【正文】 P1 P1 P1 P1 P1 P1 P1 P1 P2 P2 P2 P2 P2 P2 P2 P2 P2 P2 P2 時(shí)鐘和時(shí)鐘電路 S1P1 P2S2P1 P2S3P1 P2S4P1 P2S5P1 P2S6P1 P2S1P1 P2S2P1 P2S3P1 P2S4P1 P2S5P1 P2S6P1 P2 P2P1S1O S CA L ES1 S2 S3 S4 S5 S6讀操作碼讀下一個(gè)操作碼（丟棄）讀下一個(gè)操作碼A ：?jiǎn)巫止?jié)單周期指令 如： I N C AS1 S2 S3 S4 S5 S6讀操作碼 讀第 2 字節(jié) 讀下一個(gè)操作碼B ：雙字節(jié)單周期指令 如： A D D A , d a t aS1 S2 S3 S4 S5 S6讀操作碼 讀下一個(gè)操作碼C ：?jiǎn)巫止?jié)雙周期指令 如： I N C D P T RS1 S2 S3 S4 S5 S6讀操作碼讀下一個(gè)操作碼D ：?jiǎn)巫止?jié)雙周期指令 如： M O V X 類指令讀下一個(gè)操作碼（丟棄）S1 S2 S3 S4 S5 S6S1 S2 S3 S4 S5 S6讀下一個(gè)操作碼（丟棄） 不取指無 A L E 信號(hào)不取指S1S1地址 數(shù)據(jù)訪問外部存儲(chǔ)器? 復(fù)位 復(fù)位和復(fù)位電路 1. ALE/ 2. PSEN3. EA /VPP 4. RST (a)上電復(fù)位 (b)電平開關(guān)復(fù)位 圖 復(fù)位電路 MCS51單片機(jī)的存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu) 0 0 0 0 HFFHF F F F H6 4 K BR A M( I / O )數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器0 0 H7 F H8 0 H內(nèi)部R A M 專用寄存器片外片內(nèi)0 0 0 0 H片內(nèi)EA =10 0 0 0 H0 F F F H片外EA =00 F F F HF F F F H6 4 K BR O M 4 K BR O M程序存儲(chǔ)器圖 8051存儲(chǔ)器配置圖 程序存儲(chǔ)器 程序是控制計(jì)算機(jī)運(yùn)行的一系列命令 。 狀態(tài)： 振蕩脈沖經(jīng)過二分頻后，就是單片機(jī)的時(shí)鐘信號(hào)的周期，即為狀態(tài)（用 S表示）。 單片機(jī)的 CPU 表 寄存器 PSW各位的功能、標(biāo)志符號(hào)與相應(yīng)的位地址 功 能 標(biāo)志符號(hào) 位地址 進(jìn)位標(biāo)志 (又是 C寄存器 ) CY 輔助進(jìn)位標(biāo)志 AC 用戶標(biāo)志 FO 工作寄存器組選擇 RS1 工作寄存器組選擇 RS0 溢出標(biāo)志 OV 保留 奇偶標(biāo)志 P 時(shí)鐘和時(shí)鐘電路 (a)內(nèi)部振蕩器方式 (b)外部振蕩器方式 圖 8051單片機(jī)的振蕩器方式 一、時(shí)鐘電路 MCS51系列單片機(jī)內(nèi)部有一個(gè)高增益的反相放大器構(gòu)成的振蕩電路，作為 CPU的時(shí)鐘脈沖源。 單片機(jī)的 CPU 二、 運(yùn)算器 作用： 主要用于處理算術(shù)與邏輯運(yùn)算等操作。其中， ~。在單片機(jī)掉電期間，此端子可接備用電源（ +5V）。 MCS51系列單片機(jī)的硬件及端子功能 MCS51系列單片機(jī)的硬件及端子功能 其基本特性如下： 8位 CPU，含片內(nèi)振蕩器； 4KB的程序存儲(chǔ)器 ROM； 128B的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器 RAM； 64KB的外部程序存儲(chǔ)器尋址能力； 64KB的外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器尋址能力； 32根輸入輸出 (I/O)線； 2個(gè) 16位定時(shí) /計(jì)數(shù)器； 1個(gè)全雙工異步串行口； 21個(gè)特殊功能寄存器； 5個(gè)中斷源， 2個(gè)優(yōu)先級(jí)； 具有位尋址功能。 內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（片內(nèi) RAM）： 256個(gè)字節(jié)的 RAM單元，其中 128個(gè)字節(jié)被專用寄存器占用，前 128個(gè)字節(jié) 單元共用戶存放可讀寫的數(shù)據(jù)。 1 0 1 1 0 11 0 1 . 1 11 1 0001 0 1 1 0 11 0 1 . 1 11 1 0000 0 0 0二進(jìn)制十六進(jìn)制二進(jìn)制1 6 D C A.即： ()2=()16。 