【正文】 資料下載中心 (收集 \整理 . 部分版權(quán)歸原作者 所有 ) 第 6 頁 共 68 頁 先選中該片，然后發(fā)出讀信號，開關(guān)合上，數(shù)據(jù)就被送出去了。注意圖 4，讀和寫信號同時還接入到另一個存儲器，但是由于片選端不同，所以雖有讀或?qū)懶盘枺珱]有片選信號，所以另一個存儲器不會“誤會”而開門，造成沖突。那么會不同時選中兩片芯片呢？只要是設(shè)計好的系統(tǒng)就不會，因為它是由計算控 制的，而不是我們?nèi)藖砜刂频?，如果真的出現(xiàn)同時出現(xiàn)選中兩片的情況，那就是電路出了故障了，這不在我們的討論之列。 從上面的介紹中我們已經(jīng)看到，用來傳遞數(shù)據(jù)的八根線并不是專用的，而是很多器件大家共用的，所以我們稱之為數(shù)據(jù)總線，總線英文名為 BUS，總即公交車道，誰者可以走。而十六根地址線也是連在一起的，稱之為地址總線。 半導(dǎo)體存儲器的分類 按功能可以分為只讀和隨機存取存儲器兩大類。所謂只讀，從字面上理解就是只可以從里面讀，不能寫進去，它類似于我們的書本，發(fā)到我們手回之后，我們只能讀里面的內(nèi)容，不可以隨意更改書本上 的內(nèi)容。只讀存 儲器的英文縮寫為 ROM（ READ ONLY MEMORY） 所謂隨機存取存儲器，即隨時可以改寫，也可以讀出里面的數(shù)據(jù)，它類似于我們的黑板，我可以隨時寫東西上去，也可以用黑板擦擦掉重寫。隨機存儲器的英文縮寫為 RAM（ READ RANDOM MEMORY）這兩種存儲器的英文縮寫一定要記牢。 注意：所謂的只讀和隨機存取都是指在正常工作情況下而言，也就是在使用這塊存儲器的時候，而不是指制造這塊芯片的時候。否則，只讀存儲器中的數(shù)據(jù)是怎么來的呢？其實這個道理也很好理解，書本拿到我們手里是不能改了，可以當 它還是原材料 —— 白紙的時候，當然可以由印刷廠印上去了。 順便解釋一下其它幾個常見的概念。 PROM，稱之為可編程存儲器。這就象我們的練習(xí)本，買來的時候是空白的，可以寫東西上去，可一旦寫上去，就擦不掉了，所以它只能用寫一次，要是寫錯了，就報銷了。 EPROM，稱之為紫外線擦除的可編程只讀存儲器。它里面的內(nèi)容寫上去之后，如果覺得不滿意，可以用一種特殊的方法去掉后重寫，這就是用紫外線照射，紫外線就象“消字靈”，可以把字去掉，然后再重寫。當然消的次數(shù)多了，也就不靈光了，所以這種芯片可以擦除的次數(shù)也是有限的 —— 幾百次 吧。 FLASH，稱之為閃速存儲器，它和 EPROM 類似，寫上去的東西也可以擦掉重寫，但它要方便一些，不需要光照了，只要用電學(xué)方法就可以擦除，所以就方便許多，而且壽面也很長（幾萬到幾十萬次不等）。 再次強調(diào)，這里的所有的寫都不是指在正常工作條件下。不管是 PROM、 EPROM 還是 FLASH ROM，它們的寫都要有特殊的條件，一般我們用一種稱之為“編程器”的設(shè)備來做這項工作，一旦把它裝到它的工作位置，就不能隨便改寫了。 單片機教程第四課 ： 第一個小程序 上一次我們的程序?qū)嵲谑菦]什么用，要燈亮還要重寫一下片子，下 面我們要讓燈不斷地閃爍，這就有一定的實用價值了，比如可以把它當成汽車上的一個信號燈用了。怎樣才能讓燈不斷地閃爍呢？實際上就是要燈亮一段時間，再滅一段時間，也就是說要 P10不斷地輸出高和低電平。怎樣實現(xiàn)這個要求呢？