单片机原理及应用设计(胡辉主编)
单片机原理及其接口技术胡汉口第3版第3章-指令系统
PC
PC
DPTR
2400H
A
0FH
93H
ROM
……
× ×
240FH
设（A）= 0FH （DPTR）= 2400H
× ×
ALU
“读”
PSEN
“读”
MOVC A，＠A+DPTR
6、相对寻址
程序存储器
寻址空间：
指令的三种形式：
操作码
rel
操作码
直接地址
rel
操作码
立即数
rel
1
2
3
4
5
3.1.5 指令系统综述
指令系统：某种CPU的指令的集合。他与CPU的硬件电路密切相关，学习指令时必须注意到这一背景。 不同的CPU具有不同的指令系统。 掌握指令的三要素：指令功能、指令状态、指令长度。
指令系统中常用符号（附录C）(基础知识)
Rn：工作寄存器，可以是R0~R7之一。 #data：8位立即数，是00H~FFH之一。
例2：
操作码
PC
PC
PC
直接地址
立即数
PC
53H
30H
ROM
30H × ×
内RAM
× ×
30H
× ×
ALU
“结果”
3、寄存器寻址：指令码中含有该操作数的寄存器号
寻址空间：
指令的三种形式：
操作码
当前选定的寄存器内容就是实际操作数
操作码
立即数
操作码
直接地址
R0～R7，（由RS0、RS1确定寄存器区/4）
2、操作码
由指令系统的助记符、伪指令助记符组成。
操作码是每一句汇编语言所必须的
操作码和操作数之间用空格分开
《单片机原理与应用》-胡辉-电子教案第8章
LOOP：
MOV DPTR，#0FEFFH MOVX A，@DPTR MOVX @DPTR，A
SJMP LOOP
P0.0 P0.1 P0.2 P0.3 P0.4 P0.5 P0.6 P0.7
89C51
1
WR P2.0
RD
1
D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7
74LS273
Q0 Q1 Q2 Q3 Q4 Q5 Q6 Q7
• MOVX A，@DPTR；再读键状态
• XRL A，37H ；和延时前的状态一样吗？
• JZ KS1
；一样，则转去查询键号
•
• KSK1： SETB P1.0 ；开始扫描第2列，8～F号键
•
CLR P1.1
•
MOVX A，@DPTR；读入按键状态
•
MOV 37H，A
；暂存按键状态
•
CPL A
•
• （1）清除显示器 • （2）光标归位指令 • （3）设置字符进入模式 • （4）显示器开关 • （5）显示光标移动位 • （6）功能设置 • （7）CG RAM地址设置 • （8）DD RAM地址设置 • （9）忙碌标志读取 • （10）写数据到CG RAN或DD RAM中 • （11）从CG RAM或DD RAM中读取数据
&
K
+5V
&
1k
8.1.2 P0口的扩展
• 扩展I/O接口所用的芯片主要有通用可编程 I/O芯片和TTL、CMOS锁存器、三态门电 路芯片两大类。采用TTL电路或CMOS电路 锁存器、三态门电路作为简单I/O口扩展芯 片。
• 可以作为I/O口扩展芯片使用的TTL芯片有： 373、377、244、245、273、374等。
单片机原理及应用(胡乾斌)第六章
contents
目录
• 单片机概述 • 单片机的基本组成 • 单片机的指令系统 • 单片机的编程语言 • 单片机的开发环境 • 单片机应用系统的设计
01 单片机概述
单片机的定义与特点
定义
单片机是一种集成电路芯片，内 部集成了计算机的硬件系统，包 括中央处理器、存储器、输入/输 出接口等。
调试与测试
对系统进行调试和测试，确保 系统能够正常工作。
单片机应用系统的硬件设计
01
02
03
04
单片机选择
根据系统需求，选择合适的单 片机型号。
传感器选择
根据系统需求，选择合适的传 感器型号，实现信号的采集和
转换。
执行器选择
根据系统需求，选择合适的执 行器型号，实现控制信号的输
出和执行。
外部电路设计
