80C51单片机基础知识总结附电子时钟程序.docx
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80C51单片机基础知识总结附电子时钟程序
OUTBITequ08002h;位控制口
OUTSEGequ08004h;段控制口
INequ08001h;键盘读入口
LEDBufequ60h;显示缓冲
Hourequ40h
Minuteequ41h
Secondequ42h
C100usequ43h
Tickequ10000
T100usequ256-50
ljmpStart
org0003h
ljmpint0
org000bh
T0Int:
pushPSW
pushACC
mova,C100us+1
jnzGoon
decC100us
Goon:
decC100us+1
mova,C100us
orla,C100us+1
jnzExit
movC100us,#high（Tick）
movC100us+1,#low（Tick）
incSecond
cplp1.0
cplp1.1
cplp1.2
cplp1.3
mova,Second
cjnea,#60,Exit
movSecond,#0
incMinute
mova,Minute
cjnea,#60,Exit
movMinute,#0
incHour
mova,Hour
cjnea,#24,Exit
movHour,#0
Exit:
popACC
popPSW
reti
Delay2:
;延时子程序
movr7,#0
lpl:
djnzr7,lpl
ret
delay1:
movr7,#0
DelayLoop:
djnzr7,DelayLoop
deca
jnzdelayloop
ret
LEDMAP:
;八段管显示码
db3fh,06h,5bh,4fh,66h,6dh,7dh,07h,7fh,6fh
DisplayLED:
movr0,#LEDBuf
movr1,#6;共6个八段管
movr2,#00100000b;从左边开始显示
Loop:
movdptr,#OUTBIT
mova,#0
movx@dptr,a;关所有八段管
mova,@r0
movdptr,#OUTSEG
movx@dptr,a
movdptr,#OUTBIT
mova,r2
movx@dptr,a
calldelay2
mova,r2;显示下一位
rra
movr2,a
incr0
djnzr1,Loop
ret
;===============================================
ToLED:
movdptr,#LEDMap
movca,@a+dptr
ret
Start:
movr6,#0
movTMOD,#02h;模式2,定时器
movTH0,#T100us
movTL0,#T100us
movtcon,#01h
movIE,#10000011b;EA=1,IT0=1
movHour,#0
movMinute,#0
movSecond,#0
movC100us,#high（Tick）
movC100us+1,#low（Tick）
setbTR0;启动定时器0
MLoop:
mova,Hour
movb,#10
divab
callToLED
movLEDBuf,a
mova,b
callToLED
movLEDBuf+1,a
mova,Minute
movb,#10
divab
callToLED
movLEDBuf+2,a
mova,b
callToLED
movLEDBuf+3,a
mova,Second
movb,#10
divab
callToLED
movLEDBuf+4,a
mova,b
callToLED
movLEDBuf+5,a
callDisplayLED
jbp3.3,reml
incr6
jnbp3.3,$
cjner6,#7,reml
movr6,#0
reml:
ljmpmloop
int0:
cjner6,#1,hl
lcallL2
mova,#0
calldelay1
mova,hour
movb,#10
divab
movr3,b
mova,r4
movb,#10
mulab
adda,r3
