《單片原理及應(yīng)用（第4版）》電子課件

單片機(jī)原理及應(yīng)用（第4版）一、為什么要開(kāi)這門課?專業(yè)需要：自動(dòng)化、電氣工程、計(jì)算機(jī)應(yīng)用、電子信息工程及機(jī)電一體化等電氣與電子信息類專業(yè)本課程：以CPU為核心的“自動(dòng)化產(chǎn)品”的設(shè)計(jì)基礎(chǔ)。二、選擇什么樣的CPU?技術(shù)成熟、兼容性好。作為檢測(cè)與控制，8位機(jī)是主流因此：選擇帶CPU的單片機(jī)：MCS-51單片機(jī)。三、和其他課程的關(guān)系數(shù)學(xué)電路、電子--數(shù)字與模擬計(jì)算機(jī)文化基礎(chǔ)自動(dòng)化控制原理（信號(hào)與系統(tǒng)）控制與檢測(cè)技術(shù)四、課程內(nèi)容

本書從教學(xué)的角度出發(fā)，系統(tǒng)、全面地介紹51系列單片機(jī)的基本知識(shí)，是一本重在原理與應(yīng)用、兼顧理論的實(shí)用教程。第1章：概述第2章：?jiǎn)纹瑱C(jī)硬件基礎(chǔ)第3章：指令基礎(chǔ)第4章：匯編語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)第5-7章：主要功能部件應(yīng)用基礎(chǔ)第8章：并行總線擴(kuò)展基礎(chǔ)第9章：串行總線擴(kuò)展技術(shù)第10章：應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)基礎(chǔ)第11章：編程與仿真平臺(tái)使用基礎(chǔ)對(duì)課程的處理：在《計(jì)算機(jī)文化基礎(chǔ)》的基礎(chǔ)上：第1章：復(fù)習(xí)與銜接第2章：?jiǎn)纹瑱C(jī)基礎(chǔ)第3-6章：主要內(nèi)部資源的應(yīng)用基礎(chǔ)第7章：外部擴(kuò)展基礎(chǔ)第8章：鍵盤/顯示器接口技術(shù)第9章：模擬量接口技術(shù)第10章：應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)基礎(chǔ)第1章概述在：《計(jì)算機(jī)文化基礎(chǔ)》、《微型計(jì)算機(jī)原理》基礎(chǔ)上1.1微型計(jì)算機(jī)（MC）的基礎(chǔ)知識(shí)概述1.2中斷、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器、串行通信、并行通信概述~~1.1MC基礎(chǔ)知識(shí)概述一、MC的基本概念二、MC的基本結(jié)構(gòu)三、計(jì)算機(jī)中數(shù)制四、ASCII碼與BCD碼1.1.1MC定義與馮·諾依曼體系1、MC定義以微處理器為核心，配上大容量的半導(dǎo)體存儲(chǔ)器及功能強(qiáng)大的可編程接口芯片，連上外設(shè)及電源所組成的計(jì)算機(jī)，稱為微型計(jì)算機(jī)，簡(jiǎn)稱微型機(jī)或微機(jī)。微機(jī)加上系統(tǒng)軟件，就構(gòu)成了微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)（MCS，簡(jiǎn)稱微機(jī)系統(tǒng)）。簡(jiǎn)單的說(shuō)，某系統(tǒng)或設(shè)備只要有CPU，就可以稱為微型計(jì)算機(jī)，如平常我們說(shuō)的臺(tái)式機(jī)、筆記本電腦、智能洗衣機(jī)、微波爐、單片機(jī)開(kāi)發(fā)板、數(shù)字式儀器儀表、機(jī)器人、自動(dòng)化生產(chǎn)線、內(nèi)部含有CPU的芯片等。2、馮·諾依曼體系：①采用二進(jìn)制代碼表示數(shù)據(jù)和指令。②采用存儲(chǔ)程序的工作方式。③計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)由運(yùn)算器、存儲(chǔ)器、控制器、輸入設(shè)備和輸出設(shè)備組成。計(jì)算機(jī)是一種能夠存儲(chǔ)程序，并自動(dòng)連續(xù)地執(zhí)行程序，對(duì)各種數(shù)字化信息進(jìn)行運(yùn)算的現(xiàn)代化電子設(shè)備。1.1.2MC結(jié)構(gòu)1、硬件結(jié)構(gòu)運(yùn)算器+控制器+存儲(chǔ)器=主機(jī)；輸入+輸出設(shè)備則稱為計(jì)算機(jī)的外圍設(shè)備（簡(jiǎn)稱“外設(shè)”）；運(yùn)算器+控制器=中央處理單元CPU（CentralProcessUnit）。CPU、存儲(chǔ)器、I/O口、總線2、軟件軟件是指使用和管理計(jì)算機(jī)的各種程序（Program），而程序是由一條條指令（Instruction）組成的。（1）指令（2）程序（3）機(jī)器語(yǔ)言、匯編語(yǔ)言和高級(jí)語(yǔ)言匯編語(yǔ)言與機(jī)器語(yǔ)言的對(duì)照：

MOVA，#630111010000111111

ADDA，#560010010000111000

ADDA，#360010010000100100

ADDA，#140010010000001110

3、硬件與軟件的關(guān)系有機(jī)結(jié)合的整體硬件是基礎(chǔ)軟件是靈魂1.1.3計(jì)算機(jī)中的數(shù)制

進(jìn)位計(jì)數(shù)制與轉(zhuǎn)換：二進(jìn)制（B）十六進(jìn)制（H）十進(jìn)制（D）

帶符號(hào)數(shù)的表示：原碼、反碼、補(bǔ)碼、溢出1.1.4常用的編碼1、ASCII碼：美國(guó)信息交換標(biāo)準(zhǔn)代碼2、BCD碼二進(jìn)制編碼的十進(jìn)制數(shù)強(qiáng)調(diào)：計(jì)算機(jī)只認(rèn)二進(jìn)制數(shù)，并不認(rèn)什么十六、十、ASCII、BCD碼等其他數(shù)的大小和性質(zhì)需要人來(lái)分析11111111B多大？什么性質(zhì)的數(shù)？無(wú)符號(hào)：255帶符號(hào)：負(fù)數(shù)-1BCD碼：無(wú)效ASCII碼：“DEL”鍵的ASCII碼1.2中斷、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器、并行通信、串行通信的初步認(rèn)識(shí)概述

1.2.1中斷概述舉例：生活中“洗衣服、燒開(kāi)水”生活中“玩游戲、接電話”上課中“講課、敲門”（中斷請(qǐng)求、

中斷響應(yīng)、中斷處理

中斷返回）（1）中斷---過(guò)程（主程序與中斷程序）（2）中斷源：內(nèi)部與外部（硬件）（3）中斷申請(qǐng)（中斷請(qǐng)求）、中斷響應(yīng)（4）中斷服務(wù)程序、中斷服務(wù)程序入口地址（5）可屏蔽中斷與非屏蔽中斷（6）中斷的開(kāi)放與禁止（7）中斷優(yōu)先級(jí)與中斷嵌套1.2.2定時(shí)器/計(jì)數(shù)器概述

計(jì)算機(jī)在工作過(guò)程，需要知道從某個(gè)時(shí)間開(kāi)始：

多長(zhǎng)時(shí)間之后做什么—定時(shí)器或從某個(gè)時(shí)間開(kāi)始：

計(jì)幾個(gè)數(shù)之后做什么—計(jì)數(shù)器。

無(wú)論是定時(shí)器還是計(jì)數(shù)器，其核心部件—計(jì)數(shù)寄存器（計(jì)數(shù)器）

從定時(shí)器/計(jì)數(shù)器內(nèi)部來(lái)說(shuō)，定時(shí)器與計(jì)數(shù)器的工作過(guò)程，都是基于計(jì)數(shù)器的減1（或加1）工作。對(duì)周期信號(hào)的計(jì)數(shù)就變?yōu)槎〞r(shí)。計(jì)數(shù)器有兩種：加法計(jì)數(shù)器和減法計(jì)數(shù)器。

1.2.3并行通信與串行通信概述計(jì)算機(jī)與外設(shè)之間或計(jì)算機(jī)之間的信息交換或數(shù)據(jù)傳輸稱為通信（Communication）。基本的通信方式有兩種，一種是并行通信，另一種是串行通信。比較：（1）通信距離（2）通信速率（3）抗干擾性能（4）設(shè)備和費(fèi)用（5）硬件可靠性（6）軟件設(shè)計(jì)串行通信數(shù)據(jù)傳送的方向單工、半雙工、全雙工1.2.4CPU與外設(shè)的數(shù)據(jù)傳輸方式

MC和外設(shè)之間的數(shù)據(jù)傳送有四種方式，即:

無(wú)條件方式查詢方式中斷方式直接存儲(chǔ)器存取方式（DMA方式）。1、無(wú)條件傳輸方式CPU和外設(shè)之間只有BUS（數(shù)據(jù)線、地址線、控制線），無(wú)另外的聯(lián)絡(luò)信號(hào)線。2、程序查詢傳輸方式