請考慮用下面的指令是否可行： SETB P10 CLR P10 …… 這是不行的，有兩個問題，第一，計算機執(zhí)行指令的時間很快，執(zhí)行完 SETB P10 后，燈是滅了，但在極短時間（微秒級）后，計算機又執(zhí)行了 CLR P10 指令，燈又亮了，所以根本分辨不出燈曾滅過。第二，在執(zhí)行完 CLR P10 后，不會再 去執(zhí)行 SETB P10指令，所以以后再也沒有機會讓滅了。 為了解決這兩個問題，我們可以做如下設(shè)想，第一，在執(zhí)行完 SETB P10 后，延時一段 中國最大的管理資料下載中心 (收集 \整理 . 部分版權(quán)歸原作者 所有 ) 第 7 頁 共 68 頁 時間（幾秒或零點幾秒）再執(zhí)行第二條指令，就可以分辨出燈曾滅過了。第二在執(zhí)行完第二條指令后，讓計算機再去執(zhí)行第一條指令，不斷地在原地兜圈，我們稱之為 循環(huán) ，這樣就可以完成任務(wù)了。 以下先給出程序（后面括號中的數(shù)字是為了便于講解而寫的，實際不用輸入）： ；主程序： LOOP： SETB P10 ；（１） LCALL DELAY ；（２） CLR P10 ；（３） LCALL DELAY ；（４） AJMP LOOP ；（５） ；以下子程序 DELAY： MOV R7， 250 ；（６） D1： MOV R6， 250 ；（７） D2： DJNZ R6， D2 ；（８） DJNZ R7， D1 ；（９） RET ；（１０） END ；（１１） 按上面的設(shè)想分析一下前面的五條指令。 第一條是讓燈滅，第二條應(yīng)當是延時，第三條是讓燈亮，第四條和第 二條一模一樣，也是延時，第五條應(yīng)當是轉(zhuǎn)去執(zhí)行第一條指令。第二和第四條實現(xiàn)的原理稍后談，先看第五條，LJMP 是一條指令，意思是轉(zhuǎn)移，往什么地方轉(zhuǎn)移呢？后面跟的是 LOOP，看一下，什么地方還有 LOOP，對了，在第一條指令的前面有一個 LOOP，所以很直觀地，我們可以認識到，它要轉(zhuǎn)到第一條指令處。這個第一條指令前面的 LOOP 被稱之為標號，它的用途就是給這一行起一個名字，便于使用。是否一定要給它起名叫 LOOP 呢？當然不是，起什么名字，完全由編程序的人決定，可以稱它為 A， X 等等，當然，這時，第五條指令 LJMP 后面的名字 也得跟著改了。 第二條和第四條指令的用途是延時，它是怎樣實現(xiàn)的呢？指令的形式是 LCALL，這條指令稱為調(diào)用子程序指令，看一下指令后面跟的是什么， DELAY，找一下 DELAY，在第六條指令的前面，顯然，這也是一個標號。這條指令的作用是這樣的：當執(zhí)行 LCALL 指令時，程序就轉(zhuǎn)到 LCALL 后面的標號所標定的程序處執(zhí)行，如果在執(zhí)行指令的過程中遇到 RET指令，則程序就返回到 LCALL 指令的下面的一條指令繼續(xù)執(zhí)行，從第六行開始的指令中，可以看到確實有 RET 指令。在執(zhí)行第二條指令后，將轉(zhuǎn)去執(zhí)行第６條指令，而在執(zhí)行完 ６，７，８，９條指令后將遇到第１０條令： RET，執(zhí)行該條指令后，程序?qū)⒒貋韴?zhí)行第三條指令，即將 P10 清零，使燈亮，然后又是第四條指令，執(zhí)行第四條指令就是轉(zhuǎn)去執(zhí)行第 6， 7，8， 9， 10條指令，然后回來執(zhí)行第 5 條指令，第 5 條指令就是讓程序回到第 1 條開始執(zhí)行，如此周而復(fù)始，燈就在不斷地亮、滅了。 