高等學校電子信息類規劃教材2023/10/10高等學校電子信息類規劃教材高等學校電子信息類規劃教材單片計算機及其應用［第二版］白駒珩雷曉平編著出版高等教育出版社電子科技大學出版社

（成都市建設北路二段四號，郵編：610054）責任編輯唐雅鄰發行電子科技大學出版社經銷新華書店印刷成都蜀通印務有限責任公司開本787mm×1092mm1/16印張21.75字數561千字版次1997年12月第一版2005年9月第二版印次2005年9月第八次印刷書號ISBN7—81094—985—3/TP·505印數17001—21000冊定價26.50元■版權所有侵權必究■郵購本書請與本社發行科聯系。

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高等學校電子信息類規劃教材目錄第一章緒論第二章MCS-51單片機的結構和原理第三章MCS-51單片機的指令系統

第四章MCS-51單片機的應用程序設計第五章MCS-51單片機內部定時/計數器及其應用

第六章MCS-51單片機的系統擴展第七章MCS-51系統的串行接口第八章MCS-51單片機的中斷系統第九章單片機應用系統的組成第十章I2C總線技術及其應用第十一章單片機應用系統的開發

第十二章新型的MCS-51兼容單片機簡介第十三章8098準16位單片機簡介高等學校電子信息類規劃教材第一章緒論§1-1單片機的結構特點§1-2單片機的主要品種及系列§1-3單片機的應用§1-4單片機與嵌入式系統§1-5單片機技術的發展趨勢高等學校電子信息類規劃教材§1-1單片機的結構特點單片機是在一塊大規模集成電路（LSI）或超大規模集成電路（VLSI）芯片上集成的一臺具有一定規模的微型計算機，它在硬件結構和指令設置上有其獨到之處。高等學校電子信息類規劃教材§1-2單片機的主要品種及系列一、4位單片機4位單片機的主要生產國是日本，如SHARP公司的SM系列、東芝公司的TLCS系列、NEC公司的mCOM75××和mPD75××系列等。此外，美國TI公司的TMS1000和NS公司的COP400系列也占一定的市場。國內已能生產COP400的4位單片機。4位單片機的特點是價格便宜，但功能并不弱，只是CPU為4位。其存儲器有片內ROM為2KB，RAM為1284b的。NEC公司的mPD75××的片內ROM可達8KB，RAM為5124b，還帶有6位A/D轉換。4位單片機主要用于控制諸如洗衣機、微波爐等家用電器及高檔電子玩具。高等學校電子信息類規劃教材二、8位單片機8位機已成為單片機中的主要機型。在8位單片機中，一般把無串行I/O接口和只提供小范圍的尋址空間（小于8KB）的單片機稱為低檔的8位單片機；把帶有串行I/O接口或A/D轉換，以及可以進行64KB以上尋址的單片機，稱為高檔8位單片機。近來，在高檔8位單片機的基礎上又出現了超8位單片機。它們不但進一步擴大了片內ROM和RAM的容量，而且還增加了高級通信、DMA傳送和高速I/O的功能。高等學校電子信息類規劃教材三、16位單片機843282公司ThomsonIntelNSNEC型號682008096HPC16040783××ROM4KB8KB4KB8KBRAM256B232B256B156B中斷源158815串行口異/同步異步異步異步A/D無10無8PWM輸出借用通用計數器有有有Watchdog定時器借用通用計數器有有有高速I/O無HSIO有有計數器16161616DMA無無無8個宏通道I/O引腳48685248高等學校電子信息類規劃教材四、32位單片機32位單片機的字長為32位，屬單片機的頂級產品。它具有極高的運算速度。這類單片機的代表產品有Motorola公司的M68300系列機、日立公司的SH系列機以及英國Inmos公司的IM-ST414等。在滿足高速數字處理方面，32位機將發揮重要作用。高等學校電子信息類規劃教材§1-3單片機的應用由于單片機具有下述一些特點，因而使得單片機的應用模式多、

應用范圍廣。這些特點是：（1）小巧、低功耗、低成本、控制功能強、易于產品化，因而能方便地組裝成各種智能式控制設備和儀器，做到機、電、儀一體化；（2）面向控制，能有針對性地解決從簡單到復雜的各類控制問題，因而獲得最佳的性能價格比；（3）抗干擾能力強，適應溫度范圍寬，在各種惡劣環境下都能可靠地工作；（4）可以方便地實現多機和分布式控制，從而使整個控制系統的效率和可靠性大為提高。高等學校電子信息類規劃教材一、單片機的應用領域及應用模式1．單機應用（1）智能產品（2）智能儀表（3）測控系統（4）數控控制機（5）智能接口高等學校電子信息類規劃教材2．多機應用（1）功能彌散系統高等學校電子信息類規劃教材（2）并行多機處理系統高等學校電子信息類規劃教材（3）局部網絡系統高等學校電子信息類規劃教材高等學校電子信息類規劃教材二、單片機的供應狀態1．片內ROM配置狀態2．片內EPROM配置狀態3．片內無ROM配置狀態4．OTP（OneTimeProgrammable）ROM供應狀態

