【正文】 通電源后，自動(dòng)實(shí)現(xiàn)復(fù)位操作。單片機(jī)的多功能寄存器復(fù)位狀態(tài)見(jiàn)表151所示。實(shí)際上一個(gè)機(jī)器周期有12個(gè)振蕩脈沖周期， 因此機(jī)器周期就是振蕩脈沖信號(hào)的十二分頻。單片機(jī)執(zhí)行單周期的時(shí)序見(jiàn)圖154（a）和（b）所示，其中（a）為單字節(jié)單周期指令，（b）為雙字節(jié)單周期指令。單片機(jī)在實(shí)現(xiàn)用戶設(shè)計(jì)的功能時(shí)通常采用這種工作模式。PCON的8位格式為SMOD———GF1GF0PDIDL其中，SMOD為波特率倍增位（在串行通信中使用）；GFGF0為通用標(biāo)志位；PD為掉電方式控制位，PD=1，進(jìn)入掉電工作方式；IDL為待機(jī)（休閑）方式控制位，IDL=1，進(jìn)入待機(jī)工作方式。進(jìn)入掉電保護(hù)方式，單片機(jī)的一切工作全部停止，只有片內(nèi)RAM單元的內(nèi)容被保存。13 MCS51系列單片機(jī)除40引腳的單片機(jī)外，還有引腳簡(jiǎn)化的MCS51 系列，如DIP20封裝的AT20MCS51單片機(jī)。思考題11 請(qǐng)你舉出一個(gè)單片機(jī)應(yīng)用的例子，并說(shuō)明單片機(jī)在系統(tǒng)中的作用。另一種退出待機(jī)方式的方法是硬件復(fù)位，在RST引腳加上兩個(gè)機(jī)器周期的高電平即可，復(fù)位后的狀態(tài)如前所述。這兩種工作方式特別適合以電池或備用電池為工作電源單片機(jī)系統(tǒng)。單片機(jī)的工作模式與電源有很大關(guān)系，在不同的工作環(huán)境和電源條件下，單片機(jī)工作模式也可以通過(guò)程序設(shè)定。在MCS51系列單片機(jī)的111條匯編指令中，共有單周期指令、雙周期指令和四周期指令三種。一個(gè)機(jī)器周期的寬度為6個(gè)狀態(tài)，并依次表示為S1～S6。單片機(jī)復(fù)位以后，除不影響片內(nèi)RAM狀態(tài)外，P0～P3口輸出高電平，SP賦初值07H，程序計(jì)數(shù)器PC被清0。但如果RST持續(xù)為高電平，單片機(jī)就處于循環(huán)復(fù)位狀態(tài)，無(wú)法執(zhí)行用戶的控制程序。電容Cl和C2對(duì)頻率有微調(diào)作用，電容容量的選擇范圍為5PF～30PF。對(duì)于有一定C語(yǔ)言基礎(chǔ)的初學(xué)者來(lái)說(shuō)，學(xué)習(xí)單片機(jī)C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)很容易，因?yàn)槌绦蛟O(shè)計(jì)過(guò)程中忽略了內(nèi)部存儲(chǔ)器的狀態(tài)，并且目前市場(chǎng)上的單片機(jī)其內(nèi)部存儲(chǔ)器也做得具有足夠容量，不會(huì)因?yàn)橛脩舫绦蛟O(shè)計(jì)過(guò)于繁瑣或C語(yǔ)言的編譯效率較匯編低而造成存儲(chǔ)器的擴(kuò)展問(wèn)題，所以本書(shū)的案例全部采用C語(yǔ)言進(jìn)行程序設(shè)計(jì)。如果采用C語(yǔ)言設(shè)計(jì)單片機(jī)的程序，因?yàn)槌绦蛑械臄?shù)據(jù)處理和分配是由編譯軟件自動(dòng)完成的，通用寄存器的應(yīng)用可以忽略，并且也不需要記住特殊功能寄存器的地址，只需要記住特殊功能的寄存器和每個(gè)特殊功能寄存器的位的標(biāo)示符合作用就可以了。一般在片內(nèi)RAM的30H～7FH單元中設(shè)置堆棧。編程時(shí)，DPTR既可以按16位寄存器使用，也可以按兩個(gè)8位寄存器分開(kāi)使用，即DPTR的高位字節(jié)DPH和DPTR的低位字節(jié)DPL。（Flag 1），也是一個(gè)供用戶定義的標(biāo)志位，與F0類(lèi)似。（Flag 0），是一個(gè)供用戶定義的標(biāo)志位，需要利用軟件方法置位或復(fù)位，用以控制程序的轉(zhuǎn)向。