單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)理論教學(xué)課題

1、單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)理論教學(xué)課題課題一 進(jìn)位計(jì)數(shù)制及其轉(zhuǎn)換1課題二 at89s51的內(nèi)部結(jié)構(gòu)5課題三 at89s51外部引腳及工作方式14課題四 51單片機(jī)指令格式及尋址方式19課題五 at89s51的指令系統(tǒng)25課題六 51單片機(jī)匯編程序設(shè)計(jì)34課題七 51單片機(jī)中斷技術(shù)及外部中斷39課題八 51單片機(jī)定時/計(jì)數(shù)功能44課題九 at89s51的串行口通信功能49課題十 中斷優(yōu)先及看門狗功能的使用54課題一 進(jìn)位計(jì)數(shù)制及其轉(zhuǎn)換本課題的目標(biāo)學(xué)習(xí)完本課題后，您將能夠：1. 清楚二進(jìn)制數(shù)和十六進(jìn)制數(shù)的計(jì)數(shù)特點(diǎn)。2. 清楚十進(jìn)制、二進(jìn)制、十六進(jìn)制的轉(zhuǎn)換方法。本課題的要求本課題教學(xué)完成后，初學(xué)者必須做到：1

2、正確理解二進(jìn)制數(shù)和十六進(jìn)制數(shù)的計(jì)數(shù)原理與特點(diǎn)。2 正確掌握十進(jìn)制數(shù)、二進(jìn)制數(shù)、十六進(jìn)制數(shù)間的轉(zhuǎn)換方法。3 牢記十進(jìn)制、二進(jìn)制、十六進(jìn)制轉(zhuǎn)換對照表。本次課講解內(nèi)容1 十進(jìn)制數(shù)2 二進(jìn)制數(shù)3 十六進(jìn)制數(shù)4 數(shù)制間的轉(zhuǎn)換5 進(jìn)制數(shù)對照表講解進(jìn)程參考學(xué)時序號內(nèi)容提要講解時間第一學(xué)時1明確本次課程目標(biāo)及講解內(nèi)容3分鐘2十進(jìn)制數(shù)6分鐘3二進(jìn)制數(shù)10分鐘4十六進(jìn)制10分鐘5二進(jìn)制、十六進(jìn)制轉(zhuǎn)十進(jìn)制10分鐘休息第二學(xué)時1十進(jìn)制轉(zhuǎn)二進(jìn)制8分鐘2十進(jìn)制轉(zhuǎn)十六進(jìn)制8分鐘3二進(jìn)制轉(zhuǎn)十六進(jìn)制8分鐘4十六進(jìn)制轉(zhuǎn)二進(jìn)制8分鐘5進(jìn)制數(shù)對照表6分鐘6課題內(nèi)容總結(jié)，明確本課題的要求5分鐘本課題學(xué)生筆記一 十進(jìn)制數(shù) (d) 人類日

3、常生活中使用的計(jì)數(shù)制。共10個數(shù)碼符號（0，1，2，3，4，5，6，7，8，9）基數(shù) 10（分析二進(jìn)制數(shù)，該數(shù)為十進(jìn)制）權(quán)，以10為底的冪次方特點(diǎn)，逢10進(jìn)1二 二進(jìn)制數(shù) (b)計(jì)算機(jī)及數(shù)碼產(chǎn)品中使用的計(jì)數(shù)制。共2個數(shù)碼符號（0，1）基數(shù) 2（分析二進(jìn)制數(shù)，該數(shù)為十進(jìn)制）權(quán)，以2為底的冪次方特點(diǎn)，逢2進(jìn)1表示方法：（1010110）2 或 1010110b三 十六進(jìn)制 (h)本質(zhì)上是二進(jìn)制的一種縮寫，方便使用和計(jì)數(shù)。共16個數(shù)碼符號（0，1，2，3，4，5，6，7，8，9，a，b，c，d，e，f）基數(shù) 16（分析十六進(jìn)制數(shù)，該數(shù)為十進(jìn)制）權(quán)，以16為底的冪次方特點(diǎn)，逢16進(jìn)1表示方法：（1a2

4、b）16 或 1a2bh四 數(shù)制間的轉(zhuǎn)換1二進(jìn)制、十六進(jìn)制轉(zhuǎn)十進(jìn)制方法: 權(quán)展開式例：將二進(jìn)制數(shù)1010110b 轉(zhuǎn)換成十進(jìn)制數(shù)。例：將十六進(jìn)制數(shù)1a2bh轉(zhuǎn)換成十進(jìn)制數(shù)。2十進(jìn)制轉(zhuǎn)二進(jìn)制方法: 除以2倒取余例：將十進(jìn)制數(shù)86轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制數(shù)。3十進(jìn)制轉(zhuǎn)十六進(jìn)制方法: 除以16倒取余例：將十進(jìn)制數(shù)6699轉(zhuǎn)換成十六進(jìn)制數(shù)。4 二進(jìn)制轉(zhuǎn)十六進(jìn)制方法: 四位合一法例：將二進(jìn)制數(shù)1010110b轉(zhuǎn)換成十六進(jìn)制數(shù)。5 十六進(jìn)制轉(zhuǎn)二進(jìn)制方法: 一位分四法例：將十六進(jìn)制數(shù)據(jù)1a2bh轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制數(shù)。五 進(jìn)制數(shù)對照表二進(jìn)制數(shù)( b )十六進(jìn)制數(shù)( h )十進(jìn)制數(shù)( d )二進(jìn)制數(shù)( b )十六進(jìn)制數(shù)( h )

