《單片機原理及應用》電子教案.ppt

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1、MCS-51單片機原理及應用,湖南鐵道職業(yè)技術學院,本書主要內容,單片機基礎知識單片機的組成與結構分析MCS-51單片機的指令系統(tǒng)單片機的程序設計MCS-51單片機的中斷系統(tǒng)定時/計數(shù)器單片機的串行通信及接口MCS-51單片機的系統(tǒng)擴展,第1章單片機概述,▲單片機簡介▲單片機發(fā)展概述▲單片機應用領域▲單片機的發(fā)展趨勢▲MCS-51系列單片機簡介▲學習單片機技術的方法,1.1單片機簡介,,,單片機是單片微型計算機的簡稱,單片機可以認為是一種計算機集成芯片,采用超大規(guī)模集成技術,將中央處理器（CPU)、存儲器（ROM、RAM）、輸入、輸出接口集成在一塊芯片上，構成的計算機硬件系統(tǒng)。,1.2單片機的

2、發(fā)展概況,,第一階段（1971～1976)代表Zilog公司Z80,,,第二階段(1976～1979)Intel公司MCS-48,,第三階段(1979～1982)IntelMCS-51,Motorola6081/2Rokwell6501/2,,,第四階段(1982～1990)MCS-9616位,,第五階段(1990至今)MicrochipPICMotorolaMC68HC等,,,1.3單片機的應用領域,1.在工業(yè)測控中的應用2.在智能產品中的應用在計算機網絡與通信技術中的應用在家用電器中的應用在醫(yī)用設備領域中的應用,低功耗CMOS化微型單片化主流與多品種共存,1.4單片機的發(fā)展趨勢,1.5MC

3、S-51系列單片機簡介,1.內部結構2.MCS-51系列單片機產品,1.6學習單片機技術的方法,1.學習單片機所需的準備工作硬件準備軟件準備知識準備初學者推薦的軟件硬件準備2.學習過程與考核方法主要課堂學習環(huán)節(jié)教學形式與過程學習要求與考核方法,1.7不同計數(shù)制之間的轉換,1.7.1十進制數(shù),一個十進制數(shù)，它的數(shù)值是由數(shù)碼0，1，2，…，8，9來表示的。數(shù)碼所處的位置不同，代表數(shù)的大小也不同。,例如：53478=5104+3103+4102+7101+8100，對應于：,,1.7.2二進制數(shù),二進制是按“逢二進一”的原則進行計數(shù)的。二進制數(shù)的基為“2”，即其使用的數(shù)碼為0、1，共兩個。二進制數(shù)的

4、權是以2為底的冪。,例如：10110100=127+026+125+124+023+122+021+020，對應于：,其各位的權為1，2，4，8，…，即以2為底的0次冪、1次冪、2次冪等。(10110100)2＝127+026+125+124+023+122+021+020=180,,1.7.3十六進制數(shù),十六進制數(shù)的基為16，即基數(shù)碼共有l(wèi)6個：0，1，2，3，4，5，6，7，8，9，A，B，C，D，E，F(xiàn)。其中A，B，C，D，E，F(xiàn)分別代表值為十進制數(shù)中的10，11，12，13，14，15。十六進制的權為以16為底的冪。,例如：4F8E=4163+F162+8161+E160=20366，

5、對應于：,,常用計數(shù)制表示數(shù)的方法比較,1.7.4不同進制數(shù)之間的轉換,1.十進制數(shù)轉換成二進制數(shù)的方法,就是用2去除該十進制數(shù)，得商和余數(shù)，此余數(shù)為二進制代碼的最小有效位(LSB)或最低位的值；再用2除該商數(shù)，又可得商數(shù)和余數(shù)，則此余數(shù)為LSB左鄰的二進制代碼(次低位)。依此類推，從低位到高位逐次進行，直到商是0為止，就可得到該十進制數(shù)的二進制代碼。,,除二取余法,1.7.4不同進制數(shù)之間的轉換,例如：將(67)10轉換成二進制數(shù)，過程如下：,,即：(67)10=(1000011)2。,1.7.4不同進制數(shù)之間的轉換,1.十進制數(shù)轉換成二進制數(shù)的方法,將已知十進制的小數(shù)乘以2之后，可能有進位

6、，使整數(shù)位為1(當該小數(shù)大于0.5時)，也可能沒有進位，其整數(shù)位仍為零。該整數(shù)位的值為二進制小數(shù)的最高位。再將乘積的小數(shù)部分乘以2，所得整數(shù)位的值為二進制小數(shù)的次高位。依此類推，直到滿足精度要求或乘2后的小數(shù)部分為0為止。,乘二取整法,例如：將(0.625)10轉換成二進制數(shù)，其過程如下：,,,即：(0.625)10=(0.101)2,1.7.4不同進制數(shù)之間的轉換,2.二進制數(shù)轉換為十進制數(shù)的方法,將二進制數(shù)轉換成十進制數(shù)時，只要將二進制數(shù)各位的權乘以各位的數(shù)碼(0或1)再相加即可。例如：將(1101.1001)2制轉換成十進制數(shù)：(1101.1001)2＝123+122+021+120+1

7、2-1+02-2+02-3+12-4＝8+4+0+1+0.5+0+0+0.0625=(13.5625)10,1.7.4不同進制數(shù)之間的轉換,3.二進制與十六進制數(shù)之間的轉換方法,二進制數(shù)轉換成十六進制數(shù)例如：把(101101101.1100101)2轉換成十六進制數(shù)。,,即：(101101101.1100101)2=(16D.CA)16。,1.7.4不同進制數(shù)之間的轉換,2)十六進制數(shù)轉換成二進制數(shù)將十六進制數(shù)轉換成二進制數(shù)時，只要將每1位十六進制數(shù)用4位相應的二進制數(shù)表示即可完成轉換。例如：將(ECA16)16轉換成二進制數(shù)。,,即：(ECA16)16=(111011001010000101

8、10)2。,1.7.5BCD碼,1.7.6ASCII碼,ASCII碼是一種8位代碼，最高位一般用于奇偶校驗，用其余的7位代碼來對128個字符編碼，其中32個是控制字符，96個是圖形字符。,1.8思考練習題,(1)微型計算機由哪幾部分組成？(2)什么是單片機？它與一般微型計算機在結構上有什么區(qū)別？(3)單片機主要應用在哪些方面？(4)將下面的一組十進制數(shù)轉換成二進制數(shù)：①56②74③23④19⑤89⑥68⑦142⑧76.87⑨0.375⑩9.325?83.625?134.0625(5)將下面的二進制數(shù)轉換成十進制數(shù)和十六進制數(shù)：①10110011②10100101③11101001④100111

