單片機(jī)入門教材

1、本文來(lái)自平凡的單片機(jī)單片機(jī)入門教程有感于本人自學(xué)單片機(jī)的痛苦經(jīng)歷，以及對(duì)目前單片機(jī)教材和教案方法的懷疑，決定做這一版，以幫助那些和我一樣，想入單片機(jī)之門身邊卻沒(méi)有一個(gè)老師可以問(wèn)的人。本版將分兩大塊：自編教程和為讀者提供盡可能詳盡的教案資料。準(zhǔn)備工作在你決定學(xué)習(xí)單片機(jī)之前，請(qǐng)做好如下準(zhǔn)備工作：一、硬件準(zhǔn)備：計(jì)算機(jī)一臺(tái)。編程器一只、89C51一片，實(shí)驗(yàn)板一塊，再準(zhǔn)備一只仿真機(jī)，其它常規(guī)工具。如果你想學(xué)單片機(jī)，而又不愿做這些投資，我勸你最好還是放棄，否則可能只會(huì)挫傷你學(xué)習(xí)的積極性和浪費(fèi)你的時(shí)間。好在這些投資并不算多。計(jì)算機(jī)：你能上網(wǎng)，計(jì)算機(jī)當(dāng)然有了。編程器：商品化的一般至少伍、六百以上。但現(xiàn)在網(wǎng)上有

2、好多朋友都提供編程器的資料，如果你身邊有高手，不妨請(qǐng)他們幫助你做一個(gè)吧！不過(guò)幾十元的代價(jià)。如果沒(méi)有這個(gè)條件，我推薦你用丁丁工作室的51串行燒寫器，可讀寫WINBOND口ATME0司生產(chǎn)的40腿8位單片機(jī)，如w78e51,w78e52,w77e58,89c51,89c52,80f51,80f52,87f51,87f52,89c2051,89c1051等，價(jià)格便宜。仿真機(jī)：商品化的一般上千，我推薦一種吧，電子設(shè)計(jì)工具的51ST-32K系列，思路與傳統(tǒng)的仿真機(jī)截然不同，用一塊具在線可編程（ISP）的芯片，并提供一段單片機(jī)代碼和一個(gè)PC機(jī)軟件，你可以直接將要輸出的變量在計(jì)算機(jī)上顯示出來(lái)。我們用TC或其

3、它語(yǔ)言編程時(shí)，經(jīng)常在不清楚的地方加一條PRINT語(yǔ)句，看一下輸出，什么都清楚了，這個(gè)仿真機(jī)就是這個(gè)思路。價(jià)格也很便宜，既可作入門用，也適合于做產(chǎn)品開(kāi)發(fā)。51ST-32K的說(shuō)明。教案內(nèi)容：?jiǎn)纹瑱C(jī)概述1、何謂單片機(jī)一臺(tái)能夠工作的計(jì)算機(jī)要有這樣幾個(gè)部份構(gòu)成：CPU（進(jìn)行運(yùn)算、控制）、RAM（數(shù)據(jù)存儲(chǔ)）、ROM（程序存儲(chǔ)）、輸入/輸出設(shè)備（例如：串行口、并行輸出口等）。在個(gè)人計(jì)算機(jī)上這些部份被分成若干塊芯片，安裝一個(gè)稱之為主板的印刷線路板上。而在單片機(jī)中，這些部份，全部被做到一塊集成電路芯片中了，所以就稱為單片（單芯片）機(jī)，而且有一些單片機(jī)中除了上述部份外，還集成了其它部份如A/D,D/A等。天！PC

4、中的CPU一塊就要賣幾千塊錢，這么多東西做在一起，還不得買個(gè)天價(jià)！再說(shuō)這塊芯片也得非常大了。不，價(jià)格并不高，從幾元人民幣到幾十元人民幣，體積也不大，一般用40腳封裝，當(dāng)然功能多一些單片機(jī)也有引腳比較多的，如68弓|腳，功能少的只有10多個(gè)或20多個(gè)引腳，有的甚至只8只引腳。為什么會(huì)這樣呢？功能有強(qiáng)弱，打個(gè)比方，市場(chǎng)上面有的組合音響一套才賣幾百塊錢，可是有的一臺(tái)功放機(jī)就要賣好幾千。另外這種芯片的生產(chǎn)量很大，技術(shù)也很成熟，51系列的單片機(jī)已經(jīng)做了十幾年，所以價(jià)格就低了。既然如此，單片機(jī)的功能肯定不強(qiáng)，干嗎要學(xué)它呢？話不能這樣說(shuō)，實(shí)際工作中并不是任何需要計(jì)算機(jī)的場(chǎng)合都要求計(jì)算機(jī)有很高的性能，一個(gè)控制

5、電冰箱溫度的計(jì)算機(jī)難道要用PIII?應(yīng)用的關(guān)鍵是看是否夠用，是否有很好的性能價(jià)格比。所以8051出來(lái)十多年，依然沒(méi)有被淘汰，還在不斷的發(fā)展中。2、MCS51單片機(jī)和8051、8031、89C51等的關(guān)系我們平常老是講8051,又有什么8031,現(xiàn)在又有89C51,它們之間究竟是什么關(guān)系？MCS51是指由美國(guó)INTEL公司（對(duì)了，就是大名鼎鼎的INTEL）生產(chǎn)的一系列單片機(jī)的總稱，這一系列單片機(jī)包括了好些品種，如8031,8051,8751,8032,8052,8752等，其中8051是最早最典型的產(chǎn)品，該系列其它單片機(jī)都是在8051的基礎(chǔ)上進(jìn)行功能的增、減、改變而來(lái)的，所以人們習(xí)慣于用8051

6、來(lái)稱呼MCS51系列單片機(jī)，而8031是前些年在我國(guó)最流行的單片機(jī)，所以很多場(chǎng)合會(huì)看到8031的名稱。INTEL公司將MCS51的核心技術(shù)授權(quán)給了很多其它公司，所以有很多公司在做以8051為核心的單片機(jī)，當(dāng)然，功能或多或少有些改變，以滿足不同的需求，其中89C51就是這幾年在我國(guó)非常流行的單片機(jī)，它是由美國(guó)ATME0司開(kāi)發(fā)生產(chǎn)的。以后我們將用89C51來(lái)完成一系列的實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)板：我提供一個(gè)吧，電路原理圖和印制板圖壓在一起了，DOS版本，什么軟件都能看的。與我的教材配套。很簡(jiǎn)單，一些LED,一些按鈕，數(shù)碼管。特點(diǎn)是單面板，自已制作很方便，下載有關(guān)說(shuō)明。抱歉，前面提供的印制板圖有些小錯(cuò)誤，LM32

7、4構(gòu)成的振蕩器不能起振，請(qǐng)得新下載修改后的圖。二、軟件準(zhǔn)備：一些常用軟彳是必須具備的。如INTEL的51匯編器，在教案資料中有關(guān)于它的說(shuō)明。軟件仿真器（用來(lái)做數(shù)字運(yùn)算類實(shí)驗(yàn)或進(jìn)行算法驗(yàn)證時(shí)很好用），我提供偉福的隨機(jī)軟件，因?yàn)槲沂诌呌袀ジ５姆抡鏅C(jī)，提供的是DOS版本軟件，我覺(jué)得比WINDOW版本的更穩(wěn)定一些。其它如繪圖用的PROTELFORDOSHEXBIN2（將HEX文件轉(zhuǎn)為機(jī)器碼文件）。學(xué)了一段時(shí)間之后，有朋友或許覺(jué)得不過(guò)癮了，老是紙上談兵，用個(gè)LED亮亮，有什么意思。oo下面我們就準(zhǔn)備讓大家實(shí)戰(zhàn)一場(chǎng)了，敬請(qǐng)關(guān)注實(shí)戰(zhàn)之一：流水燈（這次是用真的電燈了，當(dāng)心啦，沒(méi)接觸過(guò)強(qiáng)電的千萬(wàn)別試，爆了管子可

