单片机期末总结最完整版

单片机期末复习总结

1.MCS-51单片机芯片包含哪些主要功能？

8051单片机是个完整的单片微型计算机。芯片部包括下列主要功能部件：

1)8位CPU；

2)4KB的片程序存储器ROM。可寻址64KB程序存储器和64KB外部数据存储器；

3)128B部RAM；

4)21个SFR；

5)4个8位并行I/O口（共32位I/O线）；

6)一个全双工的异步串行口；

7)两个16位定时器/计数器；0

8)5个中断源，两个中断优先级；

9)部时钟发生器。

2.MCS-51单片机的4个I/O口在使用上各有什么功能？

1）P0口：8位双向三态端口，外接上拉电阻时可作为通用I/O口线，也可在总线外扩时用作数据总线及低8位地址总线。

2）P1口：8位准双向I/O端口，作为通用I/O口。

3）P2口：8位准双向I/O端口，可作为通用I/O口，也可在总线外扩时用作高8位地址总线。

4）P3口：8位准双向I/O端口，可作为通用I/O口，除此之外，每个端口还有第二功能。实际应用中常使用P3口的第二功能。

【注】：P0口必须接上拉电阻；

I/O口准双向：MCS-51单片机I/O口做输入之前要先输出1.这种输入之前要先输出1的I/O口线叫做准双向I/O口，以区别真正的输入，输出的双向I/O口。

3. MCS-51单片机的存储器分为哪几个空间？是描述各空间作用？

8051存储器包括程序存储器和数据存储器，从逻辑结构上看，可以分为三个不同的空间：1）64KB片片外统一编址的程序存储器地址空间，地址围：0000H~FFFFH，对于8051单片机，其中地址0000H~0FFFH围为4KB的片ROM地址空间，1000H ~ FFFFH为片外ROM

地址空间；

2）256B的部数据存储器地址空间，地址围为00H~FFH，对于8051单片机，部RAM分为两部分，其中地址围00H ~ 7FH（共128B单元）为部静态RAM的地址空间，80H~FFH为特殊功能寄存器的地址空间，21个特殊功能寄存器离散地分布在这个区域；对于8052系列单片机还有地址围为80H~FFH的高128B的静态RAM。

3）64KB的外部数据存储器地址空间：地址围为0000H~FFFFH，包括扩展I/O端口地址空间。

4.数据存储器

MCS-51基本型单片机部数据存储器有256B的存储空间，地址为00H~FFH;外部数据存储器的地址空间最大为64KB，编址为

0000H~FFFFH。

256B的部存储器按功能划分为两部分：地址为00H~7FH的低128B

的基本RAM区和地址为80H~FFH的高128B的特殊功能寄存器（SFR）

区

基本RAM区分为工作寄存器区，位寻址区，用户RAM区

工作寄存区(00H~1FH):共分为4组，每组由

8个工作寄存器，编号R0~R7

位寻址区(20H~2FH):16个单元，既可以作为

普通RAM单元使用，有可以对单元中的每

一位进行位操作。

用户RAM区(30H~7FH)：用于存放随机数据

及运算的中间结果。

程序状态字寄存器（PSW）：

RS1,RS0(PSW.4,PSW.3):工作寄存器组选择

控制位。可用软件对它们置1或清0，以选择当前工作寄存器的组号。

堆栈指针寄存器SP:

堆栈只允许在其一端进行数据插入和数据删除操作的线性表。 PUSH ，数据写入堆栈称为插入运算（入栈）；POP ，从堆栈中读出数据称为删除运算（出栈）。

堆栈的特点：后进先出 LIFO （Last-In Firt-Out)。 堆栈有两种类型：向上生长型，向下生长型。 进栈操作：先SP 加1，后写入数据 出栈操作：先读出数据，后SP 减1

MCS-51单片机复位后，SP 的初值自动设为07H;

5.什么是振荡周期，时钟周期，机器周期和指令周期?如何计算机器周期的确切时间？ 1） 振荡周期是指为单片机提供脉冲信号的振荡源的周期，是单片机最基本的时间单位。通常由外接晶振与部电路来提供振荡脉冲信号，其频率记为OSC f ，此频率的倒数即是振荡周期。

2） 振荡脉冲经过二分频后就是单片机的时钟信号，时钟信号的周期称为时钟周期，又定义为状态，用S 表示。时钟周期是振荡周期的二倍。

3）机器周期是指令执行过程中完成某一个基本操作所需的时间。一个机器周期等于12个振荡周期。即OSC M f T 12

。

4）指令周期是指执行一条指令所需要的时间，根据指令不同，可包含1、2、4个机器周期。

常用符号说明：

寻址方式：

（1）立即寻址。操作数直接在指令中给出，它可以是二进制、十进制、十六进制数，也可以是带单引号的字符，通常把这种操作数称为立即数，它的寻址围就是指令本身所在的程序存储单元。

例:MOV A,#25H;MOV DPTR,#1234H;

（2）直接寻址。在指令中直接给出存放操作数的存单元的地址。寻址围为：部RAM低128字节单元，特殊功能寄存器。

例:MOV A,25H;

（3）寄存器寻址。指令中给出的是操作数所在的寄存器。寻址围为：4组工作寄存器（R0 ～R7），部分特殊功能寄存器，如A、B、DPTR。

例：MOV A,R7;

（4）寄存器间接寻址。存放操作数的存单元的地址放在寄存器中，指令只给出寄存器（包括Ri和DPTR），寄存器名称前加“”前缀标志。寻址围：地址围从00 ～FFH的全部部RAM 单元，包括堆栈区，但不包括特殊功能寄存器，以及地址围从0000 ～FFFFH的全部片外RAM。

