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1、一、授課內(nèi)容:1 授課科目:單片機(jī)技術(shù)2 授課內(nèi)容:什么是單片機(jī)單片機(jī)的發(fā)展 1.3 MCS-51和80C51系列簡介單片機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域和應(yīng)用模式3 授課類型:講授4 授課時(shí)間:2學(xué)時(shí)5 主講教師:劉珊二、教學(xué)目的:了解單片機(jī)的發(fā)展,應(yīng)用領(lǐng)域和應(yīng)用模式,掌握單片機(jī)的特點(diǎn)三、教材分析:重點(diǎn)/難點(diǎn):單片機(jī)的特點(diǎn)四、教學(xué)設(shè)想:1.借助多媒體教學(xué),一方面可以使課堂生動,另一方面可以騰出大量時(shí)間加強(qiáng)對重難點(diǎn)知識的講解.2.借助EWB軟件做演示實(shí)驗(yàn),增強(qiáng)學(xué)生對知識的理解,同時(shí)提高他們對本學(xué)科的興趣.五、教學(xué)過程:(板書)一、什么是單片機(jī)單片機(jī)是將CPU,RAM,ROM,定時(shí)器/計(jì)數(shù)器以及I/O接口電路等計(jì)算
2、機(jī)的主要部件集成在一塊電路芯片上。SCM:單片微型計(jì)算機(jī)MCU:微控制器SOC: 片上系統(tǒng)二、單片微型計(jì)算機(jī)發(fā)展概況單片機(jī)出現(xiàn)的歷史并不長, 但發(fā)展十分迅猛。 它的產(chǎn)生與發(fā)展和微處理器的產(chǎn)生與發(fā)展大體同步, 自1971年美國Intel公司首先推出4位微處理器(4004)以來, 它的發(fā)展到目前為止大致可分為5個(gè)階段:第1階段(19711976): 單片機(jī)發(fā)展的初級階段。 1971年11月Intel公司首先設(shè)計(jì)出集成度為2 000只晶體管/片的4位微處理器Intel 4004, 并配有RAM、 ROM和移位寄存器, 構(gòu)成了第一臺MCS4微處理器, 而后又推出了8位微處理器Intel 8008, 以
3、及其它各公司相繼推出的8位微處理器。第2階段(19761980): 低性能單片機(jī)階段。 以1976年Intel公司推出的MCS48系列為代表, 采用將8位CPU、 8位并行I/O接口、 8位定時(shí)/計(jì)數(shù)器、 RAM和ROM等集成于一塊半導(dǎo)體芯片上的單片結(jié)構(gòu), 雖然其尋址范圍有限(不大于4 KB), 也沒有串行I/O, RAM、 ROM容量小, 中斷系統(tǒng)也較簡單, 但功能可滿足一般工業(yè)控制和智能化儀器、 儀表等的需要。 第3階段(19801983): 高性能單片機(jī)階段。 這一階段推出的高性能8位單片機(jī)普遍帶有串行口, 有多級中斷處理系統(tǒng), 多個(gè)16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器。 片內(nèi)RAM、 ROM的容量加大
4、,且尋址范圍可達(dá)64 KB, 個(gè)別片內(nèi)還帶有A/D轉(zhuǎn)換接口。第4階段(198380年代末): 16位單片機(jī)階段。 1983年Intel公司又推出了高性能的16位單片機(jī)MCS96系列, 由于其采用了最新的制造工藝, 使芯片集成度高達(dá)12萬只晶體管/片。 第5階段(90年代): 單片機(jī)在集成度、 功能、 速度、 可靠性、 應(yīng)用領(lǐng)域等全方位向更高水平發(fā)展。 三、單片機(jī)的特點(diǎn)n (1)體積小、重量輕、功耗低、功能強(qiáng)、性價(jià)比高。n (2)數(shù)據(jù)大都在單片機(jī)內(nèi)部傳送,運(yùn)行速度快,抗干擾能力強(qiáng),可靠性高。n (3)結(jié)構(gòu)靈活,易于組成各種微機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)。n (4)應(yīng)用廣泛,既可用于工業(yè)自動控制等場合,又可用于測量
5、儀器、醫(yī)療儀器及家用電器等領(lǐng)域。四、單片機(jī)系列簡介目前世界上單片機(jī)生產(chǎn)廠商很多, 如: Intel、 Motorola、 Philips、 Siemens、 NEC、 ADM、 Zilog等公司, 其主流產(chǎn)品有幾十個(gè)系列, 幾百個(gè)品種。 盡管其各具特色, 名稱各異, 但作為集CPU、 RAM、 ROM(或EPROM)、 I/O接口、 定時(shí)器/計(jì)數(shù)器、 中斷系統(tǒng)為一體的單片機(jī), 其原理大同小異。 現(xiàn)以Intel公司的系列產(chǎn)品為例, 說明各系列之間的區(qū)別。 Intel公司從其生產(chǎn)單片機(jī)開始, 發(fā)展到現(xiàn)在, 大體上可分為3大系列: MCS48系列、 MCS51系列、 MCS96系列。 該3大系列的性
6、能簡介見表1。表1 Intel單片機(jī)系列性能簡介4、MCS51單片機(jī)系列MCS51系列單片機(jī)雖已有10多種產(chǎn)品, 但可分為兩大系列: MCS51子系列與MCS52子系列。 MCS51子系列中主要有8031、 8051、 8751 三種類型。 而MCS52子系列也有3種類型8032、 8052、 8752。 在某些性能上略有差異。 由此可見, 在本子系列內(nèi)各類芯片的主要區(qū)別在于片內(nèi)有無ROM或EPROM; MCS51與MCS52子系列間所不同的是片內(nèi)程序存儲器ROM從4 KB增至8 KB; 片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲器由128個(gè)字節(jié)增至256個(gè)字節(jié);定時(shí)器/計(jì)數(shù)器增加了一個(gè); 中斷源增加了12個(gè)。 另外, 對