9、10⑤10000101⑥11000101⑦11101110⑧10001100⑨11011.11⑩101.01101,第2章單片機的組成與結構分析,▲MCS-51單片機的內部結構▲CPU的結構和功能▲存儲器的組織結構▲MCS-51單片機的并行輸入輸出端口▲MCS-51單片機的外部引腳及功能▲單片機指令時序▲思考練習題,2.1MCS-51單片機的內部結構,,2.1MCS-51單片機的內部結構,,其基本特性如下：8位CPU，含片內振蕩器；4KB的程序存儲器ROM；128B的數(shù)據(jù)存儲器RAM；64KB的外部程序存儲器尋址能力；64KB的外部數(shù)據(jù)存儲器尋址能力；32根輸入輸出(I/O)線；2個16位定時

10、/計數(shù)器；1個全雙工異步串行口；21個特殊功能寄存器；5個中斷源，2個優(yōu)先級；具有位尋址功能。,2.2CPU的結構和功能,2.2.1運算器,8051單片機的運算器由算術/邏輯運算單元ALU、累加器A、寄存器B、暫存器1、暫存器2以及程序狀態(tài)字寄存器PSW組成。,,圖2.2PSW寄存器各位的標志符號,表2.1寄存器PSW各位的功能、標志符號與相應的位地址,2.2.2控制器,2.3存儲器的組織結構,存儲器的功能是存儲信息(即程序與數(shù)據(jù))。存儲器是組成計算機的主要部件，目前所使用的存儲器以半導體存儲器為主。從功能上來劃分，半導體存儲器可分為兩大類：即只讀存儲器(ROM)，和隨機存儲器(RAM)。,8

11、051單片機的控制器由指令寄存器、指令譯碼器、堆棧指針SP、程序計數(shù)器PC、數(shù)據(jù)指針DPTR、RAM地址寄存器以及16位地址緩沖器等組成。,2.3.1MCS-51單片機的存儲器結構,,圖2.38051存儲器配置圖,2.3.2程序存儲器,程序是控制計算機運行的一系列命令。計算機能夠識別并執(zhí)行的命令是由代碼“0”和“1”組成的一組機器指令。,2.3.3數(shù)據(jù)存儲器,單片機的數(shù)據(jù)存儲器由可讀可寫的存儲器RAM組成，最多可擴展到64KB，用于存儲數(shù)據(jù)。,2.3.4MCS-51單片機的內部數(shù)據(jù)存儲器,MCS-51單片機的內部數(shù)據(jù)存儲器由地址00H～FFH共有256個字節(jié)的地址空間組成，這256個字節(jié)的地址

12、空間被分為兩部分，其中內部數(shù)據(jù)RAM地址為00H～7FH(即0～127)。,,圖2.4內部數(shù)據(jù)存儲器地址空間,1.內部數(shù)據(jù)RAM單元,內部數(shù)據(jù)RAM分為工作寄存器區(qū)、位尋址區(qū)、通用RAM區(qū)三個部分。,,圖2.5RAM位地址(低128位在00H~7FH),,(a)系統(tǒng)復位后，未改變SP初值時的堆棧操作(設(A)=0ABH),,,(b)系統(tǒng)復位后，改變SP初值為60H時的堆棧操作圖2.6堆棧操作示例,2.特殊功能寄存器,特殊功能寄存器SFR的地址空間是80H～FFH。,表2.3特殊功能寄存器的名稱、符號與地址,2.特殊功能寄存器,2.特殊功能寄存器,2.特殊功能寄存器,,2.4MCS-51單片機的

13、并行輸入輸出端口,2.4.1P0口結構,1.P0用作通用I/O口,2.P0用作地址/數(shù)據(jù)總線分時復用方式,,2.4.2P2口結構,1.P2口用作地址總線,2.P2口用作通用I/O口,,,2.4.3P3口結構,2.4.4P1口結構,,,,2.5MCS-51單片機的外部引腳及功能,2.5.1電源引腳,,,(b)雙列直插式封裝,(a)方形封裝,2.5.2外接晶振或外部時鐘信號輸入端,,,,(a)內部振蕩器方式(b)外部振蕩器方式圖2.128051單片機的振蕩器方式,表2.4按不同工藝制造的單片機芯片外接振蕩器時的接法,2.5.3輸入輸出引腳,,P0.0～P0.7：通道0是一個8位漏極開路的雙向輸入輸

14、出通道。在外接存儲器或者擴展I/O接口時，P0口作為復用的低8位地址總線和雙向數(shù)據(jù)總線。在不擴展存儲器或者I/O接口時，作為準雙向輸入輸出接口。P1.0～P1.7：只有一種功能，即準雙向I/O口。P2.0～P2.7：可作為準雙向I/O口使用；但在接有片外存儲器或擴展I/O接口范圍超過256B時，則該口一般只能作為高8位地址總線使用。P3.0～P3.7：該口除了作為準雙向口外，還具有第二功能。,2.5.4控制線,1.ALE/,2.,,3.,,/VPP,4.RST,,,(a)上電復位(b)電平開關復位圖2.13復位電路,2.6單片機指令時序,,,2.7思考練習題,,,(1)MCS-51單片機包含哪

15、些主要邏輯功能部件？(2)程序狀態(tài)字寄存器PSW包含哪幾個標志位？各位的含義是什么？各有何作用？(3)什么叫單片機？(4)MCS-51單片機的存儲結構有何特點？(5)單片機的EA端有何作用？在8031組成的單片機應用系統(tǒng)中，其EA端怎樣處理？為什么？(6)單片機內部RAM分為哪幾個部分？各有何作用？(7)MCS-51單片機的堆棧SP在操作中遵循什么原則？在開機復位時，其初值是多少？是否可以通過程序重新設置？(8)怎樣確定和改變單片機當前的工作寄存器組？(9)簡要說明單片機的位地址分配。(10)試畫出常用的單片機復位電路，并說明復位后各個寄存器的狀態(tài)。,第3章MCS-51單片機的指令系統(tǒng),匯編語

16、言的指令格式及符號簡介尋址方式數(shù)據(jù)傳送類指令算術運算類指令邏輯運算類指令位操作類指令控制轉移類指令思考練習題,3.1匯編語言的指令格式及符號簡介,3.1.1指令格式,[標號:]操作碼助記符[第一操作數(shù)][,第二操作數(shù)][,第三操作數(shù)][;注釋],例如：LOOP:MOVA,#50H;(A)←50HDECR0;(R0)←(R0)-1DJNZR0,LOOP;(R0)-1≠0，則程序轉移到LOOP地址；否則順序執(zhí)行END;結束,3.1.2本章中符號的定義,3.2尋址方式,MCS-51單片機有7種尋址方式，見表3.1。,表3.17種尋址方式的比較,3.2.1立即尋址,例如：MOVA,#23H;(A)←2

