《汽車單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)》第2版配套教學(xué)課件

第一節(jié)概述1.1單片機(jī)及其應(yīng)用

一、單片機(jī)芯片技術(shù)的發(fā)展概況第一階段是單片機(jī)的初級(jí)階段，時(shí)間在1971～1974年。第二階段是低性能單片機(jī)階段，時(shí)間在1974～1978年。

第三段是高性能單片機(jī)階段，時(shí)間在1978～1983年。

第四階段是單片機(jī)的發(fā)展、鞏固、提高階段，時(shí)間從1983年～現(xiàn)在。

二、單片機(jī)的特點(diǎn)

1．體積小2．接線簡(jiǎn)單3．價(jià)格低廉4．簡(jiǎn)單易學(xué)

三、單片機(jī)的應(yīng)用1．主要應(yīng)用領(lǐng)域有以下幾個(gè)方面（1）智能產(chǎn)品。單片機(jī)與傳統(tǒng)的機(jī)械產(chǎn)品結(jié)合，使傳統(tǒng)機(jī)械產(chǎn)品結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化，控制智能化，構(gòu)成新一代的機(jī)電一體化產(chǎn)品。（2）智能儀表。用單片機(jī)改造原有的測(cè)量、控制儀表，能促進(jìn)儀表向數(shù)字化、智能化、多功能化、綜合化、柔性化發(fā)展。（3）測(cè)控系統(tǒng)。用單片機(jī)可以構(gòu)成各種工業(yè)控制系統(tǒng)、適應(yīng)控制系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)等。（4）數(shù)控控制機(jī)。在目前機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)的建議控制中，采用單片機(jī)可提高其可靠性及增強(qiáng)功能，降低控制成本。（5）智能接口。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)特別是較大型的工業(yè)測(cè)、控系統(tǒng)中，除通用外部設(shè)備外，還有許多外部通信、采集、多路分配管理、驅(qū)動(dòng)控制等接口。2．單片機(jī)在各個(gè)領(lǐng)域中的典型應(yīng)用舉例

（1）工業(yè)控制。數(shù)控機(jī)床，溫度控制，可編程順序控制，電機(jī)控制，工業(yè)機(jī)器人，智能傳感器，離散與連續(xù)過(guò)程控制等。（2）儀器儀表。智能儀器，醫(yī)療器械，液晶和氣體色譜儀，數(shù)字示波器，金屬探測(cè)儀等。（3）電信技術(shù)。調(diào)制解調(diào)器，聲像處理，數(shù)字濾波，智能線路運(yùn)行控制，通信設(shè)備等。（4）辦公自動(dòng)化和計(jì)算機(jī)外部設(shè)備。圖形終端機(jī)，傳真機(jī)，復(fù)印機(jī)，打印機(jī)，繪圖儀，磁盤驅(qū)動(dòng)器，智能終端機(jī)等。（5）汽車與節(jié)能。點(diǎn)火控制，排放控制，噴油控制，變速控制，防滑控制，安全氣囊控制，門鎖控制，雨刮控制，座椅控制，防盜報(bào)警控制，空調(diào)控制，大燈控制，導(dǎo)航控制，計(jì)費(fèi)器，交通控制等。（6）導(dǎo)航。導(dǎo)彈控制，魚雷制導(dǎo)，智能武器裝置，航天導(dǎo)航系統(tǒng)等。（7）商用產(chǎn)品。自動(dòng)售貨機(jī)，電子收款機(jī)，電子秤，銀行統(tǒng)計(jì)機(jī)等。（8）家用電器。微波爐，電視機(jī)，空調(diào)機(jī)，洗衣機(jī)，錄像機(jī)，攝像機(jī)，數(shù)碼相機(jī)，音響設(shè)備，游戲機(jī)，智能玩具等。

四、主流單片機(jī)簡(jiǎn)介1．80C51系列單片機(jī)產(chǎn)品繁多，主流地位已經(jīng)形成近年來(lái)推出的與80C51兼容的主要產(chǎn)品有：ATMEL公司融入Flash存儲(chǔ)器技術(shù)推出的AT89系列單片機(jī)；Philips公司推出的80C51、80C52系列高性能單片機(jī)；Winbond公司推出的W78C5l、W77C51系列高速低價(jià)單片機(jī)：ADI公司推出的ADuC8xx系列高精度ADC單片機(jī)；LG公司推出的GMS90／97系列低壓高速單片機(jī)；Cygnal公司推出的C8051F系列高速SOC單片機(jī)；Maxim公司推出的DS89C420高速(50MIPS)單片機(jī)等。2．非80C51結(jié)構(gòu)單片機(jī)不斷推出，給用戶提供了更為廣泛的選擇空間

Motorola單片機(jī)。品種全、選擇余地大、新產(chǎn)品多是其特點(diǎn)，Motorola是世界上最大的單片機(jī)廠商；Microchip公司推出的PIC系列RISC結(jié)構(gòu)單片機(jī)；ATMEL公司推出的AVR系列RISC結(jié)構(gòu)單片機(jī)；TI公司推出的MSP430F系列16位低電壓、低功耗單片機(jī)。

五、微型計(jì)算機(jī)及微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)1．運(yùn)算器運(yùn)算器是計(jì)算機(jī)的運(yùn)算部件用于實(shí)現(xiàn)算術(shù)和邏輯運(yùn)算。計(jì)算機(jī)的數(shù)據(jù)運(yùn)算和處理都在這里進(jìn)行（相當(dāng)于算盤）。

2．控制器控制器是計(jì)算機(jī)的指揮控制部件,使計(jì)算機(jī)各部分能自動(dòng)協(xié)調(diào)地工作（相當(dāng)于使用紙、筆、算盤的人的大腦）。運(yùn)算器和控制器是計(jì)算機(jī)的核心部分,常把它們合在一起稱之為中央處理器,簡(jiǎn)稱CPU。

3．存儲(chǔ)器按功能可以分為只讀和隨機(jī)存取存儲(chǔ)器兩大類。所謂隨機(jī)存取存儲(chǔ)器，英文縮寫為RAM（READRANDOMMEMORY）。汽車運(yùn)行時(shí)，需要暫時(shí)存儲(chǔ)的信息由微處理器傳送到RAM。RAM中存儲(chǔ)的信息隨時(shí)都可以更改。所謂只讀存儲(chǔ)器，英文縮寫為ROM（READONLYMEMORY）。微處理器能從ROM中讀取信息，但不能把信息寫入ROM中，而且，微處理器不能擦除ROM中的信息。程序存儲(chǔ)器的類型：PROM，稱之為可編程程序只讀存儲(chǔ)器；EPROM，稱之為紫外線擦除的可編程只讀存儲(chǔ)器；EEPROM，稱之為電可擦除的可編程只讀存儲(chǔ)器；FLASHROM，稱之為閃速存儲(chǔ)器，F(xiàn)lashROM是一種新型的電可擦除、非易失性存儲(chǔ)器，使用方便，價(jià)格低廉，可多次擦寫，近年來(lái)應(yīng)用廣泛；串行EEPROM，稱之為I2C接口存儲(chǔ)器，內(nèi)部有頁(yè)寫入緩沖器。4．接口一種在微處理器和外圍設(shè)備之間控制數(shù)據(jù)流動(dòng)和數(shù)據(jù)格式的電路稱為接口。接口一般可分為并行和串行接口兩種：

（1）串行接口一次傳輸一位數(shù)據(jù)稱為串行傳輸，以串行傳輸方式通訊時(shí)使用的接口叫串行接口。

（2）并行接口同時(shí)傳輸兩位或兩位以上的數(shù)據(jù)稱為并行傳輸，以并行傳輸方式通訊是把多位數(shù)據(jù)，例如8位數(shù)據(jù)的各位同時(shí)傳送。5．輸入設(shè)備輸入設(shè)備用于將程序和數(shù)據(jù)輸入到計(jì)算機(jī)中，如鍵盤。

6．輸出設(shè)備輸出設(shè)備用于把計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)計(jì)算或加工的結(jié)果，以用戶需要的形式顯示或保存，如顯示器、打印機(jī)。微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)由硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)兩大部分組成硬件系統(tǒng)通常由運(yùn)算器、控制器、存儲(chǔ)器、輸入接口電路和輸入設(shè)備、輸出接口電路和輸出設(shè)備等組成。其中，運(yùn)算器和控制器一般做在一個(gè)集成芯片上，統(tǒng)稱中央處理單元（CentralProcessingUnit），簡(jiǎn)稱CPU，是微機(jī)的核心部件，配上存放程序和數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)器、輸入輸出（Input/Output，簡(jiǎn)稱I/O）接口電路及外部設(shè)備即構(gòu)成微機(jī)的硬件系統(tǒng)（如圖所示）。六、單片微型計(jì)算機(jī)

