【正文】 B8H 中斷優(yōu)先級(jí)控制寄存器 P3 B0H P3口鎖存器 IE A8H 中斷允許控制寄存器 P2 A0H P2口鎖存器 SBUF 99H 串行口鎖存器 SCON 98H 串行口控制寄存器 平凡的單片機(jī)教程 自學(xué)單片機(jī) 第 11 頁(yè) 共 60 頁(yè) 11 P1 90H P1口鎖存器 TH1 8DH 定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 1（高 8 位） TH0 8CH 定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 1（低 8 位） TL1 8BH 定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 0（高 8 位） TL0 8AH 定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 0（低 8 位） TMOD 89A 定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器方式控制寄存器 TCON 88H 定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器控制寄存器 DPH 83H 數(shù)據(jù)地址指針（高 8 位） DPL 82H 數(shù)據(jù)地址指針（低 8 位） SP 81H 堆棧指針 P0 80H P0口鎖存器 PCON 87H 電源控制寄存器 表 1 下面，我們介紹一下幾個(gè)常用的 SFR，看圖 2。在一個(gè) 51 單片機(jī)的內(nèi)部包含了這么多的東西。 單片機(jī)教程第七課 ： 單片機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)分析（五） 通過(guò)前面的學(xué)習(xí)，我們已知單片機(jī)的內(nèi)部有 ROM、有 RAM、有并行 I/O 口，那么，除了這些東西之外，單片機(jī)內(nèi)部究竟還有些什么，這些個(gè)零碎的東西怎么連在一起的，讓我們來(lái)對(duì)單片機(jī)內(nèi)部作一個(gè)完整的分析吧！ 看圖（ 1）（本圖太大，請(qǐng)大家找本書(shū)看吧，一般講單片機(jī)的書(shū)，隨便哪本都有）。看圖（）。正因?yàn)橐茸鲞@么一個(gè)準(zhǔn)備工作，所以我們稱之為“準(zhǔn)雙向 I/O 口”。接在外部的開(kāi)關(guān)如果打開(kāi)，則應(yīng)當(dāng)是輸入 1，而如果閉合開(kāi)關(guān)，則輸入 0，但是，如果單片機(jī)內(nèi)部的開(kāi)關(guān)是閉合的，那么不管外部的開(kāi)關(guān)是開(kāi)還是閉，單片機(jī)接受到的數(shù)據(jù)都是 0。這兩根線是用于從外部接收信號(hào)的，為什么要兩根呢？原來(lái)，在51 單片機(jī)中輸入有兩種方式，分別稱為‘讀引腳’和‘讀鎖存器’，第一種方式是將引腳作為輸入，那是真正地從外部引腳讀進(jìn)輸入的值，第二種方式是該引腳處于輸出狀態(tài)時(shí)，有時(shí)需要改變這一位的狀態(tài)，則并不需要真正地讀引腳狀態(tài)，而只是讀入鎖存器的狀態(tài)，然后作某種變換后再輸出。這樣就平凡的單片機(jī)教程 自學(xué)單片機(jī) 第 10 頁(yè) 共 60 頁(yè) 10 能使這一位的狀態(tài)與別的器件無(wú)關(guān)了，這么一個(gè)小單元，我們給它一個(gè)很形象的名字，稱之為“鎖存器”。 并行口結(jié)構(gòu)分析： 輸出結(jié)構(gòu) 先看 P1口的一位的結(jié)構(gòu)示意圖（只畫(huà)出了輸出部份）：從圖中可以看出，開(kāi)關(guān)的打開(kāi)和合上代表了引腳輸出的高和低，如果開(kāi)關(guān)合上了，則引腳輸出就是低，如果開(kāi)關(guān)打開(kāi)了，則輸出高電平，這個(gè)開(kāi)關(guān)是由一根線來(lái)控制的，這根數(shù)據(jù)總線是出自于 CPU，讓我們回想一下，數(shù)據(jù)總線是一根大家公用的線，很多的器件和它連在一起，在不同的時(shí)候，不同的器件當(dāng)然需要不同的信號(hào)，如某一時(shí)刻我們讓這個(gè)引腳輸出高電平，并要求保持若干時(shí)間，在這段時(shí)間里，計(jì)算機(jī)當(dāng)然在忙個(gè)不停，在與其它器件進(jìn)行聯(lián) 絡(luò)，這根控制線上的電平未必能保持原來(lái)的值不變，輸出就會(huì)發(fā)生變化了。