单片机打印.docx
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单片机打印
一、单片机：
就是在一片半导体硅片上集成了中央处理单元、存储器、并行接口I/O、串行I/O口、定时器/计数器、终端系统、系统时钟电路及系统总线的微型计算机。
二、单片机的硬件结构：
8位微处理器、数据存储器（128B）、程序存储器、4个8位可编程并行I/O口、1个串行口、2个16位定时/计数器、1个看门狗、5个中断源和中断向量、特殊功能寄存器26个、低功耗节电模式、3个程序加密锁定位。
其图如下：
三、单片机引脚：
单片机共有40个引脚；按其功能可分为3类：
●电源及时钟引脚
●控制引脚
●I/O口引脚
四、单片机存储器结构
●程序存储器16位
●数据存储器8位
●特殊功能寄存器
●位地址空间
五、四组并行I/O端口
1、P0口
1）P0口是一个双功能的8位并行口，字节地址在80H，位地址为80H—87H。
2）P0口特点：
地址/数据复用口和通用I/O口
●当P0口用作地址/数据复用口时，是一个真正的双向口，用作与外部存储器的连接，片外必须要接上拉电阻。
●当P0口作为通用I/O口时，由于有高阻抗，所以在端口外要接上上拉电阻，它是一个准双向口。
2、P1口
1）P1口是单功能的I/O口，字节地址为90H,位地址为90H---97H.
2）P1口特点：
●由于P1口内部有上拉电阻，没有高阻抗输入状态，所以不需要在片外接上拉电阻。
●P1口“读引脚”输入时，必须先向锁存器写入。
3、P2口
1）P2口是一个双功能口，字节地址为A0H,位地址为A0H---A7H.
2）P2口特点：
与P1口的一样。
4、P3口略
六、时钟电路与时序
1、时钟电路设计图在书上35页图2-13.
2、时钟周期：
若时钟晶体的振荡频率为fosc,则时钟周期T=1/fosc。
3、机器周期：
一个机器周期包括12个时钟周期。
即：
Tcy=12/fosc。
4、指令周期：
单字节和双字节指令周期一般为单机器周期和双机器周期。
三字节指令周期都是双机器周期；乘、除指令周期4个机器周期。
复习提纲（期末）
一、基本概念
●接口应具有功能有哪些？
锁存、隔离、转换、联络。
●MCS-51单片机有5个中断源,分几个优先级？
可实现几级中断嵌套？
2、2
●MCS-51的两个外部中断源分别是哪些？
INT0、INT1
●T0和T1的溢出中断标志是哪些？
TF0、TF1
●MCS-51单片机同级别中断源优先级从高到低如何排？
PX0、PT0、PX1、PT1、PS
●PWS状态位有哪些？
CYACF0RS1RS0OV
●4KBEPROM单片机是哪种型号？
8751
●RS1RS0选择内部RAM的地址单元范围。
0000H~07H0108~0FH1010H~17H1118H~1FH
●控制器主要功能部件有哪些？
IRIDPCSPDPTR
●MCS-51子系列单片机有哪几个特殊功能寄存器？
21
●单片机复位后，工作寄存器工作在那个区？
0
●P0口～P3口作通用I/O输入口时，应先向口写入什么数据？
0FFH
●外扩存储器时，P0和P2的作用是如何？
P0分时传送地址和数据,P2传送地址
●MCS-51单片机共有几条指令？
111
●MCS-51单片机内部设有几个定时器/计数器？
2
●MCS-51单片机定时器16位计数器工作方式的代码是多少？
M1M0=01
●-INT0、-INT1中断源的中断矢量地址分别是哪些？
0003H0013H
●T0、T1溢出中断源的中断矢量地址分别是哪些？
000BH001BH
●输入/输出信息有哪些？
控制、数据、状态
●单片机发展主要经历了哪3个阶段？
