單片機原理及接口技術

復習課考試安排時間：10或11周考試方式：閉卷筆試成績評定：平時成績+上機成績+筆試成績

15%+15%+70%考試內容：第1-8章、第10章考試題型及題量填空題：10空，10分選擇題：5題，10分簡答題：4題，20分分析題：3題，40分綜合應用題：1題，20分1小巧靈活、成本低，易于產品化。它能方便的組裝成各種智能化的控制設備及各種智能儀器儀表。2面向控制，能針對性地解決從簡單到復雜的各類控制任務，因而能獲得最佳的性能價格比。3抗干擾能力強，適應溫度范圍寬，在各種惡劣的環境條件下都能可靠地工作，這是其他機種無法比擬的。網絡功能，可以很方便地實現多機和分布控制。使整個控制系統的效率和可靠性大為提高。5外部擴展能力強。在內部的各種功能部件不能滿足應用需要時，均可在外部進行擴展。它與許多通用的微機接口芯片兼容。給應用系統設計帶來極大的方便和靈活性。第1章1、單片機與普通微機相比的特點：P102、幾種進制數之間的相互轉換

（1）任意進制數->十進制數按權展開，先乘后加例：111.01B=1×22+1×21+1×20+0×2-1+1×2-2（2）

十進制數-->任意進制數整數部分除R取余，小數部分乘R取整 R=2或16注：先得到的余數為低有效位先得到的整數為高有效位

（3）二進制數與十六進制數間的轉換

二進制數->十六進制數方法：以小數點為界，將二進制數向左或向右每4位用1個十六進制數代替，不夠4位則用0補充。十六進制數二進制數方法：以小數點為界，向左或向右每1位十六進制數用4個二進制位表示即可。十進制（D）二進制（B）十六進制（H）

0 0000 0

1

0001

1

2

0010

23 0011 3

4

0100

45 0101 56 0110 67 0111 7

8

1000

89 1001 910 1010 A11 1011 B12 1100C13 1101D14 1110E15 1111F

找特點和規律84211、MCS-51系列單片機特性P17系列MCS-51子系列MCS-52子系列803180C31805180C51875187C51片內存儲器片內ROM片內ERROM片內RAM001284kB0128B4k128008K8K000256256256803280C32805280C52875287C52定時器計數器2X16位3X16位并行I/O口串行I/O口中斷源制造工藝4X8位4X8位115676767HMOSCHMOSHMOSHMOSCHMOSCHMOSHMOSHMOSHMOSCHMOSCHMOSCHMOS第2章單片機最小系統的必備條件電源EA引腳(直接上拉至高電平)晶體振蕩電路（時鐘電路）復位電路2、單片機最小系統的實現P20：地址鎖存允許信號當單片機上電復位后，用示波器測ALE引腳，若有脈沖輸出，則說明單片機最小系統外圍電路連接正確，單片機正常工作。/ALEPROG3、如何判斷MCS-51單片機是否正常工作？P19引腳為高電平時，CPU訪問內部ROM，但當PC指針超過0FFFH時（4KB），自動轉向執行外部ROM引腳為低電平，則訪問外部ROM,從片外ROM的0000H單元開始取指令。：訪問內部或外部ROM選擇信號/PPEAV4、EA引腳有什么作用？P195、P3口第二功能(P20)讀選通外部寫選通外部計數輸入計數器定時器計數輸入計數器定時器申請外部中斷申請外部中斷串行數據發送串行數據接收功能含義RAMRAM1/0/10RDWRTTINTINTRXDTXD1010第二功能MCS-51的時鐘信號共有4種，從小到大依次是：振蕩周期：振蕩周期指為單片機提供定時信號的振蕩源的周期或外部輸入時鐘的周期。時鐘周期（狀態周期）:1個狀態周期=2個振蕩周期。機器周期：一個機器周期是指完成一個基本操作（如取指令、存儲器讀、存儲器寫等）所需要的時間。MCS－51的一個機器周期分成6個狀態周期，即12個振蕩周期。指令周期：指令周期即執行一條指令所占用的全部時間，通常為1～4個機器周期。

6、時鐘信號P22例如:外接晶振為12MHz時,MCS—51單片機的4個時間周期的具體值為多少？

T振蕩=1/12μs;T狀態=2*T振蕩=1/6μs;T機器=12*T振蕩=1μs;T指令=1～4*T機器=1μs～4μs

CY（PSW.7）——進位標志位。AC（PSW.6）——輔助進位（或稱半進位）標志。OV（PSW.2）——溢出標志位P（PSW.0）——奇偶標志位。累加器A中有奇數個1

則P=1，否則P=0。用于校驗串行通信中數據傳送是否出錯。P—OVRSRSF0ACCYPSW.7PSW.07、程序狀態字寄存器PSWP24第3章1、尋址方式及其功能P34-38如：P583P595立即尋址寄存器尋址直接尋址寄存器間接尋址變址尋址相對尋址位尋址2、常用指令如：循環轉移指令（減1條件轉移指令）P54減1條件轉移指令有如下兩條:DJNZdirect,rel

