C51系列单片机有一个全双工的串行口
第3章80C51系列单片机的硬件基础知识
(3) P2口（21脚～28脚）：P2口的8条引脚也有两种不同的 功能： 1) 准双向输入／输出接口，每一位也可独立控制。
2) 在接有片外存储器或扩展I／O接口时，P2口作为高8位地
址总线。
引脚
第二功能
说 明
P3.0
RXD
串行口输入
外部中断0输入，低电平
(4) P3口（10 脚～17脚）： 8条引脚也有两种不同的功能： P3.1 TXD P3口的 串行口输出
STC
Winbond(华邦) W78C54，W78C58，W78E54，W78C58等 Intel(英特尔) i87C54，i87C58，i87L54，i87C51FB，i87C51FC
Siemens(西门子) C501-1R，C501-1E，C513A-H，C503-1R，C504-2R
3.1.3 80C51系列单片机的选择依据
3.1.1 MCS-51系列单片机
1980年美国INTEL公司推出了高性能的8位单片机： MCS-51系列单片机。 系列单片机是指同一厂家生产的具有相同系统结构 的多种型号的单片机。 MCS-51系列单片机又可分为51和52两个子系列。
各个子系列所含有的芯片型号及其硬件资源的区别如表3-1所示。
MCS-51系列 型号 8031 片内ROM 无 4KB掩膜ROM 4KB EPROM 无 8KB掩膜ROM 片内 RAM 128B 128B 128B 256B 256B 定时器/计数 中断源数量 器 2×16位 2×16位 2×16位 3×16位 3×16位 5 5 5 6 6
PDIP (T2)P1.0 (T2EX)P1.1 P1.2 P1.3 P1.4 P1.5 P1.6 P1.7 RST (RXD)P3.0 (TXD)P3.1 1 40 39 38 37 36 35 VCC P0.0(AD0) P0.1(AD1) P0.2(AD2) P0.3(AD3) P0.4(AD4) P0.5(AD5) P0.6(AD6) P0.7(AD7) EA/VPP ALE/PROG PSEN P0.4(AD4) P0.5(AD5) P2.7 P0.6(AD6) P2.6 P0.7(AD7) EA/VPP P2.5 NC P2.4 ALE/PROG PSEN P2.3 P2.7 P2.6 P2.2 P2.5 P2.1 P2.0
第3章80C51系列单片机的硬件基础知识
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9
图3-8 80C51单片机对外三总线构成
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四个I/O端口P0、P1、P2、P3的作用总结： P2口负责输出高8位地址， P0口以分时方式承担输出低8位地址信息和数据输入/输出的 双重任务。 P3口则作为和外设沟通的控制线， P1口可随意用作I/O口。 51系列单片机的对外三总线总结： AB(地址总线)： P2口负责高8位地址， P0口输出低8位地址。 DB(地址总线)： P0口作为8位数据输入/输出口。 CB(地址总线)： P3口作为和外设沟通的控制线。
各个子系列所含有的芯片型号及其硬件资源的区别如表3-1所示。
片内 RAM 128B 128B 128B 256B 256B 定时器/计数 中断源数量 器 2×16位 2×16位 2×16位 3×16位 3×16位 5 5 5 6 6
MCS-51系列
型号 8031
片内ROM 无 4KB掩膜ROM 4KB EPROM 无 8KB掩膜ROM
51子序列 (基本型)
8051 8751 8032 8052
52子序列 (增强型)
在不同型号的MCS-51系列单片机中，除片内存储器(ROM、RAM) 容量与种类、定时器/计数器的个数、中断源的数量有所不同外， 指令系统和芯片引脚是完全兼容的。
21:52 1
80C51单片机引脚主要分为主电源引脚、外接晶体 引脚 、输入／输出引脚与控制引脚四类，以PDIP 封装的单片机为例，引脚介绍如下： 1. 主电源引脚(2条) 2. 外接晶体引脚(2条) 3. 输入/输出（I/O）引脚(32条) 4. 控制引脚(4条)
21:52
15
3. 并行输入/输出端口(I/O口)
80C51片内有4个8位的I/O接口：P0、P1、P2和P3，每个I/O接 口内部都有一个8位锁存器和一个8位驱动器，既可用作输出 口，也可用作输入口。 80C51单片机没有专门的I/O口操作指令，而是把I/O口当作寄 存器使用，通过传送指令实现数据的输入和输出操作。