（1）1971~1978年初即单片机阶段
（2）1978~1983年单片机普及阶段
（3）1983年以后16位单片机阶段
●单片机主要有哪5个方面的应用？
（1）家用电器
（2）智能卡（3）智能仪表（4）网络与通信（5）工业控制
●按位数分，有哪3类单片机？
（1）4位单片机
（2）8位单片机（3）16位单片机
●MCS-51单片机-EA、ALE、-PSEN信号的作用如何？
（1）-EA=0,执行外部程序存储区指令；-EA=0，先内部，后外部。
（2）ALE访问外部存储器时，锁存P0口送来的低8位地址。
（3）-PSEN外部程序存储器读选通信号。
●运算器主要包括那些电路？
（1）算术/逻辑部件（ALU）。
（2）累加器A。
（3）暂存寄存器。
（4）寄存器B。
（5）程序状态寄存器（PSW）。
（6）十进制调整。
●运算器主要用于实现那些运算？
（1）算术/逻辑运算。
（2）位操作运算。
●MCS-51单片机有哪7种寻址方式？
（1）立即。
（2）直接。
（3）寄存器。
（4）寄存器间址。
（5）变址。
（6）位地址直接。
（7）相对。
●MCS-51单片机有哪7种伪指令？
（1）定位伪指令ORG。
（2）定义字节伪指令DB。
（3）定义双字节伪指令DW。
（4）预留存储器伪指令DS。
（5）赋值伪指令EQU。
（6）结束汇编伪指令END。
（7）位定义伪指令BIT。
●CPU寻址外设常采用哪两种编址方式？
（1）端口与主存储器单元统一编址。
（2）端口单独编址。
●MCS-51单片机寻址外设采用哪种编址方式？
（1）采用统一编址方式
●CPU与外设之间的数据传送方式通常有哪几种传送方式？
（1）无条件。
（2）查询。
（3）中断。
●为什么用定时器T1作波特率发生器？
为何采用工作方式2？
（1）用T1作波特率发生器时,改变T1计数初值，可改变波特率的大小。
（2）T1工作在方式2时，计数溢出后，自动装载初值，使波特率稳定不变。
●MCS-51单片机串行口有哪4种工作方式？
其波特率如何产生？
（1）同步移位寄存器，fosc/12。
（2）10位移位收发器，由定时器控制。
（3）11位移位收发器，fosc/32或fosc/64。
（4）11位移位收发器，由定时器控制。
●D/A和A/D的技术指标包括哪5个方面？
（1）分辨率
（2）转换精度（3）转换时间（4）量化误差（5）量程
●机械式按键信号有抖动现象。
●MCS-51的P3口各引脚第二功能有那些？
●MCS-51的复位后，程序从何处执行？
SP指向何处？
●MCS-51的P0~P1作为输入口时，应先向端口的各位写“1”。
●MCS-51程序状体字PSW的RS0、RS1位各状态组合使通用寄存器R0~R7对应的数据区的地址单元如何？
●MCS-51各中断源对应的入口地址如何？
二、分析计算
●指出下列指令中目标和源操作数的寻址方式
目标操作数寻址，原操作数寻址
MOVA,40H;寄存器，直接寻址
MOVA,@R0;寄存器，寄存器间址
MOVRI,#50H;寄存器，立即寻址
MOVDPTR,#1000H;寄存器，立即数
MOVX@DPTR,A;寄存器间址，寄存器寻址
MOVCA,@A+PC;寄存器，变址寻址
ADDA,R0;寄存器，寄存器寻址
MOVC,20H;位寄存器，位地址寻址
●已知内部数据存储器40H单元中的内容为67H，4lH单元中的内容为68H，试分析下段程序执行后，各有关单元中的内容。
MOVA,40H
MOVR1,A
MOVR0,#4lH
MOVA,@R0
MOV40H,A
MOVR1,A
MOVR0,#66H
（40H）=68H（41H）=68HA=68HR0=66HR1=68H
●试比较指令SJMPrel、AJMPaddrl和LJMaddrl6的不同之处。