CPU和外設(shè)之間除有BUS（數(shù)據(jù)線、地址線、控制線），還有一條聯(lián)絡(luò)信號(hào)線（外設(shè)提供，需要CPU主動(dòng)讀，反映外設(shè)的狀態(tài)—忙/閑、準(zhǔn)備好/沒(méi)準(zhǔn)備好）。一個(gè)數(shù)據(jù)傳送過(guò)程由３個(gè)環(huán)節(jié)組成：①CPU從接口中讀出狀態(tài)字；②CPU檢測(cè)狀態(tài)字的對(duì)應(yīng)位是否滿足“就緒”條件，如果不滿足，則回到前一步讀出狀態(tài)字；③如果狀態(tài)字表明外設(shè)已處于“就緒”狀態(tài)，則傳送數(shù)據(jù)。3、中斷傳輸方式CPU和外設(shè)之間除有BUS（數(shù)據(jù)線、地址線、控制線），還有一條聯(lián)絡(luò)信號(hào)線（外設(shè)提供，外設(shè)主動(dòng)提供給CPU，反映外設(shè)的狀態(tài)—忙/閑、準(zhǔn)備好/沒(méi)準(zhǔn)備好）。在中斷傳送方式下，外設(shè)具有申請(qǐng)CPU服務(wù)的主動(dòng)權(quán)，當(dāng)輸入設(shè)備將數(shù)據(jù)準(zhǔn)備好或者輸出設(shè)備可以接收數(shù)據(jù)時(shí)，便可以向CPU發(fā)中斷請(qǐng)求，使CPU暫時(shí)停下目前的工作而和外設(shè)進(jìn)行一次數(shù)據(jù)傳輸，等輸入操作或者輸出操作結(jié)束以后，CPU繼續(xù)進(jìn)行原來(lái)的工作。4、DMA方式CPU釋放總線控制權(quán)由DMA控制器控制完成數(shù)據(jù)傳送。（大量數(shù)據(jù)傳送的時(shí)間）第2章51系列單片機(jī)硬件基礎(chǔ)

本章對(duì)單片機(jī)典型芯片--51單片機(jī)的硬件進(jìn)行介紹。2.1單片機(jī)概述

2.251單片機(jī)總體結(jié)構(gòu)2.351單片機(jī)的存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)2.1單片機(jī)概述將CPU、存儲(chǔ)器、I/O口通過(guò)一定的工藝手段集成在一個(gè)芯片上,再加上必要的外圍器件，就構(gòu)成了一個(gè)較為完整的計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)。因此被稱為單片微控制器（SingleChipMicroController，單片機(jī)）或微控制單元（MicroControllerUnit，MCU）。通俗的講：

單片機(jī)就是一塊集成芯片，但這塊集成芯片具有一定特殊的功能，而它的功能的實(shí)現(xiàn)要靠我們使用者自己來(lái)編程完成。

編程的目的是控制這塊芯片的各個(gè)引腳在不同的時(shí)間輸出不同的電平，進(jìn)而控制與單片機(jī)各個(gè)引腳相連的外圍電路的電氣狀態(tài)。編程時(shí)用選擇C語(yǔ)言或匯編語(yǔ)言。2.1.1單片機(jī)特點(diǎn)、應(yīng)用1、單片機(jī)的特點(diǎn)（1）低噪聲與高可靠性（2）單片機(jī)壽命長(zhǎng)（3）8位、32位單片機(jī)共同發(fā)展（4）低噪聲與高速度（5）低電壓與低功耗（6）ISP與IAP2、單片機(jī)的應(yīng)用智能儀表、機(jī)電一體化、實(shí)時(shí)控制、軍工領(lǐng)域、分布式多機(jī)系統(tǒng)、民用電子產(chǎn)品等。3、單片機(jī)的分類按用途分：專用型、通用型、按位數(shù)分：4位、8位、16位、32位機(jī)按結(jié)構(gòu)分：CISC結(jié)構(gòu)、RISC結(jié)構(gòu)2.1.2常用的單片機(jī)產(chǎn)品MCS系列及兼容單片機(jī)PIC系列單片機(jī)MSP430系列單片機(jī)M68HC08系列單片機(jī)ARM處理器DSP處理器PIC：MSP430M68HCDSP：數(shù)字信號(hào)處理ARM：2.1.3MCS-51已成為國(guó)際經(jīng)典

（1）由于8051內(nèi)核技術(shù)完整，體系結(jié)構(gòu)靈活，得到了絕大多數(shù)用戶的認(rèn)可。再加上8051內(nèi)核技術(shù)廣泛轉(zhuǎn)讓，使之在單片機(jī)技術(shù)領(lǐng)域占有絕對(duì)優(yōu)勢(shì)，從而成為單片機(jī)技術(shù)經(jīng)典。

（3）由于8051內(nèi)核技術(shù)幾乎包含了單片機(jī)理論基礎(chǔ)和技術(shù)的全部，具有較好的系統(tǒng)性和完整性。再加上30多年來(lái)，國(guó)內(nèi)已積累了豐富的技術(shù)資料、完整的實(shí)驗(yàn)環(huán)境與開(kāi)發(fā)設(shè)備。

（3）絕大部分實(shí)時(shí)測(cè)控等應(yīng)用領(lǐng)域而言，8位字長(zhǎng)的單片機(jī)，足以滿足用戶的實(shí)際需要，所以8位單片機(jī)的市場(chǎng)需求經(jīng)久不衰，仍占市場(chǎng)的絕對(duì)主流。因此，學(xué)懂、弄通了51單片機(jī)的基本理論與應(yīng)用技術(shù)，也就打好了學(xué)習(xí)、應(yīng)用單片機(jī)的基礎(chǔ)，即使學(xué)、用其他系列單片機(jī)也就不難了。2.1.4單片機(jī)與CPU、ARM、嵌入式系統(tǒng)的關(guān)系1.單片機(jī)與CPU的關(guān)系

單片機(jī)是計(jì)算機(jī)，而CPU是計(jì)算機(jī)中的一個(gè)部件。2.單片機(jī)與ARM的關(guān)系A(chǔ)RM其實(shí)就是“跑的快一點(diǎn)”的單片機(jī)。3.單片機(jī)與嵌入式系統(tǒng)的關(guān)系嵌入式系統(tǒng)是個(gè)廣泛的概念。所有用于實(shí)時(shí)測(cè)控的計(jì)算機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)，均可納入嵌入式系統(tǒng)范疇。以MC為內(nèi)核，嵌入到實(shí)際的應(yīng)用系統(tǒng)中，構(gòu)成完整的并實(shí)現(xiàn)某種特定功能要求的應(yīng)用系統(tǒng)，故稱之為嵌入式計(jì)算機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)，簡(jiǎn)稱嵌入式系統(tǒng)（EmbeddedSystem）。MC:工控機(jī)、專用CPU、單片機(jī)單片機(jī)是嵌入式系統(tǒng)中應(yīng)用最典型、最廣泛的內(nèi)核（1）單片機(jī)作為最典型的嵌入式系統(tǒng)，成為嵌入式系統(tǒng)的龐大家族。（2）單片機(jī)是當(dāng)前構(gòu)成嵌入式應(yīng)用系統(tǒng)中最典型的主流機(jī)型。所以說(shuō)，學(xué)好單片機(jī)基本理論及其技術(shù)，是開(kāi)發(fā)、設(shè)計(jì)各類嵌入式應(yīng)用系統(tǒng)的基礎(chǔ)。2.1.5單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)開(kāi)發(fā)概述1、開(kāi)發(fā)環(huán)境的軟硬件構(gòu)成（在系統(tǒng)編程ISP、在應(yīng)用編程IAP）硬件：計(jì)算機(jī)仿真器：示波器：萬(wàn)用表焊接設(shè)備：2、有關(guān)的軟件平臺(tái)仿真軟件：PROTEUS繪圖軟件：PROTEL、DXP編程軟件：KEILC51、DAIS、WAVE程序下載軟件:STC_ISP_V480串口調(diào)試軟件3、單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)結(jié)構(gòu)涉及的有關(guān)知識(shí)內(nèi)容：傳感器技術(shù)（檢測(cè)技術(shù)）傳動(dòng)輸出控制技術(shù)電子技術(shù)（數(shù)字、模電）單片機(jī)技術(shù)自動(dòng)控制技術(shù)等由此：?jiǎn)纹瑱C(jī)=綜合技術(shù)2.251單片機(jī)總體結(jié)構(gòu)講到單片機(jī)都有個(gè)系列問(wèn)題。MCS-51：

基本型

51子系列(8031\8051\8751)

增強(qiáng)型

52子系列(8032\8052\8752)

特殊型

所有的基礎(chǔ)都是基本型。包括以下問(wèn)題：2.2.1內(nèi)部結(jié)構(gòu)2.2.2外部引腳2.2.3CPU的時(shí)序周期補(bǔ)充：

標(biāo)號(hào)信息及封裝類型如：STC89C51RC40C-PDIP0707CU8138.00DSTC—前綴。芯片為STC公司生產(chǎn)的產(chǎn)品。其他前綴如AT、i、Winbond、SST等。8—芯片位8051內(nèi)核芯片。9—內(nèi)部含F(xiàn)lashEEPROM存儲(chǔ)器。還有如80C51中的0表示內(nèi)部含MaskROM（掩模ROM）存儲(chǔ)器；如87C51中7表示內(nèi)部含EPROM。C—該器件為CMOS產(chǎn)品。還有如89LV52和89LE58中的LV和LE都表示該芯片為低電壓產(chǎn)品（通常為3.3V電壓供電）；89S52中的S表示高芯片含有可串行下載功能的Flash存儲(chǔ)器，即具有ISP可在線編程功能。5—固定不變1—該芯片內(nèi)部程序存儲(chǔ)器存儲(chǔ)空間的大小，1為4KB，2為8KB，3為12KB，即乘上4KB。RC—STC單片機(jī)內(nèi)部RAM（隨機(jī)存儲(chǔ)器）為512B。還有RD+表示內(nèi)部RAM為1280B。40—外部晶振最高可接入40MHz.C—產(chǎn)品級(jí)別，表示芯片使用的溫度范圍。C：表示商業(yè)用0℃--+70℃，另外：I：工業(yè)級(jí)-40℃--+85℃A：汽車用-40℃--+125℃M：軍用-55℃--+150℃PDIP—產(chǎn)品封裝型號(hào)。PDIP表示雙列直插式。0707—本批次芯片生產(chǎn)日期為07年第7周。CU8138.00D—不詳。芯片封裝簡(jiǎn)介：DIP—雙列直插式PLCC—帶引線的塑料芯片封裝PQFP—塑料方型扁平式PGA—插針網(wǎng)絡(luò)陣列封裝BGA—球柵陣列封裝2.2.1內(nèi)部結(jié)構(gòu)1、內(nèi)部結(jié)構(gòu)（1）CPU（2）存儲(chǔ)器（3）I/O口1個(gè)8位1個(gè)1位128個(gè)字節(jié)RAM4K字節(jié)ROM4個(gè)8位并行I/O口1個(gè)全雙工的串行口2個(gè)16位的定時(shí)器/計(jì)數(shù)器5個(gè)中斷源、2個(gè)中斷優(yōu)先級(jí)21個(gè)專用寄存器外部可以擴(kuò)展16條AB、8條DB內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖：2.2.2外部引腳及說(shuō)明（1）電源引腳（2）時(shí)鐘引腳（3）輸入/輸出引腳（4）控制引腳（1）電源引腳VCCVSS（2）時(shí)鐘引腳（3）輸入/輸出引腳P0、P1、P2、P3基本的輸入/輸出功能:

字節(jié)操作、位操作另外的功能：

數(shù)據(jù)總線、地址總線、控制總線（4）其他引腳RST、ALE、/PSEN、/EA復(fù)位電路

（4）總線圖2.2.3CPU的時(shí)序周期振蕩周期、狀態(tài)周期、機(jī)器周期、指令周期外部晶振的2分頻是MCS-51單片機(jī)的內(nèi)部時(shí)鐘周期，6個(gè)時(shí)鐘周期構(gòu)成了單片機(jī)的1個(gè)機(jī)器周期。機(jī)器頻率是外部頻率的1/12.2.351單片機(jī)的存儲(chǔ)器片內(nèi)、片外（不需要片外）程序存儲(chǔ)器、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器2.2.1程序存儲(chǔ)器2.2.2數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器2.2.3特殊功能寄存器2.3.1程序存儲(chǔ)器（片外不需要設(shè)計(jì)，基本上都是片內(nèi)）程序的幾個(gè)特殊地址:復(fù)位0000H外部中斷00003H0定時(shí)器/計(jì)數(shù)器0溢出000BH1

外部中斷10013H2定時(shí)器/計(jì)數(shù)器1溢出001BH3串行口中斷0023H4

2.3.2數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器

數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器則存放緩沖數(shù)據(jù)，系統(tǒng)在運(yùn)行過(guò)程中可修改其中的數(shù)據(jù)。包括:片外數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器、片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器、特殊功能寄存器塊1、片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器分為3部分：（1）00H～1FH（2）20H～2FH（3）30H～7FH2、片外數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器及I/O口存儲(chǔ)器空間地址：0000H—0FFFFH2.3.3特殊功能寄存器（SFR）特殊功能寄存器又稱為專用寄存器。專用于控制、管理片內(nèi)算術(shù)邏輯部件、并行I/O口、串行I/O口、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器、中斷系統(tǒng)等功能模塊的工作。課本有個(gè)特殊功能寄存器表。（字節(jié)型、位）SFR可分為兩大類：和內(nèi)部功能部件有關(guān)的、和CPU有關(guān)的。和CPU有關(guān)的SFR：1.累加器A和寄存器B2.堆棧指針SP3.數(shù)據(jù)指針DPTR4.程序狀態(tài)字PSW三、時(shí)序（1）振蕩周期（2）狀態(tài)周期（3）機(jī)器周期（4）指令周期外部晶振的2分頻是MCS-51單片機(jī)的內(nèi)部時(shí)鐘周期，6個(gè)時(shí)鐘周期構(gòu)成了單片機(jī)的1個(gè)機(jī)器周期。第3章51單片機(jī)指令系統(tǒng)

3.1概述3.2尋址方式3.3指令系統(tǒng)3.4偽指令3.1概述一、指令格式[標(biāo)號(hào):]操作碼[操作數(shù)1],[操作數(shù)2],[操作數(shù)3];注釋二、操作數(shù)類型立即數(shù)、寄存器操作數(shù)、存儲(chǔ)器操作數(shù)三、指令描述約定Rn、direct、@Ri#data、#data16addr16、addr11、relbit、/bitDPTR、A、B、C(X)、((X))3.2尋址方式

1、概述尋址就是尋找指令中操作數(shù)或操作數(shù)所在的地址。所謂尋址方式就是如何找到存放操作數(shù)的地址，把操作數(shù)提取出來(lái)的方法。它是計(jì)算機(jī)的重要性能指標(biāo)之一，也是匯編語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)中最基本的內(nèi)容之一。2、尋址方式說(shuō)明

立即尋址

寄存器器尋址

直接尋址

寄存器間接尋址

基寄存器加變址寄存器間接尋址

相對(duì)尋址

位尋址

3.3指令系統(tǒng)111條指令，42種操作助記符，描述33種操作功能。從功能：數(shù)據(jù)傳送（29）、算術(shù)運(yùn)算（24）、邏輯操作（24）、控制轉(zhuǎn)移（17）、位操作（17）；從空間：?jiǎn)巫止?jié)（49）、雙字節(jié)（45條）、三字節(jié)（17條）；從時(shí)間：?jiǎn)螜C(jī)器周期（64條）、雙機(jī)器周期（45條）、四機(jī)器周期（2）一、數(shù)據(jù)傳送類共29條。按其操作方式，又可把它們分為三種：數(shù)據(jù)傳送、數(shù)據(jù)交換和棧操作。助記符：MOV、MOVX、MOVC、XCH、XCHD、SWAP、PUSH、POP。應(yīng)用舉例：1、把片內(nèi)RAM6AH單元內(nèi)容傳送到片外RAM300H單元。2、把片外I/O口2000H數(shù)據(jù)讀入片內(nèi)RAM40H單元。3、把片外I/O口2000H數(shù)據(jù)讀入片外RAM4000H單元。4、把外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器2040H單元內(nèi)容和片外RAM2230H單元互換。5、已知片內(nèi)RAM50H單元中存放數(shù)據(jù)為0AAH，設(shè)堆棧指針為30H，把此數(shù)據(jù)值壓入堆棧，然后再?gòu)椈氐?0H單元中。二、算術(shù)運(yùn)算類（24條）加、減、乘、除基本四則運(yùn)算和增量（加1）、減量（減1）運(yùn)算。助記符:ADD、ADDC、INC、DASUBB、DEC、MUL、DIV

共8種操作助記符。應(yīng)用舉例：1、將片內(nèi)RAM40H和41H單元內(nèi)容相加，結(jié)果放42H。2、將片外RAM2000H和2001H單元兩BCD碼內(nèi)容相加，結(jié)果放2002H。3、試編寫計(jì)算1234H+0FE7H的程序，將和的高8位存入片內(nèi)RAM41H，低8位存入40H。4、把上例中的加法運(yùn)算改為減法，其他要求相同。5、設(shè)被加數(shù)存入片內(nèi)RAM30H～32H單元中，加數(shù)存入片內(nèi)RAM40H～42H，低位在前，高位在后，各單元中均為壓縮的BCD碼。將結(jié)果之和分別存入50H～52H單元中。6、把R1R0和R3R2中的兩個(gè)4位BCD碼數(shù)相加，結(jié)果送R5R4中，如有進(jìn)位存入進(jìn)位位C中。三、邏輯運(yùn)算類（24條）包括清除、求反、移位及與、或、異或等操作。這類指令有：CLR、CPL、RL、RLC、RR、RRC、ANL、ORL、XRL，共9種操作助記符。應(yīng)用舉例：1、把累加器A中低4位（高4位清0）送入外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的3000H單元。2、將累加器A的低4位的狀態(tài)通過(guò)P1口的高4位輸出。3、編程將片內(nèi)RAM21H單元的低3位和20H單元的低5位合并為一個(gè)字節(jié)送片內(nèi)RAM30H，要求21H的低3位放在高位上。四、控制轉(zhuǎn)移類（17條）計(jì)算機(jī)在運(yùn)行過(guò)程中，有時(shí)因?yàn)椴僮鞯男枰虺绦蜉^復(fù)雜，程序指令往往不能按順序逐條執(zhí)行，需要改變程序運(yùn)行的方向。控制轉(zhuǎn)移類指令包括無(wú)條件轉(zhuǎn)移、條件轉(zhuǎn)移、調(diào)用和返回指令等。指令有：AJMP、LJMP、SJMP、JMP、JZ、JNZ、CJNZ、DJNZ、ACALL、LCALL、RET、RETI、NOP

共13種操作助記符。應(yīng)用舉例：1、將累加器A的低4位取反4次，高4位不變，每變換一次從P1口輸出。2、如果累加器A中存放待處理命令編號(hào)（0~7），程序存儲(chǔ)器中存放著標(biāo)號(hào)為PMTB的轉(zhuǎn)移表首地址，則執(zhí)行下面的程序，將根據(jù)A中命令編號(hào)轉(zhuǎn)向相應(yīng)的處理程序。五、位操作類（17條）以進(jìn)位標(biāo)志C作為累加器C在使用位操作類指令時(shí)要和字節(jié)操作類指令區(qū)別開(kāi)來(lái)，因?yàn)樗鼈兊闹浄窍嗤?。這類指令的助記符有：MOV、CLR、CPL、SETB、ANL、ORL、JC、JNC、JB、JNB、JBC