8、別怪我。）。單片機(jī)的內(nèi)部、外部結(jié)構(gòu)（一）一、單片機(jī)的外部結(jié)構(gòu)拿到一塊芯片，想要使用它，首先必須要知道怎樣連線，我們用的一塊稱之為89C51的芯片，下面我們就看一下如何給它連線。1 .電源：這當(dāng)然是必不可少的了。單片機(jī)使用的是5V電源，其中正極接40弓|腳，負(fù)極（地）接20引腳。2 .振旅電路：?jiǎn)纹瑱C(jī)是一種時(shí)序電路，必須提供脈沖信號(hào)才能正常工作，在單片機(jī)內(nèi)部已集成了振蕩器，使用晶體振蕩器，接18、19腳。只要買來(lái)晶振，電容，連上就可以了，按圖1接上即可。3 .復(fù)位引腳：按圖1中畫法連好，至于復(fù)位是何含義及為何需要復(fù)要復(fù)位，在單片機(jī)功能中介紹。4 .EA弓|腳：EA引腳接到正電源端。至此，一個(gè)單片

9、機(jī)就接好，通上電，單片機(jī)就開(kāi)始工作了。二、任務(wù)分析我們的第一個(gè)任務(wù)是要用單片機(jī)點(diǎn)亮一只發(fā)光二極管LED,顯然，這個(gè)LED必須要和單片機(jī)的某個(gè)引腳相連，否則單片機(jī)就沒(méi)法控制它了，那么和哪個(gè)引腳相連呢？單片機(jī)上除了剛才用掉的5個(gè)引腳，還有35個(gè)，我們將這個(gè)LED和1腳相連。（見(jiàn)圖1,其中R1是限流電阻）按照這個(gè)圖的接法，當(dāng)1腳是高電平時(shí)，LED不亮，只有1腳是低電平時(shí)，LED才發(fā)亮。因此要1腳我們要能夠控制，也就是說(shuō)，我們要能夠讓1引腳按要求變?yōu)楦呋虻碗娖?。即然我們要控?腳，就得給它起個(gè)名字，總不能就叫它一腳吧？叫它什么名字呢？設(shè)計(jì)51芯片的INTEL公司已經(jīng)起好了，就叫它P1.0,這是規(guī)定，不

10、可以由我們來(lái)更改。名字有了，我們又怎樣讓它變高或變低呢？叫人做事，說(shuō)一聲就可以，這叫發(fā)布命令，要計(jì)算機(jī)做事，也得要向計(jì)算機(jī)發(fā)命令，計(jì)算機(jī)能聽(tīng)得懂的命令稱之為計(jì)算機(jī)的指令。讓一個(gè)引腳輸出高電平的指令是SETB,讓一個(gè)引腳輸出低電平的指令是CLR。因此，我們要P1.0輸出高電平，只要寫SETBP1.0,要P1.0輸出低電平，只要寫CLRP1.0就可以了?，F(xiàn)在我們已經(jīng)有辦法讓計(jì)算機(jī)去將P10輸出高或低電平了，但是我們?cè)鯓硬拍苡?jì)算機(jī)執(zhí)行這條指令呢？總不能也對(duì)計(jì)算機(jī)也說(shuō)一聲了事吧。要解決這個(gè)問(wèn)題，還得有幾步要走。第一，計(jì)算機(jī)看不懂SETBCLR之類的指令，我們得把指令翻譯成計(jì)算機(jī)能懂的方式，再讓計(jì)算機(jī)去

11、讀。計(jì)算機(jī)能懂什么呢？它只懂一樣?xùn)|西一一數(shù)字。因此我們得把SETBP10變?yōu)椋ǎ袰LRP10變?yōu)椋ǎ劣跒槭裁词沁@兩個(gè)數(shù)字，這也是由51芯片的設(shè)計(jì)者-INTEL規(guī)定的，我們不去研究。第二步，在得到這兩個(gè)數(shù)字后，怎樣讓這兩個(gè)數(shù)字進(jìn)入單片機(jī)的內(nèi)部呢？這要借助于一個(gè)硬件工具"編程器"。我們將編程器與電腦連好，運(yùn)行編程器的軟件，然后在編緝區(qū)內(nèi)寫入（），寫入好，拿下片子，把片子插入做好的電路板，接通電源什么？燈不亮？這就對(duì)了，因?yàn)槲覀儗戇M(jìn)去的指令就是讓P10輸出高電平，燈當(dāng)然不亮，要是亮就錯(cuò)了?，F(xiàn)在我們?cè)贀芟逻@塊芯片，重新放回到編程器上，將編緝區(qū)的內(nèi)容改為（），也就是CLRP1

12、.0,寫片，拿下片子，把片子插進(jìn)電路板，接電，好，燈亮了。因?yàn)槲覀儗懭氲模ǎ┚褪亲孭10輸出低電平的指令。這樣我們看到，硬件電路的連線沒(méi)有做任何改變，只要改變寫入單片機(jī)中的內(nèi)容，就可以改變電路的輸出效果。三、單片機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)分析然后取下單片機(jī)，單并且這個(gè)地方在單片機(jī)我們來(lái)思考一個(gè)問(wèn)題，當(dāng)我們?cè)诰幊唐髦邪岩粭l指令寫進(jìn)單片要內(nèi)部,片機(jī)就可以執(zhí)行這條指令，那么這條指令一定保存在單片機(jī)的某個(gè)地方,掉電后依然可以保持這條指令不會(huì)丟失，這是個(gè)什么地方呢？這個(gè)地方就是單片機(jī)內(nèi)部的只讀存儲(chǔ)器即ROM（READONLYMEMQRY為什么稱它為只讀存儲(chǔ)器呢？剛才我們不是明明把兩個(gè)數(shù)字寫進(jìn)去了嗎？原來(lái)在89C51中的

13、ROM一種電可擦除的ROM稱為FLASHROM剛才我們是用的編程器，在特殊的條件下由外部設(shè)備對(duì)ROM3行寫的操作，在單片機(jī)正常工作條件下，只能從那面讀，不能把數(shù)據(jù)寫進(jìn)去，所以我們還是把它稱為ROM單片機(jī)的內(nèi)外部結(jié)構(gòu)分析（二）程序的完善上一次我們的程序?qū)嵲谑菦](méi)什么用，要燈亮還要重寫一下片子，下面我們要讓燈不斷地閃爍，這就有一定的實(shí)用價(jià)值了，比如可以把它當(dāng)成汽車上的一個(gè)信號(hào)燈用了。怎樣才能讓燈不斷地閃爍呢？實(shí)際上就是要燈亮一段時(shí)間，再滅一段時(shí)間，也就是說(shuō)要P10不斷地輸出高和低電平。怎樣實(shí)現(xiàn)這個(gè)要求呢？請(qǐng)考慮用下面的指令是否可行：SETBP10CLRP10這是不行的，有兩個(gè)問(wèn)題，第一，計(jì)算機(jī)執(zhí)行指

14、令的時(shí)間很快，執(zhí)行完SETBP10后，燈是滅了，但在極短時(shí)間（微秒級(jí)）后，計(jì)算機(jī)又執(zhí)行了CLRP10指令，燈又亮了，所以根本分辨不出燈曾滅過(guò)。第二，在執(zhí)行完CLRP10后，不會(huì)再去執(zhí)行SETBP10指令，所以以后再也沒(méi)有機(jī)會(huì)讓滅了。為了解決這兩個(gè)問(wèn)題，我們可以做如下設(shè)想，第一，在執(zhí)行完SETBP10后，延時(shí)一段時(shí)間（幾秒或零點(diǎn)幾秒）再執(zhí)行第二條指令，就可以分辨出燈曾滅過(guò)了。第二在執(zhí)行完第二條指令后，讓計(jì)算機(jī)再去執(zhí)行第一條指令，不斷地在原地兜圈，我們稱之為"循環(huán)"，這樣就可以完成任務(wù)了。以下先給出程序（后面括號(hào)中的數(shù)字是為了便于講解而寫的，實(shí)際不用輸入）：LOOP:SETBP