单片机试题库
方式1：当M1M0=01时，定时器工作于方式1。这种方式下定时器的计数器为16位，弃高低8位分别由TH和TL组成。
方式2：：当M1M0=10时，定时器工作于方式2。这种方式下，TL作为8位计数器，TH用于存放计数初值。
二、判断（正确的在题后括号内写“对”，错误的写“错”。本题5分，每题1分）
1、P3口每个引脚都有两种功能。 （√ ）
2、指令CPL A 的功能是完成累加器的清零。（ ×）
3、MCS-51单片机片内数据存储器都可以进行位寻址。（× ）
4、DPTR叫作数据指针。 （√ ）
5、MOV A,#34H采用的是寄存器间接寻址方式。 （× ）
DJNZ R2,LOOP
MOV 20H,A
END
2、编程计算C=A2+B2 ，已知a存放在片内RAM 30H单元，b存放在片内31H单元，将结果c存入片内32H单元
ORG 2000H
MOV A,30H
和读写控制信号。
4、ALE信号的作用是（低8位地址锁存）。
5、8051复位后，PC=（0）H。若希望从片内存储器开始执行，EA脚应接（高）电平，PC值超过（0FFF）H时，8051会自动转向片外存储器
继续取指令执行。
二 判断题（每空2分，共10分）
1、8051单片机内部结构分为CPU、存储器、I/O端口、定时器/计数器和中断系统五部分。（√ ）
F0用户标志位：根据用户需要通过传送指令确定的。
RS1和RS0寄存器选择位: 用户通过改变RS1和RS0的状态可以决定R0-R7的实际物理地址。
51单片机填空题
【1】二、填空题（每空1分，共30分）1．一个完整的微机系统由硬件和软件两大部分组成。
2．8051 的引脚RST是IN脚(IN脚还是OUT脚)，当其端出现高电平时,8051进入复位状态。
8051一直维持这个值，直到RST脚收到低电平，8051才脱离复位状态，进入程序运行状态，从ROM 0000 H单元开始取指令并翻译和执行。
3．半导体存储器分成两大类：RAM ROM，其中RAM 具有易失性，常用于存储临时性数据。
4．求十进制数-102的补码（以2位16进制数表示），该补码为9AH 。
5．PC存放_CPU将要执行的指令所在的ROM单元的地址,具有自动加1特性。
在8051中决定程序执行顺序的是PC还是DPTR PC ？它是16位？不是（是，不是）SFG？6．123= 01010010 B= 52 H。
7．8051内部有 4 个并行口，P0口直接作输出口时，必须外接上拉电阻；并行口作输入口时，必须先将口锁存器置1 ，才能读入外设的状态。
8．MCS-51的堆栈只可设置在内RAM低128B区，其最大容量为128B ，存取数据的原则是先进后出。
堆栈寄存器SP是8 位寄存器，存放堆栈栈顶的地址。
9．中断处理的全过程分为以下3个段：中断请求、中断响应、中断服务。
10．定时和计数都是对脉冲进行计数，定时与计数的区别是定时是对周期已知的脉冲计数；计数是对周期未知的脉冲计数【2】。
一、填空题(每空格1分，共10分)1.MCS—51布尔处理机的存储空间是_______。
2.P2口通常用作_______，也可以作通用的I/O口使用。
3.若由程序设定RS1、RS0=01，则工作寄存器R0～R7的直接地址为______。
4.8051的堆栈区一般开辟在_______。
5.所谓寻址，其实质就是_______。
6.存储器映象是_______。
7.定时器中断请求发生在_______。
8.中断响应时间是指______。
9.通过CPU对I/O状态的测试，只有I/O已准备好时才能进行I/O传送，这种传送方式称为_______。
《单片机原理》复习题及答案
单片机原理复习题一、判断题（）1．（–86）原=11010110，（–86）反=10101001，（–86）补=10101010。
（）2.十进制数89化成二进制数为10001001。
（）3．0的补码是0。
（）4．-128的补码是10000000。
（）5．11111111是-1的补码。
（）6．-2的补码可以记为FEH。
（）7．MCS-51单片机是16位单片机。
（）8．8051的累加器ACC是一个8位的寄存器,简称为A,用来存一个操作数或中间结果。
（）9．8051的程序状态字寄存器PSW是一个8位的专用寄存器，用于存程序运行中的各种状态信息。