共11種操作助記符。應(yīng)用舉例：1、將累加器的ACC.5與00H位相與后，通過(guò)P1.4輸出。2、比較片內(nèi)RAM40H、50H中兩個(gè)無(wú)符號(hào)數(shù)的大小，若40H中的數(shù)小則把片內(nèi)RAM中的位地址40H置1；若50H中數(shù)小，則把片內(nèi)RAM中的位地址50H置1；若相等則把片內(nèi)RAM中的位地址20H置1。3.4偽指令匯編程序?qū)τ脜R編語(yǔ)言寫的源程序進(jìn)行匯編時(shí)，還要提供一些匯編用的指令，例如要指定程序或數(shù)據(jù)存放的起始地址；要給一些連續(xù)存放的數(shù)據(jù)確定單元等等。但是，這些指令在匯編時(shí)并不產(chǎn)生目標(biāo)代碼，不影響程序的執(zhí)行，所以稱為偽指令ORG定位偽指令

DB定義字節(jié)偽指令DW定義字偽指令EQU賦值偽指令END匯編結(jié)束偽指令第4章51單片機(jī)匯編語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)

指令的有序羅列。4.1程序設(shè)計(jì)概述4.2基本程序設(shè)計(jì)4.3基本功能程序設(shè)計(jì)4.4實(shí)驗(yàn)

4.1程序設(shè)計(jì)概述

4.2基本程序設(shè)計(jì)4.2.1順序結(jié)構(gòu)程序是一種最簡(jiǎn)單、最基本的程序，按照程序編寫的順序逐條依次執(zhí)行，直到程序結(jié)束。這是程序的最基本的形式，任何程序都離不開(kāi)這種形式。例4-1：將片內(nèi)RAM20H單元中的數(shù)拆成兩段，每段4位，并將其分別存入21H、22H單元中。低4位存在21H單元，高4位存在22H單元4.2.2分支結(jié)構(gòu)的程序

分支結(jié)構(gòu)程序是利用條件轉(zhuǎn)移指令，使程序執(zhí)行到某一指令時(shí)，根據(jù)條件是否滿足，來(lái)改變程序執(zhí)行的順序。編寫分支結(jié)構(gòu)的程序主要在于正確使用轉(zhuǎn)移指令。編寫分支結(jié)構(gòu)的程序的關(guān)鍵是確定好分支條件。用于分支結(jié)構(gòu)程序中的語(yǔ)句有:

JZ/JNZ、CJNE、DJNZ、JC/JNC、JB/JNB、JBC例編制程序使y按下式賦值：例設(shè)外部存儲(chǔ)器單元ST1和ST2存放兩個(gè)不帶符號(hào)的二進(jìn)制數(shù)，找出其中的大數(shù)存入ST3單元。4.2.3循環(huán)結(jié)構(gòu)的程序

是強(qiáng)制CPU重復(fù)執(zhí)行某一指令序列的一種程序結(jié)構(gòu)形式。循環(huán)結(jié)構(gòu)的程序一般由5部分組成：初始化，循環(huán)體、循環(huán)修改、循環(huán)控制和結(jié)束部分。例：1、工作單元清0。2、多個(gè)單字節(jié)數(shù)據(jù)求和。3、設(shè)在DAT開(kāi)始的片內(nèi)RAM中存放8個(gè)無(wú)符號(hào)字節(jié)數(shù)，找出最大值,并暫存在A中。10個(gè)數(shù)，去掉一個(gè)最大值、一個(gè)最小值，求剩余8個(gè)數(shù)的平均值。4.3基本功能程序的設(shè)計(jì)

4.3.1查表程序4.3.2子程序4.3.3算術(shù)邏輯運(yùn)算程序4.3.4數(shù)制轉(zhuǎn)換程序4.3.1查表程序的設(shè)計(jì)

查表法是對(duì)一些復(fù)雜的函數(shù)運(yùn)算如sinx等，事先把其全部可能范圍的函數(shù)值按一定的規(guī)律編成表格存放在計(jì)算機(jī)的程序存儲(chǔ)器中。當(dāng)用戶程序中需要用到這些函數(shù)時(shí)，直接按編排好的索引值（或程序號(hào)）尋找答案。在控制應(yīng)用場(chǎng)合或智能儀器儀表中，經(jīng)常使用查表法。這種方法的不足是要占用較多的存儲(chǔ)單元。例：1、已知數(shù)據(jù)0～9的平方，設(shè)變量x的值在累加器A中，查表后求x2的值放回累加器，試編制程序。2、設(shè)計(jì)一個(gè)將十六進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換成ASCII碼的子程序。設(shè)十六進(jìn)制數(shù)存放在R0的低4位，要求轉(zhuǎn)換后的ASCII碼送回R0中。4.3.2子程序設(shè)計(jì)在實(shí)際問(wèn)題中，常常會(huì)遇到在一個(gè)程序中有許多相同的運(yùn)算或操作，例如多字節(jié)的加、減、字符處理等。如果每遇到這些運(yùn)算和操作，都從頭做起，則使程序非常繁瑣且浪費(fèi)內(nèi)存。因此在實(shí)際應(yīng)用中，通常把這些多次使用的程序段，按一定結(jié)構(gòu)編好，存放在內(nèi)存中，當(dāng)需要時(shí)，程序可以去調(diào)用這些獨(dú)立的程序段。通常將這種可以被調(diào)用的程序段稱為子程序。調(diào)用子程序的程序稱為主程序。使用子程序的過(guò)程稱為調(diào)用子程序；子程序執(zhí)行完畢后返回主程序的過(guò)程稱為子程序返回。例：1、用程序?qū)崿F(xiàn)c=a2+b2。設(shè)a、b均小于10，a存在片內(nèi)RAM31H單元中，，b存在32H單元中，把c存入33H單元中。2、求兩個(gè)無(wú)符號(hào)數(shù)據(jù)塊中的最大值。數(shù)據(jù)塊的首地址分別為片內(nèi)RAM60H和70H，每個(gè)數(shù)據(jù)塊的第1個(gè)字節(jié)都存放數(shù)據(jù)塊的長(zhǎng)度，結(jié)果存入5FH單元。4.3.3算術(shù)邏輯運(yùn)算程序多字節(jié)二進(jìn)制數(shù)加法多字節(jié)壓縮BCD碼加法多字節(jié)數(shù)求補(bǔ)除以2的倍數(shù)的處理雙字節(jié)無(wú)符號(hào)數(shù)整數(shù)相乘4.3.4數(shù)制轉(zhuǎn)化程序二進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制數(shù)十進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制數(shù)二進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為十六進(jìn)制數(shù)的ASCII碼ASCII字符串轉(zhuǎn)換為十六進(jìn)制數(shù)，兩兩組合成1個(gè)字節(jié)第5章P0～P3口應(yīng)用基礎(chǔ)片內(nèi)并行I/O口的應(yīng)用。5.1認(rèn)識(shí)51單片機(jī)

的P0～P3口5.2輸出操作5.3輸入操作5.4實(shí)驗(yàn)與設(shè)計(jì)5.1認(rèn)識(shí)51單片機(jī)的P0～P3口從輸出位置看：P0與P1、P2、P3不同，因此：P0稱為“雙向口”，其余的稱為“準(zhǔn)雙向口”。雙向口：?jiǎn)纹瑱C(jī)的I/O口為了提高接口的驅(qū)動(dòng)能力，具有由場(chǎng)效應(yīng)管組成的輸出驅(qū)動(dòng)器。當(dāng)驅(qū)動(dòng)器場(chǎng)效應(yīng)管的漏極具有開(kāi)路狀態(tài)時(shí)，該口就具有高電平、低電平和高阻抗3種狀態(tài)，稱為雙向口。準(zhǔn)雙向口：?jiǎn)纹瑱C(jī)I/O口的輸出場(chǎng)效應(yīng)管的漏極接有上拉電阻，該口具有高電平、低電平兩種狀態(tài)，稱為準(zhǔn)雙向口。P1口的輸入/輸出分析：輸入時(shí)，必須先置“1”，再讀5.2輸出操作輸出高、低電平。5.2.1基本輸出--字節(jié)、位5.2.2擴(kuò)展輸出--流水燈、霹靂燈5.2.3擴(kuò)展輸出—8段LED靜態(tài)顯示5.2.1基本輸出--字節(jié)、位

【例5-1】字節(jié)輸出。8燈亮、滅閃爍【例5-2】位操作。編程實(shí)現(xiàn)P1.3所接的發(fā)光二極管亮、滅閃爍請(qǐng)修改：（1）P1.7對(duì)應(yīng)的燈亮、滅閃爍（2）P1.1、P1.3、P1.5對(duì)應(yīng)的燈亮、滅閃爍（3）P1.0對(duì)應(yīng)的燈亮?xí)r，P1.7對(duì)應(yīng)的燈滅；P1.0對(duì)應(yīng)的燈滅時(shí)，P1.7對(duì)應(yīng)的燈亮。（4）將P1口改為P3口。5.2.2擴(kuò)展輸出--流水燈【例5-3】流水燈。編程實(shí)現(xiàn)8個(gè)燈從低到高流水燈的顯示閃爍。流水燈閃爍規(guī)律：11111110B—11111101B—11111011B--…--01111111B。

從初值11111110B循環(huán)左移一位就可以。修改：（1）兩個(gè)燈右循環(huán)。（2）從左到右，一個(gè)一個(gè)亮保持到全亮，然后再重復(fù)。（3）霹靂燈——霹靂燈規(guī)律：11111110B—11111101B—…—01111111B—10111111B—11011111—…—11111110—…。5.2.3擴(kuò)展輸出—8段LED靜態(tài)顯示1、認(rèn)識(shí)8段LED2、顯示函數(shù)的編寫（1）根據(jù)硬件電路的結(jié)構(gòu)建立一個(gè)顯示的代碼表DSPTAB:DB3FH,06H,5BH,4FH,66H,6DHDB7DH,07H,7FH,6FH（2）開(kāi)辟顯示緩沖區(qū)片內(nèi)RAM—data；