5、十進(jìn)制數(shù)( d )0000001000880001111001990010221010a100011331011b110100441100c120101551101d130110661110e140111771111f15課題二 at89s51的內(nèi)部結(jié)構(gòu)本課題的目標(biāo)學(xué)習(xí)完本課題后，您將能夠：1. 認(rèn)識at89s51單片機(jī)，了解其特點(diǎn)、功能和使用優(yōu)勢。2. 清楚at89s51單片機(jī)的重要組成部分及其cpu特點(diǎn)。3. 清楚at89s51單片機(jī)中六大專用寄存器作用及特點(diǎn)。4. 清楚at89s51單片機(jī)的存儲器結(jié)構(gòu)。5. 清楚at89s51單片機(jī)的堆棧空間及堆棧的作用。6. 清楚at89s51單片機(jī)i

6、/o端口的特點(diǎn)。本課題的要求本課題教學(xué)完成后，初學(xué)者必須做到：1 掌握單片機(jī)的含義，單片機(jī)基本結(jié)構(gòu)組成及用途。2 正確理解位、字節(jié)、字長、存儲元、存儲單元、存儲單元地址的含義。3 牢記專用寄存器pc、a、b、psw、sp、dptr特點(diǎn)及作用。4 牢記狀態(tài)字寄存器psw中各個位標(biāo)識符號及各位作用。5 牢記內(nèi)部ram的結(jié)構(gòu)及地址分區(qū)，內(nèi)部rom的地址范圍及作用。6 正確認(rèn)識堆?？臻g及堆棧的工作原理和作用。本次課講解內(nèi)容1單片機(jī)的含義、組成2單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)中重要術(shù)語3at89s51單片機(jī)的cpu結(jié)構(gòu)4at89s51單片機(jī)六大專用寄存器講解進(jìn)程參考學(xué)時序號內(nèi)容提要講解時間第一學(xué)時1明確本次課程目標(biāo)及講

7、解內(nèi)容5分鐘2回顧理論，導(dǎo)入課題5分鐘3單片機(jī)的含義5分鐘4單片機(jī)的組成5分鐘5幾個重要術(shù)語的講解15分鐘6at89s51的cpu特點(diǎn)及組成10分鐘休息第二學(xué)時1程序計(jì)數(shù)器pc5分鐘2累加器a5分鐘3通用寄存器b3分鐘4程序狀態(tài)字psw15分鐘5堆棧指針sp8分鐘6數(shù)據(jù)指針dptr6分鐘7本次課題的要點(diǎn)總結(jié)5分鐘8明確本課題的要求3分鐘本課題學(xué)生筆記一單片機(jī)的含義、組成1單片機(jī)的含義 由單片集成電路芯片構(gòu)成的微型計(jì)算機(jī)簡稱單片機(jī)，特別適用與控制領(lǐng)域，故又稱為微控制器（mcu）。2at89s51單片機(jī)的組成 中央處理器cpu、存儲器、i/o接口電路、特殊功能模塊四部分組成。二單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)中重要

8、術(shù)語1位 在單片機(jī)應(yīng)用中表示一個二進(jìn)制信息的單位，1位即標(biāo)志1個二進(jìn)制信息0或1，單位：bit（比特）。2字節(jié) 規(guī)定8位二進(jìn)制數(shù)據(jù)長度為1個字節(jié)，即 1字節(jié) = 8位。3字長 單片機(jī)一次能處理數(shù)據(jù)的位數(shù)稱為字長，at89s51的cpu一次最多能處理8位二進(jìn)制的數(shù)據(jù)信息，所以at89s51為8位機(jī)，字長為8位。4存儲元 存儲元是存儲器中的對象，表示存儲1位二進(jìn)制信息的物理單元。5存儲單元 存儲單元是存儲器中的對象，一個存儲單元含有若干個存儲元。如果一個存儲單元含有8個存儲元，即該存儲單元長度是8位。6存儲單元地址 在存儲器中每個存儲單元都使用一個地址來表示，該地址往往也是二進(jìn)制信息，長度由該存儲

9、器中存儲單元的數(shù)量決定。三at89s51單片機(jī)的cpu結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：字長為8位的中央處理器；由運(yùn)算器、控制器、專用寄存器組三大模塊組成。運(yùn)算器:完成各種運(yùn)算，提供豐富的指令系統(tǒng)和極快的指令執(zhí)行速度?？刂破?完成取指令并譯碼后執(zhí)行指令，控制各種部件的協(xié)調(diào)工作。專用寄存器組:任何cpu不可缺少的部件，at89s51專用寄存器組包括pc、a、b、psw、sp、dptr等。四at89s51單片機(jī)六大專用寄存器1程序計(jì)數(shù)器pc（program counter） 特點(diǎn)：16位、能自動加1、復(fù)位后內(nèi)容為0000h； 作用：存放下一條需要執(zhí)行指令的內(nèi)存地址；2累加器a（accumulator） 特點(diǎn)：8位、可位尋