5．FlashROM供應狀態高等學校電子信息類規劃教材三、單片機產品的等級在過去，把微處理器及與其有關的元器件分為兩級：商用級及軍用級。商用級的微處理器產品主要限于機房及辦公室環境，溫度范圍為0～70℃。軍用級運用的環境條件苛刻，溫度范圍為-50～+125℃。工業應用環境的溫度介于商用和軍用之間，這就產生了工業級產品，其運行溫度范圍為-45～+85℃。工業級產品的可靠性較商用級的高，價格較軍用級的低，采用密封封裝。單片機屬于工業級產品，其可靠性較高。高等學校電子信息類規劃教材§1-4單片機與嵌入式系統一、什么是嵌入式系統從狹義的角度而言，人們一般將埋藏在宿主設備中專用的、使用者不可見的微處理器系統稱為嵌入式系統。從廣義的角度來說，計算機可以作為某種技術過程的核心處理環節直接與真實世界自然地接口與互動，并按照環境事件的節拍主動、協調地做出響應。也就是說，計算機嵌入到了一個技術過程之中，從而成為一種嵌入式計算機。我們將實現這種技術過程的系統叫做嵌入式系統。高等學校電子信息類規劃教材二、嵌入式系統的由來（1）面對控制對象。面對物理量傳感變換的信號輸入；面對人機交互的操作控制；面對對象的伺服驅動控制。（2）嵌入到工業控制應用系統中的結構形態。（3）能在工業現場環境中可靠運行的可靠性品質。（4）突出控制功能。對外部信息及時捕捉；對控制對象能靈活地實時控制；有突出控制功能的指令系統，如I/O口控制、位操作以及豐富的轉移指令等。高等學校電子信息類規劃教材三、嵌入式系統的種類 1．工控機 2．通用CPU模塊 3．嵌入式微處理器 4．單片機（微控制器）高等學校電子信息類規劃教材四、單片機是經典的嵌入式系統單片機從體系結構到指令系統都是按照嵌入式應用的特點進行設計的，因此，它能最好地滿足面對控制對象、應用系統的嵌入、現場的可靠運行以及非凡的控制品質等要求。單片機應該是經典的嵌入式系統，也是發展最快、品種最多、數量最大的嵌入式系統。高等學校電子信息類規劃教材五、嵌入式系統的特點及其典型應用1．特點（1）目的性和針對性。即對每一套嵌入式系統都是針對其特殊的應用場合與特定功能來進行開發設計的。這也是嵌入式系統與通用的計算機系統的主要區別。（2）實時性。從本質上講，嵌入式系統的計算機總是處于實時的計算模式，也即嵌入式技術與實時性總是存在著某種內在的聯系。由于嵌入式系統是為特定的目的而設計的，它常常受到空間、存儲、帶寬以及成本等條件的制約，因此，設計者必須最大限度地在硬件和軟件兩方面為系統“量身定做”，以提高系統的效率。這樣做的結果會最終導致實時性的增強。高等學校電子信息類規劃教材2．典型應用（1）過程控制。（2）網絡通信。（3）智能儀器。（4）消費電子。（5）計算機外部設備。（6）軍事電子。高等學校電子信息類規劃教材§1-5單片機技術的發展趨勢一、大力提升主流型單片機的技術性能1．增強CPU的功能 2．增加內部資源 3．低電壓和低功耗高等學校電子信息類規劃教材二、單片機和模糊邏輯相結合為了滿足模糊控制的要求和發展，廠家紛紛推出模糊控制開發的軟件系統。這類軟件一般采用神經網絡的學習功能，通過重復、計算等過程，并利用用戶設定的隸屬函數的控制規劃來產生較合適的輸出控制信號。一般而言，模糊開發軟件能產生控制所需的目標代碼。高等學校電子信息類規劃教材三、大力發展專用型單片機專用型單片機就是針對某一類應用對象的要求而設計的單片機。目前，家用電器、儀器儀表、醫療診斷檢測設備等的品種層出不窮，且對其智能化程度的要求也越來越高，這就意味著單片機將面臨一個量大而面廣的應用領域，從而迫使單片機逐漸趨向專用化。使用專用單片機可最大限度地簡化系統結構，資源利用的效率也最高，在大批量使用時有可觀的經濟效益和可靠性效益。高等學校電子信息類規劃教材四、全盤CMOS化趨勢CMOS器件的可貴品質是具有極低的靜態功耗（所謂本質低功耗）、集成度高、數字邏輯噪聲容限大。而且，由于其靜、動態功耗差別大，使得很容易實現對其單個器件及整機系統的功耗管理。其實，CMOS工藝很早就已出現，只是由于CMOS器件的運行速度較慢而招致長期被冷落。HCMOS工藝出現后，HCMOS器件得到了飛速的發展。這里所說的全盤CMOS化是指在HCMOS基礎上的CMOS化。高等學校電子信息類規劃教材五、實現全面的功耗管理（1）傳統的CMOS單片機低功耗運行方式。（2）雙時鐘技術。（3）高速時鐘下的分頻或低速時鐘下的倍頻控制運行技術。（4）實行對外圍電路的電源管理。（5）低電壓供電技術。高等學校電子信息類規劃教材六、采用RISC體系結構早期的單片機大多是CISC（復雜指令系統計算機）的體系結構，其結果是導致指令復雜，指令代碼和所需的周期數不統一，因而指令的運行很難實現流水線操作，也就大大阻礙了運行速度的提高。采用RISC（精簡指令系統計算機）的體系結構，可以使指令系統中的絕大部分指令成為單周期指令。如果再適當增加程序存儲器的寬度（例如從8位增加到10位、12位、14位）使得可以實現這樣的存儲方式：一個地址單元存放一條指令且很容易實現指令的并行流水線操作，其結果是大大提高指令的運行速度。目前，在一些采用RISC體系結構的單片機中已達到了在一個時鐘周期內執行一條指令的運行速度。高等學校電子信息類規劃教材七、片內EPROM的FlashMemory化（1）系統在開發過程中可以十分容易地進行程序的修改，從而大大縮短程序的開發周期。（2）在系統工作過程中，能有效地保存一些數據信息，即使外界電源損壞也不會丟失所保存的信息。（3）為最終取消外部存儲器擴展奠定了基礎。高等學校電子信息類規劃教材八、推行串行擴展總線目前，外圍器件接口技術發展的一個重要方面是串行接口的發展。采用串行接口可以大大減少芯片引腳的數量，簡化系統的結構。采用串行接口雖然較之并行接口在數據傳輸速度上有所減緩，但由于串行傳輸速度的不斷提高，加之單片機面對對象的有限速度要求，使得單片機應用系統中的串行擴展技術仍然獲得很大的發展。隨著外圍電路串行接口技術的發展，以及單片機串行擴展接口設置的普遍化、高速化，以及由于在片FlashMemory使可以免去外部擴展EPROM等因素，導致了單片機的并行接口技術日趨衰退。目前許多原來帶有并行總線的單片機系列，都推出了不少刪去了并行總線的非總線單片機。高等學校電子信息類規劃教材第二章MCS-51單片機的結構和原理§2-1關于MCS-51系列§2-2MCS-51單片機的結構原理§2-3MCS-51單片機的引腳及其片 外總線結構§2-4MCS-51單片機的工作方式§2-5MCS-51單片機的時序高等學校電子信息類規劃教材§2-1關于MCS-51系列MCS-51的主要特點：——單+5V供電，40腳封裝；——8位CPU；——片內有振蕩器電路和時鐘電路；——32根I/O線；——64KB外部數據存儲器地址空間；——64KB外部程序存儲器地址空間；——2個16位定時/計數器（8032/8052為3個）；——具有2個優先級別的5個中斷源結構（8032/8052為6個）；——可編程全雙工串行通道；——布爾處理器；——128個用戶位可尋址單元。高等學校電子信息類規劃教材§2-2MCS-51單片機的結構原理一、MCS-51單片機的基本組成每一單片機包括：——中央處理器CPU。——內部數據存儲器RAM，用以存放可以讀、寫的數據，如運算的中間結果和最終結果等。——內部指令存儲器ROM，用以存放程序，亦可存放一些原始數據和表格，但也有一些單片機的內部是不帶ROM的

——4個8位輸入/輸出接口。每個口既可以用做輸入，也可以用做輸出。高等學校電子信息類規劃教材——2個或3個定時/計數器。可以用來對外部事件進行計數，也可以設置成定時器，并根據計數或定時的結果對計算機進行控制。——內部中斷控制系統。——1個串行接口電路，使得數據可以一位一位地在計算機與外設之間傳送。——內部時鐘產生電路，但晶體和微調電容需要外接。最高允許振蕩頻率為12MHz。高等學校電子信息類規劃教材高等學校電子信息類規劃教材二、8051單片機的內部結構1．存儲器的組織形式——256B的片內數據存儲器地址空間；——64KB的片外數據存儲器地址空間；——64KB的程序存儲器地址空間。高等學校電子信息類規劃教材（1）程序存儲器地址空間高等學校電子信息類規劃教材一般情況下，在8051程序存儲器的64KB地址空間中，最低的4KB（0000H～0FFFH）對于片內ROM和片外ROM是公共的，而1000H～FFFFH地址空間為片外ROM專用。CPU專門提供一個控制信號來區分片內ROM和片外ROM的公用地址空間：當接高電平時，單片機從片內ROM的4KB地址空間取指令，當地址超過0FFFH后，則自動地轉向片外ROM取指令；當接低電平時，CPU只從片外ROM取指令。高等學校電子信息類規劃教材（2）數據存儲器地址空間高等學校電子信息類規劃教材——CPU：ACC，B，PSW，SP，DPTR