單片微型計(jì)算機(jī)（SingleChipMicrocomputer）簡(jiǎn)稱單片機(jī)，又稱微控制器或嵌入式計(jì)算機(jī)，是指集成在一個(gè)芯片上的微型計(jì)算機(jī)，也就是把組成微型計(jì)算機(jī)的各種功能部件，包括CPU（CentralProcessingUnit）、隨機(jī)存取存儲(chǔ)器RAM（RandomAccessMemory）、只讀存儲(chǔ)器ROM（Read-onlyMemory）、基本輸入/輸出(Input/Output)接口電路、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器等部件制作在一塊集成芯片上，構(gòu)成一個(gè)完整的微型計(jì)算機(jī)，從而實(shí)現(xiàn)微型計(jì)算機(jī)的基本功能。一、

51子系列和52子系列

MCS-51系列又分為51和52兩個(gè)子系列，并以芯片型號(hào)的最末位數(shù)字作為標(biāo)志。其中51子系列是基本型，而52子系列則屬增強(qiáng)型。二、

單片機(jī)芯片半導(dǎo)體工藝MCS-51系列單片機(jī)采用兩種半導(dǎo)體工藝生產(chǎn)。一種是HMOS工藝，即高速度高密度短溝道MOS工藝。另外一種是CHMOS工藝，即互補(bǔ)金屬氧化物的HMOS工藝。三、

80C51系列單片機(jī)1.2MCS-51系列單片機(jī)分類芯片型號(hào)存儲(chǔ)器類型及字節(jié)數(shù)片內(nèi)其他功能單元數(shù)量ROMRAM并口串口定時(shí)/計(jì)數(shù)器中斷源80C514KB掩膜128B4個(gè)1個(gè)2個(gè)5個(gè)87C514KBEPROM128B4個(gè)1個(gè)2個(gè)5個(gè)89C514KBFlash128B4個(gè)1個(gè)2個(gè)5個(gè)增強(qiáng)型80C528KB掩膜256B4個(gè)1個(gè)3個(gè)6個(gè)87C528KBEPROM256B4個(gè)1個(gè)3個(gè)6個(gè)89C528KBFlash256B4個(gè)1個(gè)3個(gè)6個(gè)第二節(jié)MCS-51單片機(jī)結(jié)構(gòu)和原理2.1MCS-51單片機(jī)的內(nèi)部組成及信號(hào)引腳

一、8051單片機(jī)的基本組成

1．中央處理器（CPU）中央處理器是單片機(jī)的核心，完成運(yùn)算和控制功能。MCS-51的CPU能處理8位二進(jìn)制數(shù)或代碼。2．內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（內(nèi)部RAM）8051芯片中共有256個(gè)RAM單元，但其中后128單元被專用寄存器占用，能作為寄存器供用戶使用的只是前128單元，用于存放可讀/寫的數(shù)據(jù)。3．內(nèi)部程序存儲(chǔ)器（內(nèi)部ROM）8051共有4KB掩膜ROM，用于存放程序和原始表格常數(shù)，因此稱之為程序存儲(chǔ)器，簡(jiǎn)稱內(nèi)部ROM。4．定時(shí)器/計(jì)數(shù)器8051共有兩個(gè)16位的可編程定時(shí)/計(jì)數(shù)器，以實(shí)現(xiàn)定時(shí)或計(jì)數(shù)功能，當(dāng)定時(shí)/計(jì)數(shù)器產(chǎn)生溢出時(shí)，可用中斷方式控制程序轉(zhuǎn)向。5．并行輸入輸出（I/O）口MCS-51共有四個(gè)8位的并行I/O口（P0、P1、P2、P3），以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的并行輸入輸出。

6．全雙工串行口

MCS-51單片機(jī)有一個(gè)全雙工的串行口，以實(shí)現(xiàn)單片機(jī)和其它設(shè)備之間的串行數(shù)據(jù)傳送。7．中斷控制系統(tǒng)MCS-51單片機(jī)的中斷功能較強(qiáng)，以滿足控制應(yīng)用的需要。8051共有5個(gè)中斷源，即外中斷2個(gè)，定時(shí)/計(jì)數(shù)中斷2個(gè)，串行中斷1個(gè)。8．時(shí)鐘電路MCS-51芯片的內(nèi)部有時(shí)鐘電路，但石英晶體和微調(diào)電容需外接。時(shí)鐘電路為單片機(jī)產(chǎn)生時(shí)鐘脈沖序列。系統(tǒng)允許的晶振頻率一般為6MHZ和12MHZ。

二、8051單片機(jī)的基本組成MCS-51是標(biāo)準(zhǔn)的40引腳雙列直插式集成電路芯片，引腳排列請(qǐng)參見(jiàn)圖。

1．電源及時(shí)鐘引腳（4個(gè)）

Vss（20）：地線；Vcc（40）：+5V電源；XTAL1（19）和XTAL2（18）：外接晶體引線端。

2．控制線引腳（4個(gè)）

ALE(30)：地址鎖存控制信號(hào)；(29)：外部程序存儲(chǔ)器讀選通信號(hào)。

(31)：訪問(wèn)程序存儲(chǔ)控制信號(hào)。RST(9)：復(fù)位信號(hào)。3．并行I/O引腳（32個(gè)，分成4個(gè)8位口）

P0.0～P0.7：通用I/O引腳或數(shù)據(jù)/低位地址總線復(fù)用引腳；P1.0～P1.7：通用I/O引腳；P2.0～P2.7：通用I/O引腳或數(shù)高位地址總線引腳；P3.0～P3.7：通用I/O引腳或第二功能引腳。MCS-51單片機(jī)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器分為內(nèi)部RAM和外部RAM，RAM的配置圖如圖所示。2.2MCS-51單片機(jī)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器8051片內(nèi)RAM共有128B，分成工作寄存器區(qū)、位尋址區(qū)、通用RAM區(qū)三部分。基本型單片機(jī)片內(nèi)RAM地址范圍是00H～7FH。片外RAM地址空間為64KB，地址范圍是0000H～FFFFH。一、內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器低128單元

8051的內(nèi)部RAM共有256個(gè)單元，通常把這256個(gè)單元按其功能劃分為兩部分：低128單元（單元地址00H～7FH）和高128單元（單元地址80H～FFH）。1．寄存器區(qū)

8051單片機(jī)片內(nèi)RAM低端的00H～1FH共32B分成4個(gè)工作寄存器組，每組占8個(gè)單元?！ぜ拇嫫?組：地址00H～07H·寄存器1組：地址08H～0FH·寄存器2組：地址10H～17H·寄存器3組：地址18H～1FH地址區(qū)間低128單元00H～07H工作寄存器0區(qū)（R0～R7）08H～0FH工作寄存器1區(qū)（R0～R7）10H～17H工作寄存器2區(qū)（R0～R7）18H～1FH工作寄存器3區(qū)（R0～R7）20H～2FH位尋址區(qū)（00H～7FH）30H～7FH數(shù)據(jù)緩沖區(qū)2．位尋址區(qū)內(nèi)部RAM的20H～2FH單元，既可作為一般RAM單元使用，進(jìn)行字節(jié)操作，也可以對(duì)單元中每一位進(jìn)行位操作，因此把該區(qū)稱之為位尋址區(qū)。位尋址區(qū)共有16個(gè)RAM單元，計(jì)128位，位地址為00H～7FH。字節(jié)地址位地址D7D6D5D4D3D2D1D02FH7F7E7D7C7B7A79782EH77767574737271702DH6F6E6D6C6B6A69682CH67666564636261602BH5F5E5D5C5B5A59582AH575655545352515029H4F4E4D4C4B4A494828H474645444342414027H3F3E3D3C3B3A393826H373635343332313025H2F2E2D2C2B2A292824H272625242322212023H1F1E1D1C1B1A191822H171615141312111021H0F0E0D0C0B0A090820H07060504030201003．用戶RAM區(qū)在內(nèi)部RAM低128單元中，通用寄存器占去32個(gè)單元，位尋址區(qū)占去16個(gè)單元，剩下80個(gè)單元，這就是供用戶使用的一般RAM區(qū)，其單元地址為30H～7FH。二、內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器高128單元內(nèi)部RAM的高128單元是供給專用寄存器使用的，其單元地址為80H～FFH。1．專用寄存器（SFR）簡(jiǎn)介8051共有21個(gè)專用寄存器（1）程序計(jì)數(shù)器（PC——ProgramCounter）PC是一個(gè)16位的計(jì)數(shù)器，它總是存放著下一個(gè)要取的指令的16位存儲(chǔ)單元地址，它的作用是控制程序的執(zhí)行順序。其內(nèi)容為將要執(zhí)行指令的地址，尋址范圍達(dá)64KB。（2）與運(yùn)算器相關(guān)的寄存器（3個(gè)）①累加器（ACC——Accumulator）；累加器為8位寄存器，是最常用的專用寄存器，功能較多，地位重要。②B寄存器；B寄存器是一個(gè)8位寄存器，主要用于乘除運(yùn)算。③程序狀態(tài)字（PSW——ProgramStatusWord）程序狀態(tài)字(programstatusword)簡(jiǎn)稱為PSW，內(nèi)部含有程序在運(yùn)行時(shí)的相關(guān)信息。（3）與指針相關(guān)的寄存器（3個(gè)）①數(shù)據(jù)指針（DPTR）；數(shù)據(jù)指針為16位寄存器，它是MCS-51中一個(gè)16位寄存器。②堆棧指針（SP----StackPointer）；堆棧是一個(gè)特殊的存儲(chǔ)區(qū)，用來(lái)暫存數(shù)據(jù)和地址，它是按“先進(jìn)后出”的原則存取數(shù)據(jù)的。（4）與接口相關(guān)的寄存器（7個(gè)）。