10、址、復(fù)位后內(nèi)容為00h； 作用：專門用來存放操作數(shù)或運(yùn)算結(jié)果；3通用寄存器b（general purpose register） 特點(diǎn)：8位、可位尋址、復(fù)位后內(nèi)容為00h； 作用：專門為乘法和除法設(shè)置的寄存器；4程序狀態(tài)字psw（program status word） 特點(diǎn)：8位、可位尋址、復(fù)位后內(nèi)容為00h； 作用：存放指令執(zhí)行后的有關(guān)狀態(tài)； psw寄存器cyacf0rs1rs0ovp進(jìn)位位cy輔助進(jìn)位位ac用戶標(biāo)志位f0工作寄存器選擇位rs1和rs0溢出位ov奇偶標(biāo)志位p5 堆棧指針sp（stack point） 特點(diǎn)：8位、能自動加1減1、復(fù)位后內(nèi)容為07h；作用：專門用來存放堆棧的棧

11、頂?shù)刂贰? 數(shù)據(jù)指針dptr（data pointor）特點(diǎn)：16位、由兩個8位寄存器拼裝而成dph（高8位）、dpl（低8位）、復(fù)位后內(nèi)容為0000h；作用：存放16位數(shù)值數(shù)據(jù)或地址數(shù)據(jù)；本次課講解內(nèi)容1單片機(jī)中的存儲器2at89s51單片機(jī)的rom存儲器3at89s51單片機(jī)的ram存儲器4at89s51單片機(jī)中的堆棧5at89s51單片機(jī)的i/o端口講解進(jìn)程參考學(xué)時序號內(nèi)容提要講解時間第一學(xué)時1明確本次課程目標(biāo)及講解內(nèi)容5分鐘2回顧理論，導(dǎo)入課題6分鐘3單片機(jī)中的存儲器10分鐘4s51單片機(jī)的rom存儲器8分鐘5s51單片機(jī)的ram存儲器15分鐘休息第二學(xué)時1s51單片機(jī)的ram存儲器1

12、0分鐘2s51單片機(jī)中的堆棧15分鐘3s51單片機(jī)的i/o端口10分鐘4本課題要點(diǎn)總結(jié)7分鐘5明確本課題的要求5分鐘本課題學(xué)生筆記一單片機(jī)中的存儲器1. 只讀存儲器rom程序執(zhí)行中，二進(jìn)制信息只能讀出而不允許寫入的存儲器，掉電后數(shù)據(jù)不丟失。因此rom存儲器用來存放用戶編寫的程序（用戶通過一定的工具將程序固化到rom中）。2隨機(jī)存儲器ram 單片機(jī)工作中，二進(jìn)制信息能隨時讀出寫入的存儲器，掉電后數(shù)據(jù)丟失。因此ram存儲器用來存放運(yùn)行中的交互數(shù)據(jù)（用戶通過編寫的程序來使用ram各個存儲單元）。二at89s51單片機(jī)的rom存儲器在單片機(jī)中rom中存放的是用戶程序，因此rom在單片機(jī)中稱為程序存儲器

13、。1片內(nèi): at89s51內(nèi)部帶有4kb的flash rom存儲器，地址范圍0000h0fffh，利用編程器可擦除寫入1000次以上。2片外: at89s51外部可擴(kuò)展rom最大為64k，地址范圍0000hffffh，內(nèi)外地址重疊區(qū)通過ea引腳區(qū)分。（0：外部，1：內(nèi)部）at89s51內(nèi)部rom 存儲器0000h0fffhea31ea引腳接地，單片機(jī)將從內(nèi)部rom中的0000h開始取程序并執(zhí)行程序三at89s51單片機(jī)的ram存儲器在單片機(jī)中ram主要存放運(yùn)行中的數(shù)據(jù)，因此ram在單片機(jī)中稱為數(shù)據(jù)存儲器。1片內(nèi): at89s51內(nèi)部ram存儲單元地址范圍00hffh，其中高128個單元80hf

14、fh稱特殊功能寄存器區(qū)，不能被用戶任意使用。低128個單元00h7fh為用戶編程任意使用； 2片外: at89s51外部可擴(kuò)展ram最大為64k，地址范圍0000hffffh，內(nèi)外地址靠單片機(jī)指令來區(qū)分。3內(nèi)部ram結(jié)構(gòu)在低128個存儲單元中，00h1fh共32個存儲單元稱為工作寄存器區(qū)，8個連續(xù)單元為一組，共分4組。每組存儲單元低到高的對應(yīng)工作寄存器符號為r0r7。對應(yīng)為哪組靠psw寄存器中rs1、rs0的信息組合區(qū)分。在低128個存儲單元中，20h2fh共16個存儲單元稱為位尋址區(qū)，按低對低，高對高原則，每一位都有一個位地址，地址范圍00hffh。位地址與單元地址通過操作碼區(qū)分。在低128

