单片机期末总结-最.doc
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1、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。芯片内部包括下列主要功能部件:1) 8位CPU;2) 4KB的片内程序存储器ROM。可寻址64KB程序存储器和64KB外部数据存储器;3) 128B内部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;08) 5个中断源,两个中断优先级;9) 内部时钟发生器。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
2、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。P3的第二功能:引脚第二功能第二功能信号名称P3.0RXD串行输入P3.1TXD串行输出P3.2INT0外部中断0请求输入端,低电平有效P3.3INT1外部中断1请求输入端,低电平有效P3.4T0定时/计数器0的计数脉冲输入端P3.5T1定时/计数器1的计数脉冲输入端P3.6WR外部R
3、AM写选通信号输入端,低电平有效P3.7RD外部RAM写选通信号输出端,低电平有效【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片内片外统一编址的程序存储器地址空间,地址范围:0000HFFFFH,对于8051单片机,其中地址0000H0FFFH范围为4KB的片内ROM地址空间,1000H F
4、FFFH为片外ROM地址空间;2)256B的内部数据存储器地址空间,地址范围为00HFFH,对于8051单片机,内部RAM分为两部分,其中地址范围00H 7FH(共128B单元)为内部静态RAM的地址空间,80HFFH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范围为80HFFH的高128B的静态RAM。3)64KB的外部数据存储器地址空间:地址范围为0000HFFFFH,包括扩展I/O端口地址空间。4.数据存储器 MCS-51基本型单片机内部数据存储器有256B的存储空间,地址为00HFFH;外部数据存储器的地址空间最大为64KB,编址
5、为0000HFFFFH。256B的内部存储器按功能划分为两部分:地址为00H7FH的低128B的基本RAM区和地址为80HFFH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(00H1FH):共分为4组,每组由8个工作寄存器,编号R0R7位寻址区(20H2FH):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(30H7FH):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
6、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1MCS-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。通常由外接晶振与内部电路来提供振荡脉冲信号,其
7、频率记为,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。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,它的寻址范围就是指令本身所在的程序存储单元。例:MOV A,#25H;MOV DPTR,#1234H;(2)
8、直接寻址。在指令中直接给出存放操作数的内存单元的地址。寻址范围为:内部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。寻址范围为: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。存放操作数的内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。寻址范围:地址范围从00 FFH的全部内部RAM单元,包括堆栈区,但不包括特殊功能寄存器,以及地址范围从0000 FFFFH的全部片外RAM。例:MOV A,R7;(5)变址寻址。
9、将基址寄存器与变址寄存器的内容相加,结果作为操作数的地址。变址寻址主要用于查表操作。寻址范围: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,范围为-128 +127。例:SJMP 50H;(7)位寻址。操作数是位地址。寻址范围:内部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:内部ROM;MOVC:外部ROM;MOVX:程序存储器。1)片内数据存储器传送指令(
10、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
11、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传送到内部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)=0
12、060H 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09的ASCII码,累加器A中存放着一个09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
13、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)30 (Ri)30(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
14、 ;(A)30 (A)74 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)+dataADD 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: 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”; 如果运算结果的第3位有进位,辅助进位标志AC置“1
15、”,反之,AC清“0”; 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=C7C6),反之,OV清“0”; 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 10010 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
16、)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 10010 0001运算结果:(A)=21H,CY=1,AC=1,OV=1,P=0。 3)加1指令 INC A ; A(A)+1INC Rn ; Rn(Rn)+1INC direct ;
17、direct(direct)+1INC Ri ;(Ri)(Ri)+1INC DPTR ; DPTR(DPTR)+1加1指令的操作不影响程序状态字PSW的状态,只有“INC A”指令可以影响奇偶标志位P 例3.13 已知:(A)=0FFH,(R3)=0FH,(30H)=0F0H,(R0)=40H,(40H)=00H,(DPTR)=1234H, 执行如下指令: INC A INC R3 INC 30H INC R0 INC DPTR其结果为:(A)=00H,(R3)=10H,(30H)=0F1H,(R0)=40H,(40H)=01H,(DPTR)=1235H,PSW中仅P改变。 2. 减法指令 1
18、)带借位的减法指令 SUBB A , #data ;A(A)data(CY)SUBB A , direct ;A(A)(direct)(CY)SUBB A , Rn ;A(A)(Rn)(CY)SUBB A , Ri ;A(A)(Ri)(CY)减法运算的结果会影响程序状态字寄存器PSW,其中包括: 如果运算结果的最高位第7位有借位,则进位标志CY置“1”,反之,CY清“0”; 如果运算结果的第3位有借位,则辅助进位标志AC置“1”,反之,AC清“0”; 如果运算结果的第6位有借位而第7位没有借位或者第7位有借位而第6位没有借位,则溢出标志OV置“1”(即OV=C7C6),反之,OV清“0”; 奇
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