CPU的性能决定了单片机的处 理速度和功能，常见的CPU有8 位、16位和32位。
存储器
存储器是单片机中用于存储程序和数 据的部件。
单片机的存储容量取决于其内部存储 器的容量和扩展能力。
存储器分为只读存储器（ROM）和随机存 取存储器（RAM），ROM用于存储程序和 常数，RAM用于存储数据和堆栈。
特点
单片机具有体积小、功耗低、可 靠性高、价格便宜等特点，广泛 应用于各种智能控制领域。
单片机的应用领域
工业自动化控制
单片机可以用于实现各种工 业设备的自动化控制，如电
机控制、温度控制等。
智能仪表
智能家居
医疗电子
单片机可以用于实现各种智 能仪表的测量和控制，如智 能温度计、智能流量计等。
单片机可以用于实现各种 智能家居设备的控制，如 智能照明、智能安防等。
单片机原理及应用 第一章
输入设备
存储器
输出设备
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控制器
运算器
电子计算机技术的发展，相继经历了五个时代：
电子管计算机；
晶体管计算机； 集成电路计算机； 大规模集成电路计算机；
超大规模集成电路计算机。
电子计算机按其性能分类： 大型计算机 中型计算机 小型计算机
微型计算机
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第二阶段（1978- ）：高性能单片机阶段。有串行I/O，有 多级中断处理，定时/计数器为16位，片内的RAM和 ROM相对增大，且寻址范围可达64K字节，有的片内还 带有A/D转换接口。这类单片机有Intel公司的MCS-51， Motorola公司的6801和Zliog公司的Z8等。由于这类单 片机应用领域较广，其结构和性能还在不断改进和发展 着。
32位单片机进入实用阶段。 单片机的发展趋势：向着大容量、高性能化；低价格化和外
围电路内装化等几个方面发展。
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三、常用单片机简介
自单片机诞生以来，已有70多个系列、近500个机种。国际上较有 名、影响较大的公司及他们的产品如下所述：
Intel公司的MCS—48、MCS—51、MCS—96系列产品；
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微处理器、微型计算机或微型计算机系统之间的关系如图所示。
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三、微型计算机的工作过程
1 微处理器的指令系统和程序编制 指令的集合或指令的全体称为指令系统(Instruction System)。微处理器类型不 同它的指令系统也不一样。所谓程序就是采用指令系统中的指令根据题目要求 排列起来的有序指令的集合。程序的编制称为程序设计。通常，设计人员 是采用指令的汇编符(即助记符)形式编程的，这种程序设计称之为汇编语 言程序设计。
电子教案《单片机原理及应用》
单片机原理及应用课程教案课程名称：单片机原理及应用课程代码：0340424授课对象：年级：13级专业：机械设计制造及自动化层次：本科授课教师：钟奇教师职称：高工课型：专业学时：3 学时/周合计：36学时教材名称：单片机原理及应用（第3版）开课系部：机电工程系教学日期：2015年～2016年学年第一学期教案第1章概述单元教案首页支，因此，它的基本功能组成部分和工作原理与通用微型计算机具有一致性。
微型计算机(简称微机)的基本组成结构如图1.1所示。
教案第2 章51系列单片机的硬件结构单元教案首页2.251单片机的内部结构与引脚信号2.2.151单片机的基本组成51系列单片机的内部结构框图如图2.1所示各引脚功能说明如下:1. 主电源引脚VCC(40脚): 接+5 V电源正端;VSS(20脚): 接+5 V电源地端。
2. 外接晶体引脚XTAL1(19脚): 接外部石英晶体的一端。
