【正文】 在單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的開發(fā)調(diào)試階段，有時需要觀察每條指令執(zhí)行后的結(jié)果，此時就需要用到單步執(zhí)行方式。 單步執(zhí)行方式是使程序執(zhí)行處于外加脈沖的控制下，一條指令以條指令地執(zhí)行，即按一次鍵，執(zhí)行一條指令。 單步執(zhí)行方式可以利用 MCS51的外部中斷來實(shí)現(xiàn) .MCS51中斷系統(tǒng)規(guī)定 :從中斷服務(wù)程序返回以后至少要執(zhí)行一條指令后才能夠重新響應(yīng)新的中斷請求 .據(jù)此 ,如果將外加脈沖從 /INT0引腳輸入 ,平時保證 /INT0為低電平 ,并通過初始化設(shè)定外部中斷 0為高優(yōu)先級和低電平觸發(fā)方式 ,就能保證單片機(jī)平時處于中斷響應(yīng)狀態(tài) .在中斷服務(wù)子程序中配合使用下面的指令就能夠時下按壓一次只執(zhí)行一條指令的單步操作 . JNB ,$。 若 /INT0=0,不往下執(zhí)行 JB ,$。 若 /INT0=1,往下執(zhí)行 RETI 。 返回主程序執(zhí)行一條指令 低功耗操作模式 CHMOS型的 80C51單片機(jī)有兩種低功耗操作方式：待機(jī)操作方式和掉電操作方式。 在待機(jī)方式時， CPU停止工作，而 RAM、定時器、串行口和中斷系統(tǒng)繼續(xù)工作。 在掉電方式時，僅給片內(nèi) RAM供電，片內(nèi)所有其他的電路均不工作。 HMOS的 8051單片機(jī)只有一種低功耗方式：掉電操作方式。 1. HMOS型單片機(jī)的掉電操作方式 正常操作時， 8051的內(nèi)部 RAM由 VCC供電，當(dāng) RST/VPD端的電壓超過VCC時，內(nèi)部 RAM將改為由 RST/VPD端的電源供電。若 RST/VPD端接有備用電源，則當(dāng) VCC掉電時，次備用電源就可保護(hù)內(nèi)部 RAM的數(shù)據(jù)不丟失。 2. CHMOS型單片機(jī)的低功耗方式 80C51單片機(jī)用軟件來選擇低功耗 ,主要由電源控制寄存器 PCON中的相關(guān)位控制， PCON寄存器格式如下： 位序 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 位名 SMOD / / / GF1 GF0 PD IDL 表 27 PCON寄存器格式 IDL:待機(jī)方式位 當(dāng) IDL=1時，激活待機(jī)工作方式 PD:掉電工作方式 當(dāng) PD=1時，激活掉電工作方式 GF1 GF0：通用標(biāo)志位 SMOD：串行波特率倍增位 （ 1）待機(jī)方式 執(zhí)行一條置位 IDL的指令后 ,80C51就進(jìn)入待機(jī)方式 .這時提供給CPU的時鐘信號被切斷 ,但時鐘信號仍提供給 RAM,定時器 ,中斷邏輯和串行口 .同時 CPU的工作狀態(tài)在待機(jī)期間被保留起來 ,也就是堆棧指針SP,程序計(jì)數(shù)器 PC,程序狀態(tài)字 PSW,累加器 ACC及通用寄存器的內(nèi)容 .在待機(jī)方式下 VCC仍為 5V,但消耗電流由正常工作方式的 24MA將為. PCON中的標(biāo)志位 GF0和 GF1可以用作軟件標(biāo)志 ,若置 IDL=1的同時也置 GF0/GF1=1,則待機(jī)方式中激活的中斷服務(wù)程序查詢到此標(biāo)志便可以確定服務(wù)的性質(zhì) . 可以有兩種兩條途徑退出待機(jī)方式： 一種是有任一種中斷被激活，此時 IDL位將被硬件清除，隨之待機(jī)狀態(tài)被結(jié)束。系統(tǒng)退出待機(jī)方式 ,進(jìn)入正常工作方式 . 另一種是靠硬件復(fù)位，復(fù)位后 PCON中各位均被清 0. （ 2）掉電方式 CHMOS型單片機(jī)的掉電方式與 HMOS不同，備用電源由 VCC輸入，而不像 HMOS那樣由 RST/VPD輸入 . 執(zhí)行一條置位 PD的指令后 ,80C51就進(jìn)入掉電工作方式 .掉電后 ,片內(nèi)振蕩器停止工作 ,時鐘凍結(jié) ,一切工作都停止 ,只有片內(nèi) RAM的內(nèi)容被保持 ,SFR內(nèi)容也被破壞 .掉電方式下 VCC可以降到 2V,耗電僅 50uA. 退出掉電方式恢復(fù)正常工作方式的惟一途徑是硬件復(fù)位 .