并行I／O接口P0、P1、P2、P3，均為8位；通過(guò)對(duì)這4個(gè)寄存器的讀和寫，可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)從相應(yīng)接口的輸入和輸出；

串行接口數(shù)據(jù)緩沖器SBUF；

串行接口控制寄存器SCON；

串行通信波特率倍增寄存器PCON。（5）與中斷相關(guān)的寄存器(2個(gè))

中斷允許控制寄存器IE；

中斷優(yōu)先級(jí)控制寄存器IP。（6）與定時(shí)／計(jì)數(shù)器相關(guān)的寄存器(6個(gè))

定時(shí)/計(jì)數(shù)器T0的兩個(gè)8位計(jì)數(shù)初值寄存器TH0、TL0，它們可以構(gòu)成16位的計(jì)數(shù)器，TH0存放高8位，TL0存放低8位；

定時(shí)/計(jì)數(shù)器T1的兩個(gè)8位計(jì)數(shù)初值寄存器THl、TLl，它們可以構(gòu)成16位的計(jì)數(shù)器，THl存放高8位，TLl存放低8位；

定時(shí)/計(jì)數(shù)器的工作方式寄存器TMOD；

定時(shí)/計(jì)數(shù)器的控制寄存器TCON。三、專用寄存器中的字節(jié)尋址和位地址SFRMSB位地址/位定義

LSB字節(jié)地址BF7F6F5F4F3F2F1F0F0HB.7B.6B.5B.4B.3B.2B.1B.0ACCE7E6E5E4E3E2E1E0E0HACC.7ACC.6ACC.5ACC.4ACC.3ACC.2ACC.1ACC.0PSWD7D6D5D4D3D2D1D0D0HCYACF0RS1RS0OV/PIPBFBEBDBCBBBAB9B8B8H///PSPT1PX1PT0PX0P3B7B6B5B4B3B2B1B0B0HP3.7P3.6P3.5P3.4P3.3P3.2P3.1P3.0IEAFAEADACABAAA9A8A8HEA//ESET1EX1ET0EX0P2A7A6A5A4A3A2A1A0A0HP2.7P2.6P2.5P2.4P2.3P2.2P2.1P2.0SBUF

99HSCON9F9E9D9C9B9A999898HSM0SM1SM2RENTB8RB8TIRIP1979695949392919090HP1.7P1.6P1.5P1.4P1.3P1.2P1.1P1.0TH1

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83HDPL

82HSP

81HP0878685848382818080HP0.7P0.6P0.5P0.4P0.3P0.2P0.1P0.08051片內(nèi)有4KB的ROM,8751片內(nèi)有4KB的EPROM,8031片內(nèi)無(wú)程序存儲(chǔ)器。MCS-51的片外最多能擴(kuò)展64K字節(jié)程序存儲(chǔ)器，片內(nèi)外的ROM是統(tǒng)一編址的。2.3MCS-51單片機(jī)的程序存儲(chǔ)器MCS-51的程序存儲(chǔ)器中有些單元具有特殊功能，使用時(shí)應(yīng)予以注意。其中一組特殊單元是0000H～0002H。系統(tǒng)復(fù)位后，PC=0000H，單片機(jī)從0000H單元開(kāi)始取指令執(zhí)行程序。還有一組特殊單元是0003H～002AH。共40個(gè)單元，這40個(gè)單元被均勻地分為五段，作為五個(gè)中斷源的中斷地址區(qū)。第三節(jié)并行輸入/輸出口電路結(jié)構(gòu)所有MCS-51的端口都是雙向性的，既可當(dāng)輸入端口用，也可當(dāng)輸出端口用。在特殊功能寄存器中分別被稱為P0、P1、P2和P3。每一個(gè)端口都由鎖存器(D型)、輸出驅(qū)動(dòng)電路所組成，結(jié)構(gòu)如圖所示。MCS-51的P0任一引腳的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖MCS-51的P1任一引腳的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖MCS-51的P2任一引腳的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖MCS-51的P3任一引腳的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖（1）P1、P2和P3的內(nèi)部均有上拉電阻器。（2）MCS-51的所有端口在復(fù)位(RESET)后都會(huì)自動(dòng)被寫入1。（3）輸入功能時(shí)，引腳的輸入信號(hào)是經(jīng)由三態(tài)(tri—state)緩沖器到達(dá)內(nèi)部系統(tǒng)總線。（4）輸出功能時(shí)，輸出的數(shù)據(jù)會(huì)被鎖存(latch)在D型鎖存器，直到下一批數(shù)據(jù)輸出時(shí),D型鎖存器的內(nèi)容才會(huì)改變。（5）當(dāng)存取外部存儲(chǔ)器的數(shù)據(jù)時(shí)，P0會(huì)先輸出外部存儲(chǔ)器的低字節(jié)地址(lowbyteadress),并利用時(shí)間多任務(wù)(timemultiplexed)方式讀入或?qū)懗鲎止?jié)數(shù)據(jù)。若外部存儲(chǔ)器的地址為16位時(shí)，則高字節(jié)地址(highbyteaddress)會(huì)由P2輸出。在存取外部存儲(chǔ)器的數(shù)據(jù)時(shí)，地址／數(shù)據(jù)總線(address／dataBUS)使用，不能再兼做通用的輸入／輸出端口使用。（6）P3的所有引腳是多功能的，不僅可當(dāng)作一般的輸入／輸出端口使用第四節(jié)時(shí)鐘電路與復(fù)位電路時(shí)鐘電路用于產(chǎn)生單片機(jī)工作所需要的時(shí)鐘信號(hào)，而時(shí)序所研究的是指令執(zhí)行中各信號(hào)之間的相互關(guān)系。4.1時(shí)鐘電路與時(shí)序1．時(shí)鐘信號(hào)的產(chǎn)生（1）內(nèi)部時(shí)鐘方式內(nèi)部時(shí)鐘方式如圖所示。在8051單片機(jī)內(nèi)部有一振蕩電路，只要在單片機(jī)的XTAL1和XTAL2引腳外接石英晶體（簡(jiǎn)稱晶振），就構(gòu)成了自激震蕩器并在單片機(jī)內(nèi)部產(chǎn)生時(shí)鐘脈沖信號(hào)。（2）外部時(shí)鐘方式在由多片單片機(jī)組成的系統(tǒng)中，為了各單片機(jī)之間時(shí)鐘信號(hào)的同步，應(yīng)當(dāng)引入唯一的公用外部脈沖信號(hào)作為各單片機(jī)的振蕩脈沖。2．時(shí)序時(shí)序是用定時(shí)單位來(lái)說(shuō)明的。MCS-51的時(shí)序定時(shí)單位共有4個(gè)，從小到大依次是：節(jié)拍、狀態(tài)、機(jī)器周期和指令周期。（1）節(jié)拍與狀態(tài)把振蕩脈沖的周期定義為拍節(jié)（用P表示）。振蕩脈沖經(jīng)過(guò)二分頻后，就是單片機(jī)的時(shí)鐘信號(hào)的周期定義為狀態(tài)（用S表示）。（2）機(jī)器周期MCS-51采用定時(shí)控制方式,因此它有固定的機(jī)器周期。規(guī)定一個(gè)機(jī)器周期的寬度為6個(gè)狀態(tài),并依次表示為S1～S6。當(dāng)振蕩脈沖頻率為12MHZ時(shí),一個(gè)機(jī)器周期為1us。當(dāng)振蕩脈沖頻率為6MHZ時(shí),一個(gè)機(jī)器周期為2us。