其中有些位的狀態(tài)是由程序執(zhí)行結(jié)果決定，硬件自動(dòng)設(shè)置的，而有些位的狀態(tài)則使用軟件方法設(shè)定。在C語(yǔ)言編程中，如果想讓累加器中的內(nèi)容為十進(jìn)制56，簡(jiǎn)單的語(yǔ)句為A = 56；在匯編語(yǔ)言中則要用的數(shù)據(jù)傳輸指令，命令格式為MOV A，56；二、B寄存器B寄存器是一個(gè)8位寄存器，主要用于乘除運(yùn)算。表121 STC89系列單片機(jī)內(nèi)部資源STC89系列型號(hào)FlashSRAME2PROM定時(shí)器替換型號(hào)STC89C51RC4K5122K3STC10F04XESTC89C52RC8K5122K3STC10F08XESTC89C58RD32K128016K3STC11F32XE特殊功能寄存器（Special Function Register）是通過(guò)專(zhuān)門(mén)規(guī)定而且具有特定用途的RAM部分，它是單片機(jī)內(nèi)部很重要的部件。該串行口功能較強(qiáng)，既可作為全雙工異步通信收發(fā)器使用，也可作為同步移位器使用。特殊功能寄存器用于對(duì)片內(nèi)各功能模塊進(jìn)行監(jiān)控和管理，是一些控制寄存器和狀態(tài)寄存器，與片內(nèi)RAM單元統(tǒng)一編址。從用戶的角度看，單片機(jī)的存儲(chǔ)器邏輯上分為三個(gè)存儲(chǔ)空間，見(jiàn)圖122所示，即統(tǒng)一編址的64KB的程序存儲(chǔ)器地址空間（包括片內(nèi)ROM和外部擴(kuò)展ROM），地址從0000H—FFFFH；256B的片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)地址空間（包括128B的片內(nèi)RAM和特殊功能寄存器的地址空間）；64KB的外部擴(kuò)展的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器地址空間。3．程序狀態(tài)字PSW（Program Status Word）PSW也是一個(gè)8位的特殊功能寄存器，用于存儲(chǔ)程序運(yùn)行過(guò)程中的各種狀態(tài)信息。根據(jù)譯碼器的輸出信號(hào)，再經(jīng)定時(shí)電路定時(shí)產(chǎn)生執(zhí)行該指令所需要的各種控制信號(hào)。PC是用來(lái)指示程序的執(zhí)行位置，在順序執(zhí)行程序時(shí)，單片機(jī)每執(zhí)行一條指令，PC就自動(dòng)加1，以指示出下一條要取的指令的存儲(chǔ)單元的16位地址。圖121 MCS51架構(gòu)（CPU）中央處理器是單片機(jī)的核心，主要功能是產(chǎn)生各種控制信號(hào)，根據(jù)程序中每一條指令的具體功能，控制寄存器和輸入/輸出端口的數(shù)據(jù)傳送，進(jìn)行數(shù)據(jù)的算術(shù)運(yùn)算、邏輯運(yùn)算以及位操作等處理。見(jiàn)圖144所示，其中圖144（a）為晶體振蕩電路， （b）為外部時(shí)鐘輸入電路。在訪問(wèn)外部存儲(chǔ)器時(shí)，P2口輸出高8位地址，每位也可以驅(qū)動(dòng)4個(gè)LSTTL負(fù)載。與其他I/O口不同，P0口是漏極開(kāi)路型雙向I/O口。在訪問(wèn)片外數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器期間，這兩次信號(hào)將不出現(xiàn)。單片機(jī)正常工作時(shí)，此引腳應(yīng)為低電平。圖131（a）為DIP40單片機(jī)封裝外形及引腳分布，圖141（b）是單片機(jī)的電路符號(hào)。