《单片机控制技术及应用》教学指南

《单片机控制技术及应用》 教学资料参考包 前 为了配合《单片机控制技术及应用》课程的教学,体现教材的编写特色,更好地 为读者服务,编写了此教学资料。教学资料内容有三个部分: 第一部分是教学指南,包括了课程性质与任务、课程内容和要求、教学建 议、教学时间分配。 第二部分是电子教案,采用 Powerpoint课件形式。教师可以根据不同的教 学要求按需选取和重新组合。 第三部分是习题答案,给岀了每道习题的详细解答过程。 限于编著者水平,教学资料中有错误或不妥之处,请读者给予批评指正。 编者 004年8月

《单片机控制技术及应用》 教学资料参考包 前 言 为了配合《单片机控制技术及应用》课程的教学，体现教材的编写特色，更好地 为读者服务，编写了此教学资料。教学资料内容有三个部分： 第一部分是教学指南，包括了课程性质与任务、课程内容和要求、教学建 议、教学时间分配。 第二部分是电子教案，采用 PowerPoint 课件形式。教师可以根据不同的教 学要求按需选取和重新组合。 第三部分是习题答案，给出了每道习题的详细解答过程。 限于编著者水平，教学资料中有错误或不妥之处，请读者给予批评指正。 编 者 2004 年 8 月

《单片机控制技术及应用》 教学指南 课程的性质与任务 本课程为高等职业教育机电类及电类相关专业的专业课教材。本课程应针对 职业教育的特点,注重对学生的职业能力的培养与教育。针对目前我国使用最广 泛的MCS-51系列单片机,本课程介绍了单片机的结构、工作原理、指令系统等, 将重点放在应用知识的介绍上,以指令系统、中断与定时、串行通信、系统扩展 测控接口、系统设计等为主线,突出典型性,突出实践性。在进行原理的介绍和 单片机系统知识的讲述中,注意内容的精选和提炼 通过本课程的学习,使学生掌握单片机的原理结构、工作原理、指令系统 编程技术、接口技术和实际应用技术。为学生将来在工作中,能够应用单片机技 术打下良好的基础。 二、教学提要、课程内容、教学要求 第1章概述 本章教学提要 教学重点:单片机的组成 常用术语; 数制与码制 单片机的硬件系统介绍; 教学难点:数制与码制 本章教学内容 1.1单片机的基础知识 单片机的系统结构为冯·诺依曼型结构,单片机的硬件系统由运算器、控制 器、存储器、输入设备和输出设备共五个部分组成 单片机的特点主要有:抗干扰能力强,工作温度范围宽;可靠性髙;控制功 能强,数值计算能力相对较差:指令系统比通用微机的指令系统简单,并具有许 多面向控制的指令;具有很高的性价比等

《单片机控制技术及应用》 教学指南 一、课程的性质与任务 本课程为高等职业教育机电类及电类相关专业的专业课教材。本课程应针对 职业教育的特点，注重对学生的职业能力的培养与教育。针对目前我国使用最广 泛的 MCS-51 系列单片机，本课程介绍了单片机的结构、工作原理、指令系统等， 将重点放在应用知识的介绍上，以指令系统、中断与定时、串行通信、系统扩展、 测控接口、系统设计等为主线，突出典型性，突出实践性。在进行原理的介绍和 单片机系统知识的讲述中，注意内容的精选和提炼。 通过本课程的学习，使学生掌握单片机的原理结构、工作原理、指令系统、 编程技术、接口技术和实际应用技术。为学生将来在工作中，能够应用单片机技 术打下良好的基础。 二、教学提要、课程内容、教学要求 第 1 章 概述 本章教学提要 教学重点：单片机的组成； 常用术语； 数制与码制； 单片机的硬件系统介绍； 教学难点：数制与码制 本章教学内容 1.1 单片机的基础知识 单片机的系统结构为冯·诺依曼型结构，单片机的硬件系统由运算器、控制 器、存储器、输入设备和输出设备共五个部分组成。 单片机的特点主要有：抗干扰能力强，工作温度范围宽；可靠性高；控制功 能强，数值计算能力相对较差；指令系统比通用微机的指令系统简单，并具有许 多面向控制的指令；具有很高的性价比等