7、于制造工藝為CHMOS的單片機(jī), 由于采用CMOS技術(shù)制造, 因此具有低功耗的特點(diǎn), 如8051功耗約為630 mW, 而80C51的功耗只有120 mW。五、單片機(jī)的應(yīng)用 由于單片機(jī)具有體積小、 重量輕、 價(jià)格便宜、 功耗低, 控制功能強(qiáng)及運(yùn)算速度快等特點(diǎn), 因而在國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)、 軍事及家用電器等各個(gè)領(lǐng)域均得到了廣泛的應(yīng)用。 (1) 家用電器領(lǐng)域 目前國內(nèi)各種家用電器已普遍采用單片機(jī)控制取代傳統(tǒng)的控制電路,而做成單片機(jī)控制系統(tǒng)。 例如洗衣機(jī)、電冰箱、空調(diào)機(jī)、微波爐、電飯煲、電視機(jī)、錄像機(jī)及其它視頻音像設(shè)備的控制器。辦公自動化領(lǐng)域現(xiàn)代辦公室中所使用的大量通信、信息產(chǎn)品多數(shù)都采用了單片機(jī),如通用
8、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的鍵盤譯碼、磁盤驅(qū)動、打印機(jī)、繪圖儀、復(fù)印機(jī)、電話、傳真機(jī)、考勤機(jī)等。(3) 智能儀表。 用單片機(jī)改造原有的測量、 控制儀表, 促進(jìn)儀表向數(shù)字化、 智能化、 多功能化、 綜合化、 柔性化方向發(fā)展。 (4) 機(jī)電一體化產(chǎn)品。 單片機(jī)與傳統(tǒng)的機(jī)械產(chǎn)品相結(jié)合, 使傳統(tǒng)機(jī)械產(chǎn)品結(jié)構(gòu)簡化, 控制智能化。(5) 商業(yè)營銷領(lǐng)域 由于在商業(yè)營銷系統(tǒng)已廣泛使用的電子稱、收款機(jī)、條形碼閱讀器、倉儲安全監(jiān)測系統(tǒng)、商場保安系統(tǒng)、空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)、冷凍保鮮系統(tǒng)等中,目前已紛紛采用單片機(jī)構(gòu)成專用系統(tǒng),主要由于這種系統(tǒng)有明顯的抗病菌侵害、抗電磁干擾等高可靠性能的保證。(6)汽車電子與航空航天電子系統(tǒng) 通常在這些電子
9、系統(tǒng)中的集中顯示系統(tǒng)、動力監(jiān)測控制系統(tǒng)、自動駕馭系統(tǒng)、通信系統(tǒng)以及運(yùn)行監(jiān)視器(黑匣子)等都要構(gòu)成冗余的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。第二講 一、授課內(nèi)容:1 授課科目:單片機(jī)技術(shù)2 授課內(nèi)容:單片機(jī)的基本組成 2.2 80C51單片機(jī)的引腳功能和結(jié)構(gòu)框圖3 授課類型:講授4 授課時(shí)間:2學(xué)時(shí)5 主講教師:劉珊二|、教學(xué)要求:掌握單片機(jī)的存儲器結(jié)構(gòu)與復(fù)位方式,以及80C51單片機(jī)的引腳功能,內(nèi)部結(jié)構(gòu)和工作原理三、教材分析:重 點(diǎn): 80C51單片機(jī)的引腳功能和內(nèi)部結(jié)構(gòu),單片機(jī)的存儲器結(jié)構(gòu)與復(fù)位方式.難 點(diǎn):單片機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和工作原理 四、教學(xué)設(shè)想:1、借助多媒體教學(xué),一方面可以使課堂生動,另一方面可以騰出大量時(shí)間加
10、強(qiáng)對重難點(diǎn)知識的講解.2、借助EWB軟件做演示實(shí)驗(yàn),增強(qiáng)學(xué)生對知識的理解,同時(shí)提高他們對本學(xué)科的興趣.五、教學(xué)過程:(板書) MCS-51單片機(jī)的基本組成(1)一個(gè)8位微處理器CPU。(2)數(shù)據(jù)存儲器RAM和特殊功能寄存器SFR。(3)內(nèi)部程序存儲器ROM。(4)兩個(gè)定時(shí)/計(jì)數(shù)器,用以對外部事件進(jìn)行計(jì)數(shù),也可用作定時(shí)器。(5)四個(gè)8位可編程的I/O(輸入/輸出)并行端口,每個(gè)端口既可做輸入,也可做輸出。(6)一個(gè)串行端口,用于數(shù)據(jù)的串行通信。(7)中斷控制系統(tǒng)。(8)內(nèi)部時(shí)鐘電路。時(shí)鐘電路SFR和RAMROMCPU定時(shí)/計(jì)數(shù)器并行端口中斷系統(tǒng)串行端口時(shí)鐘源T0 T1P0 P1 P2 P3TXD
11、 RXD INT0 INT1二、80C51單片機(jī)的引腳功能結(jié)構(gòu)框圖(如上圖)1主電源引腳VCC和VSS2外接晶振引腳XTAL1和XTAL23控制或其他電源復(fù)用引腳RST/ VPD、ALE/、和/VPP4輸入/輸出引腳P0、P1、P2、P3(共32根)三、引腳功能(1)主電源引腳Vcc和Vss VCC: 接+5 V電源正端; VSS: 接+5 V電源地端。(2)外接晶體引腳XTAL1和XTAL2 XTAL1: 接外部石英晶體的一端。在單片機(jī)內(nèi)部, 它是一個(gè)反相放大器的輸入端, 這個(gè)放大器構(gòu)成了片內(nèi)振蕩器。當(dāng)采用外部時(shí)鐘時(shí), 對于HMOS單片機(jī), 該引腳接地; 對于CHMOS單片機(jī), 該引腳作為外