在標號 DELAY 標志的這一行到 RET 這一行中的所有程序，這是一段延時程序，大概延時零點幾秒，至于具體的時間，以后我們再學(xué)習(xí)如何計算。 程序的最后一行是 END，這不是一條指令，它只是告訴我們程序到此結(jié)束，它被稱為 偽 指令 。 單片機內(nèi)部結(jié)構(gòu)分析：為了知道延時程序是如何工作的，我們必需首先了解延時程序中出現(xiàn)的一些符號， 就從 R1開始， R1 被稱之為工作寄存器。什么是工作寄存器呢？讓我們從現(xiàn)實生活中來找找答案。如果出一道數(shù)學(xué)題： 123+567，讓你回答結(jié)果是多少，你會馬上答出是 690，再看下面一道題： 123+567+562，要讓你要上回答，就不這么容易了吧？我們會怎樣做呢？如果有張紙，就容易了，我們先算出 123+567=690，把 690 寫在紙上，然后再算 中國最大的管理資料下載中心 (收集 \整理 . 部分版權(quán)歸原作者 所有 ) 第 8 頁 共 68 頁 690+562得到結(jié)果是 1552。這其中 1552 是我們想要的結(jié)果，而 690 并非我們所要的結(jié)果，但是為了得到最終結(jié)果，我們又不得不先算出 690，并記下來，這其實是一個中間結(jié)果，計算機中做運算和這個類似，為了要得到最終結(jié)果，往往要做很多步的中間結(jié)果，這些中間結(jié)果要有個地方放才行，把它們放哪呢？放在前面提到過的 ROM 中可以嗎？顯然不行，因為計算機要將結(jié)果寫進去，而 ROM 是不可以寫的，所以在單片機中另有一個區(qū)域稱為 RAM區(qū)（ RAM 是隨機存取存儲器的英文縮寫），它可以將數(shù)據(jù)寫進去。 特別地，在 MCS51單片機中，將 RAM 中分出一塊區(qū)域，稱為工作寄存器區(qū) 單片機教程第五 課 ： 延時程序分析 上一次課中，我們已經(jīng)知道，程序中的符號 R R6 是代表了一個個的 RAM 單元，是用來放一些數(shù)據(jù)的，下面我們再來看一下其它符號的含義。 DELAY： MOV R7， 250 ；（６） D1： MOV R6， 250 ；（７） D2： DJNZ R6， D2 ；（８） DJNZ R7， D1 ；（９） RET ；（１０） MOV：這是一條指令，意思是傳遞數(shù)據(jù)。說到傳遞，我們都很清楚，傳東西要從一個人的手上傳到另一個人的手上，也就是說要有一個接受者，一個傳遞者和一樣?xùn)|西。從指令 MOV R7， 250 中來分析， R7 是一個接受者， 250 是被傳遞的數(shù)，傳遞者在這條指令中被省略了（注意：并不是每一條傳遞指令都會省的，事實上大部份數(shù)據(jù)傳遞指令都會有傳遞者）。它的意義也很明顯：將數(shù)據(jù) 250 送到 R7 中去，因此執(zhí)行完這條指令后， R7 單元中的值就應(yīng)當是 在 250 前面有個 號，這又是什么意思呢？這個 就是用來說明 250 就是一個 被傳遞的東西本身，而不是傳遞者。那么 MOV R6， 250 是什么意思，應(yīng)當不用分析了吧。 DJNZ：這是另一條指令，我們來看一下這條指令后面跟著的兩個東西，一個是 R6，一個是D2， R6我們當然已知是什么了，查一下 D2是什么。 D2在本行的前面，我們已學(xué)過，這稱之為標號。標號的用途是什么呢？就是給本行起一個名字。 DJNZ 指令的執(zhí)行過程是這樣的，它將其后面的第一個參數(shù)中的值減 1，然后看一下，這個值是否等于 0，如果等于 0，就往下執(zhí)行，如果不等于 0，就轉(zhuǎn)移，轉(zhuǎn)到什么地方去呢？