15、個存儲單元中，30h7fh共80個存儲單元稱為通用區(qū)。在高128個存儲單元中，at89s51的寄存器組分布其中，特殊功能寄存器分布其中，保留區(qū)分布其中。at89s51特殊功能寄存器區(qū)80hffh內(nèi)部ram 存儲器00h7fh128字節(jié)內(nèi)部ram 工作寄存器區(qū)r0r7可位尋址區(qū)通用寄存器區(qū)30h7fh80個字節(jié) 20h2fh16個字節(jié) 00h1fh32個字節(jié) 四at89s51單片機(jī)中的堆棧在at89s51的數(shù)據(jù)存儲器（ram）中開辟具有特殊存儲功能的空間。堆?？臻g原則上可以設(shè)在內(nèi)部ram的任意區(qū)域。保存數(shù)據(jù)時通過堆棧指針sp來指示棧頂?shù)刂肺恢?。堆棧指針默認(rèn)地址是內(nèi)部ram的07h。堆?？臻g大小：

16、由棧頂?shù)綏５椎牡刂穯卧獦?gòu)成。堆棧操作：進(jìn)棧與出棧（push 、pop、地址保護(hù)、地址恢復(fù)）。堆棧特點(diǎn)：后進(jìn)先出原則。堆棧指針：sp，默認(rèn)值是7fh，永遠(yuǎn)指向棧頂?shù)刂?，sp能自動加1減1。五at89s51單片機(jī)的i/o端口1并行i/o端口 at89s51有四個8位的并行i/o端口，對應(yīng)的端口寄存器符號為p0、p1、p2、p3；，分布在片ram內(nèi)高128單元中，同時對應(yīng)著芯片的端口引腳。2串行i/0端口 at89s51有一個全雙工的可編程串行i/o端口。課題三 at89s51外部引腳及工作方式本課題的目標(biāo)學(xué)習(xí)完本課題后，您將能夠：1 認(rèn)識實(shí)物at89s51單片機(jī)芯片，了解其封裝形式。2 清楚at8

17、9s51雙列直插式芯片引腳分類、特點(diǎn)、功能。3 清楚at89s51單片機(jī)工作中幾個時間概念的含義。4 清楚at89s51單片機(jī)幾種工作方式及作用。本課題的要求本課題教學(xué)完成后，初學(xué)者必須做到：1 能夠在單位時間內(nèi)按順序標(biāo)出雙列直插式全部引腳的符號。2 牢記p0、p2、p3口的第二功能標(biāo)識符并簡述其功能。3 牢記單片機(jī)工作中四個時間周期的含義及相互關(guān)系。4 牢記at89s51單片機(jī)復(fù)位后，內(nèi)部主要寄存器的初始狀態(tài)。本課題講解內(nèi)容1at89s51單片機(jī)芯片的封裝形式2雙列直插式at89s51的引腳3at89s51單片機(jī)工作中的四個周期4at89s51單片機(jī)的工作方式講解進(jìn)程參考學(xué)時序號內(nèi)容提要講解

18、時間第一學(xué)時1明確本次課程目標(biāo)及講解內(nèi)容2分鐘2回顧理論，導(dǎo)入課題3分鐘3at89s51單片機(jī)的封裝形式5分鐘4at89s51引腳分類5分鐘5at89s51的電源、控制引腳10分鐘6at89s51的端口引腳10分鐘7at89s51的p3口引腳功能10分鐘8學(xué)生筆記總結(jié)，提出學(xué)習(xí)要求5分鐘休息第二學(xué)時1晶振周期、時鐘周期的含義8分鐘2機(jī)器周期、指令周期的含義10分鐘3at89s51的復(fù)位工作方式10分鐘4at89s51的執(zhí)行工作方式5分鐘5at89s51的節(jié)電、編程工作方式5分鐘6本課題總結(jié)，明確本課題的要求5分鐘本課題學(xué)生筆記一at89s51單片機(jī)芯片的封裝形式1 雙列直插式封裝2 方形封裝二

19、雙列直插式at89s51的引腳1 引腳分類 電源線2個、控制線6個、端口線48個總計(jì)40個引腳。2電源引腳 vcc：接電源正極，給芯片通電，引腳號40。gnd：接電源負(fù)極，芯片地線，引腳號20。3. 控制引腳rst：芯片復(fù)位，高電平復(fù)位，引腳號9。xtal1：外接晶振輸入端，引腳號18。xtal2：外接晶振輸出端，引腳號19。 ea/vpp：片外rom選擇/編程電源線,引腳號31。 ale/prog：地址鎖存允許/芯片編程，引腳號30。 psen：片外rom選通線，引腳號29。4端口引腳 p0口（p0.0p0.7）：用于傳送輸入/輸出數(shù)據(jù)時為準(zhǔn)雙向口，用于傳輸數(shù)據(jù)/地址時為真正的雙向口。漏極開

20、路，總線擴(kuò)展時用做低八位地址且做8位數(shù)據(jù)線。（引腳號3932） p1口（p1.0p1.7）：準(zhǔn)雙向通用i/o口，內(nèi)含上拉電阻。（引腳號18） p2口（p2.0p2.7）：準(zhǔn)雙向通用i/o口，內(nèi)含上拉電阻；總線擴(kuò)展時做高八位地址。（引腳號2128） p3口（p3.0p3.7）：準(zhǔn)雙向i/o口，內(nèi)含上拉電阻；第二功能豐富。 p3.0rxd 串行數(shù)據(jù)接收口，引腳號10。 p3.1txd 串行數(shù)據(jù)發(fā)送口，引腳號11。 p3.2int0 外部中斷0輸入，引腳號12。 p3.3int1 外部中斷1輸入，引腳號13。 p3.4t0 計(jì)數(shù)器0計(jì)數(shù)輸入，引腳號14。 p3.5t1 計(jì)數(shù)器1計(jì)數(shù)輸入，引腳號15。