驗(yàn)證：按第二、三、四個(gè)按鈕，同時(shí)按下 2個(gè)、 3個(gè)、 4個(gè)按鈕都可以得到同樣的結(jié)論，所以 P3口確實(shí)起到了輸入作用，這樣，我們可以看到，以 P 字開(kāi)頭的管腳，不僅可以用作輸出，還可以用作輸入，其它的管腳是否可以呢？是的，都可以。當(dāng)我們按下第一個(gè)按鈕時(shí)，第（ 3）只燈亮了，所以 P12 口應(yīng)當(dāng)輸出是低電平，為什么 P12 口會(huì)輸出低電平呢？我們看一下有什么被送 到了 P1口，只有從P3口進(jìn)來(lái)的數(shù)送到 A，又被送到了 P1口，所以，肯定是 P3口進(jìn)來(lái)的數(shù)使得 P12 位輸出電平的。第一條指令的用途我們可以猜到：使 P3口全部為高電平。從這個(gè)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象結(jié)合電路來(lái) 分析一下程序。為什么用這條指令？看圖 2，我們把 P1作為一個(gè)整體，就把它當(dāng)作是一個(gè)存儲(chǔ)器的單元，對(duì)一個(gè)單元送進(jìn)一個(gè)數(shù)可以用 MOV指令。從中可以看出， P1是 的全體的代表，一個(gè) P1 就表示了所有的這八個(gè)管腳了 。事實(shí)上，凡以 P 開(kāi)頭的這 32 個(gè)引腳都是可以點(diǎn)亮燈的，也就是說(shuō)：這32 個(gè)引腳都可以作為輸出使用，如果不用來(lái)點(diǎn)亮 LED，可以用來(lái)控制繼電器，可以用來(lái)控制其它的執(zhí)行機(jī)構(gòu)。它們都以 P 字開(kāi)頭，只是后面的數(shù)字不一樣，它們是否 有什么聯(lián)系呢？它們能不能都讓燈亮呢？在我們的實(shí)驗(yàn)板上，除了 P10 之外，還有 P11 P17 都與 LED 相連，下面讓我們來(lái)做一個(gè)實(shí)驗(yàn)，程序如下： MAIN： MOV P1， 0FFH LCALL DELAY 平凡的單片機(jī)教程 自學(xué)單片機(jī) 第 9 頁(yè) 共 60 頁(yè) 9 MOV P1， 00H LCALL DELAY LJMP MAIN DELAY： MOV R7， 250 D1： MOV R6， 250 D2： DJNZ R6， D2 DJNZ R7， D1 RET END 將這段程序轉(zhuǎn)為機(jī)器碼，用編程器寫(xiě)入芯片中，結(jié)果如何？通電以后我們可以看到 8 只 LED 全部在閃動(dòng) 。 這種復(fù)位電路的工作原理是：通電時(shí)，電容兩端相當(dāng)于是短路，于是 RST 引腳上為高電平，然后電源通過(guò)電阻對(duì)電容充電， RST 端電壓慢 慢下降，降到一定程序，即為低電平，單片機(jī)開(kāi)始正常工作。為了達(dá)到這個(gè)要求，可以用很多種方法，這里提供一種供參考，見(jiàn)圖 1。顯然，準(zhǔn)備工作不需要太長(zhǎng)的時(shí)間，復(fù)位只需要 5ms 的時(shí)間就可以了。 三、復(fù)位電路 任何單片機(jī)在工作之前都要有個(gè)復(fù)位的過(guò)程，復(fù)位是什么意思呢？它就象是我們上課之前打的預(yù)備鈴。 要點(diǎn)分析： 一個(gè)單元中的數(shù)是否可以超過(guò) 255。一共執(zhí)行 62500 次，正好 125000 微秒，也就是125 毫秒。首先必須要知道晶振的頻率，我們?cè)O(shè)所用晶振為 12M，則一個(gè)機(jī)器周期就是 1微秒。 