XTAL2(18脚): 接外部石英晶体的另一端。
2.3微处理器微处理器又称CPU, 是单片机内部的核心部件, 它决定了单片机的主要功能特性。
CPU由运算部件和控制部件两大部分组成。
2.3.1运算部件运算部件是以算术逻辑单元ALU为核心, 再加上累加器ACC、寄存器B、暂存器、程序状态字PSW等部件而构成的。
广东技术师范学院天河学院单元教案首页单元教案续页广东技术师范学院天河学院单元教案首页单元教案续页广东技术师范学院天河学院单元教案首页单元教案续页和T1, 它们均可作为定时器或计数器使用。
片机默认选择工作寄存2.6.1定时器/计数器T0、T1的结构定时器/计数器T0、T1的结构框图如图2.15所示。
它由加法计数器、TMOD寄存器、TCON寄存器等组成广东技术师范学院天河学院单元教案首页位, 共10位。
当然, 停止位也可以大于1位。
(2) 波特率(Baud rate)。
波特率就是数据的传送速率, 即每秒传送的二进制位数, 单位为位/秒。
《单片机原理及应用设计》-胡辉-电子教案-2910 单片机系统5
3．中断处理
▪ 中断处理（又称中断服务）程序从入口地址 开始执行，直到返回指令“RETI”为止，这 个过程称为中断处理。此过程一般包括两部 分内容，一是保护现场，二是处理中断源的 请求。
位。当 IT1=0，外部中断l为电平触发方式。 • 若IT1=1，外部中断1控制为边沿触发方式。 ▪ 2）TCON．0 IT0：外部中断0触发方式控制位。
▪ 5.2.2 外部中断的系统设计应用
外设数据经P1口输 入单片机，每准备 好一个数据，外设 发出选通信号，经 触发器和非门至 INT0。
P1口
响应中断后不会自动清除RI标志，必须由软件清除。
5.1.3 中断的控制
3．中断允许控制寄存器IE
D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0
EA
ES ET1 EX1 ET0 EX0
0 禁止，1允许
▪ 1）IE.7 EA：CPU中断总允许位。EA=1，CPU开放中断， 每个中断源是被允许还是被禁止，分别由各自的允许位 确定；EA=0，CPU屏蔽所有的中断要求，称关中断。
周期不是当前指令的最后一个周期，则不行； ③ 若现行指令是RETI、RET或访问IE、IP指令，则 需要执行到当前指令及下一条指令方可响应。
2.响应过程 ① 置位中断优先级有效触发器，即关闭同级和低级
中断： ② 调用入口地址，断点入栈，相当于LCALL指令； ③ 进入中断服务程序。
响应时间--从查询中断请求标志位到转向中断服务 入口地址所需的机器周期数。 （1）最快响应时间 以外部中断的电平触发为最快。 从查询中断请求信号到中断服务程序需要三个机器 周期：
《单片机原理及应用》课程教学大纲及教材
《单片机原理及应用》教学大纲课程中文名称:《单片机原理及应用》课程代码：517016课程性质：专业必修课学时学分：70学时，5学分（其中讲课56学时，实验14学时）先修课程：《电子技术》、《电工基础》适用专业：应用电子技术一、课程性质、目的和要求本课程适用于机电一体化、应用电子技术等相关专业学生学习，是一门专业基础课。
通过本课程的教学，使学生了解和掌握MCS-51 系列单片机结构、原理及其扩展系统的组成。
掌握MCS-51 系列单片机在实际应用中软件系统与硬件系统的设计思想。
结合实验课教学，增强实际动手能力，使学生能够应用MCS-51 单片机进行简单的单片机应用系统的开发。
为今后应用和设计单片机系统打下较牢固基础，也为后续专业课程的学习奠定一定基础。
二、课程内容：（一）课程重点与难点本课程的重点：为第二章、第三章和第五章。
其中第二章和第三章为单片机的基础，是学习单片机技术的必需。
第五章是单片机应用中必然要涉及的内容。
建议加强这三章的教学，并辅以必要的实验手段。
本课程中的难点：为单片机的存贮器组织、各存贮器的地址的确定及I/O口地址的确定。