顯示緩沖區(qū)中存放要顯示的內(nèi)容所對(duì)應(yīng)的代碼在代碼表中的相對(duì)位置；

顯示緩沖區(qū)的位數(shù)和硬件電路中顯示器的位數(shù)相同，每個(gè)顯示緩沖器對(duì)應(yīng)著一位顯示器。（3）查表并操作相應(yīng)的顯示器MOV A,#dataMOV DPTR,#DSPTABMOVC A,@A+DPTR（4）顯示子程序的調(diào)用3、靜態(tài)顯示示例【例5-4】利用51單片機(jī)的并行口作為靜態(tài)顯示的控制口的示例請(qǐng)修改：（1）顯示“12”；（2）輪流顯示“12”、“--”、“AB”;（3）計(jì)數(shù)器：從00開(kāi)始，1S加1。5.3輸入操作

作為51單片機(jī)片內(nèi)并行I/O口輸入信號(hào)，是屬于數(shù)字信號(hào)的“高、低電平”或脈沖信號(hào)的“上升沿、下降沿”兩大類，這兩類信號(hào)可以通過(guò)：“閘刀型開(kāi)關(guān)”、“按鈕型開(kāi)關(guān)”兩類開(kāi)關(guān)來(lái)模擬。5.3.1閘刀型輸入信號(hào)【例5-5】閘刀開(kāi)關(guān)型輸入信號(hào)。編程實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的開(kāi)關(guān)閉合時(shí)，相應(yīng)的燈亮。思考：

為什么在讀鍵狀態(tài)之前要先置1？修改：（1）開(kāi)關(guān)閉合時(shí)燈滅。

（2）定義一個(gè)按鍵K0，K0閉合時(shí)燈閃爍，K0打開(kāi)時(shí)，燈全亮。5.3.2按鈕開(kāi)關(guān)型

輸入信號(hào)【例5-6】按鈕開(kāi)關(guān)。編程實(shí)現(xiàn)S1按鈕按一下，4個(gè)燈一組亮、滅交替修改：開(kāi)始時(shí)所有的燈都亮，按一下S1，燈變?yōu)?00ms閃爍，再按一下，變?yōu)槿?。（相?dāng)于S1為一個(gè)控制開(kāi)關(guān)，控制著燈的亮、滅閃爍。）說(shuō)明：開(kāi)關(guān)接在P3.2上是為以后介紹中斷的時(shí)間準(zhǔn)備的；本例題是屬于查詢方式，第6章介紹中斷時(shí)可以模擬外部中斷輸入。5.3.3多個(gè)按鈕型開(kāi)關(guān)輸入信號(hào)

--鍵盤【例5-7】P1口作為并行接口按鍵的輸入口，用P3口接一共陽(yáng)極LED顯示器，編程顯示按鍵的鍵號(hào)0～7。（1）鍵號(hào)（2）鍵值

每一個(gè)按鍵根據(jù)某種算法，可以得到和其他按鍵不一樣的值，該值稱為該按鍵的鍵值。（3）鍵值表

將所有按鍵的鍵值，按照一定的順序，在code區(qū)建立一個(gè)表格，該表格稱為鍵值表。請(qǐng)修改：

兩個(gè)輸入按鍵（如P1.6、P1.7）一個(gè)為“+1”鍵，一個(gè)為“-1”鍵，開(kāi)始顯示器顯示“5”，然后根據(jù)按鍵顯示后面的內(nèi)容。5.4實(shí)驗(yàn)與設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)1閘刀型開(kāi)關(guān)輸入/8段LED靜態(tài)顯示輸出5.4實(shí)驗(yàn)與設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)1：LED模擬交通6個(gè)燈—南北：黃、紅、綠

東西：黃、紅、綠（紅、綠是10秒，黃閃爍2秒）2個(gè)應(yīng)急開(kāi)關(guān)：南北綠或東西綠畫出硬件設(shè)計(jì)，編出模擬程序。實(shí)驗(yàn)2并行接口鍵盤/LED指示燈輸出設(shè)計(jì)1計(jì)時(shí)秒表的設(shè)計(jì)（1）兩位LED顯示可以顯示00～99秒；（2）兩個(gè)按鍵分別為啟動(dòng)/停止鍵、清零鍵。要求：設(shè)計(jì)硬件電路，編寫出軟件程序（延時(shí)由軟件形成）。設(shè)計(jì)2模擬交通信號(hào)燈控制裝置的設(shè)計(jì)（1）6個(gè)發(fā)光二極管模擬交通燈南北：黃、紅、綠；東西：黃、紅、綠。（2）2個(gè)應(yīng)急開(kāi)關(guān)南北綠東西紅或東西綠南北紅。要求：設(shè)計(jì)硬件模擬電路，編寫軟件程序。第6章51單片機(jī)中斷系統(tǒng)及定時(shí)器/計(jì)數(shù)器應(yīng)用基礎(chǔ)本章主要介紹中斷系統(tǒng)及定時(shí)器/計(jì)數(shù)器的應(yīng)用。包括：6.1中斷系統(tǒng)概述6.2外部中斷應(yīng)用舉例6.3定時(shí)器/計(jì)數(shù)器概述6.4定時(shí)器/計(jì)數(shù)器應(yīng)用舉例6.5實(shí)驗(yàn)與設(shè)計(jì)6.151單片機(jī)中斷系統(tǒng)5個(gè)中斷源外部中斷：外部中斷0/INT0外部中斷1/INT1定時(shí)器/計(jì)數(shù)器溢出中斷：定時(shí)器/計(jì)數(shù)器0TF0定時(shí)器/計(jì)數(shù)器1TF1串行口中斷：串行口RI、TI中斷控制設(shè)置了4個(gè)專用寄存器用于中斷控制。。（1）定時(shí)器控制寄存器（TCON）（2）串行口控制寄存器（SCON）（3）中斷允許控制寄存器（IE）（4）中斷優(yōu)先級(jí)控制寄存器（IP）中斷優(yōu)先級(jí)結(jié)構(gòu)

優(yōu)先級(jí)排列如下(從高到低）：

外部中斷0定時(shí)器/計(jì)數(shù)器0溢出外部中斷1定時(shí)器/計(jì)數(shù)器1溢出串行口中斷6.2外部中斷應(yīng)用示例51單片機(jī)提供了2個(gè)外部中斷源：

外部中斷0請(qǐng)求，占用P3.2引腳，其中斷請(qǐng)求號(hào)為0。

外部中斷1請(qǐng)求，占用P3.3引腳，其中斷請(qǐng)求號(hào)為2。外部中斷源的初始化時(shí)通過(guò)設(shè)置相應(yīng)的特殊功能寄存器的相應(yīng)位來(lái)實(shí)現(xiàn)的。（1）TCON寄存器中的IT0、IT1位外部中斷0和外部中斷1的中斷觸發(fā)方式控制位。如：CLRIT0;外部中斷0為電平觸發(fā)方式SETBIT1；外部中斷1為脈沖觸發(fā)方式（2）IP寄存器中的PX0、PX1位外部中斷0和外部中斷1的中斷優(yōu)先級(jí)的設(shè)定。如：CLRPX0;設(shè)定外部中斷0為低級(jí)中斷SETBPX1;設(shè)定外部中斷1為高級(jí)中斷（3）IE寄存器中的EA、EX0、EX1位EA為中斷允許總控制位；EX0、EX1為外部中斷0中斷和外部中斷1中斷的中斷允許位。如：SETBEA;開(kāi)放總的中斷控制SETBEX0;允許外部中斷0中斷CLREX1;禁止外部中斷1中斷【例6-1】初始狀態(tài)時(shí)低4位燈亮，高4位的燈滅，編程實(shí)現(xiàn)按一下S0，P1口的發(fā)光狀態(tài)發(fā)生反轉(zhuǎn)。注意：和例題5-6的區(qū)別修改：（1）按3下S0，P1口的發(fā)光狀態(tài)發(fā)生反轉(zhuǎn)（2）按一下，燈變?yōu)殚W爍，按一下，燈全亮?！纠?-2】當(dāng)S0動(dòng)作時(shí)，P1.0端口的電平反向，當(dāng)外S1動(dòng)作，P1.7端口的電平反向修改：（1）S0控制P1.0—P1.3的燈，S1控制P1.4—P1.7的燈。（2）按下S0后，點(diǎn)亮8只LED；按下S1后，變?yōu)殚W爍狀態(tài)。6.351單片機(jī)的定時(shí)器/計(jì)數(shù)器概述51單片機(jī)有兩個(gè)16位的定時(shí)器/計(jì)數(shù)器，其核心部件為加法計(jì)數(shù)器。6.3.1結(jié)構(gòu)6.3.2控制寄存器6.3.3工作模式6.3.1結(jié)構(gòu)計(jì)數(shù)功能：是指對(duì)外部事件進(jìn)行計(jì)數(shù):計(jì)數(shù)信號(hào)來(lái)自T0（P3.4)、T1(P3.5)引腳。定時(shí)功能：也是通過(guò)計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)功能來(lái)完成的，不過(guò)此時(shí)的計(jì)數(shù)脈沖來(lái)自單片機(jī)內(nèi)部：機(jī)器周期。6.3.2控制寄存器

與定時(shí)器/計(jì)數(shù)器應(yīng)用有關(guān)的控制寄存器有2個(gè)，分別為TCON、TMOD、TH、TL。1、計(jì)數(shù)器控制寄存器（TCON）2、工作方式控制寄存器（TMOD）3、TH、TL

4、如果是中斷方式，還與IE、IP寄存器有關(guān)。6.3.3工作模式4種1．模式1—16位定時(shí)與計(jì)數(shù)范圍：計(jì)數(shù)寄存器的計(jì)數(shù)初值范圍是：0000H～0FFFFH（0～216-1）