12、部振蕩信號的輸入端。 XTAL2: 接外部晶體的另一端。在單片機(jī)內(nèi)部, 接至片內(nèi)振蕩器的反相放大器的輸出端。當(dāng)采用外部時(shí)鐘時(shí), 對于HMOS單片機(jī), 該引腳作為外部振蕩信號的輸入端; 對于CHMOS芯片, 該引腳懸空不接。圖1 內(nèi)部振蕩方式圖2 外部振蕩方式(3)輸入/輸出(I/O)引腳P0口、 P1口、 P2口及P3口(a) P0口(39腳32腳)統(tǒng)稱為P0口。(b) P1口(1腳8腳)統(tǒng)稱為P1口, 可作為準(zhǔn)雙向I/O接口使用。(c) P2口(21腳28腳)統(tǒng)稱為P2口, 一般可作為準(zhǔn)雙向I/O接口。(d) P3口(10腳17腳)統(tǒng)稱為P3口。第三講 一、授課內(nèi)容:1 授課科目:單片機(jī)技術(shù)
13、2 授課內(nèi)容:2.3 80C51 CPU的結(jié)構(gòu)和特點(diǎn) 2.4 存儲器結(jié)構(gòu)和地址空間3 授課類型:講授4 授課時(shí)間:2學(xué)時(shí)5 主講教師:劉珊二|、教學(xué)要求:掌握單片機(jī)的存儲器結(jié)構(gòu)與復(fù)位方式,80C51單片機(jī)的引腳功能,內(nèi)部結(jié)構(gòu)和工作原理三、教材分析:重 點(diǎn): 80C51單片機(jī)的引腳功能和內(nèi)部結(jié)構(gòu),單片機(jī)的存儲器結(jié)構(gòu)與復(fù)位方式.難 點(diǎn):單片機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和工作原理 四、教學(xué)設(shè)想:1、借助多媒體教學(xué),一方面可以使課堂生動,另一方面可以騰出大量時(shí)間加強(qiáng)對重難點(diǎn)知識的講解.2、借助EWB軟件做演示實(shí)驗(yàn),增強(qiáng)學(xué)生對知識的理解,同時(shí)提高他們對本學(xué)科的興趣.五、教學(xué)過程:(板書)MCS-51單片機(jī)的基本結(jié)構(gòu) M
14、CS-51單片機(jī)硬件結(jié)構(gòu)特點(diǎn)1內(nèi)部程序存儲器(ROM)和內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲器(RAM)容量(如表2-1所示)。2輸入/輸出(I/O)端口3外部程序存儲器和外部數(shù)據(jù)存儲器尋址空間4中斷與堆棧5定時(shí)/計(jì)數(shù)器與寄存器區(qū)6指令系統(tǒng) MCS-51單片機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)1運(yùn)算器運(yùn)算器由8位算術(shù)邏輯運(yùn)算單元ALU(Arithmetic Logic Unit)、8位累加器ACC(Accumulator)、8位寄存器B、程序狀態(tài)字寄存器PSW(Program Status Word)、8位暫存寄存器TMP1和TMP2等組成。 2控制器主要由程序計(jì)數(shù)器PC、指令寄存器IR、指令譯碼器ID、堆棧指針SP、數(shù)據(jù)指針DPTR、時(shí)鐘發(fā)
15、生器及定時(shí)控制邏輯等組成。2.3 MCS-51單片機(jī)的存儲器配置 片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲器 片外數(shù)據(jù)存儲器 程序存儲器 片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲器片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲器結(jié)構(gòu)如圖2-9(a)所示;其具體位地址單元如表2-3所示;專用寄存器的地址映像如表2-4所示。特殊功能寄存器通用RAM區(qū)位尋址區(qū)00H1FH20H2FH30H7FH80HFFH80H88H90H98HA0HA8HB0HB8HD0HE0HF0H特殊功能寄存器中位尋址外部ROM內(nèi)部ROM(EA=1)外部ROM(EA=0)0000H0000H0FFFH0FFFH1000HFFFFH外 部RAM(I/O口地址)0000HFFFFH內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲器(a)外部數(shù)據(jù)存儲器(
16、b)程序存儲器(c)工作寄存器區(qū)單片機(jī)復(fù)位電路及復(fù)位狀態(tài)1復(fù)位電路單片機(jī)復(fù)位電路包括片內(nèi)、片外兩部分。外部復(fù)位電路就是為內(nèi)部復(fù)位電路提供兩個(gè)機(jī)器周期以上的高電平而設(shè)計(jì)的。MCS-51單片機(jī)通常采用上電自動復(fù)位和按鍵手動復(fù)位兩種方式。如圖2-14所示。 2單片機(jī)復(fù)位后的狀態(tài)單片機(jī)運(yùn)行出錯(cuò)或進(jìn)入死循環(huán)時(shí),可按復(fù)位鍵重新運(yùn)行。21個(gè)特殊功能寄存器復(fù)位后的狀態(tài)為確定值,如表2-6所示。 22F C1 RST R11K+5V22F C1 RST+5VR2200 RSTR1 +5V C222F 8031805187518031805