单片机的应用领域很广,主要面向控制领域,能够实现系统的在线控制。 单片机发展到目前为止可分为三个阶段 在未来很长时间内,8位单片机仍是单片机的主流机型。从单片机发展的趋 势来说,主要向着大容量高性能、小容量低价格、外围电路内装化方向发展。 字长是指计算机的运算器能同时处理的二进制数据的位数 存储容量是指存储器能够存储信息的总字节数。 总线是信息传送的公共通道 堆栈是在RAM区中,按照先进后出的原则设置的专用存储区域 2数制与码制 我们最熟悉、使用最多的数制是十进制数,而计算机是用二进制数表示数据、 地址或控制命令的。 十进制数是用0、1、2、3、4、5、6、7、8、9十个数字来表示的数。采用“逢 十进一”的计数规律。 进制数是以2为基数的计数体制,它用0、1两个数码,采用“逢二进一” 的计数规律。 八进制数是以8为基数的计数体制,它用0、1、2、3、4、5、6、7这八个 数码表示,采用“逢八进一的计数规律 十六进制数是以16为基数的计数体制,它用0、1、2、3、4、5、6、7、8 9、A、B、C、D、E、F这16个数码表示,采用“逢16进一”的计数规律 进制、八进制或十六进制数转换成十进制数,只要将此数按权展开,按十 进制数规律相加,结果就是要转换的十进制数 将十进制数向其他进制数转换,采用“除进制取余”的方法,直到商为“0 然后,从余数的未位起顺次收集余数,即余数的未位是第一位,余数的首位是最 后一位,即得转换后的数。 三位二进制数对应一位八进制数,四位二进制数对应一位十六进制数,所以, 、八、十六进制间的转换只要选对位数(三位或四位为一组),就能相互转换。 二进制加法的运算规则为:0+0=0、0+1=1、1+1=0(有进位1)。二进 制数的加法与十进制加法相同,方法是:数位对齐,按加法规则逐位相加。 进制减法的运算规则为:0-0=0、1-0=1、1-1=0、0-1=1(有借位)

单片机的应用领域很广，主要面向控制领域，能够实现系统的在线控制。 单片机发展到目前为止可分为三个阶段。 在未来很长时间内，8 位单片机仍是单片机的主流机型。从单片机发展的趋 势来说，主要向着大容量高性能、小容量低价格、外围电路内装化方向发展。 字长是指计算机的运算器能同时处理的二进制数据的位数。 存储容量是指存储器能够存储信息的总字节数。 总线是信息传送的公共通道。 堆栈是在 RAM 区中，按照先进后出的原则设置的专用存储区域。 1．2 数制与码制 我们最熟悉、使用最多的数制是十进制数，而计算机是用二进制数表示数据、 地址或控制命令的。 十进制数是用 0、1、2、3、4、5、6、7、8、9 十个数字来表示的数。采用“逢 十进一”的计数规律。 二进制数是以２为基数的计数体制，它用 0、1 两个数码，采用“逢二进一” 的计数规律。 八进制数是以 8 为基数的计数体制，它用 0、1、2、3、4、5、6、7 这八个 数码表示，采用“逢八进一”的计数规律。 十六进制数是以 16 为基数的计数体制，它用 0、1、2、3、4、5、6、7、8、 9、A、B、C、D、E、F 这 16 个数码表示，采用“逢 16 进一”的计数规律。 二进制、八进制或十六进制数转换成十进制数，只要将此数按权展开，按十 进制数规律相加，结果就是要转换的十进制数。 将十进制数向其他进制数转换，采用“除进制取余”的方法，直到商为“0”。 然后，从余数的未位起顺次收集余数，即余数的未位是第一位，余数的首位是最 后一位，即得转换后的数。 三位二进制数对应一位八进制数，四位二进制数对应一位十六进制数，所以， 二、八、十六进制间的转换只要选对位数（三位或四位为一组），就能相互转换。 二进制加法的运算规则为：0＋0＝0、0＋1＝1、1＋1＝0（有进位 1）。二进 制数的加法与十进制加法相同，方法是：数位对齐，按加法规则逐位相加。 二进制减法的运算规则为：0－0＝0、1－0＝1、1－1＝0、0－1＝1（有借位）