應(yīng)在 VCC恢復(fù)到正常值后再進(jìn)行復(fù)位 ,復(fù)位時間需 10ms,以保證振蕩器再啟動并啟動并達(dá)到穩(wěn)定 ,實(shí)際上復(fù)位本身只需 25個振蕩周期 (2~4us).但在進(jìn)入掉電方式前 ,VCC不能掉下來 ,因此要有掉電方式前 ,VCC不能掉下來 ,因此要有掉電檢測電路 . EPROM編程和校驗(yàn)方式 （ 1）內(nèi)部 EPROM編程 編程時 ,時鐘頻率應(yīng)在 4~6MHZ的范圍內(nèi) ,有關(guān)引腳的接法和用法如下 : ~ PSEN應(yīng)保持為低電平 。 RST應(yīng)為高電平 ,RST的高電平可為 ,其余的都以 TTL的高低電平為準(zhǔn) 。EA/VPP端另加 餓編程脈沖 ,此電壓要求穩(wěn)定 ,不能大于 ,否則會破壞 EPROM。在EA/VPP出現(xiàn)正脈沖期間 ,ALE/PROG端加 50ms的負(fù)脈沖 ,完成一次寫入 . 8751的 EPROM編程一般要用專門的單片機(jī)編程器 (如 ALL11等 )來完成 . （ 2） EPROM程序校驗(yàn) 在程序的加密位尚未設(shè)置的狀態(tài)下 ,無論在寫入的當(dāng)時或?qū)懭胫?,均可將片內(nèi)程序存儲器的內(nèi)容讀出進(jìn)行效驗(yàn) .在讀書時 ,除 TTL低電平之外 ,其它引腳與 EPROM的連接方式相同 .要讀出的程序存儲器單元地址由 P1口和 P2口的 ~ ,P2口的其它引腳及 PSEN保持低電平 ,ALE,EA和 RST接高電平 ,校驗(yàn)的單元內(nèi)容由 P0口送出 .在校驗(yàn)操作時 ,需在 P0的各位外部加上拉電阻 10k （ 3）程序存儲器的加密位 8751內(nèi)部有一個加密位 .一旦此加密被編程后 ,就可禁止用任何外部手段對片內(nèi)程序存儲器進(jìn)行讀寫 .將加密位寫入以建立保險(xiǎn)的過程與正常寫入的過程相似 ,但加密編程脈沖后就可以使加密位寫入 . EPROM加密后 ,內(nèi)部程序存儲器便不能再被寫入和讀出校驗(yàn) ,而且也不能執(zhí)行外部程序存儲器的程序 .只有 EPROM全部擦除時 ,加密位才能被一起擦除 ,以便再次寫入 . 第 3章 MCS51單片機(jī)的指令系統(tǒng) MCS51共有 111條指令，指令的長度和執(zhí)行時間因不同的指令而各不相同。 MCS51指令系統(tǒng)概述 數(shù)據(jù)傳輸類指令 算術(shù)運(yùn)算類指令 邏輯操作類指令 控制轉(zhuǎn)移類指令 布爾（位）操作類指令 偽指令 所謂指令就是 CPU所能進(jìn)行的操作 .每條指令都對應(yīng) CPU的一種操作 ,CPU有多少種操作就應(yīng)該有多少條指令 .我們把所有指令的集合稱為 CPU的指令系統(tǒng) ,MCS51單片機(jī)的指令操作系統(tǒng)共包括 111條指令 . 計(jì)算機(jī)常用的編程語言 程序是完成某項(xiàng)任務(wù)的計(jì)算機(jī)指令的有序集合 .設(shè)計(jì)程序就要用到程序設(shè)計(jì)語言 ,從使用的角度來看 ,程序設(shè)計(jì)語言可分為如下三種 : 計(jì)算機(jī)語言是計(jì)算機(jī)唯一能”懂”的語言 ,直接用二進(jìn)制代碼表示，這種編碼稱為機(jī)器碼或是稱為機(jī)器語言。只有內(nèi)存中 機(jī)器碼能被計(jì)算機(jī)直接執(zhí)行 .然而 ,不同類型 CPU其機(jī)器語言必然不同 ,且直接用機(jī)器語言來編程 ,晦澀難懂 ,極易出錯 ,很難用它來進(jìn)行程序設(shè)計(jì) . 為克服使用機(jī)器語言編程的缺點(diǎn) ,人們采用采用一些符號來代表地址或數(shù)據(jù) ,用簡單明了的助記符（英文縮寫）表示指令的操作碼 ,這就形成了匯編語言 .用匯編語言編制程序時 ,程序的每一語句都與計(jì)算機(jī)的某一具體操作相對應(yīng) ,因此匯編語言是面向機(jī)器的語言 .計(jì)算機(jī)不能直接識別 ,必須將這種符號代碼翻譯成計(jì)算機(jī)可識別的機(jī)器代碼 , MCS51指令系統(tǒng)概述 這種翻譯過程稱為匯編 .匯編工作通常由計(jì)算機(jī)通過一種具體”翻譯”功能的程序 匯編程序來完成 ,亦可以通過查指令表來完成匯編 (稱為手工匯編 ). 采用一些符號來表示地址或數(shù)據(jù)。用簡單明了的助記符（英文縮寫）表示指令的操作碼，這就形成了匯編語言。 