單片機原理及接口技術(shù)

復(fù)習(xí)課考試安排時間：10或11周考試方式：閉卷筆試成績評定：平時成績+上機成績+筆試成績

15%+15%+70%考試內(nèi)容：第1-8章、第10章考試題型及題量填空題：10空，10分選擇題：5題，10分簡答題：4題，20分分析題：3題，40分綜合應(yīng)用題：1題，20分1小巧靈活、成本低，易于產(chǎn)品化。它能方便的組裝成各種智能化的控制設(shè)備及各種智能儀器儀表。2面向控制，能針對性地解決從簡單到復(fù)雜的各類控制任務(wù)，因而能獲得最佳的性能價格比。3抗干擾能力強，適應(yīng)溫度范圍寬，在各種惡劣的環(huán)境條件下都能可靠地工作，這是其他機種無法比擬的。網(wǎng)絡(luò)功能，可以很方便地實現(xiàn)多機和分布控制。使整個控制系統(tǒng)的效率和可靠性大為提高。5外部擴展能力強。在內(nèi)部的各種功能部件不能滿足應(yīng)用需要時，均可在外部進行擴展。它與許多通用的微機接口芯片兼容。給應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計帶來極大的方便和靈活性。第1章1、單片機與普通微機相比的特點：P102、幾種進制數(shù)之間的相互轉(zhuǎn)換

（1）任意進制數(shù)->十進制數(shù)按權(quán)展開，先乘后加例：111.01B=1×22+1×21+1×20+0×2-1+1×2-2（2）

十進制數(shù)-->任意進制數(shù)整數(shù)部分除R取余，小數(shù)部分乘R取整 R=2或16注：先得到的余數(shù)為低有效位先得到的整數(shù)為高有效位

（3）二進制數(shù)與十六進制數(shù)間的轉(zhuǎn)換

二進制數(shù)->十六進制數(shù)方法：以小數(shù)點為界，將二進制數(shù)向左或向右每4位用1個十六進制數(shù)代替，不夠4位則用0補充。十六進制數(shù)

二進制數(shù)方法：以小數(shù)點為界，向左或向右每1位十六進制數(shù)用4個二進制位表示即可。十進制（D）二進制（B）十六進制（H）0 0000 0

1

0001

1

2

0010

23 0011 3

4

0100

45 0101 56 0110 67 0111 7

8

1000

89 1001 910 1010 A11 1011 B12 1100C13 1101D14 1110E15 1111F

找特點和規(guī)律84211、MCS-51系列單片機特性P17系列MCS-51子系列MCS-52子系列803180C31805180C51875187C51片內(nèi)存儲器片內(nèi)ROM片內(nèi)ERROM片內(nèi)RAM001284kB0128B4k128008K8K000256256256803280C32805280C52875287C52定時器計數(shù)器2X16位3X16位并行I/O口串行I/O口中斷源制造工藝4X8位4X8位115676767HMOSCHMOSHMOSHMOSCHMOSCHMOSHMOSHMOSHMOSCHMOSCHMOSCHMOS第2章單片機最小系統(tǒng)的必備條件電源EA引腳(直接上拉至高電平)晶體振蕩電路（時鐘電路）復(fù)位電路2、單片機最小系統(tǒng)的實現(xiàn)P20：地址鎖存允許信號當(dāng)單片機上電復(fù)位后，用示波器測ALE引腳，若有脈沖輸出，則說明單片機最小系統(tǒng)外圍電路連接正確，單片機正常工作。/ALEPROG3、如何判斷MCS-51單片機是否正常工作？P19引腳為高電平時，CPU訪問內(nèi)部ROM，但當(dāng)PC指針超過0FFFH時（4KB），自動轉(zhuǎn)向執(zhí)行外部ROM引腳為低電平，則訪問外部ROM,從片外ROM的0000H單元開始取指令。：訪問內(nèi)部或外部ROM選擇信號/PPEAV4、EA引腳有什么作用？P195、P3口第二功能(P20)讀選通外部寫選通外部計數(shù)輸入計數(shù)器定時器計數(shù)輸入計數(shù)器定時器申請外部中斷申請外部中斷串行數(shù)據(jù)發(fā)送串行數(shù)據(jù)接收功能含義RAMRAM1/0/10RDWRTTINTINTRXDTXD1010第二功能MCS-51的時鐘信號共有4種，從小到大依次是：振蕩周期：振蕩周期指為單片機提供定時信號的振蕩源的周期或外部輸入時鐘的周期。時鐘周期（狀態(tài)周期）:1個狀態(tài)周期=2個振蕩周期。機器周期：一個機器周期是指完成一個基本操作（如取指令、存儲器讀、存儲器寫等）所需要的時間。MCS－51的一個機器周期分成6個狀態(tài)周期，即12個振蕩周期。指令周期：指令周期即執(zhí)行一條指令所占用的全部時間，通常為1～4個機器周期。6、時鐘信號P22例如:外接晶振為12MHz時,MCS—51單片機的4個時間周期的具體值為多少？