二进制减法与十进制减法相同,数位对齐,按减法规则逐位相减,不够减借位。 二进制乘法的运算规则为:0×0=0、0×1=0、1×0=0、1×1=1。此外,二进制 乘法与十进制乘法相同。 二进制除法是乘法的逆运算,与十进制除法类似 在计算机中,可以把符号位数值化,即正、负符号也用一位二进制数来表示 这就是“机器数”,通常符号位在该数的最高位,用“0”表示正,用“1”表示负 在计算机中,小数点的位置固定不变的数称为定点数 浮点数是指在数的表示中,小数点的位置是浮动的。 在符号位中用“0表示正,用“1表示负的二进制数称为原码。 反码是这样定义的:正数,反码=原码;负数,反码=原码的符号位不变,数 值位按位取反,即数值位的1变0,0变1。 补码是这样定义的:正数,补码=原码:负数,补码=反码加1。 1.3常用单片机系列介绍 数据总线是CPU、存储器与I/O接口之间的数据传送的通道 CPU对各功能部件的访问是按地址进行的,地址总线就是用来传送CPU发 出的地址信息,以访问被选择的存储器单元或IO接口,地址总线是单向三态的。 地址总线的位数决定了CPU访问存储单元的数量。 控制总线上传送的可以是CPU发出的控制信号,也可以是其他功能部件传 送给CPU的控制信号,因而控制总线是双向的。但对某一具体的控制信号,信 号传送方向则是固定的。 机器语言是机器能直接识别的二进制指令代码编写的集合。机器语言是由 “0和“1代码构成的字符串做机器码 汇编语言是在机器语言的基础上,用反映指令的特征和功能的助记符代替机 器指令,编程人员容易记忆和使用,指令与机器码一一对应。 高级语言是为方便用户,应使编程语言更接近于实际问题,即不需全面了解 机器,而是考虑要解决的问题,这就是面向问题的高级语言。 第二章单片机的基本结构

二进制减法与十进制减法相同，数位对齐，按减法规则逐位相减，不够减借位。 二进制乘法的运算规则为：0×0=0、0×1=0、1×0=0、1×1=1。此外，二进制 乘法与十进制乘法相同。 二进制除法是乘法的逆运算，与十进制除法类似。 在计算机中，可以把符号位数值化，即正、负符号也用一位二进制数来表示， 这就是“机器数”，通常符号位在该数的最高位，用“0”表示正，用“1”表示负。 在计算机中，小数点的位置固定不变的数称为定点数。 浮点数是指在数的表示中，小数点的位置是浮动的。 在符号位中用“0”表示正，用“1”表示负的二进制数称为原码。 反码是这样定义的：正数，反码=原码；负数，反码=原码的符号位不变，数 值位按位取反，即数值位的 1 变 0，0 变 1。 补码是这样定义的：正数，补码=原码；负数，补码=反码加 1。 1．3 常用单片机系列介绍 数据总线是 CPU、存储器与 I/O 接口之间的数据传送的通道。 CPU 对各功能部件的访问是按地址进行的，地址总线就是用来传送 CPU 发 出的地址信息，以访问被选择的存储器单元或 I/O 接口，地址总线是单向三态的。 地址总线的位数决定了 CPU 访问存储单元的数量。 控制总线上传送的可以是 CPU 发出的控制信号，也可以是其他功能部件传 送给 CPU 的控制信号，因而控制总线是双向的。但对某一具体的控制信号，信 号传送方向则是固定的。 机器语言是机器能直接识别的二进制指令代码编写的集合。机器语言是由 “0”和“1”代码构成的字符串做机器码。 汇编语言是在机器语言的基础上，用反映指令的特征和功能的助记符代替机 器指令，编程人员容易记忆和使用，指令与机器码一一对应。 高级语言是为方便用户，应使编程语言更接近于实际问题，即不需全面了解 机器，而是考虑要解决的问题，这就是面向问题的高级语言。 第二章 单片机的基本结构