則：當(dāng)為計(jì)數(shù)器工作方式時(shí)：

計(jì)數(shù)范圍為：1～216；當(dāng)為定時(shí)工作方式時(shí)：

定時(shí)時(shí)間=（216-計(jì)數(shù)初值）×定時(shí)周期若晶振頻率為12MHz，其定時(shí)周期1μs：定時(shí)范圍：1μs～65536μs2、模式0—13位計(jì)數(shù)寄存器的計(jì)數(shù)初值范圍是：0000H～1FFFH（0～213-1）

則：當(dāng)為計(jì)數(shù)器工作方式時(shí)：

計(jì)數(shù)范圍為：1～213；當(dāng)為定時(shí)工作方式時(shí)：定時(shí)時(shí)間=（213-計(jì)數(shù)初值）×定時(shí)周期若晶振頻率為12MHz，其定時(shí)周期1μs：定時(shí)范圍：1μs～8192μs定時(shí)和計(jì)數(shù)范圍：計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)值范圍是：1～8192（213）當(dāng)為計(jì)數(shù)器工作方式時(shí)：

計(jì)數(shù)器的初值范圍為：0～213-1；定時(shí)時(shí)間的計(jì)算公式為：

定時(shí)時(shí)間=（213-計(jì)數(shù)初值）×定時(shí)周期若晶振頻率為6MHz，其定時(shí)周期2μs：則最短定時(shí)時(shí)間為：Tmin=[213-(213-1)]×2μs=2(μs)最長(zhǎng)定時(shí)時(shí)間為：Tmax=(213-0)×2μs=16384(μs)3．模式2：計(jì)數(shù)與定時(shí)范圍：計(jì)數(shù)寄存器的計(jì)數(shù)初值范圍是：00H～0FFH（0～28-1）

則：當(dāng)為計(jì)數(shù)器工作方式時(shí)：

計(jì)數(shù)范圍為：1～28；當(dāng)為定時(shí)工作方式時(shí)： 定時(shí)時(shí)間=（28-計(jì)數(shù)初值）×定時(shí)周期若晶振頻率為12MHz，其定時(shí)周期1μs：定時(shí)范圍：1μs～256μs4．模式3：6.4應(yīng)用舉例（1）TMOD的確定（2）計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)初值X已知需要計(jì)的數(shù)N：X=2N-n（3）定時(shí)器/計(jì)數(shù)器在中斷方式工作時(shí)，需開(kāi)CPU中斷和源中斷——編程IE寄存器；（4）啟動(dòng)定時(shí)器/計(jì)數(shù)器——編程TCON中的TR1或TR0位。

模式2：TH=TL=256－n；或：TH=TL=－n（3）定時(shí)器/計(jì)數(shù)器在中斷方式工作時(shí)，需開(kāi)CPU中斷和源中斷——編程IE寄存器；（4）啟動(dòng)定時(shí)器/計(jì)數(shù)器——編程TCON中的TR1或TR0位。（5）中斷類型號(hào)：1、3【例6-3】模式1、2應(yīng)用：設(shè)系統(tǒng)時(shí)鐘頻率為12MHz，用定時(shí)器/計(jì)數(shù)器T0編程實(shí)現(xiàn)從P1.0輸出周期為500μs的方波。分析：（1）定時(shí)250us（2）應(yīng)該采用模式2,也可以采用模式1（3）可以采用中斷或查詢【例6-4】模式3應(yīng)用51單片機(jī)外接6MHz晶振，通過(guò)T0定時(shí)，需要在P1.0和P1.1分別產(chǎn)生周期為400μs和800μs的方波。說(shuō)明：此時(shí)可以TL0和TH0產(chǎn)生200μs和400μs的定時(shí)中斷，并在中斷服務(wù)程序中對(duì)P1.0和P1.1取反。由于采用了6MHz晶振，因此單片機(jī)的機(jī)器周期為2μs。因此可計(jì)算TL0的初值X=156=9CH，TH0的初值X=56=38H?！纠?-5】P1.1輸出周期1s的方波由于定時(shí)時(shí)間較長(zhǎng)，一個(gè)定時(shí)器不能直接實(shí)現(xiàn)（一個(gè)定時(shí)器最長(zhǎng)定時(shí)時(shí)間為65536us），可以有以下兩種方法。方法1：硬件定時(shí)*軟件計(jì)數(shù)如硬件定時(shí)50ms，軟件計(jì)數(shù)器設(shè)定為20即可。方法2：硬件定時(shí)器*硬件計(jì)數(shù)器（1）T0定時(shí)器，定時(shí)器50ms，定時(shí)時(shí)間到，P1.0取反；（2）T1計(jì)數(shù)器，計(jì)數(shù)脈沖位P1.0，計(jì)數(shù)10次；（3）計(jì)數(shù)次數(shù)到P1.1取反。【例6-6】不同占空比的輸出）設(shè)系統(tǒng)時(shí)鐘頻率為12MHz，編程實(shí)現(xiàn)：P1.1引腳上輸出周期為1s，占空比為20％的脈沖信號(hào)。（取10ms基礎(chǔ)，100個(gè)，分別占20個(gè)、80個(gè)）【例6-7】門控位的應(yīng)用（測(cè)量脈沖)利用定時(shí)器的門控位GATE測(cè)量正脈沖寬度，脈沖從（P3.3）引腳輸入。門控位GATE=1，定時(shí)器/計(jì)數(shù)器T1的啟動(dòng)受到外部中斷1引腳的控制，當(dāng)GATE=1，TR1=1時(shí)，只有引腳為高電平時(shí)，T1才被允許計(jì)數(shù)，利用GATE的這個(gè)功能，可以測(cè)量引腳（P3.3）上正脈沖的寬度（機(jī)器周期數(shù)），其方法如下所示?！纠?-8】計(jì)數(shù)器應(yīng)用用定時(shí)器/計(jì)數(shù)器T0監(jiān)視一生產(chǎn)線，每生產(chǎn)100個(gè)工件，發(fā)出一包裝命令，包裝成一箱，并記錄其箱數(shù)。

6.5實(shí)驗(yàn)與設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)1按鈕型開(kāi)關(guān)模擬外部中斷實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)2按鈕型開(kāi)關(guān)模擬計(jì)數(shù)器實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)3定時(shí)器實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)1：出租車計(jì)價(jià)器里程計(jì)量裝置的設(shè)計(jì)出租車車輪運(yùn)轉(zhuǎn)1圈產(chǎn)生2個(gè)負(fù)脈沖，輪胎周長(zhǎng)為2m。試測(cè)量并顯示出租車的行駛里程，測(cè)量與顯示范圍0～99Km。設(shè)計(jì)硬件電路并編寫程序。（信號(hào)通過(guò)中斷方式取得）。設(shè)計(jì)1：出租車計(jì)價(jià)器里程計(jì)量裝置的設(shè)計(jì)出租車車輪運(yùn)轉(zhuǎn)1圈產(chǎn)生2個(gè)負(fù)脈沖，輪胎周長(zhǎng)為2m。試測(cè)量并顯示出租車的行駛里程，測(cè)量與顯示范圍0～99Km。設(shè)計(jì)硬件電路并編寫程序。（信號(hào)通過(guò)計(jì)數(shù)器方式取得）。設(shè)計(jì)2：多種頻率發(fā)生器的設(shè)計(jì)4個(gè)撥動(dòng)開(kāi)關(guān)K0、K1、K2、K3，分別控制4個(gè)不同頻率（周期）的信號(hào)輸出（一個(gè)輸出端），4個(gè)周期分別100ms、500ms、1s、2s，并有4個(gè)指示燈指示(2s為20%占空比的信號(hào)，其余的為周期信號(hào)）。第7章51單片機(jī)串行口應(yīng)用基礎(chǔ)串行是相對(duì)于并行而言：并行示意圖串行示意圖7.1串行通信的再認(rèn)識(shí)7.2認(rèn)識(shí)51單片機(jī)的串行口7.351單片機(jī)串行口的工作方式7.451單片機(jī)串行口應(yīng)用舉例7.5實(shí)驗(yàn)與設(shè)計(jì)7.1串行通信的再認(rèn)識(shí)發(fā)送端：將并行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成串行數(shù)據(jù)；接收端：將串行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成并行數(shù)據(jù)。7.1.1異步串行通信與同步串行通信7.1.2波特率7.1.3串行通信的檢錯(cuò)與糾錯(cuò)7.1.4串行接口芯片在發(fā)送與接收時(shí)，要關(guān)注一個(gè)字符轉(zhuǎn)換成一個(gè)什么樣的串行數(shù)據(jù)（幀）；發(fā)送與接收一位二進(jìn)制數(shù)需要多長(zhǎng)時(shí)間。7.1.1異步串行通信與同步串行通信1、異步串行通信

異步通信是指通信的發(fā)送和接收設(shè)備使用各自的時(shí)鐘控制數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收過(guò)程。異步通信是以字符（構(gòu)成幀）為單位進(jìn)行傳輸，字符與字符之間的間隙是任意的，但每個(gè)字符中的各位是以固定的時(shí)間傳送的。幀格式：例如:傳送一個(gè)7位的ASCII碼字符，再加上一個(gè)起始位、一個(gè)奇偶校驗(yàn)位和一個(gè)停止位組成的一幀共10位。傳輸字符“E”的ASCII碼(45H)的波形。(奇校驗(yàn))2、同步通信3、比較（1）從硬件設(shè)備的要求看（2）從數(shù)據(jù)的傳輸效率看7.1.2串行傳送速率--波特率波特率:指每秒鐘內(nèi)所傳送二進(jìn)制數(shù)據(jù)的位數(shù)，單位為波特（Bd），實(shí)際上它是傳送每一位信息所用時(shí)間內(nèi)的倒數(shù)。如果一個(gè)串行字符由１個(gè)起始位，７個(gè)數(shù)據(jù)位，１個(gè)奇偶校驗(yàn)位和１個(gè)停止位等10個(gè)數(shù)位構(gòu)成，每秒鐘傳送120個(gè)字符，則實(shí)際傳送的波特率為：10位/字符×120字符/秒＝1200位/秒＝1200波特傳送每位信息所占用的時(shí)間： １秒/1200＝0.833毫秒常用的標(biāo)準(zhǔn)波特率：110、300、600、1000、1200、2400、4800、9600和19200波特。它也是國(guó)際上規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)波特率。同步傳送的波特率高于異步方式，可達(dá)到64000波特。7.1.3串行通信的檢錯(cuò)與糾錯(cuò)1、奇偶校驗(yàn)2、代碼和校驗(yàn)3、循環(huán)冗余校驗(yàn)（CRC校驗(yàn)）7.1.4串行接口芯片UART和USART調(diào)制解調(diào)器總結(jié)：（1）并行與串行；（2）異步與同步；（3）異步的格式；（4）波特率。7.2認(rèn)識(shí)51單片機(jī)的串行接口全雙工的串行口。它能同時(shí)發(fā)送和接收數(shù)據(jù)。使用時(shí)用的是寄存器。7.2.1結(jié)構(gòu)7.2.2控制寄存器7.2.1串行口的結(jié)構(gòu)原理RXD/P3.0TXD/P3.1