难点贯穿于第二章、第三章、第四章、第五章和第七章。
在教学上应有一定的连续性，且应循序渐进，讲深讲透。
（二）课程内容第一章：概述第一节MCS-51系列单片机简介第二节单片机应用系统开发简述第二章MCS-51 系列单片机的结构和原理第一节总体结构第二节存储器组织第三节并行端口结构与操作第四节MCS-51 系列单片机片外总线和复位第三章MCS-51 单片机的指令系统第一节指令格式及常用符号第二节MCS-51 系列单片机的寻址方式第三节数据传送指令第四节算术运算指令第五节逻辑运算指令第六节控制转移指令第七节位操作指令第四章MCS-51 单片机的程序设计第一节程序设计方法和技巧第二节汇编语言源程序的编辑和汇编第三节程序设计基础与举例第五章MCS-51 单片机的中断系统及定时器第一节输入/输出的控制方式第二节中断系统第三节中断处理过程第四节定时器/计数器第六章MCS-51 单片机的串行口第一节计算机串行通信基础第二节MCS-51 单片机的串行口第三节串行口应用举例第七章单片机系统扩展技术第一节程序存贮器的扩展第二节并行口的扩展第三节接口芯片第四节键盘及显示器接口第八章MCS-51 单片机的测控接口第一节D/A转换器第二节A/D转换器第三节开关量接口三、实践性教学环节要求（一）实验教学的要求主要用于配合《单片机原理》课程的课堂教学，加强学生对MCS-51系列单片机结构的感性认识和对使用DICE-5103S单片机开发机进行单片机开发的方法的了解，提高学生对单片机原理的理解，帮助学生掌握MCS-51系列单片机在实际应用中软件系统与硬件系统的设计思想。
《单片机原理及应用》课程设计指导书(2015)
《单片机原理与应用》课程设计指导书一、课程设计目的《单片机原理与应用》是一门实践性和实用性都很强的课程，学习的目的在于实践。
本课程设计是配合课堂教学和实验的一个重要的实践教学环节，它能起到巩固课堂和书本上所学知识，加强综合能力，提高电路设计水平，启发创新思维的效果。
通过本课程设计希望达到以下目地：1．培养资料搜集和汇总的能力。
2．培养总体设计和方案论证的意识。
3．提高硬件、软件设计与开发的综合能力。
4．提高软件和硬件联合调试的能力。
5．熟练掌握相关测量仪器的使用方法。
6．掌握相关开发软件、调试器和仿真软件的使用方法。
二、课程设计内容与要求要求每个小组都要独立设计完成一个典型的单片机应用小系统。
设计题目可以在给出的参考题目中选，也可以自己选择设计题目，但难度不应小于参考题目，需经指导教师审查后方可确定是否采纳或修改设计题目。
课程设计的时间为一周。
设计的最终作品包括硬件和软件两个部分，要求能够演示并达到设计指标的要求。
每个小组在作品完成后，要经指导教师检查，同意拆除后方可拆卸，并分类放回元器件盒内。
课程设计报告每个学生一份，由课代表收齐后统一交给指导教师。
课程设计成绩评定由3部分组成：作品＋出勤等40％；答辩30％；设计报告30％。
三、课程设计步骤研制一个单片机应用系统，可以分为硬件研制和软件研制两个部分，从设计方案到样机调试成功，常常要将硬件，软件结合起来考虑，才能取得较好的效果。
随着系统的用途不同，它们的硬、软件结构会各有不同，但系统研制的方法和步骤是基本相同的，其研制过程可以归纳为以下所述的四个步骤：1、确定任务如同任何一个新产品设计一样，单片机应用系统的研制过程也是从确定应用系统的任务开始的。
首先要明确应用系统要实现哪些功能，其技术参数和技术指标是什么，这是系统设计的起点和依据，它将贯穿于系统设计的全过程。
必须认真做好这个工作，在确定任务的阶段中必须明确：1) 本应用系统需要达到的主要目标是什么，有多少个回路，有几个参数需要进行检测和控制？检测和控制的精度为多少？2) 本应用系统有多少输入信号和输出信号？输入信号的形式和电压等级及变化频率情况，输出信号的形式，电压等级和驱动功率有何要求？3) 本应用系统需要提供哪些人机对话功能，如：小键盘要多少个按键，采用何种显示器，通常为LCD和数码管，如考虑显示几位数等。