movhour,a
jmpreturn1
;====================
HL:
cjner6,#2,MH
lcallL2
mova,#0
CALLDelay1
mova,Hour
MOVb,#10
divab
movb,#10
mulab
adda,R4
movHour,a
jmpreturn1
;====================
MH:
cjner6,#3,ML
lcallL2
mova,#0
CALLDelay1
mova,Minute
MOVb,#10
divab
movr3,b
mova,r4
movb,#10
mulab
adda,r3
movMinute,a
jmpreturn1
;=============
ML:
cjner6,#4,SH
lcallL2
mova,#0
CALLDelay1
mova,Minute
MOVb,#10
divab
movb,#10
mulab
adda,R4
movMinute,a
jmpreturn1
;===================
SH:
cjner6,#5,SL
lcallL2
mova,#0
CALLDelay1
mova,Second
MOVb,#10
divab
movr3,b
mova,r4
movb,#10
mulab
adda,r3
movSecond,a
jmpreturn1
;=============
SL:
cjner6,#6,return1
lcallL2
mova,#10
CALLDelay1
mova,Second
MOVb,#10
divab
mulab
adda,R4
movSecond,a
return1:
retI
;
L2:
pushpsw
pushacc
L1:
movdptr,#outbit
Movr5,#11011111b
Mova,r5
Movx@dptr,a
Movdptr,#in
Movxa,@dptr
Jnbacc.3,seven
Jnbacc.2,four
Jnbacc.1,one
Jnbacc.0,zero
;==========
Movdptr,#outbit
Mova,r5
Rra
Movr5,a
Mova,r5
Movx@dptr,a
Movdptr,#in
Movxa,@dptr
Jnbacc.1,two
Jnbacc.2,five
Jnbacc.3,eight
;===========
Movdptr,#outbit
Mova,r5
Rra
Movr5,a
Mova,r5
Movx@dptr,a
Movdptr,#in
Movxa,@dptr
Jnbacc.1,three
Jnbacc.2,six
Jnbacc.3,nine
;=======
LjmpL1
Zero:
movr4,#0
Jmpreturn2
one:
movr4,#1
jmpreturn2
two:
movr4,#2
jmpreturn2
three:
movr4,#3
jmpreturn2
four:
movr4,#4
jmpreturn2
five:
movr4,#5
jmpreturn2
six:
movr4,#6
jmpreturn2
seven:
movr4,#7
jmpreturn2
eight:
movr4,#8
jmpreturn2
nine:
movr4,#9
jmpreturn2
return2:
popacc
poppsw
ret
end
80C51单片机基础
1.1.1单片机的产生背景：
1946年世界上第一台电子计算机ENIAC诞生，ENIAC由美国政府和宾夕法尼亚大学合作开发，使用了18000个电子管，占地1800平方英尺，耗电180千瓦，其运算速度为每秒5000次。
它通过不同部分之间的重新接线编程，还拥有并行计算能力。
它使用于1946到1955年，被公认为第一台成功的高速电子数字计算机。
1.1.2单片机的发展历程——4个阶段
第一阶段（1974～1976年）：
单片机探索阶段
这一阶段的单片机采用双片形式，而且功能简单。
如仙童公司生产的F8单片机，它只有8位CPU、64个字节的RAM和2个并行口，需加装一块3851芯片（含1KBROM、定时器/计数器和2个并行I/O口）才能完成控制功能。