（由兩個8位寄存器DPL和DPH組成）；——并行口：P0，P1，P2，P3；——中斷系統：IE，IP；——定時/計數器：TMOD，TCON，T0，T1

（分別由TL0、TH0和TL1、TH1組成）；——串行口：SCON，SBUF，PCON。高等學校電子信息類規劃教材2．CPU——CY：進位標志。當有進位或借位時CY=1；否則CY=0。——AC：輔助進位標志。當D3向D4有進位或借位時AC=1；否則AC=0。——F0：用戶標志。用戶可以根據需要對F0賦予一定的含義，并依據F0=0或F0=1來決定程序的執行方式。——RS1，RS0：工作寄存器組選擇控制。由這兩位的值決定選擇哪一組工作寄存器。——OV：溢出標志。當運算結果超出-128～+127的范圍時OV=1；否則OV=0。——P：奇偶校驗標志。每條指令執行完后，都按照ACC中1的個數來決定P值：當1的個數為奇數時P=1；否則P=0。——PSW.1：程序狀態字的第1位。該位的含義沒有定義，若用戶要使用這一位，可直接使用PSW.1的位地址。PSW寄存器除具有字節地址外，還具有位地址。高等學校電子信息類規劃教材3．并行I/O口1）P0口的位結構高等學校電子信息類規劃教材2）P1口的位結構高等學校電子信息類規劃教材3）P2口的位結構高等學校電子信息類規劃教材4）P3口的位結構高等學校電子信息類規劃教材根據以上所述，對P0～P3口概括如下：（1）從應用功能上看：（2）從負載能力看，P0口的負載能力最強，其輸出驅動器能驅動8個LSTTL輸入；P1～P3口的負載能力減半，只能驅動4個LSTTL輸入。（3）在訪問外部存儲器時，P0口是一個真正的雙向口。（4）每個I/O口均有兩種讀入方式，即讀鎖存器和讀引腳，并各自有相應的指令。（5）當系統復位時，P0～P3口的鎖存器均置1。高等學校電子信息類規劃教材§2-3MCS-51單片機的引腳及其片外總線結構一、管腳功能高等學校電子信息類規劃教材1．I/O口線具有P0，P1，P2，P34個8位口，但這些I/O口線不能都作為用戶的I/O口線使用。除8051/8751外，真正可以完全為用戶使用的I/O口線，只有P1口以及部分作為第一功能使用時的P3口。高等學校電子信息類規劃教材2．控制口線——PSEN：外部取指控制。在訪問外部ROM時，信號會自動產生。——ALE/PROG：ALE是地址鎖存允許信號。在訪問外部存儲器（RAM或ROM）時，用它來鎖存P0口送出的低8位地址信號。第二功能是在對8751的EPROM編程時，編程脈沖的輸入端。——EA/VPP：是訪問外部存儲器的控制信號。當無效（高電平）時，訪問內部ROM；當有效（低電平）時，訪問外部ROM。第二功能VPP為對8751EPROM的21V編程電源的輸入。——RST/VPD：RST是復位信號輸入端，第二功能VPD是備用電源輸入端。當主電源發生故障而突然下降或斷電時，VPD將為片內RAM提供備用電源，以保證存儲在RAM中的信息不至丟失。高等學校電子信息類規劃教材3．電源及時鐘——VCC：電源端。——VSS：接地端。——XTAL1，XTAL2：對于HMOS芯片來說，當使用單片機內部振蕩電路時，這兩個端子用來外接石英晶體和微調電容.高等學校電子信息類規劃教材高等學校電子信息類規劃教材二、片外三總線結構1．地址總線（AB）地址總線寬度為16位，因此，外部存儲器直接尋址范圍為64KB。由P0口經地址鎖存器提供16位地址總線的低8位地址（A7～A0），而由P2口直接提供高8位地址（A15～A8）。2．數據總線（DB）數據總線寬度為8位，由P0口提供。3．控制總線（CB）控制總線由第二功能狀態下的P3口和4根獨立控制線RST、、ALE及組成。高等學校電子信息類規劃教材§2-4MCS-51單片機的工作方式一、復位方式8051復位電路的結構示。復位引腳RST/VPD通過片內一個施密特觸發器（抑制噪聲作用）與片內復位電路相連。在每個機器周期的S5P2由復位電路對施密特觸發器的輸出采樣一次。當振蕩電路工作，并且在RST引腳加上一個至少保持兩個機器周期的高電平時，就能使8051完成一次復位。高等學校電子信息類規劃教材高等學校電子信息類規劃教材高等學校電子信息類規劃教材二、程序執行方式程序執行方式是單片機的基本工作方式。所執行的程序可以放在內部ROM、外部ROM，或同時放在內部ROM和外部ROM中。由于復位之后PC=0000H，所以程序的執行總是從0000H單元開始的，但是，用戶的程序一般不可能從0000H單元開始存放。因此，需要從0000H單元開始存放一條轉移指令，以使執行轉移到用戶程序的入口地址。高等學校電子信息類規劃教材三、單步執行方式所謂單步執行，是指在外界脈沖的控制下，使單片機每次只執行一條指令之后就暫停下來的執行方式。因此，單步執行是單片機暫停連續運行而又不復位的一種工作方式。它是調試程序、跟蹤程序執行，以了解程序執行流程的一種有效手段。高等學校電子信息類規劃教材四、掉電和節電方式1．HMOS單片機的掉電方式由于HMOS工藝芯片本身的功耗較大，因此，對這類芯片沒有設置低功耗運行方式；但是，為了減少應用系統的功耗，設置了掉電操作方式。即當單片機處于正常運行狀態時，片內RAM由主電源VCC供電。若RST/VPD端接有備用電源，則當VCC掉電時，此備用電源可以維持內部RAM中的數據不丟失。由于RAM的耗電僅為正常操作時耗電的10%左右，所以，常可以用干電池作為備用電源。高等學校電子信息類規劃教材高等學校電子信息類規劃教材2．CHMOS的節電運行方式高等學校電子信息類規劃教材1）等待工作方式當將PCON.0置位的指令執行后，單片機就進入了等待工作方式。這時，通往CPU的內部時鐘信號被門控電路所封鎖，CPU進入等待狀態，但內部時鐘信號仍繼續供給中斷系統、串行口和定時器。CPU的全部狀態在等待期間都被保留起來，它們是：堆棧指針SP、程序計數器PC、程序狀態字PSW、累加器ACC以及所有的工作寄存器。高等學校電子信息類規劃教材2）掉電保護方式在執行置位PCON.1位(PD=1)指令后，8051便進入掉電保護運行方式。在這種方式下，片內振蕩器停止工作。由于時鐘被凍結，使得一切功能都停止，只有片內RAM和特殊功能寄存器中的內容被保存下來。高等學校電子信息類規劃教材五、編程和校驗方式1．內部EPROM編程——P1口和P2口的P2.3～P2.0為EPROM的4K地址輸入，P1口為低8位地址。——P0口為編程數據輸入。——P2.6～P2.4以及應為低電平，P2.7和RST為高電平。高等學校電子信息類規劃教材2．EPROM程序校驗高等學校電子信息類規劃教材3．程序存儲器的保險位在8751內部有一個保險位，亦稱保密位。一旦設置好該位，就建立了保險。設置保險位的過程，除了將P2.6腳改為加TTL高電平外，其余和正常編程時一樣。由于不需要單元地址和程序數據，所以P0、P1和P2.3～P2.0可為任意狀態。高等學校電子信息類規劃教材§2-5MCS-51單片機的時序一、機器周期、狀態和指令周期高等學校電子信息類規劃教材二、MCS-51指令的取指/執行時序對于任何一條指令的處理，都包括取指和執行兩個階段。在取指階段，CPU從內部或外部ROM中取出指令操作碼及操作數，然后執行這條指令的邏輯功能。對于絕大部分指令，在整個指令執行過程中，ALE信號是周期性地出現的。在每一個機器周期中，ALE信號出現兩次，出現的時刻為S1P2和S4P2，信號的有效寬度為一個S狀態。每出現一次ALE信號，CPU就進行一次取指操作。高等學校電子信息類規劃教材三、訪問外部ROM和外部RAM的時序（1）在S1P2時刻ALE信號有效。（2）從P0口送出ROM單元的低8位地址，從P2口送出其高8位地址。A7～A0只持續到S2結束，故在外部要用鎖存器鎖存，可用ALE作為鎖存信號。A15～A8在整個讀指令過程中都保持有效，到S2P2前ALE失效。（3）在S3P1時刻開始有效，可用它來選通外部ROM的使能端，被選中的ROM單元的內容，即指令，從P0口讀入CPU，然后失效。（4）在S4P2后開始第二次讀入，其過程與第一次的相同。高等學校電子信息類規劃教材高等學校電子信息類規劃教材第三章MCS-51單片機的指令系統§3-1指令的格式及標識§3-2尋址方式§3-3MCS-51指令系統的分類§3-4MCS-51的偽指令高等學校電子信息類規劃教材§3-1指令的格式及標識一、指令的格式標號：操作碼助記符[目的操作數]，[源操作數]；注釋操作碼助記符和目的操作數、源操作數是指令的核心部分，標號是該指令的符號地址，注釋是對該指令的解釋。方括號中的內容不是每條指令都必須齊全的，它們的有無因指令而異。高等學校電子信息類規劃教材二、指令中的符號標識——Rn：工作寄存器，n=0～7。——Ri：工作寄存器，i=0，1。——@Ri：間接尋址的8位片內RAM單元地址