17、3H，即累加器A的內容被替換為立即數(shù)23H。,,圖3.1MOVA,#23H的執(zhí)行示意圖,該指令的功能是將8位的立即數(shù)23H傳送到累加器A中。如圖3.1所示。其中，目的操作數(shù)采用寄存器尋址，源操作數(shù)采用立即尋址。,3.2.2直接尋址,直接尋址是指在指令中包含了操作數(shù)的地址，該地址直接給出了參加運算或傳送的單元或位。直接尋址方式可訪問三種地址空間：特殊功能寄存器SFR(該空間只能采用直接尋址)。內部數(shù)據(jù)RAM的低128個字節(jié)單元(該空間還可以采用寄存器間接尋址)。221個位地址空間。,例如：MOVA,40H;把40H單元的內容送到累加器中，即(A)←(40H)。,,圖3.2MOVA,40H的執(zhí)行示

18、意圖,3.2.3寄存器尋址,寄存器尋址是指定某一可尋址的寄存器的內容為操作數(shù)。,例如：MOVA,R0;(A)←(R0)該指令的功能是將R0中的數(shù)據(jù)傳送到累加器A中。源操作數(shù)與目的操作數(shù)都采用了寄存器尋址。,在MCS-51單片機中，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。內部數(shù)據(jù)RAM的寄存器間接尋址采用寄存器R0、R1；外部數(shù)據(jù)RAM的寄存器間接尋址有兩種形式：一是采用R0、R1作間址寄存器，這時R0或R1提供低8位地址，而高8位地址則由P2端口提供；二是采用16位的DPTR作間址寄存器。,3.2.4寄存器間接尋址,例如：設R0

19、的內容為60H，且(60H)=10H，即60H地址單元中的內容為10H，則語句MOVA,@R0的執(zhí)行過程如圖3.3所示。執(zhí)行后，(A)=10H，即累加器A的內容成為10H。,,圖3.3MOVA,@R0的執(zhí)行示意圖,又如：MOVXA,@R0;(A)←((R0))，用R0間接尋址的單元中的內容替換A的;內容。MOVXA,@DPTR;(A)←((DPTR))，用DPTR間接尋址的單元中的內容替換;A的內容。,3.2.5變址尋址,這種尋址方式是以數(shù)據(jù)指針DPTR或程序計數(shù)器PC作為基址寄存器，以累加器A作為偏移量寄存器，將一個基址寄存器的內容與偏移量寄存器的內容之和作為操作數(shù)地址。,例如：MOVCA,

20、@A+DPTR設(A)=10H，(DPTR)=1000H，程序存儲器的(1010H)=45H，則上面程序語句的功能是將A的內容與DPTR的內容相加形成操作數(shù)地址(1010H)，把該地址中的數(shù)據(jù)傳送到累加器A。即(A)←((A)+(DPTR))。結果：(A)=45H。,,圖3.4MOVCA,@A+DPTR的執(zhí)行示意圖,相對尋址是把指令中給定的地址偏移量rel與程序計數(shù)器PC的當前值(讀出該雙字節(jié)或三字節(jié)的跳轉指令后，PC指向的下條指令的地址)相加，得到真正的程序轉移地址。,例如：JC80H若C=0，則PC值不變，若C=1，則以當前PC值為基地址，加上80H得到新的PC值。設該轉移指令存放在100

21、5H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，所以計算偏移量時PC當前地址為1007H，已經為轉移指令首地址加2，這里的偏移量以補碼給出，所以80H代表著-80H，補碼運算后，就形成跳轉地址0F87H。其過程如圖3.5所示。,3.2.6相對尋址,3.2.6相對尋址,,圖3.5JC80H的執(zhí)行示意圖,3.2.7位尋址,MCS-51單片機可對片內RAM的兩個區(qū)域進行位尋址：一個是20H～2FH單元的128位，另一個是特殊功能寄存器的93位。在尋址時，同一個位地址可以有多種標識方式，讀者可參看后面3.6節(jié)“位操作指令”的相關內容。,3.3.1通用傳送指令,格式：M

22、OV目的操作數(shù)，源操作數(shù)功能：把第二操作數(shù)指定的字節(jié)內容傳送到第一操作數(shù)指定的單元中。不影響源操作數(shù)內容，不影響別的寄存器和標志。,1.以累加器A為目的操作數(shù)的傳送類指令,3.3數(shù)據(jù)傳送類指令,指令助記符及功能說明如下：,例1若(50H)=10H，則執(zhí)行指令MOVA,50H之后，(A)=10H。例2若(R0)=20H，(20H)=39H，則執(zhí)行指令MOVA,@R0后，(A)=39H。例3若(R5)=55H，則執(zhí)行指令MOVA,R5后，(A)=55H。,,2.以Rn為目的操作數(shù)的傳送類指令,例1若(A)=20H，則執(zhí)行指令MOVR3,A后，(R3)=20H。例2若(30H)=01H，則執(zhí)行指令M

23、OVR7,30H后，(R7)=01H。,指令助記符及功能說明如下：,例1若(30H)=20H，(R0)=30H，則執(zhí)行指令MOV90H,@R0的結果為(90H)=20H。例2若例1中的條件不變，而執(zhí)行指令MOVP1,@R0，則(P1)=20H。,3.以直接地址directX為目的操作數(shù)的傳送類指令,指令助記符及功能說明如下：,例1若(R0)=50H，(50H)=20H，(A)=10H，則執(zhí)行指令“MOV@R0,A”后，50H單元的內容由原來的20H變?yōu)?0H。,4.以寄存器間接地址@Ri為目的操作數(shù)的傳送類指令,指令助記符及功能說明如下：,5.16位目標地址傳送指令,這條指令的功能是：把16位

24、立即數(shù)送入DPTR中。而16位的數(shù)據(jù)指針DPTR由DPH與DPL組成，該指令執(zhí)行后，16位立即數(shù)的高8位送入DPH中，低8位送入DPL中。該指令的執(zhí)行，不影響程序狀態(tài)寄存器PSW。,指令助記符及功能說明如下：,3.3.2外部數(shù)據(jù)存儲器(或I/O口)與累加器A傳送指令,例1設(P2)=20H，現(xiàn)將A中數(shù)據(jù)存儲到20FFH單元中去?？捎靡韵鲁绦驅崿F(xiàn)：MOVR1,#0FFH;(R1)←0FFHMOVX@R1,A;(20FFH)←(A)也可采用下述程序實現(xiàn)：MOVDPTR,#20FFH;(DPTR)←20FFHMOVX@DPTR,A;((DPTR))←(A)，即(20FFH)←(A),指令助記符與功能