（）10．MCS-51的数据存贮器在物理上和逻辑上都分为两个地址空间：一个是片内的128字节的RAM 和SFR，另一个是片外最大可扩充到64K字节的RAM。
（）11．单片机的复位有上电自动复位和按钮手动复位两种，当单片机运行出错或进入死循环时，可按复位键重新启动。
（）12. 访问128个位地址用位寻址方式，访问低128字节单元用直接或间接寻址方式。
（）13. 堆栈指针SP的内容可指向片内00H～7FH的任何RAM单元，系统复位后，SP初始化为00H。
（）14. 8051复位后，其PC指针初始化为0000H，使单片机从该地址单元开始执行程序。
（）15．8051指令：MOVX A，@DPTR ；表示将DPTR指示的地址单元中的内容传送至A中。
（）16．MCS-51指令中，MOVX为片外RAM传送指令。
（）17．MCS-51指令中，MOVC为ROM查表指令。
（）18．将37H单元的内容传送至A的指令是：MOV A，#37H。
（）19．MCS-51指令中，16位立即数传送指令是：MOV DPTR，#data16。
（）20．指令MUL AB执行前（A）=F0H，（B）=05H，执行后（A）=F5H，（B）=00H。
（）21．已知：DPTR=11FFH 执行INC DPTR后，结果：DPTR=1200H。
MCS-51单片机练习题
（二）单项选择题：1.在中断服务程序中，至少应有-条（）(A) 传送指令 (B) 转移指令 (C ) 加法指令 ( D ) 中断返回指令2.当MCS-51复位时，下面说法正确的是（）(A) PC=0000H (B) SP=00H (C) SBUF=00H (D) (30H)=00H3.要用传送指令访问MCS-51片外RAM,它的指令操作码助记符应是()。
(A) MOV (B) MOVX (C) MOVC (D)以上都行4.下面哪-种传送方式适用于电路简单且时序已知的外设()。
(A)条件传送 (B)无条件传送 (C) DMA (D)中断5 ．ORG 2000HLCALL 3000H : 注：本指令为3字节指令ORG 3000HRET 左边程序执行完RET指令后，PC= ()。
(A) 2000H (B) 3000H (C) 2003H (D) 3003H·6.要使MCS - 51能够响应定时器T1中断、串行接口中断，它的中断允许寄存器IE的内容应是（）。
(A) 98H (B) 84H (C) 42.H (D) 22H8．MCS-51在响应中断时，下列哪种操作不会发生（）。
(A) 保护现场 (B) 保护PC(C）找到中断人口（D）保护PC转人中断人口10. JNZ e指令的寻址方式是()。
(A)立即寻址 (B)寄存器寻址 (C)相对寻址 (D)位寻址11.执行LCALL 4000H指令时，MCS-51所完成的操作是（）。
(A)保护PC、 (B) 4000H→PC(C)保护现场 (D) PC+3入栈，4000 H→PC12.下面哪条指令产生/WR信号()。
‘(A) MOVX A，@DPTR (B) MOVC A，@A+PC(C) MOVC A，@A+DPTR (D) MOVX @DPTR，A13.若某存储器芯片地址线为12根，那么它的存储容量为()。
（A) 1 KB (B) 2 KB (C) 4 KB (D) 8 KB15. PSW=18 H时，则当前工作寄存器是（）。
MCS-51单片机的组成
• • • • • •
3) 内部程序存储器（内部ROM） 8051 共有 4KB 掩膜 ROM ，用于存放程序、 原始数据或表格，因此，称之为程序存储器， 简称内部ROM。 4) 定时/计数器 8051 共有两个 16 位的定时 / 计数器，以实 现定时或计数功能，并以其定时或计数结果 对计算机进行控制。 5) 并行I/O口 MCS-51 共有 4 个 8 位的 I/O 口（ P0 、 P1 、 P2、P3），以实现数据的并行输入/输出。
87C52
8 KB
256 B
2×64 KB
3×16
4×8
1
6
2.2.1 51子系列和52子系列
•
• • • •
MCS-51系列又分为51和52两个子系列，并 以芯片型号的最末位数字作为标志。其中，51 子系列是基本型，而52子系列则属增强型。52 子系列功能增强的具体方面，从表 1-1 所列内 容中可以看出： (1) 片内ROM从4 KB增加到8 KB。 (2) 片内RAM从128 B增加到256 B。 (3) 定时/计数器从2个增加到3个。 (4) 中断源从5个增加到6个。
微型计算机系统
ห้องสมุดไป่ตู้
输 入 设 备