（00H～FFH）。——#data：8位常數。——#data16：16位常數。——addr16：16位目標地址，用于LCALL和LJMP指令，能調用或轉移到64KB程序存儲器地址空間的任何地方。——addr11：11位目標地址，用于ACALL和AJMP指令，可在下條指令所在的2KB頁面內調用或轉移。——rel：帶符號的8位偏移地址，用于SJMP和所有條件轉移指令，其范圍是相對于下條指令第一字節地址的-128～+127B。——bit：特殊功能寄存器的可尋址位。——direct：直接地址，其范圍為片內RAM單元

（00H～7FH）和80H～FFH中的特殊功能寄存器。高等學校電子信息類規劃教材三、關于注釋——（A）←（Rn）：表示把Rn中的內容送到A中。——（直接地址）←（（Ri））：表示把R0或R1所指示的單元的內容送到某直接地址中去。——（DPTR）←立即數15～0：表示把一個16位的常數或地址送到DPTR中。高等學校電子信息類規劃教材§3-2尋址方式尋址方式尋址空間寄存器尋址R0～R7A，B，C，AB（雙字節），DPTR（雙字節）直接尋址內部RAM的低128B特殊功能寄存器內部RAM中20H～2FH的128個位特殊功能寄存器中可位尋址的位地址空間立即尋址程序存儲器ROM寄存器間接尋址內部RAM[@R0，@R1，@SP（僅PUSH，POP）]外部RAM[@R0，@R1，@DPTR]變址尋址程序存儲器ROM[@A+PC，@A+DPTR]相對尋址程序存儲器ROM位尋址內部RAM中20H～2FH的128個位特殊功能寄存器中可位尋址的位地址空間高等學校電子信息類規劃教材一、寄存器尋址寄存器尋址就是以通用寄存器的內容作為操作數。在指令的助記符號中直接以寄存器的名字來表示操作數的地址。在MCS-51的CPU中，并沒有專門的硬件通用寄存器，而是把片內數據RAM中的一部分（00H～1FH）作為工作寄存器來使用，每次可以使用其中的一組，并以R0～R7來命名。高等學校電子信息類規劃教材二、直接尋址——內部數據RAM的低128B。例如：MOVA，78HORLA，77H其中，77H和78H都是某單元的地址。——特殊功能寄存器。例如：MOVTCON，AMOVSBUF，A其中，TCON和SBUF都是屬于特殊功能寄存器，它們所代表的直接地址是88H和99H。特殊功能寄存器只能用這種方式尋址。——特殊功能寄存器中可位尋址的位地址空間。例如：SETBEX0SETBEA其中，EX0和EA分別是IE寄存器的第0位和第7位，它們相應的直接位地址是A8H和AFH。——內部數據RAM地址空間子集的128位（位地址空間）。例如：MOVC，7EHSETB20H高等學校電子信息類規劃教材三、立即尋址若操作數以指令字節的形式存放于程序存儲器中，就稱為立即尋址。在MCS-51系統中，用“#”符號放在立即數前面，以表示該尋址方式為立即數尋址。例如指令：MOVA，#3AH其含義是把操作數3AH直接送到A中，用符號表示為（A）←3AH。8位立即數表示為#data。在MCS-51系統中，只有一條16位立即數指令，即MOVDPTR，#data16其功能是將16位立即數送到數據指針寄存器DPTR中。高等學校電子信息類規劃教材四、寄存器間接尋址由指令中指出某一個寄存器的內容作為操作數的地址，這種尋址方式稱為寄存器間接尋址。寄存器間接尋址，使用當前工作寄存器組中的R0或R1作為存放操作數單元的地址指針。這種尋址方式可用于訪問內部RAM的256個單元（00H～FFH）（對8051為128個單元，即00H～7FH），或外部RAM的低256個單元；但是，如果要對全部64KB的外部RAM進行訪問，則要使用DPTR數據指針作間接尋址才可能。在MCS-51系統中，用在寄存器名前加@符號的方式來表示寄存器間接尋址。高等學校電子信息類規劃教材五、變址尋址變址尋址是這樣一種尋址方式：以某個寄存器的內容為基本地址，然后在這個基本地址的基礎上加上地址偏移量才是真正的操作數地址。在MCS-51系統中沒有專門的變址寄存器，而是采用數據指針DPTR或者程序計數器PC的內容作為基本地址，地址偏移量則是累加器A的內容，并以DPTR或者PC的內容與A的內容之和作為實際的操作數地址。高等學校電子信息類規劃教材六、相對尋址它是以PC的當前值為基準，加上指令中給出的相對偏移量rel形成有效的轉移地址的。這里所說的當前PC值，是指執行完相對轉移指令后的PC值。一般將相對轉移指令所在的地址稱為源地址，轉移后的地址稱為目的地址，故有：目的地址=源地址+轉移指令字節數+rel高等學校電子信息類規劃教材七、位尋址在MCS-51系統中，位地址的表示可以采用以下幾種方式：（1）直接使用00H～FFH范圍內的某一位的位地址來表示。（2）采用第幾單元第幾位的表示方法，例如，25H.5表示25H單元的D5位。這種表示方法可以避免查表或計算，比較方便。（3）對于特殊功能寄存器，可直接用寄存器名加位數的表示法，例如TCON.3，P1.0等。高等學校電子信息類規劃教材§3-3MCS-51指令系統的分類按照指令的功能，可以把MCS-51的111條指令分成5類：（1）數據傳送類（29條）；（2）算術操作類（24條）；（3）邏輯操作類（24條）；（4）控制程序轉移類（17條）；（5）布爾變量操作類（17條）。高等學校電子信息類規劃教材一、數據傳送類指令1．以累加器A為目的操作數的指令其匯編格式如下：MOVA，Rn ；n=0～7，把Rn中的數據送到A中MOVA，direct ；將內部RAM單元或特殊功能寄存器的數據送到A中MOVA，@Ri ；i=0～1。將內部RAM單元的數據送到A中MOVA，#data ；將立即數送到A中例如：MOVA，R6 ；（A）←（R6）MOVA，70H ；（A）←（70H）MOVA，@R0 ；（A）←（（R0））MOVA，#78H ；（A）←78H高等學校電子信息類規劃教材2．以Rn為目的操作數的指令MOVRn，A ；n=0～7，將A中的數據送到寄存器MOVRn，direct；n=0～7，將內部RAM單元或特殊功能寄存器中的數據送到寄存器MOVRn，#data；n=0～7，將立即數送到寄存器高等學校電子信息類規劃教材3．以直接地址為目的操作數的指令MOVdirect，AMOVdirect，RnMOVdirect，directMOVdirect，@RiMOVdirect，#data高等學校電子信息類規劃教材4．以寄存器間接地址為目的操作數的指令MOV@Ri，AMOV@Ri，directMOV@Ri，#data高等學校電子信息類規劃教材5．16位數據傳送指令MOVDPTR，#data16 ；將16位立即數送到數據指針寄存器