17、18751803180518751(a)上電復(fù)位電路(c)按鍵脈沖復(fù)位電路(b)按鍵電平復(fù)位電路 R11K3、時(shí)鐘電路(1)振蕩周期 / 時(shí)鐘周期:為單片機(jī)提供時(shí)鐘信號的振蕩源的周期。(3)機(jī)器周期:通常將完成一個(gè)基本操作所需的時(shí)間稱為機(jī)器周期。(4)指令周期:是指CPU執(zhí)行一條指令所需要的時(shí)間。一個(gè)指令周期通常含有14個(gè)機(jī)器周期。若80C51單片機(jī)外接晶振為12MHz時(shí),則單片機(jī)的四個(gè)周期的具體值為:振蕩周期1/12MHz1/12ss時(shí)鐘周期1/6ss機(jī)器周期1s指令周期14s4、80C51指令時(shí)序P1P2S1P2振蕩周期時(shí)鐘周期機(jī)器周期機(jī)器周期指令周期(OSC)S2S3S4S5S6S1S2
18、S4S5S3S6P1P1P1P1P1P1P1P1P1P1P1P2P2P2P2P2P2P2P2P2P2P2六、作業(yè):P 47頁 4,6,10,11第四講一、授課內(nèi)容:1 授課科目:單片機(jī)技術(shù)2 授課內(nèi)容:第三章80C51單片機(jī)的指令系統(tǒng)3 授課類型:講授4 授課時(shí)間:2學(xué)時(shí)5 主講教師:劉珊二|、教學(xué)要求:掌握單片機(jī)的尋址方式,指令特點(diǎn),功能和使用三、教材分析:重點(diǎn):尋址方式,指令特點(diǎn),功能和使用難點(diǎn):尋址方式四、教學(xué)設(shè)想:1、借助多媒體教學(xué),一方面可以使課堂生動,另一方面可以騰出大量時(shí)間加強(qiáng)對重難點(diǎn)知識的講解.2、借助EWB軟件做演示實(shí)驗(yàn),增強(qiáng)學(xué)生對知識的理解,同時(shí)提高他們對本學(xué)科的興趣.五、
19、教學(xué)過程:(板書)3.1 MCS-51指令系統(tǒng)的分類、格式及一般說明3.2 尋址方式3.3 分類指令MCS-51單片機(jī)指令系統(tǒng)有如下特點(diǎn):(1)指令執(zhí)行時(shí)間快。(2)指令短,約有一半的指令為單字節(jié)指令。(3)用一條指令即可實(shí)現(xiàn)2個(gè)一字節(jié)的相乘或相除。(4)具有豐富的位操作指令。 (5)可直接用傳送指令實(shí)現(xiàn)端口的輸入輸出操作。3.1 MCS-51指令系統(tǒng)的分類、格式及一般說明 指令分類 指令格式 指令描述符號介紹 指令分類按指令功能,MCS-51指令系統(tǒng)分為數(shù)據(jù)傳遞與交換、算術(shù)運(yùn)算、邏輯運(yùn)算、程序轉(zhuǎn)移、布爾處理操作、CPU控制等6類。布爾處理操作類指令又稱位操作指令。 指令格式在MCS-51指令
20、中,一般指令主要由操作碼、操作數(shù)組成。指令應(yīng)具有以下功能:(1)操作碼指明執(zhí)行什么性質(zhì)和類型的操作。例如,數(shù)的傳送、加法、減法等。(2)操作數(shù)指明操作的數(shù)本身或者是操作數(shù)所在的地址。(3)指定操作結(jié)果存放的地址。 指令描述符號介紹Rn當(dāng)前選中的寄存器區(qū)中的8個(gè)工作寄存器R0R7(n=07)。Ri當(dāng)前選中的寄存器區(qū)中的2個(gè)工作寄存器R0、R1(i=0,1)。direct8位的內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲器單元中的地址。#data包含在指令中的8位常數(shù)。#data16包含在指令中的16位常數(shù)。addr1616位目的地址。addr1111位目的地址。rel8位帶符號的偏移字節(jié),簡稱偏移量。DPTR數(shù)據(jù)指針,可用作1
21、6位地址寄存器。bit內(nèi)部RAM或?qū)S眉拇嫫髦械闹苯訉ぶ肺?。A累加器。B專用寄存器,用于乘法和除法指令中。C進(jìn)位標(biāo)志或進(jìn)位位,或布爾處理機(jī)中的累加器。間址寄存器或基址寄存器的前綴,如Ri,DPTR。/ 位操作數(shù)的前綴,表示對該位操作數(shù)取反,如/bit。×片內(nèi)RAM的直接地址或寄存器。(×)由×尋址的單元中的內(nèi)容。箭頭左邊的內(nèi)容被箭頭右邊的內(nèi)容所代替。3.2 尋址方式 立即尋址 直接尋址 寄存器尋址 寄存器間接尋址 變址尋址 相對尋址 位尋址 立即尋址指令中直接給出操作數(shù)的尋址方式。立即操作數(shù)用前面加有#號的8位或16位數(shù)來表示。例如:MOVA,# 60H;A#60
22、H MOVDPTR,# 3400H;DPTR#3400HMOV30H,# 40H;30H單元#40H 上述三條指令執(zhí)行完后,累加器A中數(shù)據(jù)為立即數(shù)據(jù)60H,DPTR寄存器中數(shù)據(jù)為3400H,30H單元中數(shù)據(jù)為立即數(shù)40H。 直接尋址指令中直接給出操作數(shù)地址的尋址方式,能進(jìn)行直接尋址的存儲空間有SFR寄存器和內(nèi)部數(shù)據(jù)RAM。例如:MOVPSW,# 20H; PSW#20HPSW為直接尋址寄存器的符號地址。 MOVA,30H;A30H內(nèi)部RAM單元中的內(nèi)容30H為直接給出的內(nèi)部RAM的地址。 寄存器尋址以通用寄存器的內(nèi)容為操作數(shù)的尋址方式。通用寄存器指A、B 、DPTR以及R0R7 。 例如:CL
23、R A;A0 INC DPTR;DPTRDPTR+1ADDR5,# 20H;R5#20H+R5 寄存器間接尋址以寄存器中內(nèi)容為地址,以該地址中內(nèi)容為操作數(shù)的尋址方式。間接尋址的存儲器空間包括內(nèi)部數(shù)據(jù)RAM和外部數(shù)據(jù)RAM。能用于寄存器間接尋址的寄存器有R0,R1,DPTR,SP。其中R0、R1必須是工作寄存器組中的寄存器。SP僅用于堆棧操作。例如:MOV R0,A ;內(nèi)部RAM(R0)A其指令操作過程示意圖如圖3-1所示。又如:MOVX A,R1;A外部RAM(P2R1)其指令操作過程示意圖如圖3-2所示。再如:MOVX DPTR,A;外部RAM(DPTR)A其指令操作過程示意圖如圖3-3所示