本章教学提要 教学重点:单片机的引脚及引脚功能 单片机的存储器结构 单片机的工作方式 教学难点:单片机的引脚功能:单片机的存储器结构。 本章教学内容 2.1MCS-51单片机的性能及结构 MCS-51系列单片机无论是片内RM容量、I/0口功能、系统扩展能力、指令 系统、引脚等都基本相同。但在制造技术上、在片内程序存储器的配置上、在功 能上等可分为多种类型,这些分类可从单片机芯片型号上分辩出来。 单片机的中央处理器由运算器、控制器和控制逻辑组成,其中还包括中断系 统与部分特殊功能寄存器。 单片机的片内有ROM和RAM两类存储器,它们有各自独立的存储地址空间, 与一般微机的存储器配置方式不相同。 8051及8751片内均有4KB字节容量的程序存储器,地址0000开始,用于 存放程序和表格常数,8031片内无ROM,使用时要进行片外扩展。 8051/8031/8751片内数据存储器均为128B,地址为00H~7FH,用于存放运 算的中间结果、数据暂存及数据缓冲等 单片机有四个8位并行接口,即P0~P3,它们是双向端口,可用于输入也 可用于输出,每个端口各有8条I/O口线。这四个端口有四个锁存器,同RAM 统一编址,因此,可以把I/0口当作一般特殊功能寄存器来寻址。 单片机为40引脚的集成芯片。 VCC(40脚)采用+5V电源,VSS(20脚)是电源地。 XTALI(19脚)和XTAL2(18脚)为单片机的两个时钟引脚,时钟可以由内 部方式和外部方式产生。 RST/PD(9脚)复位信号。 ALE/PROG(30脚)地址锁存信号 PSEN(29脚):片外程序存储器读选通信号

本章教学提要 教学重点：单片机的引脚及引脚功能 单片机的存储器结构 单片机的工作方式 教学难点：单片机的引脚功能；单片机的存储器结构。 本章教学内容 2.1 MCS-51 单片机的性能及结构 MCS-51 系列单片机无论是片内 RAM 容量、I/O 口功能、系统扩展能力、指令 系统、引脚等都基本相同。但在制造技术上、在片内程序存储器的配置上、在功 能上等可分为多种类型，这些分类可从单片机芯片型号上分辩出来。 单片机的中央处理器由运算器、控制器和控制逻辑组成，其中还包括中断系 统与部分特殊功能寄存器。 单片机的片内有 ROM 和 RAM 两类存储器，它们有各自独立的存储地址空间， 与一般微机的存储器配置方式不相同。 8051 及 8751 片内均有 4KB 字节容量的程序存储器，地址 0000H 开始，用于 存放程序和表格常数，8031 片内无 ROM，使用时要进行片外扩展。 8051/8031/8751 片内数据存储器均为 128B，地址为 00H～7FH，用于存放运 算的中间结果、数据暂存及数据缓冲等。 单片机有四个 8 位并行接口，即 P0～P3，它们是双向端口，可用于输入也 可用于输出，每个端口各有 8 条 I/O 口线。这四个端口有四个锁存器，同 RAM 统一编址，因此，可以把 I/O 口当作一般特殊功能寄存器来寻址。 单片机为 40 引脚的集成芯片。 VCC（40 脚）采用+5V 电源，VSS（20 脚）是电源地。 XTAL1（19 脚）和 XTAL2（18 脚）为单片机的两个时钟引脚，时钟可以由内 部方式和外部方式产生。 RST/VPD（9 脚）复位信号。 ALE/ PROG (30 脚）地址锁存信号。 PSEN （29 脚）：片外程序存储器读选通信号

EA/VPP(31脚):内部和外部程序存储器选择信号 P0口(P0.0~P0.7,占39~32脚),为地址/数据复用线。 P1口(P1.0~P1.7,占1~8脚)。 P2口(P2.0~P2.7,占21~28脚)可作高8位地址线

EA /VPP（31 脚）：内部和外部程序存储器选择信号。 P0 口（P0.0～P0.7，占 39～32 脚），为地址／数据复用线。 P1 口（P1.0～P1.7，占 1～8 脚）。 P2 口（P2.0～P2.7，占 21～28 脚）可作高 8 位地址线