第二阶段（1976～1978年）：
低性能单片机阶段
代表机型：
Intel公司在1976年推出的8位机MCS-48系列，它以其体积小、控制功能全、价格低廉等特点，一经推出就获得了广泛的应用和好评，为单片机的发展奠定了坚实的基础，成为单片机发展史上的一个重要阶段。
第三阶段（1978～1982年）：
高性能单片机阶段
普遍带有串行I/O接口、多级中断系统、16位定时器/计数器等，片内RAM、ROM的容量加大，寻址范围增加到64KB。
代表机型：
Intel公司推出的MCS-51系列单片机。
这仍是当前单片机的主流系列。
第四阶段（1982年～现在）：
8位单片机巩固发展及16位、32位单片机推出阶段
继8位单片机之后，Intel公司又在1983年推出了16位单片机MCS-96系列，与MCS-51相比，MCS-96不但字长增加一倍，而且在其它性能方面也有很大提高，如在片内增加了一个4路或8路的10位A/D转换器，具有A/D转换功能等。
1.1.3单片机的发展趋势
●高集成度
●外部电路内装化
●低功耗
●引脚多功能化
●高性能
●芯片专用化
1.1.4单片机的应用
1．单片机的应用特点
●常用来替代微机实现控制系统的在线应用
●用单片机代替模拟电路或数字电路，软硬件结合控制
●可以提高控制系统的技术性能、技术含量和防盗能力
●与PC机相比，能适应较为恶劣的工作环境
例如，民用单片机的环境适应温度范围是0～+70℃。
有些单片机芯片可以在2.2V甚至是0.9V到1.2V的低电压下正常工作（通常单片机的工作电压是+5V）。
●软件固化在程序存储器中，可以避免病毒侵袭和人为修改，性能稳定
1.280C51单片机的内部结构
1.2.180C51单片机和80C51系列单片机
80C51单片机属于美国Intel公司的MCS-51系列产品中的一个型号，它采用CHMOS工艺，功耗低，性能优良，在市场中获得了广泛的应用。
80C51系列单片机，泛指所有具有MCS-51指令系统，同时采用CHMOS工艺的单片机。
在我国，80C51系列单片机因其性能价格比高、开发方式多、芯片功能适用、且为国内技术人员所熟知等特点得到了极其广泛的应用。
1.2.280C51单片机的基本组成
1．CPU系统
●1个8位微处理器CPU
●内部时钟电路
●总线控制逻辑
2．内部存储器
●4KB的片内程序存储器（ROM/EPROM/Flash）
●128B数据存储器（RAM）和128B特殊功能寄存器SFR（80C51只用到其中21B）
3．I/O接口及中断定时功能
●4个8位可编程的I/O（输入/输出）并行接口
●5个中断源的中断控制系统，可编程为2个优先级
●2个16位定时/计数器，既可以定时，又可以对外部事件进行计数
●1个全双工的串行I/O接口，用于数据的串行通信
1.2.380C51的内部结构
1.中央处理器CPU
CPU是80C51内部的1个字长为8位的中央处理单元，它由运算器、控制器两部分组成。
实际上构成了单片机的核心。
（1）运算器
●以算术逻辑单元ALU（ArithmeticLogicUnit）为核心，还包括累加器A、程序状态字寄存器PSW（ProgramStatusWord）、B寄存器、两个8位暂存器TMP1和TMP2等部件。
●可以进行加、减、乘、除、加1、减1、BCD数十进制调整、比较等算术运算；
●也可以进行与、或、非、异或等逻辑运算；
●还能完成循环移位、判断和程序转移等控制功能。
（2）控制器
●包括程序计数器PC、指令寄存器、指令译码器、振荡器、定时电路及控制电路等部件；
●它能根据不同的指令产生相应的操作时序和控制信号，控制单片机各部分的运行；
●单片机执行哪条指令受PC控制。
2.存储器
（1）片内ROM是程序存储器；
（2）片内RAM，可用于存放输入、输出数据和中间计算结果，或作为数据堆栈区。
3．I/O口
（1）并行口
有4个8位并行I/O口P0～P3，均可并行输入输出8位数据。
（2）串行口
有1个串行I/O口，用于数据的串行输入输出。
1.2.4定时器/计数器
（1）产生定时脉冲，实现单片机的定时控制；
（2）用于计数方式，记录外部事件的脉冲个数。
1.2.580C51的引脚功能描述
1.总线型DIP40引脚封装
（1）电源引脚（2个）