T振蕩=1/12μs;T狀態(tài)=2*T振蕩=1/6μs;T機器=12*T振蕩=1μs;T指令=1～4*T機器=1μs～4μsCY（PSW.7）——進位標(biāo)志位。AC（PSW.6）——輔助進位（或稱半進位）標(biāo)志。OV（PSW.2）——溢出標(biāo)志位P（PSW.0）——奇偶標(biāo)志位。累加器A中有奇數(shù)個1則P=1，否則P=0。用于校驗串行通信中數(shù)據(jù)傳送是否出錯。P—OVRSRSF0ACCYPSW.7PSW.07、程序狀態(tài)字寄存器PSWP24第3章1、尋址方式及其功能P34-38如：P583P595立即尋址寄存器尋址直接尋址寄存器間接尋址變址尋址相對尋址位尋址2、常用指令如：循環(huán)轉(zhuǎn)移指令（減1條件轉(zhuǎn)移指令）P54減1條件轉(zhuǎn)移指令有如下兩條:DJNZdirect,rel;(direct)←(direct)－1,若(direct)=0,則(PC)←(PC)+3否則,(PC)←(PC)+3+relDJNZRn,rel;(Rn)←(Rn)－1若(Rn)=0,則(PC)←(PC)+2否則,(PC)←(PC)+2+rel第4章1、偽指令ORG、END的使用2、延時子程序的編寫方法P78-791、MCS-51單片機有幾個中斷源？INT0——外部中斷0。中斷請求通過P3.2引腳輸入。INT1——外部中斷1中斷請求通過P3.3引腳輸入。T0——定時器/計數(shù)器0溢出中斷T1——定時器/計數(shù)器1溢出中斷TX/RX——串行口中斷。當(dāng)串行口完成一幀數(shù)據(jù)的發(fā)送或接收時，便自動請求中斷。溢出時自動請求中斷第5章2、MCS-51單片機有幾級中斷優(yōu)先級？

23、MCS-51單片機外部中斷源觸發(fā)中斷請求的方法有哪些？分別怎么觸發(fā)？P83電平觸發(fā)方式：外部中斷請求引腳為低電平時觸發(fā)。

CLRIT0/IT1脈沖觸發(fā)方式或邊沿觸發(fā)方式：外部中斷請求引腳為下降沿時觸發(fā)。

SETBIT0/IT1IE0TCONSCONINT0IT0=0IT0=1INT1IT1=0IT1=1TF0IE1TF1T0T1TIRITXRXESET0EX0EX1ET1EA自然優(yōu)先級矢量地址高級中斷請求自然優(yōu)先級矢量地址低級中斷請求PX0PT0PX1PT1PSIEIP中斷請求標(biāo)志寄存器TCON、SCON中斷允許控制寄存器IE中斷優(yōu)先級寄存器IP4、MCS-51單片機中斷系統(tǒng)控制位P83-85S:serialT:timerX:external會編寫中斷初始化程序如：P948、試編寫一段中斷初始化程序，使INT0采用電平觸發(fā)方式、INT1采用邊沿觸發(fā)方式，且INT0為中斷優(yōu)先級高級，并開放INT0、INT1中斷。CLRIT0SETBIT1SETBPX0SETBEA

SETBEX0SETBEX15、中斷優(yōu)先級排列順序P86

當(dāng)同時接收到幾個同一優(yōu)先級的中斷請求時，響應(yīng)哪個中斷源則取決于內(nèi)部硬件查詢順序。其優(yōu)先級（自然優(yōu)先級）排列順序如下圖所示：中斷源

同級內(nèi)的中斷優(yōu)先級外部中斷0中斷高級定時器/計數(shù)器T0溢出中斷外部中斷1定時器/計數(shù)器T1溢出中斷串行口中斷低級例5.5正常情況下，非交叉路口的交通紅綠燈以1s的間隔輪流點亮，當(dāng)有消防任務(wù)時，消防官兵只需要按一下設(shè)置在路邊的消防緊急按鈕，則道路交通燈就會變成紅燈并持續(xù)1s時間，禁止其他車輛通行，使消防車可以順利通過，1s后自動返回按緊急按鈕前燈的狀態(tài)，繼續(xù)紅綠燈輪流點亮的正常狀態(tài)，試用51單片機來模擬實現(xiàn)上述功能。P91分析：1、用紅色和綠色發(fā)光二極管模擬道路交通燈，并與單片機的I/O口相連，可通過設(shè)置I/O口的電平來點亮發(fā)光二極管。2、用按鈕開關(guān)或閘刀開關(guān)模擬消防緊急按鈕，可將開關(guān)與單片機的外部中斷0的引腳相連，引入外部中斷信號。3、沒有中斷發(fā)生時，紅色和綠色發(fā)光二極管輪流被點亮，均持續(xù)1S（通過調(diào)用延時子程序?qū)崿F(xiàn)）——主程序。4、當(dāng)中斷發(fā)生時，將紅色發(fā)光二極管點亮，并持續(xù)1秒——中斷服務(wù)程序。6、中斷的應(yīng)用解：將P1口的P1.1～P1.0分別接紅和綠色發(fā)光二極管D1～D0模擬道路交通燈，P3.2（INT0）引腳接一開關(guān)以模擬消防緊急按鈕。圖5-10AT89C51單片機模擬交通燈電路原理圖P92P3.2中斷初始化程序怎么寫？書P20例5.5源程序如下：ORG0000HLJMPMAINORG0003H；外部中斷0的中斷入口地址LJMPINT_EX0ORG0030HMAIN:

SETBIT0；外部中斷0下降沿觸發(fā)方式SETBEX0；外部中斷0允許控制 SETBEA；單片機中斷允許控制LOOP:SETBP1.0；綠燈被點亮

LCALLDELAY1S;延時1sCLRP1.0；綠燈熄滅SETBP1.1；紅燈被點亮

LCALLDELAY1S；延時1sCLRP1.1；紅燈熄滅 LJMPLOOP中斷初始化程序【100ms延時子程序如下】DELAY:MOVR6,#0C8H;外循環(huán)200次LOOP1:MOVR7,#0F8H;內(nèi)循環(huán)248次NOP;時間補償

LOOP2:DJNZR7,LOOP2;延時2μs×248=496μsDJNZR6,LOOP1;延時500μs×200=100msRET【延時1s調(diào)用100ms延時子程序如下】;1s是100ms的10倍，即連續(xù)執(zhí)行100ms延時子程序10次即可

DELAY1S:MOVR0,#10LOOP0:LCALLDELAYDJNZR0,LOOP0RET

INT_EX0：

PUSHP1PUSH00HPUSH06HPUSH07HSETBP1.1；紅燈被點亮CLRP1.0；綠燈熄滅

LCALLDELAY1S；延時1s

POP07HPOP06HPOP00HPOPP1RETIEND

需要保護現(xiàn)場和恢復(fù)現(xiàn)場的原因：需要保護在主程序和中斷程序中都會使用的寄存器、并口等。因為R0、R6、R7在中斷服務(wù)程序中最后都減到0了，當(dāng)中斷返回時，會接著中斷前的延時子程序繼續(xù)執(zhí)行，此時的R0、R6、R7之一很有可能從0開始減，得0FFH，而不是中斷前的值，延時就長了。

保護P1口的狀態(tài)，是為了中斷返回后繼續(xù)中斷前燈的顯示狀態(tài)，即若中斷前綠燈亮了0.5秒，中斷后綠燈還需要亮0.5秒，而不是紅燈亮0.5秒。保護現(xiàn)場,00H、06H、07H分別是R0、R6、R7的地址，PUSH、POP操作數(shù)只能是直接地址P43恢復(fù)現(xiàn)場第6章1、MCS-51單片機的定時/計數(shù)器的工作模式及區(qū)別P98

2、4種工作模式下的初值P101X初值,N需要計數(shù)的次數(shù),T定時時間,fosc為振蕩頻率計數(shù)器的初始值X由下式確定：

X＝2n-N

定時器的初始值X由下式確定：

fosc12*TX=2n

-模式0—n=13模式1—n=16模式2、3—n=83、計數(shù)時，輸入信號的頻率必須小于晶振頻率的1/24。P984、定時/計數(shù)器的四種工作模式的應(yīng)用定時方式如P101例6.3、例6.4計數(shù)方式如P104例6.9、例6.10fosc12*TX=213-12x10612*10-3=8192-例6.4用T0定時，選擇工作模式0，定時/計數(shù)器的開啟與外部中斷引腳無關(guān)。編程實現(xiàn)由單片機P1.0輸出占空比為50%、周期為2ms的方波，晶振頻率為12MHZ。=8192-1000=7192=1C18H

=0001110000011000B(TL0)=18H分析：

1、設(shè)置初值，定時1ms，頻率為12MHZ

：(TH0)=0E0H1ms1msP1012、控制寄存器TMOD和TCON的設(shè)置

用T0定時，選擇工作模式0，定時/計數(shù)器的開啟與外部中斷引腳無關(guān)。GATEC/TM1M0GATEM1C/TM0定時器T1定時器T0TMOD（89H）D7D6D5D4D3D2D1D000000000MOVTMOD,#00H；設(shè)置工作方式SETBTR0；啟動定時器013、中斷初始化程序

中斷允許控制寄存器P84EAESET1EX1ET0EX0

IE（A8H）AFHAEHADHACHABHAAHA9HA8H11SETBEASETBET0模式0中斷方式源程序:

ORG0000H