P3口(P3.0~P3.7,占10~17引脚),各引线具有第二功能 2.2单片机的存储器结构 存储器是计算机的记忆部件,它用来存放CPU要执行的程序、要处理的数据 和中间结果等。 8051单片机的存储器从物理上分四个存储空间:片内程序存储器、片外程 序存储器、片内数据存储器、片外数据存储器。从用户的角度考虑,8051单片 机的存储器又可分三个逻辑空间:片内、片外统一遍址的64KB(0000H~FFFH) 程序存储器地址空间(使用16位地址线),256B的片内数据存储器地址空间 (0OH~FFH,其中80H~FH内仅有二十几个字节单元供特殊功能寄存器专用), 片外可扩展的64KB(0000~FFH)数据存储器地址空间(使用16位地址线)。 这三个存储器空间地址是重叠的,8051的指令系统为区别这几个空间,有针对 性地设置了这三个地址空间的数据传送指令:CPU访问片内RAM用MoV指令,访 问片内、片外程序存储器用MWC指令,访问片外数据存储器用MOVX指令。 MCS-51系列单片机的程序存储器可寻址的地址空间为64KB,是以16位的程 序计数器PC作地址指针。程序存储器用于存放编好的系统程序和表格常数等, 这些是不变信息,一般存放在只读存储器ROM中,只读存储器有ROM、PROM、 EPROM E2PROM等 MCS-51系列单片机上电复位后,程序计数器指针PC为0000H,故CPU总是 从0000开始执行程序。若用户编写的主程序或初始化程序不从此地址开始,则 应在0000单元内存放一条绝对跳转指令,将PC转向主程序或初始化程序的入 口地址。 数据存储器一般采用随机存取存储器(RAM)。这种存储器是在使用过程中利 用程序随时可以写入信息,又可以随时读出信息的存储器。一般情况下,我们用 此存储器存储数据或运算的中间结果,所以也称之为数据存储器。 单片机的数据存储器常用于存放运算的中间结果、缓冲输入数据或暂存输出 数据、存放标志位等,其数据存储器分为片内和片外两种,二者的地址空间是彼 此独立的,访问片内数据存储器用MoV指令,地址空间为0OH~FFH;访问片外 数据存储器用MOwX指令,地址空间为0000H~ FFFFH

P3 口（P3.0～P3.7，占 10～17 引脚），各引线具有第二功能。 2.2 单片机的存储器结构 存储器是计算机的记忆部件，它用来存放 CPU 要执行的程序、要处理的数据 和中间结果等。 8051 单片机的存储器从物理上分四个存储空间：片内程序存储器、片外程 序存储器、片内数据存储器、片外数据存储器。从用户的角度考虑，8051 单片 机的存储器又可分三个逻辑空间：片内、片外统一遍址的 64KB（0000H～FFFFH） 程序存储器地址空间（使用 16 位地址线），256B 的片内数据存储器地址空间 （00H～FFH，其中 80H～FFH 内仅有二十几个字节单元供特殊功能寄存器专用）， 片外可扩展的 64KB（0000H～FFFFH）数据存储器地址空间（使用 16 位地址线）。 这三个存储器空间地址是重叠的，8051 的指令系统为区别这几个空间，有针对 性地设置了这三个地址空间的数据传送指令：CPU 访问片内 RAM 用 MOV 指令，访 问片内、片外程序存储器用 MOVC 指令，访问片外数据存储器用 MOVX 指令。 MCS-51 系列单片机的程序存储器可寻址的地址空间为 64KB，是以 16 位的程 序计数器 PC 作地址指针。程序存储器用于存放编好的系统程序和表格常数等， 这些是不变信息，一般存放在只读存储器 ROM 中，只读存储器有 ROM、PROM、EPROM、 E2PROM 等。 MCS-51 系列单片机上电复位后，程序计数器指针 PC 为 0000H，故 CPU 总是 从 0000H 开始执行程序。若用户编写的主程序或初始化程序不从此地址开始，则 应在 0000H 单元内存放一条绝对跳转指令，将 PC 转向主程序或初始化程序的入 口地址。 数据存储器一般采用随机存取存储器(RAM)。这种存储器是在使用过程中利 用程序随时可以写入信息，又可以随时读出信息的存储器。一般情况下，我们用 此存储器存储数据或运算的中间结果，所以也称之为数据存储器。 单片机的数据存储器常用于存放运算的中间结果、缓冲输入数据或暂存输出 数据、存放标志位等，其数据存储器分为片内和片外两种，二者的地址空间是彼 此独立的，访问片内数据存储器用 MOV 指令，地址空间为 00H～FFH；访问片外 数据存储器用 MOVX 指令，地址空间为 0000H～FFFFH