15、10；(1)LCALLDELAY；(2)CLRP10；(3)LCALLDELAY；(4)AJMPLOOP；(5);以下子程序DELAY:MOVR7,#250；(6)D1:MOVR6,#250；(7)D2:DJNZR6,D2；(8)DJNZR7,D1；(9)RET；(10)END；(11)按上面的設(shè)想分析一下前面的五條指令。第一條是讓燈滅，第二條應(yīng)當(dāng)是延時(shí)，第三條是讓燈亮，第四條和第二條一模一樣，也是延時(shí)，第五條應(yīng)當(dāng)是轉(zhuǎn)去執(zhí)行第一條指令。第二和第四條實(shí)現(xiàn)的原理稍后談，先看第五條，LJMP是一條指令，意思是轉(zhuǎn)移，往什么地方轉(zhuǎn)移呢？后面跟的是LOOP看一下，什么地方還有LOOP對(duì)了，在第一條指令的前

16、面有一個(gè)LOOP所以很直觀地，我們可以認(rèn)識(shí)到，它要轉(zhuǎn)到第一條指令處。這個(gè)第一條指令前面的LOOP!稱之為標(biāo)號(hào)，它的用途就是給這一行起一個(gè)名字，便于使用。是否一定要給它起名叫LOO隴？當(dāng)然不是，起什么名字，完全由編程序的人決定，可以稱它為A,X等等，當(dāng)然，這時(shí)，第五條指令LJMP后面的名字也得跟著改了。第二條和第四條指令的用途是延時(shí)，它是怎樣實(shí)現(xiàn)的呢？指令的形式是LCALL,這條指令稱為調(diào)用子程序指令，看一下指令后面跟的是什么，DELAY找一下DELAY在第六條指令的前面，顯然，這也是一個(gè)標(biāo)號(hào)。這條指令的作用是這樣的：當(dāng)執(zhí)行LCALL指令時(shí)，程序就轉(zhuǎn)到LCALL后面的標(biāo)號(hào)所標(biāo)定的程序處執(zhí)行，如果

17、在執(zhí)行指令的過(guò)程中遇到RET指令，則程序就返回到LCALL指令的下面的一條指令繼續(xù)執(zhí)行，從第六行開(kāi)始的指令中，可以看到確實(shí)有RET指令。在執(zhí)行第二條指令后，將轉(zhuǎn)去執(zhí)行第6條指令，而在執(zhí)行完6,7,8,9條指令后將遇到第10條令：RE1執(zhí)行該條指令后，程序?qū)⒒貋?lái)執(zhí)行第三條指令，即將P10清零，使燈亮，然后又是第四條指令，執(zhí)行第四條指令就是轉(zhuǎn)去執(zhí)行第6,7,8,9,10條指令，然后回來(lái)執(zhí)行第5條指令，第5條指令就是讓程序回到第1條開(kāi)始執(zhí)行，如此周而復(fù)始，燈就在不斷地亮、滅了。在標(biāo)號(hào)DELAY標(biāo)志的這一行到RET這一行中的所有程序，這是一段延時(shí)程序，大概延時(shí)零點(diǎn)幾秒，至于具體的時(shí)間，以后我們?cè)賹W(xué)習(xí)如

18、何計(jì)算。程序的最后一行是END這不是一條指令，它只是告訴我們程序到此結(jié)束，它被稱為“偽指令"。二、單片機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)分析：為了知道延時(shí)程序是如何工作的，我們必需首先了解延時(shí)程序中出現(xiàn)的一些符號(hào)，就從R1開(kāi)始，R1被稱之為工作寄存器。什么是工作寄存器呢？讓我們從現(xiàn)實(shí)生活中來(lái)找找答案。如果出一道數(shù)學(xué)題：123+567,讓你回答結(jié)果是多少，你會(huì)馬上答出是690,再看下面一道題：123+567+562,要讓你要上回答，就不這么容易了吧？我們會(huì)怎樣做呢？如果有張紙，就容易了，我們先算出123+567=690,把690寫在紙上，然后再算690+562得到結(jié)果是1552。這其中1552是我們想要的結(jié)果

19、，而690并非我們所要的結(jié)果，但是為了得到最終結(jié)果，我們又不得不先算出690,并記下來(lái)，這其實(shí)是一個(gè)中間結(jié)果，計(jì)算機(jī)中做運(yùn)算和這個(gè)類似，為了要得到最終結(jié)果，往往要做很多步的中間結(jié)果，這些中間結(jié)果要有個(gè)地方放才行，把它們放哪呢？放在前面提到過(guò)的ROK可以嗎？顯然不行，因?yàn)橛?jì)算機(jī)要將結(jié)果寫進(jìn)去，而ROM不可以寫的，所以在單片機(jī)中另有一個(gè)區(qū)域稱為RAM區(qū)（RA限隨機(jī)存取存儲(chǔ)器的英文縮寫），它可以將數(shù)據(jù)寫進(jìn)去。特別地，在MCS-51單片機(jī)中，將RAMfr分出一塊區(qū)域，稱為工作寄存器區(qū)。半導(dǎo)體存儲(chǔ)器、幾個(gè)基本概念1 .數(shù)的本質(zhì)和物理現(xiàn)象我們知道，計(jì)算機(jī)可以進(jìn)行數(shù)學(xué)運(yùn)算，這可令我們非常的難以理解，計(jì)算機(jī)嗎

20、，我們雖不了解它的組成，但它總只是一些電子元器件，怎么可以進(jìn)行數(shù)學(xué)運(yùn)算呢？我們做數(shù)學(xué)題如37+45是這樣做的，先在紙上寫37,然后在下面寫45,然后大腦運(yùn)算，最后寫出結(jié)果，運(yùn)算的原材料：37、45和結(jié)果：82都是寫在紙上的，計(jì)算機(jī)中又是放在什么地方呢？為了解決這個(gè)問(wèn)題，先讓我們做一個(gè)實(shí)驗(yàn)：這里有一盞燈，我們知道燈要么亮，要么不亮，就有兩種狀態(tài)，我們可以用0和'1'來(lái)代替這兩種狀態(tài)，規(guī)定亮為1',不亮為0'?，F(xiàn)在放上兩盞燈，一共有幾種狀態(tài)呢？我們列表來(lái)看一下：請(qǐng)大家自已寫上3盞燈的情況000001010011100101110111我們來(lái)看，這個(gè)000,001,1

21、01不就是我們學(xué)過(guò)的的二進(jìn)制數(shù)嗎？本來(lái)，燈的亮和滅只是一種物理現(xiàn)象，可當(dāng)我們把它們按一按的順序排更好后，燈的亮和滅就代表了數(shù)字了。讓我們?cè)俪橄笠徊?，燈為什么?huì)亮呢？看電路1,是因?yàn)檩敵鲭娐份敵龈唠娖?，給燈通了電。因此，燈亮和滅就可以用電路的輸出是高電平還是低電平來(lái)替代了。這樣，數(shù)字就和電平的高、低聯(lián)系上了。（請(qǐng)想一下，我們還看到過(guò)什么樣的類似的例子呢？（海軍之）燈語(yǔ)、旗語(yǔ)，電報(bào)，甚至紅、綠燈）2 .位的含義：通過(guò)上面的實(shí)驗(yàn)我們已經(jīng)知道：一盞燈亮或者說(shuō)一根線的電平的高低，可以代表兩種狀態(tài)：0和1。實(shí)際上這就是一個(gè)二進(jìn)制位，因此我們就把一根線稱之為一“位"，用BIT表示。3 .字節(jié)的含義

