单片机 (2)
单片机2
图2-1 MCS-51的外部引脚
8
单片机原理与应用
EA /VPP：片外ROM访问允许信号输 出引脚/片内 EPROM编程电压输入引脚。 它的功能是： （1）当 EA =0时，允许单片机访问片外 ROM（不允许使用片内ROM）。所以， 对于无片内ROM的单片机（如8031）此 引脚应接地。 （2）当 EA =1时，允许单片机使用片内 ROM。对于具有片内ROM的单片机， 若该引脚为高电平，则CPU在访问片内 ROM时，当访问地址超过所配置容量的 最大值时，会自动转向访问片外ROM。 （3）在对片内EPROM进行编程时，用 于输入编程电压。
23
单片机原理与应用
7．其他主要部件
暂存寄存器TMP1、TMP2：用于暂时存放从 数据总线或ACC送来的操作数。 程序地址寄存器：用于存放当前指令的地址， 具体数据由程序计数器送入。 指令寄存器：用于存放当前正在执行的指令操 作码（指令的构成在下一章中介绍）。 指令译码器：用于对指令寄存器中的指令操作 码进行分析，并把译码结果送给定时与控制部件， 作为产生微操作控制信号的依据。 内部总线：包括地址总线、数据总线和控制总 线，分别用于传递与它们的名称相对应的信号， 内部总线是各部件间进行信息传递的公共通道， 信号传递过程由CPU全盘控制，分时操作，不会 发生冲突。
1．电源引脚
VCC：+5V电源。 Vss：地线。
图2-1 MCS-51的外部引脚
4
单片机原理与应用
2．外接晶振引脚
XTAL1、2： 用于连接晶体振荡器 和微调电容，以便与 单片机内部的振荡器 构成内部时钟电路， 当采用外部时钟时， 作为外部振荡信号的 输入端。
图2-1 MCS-51的外部引脚
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单片机 第五章2 单片机的定时器计数器
若晶振频率为6MHz，1个机器周期为1/6 x 10-6 x12=2μs 则最小定时时间为：[213 –(213 -1)]x2μs=2μs 最大定时时间为：[213 –0] x2μs=16384μs =16.384ms
2、 方式1 (T1,T0) 当M1M0两位为 01时，定时 /计数器被选为工作方式 1，16位计数器，其逻辑结构 如图 所示。
8FH TCON TF1 8EH TR1 8DH TF0 8CH TR0 8BH IE1 8AH IT1 89H IE0 88H IT0
TF1（TCON.7, 8FH位）----定时器T1中断请求溢出标志位。 TF0（TCON.5, 8DH位）----定时器T0中断请求溢出标志位。 TR1（TCON.6, 8EH位）----T1运行控制位。 0：关闭T1；1：启动T1运行。只由软件置位或清零。 TR0（TCON.4, 8CH位）----T0运行控制位。 0：关闭T0；1：启动T0运行。只由软件置位或清零。
1、 方式0 (T1,T0)
当 M1M0两位为 00时，定时 /计数器被选为工作方式 0， 13位计数器，其逻辑结 构如图所示。
振荡器 ÷12 C/ T = 0 TL0 低5位 C/ T = 1 控制 T0 端 TR0 GATE INT0 端 TH0 高8 位 TF0 中断
+
在方式0下，计数工作方式时，计数值的范围是： 1～8192(213 ) 定时工作方式时，定时时间的计算公式为： (213一计数初值)×晶振周期×12 或(213一计数初值)×机器周期
例4：用定时器l 以工作方式2计数，每计100次进行累计器加1操作.
