【導(dǎo)讀】教學(xué)資料內(nèi)容有三個(gè)部分：第一部分是教學(xué)指南，包括了課程性質(zhì)與任務(wù)、課程內(nèi)容和要求、教學(xué)建議、教學(xué)時(shí)間分配。第二部分是習(xí)題答案，給出了每道習(xí)題的詳細(xì)解答過程。第三部分是電子教案，采用PowerPoint課件形式。教師可以根據(jù)不同的教學(xué)要求按需選取和重新組合。限于編著者水平，教學(xué)資料中有錯(cuò)誤或不妥之處，請讀者給予批評(píng)指正。近年來，微計(jì)算機(jī)技術(shù)呈現(xiàn)出百花齊放百家爭鳴的態(tài)勢。的計(jì)算機(jī)公司、器件制招商都不同程度的涉及了微處理器的領(lǐng)域。司的MCS-51系列單片微型計(jì)算機(jī)最具有代表性。計(jì)數(shù)器以及各種輸入/輸出接口等功能部件制作在一塊大規(guī)模集成電路芯片上，具有一定的規(guī)模和獨(dú)立功能的計(jì)算機(jī)。單片機(jī)具有體積小、重量輕、靈活性好、抗干擾能力強(qiáng)、可靠性高、面向控。制、易于擴(kuò)展和性價(jià)比高等優(yōu)點(diǎn)。單片機(jī)廣泛應(yīng)用與智能儀器儀表、工業(yè)控制、通訊設(shè)備、家用電器和國防科技尖端計(jì)數(shù)領(lǐng)域。片機(jī)的精髓所在。1-3將下列十進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換成BCD碼。

　　

【正文】 平觸發(fā)。 簡述 MCS51 單片機(jī)中斷響應(yīng)過程。 答 ： CPU 在每個(gè)機(jī)器周期的 S5P2 時(shí)刻采樣中斷標(biāo)志，而在下一個(gè)機(jī)器周期對(duì)采樣到的中斷進(jìn)行查詢。如果在前一個(gè)機(jī)器周期 S5P2 時(shí)刻有中斷標(biāo)志，則在查詢周期內(nèi)便會(huì)查詢到并按優(yōu)先級(jí)高低進(jìn)行中斷處理，中斷系統(tǒng)將控制程序轉(zhuǎn)入相應(yīng)的中斷服務(wù)程序。 CPU響應(yīng)中斷時(shí)，先置相應(yīng)的優(yōu)先級(jí)激活觸發(fā)器，封鎖同級(jí)和低級(jí)的中斷。然后根據(jù)中斷源的類型，在硬件的控制下，程序轉(zhuǎn)向相應(yīng)的向量入口單元，執(zhí)行中斷服務(wù)程序。硬件調(diào)用中斷服務(wù)程序時(shí)，把程序計(jì)數(shù)器 PC 的內(nèi)容壓入堆棧，同時(shí)把被響應(yīng)的中斷服務(wù)程序的入口地址裝入 PC 中。中斷服務(wù)程序的最后一條指令 必須是中斷返回指令 RETI。 CPU執(zhí)行完這條指令后，把響應(yīng)中斷時(shí)所置位的優(yōu)先級(jí)激活觸發(fā)器清 0，然后從堆棧中彈出兩個(gè)字節(jié)內(nèi)容裝入程序計(jì)數(shù)器 PC 中， CPU 就從原來被中斷處重新執(zhí)行被中斷的程序。 MCS51 單片機(jī)中設(shè)有幾個(gè)定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器？它們分別有幾種工作方式？這些工作方式各有哪些特點(diǎn)？ 答： MCS51 單片機(jī)內(nèi)部中有兩個(gè) 16 位可編程的定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器。 定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器有四種工作方式：方式 0，方式 1，方式 2，方式 3。其中，方式 3 只適用于 T0。 以 T0 為例： ① 方式 0， 16 位寄存器只用了 13 位， TL0 的高三位未用。由 TH0的 8 位和TL0 的低 5 位組成一個(gè) 13 位計(jì)數(shù)器； ② 方式 1，和方式 0 的工作相同，唯一的差別是 TH0和 TL0 組成一個(gè) 16 位計(jì)數(shù)器； ③ 方式 2，把 TL0 配置成一個(gè)可以自動(dòng)恢復(fù)初值的 8 位計(jì)數(shù)器， TH0 作為常數(shù)緩沖器。 