片内RAM最大可寻址256个单元。它们又分为两个部分,低128字节(00H 7HH),是真正的RM区;高128字节(80H~FFH)为特殊功能寄存器SFR区 片内真正可作数据存储器用的只有128个RAM单元,即00H~7FH地址空间。 他们又可划分为三个区域:工作寄存器区、位寻址区和数据缓冲区。 MCS-51单片机片内高128字节的RM中,离散地分布着21个具有特殊功能 的寄存器SFR,他们包括程序状态字寄存器、累加器、I/0口锁存器、定时/计数 器,串口数据缓冲器、数据指针等。访问特殊功能寄存器只允许使用直接寻址方 式 2.3AT89与P89C5系列单片机 AT89系列单片机与8051单片机兼容,其内部主要含有:8051CPU、振荡电 路、总线控制器件、定时/计数器、中断控制器、并行I/0口、串行I/0口、片 内RAM、特殊功能寄存器等,其主要区别是A89系列单片机内部含有 Flash程 序存储器。AT89系列单片机分为低档型、标准型、髙档型。低档型主要以 AT89C1051/2051为代表,并行I/0口线少;标准型主要以AT89C51/52 AT89LV5l/52为代表,与8051类同;高档型主要以AT89c8252为代表,在标准 型的基础上,增强了如监视定时器、系统编程、标准总线接口等功能。 89C5系列单片机采用了高性能的静态80C51来设计,以先进的CMOS工艺 制造并带有非易失性的 Flash程序存储器,具有32条I/0口线,6输入4优先 级的嵌套中断结构,1个串口(用于多机通信、I/0扩展或全双工串行UART),片 内有振荡和时钟电路。 此外,由于器件采用静态设计,可提供很宽的操作频率范围(频率可将至0), 实现两个由软件选择的节电模式:空闲和掉电模式。空闲模式冻结CPU,但RAM、 定时器、串口和中断仍工作。掉电模式保存RAM内容,但冻结振荡器,导致其它 所有片内功能停止工作 2.4单片机的工作方式 单片机与其它计算机的工作方式相同,即采用“存储程序”的方式,事先把 程序加载到计算机的存储器中,CPU按程序中的指令一条一条地执行。 CPU执行指令的动作是在时钟控制下一拍一拍进行的

片内 RAM 最大可寻址 256 个单元。它们又分为两个部分，低 128 字节（00H～ 7FH），是真正的 RAM 区；高 128 字节（80H～FFH）为特殊功能寄存器 SFR 区。 片内真正可作数据存储器用的只有 128 个 RAM 单元，即 00H～7FH 地址空间。 他们又可划分为三个区域：工作寄存器区、位寻址区和数据缓冲区。 MCS-51 单片机片内高 128 字节的 RAM 中，离散地分布着 21 个具有特殊功能 的寄存器 SFR，他们包括程序状态字寄存器、累加器、I/O 口锁存器、定时/计数 器，串口数据缓冲器、数据指针等。访问特殊功能寄存器只允许使用直接寻址方 式。 2.3 AT89 与 P89C5 系列单片机 AT89 系列单片机与 8051 单片机兼容，其内部主要含有：8051CPU、振荡电 路、总线控制器件、定时/计数器、中断控制器、并行 I/O 口、串行 I/O 口、片 内 RAM、特殊功能寄存器等，其主要区别是 AT89 系列单片机内部含有 Flash 程 序存储器。AT89 系列单片机分为低档型、标准型、高档型。低档型主要以 AT89C1051/2051 为代表，并行 I/O 口线少；标准型主要以 AT89C51/52、 AT89LV51/52 为代表，与 8051 类同；高档型主要以 AT89C8252 为代表，在标准 型的基础上，增强了如监视定时器、系统编程、标准总线接口等功能。 P89C5 系列单片机采用了高性能的静态 80C51 来设计，以先进的 CMOS 工艺 制造并带有非易失性的 Flash 程序存储器，具有 32 条 I/O 口线，6 输入 4 优先 级的嵌套中断结构，1 个串口(用于多机通信、I/O 扩展或全双工串行 UART)，片 内有振荡和时钟电路。 此外，由于器件采用静态设计，可提供很宽的操作频率范围（频率可将至 0）， 实现两个由软件选择的节电模式：空闲和掉电模式。空闲模式冻结 CPU，但 RAM、 定时器、串口和中断仍工作。掉电模式保存 RAM 内容，但冻结振荡器，导致其它 所有片内功能停止工作。 2.4 单片机的工作方式 单片机与其它计算机的工作方式相同，即采用“存储程序”的方式，事先把 程序加载到计算机的存储器中，CPU 按程序中的指令一条一条地执行。 CPU 执行指令的动作是在时钟控制下一拍一拍进行的