输 入 接 口 电 路
CPU 运 算 器 控 制 器
输 出 接 口 电 路
输 出 设 备
软 件 ＋ 系 统
存 储 器 硬件系统
图1-1 微型计算机硬件系统组成示意图
• 下面把组成计算机的5个基本部件作简单说明。 • 1) 运算器 • 运算器是计算机的运算部件，用于实现算术和逻辑 运算。计算机的数据运算和处理都在这里进行。 • 2) 控制器 • 控制器是计算机的指挥控制部件，它控制计算机各 部分自动、协调地工作。运算器和控制器是计算机的核 心部分，常把它们合在一起称之为中央处理器，简称 CPU。
单片机复习题
选择题：1.在8位机中，-50H的补码是（）A．00110010B B．CFHC．10110010B D．CEH2.若存储器容量为32K X 16位，则（）A．地址线为16根，数据线为32根B．地址线为32根，数据线为16根C．地址线为15根，数据线为16根D．地址线为16根，数据线为15根3.若以下ASCLL码中有奇偶校验位，采用偶校验的是（）A.11001011B.11010110C.11000001D.110010014.在8位机中，下列十进制数中不发生溢出的是（）。
A．+128 B．+257 C．-128 D．-2585.在下列指令中，不影响堆栈内容的指令是（）。
A.RETB.LJMPC.LCALLD.POP6.操作数在寄存器中的寻址方式称为（）寻址。
A．立即Ｂ．直接Ｃ．寄存器Ｄ．寄存器间接7.通常在单片机的应用系统中，存放程序的存储器可采用（）A．ROM和RAM Ｂ．ROMＣ．RAMＤ．光盘8.在8051单片机中，下面哪个不属于特殊功能寄存器（）A．PC Ｂ．IPＣ．SCON Ｄ．IE9.真值0表示形式唯一的机器数是（）A．原码Ｂ．反码Ｃ．补码Ｄ．原码和反码10.8051单片机在进行无符号数比较时，应根据（）标志位来判别A．OV Ｂ．Cy Ｃ．F0 Ｄ．AC11.在单片机应用系统中，为了提高数据总线的驱动能力，可采用（）。
A．锁存器Ｂ．单向三态缓冲器Ｃ．OC门Ｄ．双向三态缓冲器填空题：1.单片机内有组成微机的主要功能部件CPU、存储器（ROM、RAM）和I/O口。
2.堆栈的特性是先进后出的特殊区域，8051的堆栈一般开辟在内部RAM的30H～7FH，其堆栈指针是SP。
3.MCS-51有一个全双工的异步串行口。
4.8051的一个机器周期包括6个状态、12个时钟周期（振荡器频率）。
5.8051内部RAM有4组工作寄存器，每组工作寄存器有8个工作寄存器。
6.特殊功能寄存器PSW的含义是寄存指令执行后操作结果的某些特征、为下一条指令提供状态。
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(2) 数据接收
串行口作为并行输入口使用时，要有“并入串出” 的移位寄存器配合。
74HC165 S/L端为移位/置入端，当S/L=0时，从Q0～ Q7并行置入数据，当S/L=1时，允许从QH端移出数据。在 80C51串行控制寄存器SCON中的REN=1时，TXD端发出移位 时钟脉冲，从RXD端串行输入8位数据。当接收到第8位数 据D7后，置位中断标志RI，表示一帧数据接收完成。
KIN: MOV SCON,#00H;串行口方式0
CLR ES
;禁止串行中断
CLR P1.0 ;锁存并行输入数据
SETB P1.0 ;允许串行移位操作
SETB REN
;允许并启动接收（TXD发送移位脉冲）
JNB RI,$
;等待接收完毕
MOV 40H,SBUF ;存入K1～K8状态数据
RET
;
2、串行工作方式1
;读顺序编号
MOVC A,@A+DPTR ;读控制字
CLR P1.0
;关闭并行输出
MOV SBUF,A ;启动串行发送
JNB TI,$
;等待发送完毕
CLR TI
;清发送中断标志
SETB P1.0
;开启并行输出
LCALL DLY500ms ;调用延时0.5秒子程序(参阅例4-13)
INC R7
;指向下一控制字
5) RB8 —— 方式2和方式3中要接收的第9位数据。
6) TI —— 发送中断标志。
7) RI —— 接收中断标志。
3、电源控制寄存器PCON
PCON
D7 D6 D5 D4 D3
位名称
SMOD — — — GF1
D2 RB8 9AH 接收 第9位
D2 GF0
D1 TI 99H 发送 中断
D0 RI 98H 接收 中断
D1 D0 PD IDL
SMOD=1，串行口波特率加倍。PCON寄存器不能进行位寻址。
二、串行工作方式