表13 8421BCD碼對(duì)照表二進(jìn)制數(shù)十進(jìn)制數(shù)8421BCD碼十六進(jìn)制數(shù)0000000100100011010001010110011110001001101010111100110111101111012345678910111213141500000001001000110100010101100111100010010001 00000001 00010001 00100001 00110001 01000001 01010123456789ABCDEFASCII碼（American Standard Code for Information Interchange，美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)信息交換碼）是一種在國(guó)際上廣泛使用的標(biāo)準(zhǔn)信息代碼，也是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中表示字符的常用編碼。一個(gè)字所包含的二進(jìn)制位數(shù)稱(chēng)為字長(zhǎng)，一般用大寫(xiě)的W表示。例如，計(jì)算123－84時(shí)，可以將其轉(zhuǎn)換為123＋（－84）=[123]補(bǔ)＋[－84]補(bǔ)，以補(bǔ)碼的形式進(jìn)行求和計(jì)算，其結(jié)果和減法一樣。例如：X1=＋87=01010111B，[X1]補(bǔ)=01010111BX2=－87=11010111B，[X2]補(bǔ)=10101001B此外也可以采用直接從負(fù)數(shù)的原碼求取補(bǔ)碼的簡(jiǎn)便方法，即從負(fù)數(shù)原碼的最低位開(kāi)始找第一個(gè)出現(xiàn)的“1”，將第一個(gè)“1”和符號(hào)位之間的數(shù)按位取反，結(jié)果就是補(bǔ)碼。一個(gè)完整的機(jī)器數(shù)應(yīng)能表示無(wú)符號(hào)數(shù)和符號(hào)數(shù)。例如：256228余數(shù)為0，d0位（最低位）由低到高214余數(shù)為0，d1位27余數(shù)為0，d2位23余數(shù)為1，d3位21余數(shù)為1，d4位0余數(shù)為1，d5位（最高位）結(jié)果：56D＝111000B8356由低到高844余數(shù)為4，d0位（最低位）85余數(shù)為4，d1位0余數(shù)為5，d2位（最高位）結(jié)果：356D＝544Q16786316491余數(shù)為7，d0位（最低位）由低到高1630余數(shù)為B，d1位161余數(shù)為E，d2位0余數(shù)為1，d3位（最高位）結(jié)果：7863D＝1EB7H②當(dāng)十進(jìn)制為純小數(shù)時(shí)，其轉(zhuǎn)換方法為“乘基取整”，也就是用二進(jìn)制基數(shù)２乘以十進(jìn)制小數(shù)，得到一個(gè)整數(shù)和一個(gè)小數(shù)部分。其中十進(jìn)制數(shù)也可以不帶任何后綴，即不帶任何后綴或帶后綴D的數(shù)都認(rèn)為是十進(jìn)制數(shù)，在學(xué)習(xí)的過(guò)程中應(yīng)當(dāng)注意這些細(xì)節(jié)問(wèn)題。為了和其他進(jìn)制區(qū)別，一般用下標(biāo)2或后綴B表示二進(jìn)制。一個(gè)任意進(jìn)制的數(shù)可表示為： xnxn1… …xm其中，xi（i＝－m，…－2，－1，0，1，2，…，n）為不同進(jìn)制的數(shù)碼，i也稱(chēng)為數(shù)位，表示該數(shù)碼所處的位置。計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)的都是二進(jìn)制形式的信息，但它們分別代表不同的含義。因?yàn)樵谟?jì)算機(jī)中，信息的表示依賴(lài)于內(nèi)部電路的狀態(tài)。采用單片機(jī)可實(shí)現(xiàn)儀器儀表的數(shù)字化、智能化和微型化。早期MCS51單片機(jī)的典型時(shí)鐘頻率為12 MHz，西門(mén)子公司C500系列單片機(jī)（與MCS51單片機(jī)兼容）的時(shí)鐘頻率為36 MHz，Dallas公司DS89C420系列單片機(jī)的時(shí)鐘頻率高達(dá)50 MHz，現(xiàn)在已有更快的32位100 MHz的單片機(jī)產(chǎn)品。Intel公司的MCS51系列單片機(jī)出現(xiàn)最早，很多公司如Philips、Dallas、Atmel等公司，沿用或參考了Intel公司的MCS51內(nèi)核，相繼開(kāi)發(fā)出了兼容的單片機(jī)產(chǎn)品，并增加和擴(kuò)展了單片機(jī)的很多功能，先后有80380587589C51等型號(hào)。