INTEL 對(duì)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，如 DJNZ 指令是雙周期指令。為了恒量指令執(zhí)行時(shí)間的長(zhǎng)短，又引入一個(gè)新的概念：指令周期。 MCS51 單片機(jī)的所有指令中，有一些完成得比較快，只要一個(gè)機(jī)器周期就行了，有一些完成得比較慢，得要 2個(gè)機(jī)器周期，還有兩條指令要 4 個(gè)機(jī)器周期才行。它的一個(gè)機(jī)器周期是 12*（ 1/12）也就是 1 微秒。下面讓我們算一下一個(gè)機(jī)器周期是多長(zhǎng)時(shí)間吧。這是一個(gè)時(shí)間基準(zhǔn)，好象我們?nèi)擞谩懊搿弊鳛槲覀兊臅r(shí)間基準(zhǔn)一樣，為什么不干脆用“秒”，多好，很習(xí)慣，學(xué)下去我們就會(huì)知道用“秒”反而不習(xí)慣。計(jì)算機(jī)要完成的事更復(fù)雜，所以它的時(shí)序也更復(fù)雜。一個(gè)由人組成的單位尚且要有一定的時(shí)序，計(jì)算機(jī)當(dāng)然更要有嚴(yán)格的時(shí)序。整個(gè)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。 先提一個(gè)問(wèn)題：我們學(xué)校里什么是最重要的。 一個(gè)問(wèn)題：如果在 R6 中放入 0，會(huì)有什么樣的結(jié)果。 執(zhí)行完了 DJNZ R6， D2之后（也就是 R6 的值等于 0之后），就會(huì)去執(zhí)行下面一行，也就是 DJNZ R7， D1，請(qǐng)大平凡的單片機(jī)教程 自學(xué)單片機(jī) 第 8 頁(yè) 共 60 頁(yè) 8 家自行分析一下這句話執(zhí)行的結(jié)果。 DJNZ 指令的執(zhí)行過(guò)程是這樣的，它將其后面的第一個(gè)參數(shù)中的值減 1，然后看一下，這個(gè)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(gè)參數(shù)所指定的地方去（請(qǐng)大家用自 已的話講一下這條語(yǔ)句是怎樣執(zhí)行的）。 D2 在本行的前面，我們已學(xué)過(guò)，這稱之為標(biāo)號(hào)。那么 MOV R6， 250 是什么意思，應(yīng)當(dāng)不用分析了吧。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(dāng)是 說(shuō)到傳遞，我們都很清楚，傳東西要從一個(gè)人的手上傳到另一個(gè)人的手上，也就是說(shuō)要有一個(gè)接受者，一個(gè)傳遞者和一樣?xùn)|西。 特別地，在 MCS51 單片機(jī)中，將 RAM 中分出一塊區(qū)域，稱為工作寄存器區(qū) 單片機(jī)教程第五課 ： 延時(shí)程序分析 上一次課中，我們已經(jīng)知道，程序中的符號(hào) R R6 是代表了一個(gè)個(gè)的 RAM 單元，是用來(lái)放一些數(shù)據(jù)的，下面我們?cè)賮?lái)看一下其它符號(hào)的含義。如果出一道數(shù)學(xué)題：123+567，讓你回答結(jié)果是多少，你會(huì)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(huì)怎樣做呢？如果有張紙，就容易了，我們先算出 123+567=690，把 690 寫(xiě)在紙上，然后再算 690+562 得到結(jié)果是 1552。 單片機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)分析：為了知道延時(shí)程序是如何工作的，我們必需首先了解延時(shí)程序中出現(xiàn)的一些符號(hào)， 就從R1 開(kāi)始， R1被稱之為工作寄存器。 在標(biāo)號(hào) DELAY 標(biāo)志的這一行到 RET 這一行中的所有程序，這是一段延時(shí)程序，大概延時(shí)零點(diǎn)幾秒，至于具體的時(shí)間，以后我們?cè)賹W(xué)習(xí)如何計(jì)算。