TH0 由軟件預(yù)置值。當(dāng) TL0 產(chǎn)生溢出時(shí)，一方面使溢出標(biāo)志 TF0 置 1，同時(shí)把 TH0 中的 8 位數(shù)據(jù)重新裝入 TL0 中； ④ 方式 3，將使 TL0 和 TH0 成為兩個(gè)相互獨(dú)立的 8 位計(jì)數(shù)器， TL0 利用 T0 本身的一些控制，它的操作與方式 0 和方式1 類似。而 TH0 被規(guī)定為只用作定時(shí)器功能，對(duì)機(jī)器周期計(jì)數(shù)，并借用了 T1 的控制位TR1 和 TF1。在這種情況下 TH0 控制了 T1 的中斷。這時(shí) T1 還可以設(shè)置為方式 0～ 2，用于任何不需要中斷控制的場合，或者用作串行口的波特率發(fā)生器。 MCS51 單片機(jī)的時(shí)鐘晶振頻率為 6MHz，若要求定時(shí)為 和 20ms，定時(shí)器工作方式為 0，方式 1 和方式 2，其定時(shí)器初值各為多少？ 答：已知時(shí)鐘晶振頻率為 6MHz，故 1 個(gè)機(jī)器周期為 s2M H z6 112f112 ????? （ 1）方式 0 時(shí)：設(shè)時(shí)間常數(shù)為 X，則 ① 定時(shí)為 ，有 ? ? 13 ???? ,故X=8092，化成二進(jìn)制數(shù)為 1111110011100B，則 TH0=11111100B=0FCH， TL0=11100B=1CH；② 定時(shí)為 20ms，無法由定時(shí)器直接產(chǎn)生。 （ 2）方式 1 時(shí)：設(shè)時(shí)間常數(shù)為 X，則 ① 定時(shí)為 ，有 ? ? 16 ???? ,故X=65436 ， 化 成 二 進(jìn) 制 數(shù) 為 111111110011100B ，則 TH0=11111111B=0FFH ，TL0=10011100B=9CH； ② 定時(shí)為 20ms，有 ? ? ms20s2X2 16 ???? ，故 X=55536，化成二進(jìn)制數(shù)為 1101100011110000B， 則 TH0=11011000B=0D8H， TL0=11110000B=0F0H。 （ 3）方式 2 時(shí)： ① 定時(shí)為 ，有 ? ? 8 ???? ，故 X=156，化成二進(jìn)制數(shù)為 10011100B，則 TH0=10011100B=9CH， TL0=10011100B=9CH； ② 定時(shí)為 20ms，無法由定時(shí)器直接產(chǎn)生。 設(shè)計(jì)一個(gè) 100ms 的延時(shí)程序，已知用定時(shí)器 T0 并工作方式 1。 答：設(shè)單片機(jī)的晶振頻率為 6MHz，已知要用定時(shí)器 T0 的工作方式 1 產(chǎn)生 100ms 定時(shí)時(shí)間，可使用查詢方式。 由分析可知，計(jì)數(shù) 初值 X=15536=3CB0H。故定時(shí)器 T0 的初值為 TH0=3CH， TL0=0B0H。 程序如下： MOV TMOD， 01H ；設(shè)置定時(shí)器 T0 為工作方式 1 MOV TH0， 3CH ；給定時(shí)器 T0 置初值 MOV TL0, 0B0H SETB TR0 ；啟動(dòng)定時(shí)器 T0 HERE: JNB TF0, HERE ；判斷計(jì)數(shù)溢出標(biāo)志位 ，是“ 1”，計(jì)數(shù)結(jié)束 CLR TF0 設(shè) MCS51 單片機(jī)的晶振頻率為 6MHz，若由 引腳輸出 1000Hz 方波，試編寫其應(yīng)用程序。 答：已知單片機(jī)的晶振頻率為 6MHz，若想由 引腳輸出 1000Hz 方波，可使用定時(shí) /計(jì)數(shù)器 T0 或 T1 的工作方式 2，這里選擇 T0。 因?yàn)橐敵?1000Hz 方波，其周期為 1ms，故定時(shí)時(shí)間是 ，由分析可知，計(jì)數(shù)初值為 X=6D=6H。 