25、說明如下：,3.3.2外部數(shù)據(jù)存儲器(或I/O口)與累加器A傳送指令,例2將外部數(shù)據(jù)存儲器7FF0H單元中的數(shù)據(jù)取出，存放到外部數(shù)據(jù)存儲器2000H單元中去。MOVDPTR,#7FF0HMOVXA,@DPTRMOVDPTR,#2000HMOVX@DPTR,A,例1在外部程序存儲器2000H單元開始存放了數(shù)字0～9的共陰極數(shù)碼管的16進制數(shù)的字形代碼3FH、06H、…、6FH。要求根據(jù)A中的值(0～9)來查找該數(shù)字所對應的代碼以便顯示。若用PC作基址寄存器，則需要在MOVCA,@A+PC指令前用一加法指令對地址進行調整：ADDA,#dataMOVCA,@A+PC,3.3.3程序存儲器向累加器A傳

26、送數(shù)據(jù)指令,指令助記符與功能說明如下：,1.字節(jié)交換指令,例1設(R1)=30H，(30H)=45H，(A)=7FH，則執(zhí)行指令：XCHA,@R1結果：(A)=45H，而(30H)=7FH，從而實現(xiàn)了累加器A與內部數(shù)據(jù)存儲器RAM中30H單元的數(shù)據(jù)交換。,3.3.4數(shù)據(jù)交換指令,指令助記符與功能說明如下：,2.半字節(jié)交換指令,例1設(30H)=6FH，(R0)=30H，(A)=0F6H，則執(zhí)行指令：XCHDA,@Ri結果：(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標志外，對PSW中其他標志位均無影響。,指令助記符與功能說明如下：,3.累加器A中高四位與

27、低四位交換指令,SWAPA該指令所執(zhí)行的操作是累加器A中的高4位與低4位的內容互換，其結果仍存放在累加器A中。,例1設(A)=0A5H(10100101B)，則執(zhí)行指令：SWAPA結果：(A)=5AH(01011010B)指令SWAP交換了A中高、低半字節(jié)(3～0和7～4)，結果不影響標志寄存器PSW。,3.3.5堆棧操作指令,堆棧操作指令只有2條，即：壓入(PUSH)和彈出(POP)。壓入指令：PUSHdirect;SP←SP+1，((SP))←(direct)彈出指令：POPdirect;((SP))←(direct)，SP←SP-1,例1PUSHA;保護A中數(shù)據(jù)PUSHPSW;保護標志寄

28、存器中數(shù)據(jù)…;執(zhí)行服務程序POPPSW;恢復標志寄存器中數(shù)據(jù)POPA;恢復A中數(shù)據(jù),例2PUSHAPUSHPSW…POPAPOPPSW,例3PUSHDPHPUSHDPL…POPDPLPOPDPH,3.4.1加減運算指令,1.加法指令,這類指令所完成的操作是把源操作數(shù)(立即數(shù)、直接地址單元內容、間接地址單元內容、工作寄存器內容)與累加器A的內容相加，將結果保存在累加器A中。,3.4算術運算類指令,指令助記符與功能說明如下：,例1執(zhí)行指令：MOVA,#0A9HADDA,#0B8H對程序狀態(tài)寄存器的影響如圖3.6所示。,,運算結果：(A)=61H，CY=1，AC=1，OV=1，P=1，(PSW)=0

29、C5H,例28位數(shù)加法程序片斷1：MOVA,#23HADDA,#5AH…,,運算結果：(A)=7DH，CY=0，OV=0，AC=0，P=0，(PSW)=00H。,,例38位數(shù)加法程序片斷2：MOVA,#0ABHADDA,#9AH…,,運算結果：(A)=45H，CY=1，OV=1，AC=1，P=1，(PSW)=0C5H。,,,帶進位加法指令與前述加法指令的區(qū)別僅為考慮進位位，其他與加法指令相同。,2.帶進位加法指令,指令助記符與功能說明如下：,,例3利用ADDC指令可以進行多字節(jié)的加法運算。設有兩個16位數(shù)相加，被加數(shù)的高8位放在41H，低8位放在40H，加數(shù)的高8位放在43H，低8位放在42H

30、，和的低8位存放在50H，高8位存放在51H，進位位存放在52H。可編程序如下：,例1設(A)=0AAH，(R0)=55H，C=1，則執(zhí)行指令：ADDCA,R0運算結果：(A)=00000000B，AC=1，CY=1，OV=1。,例2設(A)=35H，(40H)=21H，C=0，則執(zhí)行指令：ADDCA,40H運算結果：(A)=56H，AC=0，CY=0，OV=0。這與執(zhí)行指令“ADDA,40H”的結果是一樣的。,,SHJ:MOVA,40H;(A)←被加數(shù)低8位ADDA,42H;與加數(shù)低8位相加MOV50H,A;和的低8位存入50HMOVA,41H;(A)←被加數(shù)高8位ADDCA,43H;被加數(shù)

31、高8位與加數(shù)高8位以及低位來的進位相加MOV51H,A;和的高8位存入51H單元MOVA,#00H;(A)←00HADDCA,#00H;(A)←(A)+00H+高8位來的進位MOV52H,A;進位位C內容存入52H單元…,,3.帶借位減指令,指令助記符與功能說明如下：,例1設(40H)=0BAH，(41H)=98H，試編寫40H內容減去41H內容后，結果再存入40H單元的程序。MOVA,40H;(A)←(40H)CLRC;進位位C清0SUBBA,41H;(A)←(A)-(41H)-(C)MOV40H,A;(40H)←(A)執(zhí)行以上程序后，(40H)=22H，CY=0，OV=0。,如果參與運算的

32、兩數(shù)為無符號數(shù)，則其溢出與否與OV狀態(tài)無關，而是靠CY是否有借位來判斷，OV僅僅表示帶符號數(shù)運算時是否溢出。,例2設有兩個16位數(shù)相減，被減數(shù)的高8位放在41H，低8位放在40H，減數(shù)高8位放在43H，低8位放在42H，差的低8位存放在50H，高8位存放在51H，借位位存放在52H。,可編程序如下：SHJIAN:MOVA,40H;(A)←被減數(shù)低8位CLRC;C位清0SUBBA,42H;減去減數(shù)低8位MOV50H,A;差的低8位存入50HMOVA,41H;(A)←被減數(shù)高8位SUBBA,43H;被減數(shù)高8位減去減數(shù)高8位與借位MOV51H,A;差的高8位存入51H單元MOVA,#00H;(A)

33、←00HADDCA,#00H;(A)←高8位的借位位MOV52H,A;借位位C內容存入52H單元,1.乘法指令,例1設(A)=67H(103)，(B)=0ADH(173)，執(zhí)行指令：MULAB運算結果：乘積為459BH(17819)，(A)=9BH，(B)=45H。另外：OV=1，CY=0,3.4.2乘除運算指令,MULAB;(A)←乘積低8位，(B)←乘積高8位,例2設被乘數(shù)為16位無符號數(shù)，低8位存放在地址為K的單元，高8位存放在地址為K+1的單元。乘數(shù)為8位無符號數(shù)，存放在M單元。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。,分析：16