VCC：
接+5V电源
VSS：
接地端
（2）外接晶体引脚（2个）
XTAL1：
外接晶振输入端
XTAL2：
外接晶振输入端
（3）并行输入输出引脚（32个，分成4个8位口）
P0.0~P0.7：
通用I/O引脚或数据/低8位地址总线复用引脚
P1.0~P1.7：
通用I/O引脚
P2.0~P2.7：
通用I/O引脚或高8位地址总线复用引脚
P3.0~P3.7：
通用I/O引脚或第二功能引脚
（4）控制引脚（4个）
RST/VPD：
复位信号输入引脚/备用电源输入引脚
ALE/͞EA：
地址锁存允许信号输出引脚/编程脉冲输入引脚
͞PROG/VPP：
内外存储器选择引脚/片内EPROM（或FlashROM）编程电压输入引脚
͞͞͞͞͞PSEN：
片外程序存储器读选通信号输出引脚
2．非总线型DIP20引脚封装
（1）电源引脚（2个）
●VCC：
接+5V电源
●GND：
接地端
（2）外接晶体引脚（2个）
●XTAL1：
外接晶振输入端
●XTAL2：
外接晶振输入端
（3）并行输入输出引脚（15个）
●P1.0~P1.7：
通用I/O引脚
（P1.0和P1.1兼作模拟信号输入引脚AIN0、AIN1）
●P3.0~P3.5、P3.7：
通用I/O引脚或第二功能引脚
（4）控制引脚（1个）
RST：
复位信号输入引脚
1.380C51单片机的存储器结构
80C51系列单片机有两个存储器：
程序存储器（ROM）和数据存储器（RAM），且各自独立编址。
从用户使用角度，80C51单片机的存储器可以分为三个存储空间：
●片内、片外统一连续编址的0000H～0FFFFH共64KB的程序存储器空间。
●地址从0000H～0FFFFH的片外数据存储器空间。
●地址从00H～0FFH的256B的片内数据存储器空间，其中只有前128B能供用户作存储器使用。
1.3.1程序存储器ROM
◆程序存储器包括片内和片外程序存储器两个部分
◆程序存储器主要用来存放编好的用户程序和表格常数
◆它以16位的程序计数器PC作为地址指针，能寻址64KB。
◆部分关键的程序存储单元
●存储单元0000H～0002H：
80C51上电复位后引导程序的存放单元。
80C51上电复位后CPU总是从0000H单元开始执行。
如果在这3个单元中存放一条转移指令（如LJMP1000H），单片机就会转移到1000H单元，开始执行应用程序。
●0003H～002AH单元：
被均匀地分为5段，用作5个中断服务程序的入口；只有增强型单片机才占用002BH单元。
1.3.2数据存储器RAM
数据存储器主要用于存放运算的中间结果、数据等，它可以分为片内数据存储器和片外数据存储器两大部分。
1.片外数据存储器
片外数据存储器可以扩展到64KB，对应地址范围为0000H～0FFFFH
2.片内数据存储器
片内数据存储器共有256B，在功能上分为两部分：
●低128B（地址为00H～7FH）是真正的数据存储区；
●高128B（地址为80H～0FFH）用于特殊功能寄存器。
80C51低128B的数据存储空间的功能分区
（1）工作寄存器区（00H～1FH）
Ø此空间被均匀地分为4段（即4个工作寄存器组），每段8个单元，组成8个工作寄存器，分别被记做R0～R7。
Ø在使用这些工作寄存器前，可以通过对程序状态字PSW的RS1、RS0位置1或清0，确定选用哪组工作寄存器，否则默认使用0区。
Ø程序运行时，只能有一个工作寄存器组作为当前工作寄存器组。
（2）位寻址区（20H～2FH）
该空间有16个单元中共128个二进制位，都可以直接进行位操作。
我们根据指令的类型来区分！
例：
☐对字节地址20H单元清0，要用字节操作指令“MOV20H，#00H”；
☐对位地址20H位清0，则使用位操作指令“CLR20H”。
（3）用户区（30H～7FH）
该区域主要用作堆栈、数据缓冲、数据暂存。
用户一般应将堆栈设置在这个区间。
1.3.3特殊功能寄存器（SFR）
◆SFR是80C51内部具有特殊用途的寄存器
◆80C51内部共有21个特殊功能寄存器，每个SFR占用1个RAM单元，它们分布在80H～0FFH的地址范围内。
◆程序计数器PC不属于SFR，它是独立的。
◆在21个SFR中，有11个SFR既可以进行位寻址，也可以进行字节寻址。