(1)计算计数初值. 28—100＝156D＝9CH TH1＝9CH，TL1＝9CH TMOD寄存器初始化：MlM0＝10，C／T＝1，GATE=0 因此 TMOD＝60H (2)程序设计序设计
单片机 (2)
单片机1. (一)选择题50道1．51单片机芯片是双列直插式封装的，有(C)个引脚 [单选题] *A、24B、30C、40(正确答案)D、502. 一个机器周期等于（）个振荡周期。
[单选题] *A、2B、4C、8D、12(正确答案)3. 单片机中，程序状态字CY、OV、P分别为（）。
[单选题] *A、进位、溢出、奇偶标志位B、溢出、进位、奇偶标志位C、进位、溢出、A累加器1的奇偶标志位(正确答案)D、奇偶标志位、进位、溢出位4. 在单片机应用系统中，LED数码管显示电路通常有（）显示方式。
[单选题] *A、静态B、动态C、静态和动态(正确答案)D、查询5. 启动定时器0开始计数的指令是使TCON的（） [单选题] *A、TF0位置1B、TR0位置1(正确答案)C、TR0位置0D、TR1位置06. 单片机中断允许寄存器中的定时器T1允许或禁止控制位是（）。
[单选题] *A、ET0B、ET1(正确答案)C、EX0D、EX17. 在串行通信中，数据传输沿两个方向，但需要分时进行传输的是（）传输模式。
[单选题] *A、单工B、半双工(正确答案)C、全双工8. 提高单片机的晶振频率，则机器周期（） [单选题] *A、不变B、变长C、变短(正确答案)D、不定9. C51编译器中不支持的存储模式是（） [单选题] *A、Xdata(正确答案)B、SmallC、CompactD、Large10. 以下不是构成单片机的部件（） [单选题] *A、微处理器B、存储器C、I/O接口D、打印机(正确答案)11. 单片机中断允许寄存器中的串行中断允许或禁止控制位是（）。
[单选题] *A、ET0B、ET1C、ES(正确答案)D、EA12. D/A转换器所使用的数字量位数越多，则它的转换精度（） [单选题] *A、越高(正确答案)B、越低C、不变D、不定13. 共阴极数码管是将所有发光二极管的( )连接在一起，数码管的动态显示是利用发光二极管的（），让人感觉数码管是同时点亮。
2004单片机(PIC) 2 单片机工作方式
第二章 单片机结构和流水线指令工作方式
2.1 2.2 2.3 2.4 2.5 PIC单片机的哈佛结构及引脚说明 PIC单片机的哈佛结构及引脚说明 流水线指令结构 程序储存器 寄存器结构和寻址方式 CPU内部寄存器 CPU内部寄存器
2.1 PIC单片机的哈佛结构及引脚说明 PIC单片机的哈佛结构及引脚说明
程 序 存 储 器
14 13 8
CPU
8
2.2 流水线指令结构
周期 从地址N 从地址N中读 取第n 取第n条指令 周期 执行第n 执行第n条 指令
从地址N+1读取 从地址N+1读取 第n＋1条指令
周期
周期
执行第N+1条 执行第N+1条 指令
从地址N+2 从地址N+2 读取第n 读取第n条指令
执行第n 执行第n＋2条 指令
从地址N 从地址N＋3读 பைடு நூலகம்第n 取第n＋3条指令
2.3 程序存储器
• PIC16f87x 有1个13位宽的程序计数器PC， 13位宽的程序计数器PC，
其最大寻址范围为：2 其最大寻址范围为：213＝8K；(8k×14) (8k× • 系统复位时，PC自动指向0x0000； 系统复位时，PC自动指向0x0000； ORG 0H • 程序结构：
MOVF 0,0
FSR间接寻址
STATUS
位助记符
位
Bit0 Bit1 Bit2 Bit3 Bit4 Bit5 Bit6
说明
进位/ 进位/借位标志 辅助进位/ 辅助进位/借位标志 零标志位 降耗标志位 超时标志位 RAM数据存储器体选位，用于直接寻址 RAM数据存储器体选位，用于直接寻址
RP0 0 0 1 1 RP1 0 1 0 1 说明 选中体0 选中体0 选中体1 选中体1 选中体2 选中体2 选中体3 选中体3
单片机 实验2-外部中断程序设计-中断按键按下次数计数数码管显示-硬件和程序设计参考