依此類推 ， 從低位到高位逐次進(jìn)行 ， 直到商是 0為止 ， 就可得到該十進(jìn)制數(shù)的二進(jìn)制代碼 。 例如： 53478=5 104+3 103+4 102+7 101+8 100，對(duì)應(yīng)于： 5 3 4 7 8萬 千 百 十 個(gè)十進(jìn)制10 4 10 3 10 2 10 1 10 0 二進(jìn)制數(shù) 二進(jìn)制是按 “ 逢二進(jìn)一 ” 的原則進(jìn)行計(jì)數(shù)的。 （ 1）原碼 最高位為符號(hào)位（正數(shù)用 0表示，負(fù)數(shù)用 1表示），其他位為數(shù)值位。 類型：操作類指令、控制轉(zhuǎn)移類指令 （ 2）指令系統(tǒng)（決定計(jì)算機(jī)的能力，影響 其體系結(jié)構(gòu)） 定義：所有指令的集合。用來產(chǎn)生表示節(jié)拍的時(shí)序電位和時(shí)序脈沖，并將指令規(guī)定的操作類別、條件組成各種相應(yīng)的控制信號(hào)，按一定的時(shí)間和條件，把信號(hào)送到相應(yīng)的線路中協(xié)調(diào)整機(jī)工作。 速度的單位：百萬條指令 /秒。 ? 一、現(xiàn)代計(jì)算機(jī)的發(fā)展歷史 第一代： 1946~1957 電子管計(jì)算機(jī)（速度慢） 第二代： 1957~1964 晶體管計(jì)算機(jī) （速度快，功耗低，性能更穩(wěn)定） 第三代： 1964~1972 集成電路計(jì)算機(jī)（體積小，可靠性高） 第四代： 1972~現(xiàn)在 大規(guī)模集成電路計(jì)算機(jī) 第五代：智能化 計(jì)算機(jī)的發(fā)展概況 ? 二、計(jì)算機(jī)的發(fā)展方向 （ 1）大型化和巨型化 運(yùn)算速度快，存儲(chǔ)量大，體積大，價(jià)格高。 字長(zhǎng)越長(zhǎng)，計(jì)算精度越高，尋址范圍越大。 計(jì)算機(jī)的特點(diǎn)和應(yīng)用 計(jì)算機(jī)的特點(diǎn)和應(yīng)用 ? 三、計(jì)算機(jī)的應(yīng)用 （ 1）數(shù)值計(jì)算 （ 2）信息處理和事物管理 信息處理： 利用計(jì)算機(jī)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄、合并、分類、傳 遞、存儲(chǔ)、計(jì)算、檢索等處理。 分類： （ 4）輸入、輸出設(shè)備 作用：輔助主機(jī)的工作，提供主機(jī)和外設(shè)之間交換信息的工具。 （ 3）程序設(shè)計(jì)語言 作用：編寫程序所使用的語言。 X=+87=01010111B， [X]補(bǔ) =01010111B Y=87=11010111B， [Y]補(bǔ) =10101001B 二、碼制 在計(jì)算機(jī)中，除了表示數(shù)以外，還要表達(dá)字母、字符等信息，他們也是以二進(jìn)制的形式出現(xiàn)的，只是編碼的形式不同而已，計(jì)算機(jī)中常見的編碼由 BCD碼和 ASCII碼。 例如： 10110100=1 27+0 26+1 25+1 24+0 23+1 22+0 21+0 20， 對(duì)應(yīng)于： 其各位的權(quán)為 1， 2， 4， 8， … ，即以 2為底的 0次冪、 1次冪、 2次冪等。 該整數(shù)位的值為二進(jìn)制小數(shù)的最高位 。 1 01 1 0 01 01 0 11 1 00 0二進(jìn)制十六進(jìn)制 E C A 1 61 1 0 0即： (ECA16)16=(11101100101000010110)2。 并行 I/O口： 4個(gè) 8位 的 I/O口（ P0、 P P P3），以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的并行輸入 /輸出。 MCS51系列單片機(jī)的硬件及端子功能 MCS51系列單片機(jī)的硬件及端子功能 二、 MCS51系列單片機(jī)的端子分布 (a)方形封裝 (b)雙列直插式封裝 （ 1） 電源端子 （ 40）用于接入單片機(jī)的工作電源。 ALE/PROG:訪問外部存儲(chǔ)器時(shí)， ALE用于鎖存低 8位的地址信號(hào)。 （ 1） 程序計(jì)數(shù)器 PC： 是一個(gè) 16位的專用寄存器，用來存放下一條指令的地址，具有自動(dòng)加 1的功能。 （ 2） 累加器 ACC： 是一個(gè) 8位特殊功能寄存器，通過暫存器與 ALU相互傳送信息，用來存放一個(gè)操作數(shù)或中間結(jié)果。 TT L(a ) 內(nèi)部振蕩器方式XT AL 1R外部振蕩器XT AL 2VC CXT AL 2XT AL 1V SS(b ) 80 51 外時(shí)鐘源接法80 51NC外部振蕩器XT AL 1XT AL 2V SS(c ) 80 C51 外時(shí)鐘源接法80 C51C 1 C 2 時(shí)鐘和時(shí)鐘電路 （ a）外接石英晶體的內(nèi)部時(shí)鐘方式。 