（3）指令周期

指令周期是最大的時(shí)序定時(shí)單位,執(zhí)行一條指令所需要的時(shí)間稱之為指令周期。它一般由若干個(gè)機(jī)器周期組成。不同的指令，所需要的機(jī)器周期數(shù)也不相同。按照指令字節(jié)數(shù)和機(jī)器周期數(shù)，8051的111條指令可分為六類，分別是：?jiǎn)巫止?jié)單周期指令、單字節(jié)雙周期指令、單字節(jié)四周期指令、雙字節(jié)單周期指令、雙字節(jié)雙周期指令、三字節(jié)雙周期指令。MCS-51單周期指令時(shí)序MCS-51單字節(jié)雙周期指令時(shí)序4.2單片機(jī)的復(fù)位電路單片機(jī)復(fù)位的條件是必須使RST引腳（9）加上持續(xù)二個(gè)機(jī)器周期（即24個(gè)振蕩周期）的高電平。例如：若時(shí)鐘頻率為12MHz，每機(jī)器周期為1us，則只需2us以上時(shí)間的高電平。在RST引腳出現(xiàn)高電平后的第二個(gè)機(jī)器周期執(zhí)行復(fù)位。單片機(jī)常見(jiàn)的復(fù)位電路如圖所示。上電自動(dòng)復(fù)位電路，它是利用電容充電來(lái)實(shí)現(xiàn)的。在加電瞬間，RST端的電位與VCC相同，隨著充電電流的減少，RST的電位逐漸下降。只要保證RST為高電平的時(shí)間大于2個(gè)機(jī)器周期，便能正常復(fù)位。按鍵復(fù)位電路。該電路除具有上電復(fù)位功能外，若要復(fù)位，只需按圖（b）中的RESET鍵，此時(shí)電源VCC經(jīng)電阻R1、R2分壓，在RST端產(chǎn)生一個(gè)復(fù)位高電平。復(fù)位后，內(nèi)部各專用寄存器狀態(tài)如下：PC：0000HTMOD：00HACC：00HTCON：00HB：00HTH0：00HPSW：00HTL0：00HSP：07HTH1：00HDPTR：0000HTL1：00HP0～P3：FFHSCON：00HIP：***00000BSBUF：不定IE：0**00000BPCON：0***0000B第五節(jié)單片機(jī)的工作過(guò)程

1．單片機(jī)的工作過(guò)程

單片機(jī)的工作過(guò)程實(shí)質(zhì)上是執(zhí)行用戶編制程序的過(guò)程,一般程序的機(jī)器碼都已固化到存儲(chǔ)器中，因此開(kāi)機(jī)復(fù)位后，就可以執(zhí)行指令。執(zhí)行指令又是取指令和執(zhí)行指令的周而復(fù)始的過(guò)程。假設(shè)指令MOVA，#08H機(jī)器碼74H、08H已存在0000H開(kāi)始的單元中，表示把08H這個(gè)值送入A累加器。

接通電源開(kāi)機(jī)后，PC=0000H，取指令過(guò)程如下：（1）PC中的0000H送到片內(nèi)的地址寄存器；（2）PC的內(nèi)容自動(dòng)加1變?yōu)?001H指向下一個(gè)指令字節(jié)；（3）地址寄存器中的內(nèi)容0000H通過(guò)地址總線送到存儲(chǔ)器，經(jīng)存儲(chǔ)器中的地址譯碼選中0000H單元；（4）CPU通過(guò)控制總線發(fā)出讀命令；（5）被選中單元的內(nèi)容74H送內(nèi)部數(shù)據(jù)總線上，該內(nèi)容通過(guò)內(nèi)部數(shù)據(jù)總線送到單片機(jī)內(nèi)部的指令寄存器。到此取指令過(guò)程結(jié)束，進(jìn)入執(zhí)行指令過(guò)程。執(zhí)行指令的過(guò)程：（1）指令寄存器中的內(nèi)容經(jīng)指令譯碼器譯碼后，說(shuō)明這條指令是取數(shù)命令，即把一個(gè)立即數(shù)送A中；（2）PC的內(nèi)容為0001H送地址寄存器，譯碼后選中0001H單元，同時(shí)PC的內(nèi)容自動(dòng)加1變?yōu)?002H；（3）CPU同樣通過(guò)控制總線發(fā)出讀命令；（4）0001H單元的內(nèi)容08H讀出經(jīng)內(nèi)部數(shù)據(jù)總線送至A，至此本指令執(zhí)行結(jié)束。

2．ECU的工作原理

ECU（electroniccontrolunit），“電子控制單元”縮寫，俗稱汽車電腦。其基本構(gòu)成如圖所示。ECU的主要工作是按照特定的程序?qū)斎胄盘?hào)進(jìn)行處理，并形成相應(yīng)的控制指令，向執(zhí)行器輸出驅(qū)動(dòng)信號(hào)。由圖可知，它由輸入信號(hào)處理電路、輸出信號(hào)電路和微機(jī)系統(tǒng)構(gòu)成。微處理器工作是根據(jù)程序計(jì)數(shù)器中的地址將指令讀入指令寄存器中，然后對(duì)指令進(jìn)行翻譯，而程序計(jì)數(shù)器則存儲(chǔ)下一條指令所在的地址。微處理器在獲得執(zhí)行該指令所必需的信息以后，將執(zhí)行該指令所定義的過(guò)程，指令定義的過(guò)程主要包括對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)、運(yùn)算、邏輯判斷和函數(shù)轉(zhuǎn)換等。當(dāng)一條指令執(zhí)行結(jié)束以后，微處理器將重復(fù)進(jìn)行確定指令存儲(chǔ)器地址、讀取指令、解譯指令和執(zhí)行指令這一循環(huán)過(guò)程，執(zhí)行下一條指令，直到程序中的全部指令執(zhí)行完畢。第六節(jié)單片機(jī)I/O擴(kuò)展

一、最小應(yīng)用系統(tǒng)的構(gòu)成最小應(yīng)用系統(tǒng)一般包括單片機(jī)、時(shí)鐘電路、復(fù)位電路、電源電路、存儲(chǔ)器等。

二、MCS-51單片機(jī)的外部擴(kuò)展特性當(dāng)單片機(jī)最小系統(tǒng)不能滿足系統(tǒng)功能要求時(shí)，就需要進(jìn)行擴(kuò)展。單片機(jī)的系統(tǒng)擴(kuò)展采用三總線結(jié)構(gòu)，即由地址總線、數(shù)據(jù)總線和控制總線組成。三總線的結(jié)構(gòu)如圖所示。3．控制總線（ControlBus）系統(tǒng)擴(kuò)展的控制線有、、、ALE、。系統(tǒng)擴(kuò)展時(shí)作為數(shù)據(jù)/地址復(fù)用總線的P0口本身無(wú)鎖存功能，作為地址輸出時(shí)必須外接鎖存器，常用地址鎖存器有74系列的373和273；邏輯圖和功能表如圖所示。第七節(jié)MOTOROLA公司單片機(jī)在汽車控制中的應(yīng)用7.18位單片機(jī)MC68HC11F1在汽車控制技術(shù)中的應(yīng)用瑪瑞利單點(diǎn)電噴發(fā)動(dòng)機(jī)ECU實(shí)物如圖所示瑪瑞利單點(diǎn)電噴發(fā)動(dòng)機(jī)ECU外部接線如圖所示。

1．系統(tǒng)組成如圖為金杯單點(diǎn)瑪瑞利邏輯電路的原理框圖，它主要由以下部件組成。

（1）MC68HC11F1

MC68HC11F1（CPU）為摩托羅拉8bit汽車專用MCU，其內(nèi)部資源如圖所示。MC68HC11F18位微控制器是基于8位HC08CPU的高性能閃存技術(shù)的低成本芯片。

（2）74HC244作為空調(diào)、油泵、EVAP電磁閥、怠速電機(jī)等設(shè)備的狀態(tài)信息輸入開(kāi)關(guān)，74HC244是帶使能端的三態(tài)總線驅(qū)動(dòng)器，輸出端直接與數(shù)據(jù)總線相連。引腳功能如圖所示。

（3）74HC273

作為怠速電機(jī)、主繼電器、故障指示燈、空調(diào)繼電器等驅(qū)動(dòng)信號(hào)的輸出開(kāi)關(guān)。74HC273是帶復(fù)位端的8路上升沿有效的D觸發(fā)器，引腳功能如圖所示

