但需注意：当访问外部数据

存储器时，将跳过一个ALE脉冲。ALE端可驱动8个LSTTL输入。

9.31脚：EA/Vpp

当EA端保持高电平时，访问内部程序存储器，但当PC值超过OFFFH时,

将自动转向执行外部程序存储器的程序。当EA保持低电平时，则只访问外

部程序存储器，不管单片机内部是否有程序存储器。

10.32脚-39脚:P0.0-P0.7

P0口是一个漏极开路型准双向I/O口。在访问外部存储器时，它是分

时多路转换的地址和数据总线,在访问期间激活了内部的上拉电阻。在EPROM

编程时，它接收指令字节。验证时，要求外接上拉电阻。

［课堂小结］

1.各端口的管脚所对应的名称；

2.掌握特殊管脚的功能（EA、ALE、PSEN）。

［布置作业］

2.3单片机工作的基本时序

2课时

1.掌握单片机指令执行时所需时间类型;

2.掌握机器周期、状态周期的含义；

重点：指令周期、机器周期、振荡周期

难点：振荡器

讲授

补充习题（见教案）

［复习提问］

1.EA管脚的功能

2.ALE、PSEN管脚功能

［新课讲授］

2.3单片机工作的基本时序

引入：MCS-51典型的指令周期为一个机器周期，一个机器周期由六个

状态（12个振荡周期）组成，每个状态分为两个时相P1和P2。

ISiIS2IS>IS4I%Is»ISiI&I$3Is.I&IStIs

低8位地址锁存信号ALEIPpjppjpPJPPJPRIPpjpPJPQJPFJPPJP,P：|Ppjp.h

OSC

在每个机器周期内两次OCTAL,)innnfumnjuuuifih/innnnnnnnnf)nr

有效：一次在S1P2与ALE__i_i!nn'i-i

S2Pl期间，另一次在

读下一力操作科（丢掉）

S4P2与S5Pl期间।，一再读下一个描作科

[S-]§2Is31s4IS51s61

(A)单字节单周由指名网INC1

诙操作码

1e第二个i节

单字节单机器周期J]读下一个报作用

IAIs力SR工isn国二

（B）双字节◎周期指令「例ADOAKOAIAI

双字节单机器周期俵操作到

।再读下一个操作码.

谈下一个作码（丢婶））

I—J.?k..'.]

_SilSzlS3IslSslS6|Si|S2IsjS】S51s61二

（0单字节双周加播MM：INCopjp；「

单字节双机器周期I

读掾作和30VX）

r读下一个雇再谈下一个操作码

作码（罢掉H无取指=11114t

II无ALE「无取报

~|s|S2|S|

MOVX（单字节双机器周期）3S4S5ISe|SjS2IS3S1S5ISj__

W)*NX((隼字节双周期)地址

访问外面存储器

指令周期：（二机器周期）执行一条指令的时间

机器周期：（=12Tosc）CPU完成一个操作的时间

振荡周期：是指为单片机提供定时信号的振荡源的周期。

例如：外接晶振为12MHz时，MCS-51单片机的每个周期的具体值:

振荡周期=1/12uS；

机器周期二luS；

指令周期=1〜4uS°

［随堂练习］

1.一个单片机时钟频率为6MHz,那么，一个机器周期是（）

A.1uSB.2uSC.4uSD.1/6uS

2.如果单片机指令是从外部ROM中读取，则需要的控制信号为（）

A.ALEB.PSENC.ALE和PSEND.不需要

3.下面哪条指令是读引脚指令（）

A.ANLPl,AB.CPLP3.0C.DECP2D.MOVA,P

［课堂小结］

1.各类周期（机器周期、时钟周期、状态周期）之间的关系;

2.各类周期的含义。

［布置作业］

写出各类周期之间的关系。

第三章MCS-51单片机的指令系统

3.1指令格式和寻址方式

2课时

1.了解汇编的含义及指令的表达形式;

2.掌握指令的格式及常用的寻址方式。

重点：寻址方式

难点：寻址方式

讲授、多媒体

P583-K补充习题（见教案）

［新课讲授］

第一节指令格式和寻址方式

一、指令与指令系统、程序设计语言和汇编

1.指令与指令格式

指令：指令是指挥计算机工作的命令，是计算机软件的基本单元。

指令格式：机器码指令、汇编语言指令。

（1）机器码指令

用二进制代码（或十六进制数）表示的指令。例如：INCA——二进制

代码00000100B,对应的十六进制数为04H。

（2）汇编语言指令

为便于记忆，采用助记符形式来表示指令