6．棧操作指令PUSHdirect ；（SP）←（SP）+1，（（SP））←（direct）POPdirect ；（direct）←（（SP）），（SP）←（SP）-1高等學校電子信息類規劃教材7．累加器A與外部數據存儲器之間的傳送指令MOVXA，@DPTR ；將外部RAM單元的數據傳送到AMOVXA，@Ri ；將外部RAM單元的數據傳送到AMOVX@DPTR，A ；將A中的數據傳送到外部RAM單元MOVX@Ri，A ；將A中的數據傳送到外部RAM單元高等學校電子信息類規劃教材8．查表指令MOVCA，@A+PC ；將程序存儲器單元的數據送到A中MOVCA，@A+DPTR ；將程序存儲器單元的數據送到A中

9．字節交換指令XCHA，Rn ；（A）（Rn）XCHA，direct ；（A）（direct）XCHA，@Ri ；（A）（（Ri））XCHDA，@Ri ；（A3～0）（（Ri3～0））高等學校電子信息類規劃教材10．累加器A低4位與高4位交換指令SWAPA ；（A3～0）（A7～4）高等學校電子信息類規劃教材二、算術操作類指令1．加法指令ADDA，Rn ；（A）←（A）+（Rn）ADDA，direct ；（A）←（A）+（direct）ADDA，@Ri ；（A）←（A）+（（Ri））ADDA，#data ；（A）←（A）+data高等學校電子信息類規劃教材2．帶進位加法指令ADDCA，Rn ；（A）←（A）+（Rn）+（CY）ADDCA，direct；（A）←（A）+（direct）+（CY）ADDCA，@Ri；（A）←（A）+（（Ri））+（CY）ADDCA，#data；（A）←（A）+data+（CY）高等學校電子信息類規劃教材3．加1指令INCA ；（A）←（A）+11NCRn ；（Rn）←（Rn）+1INCdirect ；（direct）←（direct）+1INC@Ri ；（（Ri））←（（Ri））+1高等學校電子信息類規劃教材4．帶進位減法指令和減1指令SUBBA，Rn ；（A）←（A）-（Rn）-（CY）SUBBA，direct ；（A）←（A）-（direct）-（CY）SUBBA，@Ri ；（A）←（A）-（（Ri））-（CY）SUBBA，#data ；（A）←（A）-data-（CY）高等學校電子信息類規劃教材5．乘、除指令和其他運算指令（1）乘除指令。（2）十進制數調整指令。（3）數據指針加1指令。高等學校電子信息類規劃教材三、邏輯操作類指令1．邏輯與運算指令2．邏輯或運算指令3．邏輯異或運算指令4．累加器清零及取反指令5．移位指令高等學校電子信息類規劃教材四、控制程序轉移類指令1．無條件轉移指令2．條件轉移指令3．子程序調用及返回指令4．空操作指令高等學校電子信息類規劃教材五、布爾變量操作類指令1．位傳送指令2．位清零及位置位指令3．位運算指令4．位控制轉移指令高等學校電子信息類規劃教材§3-4MCS-51的偽指令一、指令性語句指令性語句（可簡稱指令）是進行匯編語言程序設計的可執行語句，每條指令都產生相應的機器語言的目標代碼。源程序的主要功能是由指令性語句去完成的。高等學校電子信息類規劃教材二、指示性語句1．ORG（匯編起始地址）2．END（結束匯編）3．EQU（等值）4．DB（定義字節）5．DW（定義字）6．DS（定義存儲單元）7．BIT（地址符號命令）高等學校電子信息類規劃教材第四章MCS-51單片機的應用程序設計§4-1運算程序§4-2數據的拼拆和轉換§4-3查表程序§4-4散轉程序§4-5I/O端口控制程序

§4-6子程序調用時的參數傳遞方法

高等學校電子信息類規劃教材§4-1運算程序一、多字節數加法主程序：JAFA： MOVR0，#40H ；指向加數最低位MOVR1，#50H ；指向另一加數最低位MOVR2，#04H ；字節數作計數初值ACALLJASUB ；調用加法子程序…加法子程序：JASUB： CLRCJASUB1： MOVA，@R0 ；取出加數的一個字節ADDCA，@R1 ；加上另一數的一個字節MOV@R0，A ；保存和數INCR0 ；指向加數高位INCR1 ；指向另一加數高位DJNZR2，JASUB1 ；未加完則繼續RET高等學校電子信息類規劃教材二、多字節數減法主程序：JIAN： MOVR0，#40H ；指向被減數最低位MOVR1，#50H ；指向減數最低位MOVR2，#04HACALLJIANSB…減法子程序：JIANSB： CLRCJIAN1： MOVA，@R0SUBBA，@R1 ；完成一個字節的減法運算MOV@R0，AINCR0INCR1DJNZR2，JIAN1RET執行結果，在43H～40H中得到差數2F5BA7C3H。此程序亦可以推廣到n個字節的情況。高等學校電子信息類規劃教材三、多字節十進制數

（BCD碼）加法十進制數加法子程序：JADSB： CLRCJAD1： MOVA，@R0ADDCA，@R1 ；完成一個字節的加法運算DAA ；十進制數調整MOV@R0，AINCR0INCR1DJNZR2，JAD1RET高等學校電子信息類規劃教材四、多字節數乘法ZHENFA： MOVA，R2MOVB，R3MULAB ；(R3)(R2)MOVR5，A ；積的低位送到R5MOVR6，B ；積的高位送到R6MOVA，R2MOVB，R4MULAB ；(R4)(R2)ADDA，R6 ；(R3)(R2)的高位加(R4)(R2)的低位MOVR6，A ；結果送R6，進位在CY中MOVA，BADDCA，#00H ；(R4)(R2)的高位加低位來的進位MOVR7，A ；結果送R7RET高等學校電子信息類規劃教材五、多字節數除法高等學校電子信息類規劃教材§4-2數據的拼拆和轉換一、數據的拼拆例4-1設在20H和21H單元中各有一個8位數據：（20H）=x7x6x5x4x3x2x1x0（21H）=y7y6y5y4y3y2y1y0現在要從20H單元中取出低5位，并從21H單元中取出低3位完成拼裝，拼裝結果送30H單元保存，并且規定：（30H）=y2y1y0x4x3x2x1x0程序如下：MOV30H，20H ；將x7～x0傳送到30H單元ANL30H，#00011111B ；將高3位屏蔽掉MOVA，21H ；將y7～y0傳送到累加器中SWAPA ；將A的內容左移4次RLA ；y2～y0移到高3位ANLA，#11100000B ；將低5位屏蔽掉ORL30H，A ；完成拼裝任務高等學校電子信息類規劃教材二、數據的轉換1．ASCII碼與二進制數的互相轉換2．BCD碼與二進制數的轉換高等學校電子信息類規劃教材§4-3查表程序使用DPTR作為基地址查表比較簡單，可通過三步操作來完成：（1）將所查表格的首地址存入DPTR數據指針寄存器；（2）將所查表的項數（即在表中的位置是第幾項）送累加器A；（3）執行查表指令MOVCA，@A+DPTR進行讀數，查表結果送回累加器A。高等學校電子信息類規劃教材若用PC內容作為基地址查表，則操作有所不同，亦可分為以下三步：（1）將所查表的項數送累加器A，在MOVCA，@A+PC指令之前先寫上一條ADDA，#data指令，data的值待定；（2）計算從MOVCA，@A+PC指令執行后的地址到所查表的首地址之間的距離（以字節數表示），用這個計算結果取代加法指令中的data，作為A的調整量；（3）執行查表指令MOVCA，@A+PC進行查表，查表結果送回累加器A。高等學校電子信息類規劃教材§4-4散轉程序高等學校電子信息類規劃教材一、采用轉移指令表的散轉程序在許多場合下，需要根據標志單元的內容是0，1，2，…，n分別轉向分支操作程序0，1，2，…，n。這時，可以先用無條件轉移指令（“AJMP”或“LJMP”）按序組成一個轉移表，將轉移表首地址裝入數據指針DPTR中，而將標志單元的內容裝入累加器A作為變址值，然后執行指令：JMP@A+DPTR實現轉移。高等學校電子信息類規劃教材二、采用地址偏移量表的散轉程序地址偏移量表的長度加上各操作程序的長度后必須仍然處于同一頁內，但對最后一個操作程序的長度則不受限制，只要其入口地址相對于地址偏移量表首地址的偏移量在1B以內（小于256）即可。顯然，地址偏移量表和各操作程序可位于64KB程序存儲器中的任何位置。高等學校電子信息類規劃教材三、采用轉向地址表的散轉程序前面討論的采用地址偏移量表的方法，其轉向范圍局限于一頁之內，在使用時受到較大的限制。若需要轉向較大的范圍，可以建立一個轉向地址表，即將所要轉向的二字節地址組成一個表，在散轉時，先用查表的方法獲得表中的轉向地址，并將該地址裝入數據指針DPTR中，然后清除累加器A，執行JMP@A+PTR指令，便能轉向到相應的操作程序中去。高等學校電子信息類規劃教材四、采用“RET”指令的散轉程序RET指令的功能是將堆棧中的內容彈出，并裝到程序計數器PC中去。在本應用中，首先用查表法找到操作程序的轉向地址，并將它壓入堆棧（先低位字節，后高位字節），然后執行RET指令，將該地址彈入PC中，使程序轉向相應的操作程序。與此同時，將堆棧指針調整到原來的位置。高等學校電子信息類規劃教材§4-5I/O端口控制程序（1）單片BCD碼撥盤與單片機的接口（2）多片BCD碼撥盤與單片機的接口（3）撥碼輸入程序高等學校電子信息類規劃教材高等學校電子信息類規劃教材§4-6子程序調用時的參數傳遞方法一、通過寄存器傳遞參數MAIN： …MOVR0，#30H ；傳送RAM數據區的起始地址MOVR7，#0AH ；傳送RAM數據區的長度ACALLSUBRT ；調用清零子程序…SUBRT： 同前高等學校電子信息類規劃教材二、通過堆棧傳遞參數SUBRT： POPDPH ；