它们的特征是字节地址可以被8整除（以0H或8H结尾，在表中以灰背景表示），如P1、IP。
常用特殊功能寄存器SFR的功能和用法。
1．运算类寄存器（3个）
（1）累加器A（ACC-Accumulator）
8位，向ALU提供操作数，存放运算的结果
（2）寄存器B
8位，主要用于乘、除法运算。
或作为RAM的一个单元使用。
（3）程序状态字寄存器PSW（ProgramStatusWord）
8位，存储指令执行的状态信息。
用户可以通过指令来设置PSW中某些指定位的状态，也可以通过查询有关位的状态来进行判断、转移。
PSW格式和各位含义为：
ØCY：
进位/借位标志。
有进位/借位时CY=1，否则CY=0；
ØAC：
辅助进位/借位标志。
低4位向高4位有进/借位时AC=1，否则AC=0；
ØF0：
用户标志位，由用户自己定义；
ØRS1、RS0：
当前工作寄存器组选择位;
ØOV：
溢出标志位。
有溢出时OV=1，否则OV=0；
ØP：
奇偶标志位。
ACC中结果有奇数个1时P=1，否则P=0。
2．指针类寄存器（3个）
（1）堆栈指针SP
8位，用来指示堆栈的位置，它总是指向栈顶。
（2）数据指针DPTR
16位，它是80C51内部唯一一个供用户使用的16位寄存器。
DPTR使用灵活，即可用作16位寄存器，对外部数据存储空间的64K范围进行访问，也可拆成两个8位的寄存器DPH和DPL使用。
3．接口类寄存器（7个）
（1）并行I/O口P0、P1、P2、P3均为8位，通过对这4个寄存器的读写，可实现数据从相应口的输入输出。
（2）串行口数据缓冲器SBUF
（3）串行口控制寄存器SCON
（4）电源控制寄存器PCON
4．中断类寄存器（2个）
（1）中断允许寄存器IE
（2）中断优先级寄存器IP
5．定时/计数类寄存器（6个）
（1）定时/计数器T0
由两个8位计数初值寄存器TH0、TL0组成，在构成16位计数器时，TH0存放高8位，TL0存放低8位；
（2）定时/计数器T1
由两个8位计数初值寄存器TH1、TL1组成，在构成16位计数器时，TH1存放高8位，TL1存放低8位
（3）定时/计数器的工作方式寄存器TMOD；
（4）定时/计数器的控制寄存器TCON
1.480C51单片机的并行I/O接口
80C51内部有4个8位并行I/O接口，分别称为P0、P1、P2和P3口
1.4.1并行I/O接口的特点
1．都具有“数据锁存器+输入缓冲器+输出驱动电路”的典型结构
2．I/O接口的复用功能
（1）P0、P2口的总线复用
80C51单片机在作并行总线扩展时，P0口可作为数据/地址总线使用，分时作地址、数据的传送：
◆先传送低8位地址，然后传送8位数据信号；
◆P2口用来传送高8位地址信号。
（2）P3口的功能复用
3．准双向口结构
P0～P3口在作通用输入/输出口使用时，我们称其为准双向口结构，其输入操作和输出操作具有本质的不同：
（1）输入操作：
当P0～P3口作输入口使用时，必须要对口锁存器进行写“1”操作。
由于在输入操作前有这种准备工作，所以P0～P3口叫做准双向口。
（2）输出操作：
实际上是对口锁存器作写入操作。
由图1-14结构可知，当由内部总线给口锁存器置“0”或“1”时，锁存器中“0”或“1”的状态立即通过输出驱动电路反映到引脚上。
1.4.2并行I/O口的应用特性
1．P0～P3口作通用输入/输出口使用时的硬件连接
P0～P3口都能用于输入或输出操作。
而且对每个接口都可将一部分管脚定义为输入，另一部分管脚定义为输出。
由于P0～P3口的内部结构不同，所以在作通用输入/输出口使用时，其外部的硬件电路也不相同：
（1）P0口
●P0口既可用作通用I/O口，也可作为地址/数据总线使用。
●当单片机系统需要扩展片外存储器或者需要扩展具有地址/数据线的芯片时，P0口只能用作地址/数据线，而不能再作通用I/O口使用。
●P0口作为地址/数据总线使用时，无需外接上拉电阻。
●P0口用作通用I/O接口使用时，必须外接上拉电阻。
（2）P1口
●P1口只能作为通用I/O口使用，没有第二功能。
●P1口在作为通用输出
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