（4）27C512

用來(lái)存儲(chǔ)電腦的主程序及各種數(shù)據(jù)表格。27C512是64KB的8位只讀存儲(chǔ)器，引腳功能如圖所示。

2．工作原理（1）電源接通后如圖所示，由電源芯片L9170提供工作電源、工作能量及傳感器的參考電壓，并且8號(hào)腳輸出低電位的復(fù)位信號(hào)送至CPU的復(fù)位端（17腳），同時(shí)送到74HC273的清零端使其輸出清零

3．點(diǎn)火控制電路（1）磁感應(yīng)式傳感器工作原理（2）CPU進(jìn)入啟動(dòng)狀態(tài)，首先對(duì)內(nèi)部硬件進(jìn)行復(fù)位設(shè)置相應(yīng)的寄存器，然后開(kāi)始Bootloader程序，進(jìn)行程序裝載；將27C512中的主程序讀入到內(nèi)部的RAM中，并通過(guò)跳轉(zhuǎn)指令進(jìn)入程序運(yùn)行狀態(tài)。（3）主程序首先從數(shù)據(jù)總線D2上輸出邏輯“1”（高電位），該信號(hào)經(jīng)74HC273鎖存后從6號(hào)腳輸出高電位控制信號(hào)，使主繼電器接通，將12V電源加到點(diǎn)火線圈及噴油器等外部設(shè)備。

（4）然后通過(guò)PortE、PortA口讀入外部傳感器信號(hào)及轉(zhuǎn)速信號(hào)，通過(guò)這些信號(hào)判斷車輛當(dāng)前運(yùn)行的工況，根據(jù)以上信息調(diào)用M27C512中的控制規(guī)則圖，從PortA、PortD、PortG口及數(shù)據(jù)總線（通過(guò)74HC273鎖存）輸出相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)信號(hào)，對(duì)汽車進(jìn)行點(diǎn)火與噴油控制并使相應(yīng)的設(shè)備進(jìn)入運(yùn)行狀態(tài)。（5）最后通過(guò)數(shù)據(jù)總線（經(jīng)74HC244驅(qū)動(dòng)）讀入相應(yīng)設(shè)備的狀態(tài)信息，根據(jù)這些信息對(duì)控制信號(hào)進(jìn)行進(jìn)一步優(yōu)化和調(diào)整。磁感應(yīng)式傳感器的工作原理如圖所示，磁力線穿過(guò)的路徑為永久磁鐵N極→定子與轉(zhuǎn)子間的氣隙→轉(zhuǎn)子凸齒→轉(zhuǎn)子凸齒與定子磁頭間的氣隙→磁頭→導(dǎo)磁板→永久磁鐵S極。當(dāng)信號(hào)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí)，磁路中的氣隙就會(huì)周期性地發(fā)生變化，磁路的磁阻和穿過(guò)信號(hào)線圈磁頭的磁通量隨之發(fā)生周期性變化。根據(jù)電磁感應(yīng)原理，傳感線圈中就會(huì)感應(yīng)產(chǎn)生交變電動(dòng)勢(shì)。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速變化時(shí)，轉(zhuǎn)子凸齒轉(zhuǎn)動(dòng)的速度將發(fā)生變化，鐵心中的磁通變化率也將隨之發(fā)生變化。轉(zhuǎn)速越高，磁通變化率就越大，傳感線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)也就越高。轉(zhuǎn)速不同時(shí)，磁通和感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的變化情況如圖所示。

（2）曲軸位置傳感器結(jié)構(gòu)特點(diǎn)轎車的磁感應(yīng)式曲軸位置傳感器安裝在曲軸箱內(nèi)靠近離合器一側(cè)的缸體上，主要由信號(hào)發(fā)生器和信號(hào)轉(zhuǎn)子組成，如圖所示。信號(hào)發(fā)生器用螺釘固定在發(fā)動(dòng)機(jī)缸體上，由永久磁鐵、傳感線圈和線束插頭組成。傳感線圈又稱為信號(hào)線圈，永久磁鐵上帶有一個(gè)磁頭，磁頭正對(duì)安裝在曲軸上的齒盤式信號(hào)轉(zhuǎn)子，磁頭與磁軛(導(dǎo)磁板)連接而構(gòu)成導(dǎo)磁回路。

（3）點(diǎn)火控制電路分析瑪瑞利單點(diǎn)電腦的點(diǎn)火控制電路是典型的直接點(diǎn)火系統(tǒng)，點(diǎn)火系統(tǒng)是由CPU的端口A來(lái)控制的，電路如圖所示。

4．噴油控制電路分析瑪瑞利單點(diǎn)電腦的噴油控制主要是由CPU來(lái)完成的，電路如圖所示。

（1）基本噴油量

發(fā)動(dòng)機(jī)只要一轉(zhuǎn)動(dòng)就產(chǎn)生兩個(gè)信號(hào)：發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速信號(hào)和負(fù)荷狀況信號(hào)。發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速信號(hào)由轉(zhuǎn)速傳感器提供；發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷信號(hào)由空氣流量傳感器或進(jìn)氣管壓力傳感器所測(cè)量的進(jìn)氣量而決定。（2）補(bǔ)充噴油量在許多工況下，除基本噴油量外，尚需有額外噴油量。例如，在起動(dòng)時(shí)或大負(fù)荷工況下，需供給發(fā)動(dòng)機(jī)補(bǔ)充噴油量。7.216位單片機(jī)MC9S12DP256在汽車控制技術(shù)中的應(yīng)用MC9S12DP256是基于16位HCS12CPU及0.25um微電子技術(shù)的高速、高性能帶5.0VFlash存儲(chǔ)器的16位微控制器。

1．MC9S12DP256的特征

2．MC9S12DP256的功能特點(diǎn)MC9S12系列單片機(jī)主要有三大特點(diǎn)：（1）片內(nèi)集成256KB的閃速存儲(chǔ)器（Flash）。（2）應(yīng)用鎖相環(huán)技術(shù)提高了系統(tǒng)的電磁兼容性。（3）簡(jiǎn)單的背景開(kāi)發(fā)模式(BDM)。

3．MC9S12DP256在汽車電子中的應(yīng)用如圖所示為一個(gè)典型的汽車門控系統(tǒng)示意圖。中央微控制器選用MC9S12DP256，MC33389A、MC33884、MC33887、MC33486等均為摩托羅拉的智能模擬器件。7.332位單片機(jī)MPC500在汽車控制技術(shù)中的應(yīng)用MPC500系列經(jīng)專門設(shè)計(jì)，滿足了高速行駛的汽車所需的嚴(yán)格的工作環(huán)境。整個(gè)產(chǎn)品系列包括無(wú)閃存的MPC561和內(nèi)置1M閃存的MPC566等，以針對(duì)多種不同環(huán)境的應(yīng)用，包括在汽油機(jī)管理、直接柴油燃油噴注、電子傳動(dòng)控制等動(dòng)力傳輸系統(tǒng)。

1．MPC500的特征如圖是MPC50032位微控制器的發(fā)動(dòng)機(jī)管理系統(tǒng)組成方案。該MCU主要應(yīng)用于一些新型發(fā)動(dòng)機(jī)管理系統(tǒng)中，如GM的P5、P6系列發(fā)動(dòng)機(jī)管理系統(tǒng)。項(xiàng)目實(shí)施點(diǎn)亮控制汽車單個(gè)信號(hào)燈如圖所示，小功率車燈(包括左轉(zhuǎn)向燈、右轉(zhuǎn)向燈、應(yīng)急燈、剎車燈和駐車燈等)控制的工作原理為：通過(guò)P1口變化影響反向器開(kāi)、關(guān)觸發(fā)三極管開(kāi)關(guān)，達(dá)到開(kāi)關(guān)燈的目的。如圖所示，大功率車燈(主要包括遠(yuǎn)光燈、近光燈等)控制工作原理為：通過(guò)P1口變化影響反向器，以觸發(fā)三極管開(kāi)關(guān)，然后由三極管導(dǎo)通和關(guān)閉情況觸發(fā)繼電器開(kāi)、關(guān)功能，達(dá)到開(kāi)、關(guān)大功率車燈的目的。項(xiàng)目拓展閃爍控制汽車單個(gè)信號(hào)燈汽車單燈閃爍控制硬件電路如圖所示。一個(gè)發(fā)光二極管正極通過(guò)限流電阻連接到+5V電源，P1.0引腳控制這個(gè)發(fā)光二極管負(fù)極，當(dāng)P1.0口引腳輸出為低電平時(shí)，發(fā)光二極管點(diǎn)亮，當(dāng)P1.0口引腳輸出為高電平時(shí)，對(duì)應(yīng)的發(fā)光二極管熄滅，P1.1引腳高低電平交替輸出，這個(gè)發(fā)光二極管就可以實(shí)現(xiàn)閃爍顯示。第一節(jié)指令簡(jiǎn)介