在单片机中,最基本的时间单位是振荡周期,即振荡电路产生的脉冲周期。 振荡脉冲的周期也称为节拍,用P表示。振荡周期的二倍宽为时钟周期,时钟周 期也称为状态,用S表示,这样一个状态包含两个节拍,分别用P1、P2表示。 在MCS-51单片机中,一个机器周期是固定的,为6个时钟周期。这样就有: 1个机器周期=6个时钟周期=12个振荡周期 指令周期是指执行一条指令所需要的时间。不同的指令,所需要的执行时间 是不同的。MCS-51单片机的指令周期通常含有1~4个机器周期。 MCS-51系列单片机共有111条指令,全部指令按其长度可分为一字节、双 字节和三字节指令。执行这些指令所需要的机器周期是不同的,他包括以下几种 情况:单字节单机器周期、单字节双机器周期、双字节单机器周期和双字节双机 器周期,三字节指令均为双机器周期,单字节乘除指令为四机器周期。 单片机的程序一般需要事先固化在片内或片外程序存储器中,单片机开机即 可执行程序。程序是由一条一条指令组成的,因此,执行程序的过程实际就是执 行指令的过程 单片机的工作方式主要指复位、程序执行、掉电保护、低功耗、 EPROM编程 和校验六种 复位是使CPU和系统中的部件处于一个确定的初始状态,并从这个状态开始工 作。此外,当程序运行错误或系统处于死锁状态时,复位也是重新启动单片机的 方法 单片机系统在运行中,如发生掉电故障,RAM中的信息就会丢失。因此,单 片机设置了掉电保护工作方式:即先把有用的信息转存到内部随机存储器中,再 由备用电源WPD维护供电 本来 CHMOS芯片的功耗已经很低,但出于系统特殊的需要,又给此类芯片设 置了两种能更进一步降低功耗的工作方式:待机方式和掉电方式。这两种工作方 式的实现,是靠电源控制寄存器来完成的。 第三章指令系统与汇编语言程序设计 本章教学提要 教学重点:单片机的寻址方式 单片机的指令系统

在单片机中，最基本的时间单位是振荡周期，即振荡电路产生的脉冲周期。 振荡脉冲的周期也称为节拍，用 P 表示。振荡周期的二倍宽为时钟周期，时钟周 期也称为状态，用 S 表示，这样一个状态包含两个节拍，分别用 P1、P2 表示。 在 MCS-51 单片机中，一个机器周期是固定的，为 6 个时钟周期。这样就有： 1 个机器周期=6 个时钟周期=12 个振荡周期 指令周期是指执行一条指令所需要的时间。不同的指令，所需要的执行时间 是不同的。MCS-51 单片机的指令周期通常含有 1～4 个机器周期。 MCS-51 系列单片机共有 111 条指令，全部指令按其长度可分为一字节、双 字节和三字节指令。执行这些指令所需要的机器周期是不同的，他包括以下几种 情况：单字节单机器周期、单字节双机器周期、双字节单机器周期和双字节双机 器周期，三字节指令均为双机器周期，单字节乘除指令为四机器周期。 单片机的程序一般需要事先固化在片内或片外程序存储器中，单片机开机即 可执行程序。程序是由一条一条指令组成的，因此，执行程序的过程实际就是执 行指令的过程。 单片机的工作方式主要指复位、程序执行、掉电保护、低功耗、EPROM 编程 和校验六种 复位是使 CPU 和系统中的部件处于一个确定的初始状态，并从这个状态开始工 作。此外，当程序运行错误或系统处于死锁状态时，复位也是重新启动单片机的 方法。 单片机系统在运行中，如发生掉电故障，RAM 中的信息就会丢失。因此，单 片机设置了掉电保护工作方式：即先把有用的信息转存到内部随机存储器中，再 由备用电源 VPD 维护供电。 本来 CHMOS 芯片的功耗已经很低，但出于系统特殊的需要，又给此类芯片设 置了两种能更进一步降低功耗的工作方式：待机方式和掉电方式。这两种工作方 式的实现，是靠电源控制寄存器来完成的。 第三章 指令系统与汇编语言程序设计 本章教学提要 教学重点：单片机的寻址方式 单片机的指令系统