SJMPrel;相对转移，rel是相对PC的8位偏移地址。
AJMPaddr11;绝对转移，转移时PC10~PC0被11位addr11地址替换。
LJMPaddrl6;长转移，转移时PC被16位addr11地址替换。
●写出共阴和共阳极LED显示器的“0267”的字形码。
（共阴：
3FH5BH7DH07H）（共阳：
C0HC4H82HF8H
●用汇编语言编写程序；让定时器T0工作在方式1产生100Hz的方波，并由P1.0输出此方波（设晶振频率为6MHz）。
ORG0000H
AJMPMAIN
ORG000BH
AJMPT0INT
;主程序
ORG0100H
MAIN:
MOVTMOD,#01H;T0方式1、C/T=0（定时）、GATE=0（软启动）
MOVTH0,#0F6H;给T0送初值
MOVTL0,#03CH
MOVIE,#82H;允许T0中断（EA=1,ET0=1）
SETBTR0;启动T0
SJMP$
;中断服务程序
ORG0300H
T0INT:
CPLP1.0;P1.0取反
MOVTH0,#0F6H;重装载TH0和TL0
MOVTL0,#03CH
RETI
第一章微机计算机系统的基本知识
1.单片机就是在一片硅片上集成了中央处理器、随机存储器、只读存储器、中断系统、定时/计数器和多种I/O口的微型计算机系统，该系统不带外部设备。
从组成和功能上看，它已经具备了计算机系统的基本属性，所以也可以称其为单片微型计算机，简称单片机。
2.微型处理器是单片机的核心。
它主要由三部分组成：
寄存器阵列、运算器和控制器、
3.程序计数器PC，专门用于存放现行指令的16位地址。
CPU就是根据PC中的地址到ROM中读取程序指令。
每当取出现行指令一个字节后，PC就自动加1，PC+1→PC，当遇到转移指令或子程序时，PC内容会被指定的地址取代，实现程序转移。
PC用于存放CPU下一条要执行的指令地址，是一个16位的专用寄存器。
（PC的功能与作用）
4.运算器用来完成算术运算和逻辑运算操作，是处理信息的主要部件。
运算器主要由累加器A、状态寄存器PSW、算术运算单元ALU组成。
累加器A，用来存放参与算术运算和逻辑运算的一个操作数和运算结果。
状态字寄存器，用来保存ALU操作运算的条件标志，如进位标志、奇偶标志等。
算术运算单元ALU，由加法器和其他逻辑电路组成，其基本功能是进行加法和移位运算，由此实现其他各种算术和逻辑运算。
5.控制器是分析和执行指令的部件，控制器只要由程序计数器PC、指令寄存器和指令译码器组成。
6.总线是用于传送信息的公共途径。
总线可以分为数据总线、地址总线、控制总线。
7.数据总线DB：
数据线D0~D7共8位，由P0提供，分时输送低8位地址（通过地址锁存器锁存）和8位数据信息。
数据总线是双向的，可以从CPU输出，也可以从外部输入到CPU。
8.地址总线AB：
地址线A0~A15共16位，P2口提供高8位地址A8~A15，P0口经地址锁存器提供低8位地址A0~A7。
片外存储器可寻址范围达到64KB（即65536字节）。
9.控制总线CB：
控制总线由P3口的第二功能P3.6、P3.7H和3根独立的控制线ALE、
和
组成。
10.存储器是用来存储数据和程序的部件。
按其功能来分，存储器可以分为随机存储器（RAM）和只读存储器（ROM）两大类。
11.RAM：
可以随机写入读出，读写速度快，读写方便。
缺点是电源断电后，被存储的信息会丢失。
RAM主要用于存放各种数据。
12.ROM：
一般用来存放固定的数据和程序。
其特点是信息写入后，能长期保存，不会因断电而丢失。
所谓“只读”指不能写入。
13.（基本了解）ROM的5种不同形式：