PCONSCON發(fā)送緩沖器SBUF接收緩沖器SBUF一個(gè)是發(fā)送寄存器，一個(gè)是接收寄存器。串行發(fā)送時(shí)：

從片內(nèi)總線向發(fā)送SBUF寫入數(shù)據(jù)；串行接收時(shí)：

從接收SBUF向片內(nèi)總線讀出數(shù)據(jù)。它們都是可尋址的寄存器，但因?yàn)榘l(fā)送和接收不能同時(shí)進(jìn)行，所以給這兩個(gè)寄存器賦以同一地址（99H）。7.2.2串行口控制寄存器串行控制寄存器SCON電源控制寄存器PCON1、串行控制寄存器SCON（P170)SM0、SM1：串行口工作方式選擇位，這兩位的組合決定了串行口的4種工作方式。SM2是多機(jī)通信控制位：REN是允許接收位：當(dāng)REN=1時(shí)，允許接收數(shù)據(jù)；當(dāng)REN=0時(shí)，禁止接收數(shù)據(jù)。該位由軟件置位或復(fù)位。TB8是發(fā)送數(shù)據(jù)的第9位。RB8是接收數(shù)據(jù)的第9位。TI是發(fā)送中斷標(biāo)志位。RI是接收中斷標(biāo)志位。2、電源控制寄存器PCON最高位SMOD是串行口波特率的倍增位。當(dāng)SMOD=1時(shí)，串行口波特率加倍。系統(tǒng)復(fù)位時(shí)，SMOD=0。7.3串行口的工作方式通過(guò)SCON的SM0、SM1確定。7.3.1串行口工作方式0

同步移位寄存器輸入/輸出模式，可外接移位寄存器，以擴(kuò)展I/O口。格式：P3.0（RXD）：總是用于數(shù)據(jù)的輸出或輸入，P3.1（TXD）：總是用于輸出移位脈沖，每一移位脈沖將使RXD端輸出或者輸入一位二進(jìn)制碼。波特率：晶振頻率fosc的1/12

1、方式0輸出①初始化：SCON=0x00;②置標(biāo)志：TI=0;③寫操作：SBUF=0xDATA;當(dāng)8位數(shù)據(jù)發(fā)送完畢的時(shí)候，標(biāo)志TI=1。④準(zhǔn)備下一次數(shù)據(jù)發(fā)送。

軟件中置TI=0，然后才能發(fā)送下一組數(shù)據(jù)。方式0的數(shù)據(jù)輸出可以采用查詢方式，也可以采用中斷方式。在查詢方式下，通過(guò)while、if語(yǔ)句查詢TI的值，如果TI=1則結(jié)束查詢，可以發(fā)送下一組數(shù)據(jù)；如果TI=0，則繼續(xù)查詢。在中斷方式下，TI置位產(chǎn)生中斷申請(qǐng)，在中斷服務(wù)程序中發(fā)送下一組數(shù)據(jù)。此時(shí)，需要開(kāi)啟相應(yīng)的中斷請(qǐng)求(EA、ES）?！纠?-1】方式0數(shù)據(jù)發(fā)送74LS164：8位串入/并出寄存器A、B為兩個(gè)數(shù)據(jù)輸入；CP為時(shí)鐘輸入；/MR為復(fù)位輸入（低電平有效）；Q0-Q7數(shù)據(jù)輸出2、方式0輸入方式0輸入時(shí)，REN為串行口接收允許控制位。REN=0，禁止接收。在方式0下，程序可以按照如下的流程來(lái)進(jìn)行數(shù)據(jù)的接收：①初始化：SCON=0x10;②此時(shí)，在TXD端發(fā)送同步移位脈沖，在同步脈沖為低電平的時(shí)候，8位數(shù)據(jù)從RXD引腳由低位到高位逐位接收。③當(dāng)8位數(shù)據(jù)接收完畢的時(shí)候，硬件自動(dòng)置RI=1，請(qǐng)求中斷，表示接收數(shù)據(jù)已裝人接收緩沖器，可以由CPU讀?、軠?zhǔn)備下一次接收數(shù)據(jù)。由于RI不會(huì)自動(dòng)清零，當(dāng)需要接收下一組數(shù)據(jù)的時(shí)候，必須在軟件中置RI=0，然后才可以接收下一組數(shù)據(jù)。此時(shí)，同樣可以采用查詢和中斷兩種方式，分別介紹如下。在查詢方式中，查詢RI的值，如果RI=1則結(jié)束查詢，可以接收下一組數(shù)據(jù)；如果RI-0，則繼續(xù)查詢。在中斷方式中，在RI置位后產(chǎn)生中斷申請(qǐng)，在中斷服務(wù)程序中接收下一組數(shù)據(jù)。此時(shí)，需要開(kāi)啟相應(yīng)的中斷請(qǐng)求?！纠?-2】方式0輸入74LS165：8位并入/串出移位寄存器CLK，CLKINK：

時(shí)鐘輸入端（上升沿有效）A～H：并行數(shù)據(jù)輸入端SER：串行數(shù)據(jù)輸入端QH：輸出端/QH：互補(bǔ)輸出端SH/LD：移位控制/置入控制（低電平有效）7.3.2串行口工作方式1

串行口的工作方式1是波特率可變的串行異步通信方式。

數(shù)據(jù)幀由10位組成，按順序分別為起始位、8位數(shù)據(jù)位、停止位。數(shù)據(jù)在傳輸時(shí)，低位在前，高位在后。1、方式1的波特率T1的溢出率：T1定時(shí)器方式、模式2。

T1的初始值為X，則每過(guò)256-X個(gè)機(jī)器周期的時(shí)候，T1便將產(chǎn)生一次溢出。溢出的周期為：

（256-X）×12/fosc溢出率:fosc/[12×(256-X)]。方式1波特率=T1溢出率×2SMOD/32根據(jù)：方式1波特率=T1溢出率×2SMOD/32波特率=（2SMOD/32）×fosc/[12×(256-X)]通過(guò)上面的式子可得到定時(shí)器T1在模式2下的初值X：X=256-(2SMOD×fosc)/(384×波特率)波特率foscSMOD初值

1106072H137.511.98601DH120011.05920E8H240011.05920F4H480011.05920FAH960011.05920FDH1920011.05921FDH6250011.05921FFH串口方式1初始化及波特率初始化的程序示例如下：MOV TMOD,#20H ;設(shè)置T1定時(shí)方式，工作于模式2MOV TH1,#0F4HMOV TL1,#0F4HSETBTR1MOVPCON,#0 ;設(shè)置SMOD為0MOV SCON,#50H ;設(shè)置方式1，允許接收2、方式1的數(shù)據(jù)發(fā)送①初始化串口，設(shè)置SCON寄存器以及PCON寄存器。②初始化定時(shí)器，設(shè)置波特率。③置串行接口控制寄存器SCON的TI=0，啟動(dòng)串行口發(fā)送。④執(zhí)行寫發(fā)送緩沖器SBUF語(yǔ)句，

⑤硬件自動(dòng)發(fā)送起始位，起始位為邏輯低電平。在發(fā)送移位脈沖的作用下，數(shù)據(jù)幀依次從TXD引腳發(fā)出。在發(fā)送8位數(shù)據(jù)時(shí)，低位首先發(fā)送，高位最后發(fā)送。最后硬件自動(dòng)發(fā)送停止位，停止位為邏輯高電平。⑥在8位串行數(shù)據(jù)發(fā)送完畢后，也就是在插入停止位的時(shí)候，使TI置1，用以通知CPU可以發(fā)過(guò)下一幀的數(shù)據(jù)。此時(shí)可以采用查詢或者中斷兩種方式來(lái)獲知TI是否置位。當(dāng)TI置位后，程序中清霧TI，以便于發(fā)送下一個(gè)數(shù)據(jù)。3、工作方式1的數(shù)據(jù)接收①初始化串口，設(shè)置SCON寄存器以及PCON寄存器。將SCON的REN位置1,啟動(dòng)串行口串行數(shù)據(jù)接收，RXD引腳便進(jìn)行串行口的采樣。②初始化定時(shí)器，設(shè)置波特率。③在數(shù)據(jù)傳遞的時(shí)候RXD引腳的狀態(tài)為1，當(dāng)檢測(cè)到從1到0的跳變的時(shí)候，確認(rèn)數(shù)據(jù)起始位0。開(kāi)始接收一幀的串行數(shù)據(jù)，在接收移位脈沖的控制下，將收到的數(shù)據(jù)一位一位地送入移位寄存器，直到9位數(shù)據(jù)完全接收完畢，其中最后一位為停止位。④當(dāng)RI=0，并且接收到的停止位為1，或者SM2=0的時(shí)候，8位數(shù)據(jù)送人接收緩沖器SBUF中，停止位送人RB8中，同時(shí)置RI=1；否則，8位數(shù)據(jù)不裝人SBUF，放棄當(dāng)前接收到的數(shù)據(jù)。⑤此時(shí)可以采用查詢或者中斷兩種方式來(lái)獲知RI是否置位。當(dāng)數(shù)據(jù)送人接收緩沖器之后，便可以執(zhí)行讀SBUF語(yǔ)句來(lái)讀取數(shù)據(jù)，示例如下。ch=SBUF;⑥最后，軟件中清標(biāo)志位RI，以便于接收下一次串行數(shù)據(jù)。7.3.3串行口工作方式2