21、 p3.6wr 外部ram寫選通信號，引腳號16。 p3.7rd 外部ram讀選通信號，引腳號17。0p3.1p3.2p3.3p3.4p3.5p3.6p3.7xtal2xtal1gndvccp0.0p0.1p0.2p0.3p0.4p0.5p0.6p0.7eaale/ppsenp2.7p2.6p2.5p2.4p2.3p2.2p2.1p2.0at89s5112345678910111213141516171819204039383736353433323130292827262524232221rstp3.0p3.1p3.2p3.3p3.4p3.5p3.6p3.7p3.三at89s51單片機(jī)工作中

22、的四個周期1 晶振周期又稱振蕩周期，由單片機(jī)內(nèi)部振蕩電路產(chǎn)生的時間周期，是單片機(jī)時序中最小的時間單位。2 時鐘周期振蕩脈沖經(jīng)二分頻后產(chǎn)生的時間周期（節(jié)拍），故時鐘周期是晶振周期的2倍。3 機(jī)器周期cpu完成某次特定操作所需要的時間，at89s51單片機(jī)的機(jī)器周期固定為6個時鐘周期。4 指令周期執(zhí)行一條指令所需要的時間，是單片機(jī)時序中最大的時間單位。at89s51中有單周期指令，有雙周期指令，兩個四周期指令。機(jī)器周期=6倍時鐘周期=12倍晶振周期四at89s51單片機(jī)的工作方式1 復(fù)位方式單片機(jī)在開機(jī)時都需要復(fù)位，常用的復(fù)位方法有上電復(fù)位和按鍵復(fù)位。at89s51復(fù)位時將對重要的寄存器自動進(jìn)行初

23、始化操作。 （pc）=0000h （a）=00h （b）=00h （psw）=00h （sp）=07h（dptr）=0000h （p0）=0ffh （p1）=0ffh （p2）=0ffh （p3）=0ffh2 程序執(zhí)行方式 程序執(zhí)行方式是單片機(jī)的基本工作方式，程序總是從地址0000h開始執(zhí)行，pc自動加1。3節(jié)電工作方式 節(jié)電工作方式是一種減少單片機(jī)功耗的工作方式，通常有空閑模式、掉電模式等。4編程工作方式 使用開發(fā)工具對單片機(jī)內(nèi)flash rom進(jìn)行編程等操作的過程。 課題四 51單片機(jī)指令格式及尋址方式本課題的目標(biāo)學(xué)習(xí)完本課題后，您將能夠：1 認(rèn)識到單片機(jī)受指令控制的實(shí)質(zhì)。2 清楚51系列

24、單片機(jī)的指令格式。3 清楚51系列單片機(jī)執(zhí)行指令時的七中尋址方式。4 初步具備利用尋址方式來解決數(shù)據(jù)傳送。本課題的要求本課題教學(xué)完成后，初學(xué)者必須做到：1 能夠敘述51單片機(jī)指令的表示形式及各形式的本質(zhì)含義。2 牢記51單片機(jī)的七大尋址方式。3 牢記51單片機(jī)七種尋址方式的數(shù)據(jù)傳遞途徑。本課題講解內(nèi)容151單片機(jī)的指令系統(tǒng)251單片機(jī)的指令表示形式351單片機(jī)的指令格式451單片機(jī)的七種尋址方式講解進(jìn)程參考學(xué)時序號內(nèi)容提要講解時間第一學(xué)時1明確本次課程目標(biāo)及講解內(nèi)容3分鐘2回顧理論，導(dǎo)入課題5分鐘3指令、指令系統(tǒng)8分鐘4指令表示形式8分鐘551指令格式8分鐘6立即尋址8分鐘7寄存器尋址8分鐘休

25、息第二學(xué)時1直接尋址8分鐘2間接尋址10分鐘3變址尋址10分鐘4相對尋址7分鐘5位尋址5分鐘6課題總結(jié)，明確本課題的要求5分鐘本課題學(xué)生筆記一51單片機(jī)的指令系統(tǒng)1 指令：計(jì)算機(jī)用于控制各種功能部件完成某一指定動作的命令。2 指令系統(tǒng)：指令的集合，該cpu能執(zhí)行的所有指令。at89s51單片機(jī)指令系統(tǒng)中有111條指令，實(shí)現(xiàn)51種操作。每條指令最終將存放到程序存儲器中，使cpu能取指令，執(zhí)行指令。用戶程序單片機(jī)rom存儲器單片機(jī)cpuram存儲器外部引腳內(nèi)部功能部件二51單片機(jī)的指令表示形式 1機(jī)器碼：可直接被計(jì)算機(jī)識別并執(zhí)行的形式，在程序存儲器中肯定是高低電平，對應(yīng)的數(shù)學(xué)模型是二進(jìn)制數(shù)形式，這