22、：一根線可以表于0和1,兩根線可以表達(dá)00,01,10,11四種狀態(tài)，也就是可以表于0到3,而三根可以表達(dá)0-7,計(jì)算機(jī)中通常用8根線放在一起，同時(shí)計(jì)數(shù)，就可以表過(guò)到0-255一共256種狀態(tài)。這8根線或者8位就稱之為一個(gè)字節(jié)（BYTE）。不要問(wèn)我為什么是8根而不是其它數(shù)，因?yàn)槲乙膊恢馈＃ㄓ?jì)算機(jī)世界是一個(gè)人造的世界，不是自然界，很多事情你無(wú)法問(wèn)為什么，只能說(shuō)：它是一種規(guī)定，大家在以后的學(xué)習(xí)過(guò)程中也要注意這個(gè)問(wèn)題）二、存儲(chǔ)器的工作原理：1、存儲(chǔ)器構(gòu)造存儲(chǔ)器就是用來(lái)存放數(shù)據(jù)的地方。它是利用電平的高低來(lái)存放數(shù)據(jù)的，也就是說(shuō)，它存放的實(shí)際上是電平的高、低，而不是我們所習(xí)慣認(rèn)為的1234這樣的數(shù)字，這

23、樣，我們的一個(gè)謎團(tuán)就解開(kāi)了，計(jì)算機(jī)也沒(méi)什么神秘的嗎。讓我們看圖2。這是一個(gè)存儲(chǔ)器的示意圖：一個(gè)存儲(chǔ)器就象一個(gè)個(gè)的小抽屜，一個(gè)小抽屜里有八個(gè)小格子，每個(gè)小格子就是用來(lái)存放“電荷”的，電荷通過(guò)與它相連的電線傳進(jìn)來(lái)或釋放掉，至于電荷在小格子里是怎樣存的，就不用我們操心了，你可以把電線想象成水管，小格子里的電荷就象是水，那就好理解了。存儲(chǔ)器中的每個(gè)小抽屜就是一個(gè)放數(shù)據(jù)的地方，我們稱之為一個(gè)“單二，）Lo有了這么一個(gè)構(gòu)造，我們就可以開(kāi)始存放數(shù)據(jù)了，想要放進(jìn)一個(gè)數(shù)據(jù)12,也就是00001100,我們只要把第二號(hào)和第三號(hào)小格子里存滿電荷，而其它小格子里的電荷給放掉就行了（看圖3）o可是問(wèn)題出來(lái)了，看圖2,一

24、個(gè)存儲(chǔ)器有好多單元，線是并聯(lián)的，在放入電荷的時(shí)候，會(huì)將電荷放入所有的單元中，而釋放電荷的時(shí)候，會(huì)把每個(gè)單元中的電荷都放掉，這樣的話，不管存儲(chǔ)器有多少個(gè)單元，都只能放同一個(gè)數(shù)，這當(dāng)然不是我們所希望的，因此，要在結(jié)構(gòu)上稍作變化，看圖2,在每個(gè)單元上有個(gè)控制線，我想要把數(shù)據(jù)放進(jìn)哪個(gè)單元，就給一個(gè)信號(hào)這個(gè)單元的控制線，這個(gè)控制線就把開(kāi)關(guān)打開(kāi)，這樣電荷就可以自由流動(dòng)了，而其它單元控制線上沒(méi)有信號(hào)，所以開(kāi)關(guān)不打開(kāi)，不會(huì)受到影響，這樣，只要控制不同單元的控制線，就可以向各單元寫入不同的數(shù)據(jù)了，同樣，如果要某個(gè)單元中取數(shù)據(jù)，也只要打開(kāi)相應(yīng)的控制開(kāi)關(guān)就行了。2 .存儲(chǔ)器譯碼那么，我們?cè)鯓觼?lái)控制各個(gè)單元的控制線呢

25、？這個(gè)還不簡(jiǎn)單，把每個(gè)單元元的控制線都引到集成電路的外面不就行了嗎？事情可沒(méi)那么簡(jiǎn)單，一片27512存儲(chǔ)器中有65536個(gè)單元，把每根線都引出來(lái)，這個(gè)集成電路就得有6萬(wàn)多個(gè)腳？不行，怎么辦？要想法減少線的數(shù)量。我們有一種方法稱這為譯碼，簡(jiǎn)單介紹一下：一根線可以代表2種狀態(tài)，2根線可以代表4種狀態(tài)，3根線可以代表幾種，256種狀態(tài)又需要幾根線代表？8種，8根線，所以65536種狀態(tài)我們只需要16根線就可以代表了。圖43 .存儲(chǔ)器的選片及總線的概念至此，譯碼的問(wèn)題解決了，讓我們?cè)賮?lái)關(guān)注另外一個(gè)問(wèn)題。送入每個(gè)單元的八根線是用從什么地方來(lái)的呢？它就是從計(jì)算機(jī)上接過(guò)來(lái)的，一般地，這八根線除了接一個(gè)存儲(chǔ)器

26、之外，還要接其它的器件，如圖4所示。這樣問(wèn)題就出來(lái)了，這八根線既然不是存儲(chǔ)器和計(jì)算機(jī)之間專用的，如果總是將某個(gè)單元接在這八根線上，就不好了，比如這個(gè)存儲(chǔ)器單元中的數(shù)值是0FFH另一個(gè)存儲(chǔ)器的單元是00H,那么這根線到底是處于高電平，還是低電平？豈非要打架看誰(shuí)歷害了？所以我們要讓它們分離。辦法當(dāng)然很簡(jiǎn)單，當(dāng)外面的線接到集成電路的引腳進(jìn)來(lái)后，不直接接到各單元去，中間再加一組開(kāi)關(guān)（參考圖4）就行了。平時(shí)我們讓開(kāi)關(guān)打開(kāi)著，如果確實(shí)是要向這個(gè)存儲(chǔ)器中寫入數(shù)據(jù)，或要從存儲(chǔ)器中讀出數(shù)據(jù)，再讓開(kāi)關(guān)接通就行了。這組開(kāi)關(guān)由三根引線選擇：讀控制端、寫控制端和片選端。要將數(shù)據(jù)寫入片中，先選中該片，然后發(fā)出寫信號(hào)，開(kāi)關(guān)

27、就合上了，并將傳過(guò)來(lái)的數(shù)據(jù)（電荷）寫入片中。如果要讀，先選中該片，然后發(fā)出讀信號(hào)，開(kāi)關(guān)合上,數(shù)據(jù)就被送出去了。注意圖4,讀和寫信號(hào)同時(shí)還接入到另一個(gè)存儲(chǔ)器，但是由于片選端不同,所以雖有讀或?qū)懶盘?hào)，但沒(méi)有片選信號(hào)，所以另一個(gè)存儲(chǔ)器不會(huì)“誤會(huì)”而開(kāi)門，造成沖突。么會(huì)不同時(shí)選中兩片芯片呢？只要是設(shè)計(jì)好的系統(tǒng)就不會(huì)，因?yàn)樗怯捎?jì)算控制的，而不是我們?nèi)藖?lái)控制的，如果真的出現(xiàn)同時(shí)出現(xiàn)選中兩片的情況，那就是電路出了故障了，這不在我們的討論之列。從上面的介紹中我們已經(jīng)看到，用來(lái)傳遞數(shù)據(jù)的八根線并不是專用的，而是很多器件大家共用的，所以我們稱之為數(shù)據(jù)總線，總線英文名為BUS總即公交車道，誰(shuí)者可以走。而十六根地址

28、線也是連在一起的，稱之為地址總線。4 .半導(dǎo)體存儲(chǔ)器的分類按功能可以分為只讀和隨機(jī)存取存儲(chǔ)器兩大類:所謂只讀，從字面上理解就是只可以從里面讀，不能寫進(jìn)去，它類似于我們的書本，發(fā)到我們手回之后，我們只能讀里面的內(nèi)容，不可以隨意更改書本上的內(nèi)容。只讀存儲(chǔ)器的英文縮寫為ROM(READONLYMEMORY所謂隨機(jī)存取存儲(chǔ)器，即隨時(shí)可以改寫，也可以讀出里面的數(shù)據(jù)，它類似于我們的黑板，我可以隨時(shí)寫東西上去，也可以用黑板擦擦掉重寫。隨機(jī)存儲(chǔ)器的英文縮寫為RAM(READRANDOMMEMORY這兩種存儲(chǔ)器的英文縮寫一定要記牢。注意：所謂的只讀和隨機(jī)存取都是指在正常工作情況下而言，也就是在使用這塊存儲(chǔ)器的時(shí)