可能大家已猜到了，轉(zhuǎn)到第二個參數(shù)所指定的 地方去（請大家用自已的話講一下這條語句是怎樣執(zhí)行的）。本條指令的最終執(zhí)行結(jié)果就是，在原地轉(zhuǎn)圈 250 次。 執(zhí)行完了 DJNZ R6， D2 之后（也就是 R6的值等于 0 之后），就會去執(zhí)行下面一行，也就是 中國最大的管理資料下載中心 (收集 \整理 . 部分版權(quán)歸原作者 所有 ) 第 9 頁 共 68 頁 DJNZ R7， D1，請大家自行分析一下這句話執(zhí)行的結(jié)果。（轉(zhuǎn)去執(zhí)行 MOV R6， 250，同時R7 中的值減 1），最終 DJNZ R6， D2這句話將被執(zhí)行 250*250=62500次，執(zhí)行這么多次同一條指令干嗎？就是為了延時。 一個問題：如果在 R6 中放入 0，會有什么樣的結(jié)果。 二、時序分析： 前面我們介紹了延時程序 ，但這還不完善，因為，我們只知道 DJNZ R6， D2 這句話會被執(zhí)行 62500次，但是執(zhí)行這么多次需要多長時間呢？是否滿足我們的要求呢？我們還不知道，所以下面要來解決這個問題。 先提一個問題：我們學(xué)校里什么是最重要的。（鈴聲）校長可以出差，老師可以休息，但學(xué)校一日無鈴聲必定大亂。整個學(xué)校就是在鈴聲的統(tǒng)一指揮下，步調(diào)一致，統(tǒng)一協(xié)調(diào)地工作著。這個鈴是按一定的時間安排來響的，我們可以稱之為“時序 時間的順序 ”。一個由人組成的單位尚且要有一定的時序，計算機當然更要有嚴格的時序。事實上，計算機更象一個大鐘 ，什么時候分針動，什么時候秒針動，什么時候時針動，都有嚴格的規(guī)定，一點也不能亂。計算機要完成的事更復(fù)雜，所以它的時序也更復(fù)雜。 我們已知，計算機工作時，是一條一條地從 ROM 中取指令，然后一步一步地執(zhí)行，我們規(guī)定：計算機訪問一次存儲器的時間，稱之為一個機器周期。這是一個時間基準，好象我們?nèi)擞谩懊搿弊鳛槲覀兊臅r間基準一樣，為什么不干脆用“秒”，多好，很習(xí)慣，學(xué)下去我們就會知道用“秒”反而不習(xí)慣。 一個機器周期包括 12 個時鐘周期。下面讓我們算一下一個機器周期是多長時間吧。設(shè)一個單片機工作于 12M 晶振，它的時鐘周期 是 1/12（微秒）。它的一個機器周期是 12*（ 1/12）也就是 1 微秒。（請計算一個工作于 6M 晶振的單片機，它的機器周期是多少）。 MCS51單片機的所有指令中，有一些完成得比較快，只要一個機器周期就行了，有一些完成得比較慢，得要 2 個機器周期，還有兩條指令要 4個機器周期才行。這也不難再解，不是嗎？我讓你掃地的執(zhí)行要完成總得比要你完成擦黑板的指令時間要長。為了恒量指令執(zhí)行時間的長短，又引入一個新的概念：指令周期。所謂指令周期就是指執(zhí)行一條指令的時間。INTEL 對每一條指令都給出了它的指令周期數(shù)，這些數(shù)據(jù)，大部 份不需要我們?nèi)ビ洃?，但是有一些指令是需要記住的，?DJNZ 指令是雙周期指令。 下面讓我們來計算剛才的延時。首先必須要知道晶振的頻率，我們設(shè)所用晶振為 12M，則一個機器周期就是 1 微秒。而 DJNZ指令是雙周期指令，所以執(zhí)行一次要 2 個微秒。一共執(zhí)行 62500 次，正好 125000 微秒