26、樣才能夠被人所認(rèn)識和使用。 2十六進(jìn)制形式：機(jī)器碼的二進(jìn)制數(shù)形式的縮寫而已。（記憶、交流困難） 3助記符形式：又稱匯編符形式，一種英文單詞的縮寫，與操作碼嚴(yán)格對應(yīng)，需要匯編器翻譯成機(jī)器碼形式。（記憶、交流方便）三51單片機(jī)的指令格式（匯編形式） 1指令由操作碼和操作數(shù)兩部分構(gòu)成，是指令必有操作碼，但某些指令不含操作數(shù)。 操作碼 操作數(shù)或操作數(shù)地址 2操作碼：用于指示機(jī)器執(zhí)行何種操作，即做什么。 3操作數(shù)：操作碼執(zhí)行的對象，即對什么做什么。四51單片機(jī)的七種尋址方式 單片機(jī)通過執(zhí)行指令來完成某個工作，在執(zhí)行指令時實(shí)際上是不斷尋找操作數(shù)并進(jìn)行操作的過程。尋找操作數(shù)的方法定義為尋址方式。1 立即尋址

27、指令中直接含有所需尋址的操作數(shù)，該操作數(shù)稱為立即數(shù)。立即數(shù)通常使用#data表示。本質(zhì)上，操作數(shù)存放在程序存儲器中。例如：mov a ，#3ah ；a3ahrom累加器a74h3ah3ah操作碼立即數(shù)mov a，#3ah編譯后機(jī)器碼是743ah2 寄存器尋址指令中含有該操作數(shù)所在的寄存器。本質(zhì)上，操作數(shù)在寄存器內(nèi)。例如：mov a ，r0 ；a（r0）累加器a工作寄存器r0xxhxxh3 直接尋址指令中含有操作數(shù)地址。本質(zhì)上，操作數(shù)在數(shù)據(jù)存儲器中。例如：mov a，3ah ；a（3ah）ram累加器axxhxxhram地址3ah3bhram數(shù)據(jù)yyh4 間接尋址指令中含有該操作數(shù)地址的寄存器。

28、本質(zhì)上，操作數(shù)在數(shù)據(jù)存儲器中。例如：mov a ，r0 ；a（r0）ram累加器axxhxxh3ah3bh尋址數(shù)據(jù)在ram中yyh工作寄存器r03ahr0中數(shù)據(jù)是尋址數(shù)據(jù)在ram中的地址5 變址尋址變址尋址的本質(zhì)是對程序存儲器rom進(jìn)行讀操作，被讀取數(shù)據(jù)的地址由兩個積存器的和產(chǎn)生，數(shù)據(jù)讀出后存入累加器a中。at89s51中只有兩條指令是變址尋址指令：movc a ，a+pc ；a（a）+（pc）操作數(shù)在程序存儲器中movc a ，a+dptr ；a（a）+（dptr）操作數(shù)在程序存儲器中rom累加器axxhxxh1200h1201hrom數(shù)據(jù)yyh累加器abbhdprt或pcccddh相 加1

29、200h程序計(jì)數(shù)器pcrom地址6 相對尋址跳轉(zhuǎn)指令即為相對尋址，指令中含有相對地址偏移量。相對尋址的本質(zhì)是改變當(dāng)前pc值。這樣就能改變程序執(zhí)行的順序。例如：sjmp rel ；pc（pc）+ rel程序存儲器rom程序計(jì)數(shù)器pc改變pc內(nèi)容ccddh下一條即將取出的指令地址7 位尋址將二進(jìn)制中某一位作為操作數(shù)，該操作數(shù)地址即位地址。對該位操作數(shù)的操作都叫位尋址。數(shù)據(jù)存儲器ram位寄存器c20h20h最低位的位地址是00h位尋址區(qū)0或1例如：mov c ，00h ；c（00h）課題五 at89s51的指令系統(tǒng)本課題的目標(biāo)學(xué)習(xí)完本課題后，您將能夠：1 清楚at89s51有哪幾類指令及各類指令用途

30、。2 清楚at89s51指令系統(tǒng)中各指令的時空特性。3 清楚at89s51指令系統(tǒng)中的111條指令的功能。4 初步具備面對問題該利用哪類指令來解決問題。本課題的要求本課題教學(xué)完成后，初學(xué)者必須做到：1 能夠敘述指令字節(jié)和指令執(zhí)行周期的本質(zhì)含義。2 分類牢記at89s51單片機(jī)的111條指令及功能。本次課講解內(nèi)容151單片機(jī)指令的時空特性2at89s51數(shù)據(jù)傳送指令3at89s51算術(shù)運(yùn)算指令講解進(jìn)程參考學(xué)時序號內(nèi)容提要講解時間第一學(xué)時1明確本次課程目標(biāo)及講解內(nèi)容5分鐘2回顧理論，導(dǎo)入課題5分鐘3指令的字節(jié)數(shù)8分鐘4指令的周期數(shù)8分鐘5數(shù)據(jù)傳送指令15分鐘休息第二學(xué)時1數(shù)據(jù)傳送指令10分鐘2算術(shù)

31、運(yùn)算指令20分鐘3本次課要點(diǎn)總結(jié)10分鐘4明確本課題的要求5分鐘本課題學(xué)生筆記一51單片機(jī)指令的時空特性1 指令的字節(jié)數(shù)反映該指令存儲在程序存儲器所占用的地址空間。根據(jù)這一特性，可快速判斷出指令在程序存儲器中的存儲地址。在 at89s51單片機(jī)指令集中：單字節(jié)指令：占用一個程序存儲器字節(jié)。例如：inc a雙字節(jié)指令：占用兩個程序存儲器字節(jié)。例如：mov a ，#data三字節(jié)指令：占用三個程序存儲器字節(jié)。例如：mov dptr ，#data162 指令的周期數(shù)反映cpu從取出指令到完成執(zhí)行指令所用的時間。根據(jù)這一特性，可快速判斷出完成一條指令功能所需要的精確時間。 在at89s51單片機(jī)指令集