①MaskROM（淹膜ROM）②OTPROM③EPROM（紫外线擦除）④E²PROM（用电擦除）⑤FlashROM（用电擦除，兼有EPROM和E²PROM的优点）
14.单片机程序设计语言可分为三类：
机器语言、汇编语言和高级语言
①机器语言：
机器语言是计算机可以识别和直接执行的语言，它由一组二进制代码组成，不同的微处理器机器语言也不同。
②汇编语言：
用助记符替代机器语言中的操作码，用十六进制数代替二进制数。
计算执行时，必须将汇编语言翻译成机器语言。
汇编语言和机器语言一样，微处理器不同，汇编语言也不同，即不同的微处理器采用不同的汇编语言。
第二章单片机的硬件结构（重点复习）
16.基本时序单位
单片机的时序单位有：
◆振荡周期：
晶振的振荡周期，又称时钟周期，为最小的时序单位。
◆状态周期：
振荡频率经单片机内的二分频器分频后提供给片内CPU的时钟周期。
因此，一个状态周期包含2个振荡周期。
◆机器周期：
1个机器周期由6个状态周期即12个振荡周期组成。
是计算机执行一种基本操作（如取指令，读存储器，写存储器等）的时间单位。
◆指令周期：
执行一条指令所需的时间。
一个指令周期由1～4个机器周期组成，依据指令不同而不同。
4种时序单位中，振荡周期和机器周期是单片机内计算其他时间值（例如，波特率、定时器的定时时间等）的基本时序单位。
例：
单片机外接晶振频率fosc=12MHZ时的各种时序单位：
◆振荡周期=1/fosc=1/12MHZ=0.0833us；
◆状态周期=2/fosc=2/12MHZ=0.167us；
◆机器周期=12/fosc=12/12MHZ=1us；
◆指令周期=（1～4）机器周期=1～4us。
17.MCS-51的存储器结构与常见的微型计算机的配置方法不同,采用哈佛结构它将程序存储器和数据存储器分开,各有自己的寻址方式、控制信号和功能。
程序存储器用来存放程序、始终要保留的表格、常数。
数据存储器存放程序运行中所需要的数据和结果（常数和变量）。
18.从物理空间（实际结构）看,MCS-51有四个存储器地址空间：
片内数据存储器、片外数据存储器、片内程序存储器、片外程序存储器
19.从逻辑上（使用角度）看,MCS-51有三个存储器空间：
片内、片外统一编址的程序存储器，片外数据存储器，片内数据存储器
20.程序存储器中的几个特殊地址的使用：
地址用途
0000H复位操作后的程序入口
0003H外部中断0服务程序入口
000BH定时器0中断服务程序入口
0013H外部中断1服务程序入口
001BH定时器1中断服务程序入口
0023H串行口中断服务程序入口
21.外部数据存储器作用：
用于存放随机读写的数据。
◆外部数据存储器包括两部分空间：
①外部RAM②扩展的I/O口地址
◆内部数据存储器（单元数少，但最复杂）特殊功能寄存器空间，离散分布，作数据缓冲器、标志位等
22.程序存储器与外部数据存储器的比较
◆相同：
地址线A15~A0
◆不同：
访问的指令不同，读写信号不同。
访问程序寄存器的指令为MOVC指令，访问外部数据存储器的指令为MOVX指令；程序寄存器：
只读，PSEN作为外部ROM读信号；外部数据存储器：
可读写，RD作为读信号，WR作为写信号。
23.工作寄存器区的选择
RS1：
程序状态寄存器PSW的D4位；RS0：
程序状态寄存器PSW的D3位；
RS1RS0
寄存器区
R0～R7所占单元的地址
00
0区
00H～07H
01
1区
08H～0FH
10
2区
10H～17H
11
3区
18H～1FH
复位时，自动选中0区。
一旦选中其中一个区，其它三区只能作为普通RAM单元使用，而不能作为工作寄存器使用。
设置多个工作寄存器区可以方便保护现场。
24.字节地址与位地址在使用上如何区别?