34、位無符號數(shù)與8位無符號數(shù)相乘的步驟示意如下：,程序編制如下：MOVR0,#K;設置被乘數(shù)地址指針MOVA,@R0;被乘數(shù)送A中MOVB,M;乘數(shù)送B中MULAB;(K)(M)MOVR1,A;乘積的0～7位存入R1MOVR2,B;暫存積的8～15位INCR0;指向被乘數(shù)高8位地址MOVA,@R0;取被乘數(shù)高8位MOVB,M;乘數(shù)送B中MULAB;(K+1)(M)ADDA,R2;求得乘積的8～15位MOVR2,A;乘積的8～15位存入R2MOVA,BADDCA,#00H;求得乘積的16～23位MOVR3,A;乘積的16～23位存入R3,,2.除法指令,例1設(A)=9AH，(B)=23H，執(zhí)行指令

35、：DIVAB則(A)=04H，(B)=0EH，OV=00H，CY=00H,3.4.2乘除運算指令,DIVAB;(A)←商，(B)←余數(shù),3.4.3增1減1指令,1.增1指令,INCA;(A)←(A)+1INCdirect;(direct)←(direct)+1INC@Ri;((Ri))←((Ri))+1INCRn;(Rn)←(Rn)+1INCDPTR;(DPTR)←(DPTR)+1,例1設(A)=40H，(41H)=29H，則執(zhí)行下列指令：INCA;(A)←40H+1HINC41H;(41H)←29H+1H結果：(A)=41H，(41H)=2AH,例2設(R0)=56H，片內RAM單元(56H

36、)=0FFH，(57H)=50H，則執(zhí)行下列指令：INC@R0;(56H)←00HINCR0;(R0)←57HINC@R0;(57H)←51H結果：(56H)=00H，(R0)=57H，(57H)=51H,例3執(zhí)行下述指令序列：MOVDPTR,#2FFEH;(DPTR)←2FFEHINCDPTR;(DPTR)←2FFFHINCDPTR;(DPTR)←3000HINCDPTR;(DPTR)←3001H則(DPTR)=3001H,2.減1指令,DECA;(A)←(A)-1DECdirect;(direct)←(direct)-1DEC@Ri;((Ri))←((Ri))-1DECRn;(Rn)←(R

37、n)-1,例1設(R0)=4FH，片內RAM單元(4FH)=40H，(4EH)=00H，執(zhí)行指令：DEC@R0;(4FH)←3FHDECR0;(R0)←4EHDEC@R0;(4EH)←0FFH結果：(R0)=4EH，(4EH)=0FFH，(4FH)=3FH,3.4.4二/十進制調整指令,DAA該指令的功能是對累加器A中的“二/十”進制(BCD碼)加法結果進行調整。,例1執(zhí)行下面的指令：MOVA,#86HADDA,#47H結果：(A)=0CDH，CY=0，AC=0所得結果并不是BCD碼，若接著執(zhí)行以下指令：DAA則結果：(A)=33H，CY=1，AC=1,1.累加器A清0指令格式：CLRA功能：

38、將00H送入累加器A中。,3.5邏輯運算指令,3.5.1單操作數(shù)指令,2.累加器A取反指令格式：CPLA功能：將累加器A中內容取反(將A中內容按位取反，即邏輯非運算)后再送回累加器A中。,例1設(A)=98H，執(zhí)行指令CLRA;(A)←0CPLA;(A)←0FFH結果：(A)=0FFH,3.累加器A內容循環(huán)左移一位指令格式：RLA功能：將累加器A中的內容循環(huán)左移一位。即,,例1設(A)=10001000，則執(zhí)行指令“RLA”后，結果：(A)=00010001,,4.累加器A內容帶進位位CY循環(huán)左移一位,指令格式：RLCA功能：將累加器A中的內容與進位標志位CY一起循環(huán)左移一位。即：,,例1設(

39、A)=01010101，(CY)=1。則執(zhí)行指令“RLCA”后，結果：(A)=10101011，(CY)=0。,,5.累加器A內容循環(huán)右移一位,指令格式：RRA功能：將累加器A中的內容循環(huán)右移一位。即：,,例1設(A)=00010001，則執(zhí)行指令“RRA”后，結果：(A)=10001000,,6.累加器A內容帶進位位CY循環(huán)右移一位,指令格式：RRCA功能：將累加器A中的內容與進位標志位CY一起循環(huán)右移一位。即：,,例1設(A)=10101011，(CY)=0。則執(zhí)行指令“RRCA”后，結果：(A)=01010101，(CY)=1。,,3.5.2雙操作數(shù)指令,1.邏輯與指令,邏輯與的規(guī)則定義

40、為：(其中∧表示邏輯與)0∧0=00∧1=1∧0=01∧1=1,例1設(A)=0C3H，(R3)=0ADH，執(zhí)行指令“ANLA,R3”。結果：(A)=81H(10000001B)。指令執(zhí)行過程如下：,,2.邏輯或指令,邏輯或的規(guī)則定義為：(其中∨表示邏輯或)0∨0=00∨0=1∨0=11∨1=1,例1設(A)=0C3H，(R3)=0ADH，執(zhí)行指令“ORLA,R3”。結果：(A)=0EFH(11101111B)。指令執(zhí)行過程如下：,,3.邏輯異或指令,邏輯異或的規(guī)則定義為(其中⊕表示邏輯異或)：0⊕0=1⊕1=01⊕0=0⊕1=1,例1設(A)=0C3H，(R3)=0ADH，執(zhí)行指令“XRLA

41、,R3”。結果：(A)=6EH(01101110B)。指令執(zhí)行過程如下：,,例2試把分別保存在30H、31H單元中用ASCII碼表示的兩位數(shù)，轉換成兩位BCD碼，并以壓縮BCD碼形式存入30H單元中。,程序如下：ANL30H,#0FH;30H單元的ASCII碼轉換成BCD碼MOVA,31H;取31H單元的ASCII碼ANLA,#0FH;31H單元的ASCII碼變成BCD碼RLARLARLARLAORL30H,A;結果存入30H單元,例1要將20H位的內容傳送給23H位，不能直接用“MOV20H,23H”，因為該指令執(zhí)行的實際是字節(jié)傳送，若要將20H位的內容傳送給23H位，可用下述程序實現(xiàn)：MO

42、VC,20H;(C)←(20H)MOV23H,C;(23H)←(C),3.6位操作類指令,3.6.1位數(shù)據(jù)傳送指令,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,,MOVC,bit;(C)←(bit)MOVbit,C;(C)←(bit),指令格式如下：CLRC;(C)←(0)CLRbit;(bit)←(0)以上指令可使直接尋址位(bit)或位累加器C清0，不影響其他標志。例1片內RAM單元26H的內容為0FFH，執(zhí)行指令：CLR32H結果：(26H)=0FBH(11111011B)，其中，32H為26H單元第二位的位地址。,3.6.2位狀態(tài)控制指令,1.位清0指令,指令格式如下：CPL

43、C;(C)←(/C)CPLbit;(bit)←(/bit)以上指令把位累加器C或者直接尋址位(bit)內容取反，不影響其他標志位。例1執(zhí)行下面的指令序列：MOVP1,#2FH;(P1)←(2FH即00101111B)CPLP1.0;P1.0位求反CPLP1.2;P1.2位求反結果：(P1)=2AH(00101010B)。,2.位求反指令,指令格式如下：SETBC;(C)←1SETBbit;(bit)←1以上指令把進位標志C或者任何可直接尋址位(bit)置1，不影響其他標志位。例1假設進位標志C內容為0，輸出口P1原來的內容為0FH(00001111B)，則執(zhí)行下面指令：SETBCSETBP1.