29、候，而不是指制造這塊芯片的時(shí)候。否則，只讀存儲(chǔ)器中的數(shù)據(jù)是怎么來(lái)的呢？其實(shí)這個(gè)道理也很好理解，書本拿到我們手里是不能改了，可以當(dāng)它還是原材料一一白紙的時(shí)候，當(dāng)然可以由印刷廠印上去了。順便解釋一下其它幾個(gè)常見(jiàn)的概念oPROM,稱之為可編程存儲(chǔ)器。這就象我們的練習(xí)本，買來(lái)的時(shí)候是空白的，可以寫東西上去,可一旦寫上去，就擦不掉了，所以它只能用寫一次，要是寫錯(cuò)了，就報(bào)銷了。EPROM,稱之為紫外線擦除的可編程只讀存儲(chǔ)器。它里面的內(nèi)容寫上去之后，如果覺(jué)得不滿意，可以用一種特殊的方法去掉后重寫，這就是用紫外線照射，紫外線就象梢字靈”，可以把字去掉，然后再重寫。當(dāng)然消的次數(shù)多了，也就不靈光了，所以這種芯片可

30、以擦除的次數(shù)也是有限的一一幾百次吧。FLASH,稱之為閃速存儲(chǔ)器，它和EPROM類似，寫上去的東西也可以擦掉重寫，但它要方便一些，不需要光照了，只要用電學(xué)方法就可以擦除，所以就方便許多，而且壽面也很長(zhǎng)（幾萬(wàn)到幾十萬(wàn)次不等）。再次強(qiáng)調(diào)，這里的所有的寫都不是指在正常工作條件下。不管是PROIMEPROME是FLASHROIM它們的寫都要有特殊的條件，一般我們用一種稱之為“編程器”的設(shè)備來(lái)做這項(xiàng)工作，一旦把它裝到它的工作位置，就不能隨便改寫了。單片機(jī)第五課：?jiǎn)纹瑱C(jī)的內(nèi)外部結(jié)構(gòu)分析（三）一、延時(shí)程序分析上一次課中，我們已經(jīng)知道，程序中的符號(hào)R7、R6是代表了一個(gè)個(gè)的RAMS元，是用來(lái)放一些數(shù)據(jù)的，下面

31、我們?cè)賮?lái)看一下其它符號(hào)的含義。DELAY:MOVR7,#250；(6)D1:MOVR6,#250；(7)D2:DJNZR6,D2；(8)DJNZR7,D1；(9)RET；(10)1. MOV:這是一條指令，意思是傳遞數(shù)據(jù)。說(shuō)到傳遞，我們都很清楚，傳東西要從一個(gè)人的手上傳到另一個(gè)人的手上，也就是說(shuō)要有一個(gè)接受者，一個(gè)傳遞者和一樣?xùn)|西。從指令MOVR7,#250中來(lái)分析，R7是一個(gè)接受者，250是被傳遞的數(shù)，傳遞者在這條指令中被省略了（注意：并不是每一條傳遞指令都會(huì)省的，事實(shí)上大部份數(shù)據(jù)傳遞指令都會(huì)有傳遞者）。它的意義也很明顯：將數(shù)據(jù)250送到R7中去，因此執(zhí)行完這條指令后，R7單元中的值就應(yīng)當(dāng)是

32、250。在250前面有個(gè)#,這又是什么意思呢？這個(gè)#就是用來(lái)說(shuō)明250就是一個(gè)被傳遞的東西本身，而不是傳遞者。那么MOVR6,#250是什么意思，應(yīng)當(dāng)不用分析了吧。2. DJNZ:這是另一條指令，我們來(lái)看一下這條指令后面跟著的兩個(gè)東西，一個(gè)是R6,一個(gè)是D2,R6我們當(dāng)然已知是什么了，查一下D2是什么。D2在本行的前面，我們已學(xué)過(guò)，這稱之為標(biāo)號(hào)。標(biāo)號(hào)的用途是什么呢？就是給本行起一個(gè)名字。DJNZ指令的執(zhí)行過(guò)程是這樣的，它將其后面的第一個(gè)參數(shù)中的值減1,然后看一下，這個(gè)值是否等于0,如果等于0,就往下執(zhí)行，如果不等于0,就轉(zhuǎn)移，轉(zhuǎn)到什么地方去呢？可能大家已猜到了，轉(zhuǎn)到第二個(gè)參數(shù)所指定的地方去（請(qǐng)

33、大家用自已的話講一下這條語(yǔ)句是怎樣執(zhí)行的）o本條指令的最終執(zhí)行結(jié)果就是，在原地轉(zhuǎn)圈250次。3. 執(zhí)行完了DJNZR6,D2之后（也就是R6的值等于0之后），就會(huì)去執(zhí)行下面一行，也就是DJNZR7,D1,請(qǐng)大家自行分析一下這句話執(zhí)行的結(jié)果。（轉(zhuǎn)去執(zhí)行MOVR6,#250,同時(shí)R7中的值減1）,最終DJNZR6,D2這句話將被執(zhí)行250*250=62500次，執(zhí)行這么多次同一條指令干嗎？就是為了延時(shí)。4. 一個(gè)問(wèn)題：如果在R6中放入0,會(huì)有什么樣的結(jié)果。二、時(shí)序分析：前面我們介紹了延時(shí)程序，但這還不完善，因?yàn)?，我們只知道DJNZR6,D2這句話會(huì)被執(zhí)行62500次，但是執(zhí)行這么多次需要多長(zhǎng)時(shí)間呢

34、？是否滿足我們的要求呢？我們還不知道，所以下面要來(lái)解決這個(gè)問(wèn)題。先提一個(gè)問(wèn)題：我們學(xué)校里什么是最重要的。（鈴聲）校長(zhǎng)可以出差，老師可以休息，但學(xué)校一日無(wú)鈴聲必定大亂。整個(gè)學(xué)校就是在鈴聲的統(tǒng)一指揮下，步調(diào)一致，統(tǒng)一協(xié)調(diào)地工作著。這個(gè)鈴是按一定的時(shí)間安排來(lái)響的，我們可以稱之為“時(shí)序時(shí)間的順序”。一個(gè)由人組成的單位尚且要有一定的時(shí)序，計(jì)算機(jī)當(dāng)然更要有嚴(yán)格的時(shí)序。事實(shí)上，計(jì)算機(jī)更象一個(gè)大鐘，什么時(shí)候分針動(dòng)，什么時(shí)候秒針動(dòng)，什么時(shí)候時(shí)針動(dòng)，都有嚴(yán)格的規(guī)定，一點(diǎn)也不能亂。計(jì)算機(jī)要完成的事更復(fù)雜，所以它的時(shí)序也更復(fù)雜我們已知，計(jì)算機(jī)工作時(shí)，是一條一條地從ROMfr取指令，然后一步一步地執(zhí)行，我們規(guī)定：計(jì)算機(jī)

35、訪問(wèn)一次存儲(chǔ)器的時(shí)間，稱之為一個(gè)機(jī)器周期。這是一個(gè)時(shí)間基準(zhǔn)，好象我們?nèi)擞谩懊搿弊鳛槲覀兊臅r(shí)間基準(zhǔn)一樣，為什么不干脆用“秒”，多好，很習(xí)慣，學(xué)下去我們就會(huì)知道用“秒”反而不習(xí)慣。一個(gè)機(jī)器周期包括12個(gè)時(shí)鐘周期。下面讓我們算一下一個(gè)機(jī)器周期是多長(zhǎng)時(shí)間吧。設(shè)一個(gè)單片機(jī)工作于12M晶振，它的時(shí)鐘周期是1/12（微秒）。它的一個(gè)機(jī)器周期是12*（1/12）也就是1微秒。（請(qǐng)計(jì)算一個(gè)工作于6M晶振的單片機(jī)，它的機(jī)器周期是多少）。MCS-51單片機(jī)的所有指令中，有一些完成得比較快，只要一個(gè)機(jī)器周期就行了，有一些完成得比較慢，得要2個(gè)機(jī)器周期，還有兩條指令要4個(gè)機(jī)器周期才行。這也不難再解，不是嗎？我讓你掃地的