24、。 變址尋址變址尋址只能對程序存儲器中數(shù)據(jù)進(jìn)行操作。由于程序存儲器是只讀的,因此變址尋址只有讀操作而無寫操作,在指令符號上采用MOVC的形式(如圖3-4所示)。例如:MOVC A, A+DPTR;A(A+DPTR)又如,MOVC A, A+PC ;A(A+PC) 這條指令與上條指令不同的是,基址寄存器是PC。 相對尋址以當(dāng)前程序計(jì)數(shù)器PC的內(nèi)容為基礎(chǔ),加上指令給出的一字節(jié)補(bǔ)碼數(shù)(偏移量)形成新的PC值的尋址方式。相對尋址用于修改PC值,主要用于實(shí)現(xiàn)程序的分支轉(zhuǎn)移。 例如,SJMP 08H ;PCPC+2+08H指令操作示意圖如圖3-5所示。 位尋址位尋址只能對有位地址的單元作位尋址操作。位尋址
25、其實(shí)是一種直接尋址方式,不過其地址是位地址。 例如:SETB 10H ;將10H位置1若22H單元中存放著數(shù)據(jù)40H,22H單元的D0位的位地址為10H,執(zhí)行上述指令后(22H)=41H。 又如:MOV 32H,C ;32H進(jìn)位位C ORL C ,32H ;CC32H第五講一、授課內(nèi)容:1 授課科目:單片機(jī)技術(shù)2 授課內(nèi)容:第三章80C51單片機(jī)的指令系統(tǒng)3 授課類型:講授4 授課時(shí)間:2學(xué)時(shí)5 主講教師:劉珊二|、教學(xué)要求:掌握單片機(jī)的尋址方式,指令特點(diǎn),功能和使用三、教材分析:重點(diǎn):尋址方式,指令特點(diǎn),功能和使用難點(diǎn):尋址方式四、教學(xué)設(shè)想:1、借助多媒體教學(xué),一方面可以使課堂生動,另一方面
26、可以騰出大量時(shí)間加強(qiáng)對重難點(diǎn)知識的講解.2、借助EWB軟件做演示實(shí)驗(yàn),增強(qiáng)學(xué)生對知識的理解,同時(shí)提高他們對本學(xué)科的興趣.五、教學(xué)過程:(板書)數(shù)據(jù)傳送類指令 數(shù)據(jù)傳送類指令共28條,是將源操作數(shù)送到目的操作數(shù)。指令執(zhí)行后,源操作數(shù)不變,目的操作數(shù)被源操作數(shù)取代。數(shù)據(jù)傳送類指令用到的助記符有MOV、MOVX、MOVC、XCH、XCHD、SWAP、PUSH、POP8種。 源操作數(shù)可采用寄存器、寄存器間接、直接、立即、變址5種尋址方式尋址,目的操作數(shù)可以采用寄存器、寄存器間接、直接尋址3種尋址方式。MCS-51單片機(jī)片內(nèi)數(shù)據(jù)傳送途徑如圖3-6所示。1以A為目的操作數(shù)MOV A,Rn;A RnMOV
27、A,direct;A(direct)MOV A,Ri;A(Ri)MOV A,#data;A #data2以Rn為目的操作數(shù)MOV Rn,A;Rn AMOV Rn,direct;Rn (direct)MOV Rn,#data;Rn #data3以直接地址為目的操作數(shù)MOV Ri,A;(Ri) AMOV Ri,direct;(Ri)(direct)MOV Ri,#data;(Ri) #data4以間接地址為目的操作數(shù)MOV Ri,A;(Ri) AMOV Ri,direct;(Ri)(direct)MOV Ri,#data;(Ri) #data例如:設(shè)(30H)=6FH,R1=40H,執(zhí)行MOV R
28、1,30H后,30H單元中數(shù)據(jù)取出送入R1間接尋址的40H單元,(40H)=6FH。5以DPTR為目的操作數(shù)MOV DPTR,#data16 ;DPTR #data16例如執(zhí)行 MOV DPTR,#2000H 后,(DPTR)= 2000H。6訪問外部數(shù)據(jù)RAM MOVX A,DPTR;A (DPTR)MOVX DPTR,A;(DPTR) AMOVX A,Ri;A (P2Ri)MOVX Ri,A;(P2Ri) A7讀程序存儲器MOVC A,A+DPTR;A (A+DPTR)MOVC A,A+PC;A (A+PC)例如已知A=30H,DPTR=3000H,程序存儲器單元(3030H)=50H,執(zhí)
29、行MOVC A, A+DPTR后,A=50H。8數(shù)據(jù)交換l 字節(jié)交換XCH A,Rn;A<=> RnXCH A ,direct;A<=>(direct)XCH A,Ri;A<=>(Ri)l 半字節(jié)交換XCHD A,Ri;A03<=>(Ri)03SWAP A;A03<=>A479堆棧操作所謂堆棧是在片內(nèi)RAM中按“先進(jìn)后出,后進(jìn)先出”原則設(shè)置的專用存儲區(qū)。數(shù)據(jù)的進(jìn)棧出棧由指針SP統(tǒng)一管理。堆棧的操作有如下兩條專用指令: PUSH direct;S
30、P(SP+1),(SP)(direct) POPdirect;(direct)(SP),SP SP-1PUSH是進(jìn)棧(或稱為壓入操作)指令。指令執(zhí)行過程如圖3-7所示?!纠繉⑵瑑?nèi)RAM 30H單元與40H單元中的內(nèi)容互換。方法1(直接地址傳送法):MOV31H,30H MOV30H,40H MOV40H,31H SJMP$方法2(間接地址傳送法):MOVR0,#40H MOVR1,#30H MOVA,R0 MOVB,R1 MOVR1,A MOVR0,BSJMP$方法3(字節(jié)交換傳送法):MOVA,30H XCHA,40HMOV30H,A SJMP$方法4(堆棧傳送法): PUSH30H PU