汇编语言设计 教学难点:单片机的寻址方式;单片机的指令系统及编程 本章教学内容 3.1指令系统概述 程序设计语言可分为机器语言、汇编语言和高级语言三种。 机器语言是由1和0两个二进制数码组成的,是唯一能直接在计算机上运行 的语言。 用助记符来描述指令的语言称为汇编语言 用汇编语言写出的程序称为汇编语言程序。汇编语言程序必须翻译为二进制 机器语言才能送给计算机执行,这个过程称为汇编 高级语言则是一种不依赖于硬件,更接近人们思维习惯、易为人们理解、有 很强描述和解题方法的程序设计语言。它直观、易学、通用性强,便于移植到不 同类型的机器上使用。计算机不能直接执行高级语言,要通过编译或解释程序 将其翻译成为机器语言,才能被执行。 程序是完成某一任务的指令的集合。程序中的指令是以机器码的形式存放在 存储器中的。在程序的执行过程中这些机器码将按次序被取出,然后被译码、执 行 3.2汇编语言程序实例 汇编就是将编辑好的汇编语言源程序翻译成机器语言程序。汇编的方法有两 种:人工汇编和机器汇编。人工汇编即查表,程序设计人员对照机器码表将指令 翻译成机器码;机器汇编是运行汇编程序,将指令翻译为机器码 3.3寻址方式 MCS-51系列单片机的寻址方式主要有七种:立即寻址、寄存器寻址、直接 寻址、寄存器间接寻址、变址寻址、相对寻址和位寻址。 在立即寻址中,操作数的数值在指令中写出,一眼就可看出其数值的大小 这种在指令中可以看出数值大小的操作数称为立即数,书写时前面要加“#”。 立即数有8位和16位两种 在寄存器寻址中,操作数存放在寄存器中,指令中给出的是寄存器的名称

汇编语言设计 教学难点：单片机的寻址方式；单片机的指令系统及编程。 本章教学内容 3.1 指令系统概述 程序设计语言可分为机器语言、汇编语言和高级语言三种。 机器语言是由 1 和 0 两个二进制数码组成的，是唯一能直接在计算机上运行 的语言。 用助记符来描述指令的语言称为汇编语言。 用汇编语言写出的程序称为汇编语言程序。汇编语言程序必须翻译为二进制 机器语言才能送给计算机执行，这个过程称为汇编。 高级语言则是一种不依赖于硬件，更接近人们思维习惯、易为人们理解、有 很强描述和解题方法的程序设计语言。它直观、易学、通用性强，便于移植到不 同类型的机器上使用。计算机不能直接执行高级语言，要通过编译或解释程序， 将其翻译成为机器语言，才能被执行。 程序是完成某一任务的指令的集合。程序中的指令是以机器码的形式存放在 存储器中的。在程序的执行过程中这些机器码将按次序被取出，然后被译码、执 行。 3.2 汇编语言程序实例 汇编就是将编辑好的汇编语言源程序翻译成机器语言程序。汇编的方法有两 种：人工汇编和机器汇编。人工汇编即查表，程序设计人员对照机器码表将指令 翻译成机器码；机器汇编是运行汇编程序，将指令翻译为机器码。 3.3 寻址方式 MCS-51 系列单片机的寻址方式主要有七种：立即寻址、寄存器寻址、直接 寻址、寄存器间接寻址、变址寻址、相对寻址和位寻址。 在立即寻址中，操作数的数值在指令中写出，一眼就可看出其数值的大小。 这种在指令中可以看出数值大小的操作数称为立即数，书写时前面要加“#”。 立即数有 8 位和 16 位两种。 在寄存器寻址中，操作数存放在寄存器中，指令中给出的是寄存器的名称