硬件电路参考如下:程序参考如下:#pragma sfr#pragma interrupt INTP0 LED_INTP0 /* 定义使用INTP0中断，中断函数名LED_INTP0*/ #pragma di /*禁止使用中断功能声明*/#pragma ei /*允许使用中断功能声明*//*数码管编码数组*/unsigned char LED_light[10]={0x30,0x5B,0x4F,0x66,0x6D,0x7D,0x07,0x7F,0x6F,0x3F}; unsigned char j=0; /*按键次数变量*/void hdinit() /*硬件初始化*/{PM1=0; /*P1口输出数码管字型码，所以设置为输出*/PU1=0XFF; /*由于P1口直接驱动数码管显示，为增大驱动，设置为内部上拉*/PM12.0=0; /*P12.0口线要作为中断多功能，设置为输出和内部上拉 */PU12.0=1;PIF0=0; /*中断请求标志，没有中断请求*/PMK0=0; /*中断屏蔽标志，允许中断*/PPR0=1; /*中断优先级，低优先级*/EGP.0=1; /*与EGN组合，上升沿有效*/EGN.0=0;}void main (void){DI(); /*首先做准备，禁止中断*/IMS=0XCC;IXS=0X00;hdinit();EI(); /*准备完成，允许中断*/while(1){ /*啥也不干，就等待中断，仅是在这个实验中使用中断，实际不是这样/*}}__interrupt void LED_INTP0() /*中断函数*/{ P1= LED_light[j]; /*P1赋值，数码管显示相应数值*/j++; /*按键次数加一*/if(j==10) /*如果按键次数达到十次，按键计数归0*/{j=0;} }思考: 如果用两位数码管,从0—99循环计数又该怎样设计硬件和软件呢?。
单片机习题2
RAM无关。（ ） 5. 89C51单片机片外数据存储器与扩展I/O口统一编址。（ ） 6. 89C51单片机片内RAM的地址空间为00H～7FH。( )
7. 89C51单片机访问片外ROM是以作为读选通信号。（ ） 8. CPU每取一个指令字节，立即使程序计数器PC自动加1。（ ） 9. 第1组工作寄存器R0~R7的地址是10H~17H。 （ ） 10. 不能用指令对对程序计数器PC进行读写操作。（ ） 11. 使用89C51且 =1时，仍可外扩64KB的程序存储器。（ ） 12. 因为MCS-51 可上电复位，因此，MCS-51系统也可以不需要复
器组为（ ）
A、组0
B、组1
C、组2
D、组3
16. 提高单片机的晶振频率，则机器周期（ ）。
A、不变
B、变长
C 、变短
D、不定
17. 在堆栈操作中，当进栈数据全部弹出后，这时S P应指向（ ）
A、栈底单元 B、7FH单元 C 、栈底单元地址加1 D、栈底
单元地址减1
18. 89C51单片机中，唯一一个用户不能直接使用的寄存器是（ ）
4．在89C5l中，可使用的堆栈最大深度为
(A) 80个单元 (B) 32个单元 (C) 128个单元 (D) 8个单元
5．位处理器是单片机面向控制应用的重要体现，下列中不属于位处理
器资源的是
(A) 位累加器Cy
(B) 通用寄存器的各个位
(C) 特殊功能寄存器的可寻址位 (D) 位操作指令集
6. 对于单片机8031来说，脚总是（ ）。
2．单片机程序存储器的寻址范围是由程序计数器PC的位数决定的，
MCS－51的PC为16位，因此其寻址范围是
河工大单片机习题解答参考 (2)
数存入 R4、R5 和 R6
片内 RAM 间址寄存器只能有 R0 和 R1 两个,而正数、负数和零共需 3 个寄存器指示地
址,这时可用堆栈指针指示第三个地址,POP 和 PUSH 在指令可自动修改地址。R0 指正数存
放地址和 R1 指负数存放地址 ,SP 指源数据存放的末地址,POP 指令取源数据,每取一个数地
振荡周期=0.1667μs 机器周期=2μs 指令周期=2-8μs
第二章
1、MCS-51 单片机有哪些寻址方式?适用于什么地址空间？用表格表示。
10、将下列程序译为机器码。
机器码
源程序
7401
LA: MOV A,#01H
F590
LB: MOV P1,A
23
RL A
B40AFA
CJNE, #10,LB
18、将 P1.1 和 P1.0 同时取反 10 次。
MOV R7,#0AH WOP: XRL P1,#03H