32、中： 單周期指令：從取指令到執(zhí)行完指令需要占用一個機(jī)器周期。 雙周期指令：從取指令到執(zhí)行完指令需要占用兩個機(jī)器周期。 四周期指令：從取指令到執(zhí)行完指令需要占用四個機(jī)器周期。二at89s51數(shù)據(jù)傳送指令完成數(shù)據(jù)在各部件間的傳送，數(shù)據(jù)由源地址傳送到目的地址且不改變源地址中內(nèi)容。at89s51指令系統(tǒng)中有28條數(shù)據(jù)傳送指令。mov a ，#data ；adatamov a ，rn ；a(rn)mov a ，direct ；a(direct)mov a ，ri ；a(ri)mov rn ，#data ；rndatamov rn ，a ；rn(a)mov rn ，direct ；rn(direct)mo

33、v direct ，#data ；directdatamov direct ，a ；direct(a)mov direct ，rn ；direct(rn)mov direct1 ，direct2 ；direct1(direct2)mov direct ，ri ；direct(ri)mov ri ，#data ；(ri) datamov ri ，a ；(ri) (a)mov ri ，direct ；(ri) (direct)mov dptr ，#data16 ；dptrdata16movc a ，a+pc ；a（a）+（pc）movc a ，a+dptr ；a（a）+（dptr）movx a ，

34、ri ；a（ri）movx a ，dptr ；a（dptr）movx ri ，a ；（ri）（a）movx dptr ，a ；（dptr）（a）push direct ；sp（sp）+1 ，（sp）（direct）pop direct ；（direct）（sp），sp（sp）-1xch a ，rn ；a（rn）/ rn（a）xch a ，direct ；a（direct）/ direct（a）xch a ，ri ；a（ri）/ （ri）（a）xchd a ，ri ；a30（ri）30/ （ri）30（a）30以累加器a為目的操作數(shù)的指令會對奇偶標(biāo)志位p有影響外，其余指令均不影響任何標(biāo)志位。三a

35、t89s51算術(shù)運(yùn)算指令 完成數(shù)據(jù)的加、減、乘、除及數(shù)據(jù)調(diào)整。at89s51指令系統(tǒng)中有算術(shù)運(yùn)算指令24條。add a ，#data ；a（a）+ dataadd a ，rn ；a（a）+（rn）add a ，direct ；a（a）+（direct）add a ，ri ；a（a）+（ri）addc a ，#data ；a（a）+ data + cyaddc a ，rn ；a（a）+（rn）+ cyaddc a ，direct ；a（a）+（direct）+ cyaddc a ，ri ；a（a）+（ri）+ cyinc a ；a（a）+ 1inc rn ；rn（rn）+ 1inc direct

36、 ；direct （direct）+ 1inc ri ；（ri）（ri）+1inc dptr ；dptr （dptr）+ 1subb a ，#data ；a（a）- data - cysubb a ，rn ；a（a） -（rn） - cysubb a ，direct ；a（a） -（direct） - cysubb a ，ri ；a（a） -（ri） - cydec a ；a （a）- 1dec rn ；rn （rn）- 1dec direct ；direct （direct）- 1dec ri ；（ri） （ri）- 1mul ab ；ab=badiv ab ；ab=abda a ；若ac=

37、1 或 a309 ，則 a （a）+ 06h ；若cy=1 或 a749 ，則 a （a）+ 60h除加1和減1指令外，其余指令均能影響標(biāo)志位。本次課講解內(nèi)容1at89s51邏輯及移位指令2at89s51控制轉(zhuǎn)移指令3at89s51位操作指令教師講解進(jìn)程參考學(xué)時序號內(nèi)容提要講解時間第一學(xué)時1明確本次課程目標(biāo)及講解內(nèi)容5分鐘2回顧理論，導(dǎo)入課題7分鐘3邏輯及移位指令20分鐘4控制轉(zhuǎn)移指令10分鐘休息第二學(xué)時1控制轉(zhuǎn)移指令15分鐘2位操作指令15分鐘3本次課要點(diǎn)總結(jié)10分鐘4明確本課題的要求5分鐘本課題學(xué)生筆記一at89s51邏輯及移位指令完成數(shù)據(jù)的與、或、非和異或邏輯運(yùn)算，完成數(shù)據(jù)的移位操作。a

38、t89s51指令系統(tǒng)中有邏輯及移位指令25條。anl a ，#data ；a （a）與 dataanl a ，rn ；a （a）與（rn）anl a ，direct ；a （a）與（direct）anl a ，ri ；a （a）與（ri）anl direct ，#data ；direct （direct）與dataanl direct ，a ；direct （direct）與（a）orl a ，#data ；a （a）或 dataorl a ，rn ；a （a）或（rn）orl a ，direct ；a （a）或（direct）orl a ，ri ；a （a）或（ri）orl direct ，