時(shí)鐘周期： 是振蕩源信號(hào)經(jīng)二分頻后形成的時(shí)鐘脈沖信號(hào) 。 MCS51單片機(jī)的內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器 MCS51單片機(jī)的內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器由地址 00H～ FFH共有 256個(gè)字節(jié)的地址空間組成，這 256個(gè)字節(jié)的地址空間被分為兩部分，其中內(nèi)部數(shù)據(jù) RAM地址為 00H～ 7FH(即 0～ 127)。 ～ ：該口除了作為準(zhǔn)雙向口外，還具有第二功能。結(jié)束 本章中符號(hào)的定義 尋 址 方 式 MCS51單片機(jī)有 7種尋址方式 ， 見表 。 內(nèi)部數(shù)據(jù) RAM的低 128個(gè)字節(jié)單元 (該空間還可以采用寄存器間接尋址 )。 在 MCS51單片機(jī)中，能夠用來間接尋址的寄存器有：用戶所選定的工作寄存器組的 R0、 R1，堆棧指針 SP和 16位的數(shù)據(jù)指針 DPTR。(A)←((DPTR)) ，用 DPTR間接尋址的單元中的內(nèi)容替換 。設(shè)該轉(zhuǎn)移指令存放在 1005H單元，取出操作碼后PC指向 1006H單元，取出偏移量后 PC指向 1007H單元，所以計(jì)算偏移量時(shí) PC當(dāng)前地址為 1007H，已經(jīng)為轉(zhuǎn)移指令首地址加 2，這里的偏移量以補(bǔ)碼給出，所以 80H代表著 80H，補(bǔ)碼運(yùn)算后，就形成跳轉(zhuǎn)地址 0F87H。(A)←((Ri)) 寄存器間接尋址 MOV A, Rn 。(Rn)←(A) 寄存器尋址 MOV Rn, direct 。(directX)←((Ri)) 寄存器間接尋址 MOV directX, data 。 指令助記符及功能說明如下： 目的操作數(shù) 源操作數(shù) 功能說明 源操作數(shù)尋址方式 MOV DPTR, data16 。(A)←((Ri)) 寄存器間接尋址 MOVX DPTR, A 。 數(shù)據(jù)交換指令 指令助記符與功能說明如下： 目的操作數(shù) 源操作數(shù) 功能說明 源操作數(shù)尋址方式 XCH A, direct (direct) 直接尋址 XCH A, Ri ((Ri)) 間接尋址 XCH A, Rn (Rn) 寄存器尋址 2. 半字節(jié)交換指令 例 1 設(shè) (30H)=6FH， (R0)=30H， (A)=0F6H，則執(zhí)行指令： XCHD A, Ri 結(jié)果： (A)=0FFH， (30H)=66H 數(shù)據(jù)交換指令除了影響始終跟蹤 A中數(shù)據(jù)奇偶性的 P標(biāo)志外，對(duì) PSW中其他標(biāo)志位均無影響。保護(hù)標(biāo)志寄存器中數(shù)據(jù) … 。(A)←(A)+(Rn) 寄存器尋址 例 1 執(zhí)行指令： MOV A, 0A9H ADD A, 0B8H 對(duì)程序狀態(tài)寄存器的影響如圖 。(A)←(A)+(Rn)+(C) 寄存器尋址 例 3 利用 ADDC指令可以進(jìn)行多字節(jié)的加法運(yùn)算。和的低 8位存入 50H MOV A, 41H 。(A)←(A) (direct)(C) 直接尋址 SUBB A, Ri 。 如果參與運(yùn)算的兩數(shù)為無符號(hào)數(shù) ， 則其溢出與否與 OV狀態(tài)無關(guān) ，而是靠 CY是否有借位來判斷 ， OV僅僅表示帶符號(hào)數(shù)運(yùn)算時(shí)是否溢出 。被減數(shù)高 8位減去減數(shù)高 8位與借位 MOV 51H, A 。編程求出二者乘積，并將乘積的 0～ 7位存放在 R1， 8～ 15位存放在 R2， 16～ 23位存放在 R3中。指向被乘數(shù)高 8位地址 MOV A, R0 。乘數(shù)送 B中 MUL AB 。借位位 C內(nèi)容存入 52H單元 1. 乘法指令 例 1 設(shè) (A)=67H(103)， (B)=0ADH(173)，執(zhí)行指令： MUL AB 運(yùn)算結(jié)果：乘積為 459BH(17819)， (A)=9BH， (B)=45H。C位清 0 SUBB A, 42H 。(A)←(40H) CLR C 。(A)←00H ADDC A, 00H 。 這與執(zhí)行指令“ ADD A, 40H”的結(jié)果是一樣的。 2. 帶進(jìn)位加法指令 指令助記符與功能說明如下： 目的操作數(shù) 源操作數(shù) 功能說明 源操作數(shù)尋址方式 ADDC A, data 。 算術(shù)運(yùn)算類指令 指令助記符與功能說