36、執(zhí)行要完成總得比要你完成擦黑板的指令時(shí)間要長(zhǎng)。為了恒量指令執(zhí)行時(shí)間的長(zhǎng)短，又引入一個(gè)新的概念：指令周期。所謂指令周期就是指執(zhí)行一條指令的時(shí)間。INTEL對(duì)每一條指令都給出了它的指令周期數(shù)，這些數(shù)據(jù)，大部份不需要我們?nèi)ビ洃?，但是有一些指令是需要記住的，如DJNZ指令是雙周期指令。下面讓我們來(lái)計(jì)算剛才的延時(shí)。首先必須要知道晶振的頻率，我們?cè)O(shè)所用晶振為12M,則一個(gè)機(jī)器周期就是1微秒。而DJNZ指令是雙周期指令，所以執(zhí)行一次要2個(gè)微秒。一共執(zhí)行62500次，正好125000微秒，也就是125毫秒。練習(xí)：設(shè)計(jì)一個(gè)延時(shí)100毫秒的延時(shí)程序。要點(diǎn)分析：1、一個(gè)單元中的數(shù)是否可以超過(guò)255。2、如何分配兩個(gè)

37、數(shù)。三、復(fù)位電路任何單片機(jī)在工作之前都要有個(gè)復(fù)位的過(guò)程，復(fù)位是什么意思呢？它就象是我們上課之前打的預(yù)備鈴。預(yù)備鈴一響，大家就自動(dòng)地從操場(chǎng)、其它地方進(jìn)入教室了，在這一段時(shí)間里，是沒(méi)有老師干預(yù)的，對(duì)單片機(jī)來(lái)說(shuō)，是程序還沒(méi)有開(kāi)始執(zhí)行，是在做準(zhǔn)備工作。顯然，準(zhǔn)備工作不需要太長(zhǎng)的時(shí)間，復(fù)位只需要5ms的時(shí)間就可以了。如何進(jìn)行復(fù)位呢？只要在單片機(jī)的RST引腳上加上高電平，就可以了，按上面所說(shuō)，時(shí)間不少于5ms。為了達(dá)到這個(gè)要求，可以用很多種方法，這里提供一種供參考，見(jiàn)圖1。實(shí)際上，我們?cè)谏弦淮螌?shí)驗(yàn)的圖中已見(jiàn)到過(guò)了圖1:復(fù)位電路這種復(fù)位電路的工作原理是：通電時(shí)，電容兩端相當(dāng)于是短路，于是RST引腳上為高電平

38、，然后電源通過(guò)電阻對(duì)電容充電，RST端電壓慢慢下降，降到一定程序，即為低電平，單片機(jī)開(kāi)始正常工作。單片機(jī)的內(nèi)外部結(jié)構(gòu)分析（四）1.第三個(gè)實(shí)驗(yàn)上兩次我們做過(guò)兩個(gè)實(shí)驗(yàn)，都是讓P1.0這個(gè)引腳使燈亮，我們可以設(shè)想：既然P1.0可以讓燈亮，那么其它的引腳可不可以呢？看一下圖1,它是8031單片機(jī)引腳的說(shuō)明，在P1.0旁邊有P1.1,P1.2.P1.7,它們是否都可以讓燈亮呢？除了以P1開(kāi)頭的外，還有以P0,P2,P3開(kāi)頭的，數(shù)一下，一共是32個(gè)引腳，前面我們以學(xué)過(guò)7個(gè)引腳，力口上這32個(gè)這39個(gè)了。它們都以P字開(kāi)頭，只是后面的數(shù)字不一樣，它們是否有什么聯(lián)系呢？它們能不能都讓燈亮呢？在我們的實(shí)驗(yàn)板上，除

39、了P10之外，還有P11P17都與LED相連，下面讓我們來(lái)做一個(gè)實(shí)驗(yàn)，程序如下：;實(shí)驗(yàn)程序MAIN:MOVP1,#0FFHLCALLDELAYMOVP1,#00HLCALLDELAYLJMPMAINDELAYMOVR7,#250D1:MOVR6,#250D2:DJNZR6,D2DJNZR7,D1RETEND將這段程序轉(zhuǎn)為機(jī)器碼，用編程器寫入芯片中，結(jié)果如何？通電以后我們可以看到8只LED全部在閃動(dòng)。因此，P10P17是全部可以點(diǎn)亮燈的。事實(shí)上，凡以P開(kāi)頭的這32個(gè)引腳都是可以點(diǎn)亮燈的，也就是說(shuō)：這32個(gè)引腳都可以作為輸出使用，如果不用來(lái)點(diǎn)亮LED,可以用來(lái)控制繼電器，可以用來(lái)控制其它的執(zhí)行機(jī)構(gòu)

40、。程序分析：這段程序和前面做過(guò)的程序比較，只有兩處不一樣：第一句：原來(lái)是SETBP1.0,現(xiàn)在改為MOVP1,#0FFH,第三句：原來(lái)是CLRP1.0,現(xiàn)在改為MOVP1.0,#00H。從中可以看出，P1是P1.0P1.7的全體的代表，一個(gè)P1就表示了所有的這八個(gè)管腳了。當(dāng)然用的指令也不一樣了，是用MOV旨令。為什么用這條指令？看圖2,我們把P1作為一個(gè)整體，就把它當(dāng)作是一個(gè)存儲(chǔ)器的單元，對(duì)一個(gè)單元送進(jìn)一個(gè)數(shù)可以用MOV旨令。二、第四個(gè)實(shí)驗(yàn)除了可以作為輸出外，這32個(gè)引腳還可以做什么呢？下面再來(lái)做一個(gè)實(shí)驗(yàn)，程序如下：實(shí)驗(yàn)程序MAIN:MOVP3,#0FFHLOOPMOVA,P3MOVP1,AL

41、JMPLOOP先看一下實(shí)驗(yàn)的結(jié)果：所有燈全部不亮，然后我按下一個(gè)按鈕，第（）個(gè)燈亮了，再按下另一個(gè)按鈕，第（）個(gè)燈亮了，松開(kāi)按鈕燈就滅了。從這個(gè)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象結(jié)合電路來(lái)分析一下程序。從硬件電路的連線可以看出，有四個(gè)按鈕被接入到P3口的P32,P33,P34,P35。第一條指令的用途我們可以猜到：使P3口全部為高電平。第二條指令是MOVAP3,其中MOV已經(jīng)見(jiàn)，是送數(shù)的意思，這條指令的意思就是將P3口的數(shù)送到A中去，我們可以把A當(dāng)成是一個(gè)中間單元（看圖3）,第三句話是將A中的數(shù)又送到P1口去，第四句話是循環(huán)，就是不斷地重復(fù)這個(gè)過(guò)程，這我們已見(jiàn)過(guò)。當(dāng)我們按下第一個(gè)按鈕時(shí)，第（3）只燈亮了，所以P12口應(yīng)

42、當(dāng)輸出是低電平，為什么P12口會(huì)輸出低電平呢？我們看一下有什么被送到了P1口，只有從P3口進(jìn)來(lái)的數(shù)送到A,又被送到了P1口，所以，肯定是P3口進(jìn)來(lái)的數(shù)使得P12位輸出電平的。P3口的P32位的按鈕被按下，使得P32位的電平為低，通過(guò)程序，又使P12口輸出低電平，所以P3口起來(lái)了一個(gè)輸入的作用。驗(yàn)證：按第二、三、四個(gè)按鈕，同時(shí)按下2個(gè)、3個(gè)、4個(gè)按鈕都可以得到同樣的結(jié)論，所以P3口確實(shí)起到了輸入作用，這樣，我們可以看到，以P字開(kāi)頭的管腳，不僅可以用作輸出，還可以用作輸入，其它的管腳是否可以呢？是的，都可以。這32個(gè)引腳就稱之為并行口，下面我們就對(duì)并行口的結(jié)構(gòu)作一個(gè)分析，看一下它是怎樣實(shí)現(xiàn)輸入和輸