39、#data ；direct （direct）或dataorl direct ，a ；direct （direct）或（a）xrl a ，#data ；a （a）異或 dataxrl a ，rn ；a （a）異或（rn）xrl a ，direct ；a （a）異或（direct）xrl a ，ri ；a （a）異或（ri）xrl direct ，#data ；direct （direct）異或dataxrl direct ，a ；direct （direct）異或（a）clr a ；a 0cpl a ；a arl a ；循環(huán)左移rr a ；循環(huán)右移rlc a ；帶進(jìn)位c循環(huán)左移rrc a ；帶進(jìn)

40、位c循環(huán)右移swap a ；半字節(jié)交換除以累加器a為目標(biāo)寄存器外，其余指令均不影響psw中任何標(biāo)志位。二at89s51控制轉(zhuǎn)移指令達(dá)到改變程序計(jì)數(shù)器pc中內(nèi)容的目的，以控制程序執(zhí)行的流向。at89s51指令系統(tǒng)中有轉(zhuǎn)移指令17條。sjmp rel ；pc （pc）+ relajmp addr11 ；pc （pc）+addr11ljmp addr16 ；pc addr16jmp a+dptr ；pc （a）+（dptr）jz rel ；若（a）=0，則pc （pc）+ reljnz rel ；若（a）0，則pc （pc）+ reldjnz rn ,rel ；rn (rn)-1；若（rn） 0，則

41、pc （pc）+ reldjnz direct ,rel ；direct (direct)-1；若（direct） 0，則pc （pc）+ relcjne a ,#data ,rel ；若（a） data，則pc （pc）+ relcjne a ,direct ,rel ；若（a）（direct），則pc （pc）+ relcjne rn ,#data ,rel ；若（rn） data，則pc （pc）+ relcjne ri ,direct ,rel ；若（ri）（direct），則pc （pc）+ relacall addr11 ；絕對調(diào)用lcall addr16 ；長調(diào)用ret ；pc1

42、58 （sp），sp （sp）-1 ；pc70 （sp），sp （sp）-1reti ；pc158 （sp），sp （sp）-1 ；pc70 （sp），sp （sp）-1nop ；空操作三at89s51位操作指令操作數(shù)不是字節(jié)，而是字節(jié)中的某一位。at89s51指令系統(tǒng)中有位操作指令17條。mov c ，bit ；cy （bit）mov bit ，c ；（bit） cysetb c ；cy 1clr c ；cy 0setb bit ；（bit） 0clr bit ；（bit） 0anl c ，bit ；cy （cy）（bit）anl c ，/bit ；cy （cy）（bit）orl c ，bi

43、t ；cy （cy）（bit）orl c ，/bit ；cy （cy）（bit）cpl c ；cy cycpl bit ；（bit） （bit）jc rel ；若cy=1，則pc （pc）+ reljnc rel ；若cy1，則pc （pc）+ reljb bit ，rel ；若（bit）=1，則pc （pc）+ reljnb bit ，rel ；若（bit）1，則pc （pc）+ reljbc bit ，rel ；若（bit）=1，則pc （pc）+ rel ；（bit） 0課題六 51單片機(jī)匯編程序設(shè)計(jì)本課題的目標(biāo)學(xué)習(xí)完本課題后，您將能夠：1 清楚如何編寫at89s51單片機(jī)控制程序。2

44、清楚51單片機(jī)匯編語言程序上機(jī)開發(fā)全過程。3 清楚匯編語言中指令與偽指令的區(qū)別及各自的作用。4 初步具備典型程序的閱讀和模仿編程，并應(yīng)用于實(shí)際問題中。本課題的要求本課題教學(xué)完成后，初學(xué)者必須做到：1 正確理解匯編的含義及作用。2 正確理解偽指令與匯編軟件的作用。3 牢記51匯編程序中的重要偽指令的匯編符號及作用。本次課講解內(nèi)容1 51單片機(jī)程序設(shè)計(jì)語言2 51匯編語言程序開發(fā)流程3 51匯編語言程序的編寫格式4 51匯編語言中指令的構(gòu)成5 51匯編語言中的重要偽指令6 典型5 1匯編語言源程序講解進(jìn)程參考學(xué)時序號內(nèi)容提要講解時間第一學(xué)時1明確本次課程目標(biāo)及講解內(nèi)容3分鐘2回顧理論，導(dǎo)入課題5分鐘351單片機(jī)程序設(shè)計(jì)語言10分鐘451匯編語言格式10分鐘551匯編語言的構(gòu)成8分鐘651匯編語言中的重要偽指令10分鐘休息第二學(xué)時151匯編語言中的重要偽指令10分鐘2匯編語言源程序的設(shè)計(jì)和匯編10分鐘3典型5 1匯編語言源程序20分鐘4本課題總結(jié)，明確本課題的要求5分鐘本課題學(xué)生筆記一51單片機(jī)程序設(shè)計(jì)語言1機(jī)器語言:能被計(jì)算機(jī)直接識別的語言，機(jī)器碼。2匯編語言:由匯編助記符來替代機(jī)器碼的程序設(shè)計(jì)語言，匯編語言源程序。3高級語言:能獨(dú)立于機(jī)器的通用程序設(shè)計(jì)語言，計(jì)算機(jī)語言。單片