將返回地址送到DPTR中暫存POPDPLPOPR7 ；取出數據區長度POPR0 ；取出數據區首地址…SUB1： MOVA，#00HLOOP： MOV@R0，AINCR0DJNZR7，LOOPPUSHDPL ；將返回地址送回堆棧PUSHDPHRET高等學校電子信息類規劃教材三、利用數據指針傳遞參數PRINT： POPDPH ；把調用指令下面字節的地址彈出，作為數據指針POPDPLPPP1： MOVA，#00HMOVCA，@A+DPTR ；取出欲打印的字符INCDPTRJZPPPEND ；判斷是否為結束字符PPP2： … ；打印程序…SJMPPPP1 ；未完，繼續打印PPPEND： JMP@A+DPTR ；指向主程序NEXT處，取代返回指令高等學校電子信息類規劃教材第五章MCS-51單片機內部定時/計數器及其應用§5-1定時/計數器的結構及工作原理§5-2定時/計數器的方式和控制寄存器§5-3定時/計數器的工作方式§5-4定時/計數器的應用舉例高等學校電子信息類規劃教材§5-1定時/計數器的結構及工作原理高等學校電子信息類規劃教材高等學校電子信息類規劃教材§5-2定時/計數器的方式和控制寄存器一、定時器方式寄存器TMOD（1）M1和M0方式選擇位。（2）C/功能選擇位。（C/）=0為定時器方式；（C/）=1為計數器方式。（3）GATE門控位。（GATE）=0，允許軟件控制位TR0或TR1啟動定時器；（GATE）=1，允許外中斷引腳電平啟動定時器，即由（P3.2）和（P3.3）引腳分別控制T0和T1。高等學校電子信息類規劃教材二、定時器控制寄存器TCON（1）TCON.7TF1定時器1溢出標志。定時器1溢出時，由硬件將此位置1，并請求中斷。進入中斷服務程序后，由硬件自動清零，也可以用軟件清零。（2）TCON.6TR1定時器1運行控制位。由軟件置1或復0來啟動或關閉定時器1。（3）TCON.5TF0定時器0溢出標志。其功能及操作情況類同于TF1。（4）TCON.4TR0定時器0運行控制位。其功能及操作情況類同于TR1。高等學校電子信息類規劃教材（5）TCON.3IE1外部邊沿觸發中斷1請求標志。當檢測到引腳上有由1→0的電平跳變，且IT1=1時，由硬件將此位置位，以請求中斷。進入中斷服務程序后，由硬件自動清零。（6）TCON.2IT1外中斷1觸發方式選擇位。（IT1）=0，為低電平觸發；（IT1）=1，為下降沿觸發。由軟件來置位或復位。（7）TCON.1IE0外部邊沿觸發中斷0請求標志。其功能及操作方法類同于IE1。（8）TCON.0IT0外中斷0觸發方式選擇位。其功能及操作方法類同于IT1。高等學校電子信息類規劃教材§5-3定時/計數器的工作方式一、方式0高等學校電子信息類規劃教材二、方式1高等學校電子信息類規劃教材三、方式2高等學校電子信息類規劃教材四、方式3高等學校電子信息類規劃教材§5-4定時/計數器的應用舉例一、方式0、方式1應用BEGIN： MOVTL1，#06H