例:MOV A,R7;

（5）变址寻址。将基址寄存器与变址寄存器的容相加，结果作为操作数的地址。变址寻址主要用于查表操作。寻址围：64KB的程序存储空间。

例:MOVC A,A+DPTR;

（6）相对寻址。指令中给出的操作数是程序相对转移的偏移量。偏移量是一个带符号的单字节数，围为-128 ～+127。

例:SJMP 50H;

（7）位寻址。操作数是位地址。寻址围：部RAM位寻址区共128位（位地址：00 ～7FH），11个特殊功能寄存器中的可寻址位（对于8051，有83位）。

MCS-51单片机指令系统

I.数据传送类(29条)

1.普通传送指令

MOV:部ROM；MOVC:外部ROM;MOVX:程序存储器。

1）片数据存储器传送指令(16条)

(1)以A为目的操作数指令(4条)

MOV A,#data;

MOV A,direct;

MOV A,Rn;

MOV A,Ri;

(2)以Rn为目的操作数的指令(3条)

MOV Rn,#data;

MOV Rn,direct;

MOV Rn,A;

(3)以直接地址为目的操作数的指令(5条)

MOV direct,#data;

MOV direct,direct;

MOV direct,A;

MOV direct,Rn;

MOV direct,Ri;

(4)以寄存器间接寻址为目的操作数的指令(3条)

MOV Ri,#data;

MOV Ri,direct;

MOV Ri,A;

(5)16位书库传送指令(1条)

MOV DPTR,#data16;

2）片外数据存储器传送指令（4条）

（1）使用DPTR进行间接寻址

MOVX A , DPTR ；A←（（DPTR））

MOVX DPTR , A ；（DPTR）←A

（2）使用Ri进行间接寻址

MOVX A , Ri ；A←（（Ri））

MOVX Ri ，A ；（Ri）←A

例3.6 要求把外部RAM 60H单元中的数据8BH传送到部RAM 50H中，试编程。

解法1：MOV R0 , #60H ；（R0）=60H

MOVX A , R0 ；（A）=8BH

MOV 50H , A ；（50H）=8BH

解法2：MOV DPTR , #0060H ；（DPTR）=0060H

MOVX A , DPTR ；（A）=8BH

MOV 50H , A ；（50H）=8BH

3）程序存储器传送指令（2条）

MOVC A , A+DPTR ；A←（（A）+（DPTR））

MOVC A , A+PC ；A←（（A）+（PC））

例3.7已知程序存储器中以TAB为起点地址的空间存放着0~9的ASCII码，累加器A中存放着一个0~9之间的BCD码数据。要求用查表的方法获得A中数据的ASCII码。

解法1: MOV DPTR , #TAB

MOVC A , A+DPTR

RET

TAB：DB 30H，31H，32H，33H，34H，35H，36H，

37H，38H，39H

解法2: INC A

MOVC A , A+PC

RET

TAB：DB 30H，31H，32H，33H，34H，35H，36H，

37H，38H，39H

2.数据交换指令（5条）

（1）整字节交换指令

源操作数与累加器A进行8位数据交换，共有3条指令：

XCH A , Rn ；（A）←（Rn）

XCH A , direct ；（A）←（direct）

XCH A , Ri ；（A）←（（Ri））

（2）半字节交换指令

源操作数与累加器A进行低4位的半字节数据交换，

只有1条指令：

XCHD A , Ri ；（A）3~0 （（Ri））3~0 （3）累加器高低半字节交换指令

累加器A的高低半个字节进行数据交换，只有1条指令：

SWAP A ；（A）3~0 （A）7~4

3.堆栈操作指令

PUSH direct; --SP+1,SP←(direct)

POP direct; --direct←(SP),SP←(SP-1)

II.算术运算类指令

1.加法指令

1）不带进位的加法指令

ADD A , #data ；A←（A）+data

ADD A , direct ；A←（A）+（direct）

ADD A , Rn ；A←（A）+（Rn）

ADD A , Ri ；A←（A）+（（Ri））

加法运算的结果会影响程序状态字寄存器PSW，其中包括：

①如果运算结果的最高位第7位有进位，进位标志CY置“1”，反之，CY清“0”；

②如果运算结果的第3位有进位，辅助进位标志AC置“1”，反之，AC清“0”；

③如果运算结果的第6位有进位而第7位没有进位或者第7位有进位而第6位没

有进位，则溢出标志OV置“1”（即OV=C7⊕C6），反之，OV清“0”；

④奇偶标志P随累加器A中1的个数的奇偶性而变化。

例3.10已知（A）=97H，（R0）=89H，

执行指令：ADD A , R0

解：1001 0111

+ 1000 1001

1←0010 0000

运算结果：（A）=20H，CY=1，AC=1，OV=1，P=1。

若97H和89H是两个无符号数，则结果是正确的；

反之，若97H和89H是两个带符号数（即负数），则由于有溢出而表明相加结果是错误的，因为两个负数相加结果不可能是正数。

2）带进位的加法指令

ADDC A , #data ；A←（A）+data+（CY）

ADDC A , direct ；A←（A）+（direct）+（CY）

ADDC A , Rn ；A←（A）+（Rn）+（CY）

ADDC A , Ri ；A←（A）+（（Ri））+（CY）

例3.11已知当前（CY）=1，（A）=97H，（R0）=89H，

执行指令：ADDC A , R0

解：1001 0111

1000 1001

+ 1

1←0010 0001