例：
MOVC,20H
MOVA,20H
位操作指令MOVC,20H位地址只有1bit（小圆区域）
字节操作指令MOVA,20H字节地址共8bit（大椭圆区域）
25.位地址空间组成及位地址表示法
⑴内部数据存储器的20H~2FH共16个单元可按位寻址，128位；
例1：
位地址1EH=23H.6即字节单元23H的D6位
⑵专用寄存器地址能被8整除的可按位寻址。
例2:
位地址D4H=D0H.4=PSW.4=RS1
26.特殊功能寄存器的地址分配（名称必须记住）
27.①累加器ACC：
累加器为8位的寄存器，是程序中使用最频繁的寄存器，是用于存放中间结果和数据传送的渠道。
②程序状态字寄存器PSW：
PSW也称为标志寄存器
⑴CY：
进/借位标志。
CY=1，有进/借位；CY=0，无进/借位。
⑵AC：
辅助进位标志，反映高半字节与低半字节之间的进/借位。
AC=1有进/借位；AC=0无进/借位。
⑶F0：
用户标志位
⑷RS1,RS0:
工作寄存器的控制位
⑸OV：
溢出标志位。
有溢出OV=1，无溢出OV=0。
⑹P：
奇偶标志位。
运算结果有奇数个“1”，P=1；偶数个“1”，P=0。
⑺D1：
无效位，一般不用。
③数据指针DPTR：
数据指针DPTR是一个16位的专用寄存器，DPTR主要用来存放16位地址。
④PC用于存放CPU下一条要执行的指令地址，是一个16位的专用寄存器。
27.访问不同的存储器空间使用不同的指令：
程序存储器，使用MOVC指令；外部数据存储器,使用MOVX指令；内部数据存储器,使用MOV指令；特殊功能寄存器,使用MOV指令；位地址空间，使用MOV、SETB、CLR等指令。
28.堆栈是在单片机内部RAM中从某个选定的存储单元开始划定的一个地址连续的区域。
堆栈操作是在内存RAM区专门开辟出来的按照“先进后出”原则进行数据存取的一种工作方式，主要用于子程序调用及返回和中断处理断点的保护和返回。
SP用来指示堆栈所处的位置。
当数据堆入栈区后，SP的值也自动随之变化。
51单片机属于向上生长型堆栈（即向高地址方向生成）。
29.用一个称为堆栈指针SP的特殊功能寄存器来给出栈顶存储单元的地址。
堆栈指针SP中存储的总是堆栈栈顶存储单元的地址，即堆栈指针SP总是指向堆栈栈顶。
30.向上生长型堆栈出栈入栈的操作原则是“先进后出”或“后进先出”。
31.实现复位操作，必须使RST引脚（9）保持两个机器周期以上的高电平。
32.复位是单片机的初始化操作，其主要功能是程序计数器PC值变为0000H，使单片机从0000H开始执行程序。
上电复位后，RAM的内容是随机的。
寄存器初始状态寄存器初始状态
PC0000HACC00H
PSW00HSP07H
第三章51单片机的指令系统
33.计算机所有的指令集合称为该计算机的指令系统。
34.指令是基本格式：
[标号：
]操作码[目的操作数][，源操作数][；注释]
●标号：
指令的符号地址；
●操作码：
规定指令的操作功能，是指令格式中唯一不能空缺的部分；
●操作数：
用于给指令的操作提供数据或地址。
把左边的操作数称为目的操作数，右边的操作数称为源操作数；
●注释：
注释是对语句或程序段功能的说明。
注释用“；”开头，可空缺。
35.按指令的功能分类：
数据传送指令（28条）、算术运算类指令（24条）、逻辑运算与移位类指令（25条）、控制转移类指令（17条）、位操作类指令（17条）。
36.寻址方式
特殊功能寄存器B仅在乘除法指令中位寄存器寻址方式，在其他指令中为直接寻址方式，除A、B和DPTR外，其他特殊功能寄存器一律用作直接寻址方式。
♦立即寻址
指令中跟在操作码后面的数据就是实际参与运算的操作数，称为立即数。
MCS-51指令系统中允许使用8位和16位立即数，立即数之前加“#”予以标识。
例：