31、SH40H POP30H POP40H SJMP$算術(shù)運(yùn)算類指令1加法指令A(yù)DD A,Rn;A A + RnADD A,direct;A A +(direct)ADD A,Ri;A A +(Ri)ADD A,#data;A A + #data2帶進(jìn)位加指令A(yù)DDC A,Rn;A A + Rn + CADDC A,direct;A A +(direct)+ CADDC A,Ri;A A +(Ri)+ CADDC A,#data;A A + #data + CC為來自PSW狀態(tài)寄存器中的進(jìn)位位C。例如,設(shè)A=20H,R0=21H,C=1,執(zhí)行指令 ADDC,R0后,A=42H。3帶借位減指令SUB
32、B A,Rn;A A - Rn - CSUBB A,direct;A A -(direct)- CSUBB A,Ri;A A -(Ri)- CSUBB A,#data;A A - #data C例如,設(shè)A=39H,R0=20H,(20H)=32H,C=1,執(zhí)行指令 SUBB,R0后,A=06H。4乘法指令MUL AB;BA A×BA和B中各存放一個(gè)8位無符號數(shù),指令執(zhí)行后,16位乘積的高8位在B中,低8位存A中。例如,A=30H,B=60H,執(zhí)行 MUL AB 后,A=00H,B=12H。 5除法指令 DIV AB;A÷B商在A中,余數(shù)在B中 A和B中各存放一個(gè)8位無符號數(shù)
33、,A放被除數(shù),B放除數(shù)。指令執(zhí)行后,A中存放商,B中存入余數(shù)。若B=00H,則指令執(zhí)行后OV=1,A與B不變。例如,A=30H,B=07H,執(zhí)行 DIV AB 后,A=06H,B=06H。6加1指令I(lǐng)NC A;A A + 1INC Rn;Rn Rn + 1INC direct;(direct)(direct)+ 1INC Ri;(Ri)(Ri)+ 1INC DPTR;DPTR DPTR + 1例如,(30H)=22H,執(zhí)行 INC 30H 后,(30H)=23H。7減1指令DEC A;A A - 1DEC Rn;Rn Rn - 1DEC direct;direct(direct)- 1DEC
34、Ri;(Ri)(Ri)- 1例如,R0=30H,(30H)=22H,執(zhí)行 DEC R0 后,(30H)=21H。8十進(jìn)制調(diào)整指令DA A ;把A中按二進(jìn)制相加的結(jié)果調(diào)整成按BCD碼相加的結(jié)果例如,A=65BCD,B=78BCD,C=0,執(zhí)行下列語句ADDA,BDAA后,A=43 BCD,C=1?!纠吭嚢汛娣旁赗1R2和R3R4中的兩個(gè)16位數(shù)相加,結(jié)果存于R5R6中。解:參考程序如下: MOVA,R2;取第一個(gè)數(shù)的低8位ADDA,R4;兩數(shù)的低8位相加MOVR6,A;保存和的低8位MOVA,R1;取第一個(gè)數(shù)的高8位 ADDCA,R3;兩數(shù)的高8位相加,并把低8位相加時(shí)的進(jìn)位位加進(jìn)來 MOVR
35、5,A;把相加的高8位存入R5寄存器中 SJMP $ 第六講一、授課內(nèi)容:1 授課科目:單片機(jī)技術(shù)2 授課內(nèi)容:第三章80C51單片機(jī)的指令系統(tǒng)3 授課類型:講授4 授課時(shí)間:2學(xué)時(shí)5 主講教師:劉珊二|、教學(xué)要求:掌握單片機(jī)的尋址方式,指令特點(diǎn),功能和使用三、教材分析:重點(diǎn):尋址方式,指令特點(diǎn),功能和使用難點(diǎn):尋址方式四、教學(xué)設(shè)想:1、借助多媒體教學(xué),一方面可以使課堂生動,另一方面可以騰出大量時(shí)間加強(qiáng)對重難點(diǎn)知識的講解.2、借助EWB軟件做演示實(shí)驗(yàn),增強(qiáng)學(xué)生對知識的理解,同時(shí)提高他們對本學(xué)科的興趣.五、教學(xué)過程:(板書)邏輯運(yùn)算與循環(huán)類指令1“與”操作指令2“或”操作指令3“異或”操作指令4
36、求反與清除指令5循環(huán)指令程序轉(zhuǎn)移類指令1無條件轉(zhuǎn)移指令l 絕對(短)轉(zhuǎn)移指令A(yù)JMPaddr11;PC100 addr11 l 長轉(zhuǎn)移指令LJMPaddr16;PC addr16l 短(相對)轉(zhuǎn)移指令SJMPrel;PC PC + 2 + rell 間接轉(zhuǎn)移指令JMPA+DPTR;PC A + DPTR2條件轉(zhuǎn)移指令l 累加器為零(非零)轉(zhuǎn)移指令l
37、60;減1非零轉(zhuǎn)移指令l 兩數(shù)不等轉(zhuǎn)移指令l 相對偏移量rel的求法調(diào)用子程序及返回指令1調(diào)用子程序指令LCALL addr16 ;PCPC+3,SPSP+1,(SP)PC710;SPSP+1,(SP)PC158, PCaddr16ACALL addr11;PC PC+2,SPSP+1,(SP)PC70;SP SP+1,(SP) PC158,PC100addr112返回指令RET ;PC158(SP),SPSP-1;PC70(SP),SPSP-1RETI ;PC158(SP),SPSP-1;PC70 (
38、SP),SPSP-1位操作指令1位數(shù)據(jù)傳送指令MOVC,bit;C(bit)MOV bit,C;bitC2位狀態(tài)修改指令CLRC;C0CLRbit;(bit)0CPLC;CCPLbit;(bit)(bit)SETBC;C1SETBbit;(bit)13位邏輯運(yùn)算指令A(yù)NLC,bit;CC(bit)ANLC,/bit;CC(bit)ORLC,bit;CC(bit)ORLC,/bit;CC(bit)4位轉(zhuǎn)移指令JCrel;若C=1,則轉(zhuǎn)移(PCPC+2+rel);否則程序順序執(zhí)行JNCrel;若C=0,則轉(zhuǎn)移(PCPC+2+rel);否則程序順序執(zhí)JBbit,rel;若(bit)=1,則轉(zhuǎn)移(PC