;(direct)←(direct)－1,

若(direct)=0,則(PC)←(PC)+3

否則,(PC)←(PC)+3+relDJNZRn,rel

;(Rn)←(Rn)－1

若(Rn)=0,則(PC)←(PC)+2

否則,(PC)←(PC)+2+rel第4章1、偽指令ORG、END的使用2、延時子程序的編寫方法P78-791、MCS-51單片機有幾個中斷源？INT0——外部中斷0。中斷請求通過P3.2引腳輸入。INT1——外部中斷1

中斷請求通過P3.3引腳輸入。T0——定時器/計數器0溢出中斷T1——定時器/計數器1溢出中斷TX/RX——串行口中斷。

當串行口完成一幀數據的發送或接收時，

便自動請求中斷。溢出時自動請求中斷第5章2、MCS-51單片機有幾級中斷優先級？

23、MCS-51單片機外部中斷源觸發中斷請求的方法有哪些？分別怎么觸發？P83電平觸發方式：外部中斷請求引腳為低電平時觸發。

CLRIT0/IT1脈沖觸發方式或邊沿觸發方式：外部中斷請求引腳為下降沿時觸發。

SETBIT0/IT1IE0TCONSCONINT0IT0=0IT0=1INT1IT1=0IT1=1TF0IE1TF1T0T1TIRITXRXESET0EX0EX1ET1EA自然優先級矢量地址高級中斷請求自然優先級矢量地址低級中斷請求PX0PT0PX1PT1PSIEIP中斷請求標志寄存器

TCON、SCON中斷允許控制寄存器

IE中斷優先級寄存器IP4、MCS-51單片機中斷系統控制位P83-85S:serialT:timerX:external會編寫中斷初始化程序如：P948、試編寫一段中斷初始化程序，使INT0采用電平觸發方式、INT1采用邊沿觸發方式，且INT0為中斷優先級高級，并開放INT0、INT1中斷。

CLRIT0SETBIT1SETBPX0SETBEA

SETBEX0SETBEX15、中斷優先級排列順序P86

當同時接收到幾個同一優先級的中斷請求時，響應哪個中斷源則取決于內部硬件查詢順序。其優先級（自然優先級）排列順序如下圖所示：中斷源

同級內的中斷優先級外部中斷0中斷高級定時器/計數器T0溢出中斷外部中斷1定時器/計數器T1溢出中斷串行口中斷低級例5.5正常情況下，非交叉路口的交通紅綠燈以1s的間隔輪流點亮，當有消防任務時，消防官兵只需要按一下設置在路邊的消防緊急按鈕，則道路交通燈就會變成紅燈并持續1s時間，禁止其他車輛通行，使消防車可以順利通過，1s后自動返回按緊急按鈕前燈的狀態，繼續紅綠燈輪流點亮的正常狀態，試用51單片機來模擬實現上述功能。P91分析：1、用紅色和綠色發光二極管模擬道路交通燈，并與單片機的I/O口相連，可通過設置I/O口的電平來點亮發光二極管。2、用按鈕開關或閘刀開關模擬消防緊急按鈕，可將開關與單片機的外部中斷0的引腳相連，引入外部中斷信號。3、沒有中斷發生時，紅色和綠色發光二極管輪流被點亮，均持續1S（通過調用延時子程序實現）——主程序。4、當中斷發生時，將紅色發光二極管點亮，并持續1秒

——中斷服務程序。6、中斷的應用解：將P1口的P1.1～P1.0分別接紅和綠色發光二極管D1～D0模擬道路交通燈，P3.2（INT0）引腳接一開關以模擬消防緊急按鈕。圖5-10AT89C51單片機模擬交通燈電路原理圖P92P3.2中斷初始化程序怎么寫？書P20例5.5源程序如下：ORG0000HLJMPMAINORG0003H；外部中斷0的中斷入口地址LJMPINT_EX0ORG0030HMAIN:

SETBIT0；外部中斷0下降沿觸發方式

SETBEX0；外部中斷0允許控制

SETBEA；單片機中斷允許控制LOOP:SETBP1.0；綠燈被點亮

LCALLDELAY1S;延時1sCLRP1.0；綠燈熄滅

SETBP1.1；紅燈被點亮

LCALLDELAY1S；延時1sCLRP1.1；紅燈熄滅

LJMPLOOP中斷初始化程序【100ms延時子程序如下】DELAY:MOVR6,#0C8H;外循環200次

LOOP1:MOVR7,#0F8H;內循環248次

NOP;時間補償

LOOP2:DJNZR7,LOOP2;延時2μs×248=496μsDJNZR6,LOOP1;延時500μs×200=100msRET【延時1s調用100ms延時子程序如下】;1s是100ms的10倍，即連續執行100ms延時子程序10次即可