程序如下： ORG 0000H SJMP START ORG 000BH SJMP T0INT ； T0 中斷入口 ORG 0010H START: MOV TMOD， 02H ；選 T0 的工作方式為 2 MOV TL0， 06H ；給 T0 置初值 MOV TH0, 06H SETB EA ； CPU 開中斷 SETB ET0 ；定時(shí)器 T0 允許中斷 SETB PT0 ；定時(shí)器 T0 為高優(yōu)先級(jí)中斷 SETB TR0 ；啟動(dòng)定時(shí)器 T0 SJMP $ ；循環(huán)等待 … T0INT: CPL ；對(duì) 取反，輸出 方波 RETI MCS51 單片機(jī)的定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 T0 產(chǎn)生定時(shí)時(shí)鐘，由 P1 口輸出控制 5 個(gè)信號(hào) 燈一次閃亮，其閃亮頻率為 10 秒 /次， 5 個(gè)信號(hào)燈依次閃亮一遍為一個(gè)周期。試根據(jù)上述要求編寫出應(yīng)用程序。 答：由題可知，如單片機(jī)的晶振頻率為 6MHz，可采用工作方式 1，由分析可知，計(jì)數(shù)初值 X=15536=3CB0H。故定時(shí)器 T0 的初值為 TH0=3CH， TL0=0B0H。 要 5 個(gè)信號(hào)燈依次閃亮，需要兩個(gè)標(biāo)志：一個(gè)標(biāo)志，判斷計(jì)數(shù)次數(shù)；另一個(gè)標(biāo)志，判斷燈的位置。假設(shè)燈在 P1 口輸出為 1 時(shí)點(diǎn)亮，并 5 個(gè)信號(hào)燈連接到 ～ 。 程序如下： ORG 0000H SJMP START ORG 000BH SJMP T0INT ； T0 中斷入口 ORG 0010H START: MOV TMOD， 01H ；選 T0 的工作方式為 2 MOV TL0， 0B0H ；給 T0 置初值 MOV TH0, 3CH MOV 30H, 0FBH ；給軟件計(jì)數(shù)器初值 MOV 31H, 01H ；點(diǎn)亮的燈的位置 SETB EA ； CPU 開中斷 SETB ET0 ；定時(shí)器 T0 允許中斷 SETB PT0 ；定時(shí)器 T0 為高優(yōu)先級(jí)中斷 SETB TR0 ；啟動(dòng)定時(shí)器 T0 SJMP $ ；循環(huán)等待 … T0INT: MOV TL0， 0B0H ；給 T0 置初值，以便下一次計(jì)數(shù) MOV TH0, 3CH MOV A, 31H MOV P1, A ；點(diǎn)亮 1 盞燈 RL A MOV 31H, A ；下一盞燈 INC 30H ； MOV A, 30H JNZ A, RETURN MOV 31H 01H MOV 30H, 0FBH RETURN: RETI 1 串行口異步通信時(shí)， ASCII 碼“ 3”的字符格式（ 10 位）如何？ 答：串行口異步通信時(shí)， 10 位的數(shù)據(jù)幀結(jié)構(gòu)為：一個(gè)起始位（ 0）， 8 個(gè)數(shù)據(jù)位（先低位后高位），一個(gè)停止位（ 1）。 故 ASCII 碼“ 3” 的字符格式為： 0110011001B。 1 若選用定時(shí)器 T1 作波特率 發(fā)生器，設(shè) fosc=6MHz，計(jì)數(shù)初值為 0FDH， SMOD=1，求波特率是多少？ 答：若選用定時(shí)器 T1 作波特率發(fā)生器，波特率由下式確定： 波特率 =（定時(shí)器 T1 溢出率） /n 公式中： ① n 為 32或 16，取決于特殊功能寄存器 PCON 中的 SMOD 位的狀態(tài)。若 SMOD=0,則 n=32。若 SMOD=1,則 n=16。 ② 定時(shí)器 T1 溢出率 =定時(shí)器 T1 的溢出次數(shù) /秒。 由題可知： fosc=6MHz，計(jì)數(shù)初值為 0FDH， SMOD=1，故 ? ? k H D H02 5 61216 M H z6 ???? 第 6 章 MCS51 系統(tǒng)擴(kuò)展技術(shù) 本章教學(xué)內(nèi)容 本章主要介紹了 MCS51 單片機(jī)的存儲(chǔ)器擴(kuò)展技術(shù)、并行口接口擴(kuò)展技術(shù)、A/D 和 D/A 轉(zhuǎn)換器接口擴(kuò)展技術(shù)、七段顯示器的接口擴(kuò)展技術(shù)和鍵盤接口擴(kuò)展技術(shù)。 