一、指令概述指令是規(guī)定單片機(jī)進(jìn)行某種操作的命令。一條指令只能完成有限的功能，為使單片機(jī)完成一定的或復(fù)雜的功能就需要一系列指令。單片機(jī)能夠執(zhí)行的各種指令的集合就稱為指令系統(tǒng)。MCS-51單片機(jī)指令系統(tǒng)共有33種功能，42種助記符，111條指令。

二、指令格式不同指令翻譯成機(jī)器碼后字節(jié)數(shù)也不一定相同。按照機(jī)器碼個(gè)數(shù)，指令可以分為以下三種。MCS-51單片機(jī)指令系統(tǒng)包括49條單字節(jié)指令、45條雙字節(jié)指令和17條三字節(jié)指令。采用助記符表示的匯編語(yǔ)言指令格式如下：[標(biāo)號(hào):]操作碼[目的操作數(shù)][,源操作數(shù)][;注釋]標(biāo)號(hào)是加在指令的前面表示該指令位置的符號(hào)地址，可有可無(wú)；標(biāo)號(hào)由1～8個(gè)字符組成，第一個(gè)字符必須是英文字母，不能是數(shù)字或其它符號(hào)；標(biāo)號(hào)后必須用“：”。操作碼是由助記符表示的字符串，表示指令所實(shí)現(xiàn)的操作功能；如MOV表示數(shù)據(jù)傳送操作、ADD表示加法操作等。操作數(shù)指出了參加運(yùn)算的數(shù)據(jù)或數(shù)據(jù)存放的位置。操作數(shù)一般有以下幾種形式：沒(méi)有操作數(shù)項(xiàng)，操作數(shù)隱含在操作碼中，如RET指令；只有一個(gè)操作數(shù)，如CLRP1.0指令；有兩個(gè)操作數(shù)，如MOVA,#0EFH指令，操作數(shù)之間以逗號(hào)相隔；有三個(gè)操作數(shù)，如CJNEA,#08H,NEXT指令，操作數(shù)之間也以逗號(hào)相隔。注釋是對(duì)語(yǔ)句的解釋說(shuō)明，用以提高程序的可讀性，注釋前必須加“：”。計(jì)算機(jī)對(duì)它不作處理，注釋部分不影響指令的執(zhí)行。第二節(jié)尋址方式MCS-51指令系統(tǒng)共使用了7種尋址方式，包括寄存器尋址、直接尋址、立即數(shù)尋址、寄存器間接尋址、變址尋址、相對(duì)尋址和位尋址。

1．立即數(shù)尋址在這種尋址方式中，指令多是雙字節(jié)的。立即數(shù)尋址是指將操作數(shù)直接寫在指令中。例如：指令MOVA，#3AH執(zhí)行的操作是將立即數(shù)3AH送到累加器A中，該指令就是立即數(shù)尋址。注意：立即數(shù)前面必須加“#”號(hào)，以區(qū)別立即數(shù)和直接地址。該指令的執(zhí)行過(guò)程如圖所示。

2．直接尋址在這種尋址方式中，把存放操作數(shù)的內(nèi)存單元的地址直接寫在指令中。在MCS-51單片機(jī)中，可以直接尋址的存儲(chǔ)器主要有內(nèi)部RAM區(qū)和特殊功能寄存器SFR區(qū)。設(shè)內(nèi)部RAM3AH單元的內(nèi)容是88H，那么指令MOVA，3AH的執(zhí)行過(guò)程如圖所示。

3．寄存器尋址寄存器尋址是指將操作數(shù)存放于寄存器中，寄存器包括工作寄存器R0～R7、累加器A、通用寄存器B、地址寄存器DPTR等。執(zhí)行MOVR1，A指令后，內(nèi)部RAM09H單元的值就變?yōu)?0H，如圖所示。

4．寄存器間接尋址寄存器尋址是指將操作數(shù)存放于寄存器中，寄存器包括工作寄存器R0～R7、累加器A、通用寄存器B、地址寄存器DPTR等。執(zhí)行MOVR1，A指令后，內(nèi)部RAM09H單元的值就變?yōu)?0H，如圖所示。

5．變址尋址在這種尋址方式中，是將基址寄存器與變址寄存器的內(nèi)容相加，結(jié)果作為操作數(shù)的地址。DPTR或PC是基址寄存器，累加器A是變址寄存器。該類尋址方式主要用于查表操作。設(shè)累加器A=02H，DPTR=0300H，外部ROM（0302H）=55H，則指令MOVCA，@A+DPTR的執(zhí)行結(jié)果是累加器A的內(nèi)容為55H。該指令的執(zhí)行過(guò)程如圖所示。

6．相對(duì)尋址相對(duì)尋址是指程序計(jì)數(shù)器PC的當(dāng)前內(nèi)容與指令第二字節(jié)所給出的數(shù)相加，其結(jié)果作為跳轉(zhuǎn)指令的轉(zhuǎn)移地址（也稱目的地址）。該類尋址方式主要用于跳轉(zhuǎn)指令?，F(xiàn)假設(shè)該指令存放于0100H、0101H單元，且rel=30H，若（C）＝1，因PC當(dāng)前值（下一條指令的地址）為0102H，故執(zhí)行完該指令后，程序轉(zhuǎn)向（PC）+30H=0132H地址執(zhí)行。0132H地址稱為目的地址，0100H稱為源地址。該指令執(zhí)行過(guò)程如圖所示。

7．位尋址位尋址是指按位進(jìn)行的操作，MCS-51單片機(jī)中，操作數(shù)不僅可以按字節(jié)為單位進(jìn)行操作，也可以按位進(jìn)行操作。當(dāng)我們把某一位作為操作數(shù)時(shí)，這個(gè)操作數(shù)的地址稱為位地址。例如：指令SETB3DH執(zhí)行的操作是將內(nèi)部RAM位尋址區(qū)中的3DH位置1。設(shè)內(nèi)部RAM27H單元原來(lái)的內(nèi)容是00H，執(zhí)行SETB3DH后，由于3DH對(duì)應(yīng)著內(nèi)部RAM27H的第5位，因此該位變?yōu)?，也就是27H單元的內(nèi)容變?yōu)?0H。該指令的執(zhí)行過(guò)程如圖所示。第三節(jié)匯編語(yǔ)言指令系統(tǒng)MCS-51單片機(jī)指令系統(tǒng)包括111條指令，按功能可以劃分為五類：數(shù)據(jù)傳送指令（29條）算術(shù)運(yùn)算指令（24條）邏輯運(yùn)算指令（24條）控制轉(zhuǎn)移指令（17條）位操作指令（17條）3.1指令系統(tǒng)中的符號(hào)說(shuō)明符號(hào)含

義Rn表示當(dāng)前選定寄存器組的工作寄存器R0～R7Ri表示作為間接尋址的地址指針R0或R1#data表示8位立即數(shù)，即00H～FFH#data16表示16位立即數(shù)，即0000H～FFFFHaddr16表示16位地址，用于64K范圍內(nèi)尋址addr11表示11位地址，用于2K范圍內(nèi)尋址direct8位直接地址，可以是內(nèi)部RAM區(qū)的某一單元或某一專用功能寄存器的地址Rel帶符號(hào)的8位偏移量（-128～+127）Bit位尋址區(qū)的直接尋址位（X）X地址單元中的內(nèi)容（（X））將X地址單元中的內(nèi)容作為地址，該地址單元中的內(nèi)容←將←后面的內(nèi)容傳送到前面去

1．以累加器A為目的地址的傳送指令（4條）3.2數(shù)據(jù)傳送類指令數(shù)據(jù)傳送類指令是最常用、最基本的一類指令，包括內(nèi)部RAM、寄存器、外部RAM以及程序存儲(chǔ)器之間的數(shù)據(jù)傳送。

一、內(nèi)部8位數(shù)據(jù)傳送指令目的地址源地址MOV<目的操作數(shù)>,<源操作數(shù)>助記符格式相應(yīng)操作指令說(shuō)明機(jī)器周期MOVA,RnARnn=0～71MOVA,directA（direct）