80C51串行通信共有4种工作方式，由串行控制寄存器SCON中SM0 SM1决定。 1、串行工作方式0（同步移位寄存器工作方式）
以RXD（P3.0）端作为数据移位的输入/输出端， 以TXD（P3.1）端输出移位脉冲。 移位数据的发送和接收以8位为一帧，不设起始位和停止位，无论输入/输出， 均低位在前高位在后。 其帧格式为：
CJNE R7,#30,LP2 ;判循环操作完否?未完继续
SJMP LP1
;顺序编号0～29依次操作完毕,从0开始重新循环
TAB: DB 0FFH,7FH,3FH,1FH,0FH,07H,03H,01H,00H;从左向右依次暗灭,
每次减少一个,直至全灭; DB 80H,40H,20H,10H,08H,04H,02H,01H;从左向右依次点亮,每次亮一个
⑶ 波特率
方式0 波特率固定，为单片机晶振频率的十二分之一。
⑷ 应用举例
【例6-1】电路如图所示，试编制程序按下列顺序要求每隔 0.5秒循环操作。
1） 8个发光二极管全部点亮；
2） 从左向右依次暗灭，每次减少一个，直至全灭； 3） 从左向右依次点亮， 每次亮一个；
。4） 从右向左依次点亮， 每次亮一个；
DB 02H,04H,08H,10H,20H,40H,80H;从右向左依次点亮,每次亮一个 DB 0C0H,0E0H,0F0H,0F8H,0FCH,0FEH;从左向右依次点亮,
每次增加一个,直至全部点亮;
【例】电路如图所示，试 编制程序输入K1～K8状 态数据，并存入内RAM
40H。
解：编程如下：
5） 从左向右依次点亮， 每次增加一个， 直至全 部点亮；
6） 返回从2）不断循环
解：编程如下：
LIGHT:MOV SCON,#00H ;串行口方式0
CLR ES
;禁止串行中断
MOV DPTR,#TAB ;置发光二极管亮暗控制字表首址
LP1: MOV R7,#0
;置顺序编号0
LP2: MOV A,R7
§6-2 80C51串行口
80C51系列单片机有一个全双工的串行口，这个口既可以用 于网络通信，也可以实现串行异步通信，还可以作为同步移位寄存 器使用。
一、串行口特殊功能寄存器
1、串行数据缓冲器SBUF 在逻辑上只有一个，既表示发送寄存器，又表示接收寄存器，具有同一 个单元地址99H，用同一寄存器名SBUF。
方式1是一帧10位的异步串行通信方式，包括1个起始位，8个数据 位和一个停止位。
其帧格式为：
起始 D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 停止
⑴ 数据发送 发送时只要将数据写入SBUF，在串行口由硬件自动加入起始位和停
止位，构成一个完整的帧格式。然后在移位脉冲的作用下，由TXD端串 行输出。一帧数据发送完毕，将SCON中的TI置1。 ⑵ 数据接收
接收时，在REN=1前提下，当采样到RXD从1向0跳变状态时，就认定 为已接收到起始位。随后在移位脉冲的控制下，将串行接收数据移入 SBUF中。一帧数据接收完毕，将SCON中的RI置1，表示可以从SBUF取走 接收到的一个字符。
• • • D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 • • •
方式0可将串行输入输出数据转换成并行输入输出数据。
⑴ 数据发送 串行口作为并行输出口使用时，要有“串入并出”移位寄存
器配合。
在移位时钟脉冲（TXD）的控制下，数据从串行口RXD端逐位移 入74HC164 SA、SB端。当8位数据全部移出后，SCON寄存器的TI位被 自动置1。其后74HC164的内容即可并行输出。74HC164 CLR为清0端， 输出时CLR必须为1，否则74HC164 Q0～Q7输出为0。
在物理上有两个，一个是发送缓冲寄存器，另一个是接收缓冲寄存 器。 发送时，只需将发送数据输入SBUF，CPU将自动启动和完成串行数据的发 送； 接收时，CPU将自动把接收到的数据存入SBUF，用户只需从SBUF中读出接 收数据。
2、串行控制寄存器SCON
SCON
D7 D6
D5
D4
D3
位名称 SM0 SM1
SM2
REN
TB8
位地址 9FH 9EH
9DH
9CH 9BH
功能
工作方式 选择
多机通信 接收 发送
控制பைடு நூலகம்
允许 第9位
1) SM0 SM1 —— 串行口工作方式选择位。
2) SM2 —— 多机通信控制位。
3) REN —— 允许接收控制位。REN=1，允许接收。
4) TB8 —— 方式2和方式3中要发送的第9位数据。