上述兩種語言都針對計(jì)算機(jī)硬件 ,程序的可讀性和可一直新年感可移植性都比較差 .為了克服這些缺點(diǎn) ,人們又逐步創(chuàng)造出許多面向用戶 ,適合于不同機(jī)器 ,不同場合的高級語言 .如： BASIC FORTRAN COBOL C語言以及目前非常流行的可視化編程設(shè)計(jì)語言 VB VC等等。這些高級語言是更符號化的語言 ,計(jì)算機(jī)不能直接接受 ,需經(jīng)過復(fù)雜的編譯程序或解釋程序的”翻譯”才能夠轉(zhuǎn)化為機(jī)器代碼 ,因此它比前兩種語言占有更多的內(nèi)存和更長的時間 . MCS51指令格式 每條指令都有兩級指令格式：匯編語言級指令和機(jī)器語言級指令。 1. 匯編語言級指令格式 由四部分組成，指令格式如下： 【 標(biāo)號： 】 操作碼 【 操作數(shù) 1， 】【 操作數(shù) 2， 】【 操作數(shù) 3， 】【 ；注釋 】 例如： LB: MOV A,R2 。A(R2) 2. 機(jī)器語言級指令 機(jī)器語言指令是一種二進(jìn)制代碼，它具體包含兩個基本的部分：操作碼和操作數(shù)。機(jī)器語言分為單字節(jié)、雙字節(jié)和三字節(jié)指令，具體格式分別為： （ 1）單字節(jié)指令 （ 2）雙字節(jié)指令 操作碼 操作碼 操作數(shù) （ 3）三字節(jié)指令 操作碼 第一操作數(shù) 第二操作數(shù) 尋址方式及尋址空間 尋址方式的“尋址”是指尋址參與操作的數(shù)據(jù)所在的存儲器單元的地址。 MCS51 指令系統(tǒng)有以下 7種尋址方式： 1 立即尋址方式 所謂立即尋址，就是在指令中直接給出參與操作的數(shù)據(jù)本身，即操作數(shù)直接出現(xiàn)在指令中。 例如： MOV A, 40H 該指令的功能是將立即數(shù)“ 40H‖傳送到 A中。 2 直接尋址方式 所謂直接尋址，就是在指令中直接給出參與操作的數(shù)據(jù)鎖啊在的內(nèi) RAM單元的地址，即操作數(shù)直接以單元地址的形式出現(xiàn)在指令中。 例如： MOV 40H, A 該指令的功能是將累加器 A中的內(nèi)容傳送到內(nèi)部 RAM 40H 單元中。 注意：按字節(jié)訪問特殊功能寄存器只能用紙金額尋址方式。在指令中，特殊功能寄存器既可以單元地址的形式出現(xiàn)，也可以特殊功能寄存器名的形式出現(xiàn)。 3. 寄存器尋址方式 所謂寄存器尋址，就是在指令中直接以寄存器的形式給出參與操作的數(shù)據(jù)，即操作數(shù)放在指定的寄存器中。 例如： MOV A,R3 該指令的功能是 將當(dāng)前工作寄存器 R3的內(nèi)容傳送到 A中。若 R3的內(nèi)容 4FH，則執(zhí)行該指令后 A的內(nèi)容也變?yōu)?4FH 所謂寄存器間接尋址，就是在指令給定的寄存器存放的不是操作數(shù)本身，而是操作數(shù)所在的內(nèi) RAM或外 RAM單元的地址，即操作數(shù)通過寄存器間接獲得。 4. 寄存器間接尋址方式 假如 R0的內(nèi)容為 65H，則指令 MOV A, @R0 的功能是以寄存器 R0的內(nèi)容“ 65H‖為地址，將與該地址對應(yīng)的內(nèi) RAM單元的數(shù)據(jù)傳送到 A中。 5. 基址 +變址寄存器間接尋址方式 基址 +變址寄存器間接尋址方式又稱為變址尋址方式，在指令中 以” @A+DPTR―或” @A+PC‖的形式出現(xiàn)。 假設(shè) A中的內(nèi)容為 05H， DPTR的內(nèi)容為 0400H，程序存儲器 0405H單元的內(nèi)容為 2DH，則指令 MOVC A,@A+DPTR 執(zhí)行后 A的內(nèi)容為 2DH 6. 相對尋址方式 所謂的相對尋址，就是以 PC的當(dāng)前值為基準(zhǔn)，加上指令中給定的相對偏移量“ rel‖，而形成有效的物理地址。 例如： 1000H: SJMP rel 該指令的操作碼存放在 1000H單元，偏移量存放在 1001H單元，則取出指令操作碼和偏移量后， PC將指向 1002H， 1002H即為 PC的當(dāng)前值。 7. 位尋址方式 該尋址方式可以對內(nèi)部 RAM和特殊功能寄存器中的可位尋址位進(jìn)行尋址，在指令中直接給出位尋址。 位尋址的尋址空間為內(nèi) RAM中位尋址 20H2FH單元的 128位及 11個特殊功能寄存器的 83個可尋址位。