1MOVA,@RiA(Ri)i=0,11MOVA,#dataA#data

1

2．以Rn為目的地址的傳送指令（3條）助記符格式相應(yīng)操作指令說(shuō)明機(jī)器周期MOVRn,ARnAn=0～71MOVRn,directRn（direct）n=0～71MOVRn,#dataRn#datan=0～71

3．以直接地址為目的地址的傳送指令（5條）助記符格式相應(yīng)操作指令說(shuō)明機(jī)器周期MOVdirect,A（direct）A

1MOVdirect,Rn（direct）Rnn=0～71MOVdirect2,direct1（direct2）（direct1）

2MOVdirect,@Ri（direct）(Ri)i=0,12MOVdirect,#data(direct)#data

2

4．以寄存器間接地址為目的地址的傳送指令（3條）助記符格式相應(yīng)操作指令說(shuō)明機(jī)器周期MOV@Ri,A(Ri)Ai=0,11MOV@Ri,direct(Ri)(direct)i=0,12MOV@Ri,#data(Ri)#datai=0,11

二、16位數(shù)據(jù)傳送指令（1條）助記符格式相應(yīng)操作指令說(shuō)明機(jī)器周期MOVDPTR,#data16DPTR#data16把16位常數(shù)裝入數(shù)據(jù)指針2

三、外部數(shù)據(jù)傳送指令（4條）助記符格式相應(yīng)操作指令說(shuō)明機(jī)器周期MOVXA,@DPTRA(DPTR)把DPTR所對(duì)應(yīng)的外部RAM地址中的內(nèi)容傳送給累加器A2MOVXA,@RiA(Ri)i=0,12MOVX@DPTR,A(DPTR)A結(jié)果不影響P標(biāo)志。2MOVX@Ri,A(Ri)Ai=0,1，結(jié)果不影響P標(biāo)志。2

四、交換和查表類指令

1．字節(jié)交換指令（3條）助記符格式相應(yīng)操作指令說(shuō)明機(jī)器周期XCHA,RnARnA與Rn內(nèi)容互換1XCHA,directA(direct)

1XCHA,@RiA(Ri)i=0，11

2．半字節(jié)交換指令（1條）助記符格式相應(yīng)操作指令說(shuō)明機(jī)器周期XCHDA,@RiA3-0(Ri)3-0低4位交換，高4位不變1

3．累加器A中高4位和低4位交換（1條）助記符格式相應(yīng)操作指令說(shuō)明機(jī)器周期SWAPA(A)3-0(A)7-4高、低4位互相交換1

4．查表指令（2條）

5．堆棧操作指令（2條）助記符格式相應(yīng)操作指令說(shuō)明機(jī)器周期MOVCA,@A+PCA

(A+PC)A+PC所指外部程序存儲(chǔ)單元的值送A2MOVCA,@A+DPTRA

(A+DPTR)A+DPTR所指外部程序存儲(chǔ)單元的值送A2助記符格式相應(yīng)操作指令說(shuō)明機(jī)器周期PUSHdirectSPSP+1(SP)(direct)將SP加1，然后將源地址單元中的數(shù)傳送到SP所指示的單元中去2POPdirect(direct)

(SP)SPSP-1將SP所指示的單元中的數(shù)傳送到direct地址單元中,然后SPSP-12

1．加法指令（8條）

2．減法指令（4條）3.3算術(shù)運(yùn)算類指令

一、加、減法指令助記符格式相應(yīng)操作指令說(shuō)明機(jī)器周期ADDA,RnAA+Rnn=0～71ADDA,directAA+(direct)

1ADDA,@RiAA+(Ri)i=0,11ADDA,#dataAA+#data

1ADDCA,RnAA+Rn+Cyn=0～71ADDCA,directAA+(direct)+Cy

1ADDCA,@RiAA+(Ri)+Cyi=0,11ADDCA,#dataAA+#data+Cy

1助記符格式相應(yīng)操作指令說(shuō)明機(jī)器周期SUBBA,RnAA-Rn-Cyn=0～71SUBBA,directAA-(direct)-Cy

1SUBBA,@RiAA-(Ri)-Cyi=0,11SUBBA,#dataAA-#data-Cy

1

3．BCD碼調(diào)正指令（1條）

4．加1減1指令（9條）助記符格式指令說(shuō)明機(jī)器周期DAABCD碼加法調(diào)正指令1助記符格式相應(yīng)操作指令說(shuō)明機(jī)器周期INCAAA+1影響PSW的P標(biāo)志1INCRnRnRn+1n=0～71INCdirect(direct)(direct)+1

1INC@Ri(Ri)(Ri)+1i=0,11INCDPTRDPTRDPTR+1

2DECAAA-1影響PSW的P標(biāo)志1DECRnRnRn-1n=0～71DECdirect(direct)(direct)-1

1DEC@Ri(Ri)(Ri)-1i=0,11

二、乘、除法指令

1．乘法指令（1條）

2．除法指令（1條）助記符格式相應(yīng)操作指令說(shuō)明機(jī)器周期MULABBAA*B無(wú)符號(hào)數(shù)相乘，高位存B，低位存A4助記符格式相應(yīng)操作指令說(shuō)明機(jī)器周期DIVABAA/B的商BA/B的余數(shù)無(wú)符號(hào)數(shù)相除，商存A，余數(shù)存B43.4邏輯運(yùn)算及移位類指令

一、邏輯運(yùn)算指令

1．邏輯與指令（6條）助記符格式相應(yīng)操作指令說(shuō)明機(jī)器周期ANLA,directAA(direct)按位相與1ANLA,RnAARnn=0～71ANLA,@RiAA(Ri)i=0,11ANLA,#dataAA#data

1ANLdirect,A(direct)(direct)A不影響PSW的P標(biāo)志1ANLdirect,#data(direct)(direct)#data不影響PSW的P標(biāo)志2

2．邏輯或指令（6條）

3．邏輯異或指令（6條）助記符格式相應(yīng)操作指令說(shuō)明機(jī)器周期ORLA,directAA(direct)按位相與1ORLA,RnAARnn=0～71ORLA,@RiAA(Ri)i=0,11ORLA,#dataAA#data

1ORLdirect,A(direct)(direct)A不影響PSW的P標(biāo)志1ORLdirect,#data(direct)(direct)#data不影響PSW的P標(biāo)志2助記符格式相應(yīng)操作指令說(shuō)明機(jī)器周期XRLA,directAA(direct)按位相與1XRLA,RnAARnn=0～71XRLA,@RiAA(Ri)i=0,11XRLA,#dataAA#data

1XRLdirect,A(direct)(direct)A不影響PSW的P標(biāo)志1XRLdirect,#data(direct)(direct)#data不影響PSW的P標(biāo)志2

4．累加器A清0和取反指令（2條）助記符格式相應(yīng)操作指令說(shuō)明機(jī)器周期CLRA(A)00HA中內(nèi)容清0，影響P標(biāo)志1CPLA(A)()A中內(nèi)容按位取反，影響P標(biāo)志1

二、循環(huán)移位指令（4條）助記符格式相應(yīng)操作指令說(shuō)明機(jī)器周期RLA┌──────┐└←A7←-A0←┘循環(huán)左移1RLCA┌──────┐└Cy─A7←-A0┘帶進(jìn)位循環(huán)左移,影響Cy標(biāo)志1RRA┌──────┐└→A7→-A0→┘循環(huán)右移1RRCA┌──────┐└Cy→A7→-A0┘帶進(jìn)位循環(huán)右移,影響Cy標(biāo)志13.5控制轉(zhuǎn)移類指令控制轉(zhuǎn)移類指令的本質(zhì)是改變程序計(jì)數(shù)器PC的內(nèi)容，從而改變程序的執(zhí)行方向?？刂妻D(zhuǎn)移指令分為：無(wú)條件轉(zhuǎn)移指令、條件轉(zhuǎn)移指令和調(diào)用/返回指令。

一、無(wú)條件轉(zhuǎn)移指令（4條）

1．長(zhǎng)轉(zhuǎn)移指令助記符格式相應(yīng)操作指令說(shuō)明機(jī)器周期LJMPaddr16PCaddr16程序跳轉(zhuǎn)到地址為addr16開(kāi)始的地方執(zhí)行2

2．絕對(duì)轉(zhuǎn)移指令（1條）助記符格式相應(yīng)操作指令說(shuō)明機(jī)器周期AJMPaddr11PC10-0addr11程序跳轉(zhuǎn)到地址為PC15~11addr11開(kāi)始的地方執(zhí)行,2k內(nèi)絕對(duì)轉(zhuǎn)移2