43、出的。3.并行口結(jié)構(gòu)分析：1、輸出結(jié)構(gòu)先看P1口的一位的結(jié)構(gòu)示意圖（只畫出了輸出部份）：從圖中可以看出，開(kāi)關(guān)的打開(kāi)和合上代表了引腳輸出的高和低，如果開(kāi)關(guān)合上了，則引腳輸出就是低，如果開(kāi)關(guān)打開(kāi)了，則輸出高電平，這個(gè)開(kāi)關(guān)是由一根線來(lái)控制的，這根數(shù)據(jù)總線是出自于CPU讓我們回想一下，數(shù)據(jù)總線是一根大家公用的線，很多的器件和它連在一起，在不同的時(shí)候，不同的器件當(dāng)然需要不同的信號(hào)，如某一時(shí)刻我們讓這個(gè)引腳輸出高電平，并要求保持若干時(shí)間，在這段時(shí)間里，計(jì)算機(jī)當(dāng)然在忙個(gè)不停，在與其它器件進(jìn)行聯(lián)絡(luò)，這根控制線上的電平未必能保持原來(lái)的值不變，輸出就會(huì)發(fā)生變化了。怎么解決這個(gè)問(wèn)題呢？我們?cè)诖鎯?chǔ)器一節(jié)中學(xué)過(guò)，存儲(chǔ)器

44、中是可以存放電荷的，我們不妨也加一個(gè)小的存儲(chǔ)器的單元，并在它的前面加一個(gè)開(kāi)關(guān)，要讓這一位輸出時(shí)，就把開(kāi)關(guān)打開(kāi)，信號(hào)就進(jìn)入存儲(chǔ)器的單元，然后馬上關(guān)閉開(kāi)關(guān)，這樣這一位的狀態(tài)就被保存下來(lái)，直到下一次命令讓它把開(kāi)關(guān)再打開(kāi)為止。這樣就能使這一位的狀態(tài)與別的器件無(wú)關(guān)了，這么一個(gè)小單元，我們給它一個(gè)很形象的名字，稱之為“鎖存器”。2、輸入結(jié)構(gòu)這是并行口的一位的輸出結(jié)構(gòu)示意圖，再看，除了輸出之外，還有兩根線，一根從外部引腳接入，另一根從鎖存器的輸出接出，分別標(biāo)明讀引腳和讀鎖存器。這兩根線是用于從外部接收信號(hào)的，為什么要兩根呢？原來(lái)，在51單片機(jī)中輸入有兩種方式，分別稱為讀引腳和讀鎖存器，第一種方式是將引腳作為

45、輸入，那是真正地從外部引腳讀進(jìn)輸入的值，第二種方式是該引腳處于輸出狀態(tài)時(shí)，有時(shí)需要改變這一位的狀態(tài)，則并不需要真正地讀引腳狀態(tài)，而只是讀入鎖存器的狀態(tài)，然后作某種變換后再輸出。請(qǐng)注意輸入結(jié)構(gòu)圖，如果將這一根引線作為輸入口使用，我們并不能保證在任何時(shí)刻都能得到正確的結(jié)果（為什么？）參考圖2輸入示意圖。接在外部的開(kāi)關(guān)如果打開(kāi)，則應(yīng)當(dāng)是輸入1,而如果閉合開(kāi)關(guān)，則輸入0,但是，如果單片機(jī)內(nèi)部的開(kāi)關(guān)是閉合的，那么不管外部的開(kāi)關(guān)是開(kāi)還是閉，單片機(jī)接受到的數(shù)據(jù)都是0?？梢?jiàn)，要讓這一端口作為輸入使用，要先做一個(gè)準(zhǔn)備工作，就是先讓內(nèi)部的開(kāi)關(guān)斷開(kāi)，也就是讓端口輸出1'才行。正因?yàn)橐茸鲞@么一個(gè)準(zhǔn)備工作，所

46、以我們稱之為“準(zhǔn)雙向I/O口”。以上是P1口的一位的結(jié)構(gòu)，P1口其它各位的結(jié)構(gòu)與之相同，而其它三個(gè)口：P0、P2、P3則除入作為輸入輸出口之外還有其它用途，所以結(jié)構(gòu)要稍復(fù)雜一些，但其用于輸入、輸出的結(jié)構(gòu)是相同的?？磮D（）。對(duì)我們來(lái)說(shuō)，這些附加的功能不必由我們來(lái)控制，所以我們就不去關(guān)心它了。單片機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)分析（五）通過(guò)前面的學(xué)習(xí)，我們已知單片機(jī)的內(nèi)部有ROM有RAM有并行I/O口，那么，除了這些東西之外，單片機(jī)內(nèi)部究竟還有些什么，這些個(gè)零碎的東西怎么連在一起的，讓我們來(lái)對(duì)單片機(jī)內(nèi)部作一個(gè)完整的分析吧！看圖（1）（本圖太大，請(qǐng)大家找本書看吧，一般講單片機(jī)的書，隨便哪本都有）。從圖中我們可以看出：在

47、51單片機(jī)內(nèi)部有一個(gè)CPU用來(lái)運(yùn)算、控制,有四個(gè)并行I/O口，分別是P0、P1、P2、P3,有ROM,用來(lái)存放程序,有RAM,用來(lái)存放中間結(jié)果,此外還有定時(shí)/計(jì)數(shù)器，串行I/O口，中斷系統(tǒng)，以及一個(gè)內(nèi)部的時(shí)鐘電路在一個(gè)51單片機(jī)的內(nèi)部包含了這么多的東西。對(duì)上面的圖進(jìn)行進(jìn)一步的分析，我們已知，對(duì)并行I/O口的讀寫只要將數(shù)據(jù)送入到相應(yīng)I/O口的鎖存器就可以了，那么對(duì)于定時(shí)/計(jì)數(shù)器，串行I/O口等怎么用呢？在單片機(jī)中有一些獨(dú)立的存儲(chǔ)單元是用來(lái)控制這些器件的，被稱之為特殊功能寄存器（SFRo事實(shí)上，我們已接觸過(guò)P1這個(gè)特殊功能寄存器了，還有哪些呢？看表1:表1:特殊功能寄存器符號(hào)地址功能介紹BF0HB

48、寄存器ACCE0H累加器PSWD0H程序狀態(tài)字IPB8H中斷優(yōu)先級(jí)控制寄存器P3B0HP3口鎖存器IEA8H中斷允許控制寄存器P2A0HP2口鎖存器SBUF99H串行口鎖存器SCON98H串行口控制寄存器P190HP1口鎖存器TH18DH定時(shí)器/計(jì)數(shù)器1（高8位）TH08CH定時(shí)器/計(jì)數(shù)器1（低8位）TL18BH定時(shí)器/計(jì)數(shù)器0（高8位）TL08AH定時(shí)器/計(jì)數(shù)器0（低8位）TMOD89A定時(shí)器/計(jì)數(shù)器方式控制寄存器TCON88H定時(shí)器/計(jì)數(shù)器控制寄存器DPH83H數(shù)據(jù)地址指針（高8位）DPL82H數(shù)據(jù)地址指針（低8位）SP81H堆棧指針P080HP0口鎖存器PCON87H電源控制寄存器表1下