39、PC+3+rel);否則程序順序執(zhí)行JNBbit,rel;若(bit)=0,則轉(zhuǎn)移(PCPC+3+rel);否則程序順序執(zhí)行JBCbit,rel;若(bit)=1,則PCPC+3+rel,(bit)0;否則程序順序執(zhí)行功能:分別檢測指定位是1還是0,若條件符合,則CPU轉(zhuǎn)向指定的目標(biāo)地址去執(zhí)行程序;否則,順序執(zhí)行下條指令??詹僮髦噶頝OP ;PC PC+1這是一條單字節(jié)指令。執(zhí)行時(shí),不作任何操作(即空操作),僅將程序計(jì)數(shù)器PC的內(nèi)容加1,使CPU指向下一條指令繼續(xù)執(zhí)行程序。這條指令常用來產(chǎn)生一個(gè)機(jī)器周期的時(shí)間延遲。六、作業(yè) ;P62頁2,5,6,15,17,25第七講一、授課內(nèi)容:1 授課科目
40、:單片機(jī)技術(shù)2 授課內(nèi)容:第四章 80C51單片機(jī)的功能單元3 授課類型:講授4 授課時(shí)間:2學(xué)時(shí)5 主講教師:劉珊二|、教學(xué)要求:掌握單片機(jī)的80C51單片機(jī)的功能單元-并行I/O接口三、教材分析:重點(diǎn)/難點(diǎn):掌握并行接口的基本結(jié)構(gòu)和功能特點(diǎn)四、教學(xué)設(shè)想:1、借助多媒體教學(xué),一方面可以使課堂生動,另一方面可以騰出大量時(shí)間加強(qiáng)對重難點(diǎn)知識的講解.2、借助EWB軟件做演示實(shí)驗(yàn),增強(qiáng)學(xué)生對知識的理解,同時(shí)提高他們對本學(xué)科的興趣.五、教學(xué)過程:(板書)4.1 輸入/輸出(I/O)端口結(jié)構(gòu)MCS-51單片機(jī)有4個(gè)雙向并行的8位I/O口P0P3,各口的每一位均由鎖存器,輸出驅(qū)動器和輸入緩沖器組成.P0口
41、為真正雙向口,可驅(qū)動8個(gè)TTL電路,P1、P2、P3口為準(zhǔn)雙向口,其負(fù)載能力為4個(gè)TTL電路。一、P1口的結(jié)構(gòu)(字節(jié)地址:90H,位地址 : 90H-97H)工作過程:結(jié)構(gòu)特點(diǎn):輸出鎖存器,輸入緩沖器,F(xiàn)ET晶體管和上拉電阻組成的輸入/輸出驅(qū)動器。P1口特點(diǎn):a. 輸出鎖存,輸出時(shí)沒有條件b. 輸入緩沖,輸入時(shí)必須先輸出1c. 工作過程無高阻懸浮狀態(tài)d. 它可以驅(qū)動4個(gè)TTL負(fù)載. P1口的多功能線:定時(shí)器/計(jì)數(shù)器2的外部輸入端T2定時(shí)器/計(jì)數(shù)器
42、2的外部控制端T2EX4、P1口的操作1 1) 字節(jié)操作和位操作字節(jié)操作:輸入: MOV A/direct, P1輸出:MOV P1, A /#data /direct位操作:置位,清除:輸入,輸出:判跳: JB P1.i,rel JBC P1.i,rel邏輯運(yùn)算: ORL C, P1.i 2 2) 讀引腳操作和讀鎖存器操作讀引腳: 先將端口鎖存器置1,然后讀入信號讀鎖存器: 讀修改寫二、P3口的結(jié)構(gòu) ( 字節(jié)地址:B0H,位地址:B0H-B7H) 圖2-6 P3口的一位結(jié)構(gòu)圖1、 位結(jié)構(gòu):與P1口的區(qū)別口增加了一個(gè)與非門b.輸出鎖存器
43、不是從/Q端而是從Q端輸出.c.有兩個(gè)輸入緩沖器.1、 工作過程:a.輸出:替代功能置1則輸出鎖存器的輸出可以順利通到引腳輸出鎖存器輸出置1,則替代輸出功能可以順利通到引腳b.輸入:同P1口.1、 功能和特點(diǎn):a 可作I/O口使用,為準(zhǔn)雙向口b 可以作為替代功能的輸入,輸出替代輸入功能:串行輸入口外部中斷0的請求外部中斷1的請求定時(shí)計(jì)數(shù)器0外部計(jì)數(shù)脈沖輸入定時(shí)計(jì)數(shù)器1外部計(jì)數(shù)脈沖輸入串行輸出口外部數(shù)據(jù)存儲器寫選通外部數(shù)據(jù)存儲器讀選通c P3口能驅(qū)動4個(gè)TTL負(fù)載三、P2口的結(jié)構(gòu)( 字節(jié)地址:A0H位地址:A0H-A7H)圖
44、2-5 P2口的一位結(jié)構(gòu)圖1 位結(jié)構(gòu):與P1口位結(jié)構(gòu)中的區(qū)別a.增加了一個(gè)多路開關(guān)b.輸出鎖存器的輸出端是Q而不是/Q1 工作過程:多路開關(guān)向下,則接通輸出鎖存器,多路開關(guān)向上,則接通地址寄存器.1 功能和特點(diǎn):a.作I/O口使用時(shí),為準(zhǔn)雙向口 b.可作地址高八位輸出時(shí) c.能驅(qū)動4個(gè)TTL負(fù)載.1 使用時(shí)注意的問題: 1)系統(tǒng)若外接有程序存儲器,則不易再作I/O口使用 2)片外數(shù)據(jù)存儲器訪問,P2口使用分兩種情況:a. 片外數(shù)據(jù)存儲器小于等于256B:P2口不輸出地址b.&
45、#160; 片外數(shù)據(jù)存儲器大于256B:P2口需輸出高8位四、P0口的結(jié)構(gòu) (字節(jié)地址:80H位地址:80H-87H) 圖2-3 P0口的一位結(jié)構(gòu)圖1 工作過程:當(dāng)內(nèi)部控制信號置1時(shí),多路開關(guān)接通地址/數(shù)據(jù)輸出端當(dāng)內(nèi)部控制信號置0時(shí),多路開關(guān)接通輸出鎖存器的/Q端. 1 功能和特點(diǎn):a. 作I/O口使用b. 作地址/數(shù)據(jù)復(fù)用總線用c.