方式2為固定波特率的串行異步通信方式，在方式2中數(shù)據(jù)幀的格式如圖所示。

一幀數(shù)據(jù)由11位構(gòu)成，按照順序分別為：起始位1位、8位串行數(shù)據(jù)（低位在前）、可編程位1位、停止位1位。方式2的波特率：

方式2波特率

=

fosc×2SMOD/647.3.4串行口工作方式3

方式3為11位異步發(fā)送接收方式，在方式3中數(shù)據(jù)幀的格式：1幀數(shù)據(jù)由11位構(gòu)成，按照順序分別為：起始位1位、8位串行數(shù)據(jù)（低位在前）、可編程位1位、停止位1位。7.4串行口的應(yīng)用舉例7.4.1初始化①設(shè)定SCON的SM0、SM1兩位二進(jìn)制編碼。②對(duì)于方式2或3，應(yīng)根據(jù)需要在TB8中寫入待發(fā)送的第9位數(shù)據(jù)。③若選定的操作方式不是方式0，還需設(shè)定發(fā)送的波特率：④設(shè)定SMOD的狀態(tài)，以控制波特率是否加倍。⑤若選定操作方式1或3，則應(yīng)對(duì)定時(shí)器T1進(jìn)行初始化以設(shè)定其溢出率。7.4.2編程步驟：（1）定好波特率

（2）填寫控制字（3）串行通信可采用兩種方式，即查詢方式和中斷方式查詢方式：發(fā)送：先發(fā)后查；（TI）接收：先查后收。（RI）中斷方式：發(fā)送：發(fā)送一個(gè)數(shù)據(jù)、等待中斷，

在中斷中再發(fā)送下一個(gè)數(shù)據(jù)。接收：等待中斷、在中斷中接收一個(gè)數(shù)據(jù)?！纠?-5】波特率計(jì)算設(shè)某51單片機(jī)系統(tǒng)，其串行口工作于方式3，要求傳送波特率為1200。作為波特率發(fā)生器的定時(shí)器T1工作在模式2時(shí)，請(qǐng)求出計(jì)數(shù)初值為多少？設(shè)單片機(jī)的振蕩頻率為6MHz。X=256-(2SMOD×fosc)/(384×波特率)TH1=256–fosc/(波特率×12×32/2SMOD)=256-2SMOD×13當(dāng)SMOD=0時(shí)：TH1=256–13=243=0F3H。當(dāng)SMOD=1時(shí)：TH1=256–2×13=230=0E6H?！纠?-6】編程：高4位燈和低4位燈以1s亮1s滅的頻率進(jìn)行閃爍。分析：（1）4位亮、4位滅的交替數(shù)據(jù)為11110000B和00001111B；（2）串行口采用方式0，SCON=00H；（3）1s由定時(shí)器T0產(chǎn)生：硬件定時(shí)50mS，軟件計(jì)數(shù)20次；T0定時(shí)器方式、模式1、初值為：50000=65536-XX=15536=3CB0H（4）1s采用中斷的方式，20次中斷到，將輸出的數(shù)據(jù)取反操作?！纠?-87】串行口自收自發(fā)

將51單片機(jī)的TXD接RXD，實(shí)現(xiàn)單片機(jī)串行口數(shù)據(jù)自發(fā)自收，并將接收的數(shù)據(jù)通過(guò)P1口輸出到發(fā)光二極管顯示。系統(tǒng)時(shí)鐘頻率為11.0592MHz，自發(fā)自收的波特率為2400bps。編寫程序，要求：?jiǎn)纹瑱C(jī)串行口工作在方式1，從TXD發(fā)送數(shù)據(jù)0x55，從RXD將該數(shù)據(jù)讀回，并送P1口通過(guò)8個(gè)發(fā)光二極管顯示?！纠?-8】?jī)蓚€(gè)單片機(jī)串行通信在某控制系統(tǒng)中有甲、乙兩個(gè)單片機(jī)，甲單片機(jī)首先將P1口撥動(dòng)開(kāi)關(guān)數(shù)據(jù)裝入SBUF，然后經(jīng)由TXD將數(shù)據(jù)發(fā)送給乙單片機(jī)。乙單片機(jī)將接收數(shù)據(jù)存入SBUF，再由SBUF載入累加器，并輸出至P1，點(diǎn)亮相應(yīng)端口的LED。PROTEUS仿真電路如圖所示。7.5實(shí)驗(yàn)與設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)

串行口控制的流水燈實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

串行口控制的8段LED顯示器計(jì)時(shí)秒表的設(shè)計(jì)①兩位LED顯示，可以顯示00～99秒；②兩個(gè)按鍵，分別為啟動(dòng)/停止鍵、清零鍵。要求：設(shè)計(jì)硬件電路，編寫出軟件程序（延時(shí)由硬件定時(shí)器形成）。第8章系統(tǒng)擴(kuò)展技術(shù)片外并行資源的擴(kuò)展：存儲(chǔ)器、I/O口主要為：I/O口。8.1系統(tǒng)并行擴(kuò)展基礎(chǔ)8.2并行I/O口芯片擴(kuò)展示例8.3鍵盤/顯示器接口技術(shù)8.4模擬量接口技術(shù)8.5實(shí)驗(yàn)與設(shè)計(jì)

8.1并行I/O口擴(kuò)展基礎(chǔ)將要擴(kuò)展的芯片（存儲(chǔ)器、I/O接口）正確地連接到CPU的總線上，編程讓其發(fā)揮應(yīng)有的作用。包括：（1）擴(kuò)展的芯片（2）CPU的總線（3）正確地連接---硬件設(shè)計(jì)（4）編程—軟件設(shè)計(jì)8.1.1系統(tǒng)擴(kuò)展總線圖8.1.2典型的芯片介紹8.1.3數(shù)據(jù)線、控制線連接8.1.4地址線的連接8.1.1系統(tǒng)擴(kuò)展總線圖8.1.2典型的芯片

1、鎖存器74LS373引腳說(shuō)明如下：D0～D7：

數(shù)據(jù)輸入引腳。Q0～Q7：

輸出引腳。CLK：時(shí)鐘引腳，在時(shí)鐘的上升沿將輸入引腳的數(shù)據(jù)送到輸出端口。MR：清除引腳，低電平有效。真值表：2、典型的三態(tài)緩沖器74LS244三態(tài)緩沖區(qū)74LS2453、可編程的I/O接口芯片8255A（1）8255A特點(diǎn)：8255A是一種通用的可編程并行I/O接口芯片具有3個(gè)8位并行端口：

PA口、PB口、PC口3個(gè)端口分2組控制：

A組控制A口和C口的上半部；

B組控制B口和C口的下半部。3種可編程工作方式：方式0：基本輸入/輸出方式方式1：選通輸入/輸出方式方式2：雙向總線方式（A口具有）（2）8255內(nèi)部結(jié)構(gòu)(3)外部引腳片選：/CS讀信號(hào)：/WR寫信號(hào)：/RD端口選擇：A1A0A1A000-----PA口

01-----PB口

10-----PC口

11-----控制寄存器端口8255有4個(gè)口地址：

PA口、PB口、PC口、控制口

(4)8255A的控制字：方式控制字如設(shè)置8255A工作于方式0，且PA口為輸出、PB口為輸出、PC口為輸入，則控制字為：

10001001B，即89H。PC口的置位/復(fù)位控制字如：PC3置1，則控制字為：

00000111B，即07H(5)工作方式方式0：基本輸入/輸出方式

-----無(wú)應(yīng)答信號(hào)線方式1：選通輸入/輸出方式方式2：雙向總線方式（A口特有）

-----有應(yīng)答信號(hào)線方式方式1、2為握手聯(lián)絡(luò)---應(yīng)答信號(hào)線方式，由PC口承擔(dān)應(yīng)答信號(hào)線，PA口、PB口作為數(shù)據(jù)口，可工作于輸入方式或輸出方式。8.1.3數(shù)據(jù)線、控制線的連接1、數(shù)據(jù)線的連接CPU：8條 P0口擴(kuò)展的芯片：（1）一般也是8條，一一對(duì)應(yīng)連接；（2）多于8條：分成高位、低位2、控制線的連接CPU：讀、寫（1）可編程芯片：

讀、寫信號(hào)一一對(duì)應(yīng)的連接。（2）不可編程芯片：

使能讀、使能寫8.1.4譯碼信號(hào)的形成—地址線的連接

地址線的連接是為擴(kuò)展的芯片確定一個(gè)唯一的地址，即存儲(chǔ)器的地址空間范圍和I/O接口的端口地址。

要擴(kuò)展的芯片的地址線數(shù)目總是少于單片機(jī)地址總線的數(shù)目，這樣就將51單片機(jī)的地址總線分為兩部分：用到的地址線、沒(méi)有用到的地址線。

用到的地址線分為：高位地址線、低位地址線。1、線譯碼

所謂線譯碼，是指CPU的“低位地址線”用做擴(kuò)展芯片的片內(nèi)譯碼，“高位地址線”直接作為擴(kuò)展芯片的片選，即一根線選中。2、譯碼器譯碼是指CPU