44、7結果：(C)=1，(P1)=8FH(10001111B)。,3.位置1指令,例1當位地址(2AH)=1，(32H)=1，同時累加器中(ACC.7)=0時，進位位C=1，否則C清0，可編程序如下：MOVC,2AH;(C)←(2AH)ANLC,32H;(C)←(C)∧(32H)ANLC,/ACC.7;(C)←(C)∧(/ACC.7),3.6.3位邏輯操作指令,1.位與指令,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ANLC,bit;(C)←(C)∧(bit)ANLC,/bit;(C)←(C)∧(/bit),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ORLC,bit;(C)←(

45、C)∨(bit)ORLC,/bit;(C)←(C)∨(/bit)位或指令的功能是將直接尋址位的內容或直接尋址位內容取反后(不改變原來位的內容)和位累加器C的內容相或，結果保存在C中。例1寫出位地址(2AH)=1和(32H)=1、累加器(ACC.7)=0相或的程序：MOVC,2AH;(C)←(2AH)ORLC,32H;(C)←(C)∨(32H)ORLC,ACC.7;(C)←(C)∨(ACC.7)結果：(C)=1。,2.位或指令,圖3.7為判C轉移指令的執(zhí)行過程。,3.6.4位條件轉移指令,1.判C轉移指令,JCrel;若(C)=1，則(PC)←(PC)+2+rel；若(C)=0，則(PC)←(P

46、C)+2JNCrel;若(C)=0，則(PC)←(PC)+rel；若(C)=1，則(PC)←(PC)+2,,,(a)JCrel(b)JNCrel圖3.7判C轉移指令的執(zhí)行過程,JBbit,rel;若(bit)=1，則(PC)←(PC)+3+rel;若(bit)=0，則(PC)←(PC)+3JNBbit,rel;若(bit)=0，則(PC)←(PC)+3+rel;若(bit)=1，則(PC)←(PC)+3JBCbit,rel;若(bit)=1，則(PC)←(PC)+3+rel，而且(bit)清0;若(bit)=0，則(PC)←(PC)+3,2.判直接尋址位轉移指令,判直接尋址位轉移指令的執(zhí)行過程

47、如圖3.8所示。,,,,(a)JBbit,rel(b)JNBbit,rel(c)JBCbit,rel,例1假設前面的程序段一樣，則分別執(zhí)行下面三段程序。程序1：SETB32H;(32H)←1JB32H,K1;(32H)=1轉K1處執(zhí)行K1:…程序2：CLR32H;(32H)←0JNB32H,K1;(32H)=0轉K1處執(zhí)行K1:…程序3：SETB32H;(32H)←1JBC32H,K1;(32H)=1轉K1處執(zhí)行K1:…,,1.長轉移指令指令格式：LJMPaddr16;(PC)←addr0～15,3.7控制轉移類指令,3.7.1無條件轉移指令,例1執(zhí)行下述程序段：M:LJMPKK:…,2.絕對

48、轉移指令指令格式：,,3.相對短轉移指令指令格式：,,4.間接轉移指令JMP@A+DPTR;(PC)←(A)+(DPTR),,無條件轉移指令跳轉范圍比較,1.累加器A判零轉移指令,3.7.2條件轉移指令,JZrel;累加器為0轉移，否則繼續(xù)執(zhí)行JNZrel;累加器不為0轉移，否則繼續(xù)執(zhí)行,例1將內部RAM單元中起始地址為20H的數(shù)據(jù)傳送到P1口，當RAM單元中內容為0時，不傳送，接著傳送下一單元內容。,,,(a)JZrel(b)JNZrel圖3.10累加器A判零轉移指令的執(zhí)行過程,2.比較轉移指令指令格式：CJNE,,rel,,圖3.11CJNE指令的執(zhí)行過程,3.循環(huán)減1轉移指令指令格式：D

49、JNZ,rel,圖3.12DJNZ指令的操作過程示意,,例2在程序中，可以利用DJNZ指令實現(xiàn)軟件延時。當晶振頻率一定時，則延時的大小可根據(jù)程序的需要從幾個微秒到幾百微秒，甚至毫秒、秒等不同要求來設定。下面是一段當系統(tǒng)晶振頻率為12MHz時，在P1.0口輸出周期為1毫秒脈沖的延時程序。K2:MOVR2,#0F8HK1:DJNZR2,K1CPLP1.0AJMPK2,1.長調用指令指令格式,3.7.3子程序調用和返回指令,,2.絕對調用指令指令格式：,,,3.返回指令指令格式：,,4.中斷返回指令指令格式：RETI該指令用于中斷返回。執(zhí)行過程類似于RET。RET與RETI指令應分別放在子程序和中斷

50、服務程序的最后。,,5.空操作指令指令格式：NOP;(PC)←(PC)+1,(1)MCS-51單片機有哪幾種尋址方式？各尋址方式所對應的寄存器和存儲空間有何不同？(2)MCS-51的指令系統(tǒng)按功能可分為哪幾類？(3)分別說明以下指令的作用。MOVA,30HMOVA,@R0MOVA,R7MOVA,#45HMOVR3,59HMOVR3,60HMOV40H,AMOV55H,R4MOV50H,30HMOV65H,@R1(4)試說明MOVX指令與MOVC指令有何區(qū)別。,,3.8思考練習題,(5)若(R1)=45H，(A)=40H，(45H)=06H，(40H)=80H。分析下面的程序段執(zhí)行后，上述各單元

51、內容有何變化？MOVA,@R1MOV@R1,40HMOV40H,AMOVR1,#35H(6)將存放在30H單元中的壓縮BCD碼拆分后，分別存放到31H、32H中。(7)試將存放于40H單元的數(shù)據(jù)0FH乘4，并仍然存放在40H單元中(要求分別用兩種方法編程)。(8)若(50H)=40H，寫出執(zhí)行下面程序段后累加器A、寄存器R0、以及內部RAM的40H、41H、42H單元中的內容。,MOVA,50HMOVR0,AMOVA,#00HMOV@R0,AMOVA,3BHMOV42H,41HMOV42H,A(9)一個16位數(shù)的高字節(jié)存放在30H單元，低字節(jié)存放在31H單元，另一個16位數(shù)據(jù)的高字節(jié)存放在32