DJNZ R7,WOP SJMP $
第三章
1、编写程序，把片外数据储存器 0000H-0050H 中的内容传送到片内数据存储器 20H-70H 中。
因为是多个单元操作,为方便修改地址使用间址操作。片外地址用 DPTR 指示,只能用 MOVX 指令取数到 A,片内地址用 R0 或 R1 指示,只能用 MOV 指令操作,因此循环操作外部数 据存贮器→A→ 内部部数据存贮器。
4、利用 8XX51 单片机的 P1 口监测某一按键开关，使每按键一次，输出一个正脉
冲（脉宽随意）， 画出电路，编写程序。
用 P1.7 监测按键开关,P1.0 引脚输出正脉冲,正脉冲的产生只需要将 P1.0 置零、置 1、
延时、再置零即可。P1.0 接一示波器可观察波形。如果再接一发光二极管,可观察到发光二
单片机 第二章 习题参考答案
一、填空题：1、当MCS-51引脚ALE有效时，表示从P0口稳定地送出了低8位地址。
2、MCS-51的堆栈是软件填写堆栈指针临时在片内数据存储器内开辟的区域。
3、当使用8751且EA=1，程序存储器地址小于 1000H 时，访问的是片内ROM。
4、MCS-51系统中，当PSEN信号有效时，表示CPU要从外部程序存储器读取信息。
5、MCS-51有4组工作寄存器，它们的地址范围是 00H~1FH 。
6、MCS-51片内20H~2FH范围内的数据存储器，既可以字节寻址又可以位寻址。
7、PSW中RS1 RS0=10时，R2的地址为 12H 。
8、PSW中RS1 RS0=11时，R2的地址为 1AH 。
9、单片机系统复位后，（PSW）=00H，因此片内RAM寄存区的当前寄存器是第 0 组，8个寄存器的单元地址为 00H ~ 07H 。
10、PC复位后为 0000H 。
11、一个机器周期= 12 个振荡周期= 6 个时钟周期。
12、PC的内容为将要执行的的指令地址。
13、在MCS－51单片机中，如果采用6MHz晶振，1个机器周期为 2us 。
14、内部RAM中，位地址为30H的位，该位所在字节的字节地址为 26H 。
15、若A中的内容为63H，那么，P标志位的值为 0 。
16、8051单片机复位后，R4所对应的存储单元的地址为 04H ，因上电时PSW=00H 。
这时当前的工作寄存器区是第 0 工作寄存器区。
17、使用8031芯片时，需将/EA引脚接低电平，因为其片内无程序存储器。
18、片内RAM低128个单元划分为哪3个主要部分：工作寄存器区、位寻址区和用户RAM区。
19、通过堆栈操作实现子程序调用，首先就要把 PC 的内容入栈，以进行断点保护。
调用返回时，再进行出栈保护，把保护的断点送回到 PC 。
20、MCS－51单片机程序存储器的寻址范围是由程序计数器PC的位数所决定的，因为MCS－51的PC是16位的，因此其寻址的范围为 64 KB。
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单片机原理及应用
第一章
微型计算机基础
1.1 微型计算机概述
•帕斯卡发明加法器
•莱布尼兹发明可做乘除法计算机•电子计算机ENIAC
•电子管、晶体管、集成电路
•微型计算机
1.1.1 微型计算机的发展•六代微处理器
1.1.2 微型计算机的特点
•1.体积小、重量轻
•2.性能价格比高
•3.可靠性高、功耗低、适应环境的能力强•4.系统设计灵活方便、适应性强
1.1.3 微型计算机的应用领域
1.1.4 微型计算机的分类•1.按微处理器的字长分类：有4位机、8位机、16位机、32位机和64位机等
•2.按微机的组装形式分类：可分为单片机、单板机和PC机等
1.2 微型计算机的基本概念和术语
1.2.1 计算机的基本结构
•硬件
•软件
2.计算机的软件
•（1）指令（Instruction）
•（2）指令系统（Instruction Set）•（3）程序（Program）
•（4）计算机的语言
•机器语言（Machine Language）•汇编语言（Assemble）
•高级语言
3.硬件和软件的关系
•硬件和软件是计算机系统不可缺一的两个组成部分，两者的完美结合才能使计算机正常高效地工作。
1.2.2 微型计算机的有关概念
1.中央处理器和微处理器