1．對(duì)于 MCS51 單片機(jī)片內(nèi)只有 4KB ROM 或 4KB EPROM，而 8031 片內(nèi)沒有 ROM。當(dāng)片內(nèi) ROM 不夠或者采用 8031 芯片時(shí)，需要向片外進(jìn)行程序存儲(chǔ)器的擴(kuò)展。擴(kuò)展時(shí)采用 P0 口和 P2 口作為 16 位地址總線，而 P0口又作為地址 /數(shù)據(jù)分時(shí)復(fù)用總線，因此必須通過外部地址鎖存器鎖存 P0 的狀態(tài)。 2． MCS51 單片機(jī)內(nèi)僅有 128 字節(jié)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，它們可以作為工作寄存器、位尋址區(qū)、數(shù)據(jù)緩沖器來使用。 CPU 對(duì)片內(nèi) RAM 具有豐富的操作指令，使用非常方便。當(dāng)應(yīng)用系統(tǒng)需要保存較大數(shù)量的數(shù)據(jù)時(shí)，必須進(jìn)行外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的擴(kuò)展。擴(kuò)展數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器通常常用靜態(tài) RAM，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的擴(kuò)展容量最大為 64K字節(jié)，其擴(kuò)展方法與程序存儲(chǔ)器的擴(kuò)展方法類似。 3． MCS51 單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中，往往既需要進(jìn)行程序存儲(chǔ)器的擴(kuò)展，又需要進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的擴(kuò)展，而且常常不只擴(kuò)展一片存儲(chǔ)器芯片，而是多片存儲(chǔ)器芯片。在進(jìn)行存儲(chǔ)器擴(kuò)展時(shí)，不僅需要考慮硬件電路的連 接問題，而且還應(yīng)合理 地對(duì)各種存儲(chǔ)器的地址空間進(jìn)行分配，這些是 擴(kuò)展成敗的重要因素。本章對(duì)程序存儲(chǔ)器和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的擴(kuò)展實(shí)例做了大量的分析介紹。讀者可在學(xué)習(xí)時(shí)認(rèn)真領(lǐng)會(huì)、推敲，熟練的掌握它。 4． 8255A 是 MCS51 單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中應(yīng)用十分廣泛的可編程外部 I/O 擴(kuò)展接口芯片。 8255A 由數(shù)據(jù)端口、控制端口、雙向三態(tài)數(shù)據(jù)總線緩沖器和讀 /寫控制邏輯等部分組成。其中 3 個(gè) 8 位的并行 I/O 端口分別稱為 A、 B、 C 端口， C端口又分為高 4 位（ PC7~PC4）端口和低四位（ PC3~PC0）端口；通過編程可以使 8255A 工作于方 式 0、方式 方式 2。要正確運(yùn)用 8255A 接口芯片實(shí)現(xiàn)單片機(jī) I/O 的擴(kuò)展，首先必須掌握 8255A 的內(nèi)部結(jié)構(gòu)、引腳功能，保證硬件正確連接；其次要正確寫入控制字合理選擇工作方式。 5． A/D 轉(zhuǎn)換器和 D/A 轉(zhuǎn)換器在 MCS51 單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中占有相當(dāng)?shù)谋戎亍/A 轉(zhuǎn)換器介紹了 DAC0832 芯片，它是美國數(shù)據(jù)公司的 8 位 D/A，片內(nèi)帶數(shù)據(jù)鎖存器，電流輸出，輸出電流穩(wěn)定。 A/D 轉(zhuǎn)換器介紹了 ADC0809，