；置寄存器初值MOVTH1，#0F8HSETBTR1

；啟動T1LOOP： JBCTF1，PTF0

；查詢計數溢出AJMPLOOPPTF0： MOVTL1，#06H

；重置計數初值MOVTH1，#0F8HCPLP1.1

；輸出取反AJMPLOOP

；重復循環高等學校電子信息類規劃教材二、方式2應用高等學校電子信息類規劃教材三、門控位應用高等學校電子信息類規劃教材第六章MCS-51單片機的系統擴展§6-1MCS-51單片機最小應用系統§6-2MCS-51單片機的外部擴展性能§6-3程序存儲器的擴展§6-4數據存儲器的擴展§6-5采用EEPROM的存儲器擴展§6-6采用FlashMemory的擴展§6-7I/O口擴展高等學校電子信息類規劃教材§6-1MCS-51單片機最小應用系統一、8051/8751最小應用系統（1）有可供用戶使用的大量I/O口線，P0，P1，P2，P3都可作為用戶I/O口用。由于沒有外部存儲器擴展，應接高電平。（2）內部存儲器容量有限（只有4KB地址空間）。（3）應用系統開發具有特殊性。由于這類應用系統應用程序量不大，外電路簡單，因而采用模擬開發手段較好。8051的應用軟件需依靠半導體廠家用半導體掩模技術置入，故8051應用系統適合于大批量生產的應用場合。高等學校電子信息類規劃教材高等學校電子信息類規劃教材二、8031最小應用系統高等學校電子信息類規劃教材§6-2MCS-51單片機的外部擴展性能一、MCS-51單片機的片外總線結構高等學校電子信息類規劃教材1．地址總線地址總線寬度為16位，因此可尋址范圍為216=64KB。地址總線由P0口提供低8位A7～A0，由P2口提供高8位A15～A8。由于P0口還要作數據總線口，因此它只能分時地用做地址線。而且P0口輸出的低8位地址必須用鎖存器鎖存。鎖存器的鎖存信號為引腳ALE輸出的控制信號，在ALE的下降沿將P0口輸出的地址鎖存。P2口具有輸出鎖存功能，故不需外加鎖存器。P0，P2口在系統擴展中用做地址線后便不能再作為一般I/O口使用。高等學校電子信息類規劃教材2．數據總線數據總線由P0口提供，其寬度為8位，該口為三態雙向口，是應用系統中使用最為頻繁的通道。單片機所有需要與外部交換的數據、指令、信息，除少數可直接通過P1口傳送外，大部分都經由P0口傳送。數據總線要連接到多個外圍芯片上，而在同一時間內只能有一個有效的數據傳送通道，至于是哪一個芯片的數據通道有效，則由地址線控制的各個芯片的片選線來選擇。高等學校電子信息類規劃教材3．控制總線WR，RD：用于片外數據存儲器（RAM）的讀/寫控制。當執行片外數據存儲器操作指令MOVX時，這兩個信號自動生成。PSEN：用于片外程序存儲器（EPROM）的讀數控制。讀取EPROM中的數據（指令）時不用信號。ALE：用于鎖存P0口輸出的低8位地址的控制線。通常，ALE在P0口輸出地址期間用其下降沿控制鎖存器鎖存地址數據。EA：用于選擇片內或片外程序存儲器。當=0時，只訪問外部程序存儲器，而不論片內有無程序存儲器。因此，在擴展并使用外部程序存儲器時，必須將接地。高等學校電子信息類規劃教材二、MCS-51單片機的系統擴展能力片外數據存儲器與程序存儲器的操作使用不同的指令和控制信號，允許兩者的地址重復。因此，片外可擴展的數據存儲器與程序存儲器各為64KB。片外數據存儲器與片內數據存儲器的操作指令亦不同（對片外RAM只能用MOVX指令），所以也允許兩者的地址重復，即外部擴展數據存儲器的地址可以從0000H開始。片外程序存儲器與片內程序存儲器采用相同的操作指令，對片內、片外程序存儲器的選擇依靠硬件來實現：當=0時，不論片內有無程序存儲器，片外程序存儲器的地址都可以從0000H開始；但當=1時，則前4KB的地址（0000H～0FFFH）為片內程序存儲器所有，片外擴展的程序存儲器的地址只能從1000H開始設置。高等學校電子信息類規劃教材§6-3程序存儲器的擴展一、外部程序存儲器擴展概要1．地址線的連接2．數據線的連接3．控制線的連接高等學校電子信息類規劃教材高等學校電子信息類規劃教材高等學校電子信息類規劃教材二、典型EPROM擴展電路1．使用單片EPROM的擴展電路高等學校電子信息類規劃教材2．使用多片EPROM的擴展電路高等學校電子信息類規劃教材§6-4數據存儲器的擴展一、數據存儲器擴展概要（1）地址線的連接方法與程序存儲器連接的方法相同。（2）數據線的連接方法與程序存儲器連接的方法相同。（3）控制線的連接要用到下述控制信號.高等學校電子信息類規劃教材高等學校電子信息類規劃教材二、常用數據存儲器擴展電路高等學校電子信息類規劃教材高等學校電子信息類規劃教材§6-5采用EEPROM的存儲器擴展一、EEPROM的特點電擦除可編程只讀存儲器EEPROM（ElectricallyErasablePROM）是近年來受到廣泛重視的一種只讀存儲器。它的主要優點是能在應用系統中進行在線改寫（即在進行改寫操作時，EEPROM芯片不必從目標系統上取下來），并可在斷電情況下保存數據而不需保護電源。因此，它既有RAM在聯機操作中可讀可改寫的特性，又有非易失性存儲器ROM在掉電后仍能保存所存數據的優點。寫入的數據在常溫下至少可以保存10年以上。一般其擦除/寫入周期壽命為1萬次，而近期推出的EEPROM芯片已可達到10萬次以上。高等學校電子信息類規劃教材二、EEPROM的接口類型1．并行接口的EEPROM（1）內部VCC電壓檢測。（2）寫禁止數據保護。（3）濾波電路。（4）工作電源VCC上電延時。（5）軟件數據保護

（SDP—SoftwareDataProtection）。高等學校電子信息類規劃教材2．串行接口的EEPROM（1）一線式總線。（2）二線式總線。（3）三線式總線。（4）四線式總線。高等學校電子信息類規劃教材三、并行接口EEPROM的寫入方式1．字節寫入方式EEPROM的字節寫訪問操作控制與對靜態RAM的寫操作一樣，但兩者內部實際的操作過程并不一樣：前者隨著選通脈沖進入寫周期，芯片內分兩步完成寫入操作：首先對地址指向的單元內容自動擦除，此時輸入無效，數據線呈高阻狀態，處于低電平；第二步，新的數據信息寫入到被擦除的單元。當此過程結束時，變為高電平，指示寫入操作過程結束。高等學校電子信息類規劃教材2．頁寫入方式每次寫一頁。頁的大小有16B的、32B的或64B的等等。典型的頁寫入過程仍分兩步進行：第一步為“頁加載”，即把要寫入的一頁的數據先寫入到用SRAM（靜態RAM）構成的頁緩沖器中；第二步是“頁存儲”，即將被選中的頁單元的原有內容自動擦除，再將頁緩沖器中的數據寫入EEPROM的矩陣單元中。頁寫入方式允許在一個寫周期內同時對一個字節到一頁的若干字節進行編程寫入。高等學校電子信息類規劃教材四、并行接口EEPROM寫入周期結束的檢測方法1．軟件輪詢法在寫周期中，寫入到緩沖器中的最后一個字節數據的最高位會被自動取反，這時，從EEPROMI/O7引腳所讀得的數據是取反后的數據。然而，一旦寫周期結束，EEPROM將從I/O7送出未被取反的數據。據此，CPU可以通過對I/O7的不斷查詢，并將查詢的結果與所寫入數據的最后一個字節的最高位作比較：若兩者相同則表示寫周期結束，可以進入下一個寫周期。高等學校電子信息類規劃教材2．硬件引腳指示法利用引腳來表示寫操作什么時候結束。當寫操作開始后，輸出為低電平，數據輸出線呈高阻狀態。由于寫操作周期相對較長，微處理器可利用這段時間處理其他任務。當寫操作結束時，輸出高電平。因此，系統可以通過不斷查詢這個輸出來決定何時寫入下一個字節。也可以利用這個輸出信號作為中斷請求信號通知CPU進行新的讀寫訪問。高等學校電子信息類規劃教材五、EEPROM的擴展電路1．作為程序存儲器的EEPROM擴展電路高等學校電子信息類規劃教材2．作為數據存儲器的EEPROM擴展電路高等學校電子信息類規劃教材3．EEPROM2817A與8031的接口和編程高等學校電子信息類規劃教材§6-6采用FlashMemory的擴展一、FlashMemory的主要性能特點（1）高速芯片整體擦除。（2）高速編程。（3）最少具有1萬個擦除編程周期，通常可達到10萬個周期。（4）早期的FlashMemory采用（12.0±5%）V的編程電壓，改進后的FlashMemory內部集成有一個DC-DC變換器，因而可以只使用單一的5V電壓。（5）高速度的程序訪問。（6）采用CMOS工藝。（7）內部有一個命令寄存器，該命令寄存器是用標準微處理器的寫周期來寫入的。