3．相對(duì)轉(zhuǎn)移指令（1條）助記符格式相應(yīng)操作指令說(shuō)明機(jī)器周期SJMPrelPCPC+rel-80H（-128）～7FH（127）短轉(zhuǎn)移2

4．間接尋址的無(wú)條件轉(zhuǎn)移指令（1條）助記符格式相應(yīng)操作指令說(shuō)明機(jī)器周期JMP@A+DPTRPCA+DPTR64K內(nèi)相對(duì)轉(zhuǎn)移2

二、條件轉(zhuǎn)移指令（8條）

1．累加器A判0指令（2條）

3．減1非零轉(zhuǎn)移指令（2條）助記符格式相應(yīng)操作機(jī)器周期JZrel若A=0,則PCPC+rel,否則順序執(zhí)行2JNZrel若A≠0,則PCPC+rel,否則順序執(zhí)行2

2．比較轉(zhuǎn)移指令（4條）記符格式相應(yīng)操作機(jī)器周期CJNEA,#data,rel若A≠#data,則PCPC+rel，否則順序執(zhí)行；若

A<#data，則Cy=1，否則Cy=02CJNERn,#data,rel若

Rn≠#data，則PCPC+rel，否則順序執(zhí)行；若Rn<#data，則Cy=1，否則Cy=02CJNE@Ri,#data,rel若(Ri)≠#data，則PCPC+rel，否則順序執(zhí)行；若(Ri)<#data,則Cy=1，否則Cy=02CJNEA,direct,rel若A≠（direct），則PCPC+rel，否則順序執(zhí)行；若(A)<（direct），則Cy=1，否則Cy=02助記符格式相應(yīng)操作機(jī)器周期DJNZRn,relRnRn-1，若Rn≠0，則PCPC+rel,否則順序執(zhí)行2DJNZdirect,rel（direct）（direct）-1，若（direct）≠0，則PCPC+rel，否則順序執(zhí)行2

三、調(diào)用和返回指令（5條）

1．絕對(duì)調(diào)用指令（1條）

3．返回指令（2條）

2．長(zhǎng)調(diào)用指令（1條）助記符格式相應(yīng)操作機(jī)器周期ACALLaddr11PCPC+2SPSP+1,SPPC0-7SPSP+1,SPPC8-15PC0-10

addr112助記符格式相應(yīng)操作機(jī)器周期LCALLaddr16PCPC+3SPSP+1,SPPC0-7SPSP+1,SPPC8-15PCaddr162助記符格式相應(yīng)操作指令說(shuō)明機(jī)器周期RETPC8-15

SP,SPSP-1PC0-7

SP,SPSP-1子程序返回2RETIPC8-15

SP,SPSP-1PC0-7

SP,SPSP-1中斷程序返回2

4．空操作（1條）助記符格式相應(yīng)操作指令說(shuō)明機(jī)器周期NOP空操作消耗1個(gè)機(jī)器周期13.6位操作類指令

1．位傳送指令（2條）助記符格式相應(yīng)操作指令說(shuō)明機(jī)器周期MOVC,bitCy（bit）位傳送指令，結(jié)果影響Cy標(biāo)志2MOVbit,C（bit）

Cy位傳送指令，結(jié)果不影響PSW2

2．位置位和位清零指令（4條）助記符格式相應(yīng)操作指令說(shuō)明機(jī)器周期CLRCCy0位清0指令，結(jié)果影響Cy標(biāo)志1CLRbit（bit）

0位清0指令，結(jié)果不影響PSW1SETBCCy1位置1指令，結(jié)果影響Cy標(biāo)志1SETBbit（bit）

1位置1指令，結(jié)果不影響PSW1

3．位運(yùn)算指令（6條）

4．位運(yùn)算指令（6條）助記符格式相應(yīng)操作機(jī)器周期JBbit,rel若（bit=1），則PCPC+3+rel，否則順序執(zhí)行2JNBbit,rel若（bit=0），則PCPC+3+rel，否則順序執(zhí)行2JBCbit,rel若（bit=1），則PCPC++3+rel，并使(bit)0，否則順序執(zhí)行2

5．判CY標(biāo)志指令（2條）助記符格式相應(yīng)操作機(jī)器周期JCrel若CY=1，則PCPC+2+rel，否則順序執(zhí)行2JNCrel若

CY=0，則PCPC+2+rel，否則順序執(zhí)行2

5．判CY標(biāo)志指令（2條）助記符格式相應(yīng)操作機(jī)器周期JCrel若CY=1，則PCPC+2+rel，否則順序執(zhí)行2JNCrel若

CY=0，則PCPC+2+rel，否則順序執(zhí)行23.7常用偽指令

1．定位偽指令ORG格式：[標(biāo)號(hào):]ORG地址表達(dá)式功能：規(guī)定程序塊或數(shù)據(jù)塊存放的起始位置

2．定義字節(jié)數(shù)據(jù)偽指令DB格式：[標(biāo)號(hào)：]DB字節(jié)數(shù)據(jù)表功能：字節(jié)數(shù)據(jù)表可以是多個(gè)字節(jié)數(shù)據(jù)、字符串或表達(dá)式，它表示將字節(jié)數(shù)據(jù)表中的數(shù)據(jù)從左到右依次存放在指定地址單元。

3．定義字?jǐn)?shù)據(jù)偽指令DW格式：[標(biāo)號(hào)：]DW字節(jié)數(shù)據(jù)表功能：功能：與DB類似，但DW定義的數(shù)據(jù)項(xiàng)為字，包括兩個(gè)字節(jié)，存放時(shí)高位在前，低位在后。

4．定義空間偽指令DS格式：[標(biāo)號(hào):]DS地址表達(dá)式功能：從指定的地址開(kāi)始，保留多少個(gè)存儲(chǔ)單元作為備用的空間。

5．符號(hào)定義偽指令EQU或=格式：符號(hào)名EQU表達(dá)式符號(hào)名=表達(dá)式功能：將表達(dá)式的值或某個(gè)特定匯編符號(hào)定義為一個(gè)指定的符號(hào)名，只能定義單字節(jié)數(shù)據(jù)，并且必須遵循先定義后使用的原則，因此該語(yǔ)句通常放在源程序的開(kāi)頭部分。

6．?dāng)?shù)據(jù)賦值偽指令DATA格式：符號(hào)名DATA表達(dá)式功能：將表達(dá)式的值或某個(gè)特定匯編符號(hào)定義一個(gè)指定的符號(hào)名，只能定義單字節(jié)數(shù)據(jù)，但可以先使用后定義，因此用它定義數(shù)據(jù)可以放在程序末尾進(jìn)行數(shù)據(jù)定義。

7．?dāng)?shù)據(jù)地址賦值偽指令XDATA格式：符號(hào)名XDATA表達(dá)式功能：將表達(dá)式的值或某個(gè)特定匯編符號(hào)定義一個(gè)指定的符號(hào)名，可以先使用后定義，并且用于雙字節(jié)數(shù)據(jù)定義。第四節(jié)C語(yǔ)言指令系統(tǒng)4.1C語(yǔ)言優(yōu)點(diǎn)C語(yǔ)言有如下優(yōu)點(diǎn)。（1）對(duì)單片機(jī)的指令系統(tǒng)不需要了解，僅要求對(duì)存儲(chǔ)器有了解。（2）編譯器管理寄存器的分配、不同存儲(chǔ)器的尋址及數(shù)據(jù)類型等細(xì)節(jié)。（3）程序結(jié)構(gòu)化，程序有規(guī)范的結(jié)構(gòu)，可以通過(guò)函數(shù)實(shí)現(xiàn)小功能執(zhí)行。（4）具有將可變的選擇與特殊操作組合在一起的能力，改善了程序的可讀性。（5）用近似人的思維來(lái)使用關(guān)鍵字和運(yùn)算函數(shù)。（6）提供強(qiáng)大包含有多個(gè)標(biāo)準(zhǔn)子程序的庫(kù)，具有較強(qiáng)的數(shù)據(jù)處理能力。（7）很容易將新程序植入已編寫好的程序，因?yàn)镃語(yǔ)言具有模塊化編程技術(shù)。（8）編程和程序調(diào)試時(shí)間短，編程效率高。4.2C語(yǔ)言程序結(jié)構(gòu)單片機(jī)C5l語(yǔ)言是一種結(jié)構(gòu)化的程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言，C語(yǔ)言程序的結(jié)構(gòu)如圖所示。1.順序結(jié)構(gòu)（sequence）順序結(jié)構(gòu)就是按順序地執(zhí)行各條語(yǔ)句，無(wú)需循環(huán)也無(wú)需跳轉(zhuǎn)，它是最簡(jiǎn)單也是最基本的流程控