46、 能驅(qū)動8個(gè)TTL負(fù)載小結(jié):1)P0和P2口內(nèi)部各有一個(gè)二選一的選擇電路,受CPU內(nèi)部控制器控制2)P1和P3端口雖無選擇電路,但彼此之間是有差別的六、作業(yè):P128頁 1,4第八講一、授課內(nèi)容:1 授課科目:單片機(jī)技術(shù)2 授課內(nèi)容:第四章 80C51單片機(jī)的功能單元(4.2 定時(shí)器/計(jì)數(shù)器)3 授課類型:講授4 授課時(shí)間:2學(xué)時(shí)5 主講教師:劉珊二|、教學(xué)要求:掌握單片機(jī)的80C51單片機(jī)的定時(shí)器/計(jì)數(shù)器的結(jié)構(gòu)三、教材分析:重 點(diǎn):定時(shí)器/計(jì)數(shù)器的結(jié)構(gòu),工作原理和應(yīng)用,中斷系統(tǒng)的結(jié)構(gòu),工作原理和應(yīng)用.難 點(diǎn):定時(shí)器/計(jì)數(shù)器的應(yīng)用和中斷系統(tǒng)的應(yīng)用四、教學(xué)設(shè)想
47、:1、借助多媒體教學(xué),一方面可以使課堂生動,另一方面可以騰出大量時(shí)間加強(qiáng)對重難點(diǎn)知識的講解.2、借助EWB軟件做演示實(shí)驗(yàn),增強(qiáng)學(xué)生對知識的理解,同時(shí)提高他們對本學(xué)科的興趣.五、教學(xué)過程:(板書)4.1 定時(shí)/計(jì)數(shù)器結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及控制41.1 定時(shí)/計(jì)數(shù)器結(jié)構(gòu)圖 51 TMOD、TCON與T0、T1的結(jié)構(gòu)框圖 定時(shí)/計(jì)數(shù)器工作方式 定時(shí)/計(jì)數(shù)器控制寄存器 定時(shí)/計(jì)數(shù)器常數(shù)的計(jì)算 定時(shí)/計(jì)數(shù)器結(jié)構(gòu)定時(shí)/計(jì)數(shù)器簡稱定時(shí)器,8031單片機(jī)有2個(gè)16位的定時(shí)/計(jì)數(shù)器:定時(shí)器0(T0)和定時(shí)器1(T1)。它們都有定時(shí)器或事件計(jì)數(shù)的功能,可用于定時(shí)控制、延時(shí)、對外部事件計(jì)數(shù)和檢測等場合。T0由2個(gè)特殊功能寄存器
48、TH0和TL0構(gòu)成,T1則由TH1和TL1構(gòu)成。作計(jì)數(shù)器時(shí),通過引腳T0(P3.4)和T1(P3.5)對外部脈沖信號計(jì)數(shù),當(dāng)輸入脈沖信號從1到0的負(fù)跳變時(shí),計(jì)數(shù)器就自動加1。計(jì)數(shù)的最高頻率一般為振蕩頻率的1/24。 定時(shí)/計(jì)數(shù)器工作方式每個(gè)定時(shí)/計(jì)數(shù)器還有4種工作模式,也就是每個(gè)定時(shí)器可構(gòu)成4種電路結(jié)構(gòu)模式。在模式0、1和2,T0和T1的工作模式相同,在模式3,兩個(gè)定時(shí)器的模式不同。下面以T1為例,分述各種工作模式的特點(diǎn)和用法。 定時(shí)/計(jì)數(shù)器控制寄存器定時(shí)器共有2個(gè)控制寄存器TMOD和TCON,由軟件寫入TMOD和TCON 兩個(gè)8位寄存器,設(shè)置各個(gè)定時(shí)器的操作模式和控制功能。1工作模式控制寄存
49、器TMOD(89H)GATE門控位。GATE=1時(shí),由外部中斷引腳INT0、INT1和TR0、TR1來啟動定時(shí)器。當(dāng)INT0引腳為高電平時(shí),TR0置位,啟動定時(shí)器T0;當(dāng)INT1引腳為高電平時(shí),TR1置位,啟動定時(shí)器T1。 GATE=0時(shí),僅由TR0和TR1置位來啟動定時(shí)器T0和T1。C/T功能選擇位。C/T =1時(shí),選擇計(jì)數(shù)功能;C/ T=0時(shí),選擇定時(shí)功能。M1、M0方式選擇位。 由于有M1和M0兩位,可以有四種工作方式,如表4-2所示。2定時(shí)器控制寄存器TCON(88H) (1) IT0(TCON.0)和IT1(TCON.2):外部中斷中斷觸發(fā)方式控制位。IT0(IT1)=0,電平觸發(fā)方
50、式,低電平觸發(fā);IT0(IT1)=1,脈沖觸發(fā)方式,下降沿觸發(fā)。(2) IE0(TCON.1)和IE1(TCON.3):外部中斷請求標(biāo)志位。IE0(IE1)=0,無中斷請求;IE0(IE1)=1,有中斷請求。當(dāng)中斷觸發(fā)信號為下降沿有效時(shí),IE0(IE1)由硬件置位為“1”,中斷響應(yīng)時(shí),硬件自動復(fù)位為“0”;電平觸發(fā)方式下,IE0(IE1)標(biāo)志由外部觸發(fā)信號控制,不由片內(nèi)硬件控制。當(dāng)中斷觸發(fā)信號為低電平信號時(shí),IE0(IE1)=1,當(dāng)中斷觸發(fā)信號為高電平信號時(shí),IE0(IE1)=0。(3) TF0(TCON.5)和TF1(TCON.7):定時(shí)器/計(jì)數(shù)器0和定時(shí)器/計(jì)數(shù)器1溢出中斷請求標(biāo)志位。TF
51、0(TF1)=0,無中斷請求;TF0(TF1)=1,有中斷請求。當(dāng)定時(shí)器/計(jì)數(shù)器0 (定時(shí)器/計(jì)數(shù)器1)溢出時(shí),硬件置位TF0(TF1)=1,中斷響應(yīng)時(shí)片內(nèi)硬件自動復(fù)位TF0(TF1)=0。查詢TF0(TF1)時(shí),需用軟件復(fù)位TF0(TF1)=0。(4) TR0(TCON.4)和TR1(TCON.6):定時(shí)器/計(jì)數(shù)器0和定時(shí)器/計(jì)數(shù)器1運(yùn)行控制位。TR0(TR1)=0,關(guān)閉定時(shí)器/計(jì)數(shù)器;TR0(TR1)=1,打開定時(shí)器/計(jì)數(shù)器 定時(shí)/計(jì)數(shù)器常數(shù)的計(jì)算1計(jì)數(shù)器初值的計(jì)算把計(jì)數(shù)器計(jì)滿為零所需要的計(jì)數(shù)值設(shè)定為C,計(jì)數(shù)初值設(shè)定為TC,由此可得到公式:TC=M-C式中,M為計(jì)數(shù)器模值,該值和計(jì)數(shù)器工作方式有關(guān)。在方式0時(shí)M為213;在方式1時(shí)M為216;在方式2和方式3時(shí)M為28。2定時(shí)器初值的計(jì)算在定時(shí)器模式下,計(jì)數(shù)器由單片機(jī)主脈沖經(jīng)12分頻后計(jì)數(shù)。因此,定時(shí)器定時(shí)時(shí)間T的公式:T=(M-TC)T計(jì)數(shù) 上式也可寫成:TC=M-T/ T計(jì)數(shù)式中,M為模值,和定時(shí)器的工作方式有關(guān);T計(jì)數(shù)是單片機(jī)振蕩周期TCLK的12倍;TC為定時(shí)器的定時(shí)初值。第九講一、授課內(nèi)容:1 授課科目:單片機(jī)技術(shù)2 授課內(nèi)容:第四章 80C51單片
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