49、面，我們介紹一下幾個(gè)常用的SFR,看圖2。1. ACC:累加器，通常用A表示。這是個(gè)什么東西，可不能從名字上理解，它是一個(gè)寄存器，而不是一個(gè)做加法的東西，為什么給它這么一個(gè)名字呢？或許是因?yàn)樵谶\(yùn)算器做運(yùn)算時(shí)其中一個(gè)數(shù)一定是在ACC中的緣故吧。它的名字特殊，身份也特殊，稍后我們將學(xué)到指令，可以發(fā)現(xiàn)，所有的運(yùn)算類指令都離不開(kāi)它。2. B:一個(gè)寄存器。在做乘、除法時(shí)放乘數(shù)或除數(shù)，不做乘除法時(shí)，隨你怎么用。3. PSW:程序狀態(tài)字。這是一個(gè)很重要的東西，里面放了CPU工作時(shí)的很多狀態(tài)，借此,我們可以了解CPU的當(dāng)前狀態(tài)，并作出相應(yīng)的處理。它的各位功能請(qǐng)看表2表2:PSW各位功能D7D6D5D4D3D2

50、D1D0CYACF0RS1RS0OVPF面我們逐一介紹各位的用途(1) CY:進(jìn)位標(biāo)志。8051中的運(yùn)算器是一種8位的運(yùn)算器，我們知道，8位運(yùn)算器只能表示到0-255,如果做加法的話，兩數(shù)相加可能會(huì)超過(guò)255,這樣最高位就會(huì)丟失，造成運(yùn)算的錯(cuò)誤，怎么辦？最高位就進(jìn)到這里來(lái)。這樣就沒(méi)事了。例：78H+97HI(01111000+10010111)(2) AC:半進(jìn)位標(biāo)志。例：57H+3AH(01010111+00111010)(3) F0:用戶標(biāo)志位，由我們(編程人員)決定什么時(shí)候用，什么時(shí)候不用(4) RS1、RS0工作寄存器組選擇位。這個(gè)我們已知了。(5) 0V:溢出標(biāo)志位。什么是溢出我們稍

51、后再談吧。(6) P:奇偶校驗(yàn)位：它用來(lái)表示ALU運(yùn)算結(jié)果中二進(jìn)制數(shù)位“1”的個(gè)數(shù)的奇偶性若為奇數(shù)，則P=1,否則為0。例：某運(yùn)算結(jié)果是78H(01111000),顯然1的個(gè)數(shù)為偶數(shù)，所以P=0o4、DPTR(DPHDPL):數(shù)據(jù)指針，可以用它來(lái)訪問(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器中的任一單元，如果不用，也可以作為通用寄存器來(lái)用，由我們自已決定如何使用。5、P0、P1、P2、P3:這個(gè)我們已經(jīng)知道，是四個(gè)并行輸入/輸出口的寄存器。它里面的內(nèi)容對(duì)應(yīng)著管腳的輸出。6、SP:堆棧指針。堆棧介紹：日常生活中，我們都注意到過(guò)這樣的現(xiàn)象，家里洗的碗，一只一只摞起來(lái)，最晚放上去的放在最上面，而最早放上去的則放在最下面，在取的

52、時(shí)候正好相反，先從最上面取，這種現(xiàn)象我們用一句話來(lái)概括：“先進(jìn)后出，后進(jìn)先出”。請(qǐng)大家想想，還有什么地方有這種現(xiàn)象？其實(shí)比比皆是，建筑工地上堆放的磚頭、材料，倉(cāng)庫(kù)里放的貨物，都是“先進(jìn)后出，后進(jìn)先出”，這實(shí)際是一種存取物品的規(guī)則，我們稱之為“堆棧”。在單片機(jī)中，我們也可以在RAM構(gòu)造這樣一個(gè)區(qū)域，用來(lái)存放數(shù)據(jù)，這個(gè)區(qū)域存放數(shù)據(jù)的規(guī)則就是“先進(jìn)后出，后進(jìn)先出"，我們稱之為“堆?！薄槭裁葱枰@樣來(lái)存放數(shù)據(jù)呢？存儲(chǔ)器本身不是可以按地址來(lái)存放數(shù)據(jù)嗎？對(duì)，知道了地址的確就可以知道里面的內(nèi)容，但如果我們需要存放的是一批數(shù)據(jù)，每一個(gè)數(shù)據(jù)都需要知道地址那不是麻煩嗎？如果我們讓數(shù)據(jù)一個(gè)接一個(gè)地放置，

53、那么我們只要知道第一個(gè)數(shù)據(jù)所在地址單元就可以了(看圖2)如果第一個(gè)數(shù)據(jù)在27H,那么第二、三個(gè)就在28H、29H了。所以利用堆棧這種方法來(lái)放數(shù)據(jù)可以簡(jiǎn)化操作那么51中堆棧什么地方呢？單片機(jī)中能存放數(shù)據(jù)的區(qū)域有限，我們不能夠?qū)ｉT分配一塊地方做堆棧，所以就在內(nèi)存（RAM中開(kāi)辟一塊地方，用于堆棧，但是用內(nèi)存的哪一塊呢？還是不好定，因?yàn)?1是一種通用的單片機(jī)，各人的實(shí)際需求各不相同，有人需要多一些堆棧，而有人則不需要那么多，所以怎么分配都不合適，怎樣來(lái)解決這個(gè)問(wèn)題？分不好干脆就不分了，把分的權(quán)利給用戶（編程者），根據(jù)自已的需要去定吧，所以51單片機(jī)中堆棧的位置是可以變化的。而這種變化就體現(xiàn)在SP中值的

54、變化，看圖2,SP中的值等于27H不就相當(dāng)于是一個(gè)指針指向27H單元嗎？當(dāng)然在真正的51機(jī)中，開(kāi)始指針?biāo)傅奈恢貌⒎蔷褪菙?shù)據(jù)存放的位置，而是數(shù)據(jù)存放的前一個(gè)位置，比如一開(kāi)始指針是指向27H單元的，那么第一個(gè)數(shù)據(jù)的位置是28H單元，而不是27H單元，為什么會(huì)這樣，我們?cè)趯W(xué)堆棧命令時(shí)再說(shuō)明。其它的SFR,我們?cè)谟玫綍r(shí)再介紹。（尋址方式與指令系統(tǒng)）通過(guò)前面的學(xué)習(xí)，我們已經(jīng)了解了單片機(jī)內(nèi)部的結(jié)構(gòu)，并且也已經(jīng)知道，要控制單片機(jī)，讓它為我們干學(xué)，要用指令，我們已學(xué)了幾條指令，但很零散，從現(xiàn)在開(kāi)始，我們將要系統(tǒng)地學(xué)習(xí)8051的指令部份。、概述1、指令的格式我們已知，要讓計(jì)算機(jī)做事，就得給計(jì)算機(jī)以指令，并且我

55、們已知，計(jì)算機(jī)很“笨”，只能懂得數(shù)字，如前面我們寫進(jìn)機(jī)器的75H,90H,00H等等，所以指令的第一種格式就是機(jī)器碼格式，也說(shuō)是數(shù)字的形式。但這種形式實(shí)在是為難我們?nèi)肆?，太難記了，于是有另一種格式，助記符格式，如MOVP1,#0FFH,這樣就好記了。這兩種格式之間的關(guān)系呢，我們不難理解，本質(zhì)上它們完全等價(jià)，只是形式不一樣而已。2、匯編我們寫指令使用匯編格式，而計(jì)算機(jī)只懂機(jī)器碼格式，所以要將我們寫的匯編格式的指令轉(zhuǎn)換為機(jī)器碼格式，這種轉(zhuǎn)換有兩種方法：手工匯編和機(jī)器匯編。手工匯編實(shí)際上就是查表，因?yàn)檫@兩種格式純粹是格式不同，所以是一一對(duì)應(yīng)的，查一張表格就行了。不過(guò)手工查表總是嫌麻煩，所以就有了計(jì)算機(jī)軟件，用計(jì)算機(jī)軟件來(lái)替代手工查表，這就是機(jī)器匯編。二、尋址讓我們先來(lái)復(fù)習(xí)一下我們學(xué)過(guò)的一些指令：MOVP1,#0FFH,MOVR7#0FFH這些指令都是將一些數(shù)據(jù)送到相應(yīng)的位置中去，為什么要送數(shù)據(jù)呢？第一個(gè)因?yàn)樗腿氲臄?shù)可以讓燈全滅掉，第二個(gè)是為了要實(shí)現(xiàn)延時(shí)，從這里我們