DELAY1S:MOVR0,#10

LOOP0:LCALLDELAYDJNZR0,LOOP0RET

INT_EX0：

PUSHP1PUSH00HPUSH06HPUSH07HSETBP1.1；紅燈被點亮

CLRP1.0；綠燈熄滅

LCALLDELAY1S；延時1s

POP07HPOP06HPOP00HPOPP1RETIEND

需要保護現場和恢復現場的原因：需要保護在主程序和中斷程序中都會使用的寄存器、并口等。因為R0、R6、R7在中斷服務程序中最后都減到0了，當中斷返回時，會接著中斷前的延時子程序繼續執行，此時的R0、R6、R7之一很有可能從0開始減，得0FFH，而不是中斷前的值，延時就長了。

保護P1口的狀態，是為了中斷返回后繼續中斷前燈的顯示狀態，即若中斷前綠燈亮了0.5秒，中斷后綠燈還需要亮0.5秒，而不是紅燈亮0.5秒。保護現場,00H、06H、07H分別是R0、R6、R7的地址，PUSH、POP操作數只能是直接地址P43恢復現場第6章1、MCS-51單片機的定時/計數器的工作模式及區別P98

2、4種工作模式下的初值P101X初值,N需要計數的次數,T定時時間,fosc為振蕩頻率計數器的初始值X由下式確定：

X＝2n-N

定時器的初始值X由下式確定：

fosc12*TX=2n

-模式0—n=13模式1—n=16模式2、3—n=83、計數時，輸入信號的頻率必須小于晶振頻率的1/24。

P984、定時/計數器的四種工作模式的應用定時方式如P101例6.3、例6.4

計數方式如P104例6.9、例6.10fosc12*TX=213-12x10612*10-3=8192-例6.4用T0定時，選擇工作模式0，定時/計數器的開啟與外部中斷引腳無關。編程實現由單片機P1.0輸出占空比為50%、周期為2ms的方波，晶振頻率為12MHZ。=8192-1000=7192=1C18H

=0001110000011000B(TL0)=18H分析：

1、設置初值，定時1ms，頻率為12MHZ

：(TH0)=0E0H1ms1msP1012、控制寄存器TMOD和TCON的設置

用T0定時，選擇工作模式0，定時/計數器的開啟與外部中斷引腳無關。GATEC/TM1M0GATEM1C/TM0定時器T1定時器T0TMOD（89H）D7D6D5D4D3D2D1D000000000MOVTMOD,#00H；設置工作方式SETBTR0；啟動定時器013、中斷初始化程序

中斷允許控制寄存器P84EAESET1EX1ET0EX0

IE（A8H）AFHAEHADHACHABHAAHA9HA8H11SETBEASETBET0模式0中斷方式源程序:

ORG0000H LJMPMAIN ORG000BH;P88 LJMPINT_TIME0 ORG0030HMOVTMOD,#00H；設置工作方式

MOVTH0,#0E0H；設初始值

MOVTL0,#18H

SETBEA SETBET0；開放定時器溢出中斷

SETBP1.0

SETBTR0

；啟動定時器0

LJMP$;等待1ms,溢出中斷發生

MOVTH0,#0E0H；對定時器重新賦值

MOVTL0,#18H

CPLP1.0;取反

RETIEND中斷初始化程序定時器初始化程序1ms1ms1ms1ms定時器0溢出中斷服務程序MAIN:INT_TIME0:(TL1)=0F6H分析：

1、設置初值：模式2，計數10次。(TH1)=0F6H例6-10：利用定時器T1的模式2對外部信號計數，定時/計數器的開啟與外部中斷引腳無關。要求每計滿10次，將P1.0引腳取反。X＝28-N=256-10=246=0F6H2、控制寄存器TMOD和TCON的設置

用T1計數，選擇工作模式2，定時/計數器的開啟與外部中斷引腳無關。GATEC/TM1M0GATEM1C/TM0定時器T1定時器T0TMOD（89H）D7D6D5D4D3D2D1D001000001MOVTMOD,#60H；設置工作方式SETBTR1；啟動定時器113、中斷初始化程序

中斷允許控制寄存器P84EAESET1EX1ET0EX0

IE（A8H）AFHAEHADHACHABHAAHA9HA8H11SETBEASETBET1模式2源程序，使用中斷方式判斷是否溢出：P105

ORG0000H LJMPMAIN ORG001BH；P88 LJMPINT_TIME1 ORG0030H

MOVTMOD,#60H

;設置T1為模式2,外部計數方式

MOVTL1,#0F6H；T1計數器初值

MOVTH1,#0F6H

SETBEA；開放定時器溢出中斷

SETBET1

SETBP1.0

SETBTR1

；啟動T1計數HERE:SJMPHERE；等待中斷

CPLP1.0RETIEND中斷初始化程序定時器初始化程序定時器1溢出中斷服務程序MAIN：INT_TIME1:串行數據傳輸方向通常有三種：單工、半雙工和全雙工。P1111、串行數據傳輸方向發送端接受端數據線地線單工方式發送/接收端接收/發送端數據線地線半雙工方式發送/接收器接收/發送端數據線地線全雙工方式第7章第8章1、P0、P1、P2、P3的功能及區別。P130◆P0口：P0具有三個功能

(1)訪問外部存儲設備時作為低8位地址線

(2)作為8位數據線

即P0