（8）集成停止定時器。高等學校電子信息類規劃教材二、FlashMemory的工作方式

（以28F256為例）1．只讀存儲器方式2．讀/寫方式高等學校電子信息類規劃教材三、FlashMemory的操作——命令寄存器1．讀存儲器命令2．讀標識碼命令3．設置擦除/擦除命令4．擦除驗證命令5．設置編程/編程命令6．編程驗證命令7．復位命令高等學校電子信息類規劃教材高等學校電子信息類規劃教材四、28F256與8031的接口和編程高等學校電子信息類規劃教材高等學校電子信息類規劃教材§6-7I/O口擴展一、簡單I/O口的擴展高等學校電子信息類規劃教材二、可編程I/O口的擴展1．8155的結構和技術性能——256B的靜態隨機存儲器，最快存取時間為400ns。——有三個通用的輸入、輸出口。其中，A口和B口是8位口，C口是6位口。C口可作狀態口，這時，A口和B口能在應答式的輸入/輸出方式下工作。——有一個14位的可編程定時/計數器。——內部有地址鎖存器，多路轉換的地址和數據總線。——單一+5V電源，40條引腳。高等學校電子信息類規劃教材2．8155的片選、內部RAM和I/O口的地址AD7～DA0選中寄存器A7A6A5A4A3A2A1A0×××××000內部命令狀態寄存器×××××001通用I/O口A×××××010通用I/O口B×××××011口C——通用I/O口或控制口×××××100計數器的低8位×××××101計數器的高6位和2位方式位高等學校電子信息類規劃教材3．8155與8031的連接高等學校電子信息類規劃教材4．8155片內RAM的使用EXAM： MOVDPTR，#0E700H ；指向8155RAM的零單元MOVA，#01H ；存入數1MOVX@DPTR，AINCDPTR ；指向下一個單元MOVA，#0FFHMOVX@DPTR，A ；存入數FFHMOVDPTR，#0E700H ；重新指向零單元MOVXA，@DPTR ；從8155RAM中讀數MOVR2，A ；暫存到R2中INCDPTRMOVXA，@DPTR ；取出第二個數ADDA，R2 ；將取出的數相加JZOK ；判斷和數是否為0ERR： … ；

不為零，讀/寫不正確 ……OK： … ；

和為零，讀/寫正確 …高等學校電子信息類規劃教材5．8155片內I/O口的使用高等學校電子信息類規劃教材第七章MCS-51系統的串行接口§7-1串行通訊概說§7-2MCS-51單片機的串行接口§7-3MCS-51單片機串行口的應用§7-4相互通道接口標準及其選擇§7-5PC機與MCS-51單片機的通訊技術高等學校電子信息類規劃教材§7-1串行通訊概說高等學校電子信息類規劃教材一、串行通訊的兩種基本方式1．異步傳送方式…P10D0D1D2D3D4D5D6D7P10D0…起始位數據位

校驗位停止位高等學校電子信息類規劃教材2．同步傳送方式開始終了同步字符同步字符數據段CRC字符#1CRC字符#2高等學校電子信息類規劃教材二、波特率在串行通訊中有一個重要的指標叫做波特率。它定義為每秒鐘傳送二進制數碼的位數（亦稱為比特數），以位/秒作為單位。波特率反映了串行通訊的速率，也反映了對傳輸通道的要求：波特率越高，要求傳輸通道的頻帶就越寬。120字符/秒10位/字符=1200位/秒=1200波特高等學校電子信息類規劃教材三、數據傳送的方向1．單工方式高等學校電子信息類規劃教材2．半雙工方式高等學校電子信息類規劃教材3．全雙工方式高等學校電子信息類規劃教材§7-2MCS-51單片機的串行接口一、串行口的構成高等學校電子信息類規劃教材二、串行口控制寄存器SCON——SM2：方式2、方式3多機通訊控制位。在方式2，3處于接收時，若SM2=1，且接收到的第9位數（RB8）為0，則不能置位接收中斷標志RI，接收數據失效。在方式1接收時，若SM2=1，則只有接收到有效的停止位，才能置位RI。在方式0時，SM2應為0。——REN：串行口接收控制位，由軟件置位或清零。REN=1，允許接收；REN=0，禁止接收。——TB8：發送數據的第9位。在方式2和方式3中，要發送的第9位數據存放在TB8位。可用軟件置位或清零。它可作為通訊數據的奇偶校驗位。在MCS-51多機通訊中，這一位常用來表示是地址幀還是數據幀。高等學校電子信息類規劃教材——RB8：在方式2和方式3中，接收到的第9位數據就存放在RB8位。它可以是約定的奇偶校驗位。在MCS-51多機通訊中用它作為地址數據標識位。在方式1中，若SM2=0，則RB8存放已接收的停止位。在方式0中，該位未用。——TI：發送中斷標志。在一組數據發送完后被置位：在方式0時，發送第8位結束時由硬件置位；在方式1，2，3中，在停止位開始發送時由硬件置位。置位TI意味著向CPU提供“發送緩沖器已空”的信息，CPU響應后發送下一幀數據。在任何方式中，TI都必須由軟件清零。——RI：接收中斷標志。在接收到一組數據后由硬件置位：在方式0時，當接收到第8位結束時由硬件置位；在方式1，2，3中，在接收到停止位的中間點時由硬件置位。RI=1，表示請求中斷，CPU響應中斷后，從SBUF取出數據；但在方式1中，當SM2=1時，若未接收到有效的停止位，則不會對RI置位。在任何方式中，RI都必須由軟件清零。高等學校電子信息類規劃教材三、串行口的工作方式1．方式0高等學校電子信息類規劃教材2．方式1高等學校電子信息類規劃教材3．方式2和方式3高等學校電子信息類規劃教材§7-3MCS-51單片機串行口的應用一、MCS-51單片機串行通訊的波特率串行口的波特率反映了串行口接收或發送二進制數的速率，它取決于振蕩頻率、PCON寄存器的SMOD位以及定時器T1的設定。高等學校電子信息類規劃教材二、串行口方式0用做擴展并行I/O口1．用方式0擴展并行輸出口高等學校電子信息類規劃教材2．用方式0擴展并行輸入口高等學校電子信息類規劃教材高等學校電子信息類規劃教材三、方式1與點對點的異步通訊高等學校電子信息類規劃教材四、方式2、方式3與多機通訊1．多機通訊的原理高等學校電子信息類規劃教材2．多機通訊應用實例高等學校電子信息類規劃教材§7-4相互通道接口標準及其選擇一、相互通道的典型結構——相互通道是CPU之間的信號傳送通道，傳送控制指令或數據。信號傳送要遵循一定的通訊規程和編碼要求。——相互通道是一個數字通道。在通道中都是以一定形式的電流或電壓量表示0或1的，具有較好的抗干擾能力。——相互通道連接的兩個應用系統通常都相隔一定的距離，因此，大多數相互通道都包含有串行通訊接口。——相互通道接口的軟硬件配置都應符合外總線的標準，以實現接口的通用性。高等學校電子信息類規劃教材高等學校電子信息類規劃教材高等學校電子信息類規劃教材二、關于RS-232C、RS-422、RS-423和RS-449標準接口1．RS-232C高等學校電子信息類規劃教材2．RS-422，RS-423，RS-449——數據傳輸速率被限制在20Kb/s以下。——傳輸距離被限制在15m以內。即使有較好的線路器件、優良的信號質量，傳輸距離也不會超過60m。——沒有足夠準確地規定連接器的規格要求，因而出現了互不兼容的25芯連接器。——接口采用不平衡傳送和接收方式。——在設備信號之間可能產生較多的串話干擾。——整個接口設計均是分立元件技術，而不是集成電路技術。高等學校電子信息類規劃教材§7-5PC機與MCS-51單片機的通訊技術高等學校電子信息類規劃教材一、異步通訊接口芯片8250的結構、邏輯及其初始化編程1．各部分的功能及引腳定義高等學校電子信息類規劃教材2．8250的內部寄存器高等學校電子信息類規劃教材3．8250初始化高等學校電子信息類規劃教材二、PC機與8051單片機間點對點的通訊技術1．通訊功能（1）PC機以查詢方式向單片機發送鍵盤的輸入。（2）單片機以中斷方式接收PC機發來的數據，并緊接著將接收到的數據回送給PC機。（3）PC機仍以查詢方式接收單片機回送的數據，并在PC機的屏幕上顯示出來。高等學校電子信息類規劃教材2．通訊雙方的約定（1）波特率：2400波特。（2）信息格式：8個數據位，1個停止位，不作奇偶校驗。（3）傳送方式：PC機采用查詢方式收、發數據。單片機采用中斷方式接收并緊接著發送數據。高等學校電子信息類規劃教材3．通訊接口的設計高等學校電子信息類規劃教材4．通訊軟件的設計高等學校電子信息類規劃教材三、PC機與多臺8051單片