1980年，Intel公司推出了MCS51系列單片機(jī)：8位CPU、4K字節(jié)ROM、128字節(jié)RAM、4個(gè)8位并行口、1個(gè)全雙工串行口、2個(gè)16位定時(shí)/計(jì)數(shù)器。由于單片機(jī)在自動(dòng)控制中應(yīng)用得十分廣泛，因此國(guó)外文獻(xiàn)中一般都稱(chēng)為微控制器。 單片機(jī)的產(chǎn)生與發(fā)展過(guò)程通過(guò)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)等相關(guān)課程的學(xué)習(xí)可知，微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)由硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)兩部分組成，硬件主要由CPU（Central Processing Unit）、內(nèi)存、內(nèi)部功能單元和I/O（Input Output）接口電路等部分組成。圖11 微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)組成示意圖單片機(jī)是單片微型計(jì)算機(jī)（Monolithic Microputer或Single Chip Microputer）的簡(jiǎn)稱(chēng)，也稱(chēng)為微控制器（Microcontroller）或微控制單元 (Micro Control Unit，縮寫(xiě)為MCU、181。1976年，Intel公司推出了MCS48系列單片機(jī)。16位單片機(jī)除CPU為16位外，片內(nèi)RAM和ROM容量進(jìn)一步增大，實(shí)時(shí)處理能力更強(qiáng)，體現(xiàn)了微控制器的特征。 單片機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)早期單片機(jī)多采用DIP（Dual Inline Package，雙列直插式）封裝，體積相對(duì)較大。專(zhuān)用型單片機(jī)是針對(duì)某一類(lèi)產(chǎn)品甚至某個(gè)產(chǎn)品需要的單片機(jī)，在小家電和智能玩具中比較常見(jiàn)，如來(lái)電顯示電話中配有液晶驅(qū)動(dòng)器接口的單片機(jī)和全自動(dòng)洗衣機(jī)中的單片機(jī)，都是專(zhuān)用單片機(jī)，成本低，資源利用率高，系統(tǒng)外圍電路少，可靠性高，具有極高的性價(jià)比和極大的市場(chǎng)空間，是單片機(jī)發(fā)展的一個(gè)重要方向。單片機(jī)中都集成了通信接口，可以很方便地與計(jì)算機(jī)和其他智能設(shè)備進(jìn)行通信，現(xiàn)在的通信設(shè)備通常采用單片機(jī)進(jìn)行設(shè)計(jì)，如電話機(jī)、無(wú)線電對(duì)講機(jī)、程控交換機(jī)等。如采用十進(jìn)制，則需要用具有十種不同狀態(tài)的物理器件，那就難以實(shí)現(xiàn)。其間的轉(zhuǎn)換則由計(jì)算機(jī)軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)。同一數(shù)碼處在不同的數(shù)位，代表的數(shù)值不同。例如：＝＝483＋382＋581＋280＋581＋682由于用二進(jìn)制表示的數(shù)基數(shù)小，位數(shù)較多，不便讀寫(xiě)和記憶，而且容易出錯(cuò)。①十進(jìn)制整數(shù)轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制數(shù)。八進(jìn)制和十六進(jìn)制轉(zhuǎn)換方法類(lèi)似，例如： 2 整數(shù)部分為1，d1（最高位） 由 2 高 整數(shù)部分為0，d2 2 到 整數(shù)部分為1，d3 低 2 整