•（1）中央处理器（CPU）
•（2）微处理器（MPU）
•（3）输入/输出接口电路（I/O Interfacing）•（4）总线（BUS）：数据、地址、控制
图1-3 总线结构的原理示意图
图1-4 总线结构图的一般画法4
4
442
2
A B C
控制器
CLK DB
CB 2
（5）微型计算机
地址总线
存储器微处理器I/O接口I/O设备
数据总线
控制总线图1-5 微型计算机结构框图
（6）微型计算机系统 微型计算机：微处理器、存
储器、I/O 接口电路
图1-6 微型计算
机系统的构成
外部设备：键盘、显示器、打印机、外存储器（如磁盘）等
电
源软件：系统软件、
应用软件
微型计算机系统
（7）计算机字长（Word Length）•计算机能并行处理的二进制数码的位数称为计算机的字长。
1.3 微型计算机的基本工作原理
1.3.1 模型计算机的基本结构 微处理器
内部总线控制器寄存器算术逻辑单
元
存储器外部设备
I/O 接口电
路图1-7 模型计算机的
结构框图
1.微处理器
•微处理器是微机的核心部件，它由控制器和运算器构成。
•控制器是计算机的指挥中枢，它包括指令寄存器IR、指令译码器和定时、控制电路等部分。
它的作用是按人们下达给计算机的指令发出各种控制命令，使计算机的各部分协调一致的工作。
•运算器是对信息进行加工、处理和运算的部件。
它由算术逻辑单元ALU、累加器A （Accumulator）、标志寄存器F、暂存寄存器TR等组成。
•CPU中还设置了一个重要的特殊寄存器——程序计数器PC（Program Counter），它的作用是指出CPU要执行的下一条指令在存储器中存放的地址号。
PC 具有三个功能：
•加电初始（称为复位）时
•内容自动加1
•可被即时赋予任意值
2.存储器
•存储器用于存放程序代码（指令）和数据（包括运算用的原始数据、运算的中间结果和最终结果），这样需把存储器分为两个区域，即程序区和数据区。
实际中这两个区域需严格区分，不可混淆，否则会引起整个系统运行的混乱。
3. I/O接口电路和外部设备
4.总线
1.3.2 模型计算机的指令系统
•MOV——将一个数装入寄存器；•MOVX——在寄存器与存储器或I/O口之间
传输数据；
•ADD——完成两个数的加法运算；•SJMP——程序跳转。
即程序不是顺序执行，而是跳转到某个指定的单元去执行指令。
1.3.3 模型计算机的程序编写
1.3.4 模型机程序的执行过程
图1-8 指令执行操作示意图
+1
PC
AR 地址总线74H 08H 24H 09H
……00H
01H
02H
03H 数据总线
A F
TMP ALU
微操作控制器时序部件ID IR DR 取指和执行指令控制
…
1.4 单片机概述
•单片机是微型计算机的一个重要分支，它又称为微控制器（Micro-controller Unit）。
1.4.1 单片机的特点
•1.体积小而功能全
•2.面向控制
•3.抗干扰能力强，可靠性高
1.4.2 单片机的应用领域•1.智能仪器仪表
•2.过程控制
•3.机电一体化
•4.旧有设备的升级改造
•5.家用电器及电子玩具
•6.武器装备
•7.医疗仪器
•8.计算机外部设备
1.4.3 单片机的分类
•冯·诺依曼结构
•哈佛结构
1.4.4 单片机的发展趋势
•1.CPU性能的提高
•2.外围电路片内集成化
•3.存储器的改进
1.4.5 常用的单片机产品介绍•Intel公司采用HMOS技术于1980年推出了8位高性能的MCS-51系列单片机。
1.5 嵌入式系统概述
•国内普遍被认同的定义为嵌入式系统是以应用为中心，以计算机技术为基础，软件硬件可裁剪，适应所设计应用系统对功能、可靠性、成本、功耗和体积有着严格要求的专用计算机系统。
1.6 微型计算机中的数制和编码•在微机技术中常用的是十进制、二进制和十六进制等三种数制。
1.6.1 微机中的数制
•在微机技术中常用的是十进制、二进制和十六进制等三种数制。
1.6.2 各种数制之间的转换
1.6.3 微机中数的表示方法
•1.机器数与真值
•2.原码、反码和补码
•3.定点数和浮点数
1.6.4 计算机中的常用编码
•1.二—十进制编码—BCD码
•2.字母和符号的编码—ASCII码
本章习题
•1、2、3、4、8、9
•12~22
第一章完。