52、H單元，低字節(jié)存放在33H單元，試編寫程序完成這兩個16位數(shù)據(jù)的減法運算，差的高8位存放入40H，低8位存放到41H單元。(10)編寫一段程序，查找存放在30H～50H單元中是否有數(shù)據(jù)34H，若有則將F0置1，否則將F0清0。(11)若單片機的晶體振蕩器頻率為12MHz，試編寫一輸出到P1.0口的脈沖，脈沖周期為100s。(12)說明RET與RETI指令的區(qū)別。,課堂練習,1、編程實現(xiàn)流水燈的開閉幕式功能，開幕式為先中間兩個燈亮——中間四個燈亮——中間六個燈亮——8個燈全亮，再閉幕式，從8個燈亮——中間六個亮——中間四個亮——再中間兩個亮——到全滅。重復整個過程2、測試實驗板功能程序：1）編寫

53、程序讓8個燈全亮1S鐘，再全滅1S鐘，重復5次。2）8個數(shù)碼管從0到9以200ms循環(huán)顯示。,ORG0000HSJMPMAINORG0030HMAIN:MOVR6,#9LOOP:MOVA,R6MOVDPTR,#TABLEMOVCA,@A+DPTRMOVP0,AMOVP2,#00HDJNZR6,LOOPSJMPMAINDELAY:MOVR5,#200D2:MOVR4,#200D1:NOPNOPNOPNOPDJNZR4,D1DJNZR5,D2RETTABLE:DB0C0H,0F9H,0A4H,0B0H,99H,92H,82H,0F8H,86H,90HEND,第4章單片機的程序設計,u偽指令u匯編語

54、言源程序的編輯與匯編u匯編語言程序設計,有一些指令，如指定目標程序或數(shù)據(jù)存放的地址、給一些指定的標號賦值、表示源程序結束等指令，并不產生目標程序(機器碼)，也不影響程序的執(zhí)行，僅僅產生供匯編用的某些命令，用來對匯編過程進行某種控制或操作，這類指令稱為偽指令。,4.1偽指令,4.1.1定義起始地址偽指令,格式：ORGaddr16功能：規(guī)定程序塊或數(shù)據(jù)塊存放的起始地址。addr16表示一個16位的程序存儲器的空間地址，一般為一個確定的地址，也可以是事先定義的標號。例如：ORG2000HSTART:MOVA,30H…,4.1.2定義匯編結束偽指令,格式：END功能：表示匯編結束,4.1.3標號賦值偽

55、指令,格式：標號EQU[表達式]功能：將表達式的值賦給本語句中的標號。又稱為等值指令。,4.1.4定義字節(jié)偽指令,格式：標號:DB[字節(jié)表]功能：從標號指定的地址單元開始，在程序存儲器中定義字節(jié)數(shù)據(jù)。,4.1.5定義字偽指令,4.1.6預留存儲區(qū)偽指令,格式：標號:DS表達式功能：從標號指定的地址單元開始，定義一個存儲區(qū)，以備源程序使用。存儲區(qū)內預留的存儲單元數(shù)由表達式的值決定。例如：ORG3030HTIMER:DS10H┇,格式：標號:DW[字表]功能：從標號指定的地址單元開始，在程序存儲器中存儲字數(shù)據(jù)。,4.2匯編語言源程序的編輯與匯編,4.2.1源程序的編輯,編寫完成的源程序應以“.AS

56、M”的擴展名保存，以備匯編程序調用。,4.2.2源程序的匯編,4.3匯編語言程序設計,,,4.3.1順序程序,例1已知X、Y、Z分別為片內RAM30H、31H、32H單元的內容，設X＞Y，試編程完成下式的算術運算：S=(X-Y)*Z，并將計算結果S存入片內RAM34H(高字節(jié))、35H(低字節(jié))單元中。由于X＞Y，所以X-Y＞0，不需要借位；(X-Y)*Z的結果最多占用兩個字節(jié)。實現(xiàn)該要求的程序流程圖如圖4.2所示。,,程序清單如下：ORG0030HSTART:MOVA,30H;(A)←XSUBBA,31H;(A)←(A)-XMOVB,32H;(B)←ZMULABMOV34H,B;(34H)←

57、A*B的高字節(jié)MOV35H,A;(35H)←A*B的低字節(jié)SJMP$,例2編寫雙字節(jié)無符號數(shù)乘法程序。被乘數(shù)高字節(jié)放在R2中，低字節(jié)存放在R3中，乘數(shù)高字節(jié)放在R6中，低字節(jié)放在R7中。乘積在R2、R3、R4、R5中。,程序段如下：MOVA,R3;R3R7MOVB,R7MULABMOVR4,B;暫存部分積MOVR5,AMOVA,R3MOVB,R6;R3R6MULABADDA,R4;累加部分積MOVR4,ACLRAADDCA,BMOVR3,AMOVA,R2;R2R7MOVB,R7,MULABADDA,R4;累加部分積MOVR4,AMOVA,R3ADDCA,BMOVR3,ACLRARLCAXCHA

58、,R2;R2R6MOVB,R6MULABADDA,R3;累加部分積MOVR3,AMOVA,R2ADDCA,BMOVR2,A,4.3.2分支程序,例1在內部RAM單元的30H和31H中各有一無符號數(shù)，試比較其大小，大數(shù)存入40H單元，小數(shù)存入41H單元，若相等則存入42H單元。程序流程框圖如圖4.3所示。,程序如下：MOVA,30HCJNEA,31H,K1MOV42H,AAJMPWAITK1:JNCK2MOV41H,AMOV40H,31HAJMPWAITK2:MOV40H,AMOV41H,31HWAIT:AJMP$,4.3.3循環(huán)程序,循環(huán)程序的流程如圖4.4所示。,,例2在內部RAM30H開始

59、的連續(xù)單元中，存放著20個無符號數(shù)，編寫一段程序，使這20個數(shù)按照由大到小的順序依次排列。MOVR0,#30HMOVR7,#19;設置外循環(huán)計數(shù)器OUTSIDE:MOVR6,00H;設置內循環(huán)計數(shù)器PUSH00H;0組R0進棧MOVA,@R0;取內循環(huán)的第一個數(shù)INSIDE:INCR0;修改內循環(huán)間址指針MOVB,@R0CJNEA,B,$+3;比較A與@R0的大小JNCNEXTCH;大于等于不交換XCHA,R0;小于交換NEXTCH:DJNZR6,INSIDE;判內循環(huán)是否結束POP00H;內循環(huán)結束，R0出棧MOV@R0,A;存內循環(huán)的最大值INCR0;修改外循環(huán)指針DJNZR7,OUTSI