MOVA,#6DHMOVA,#3AHMOVDPTR,#0DFFFHMOV40H,#30H
MOVA,#60HMOVDPTR,#3400HMOV30H,#40H
♦直接寻址
指令中包含了操作数的地址，该地址直接给出了参加运算或传送的单元的地址。
直接寻址可访问两种地址空间：
⑴特殊功能寄存器SFR（又叫做专用寄存器）⑵内部数据存储器RAM中的128个字节单元。
例：
MOVA,52HMOVA,P1MOV30H,20HMOVP0,P1
♦寄存器寻址
把指定的某一可寻址的工作寄存器R0～R7或A，B（乘、除指令中），DPTR，的内容作为操作数。
例：
MOV53H,AMOVB,AMOV20H,R1MOVP0,R0
♦寄存器间接寻址
指令指定的某一寄存器的内容作为操作数地址。
可用来间接寻址的寄存器有R0、R1和数据指针DPTR，前面加＠表示间接寻址。
可访问内部RAM或外部数据存储器。
堆栈指针SP在执行指令中也起到寄存器间接寻址的作用，但它不出现在指令表达形式中。
实现间接寻址的地址指针：
（1）Ri（R0、R1）：
寻址对象为片内RAM的128个单元；
（1）DPTR：
寻址对象为外部数据存储器。
例:
MOVA,@R0MOVB,@R1MOVXA,@DPTRPUSH20H
POPACCMOV@R0,AMOVXA,@R1MOVX@DPTR,A
♦变址寻址
基址寄存器（DPTR或PC）:
存放基准地址;变址寄存器（A）:
存放偏移量;基址寄存器的内容与变址寄存器的内容的和为可寻址单元的地址。
该类寻址方式用于访问程序存储器，对查表访问特别有用。
注意：
A中内容为无符号数。
例:
MOVCA,@A+DPTRMOVCA,@A+PCJMP@A+DPTR
♦位寻址
采用位寻址方式的操作数是8位二进制数中的某1位，指令中给出的是位址。
寻址对象：
①片内数据存储器位寻址区中，位地址为00H~7FH的128位②11个可位寻址的特殊功能寄存器中的82个有效可寻址位。
例：
MOVC,3AHSETBPSW,4MOVC,00HMOVC,20H
第四章51单片机的汇编语言程序设计
37.伪指令：
在对汇编语言进行翻译的过程中，需要提供一些有关汇编的信息指令。
这些指令在汇编时起到控制作用，但其自身不产生机器代码。
伪指令就是汇编程序能够识别的汇编命令，它是程序员发给汇编程序的命令，只在汇编过程中起作用，它不是单片机要执行的指令，所以没有机器码。
◆起始伪指令ORG（ORIGIN）
格式：
[<标号：
>]ORG<地址>
功能：
出现在源程序的开头，用于规定目标程序存放的起始地址。
例：
程序如下：
ORG0000H
START:
MOVA,#20H
ADDA,#08H
MOV20H,A
HERE:
SJMPHERE
◆结束伪指令END（ENDOFASSEMBLY）
格式：
[<标号：
>]END<表达式>
功能：
汇编终止命令，本命令用于终止源程序的汇编工作。
例：
程序如下：
ORG0000H
START:
MOVA,#20H
ADDA,#08H
MOV20H,A
HERE:
SJMPHERE
END
◆赋值伪指令EQU（EQUATE）
格式：
<字符名称>EQU<赋值项>
功能：
本命令用于给标号赋值。
例：
程序如下：
PPEQOR0
QQEQU30H
MOVA,PP；把R0中的值送给A
MOVB,QQ；把30H中的值送给直接地址F0H
◆定义字节伪指令DB（DEFINEBYTE）
格式：
[<标号：
>]DB<8位数表>
功能：
定义字节命令，本命令用于从指定的地址开始，在程序存储器的连续单元中定义字节数据。
例：
程序如下：
ORG0000H
TAB:
DB00H,45H,67H,7
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