這條指令的作用是這樣的：當(dāng)執(zhí)行 LCALL 指令時(shí)，程序就轉(zhuǎn)到 LCALL 后面的標(biāo)號(hào)所標(biāo)定的程序處執(zhí)行，如果平凡的單片機(jī)教程 自學(xué)單片機(jī) 第 7 頁(yè) 共 60 頁(yè) 7 在執(zhí)行指令的過(guò)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(kāi)始的指令中，可以看到確實(shí)有 RET 指令。是否一定要給它起名叫 LOOP 呢？當(dāng)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(dāng)然，這時(shí)，第五條指令 LJMP 后面的名字也 得跟著改了。第二和第四條實(shí)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(duì)了，在第一條指令的前面有一個(gè) LOOP，所以很直觀地，我們可以認(rèn)識(shí)到，它要轉(zhuǎn)到第一條指令處。 以下先給出程序（后面括號(hào)中的數(shù)字是為了便于講解而寫(xiě)的，實(shí)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。 為了解決這兩個(gè)問(wèn)題，我們可以做如下設(shè)想，第一，在執(zhí)行完 SETB P10后，延時(shí)一段時(shí)間（幾秒或零點(diǎn)幾秒）再執(zhí)行第二條指令，就可以分辨出燈曾滅過(guò)了。怎樣實(shí)現(xiàn)這個(gè)要求呢？請(qǐng)考慮用下面的指令是否可行： SETB P10 CLR P10 …… 這是不行的，有兩個(gè)問(wèn)題，第一，計(jì)算機(jī)執(zhí)行指令的時(shí)間很快，執(zhí)行完 SETB P10 后，燈是滅了，但在極短時(shí)間（微秒級(jí)）后，計(jì)算機(jī)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(guò)。 單片機(jī)教程第四課 ： 第一個(gè)小程序 上一次我們的程序?qū)嵲谑菦](méi)什么用，要燈亮還要重寫(xiě)一下片子，下面 我們要讓燈不斷地閃爍，這就有一定的實(shí)用價(jià)值了，比如可以把它當(dāng)成汽車(chē)上的一個(gè)信號(hào)燈用了。 再次強(qiáng)調(diào)，這里的所有的寫(xiě)都不是指在正常工作條件下。當(dāng)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 。 平凡的單片機(jī)教程 自學(xué)單片機(jī) 第 6 頁(yè) 共 60 頁(yè) 6 EPROM，稱之為紫外線擦除的可編程只讀存儲(chǔ)器。 PROM，稱之為可編程存儲(chǔ)器。否則，只讀存儲(chǔ)器中的數(shù)據(jù)是怎么來(lái)的呢？其實(shí)這個(gè)道理也很好理解，書(shū)本拿到我們手里是不能改了，可以當(dāng)它 還是原材料 —— 白紙的時(shí)候，當(dāng)然可以由印刷廠印上去了。隨機(jī)存儲(chǔ)器的英文縮寫(xiě)為 RAM（ READ RANDOM MEMORY）這兩種存儲(chǔ)器的英文縮寫(xiě)一定要記牢。所謂只讀，從字面上理解就是只可以從里面讀，不能寫(xiě)進(jìn)去，它類(lèi)似于我們的書(shū)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(shū)本上的 內(nèi)容。而十六根地址線也是連在一起的，稱之為地址總線。那么會(huì)不同時(shí)選中兩片芯片呢？只要是設(shè)計(jì)好的系統(tǒng)就不會(huì)，因?yàn)樗怯捎?jì)算控制的，而不是我們?nèi)藖?lái)控制的，如果真的出現(xiàn)同時(shí)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。如果要讀，先選中該片，然后發(fā)出讀信號(hào)，開(kāi)關(guān)合上，數(shù)據(jù)