60、DE;判外循環(huán)是否結束SJMP$,2.子程序舉例,例1將單字節(jié)16進制整數(shù)轉換成單字節(jié)BCD碼整數(shù)的子程序。入口條件：待轉換的單字節(jié)16進制整數(shù)在累加器A中。出口狀態(tài)：轉換后的BCD碼整數(shù)(十位和個位)仍在累加器A中，百位在R3中。CHBCD:PUSHPSW;保護現(xiàn)場PUSHBMOVB,#100DIVAB;(A)←BCD碼的百位MOVR3,A;(R3)←BCD碼的百位MOVA,#10;余數(shù)繼續(xù)分離十位和個位XCHA,BDIVAB;(A)←BCD碼的十位SWAPAORLA,B;將十位和個位拼裝成BCD碼POPB;恢復現(xiàn)場POPPSWRET,4.3.4子程序,例3將4位二進制數(shù)轉換成ASCII碼。

61、入口條件：待轉換的4位二進制數(shù)存入R2中。出口狀態(tài)：轉換后的ASCII碼存R2中。ASCB:PUSHPSW;保護現(xiàn)場PUSHAMOVA,R2ANLA,#0FH;取出四位二進制數(shù)PUSHA;存入堆棧CLRCSUBBA,#0AHPOPA;彈回A中JCLOOP;該數(shù)小于10，則轉LOOPADDA,#07H;否則加07HLOOP:ADDA,#30H;加30HMOVR2,A;轉換后的ASCII碼存入R2POPA;恢復現(xiàn)場POPPSWRET,4.4思考練習題,(1)簡述匯編語言的特點。(2)什么是偽指令？簡述常用偽指令的功能。(3)按照執(zhí)行的方式，程序可分為哪幾類？(4)在編寫子程序時，應注意哪些問題？(

62、5)編寫一段程序，將外部RAM中2000H～2020H單元的內容送入內部RAM的30H～50H單元中。(6)編寫程序，求出片內40H單元內容中所有“0”的個數(shù)，結果存入50H。(7)在內部RAM單元30H開始的5個單元中，存放著5個壓縮BCD碼，編寫一段程序，將它們轉換成ASCII碼，并存放到40H開始的單元中。(8)編程求出內部RAM中從30H開始的連續(xù)20個單元中的內容的平均值，并存入60H單元中。(9)編程完成以下功能：檢測內部RAM單元30H開始的32個數(shù)，若為正數(shù)或0，則值不變；若為負數(shù)，則取補后送回。(10)在內部RAM單元中，從30H開始連續(xù)存放著20個8位無符號數(shù)，編程排列其順

63、序，使它們從20H單元開始，按照從大到小的順序依次存放。,第5章MCS-51單片機的中斷系統(tǒng),中斷的概念MCS-51的中斷系統(tǒng)及控制中斷處理外部中斷及其擴展思考練習題,5.1中斷的概念,5.1.1微機的輸入/輸出方式,無條件方式程序查詢方式DMA方式中斷方式,,查詢方式流程圖,5.1.2中斷的概念,當CPU正在處理某件事情的時候，內部或外部發(fā)生的某一事件(如一個電平的變化，一個脈沖沿的發(fā)生或定時器計數(shù)溢出等)請求CPU迅速去處理，于是，CPU暫時中止當前的工作，轉去處理所發(fā)生的事件。處理完該事件以后，再回到原來被中止的地方，繼續(xù)原來的工作，這樣的過程稱為中斷。,中斷方式除了可以解決資源共享問題

64、以外，還有以下一些特點：,1.高效率地實現(xiàn)CPU和外設的速度匹配2.實現(xiàn)實時控制3.實現(xiàn)故障的及時發(fā)現(xiàn)4.實現(xiàn)人機聯(lián)系,5.2MCS-51的中斷系統(tǒng)及控制,8051單片機中斷系統(tǒng)的結構如圖5.3所示。,5.2.1中斷源,8051中斷系統(tǒng)的5個中斷源為：——外部中斷0請求，通過P3.2引腳輸入。——外部中斷1請求，通過P3.3引腳輸入。T0——定時器/計數(shù)器0溢出中斷請求。T1——定時器/計數(shù)器1溢出中斷請求。TI/RI——串行口中斷請求。,5.2.2中斷控制,1.定時器控制寄存器TCON,與中斷有關的位如圖5.4所示。,,2.串行口控制寄存器SCON,SCON中TI和RI的格式如圖5.5所示。

65、,,3.中斷允許控制IE,IE的格式如圖5.6所示。,,例1假設允許片內定時器/計數(shù)器中斷，禁止其他中斷。試根據(jù)假設條件設置IE的相應值。根據(jù)題目要求，要允許內部定時器中斷，就需要將IE寄存器的EA、ET1、ET0置1，其他位清0，可分別通過字節(jié)尋址或者位尋址進行。(1)用字節(jié)操作指令：MOVIE，#8AH或者，MOV`A8H，#8AH(2)用位操作指令：SETBET0;定時器/計數(shù)器0允許中斷SETBET1;定時器/計數(shù)器1允許中斷SETBEA;CPU開中斷,4.中斷優(yōu)先級寄存器IP,051片內有一個中斷優(yōu)先級寄存器IP，其格式如圖5.7所示。,,例1系統(tǒng)要求設定8051的片外中斷為高優(yōu)先級

66、中斷，片內中斷為低優(yōu)先級。請寫出相應的指令。解：根據(jù)題目要求，需要將8051的外部中斷優(yōu)先級控制位PX0、PX1設置為1，而內部中斷優(yōu)先級控制位PT0、PT1、PS清為0。(1)用字節(jié)操作指令：MOVIP，#05H(2)用位操作指令：SETBPX0SETBPX1CLRPSCLRPT0CLRPT1,5.3中斷處理,5.3.1中斷響應,1.中斷響應條件CPU響應中斷的條件有：有中斷源發(fā)出中斷請求。中斷總允許位EA＝1，即CPU開中斷。申請中斷的中斷源的中斷允許位為1，即中斷沒有被屏蔽。無同級或更高級中斷正在被服務。當前的指令周期已經結束。若現(xiàn)行指令為RETI或者是訪問IE或IP指令時，該指令以及緊接著的另一條指令已經執(zhí)行完畢。,2.中斷響應操作過程,表5.1中斷源及其對應的中斷矢量,5.3.2中斷處理,,圖5.8中斷服務程序流程,5.4外部中斷及其擴展,5.4.1外部中斷的響應時間5.4.2外部中斷方式的選擇1.電平方式2.邊沿方式5.4.3利用外部中斷實現(xiàn)單步操作所謂單步操作，就是在程序調試時，每按一次單步執(zhí)