1.MOV寻址

  • 立即寻址 MOV A, #05H直接赋值05H
  • 直接寻址 MOV A, 20H赋值地址20H的内容
  • 寄存器寻址 MOV A, R0特定寄存器R0的内容
  • 寄存器间接寻址 MOV A, @R0以R0内容为地址
  • 变址寻址 MOVC A, @A+DPTRA的内容+DPTR的地址
  • 相对寻址
  • 位寻址
  • MOV操作内部RAM数据
  • MOVX操作外部RAM数据
  • MOVC操作外部ROM数据

定时器

8051有2个可编程的定时器/计数器，可编程的意思是指通过写指令设置有关的寄存器，如工作方式、定时时间、计数初值、启动方式等
系统脉冲的12分频作为计数脉冲时用作定时器

初始化定时器T1

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MOV TMOD, #10H          ; 确定工作模式
MOV TH1, #高八位初值
MOV TL1, #低八位初值
MOV IE, #88H            ; 开启中断
SETB TR1                ; 启动T0

TMOD的设置

GATE C/T M1 M0
0 定时/计数 工作方式 工作方式

IE的设置

1000 T1 INT1 T0 INT0
TCON TF1 TR1 TF0 TR0 IE1 IT1 IE0 IT0
T1标志 T1启停 T0启停
  • TR为启停控制位

中断

中断通常分为外部中断（INT0，INT1）和内部中断（T0，T1），还有串口中断(TI/RI)

  1. EA功能：设置 EA（Enable All Interrupts，开全局中断位）。
  2. EX1 EX0 ET1 ET0功能：设置指定中断使能位。
  3. IT0 IT1功能：置0在低电平触发，置1在负边沿触发。
  4. 中断源的入口地址
中断 入口地址 中断标志位
INT0 0003H IE0
T0 000BH TF0
INT1 0013H IE1
T1 001BH TF1
串口中断 0023H TI/RI
  1. 中断优先级由中断优先级寄存器IP (Interrupt Priority) 控制
  2. 中断服务程序的返回指令必须是RETI
  1. 8051 CPU 数据存储器的寻址能力是64KB，范围为0000~FFFFH
  2. 堆栈寄存器SP有8位，特点是用于标注堆栈的栈顶单元的地址,复位后内容为07H当执行中断服务程序或调用子程序时，用PUSH和POP指令堆栈保护现场,
  3. INC A 累加器A的值加1
    DEC 累加器A的值减一
    CPL 按位取反
    ANL 按位与(AND)操作
    ORL 按位或(OR)操作
    XRL 按位异或(XOR)操作
    RL
    RR 循环右移
    XCH 数据交换指令
    XCHD 交换累加器（A）和目标地址的低四位,只能使用 @R0 或 @R1 指针。
    SWAP 交换高4位和低4位
    MUL AB 无符号乘法，A存低八位，B存高八位
    DIV AB 执行A/B，商存入A，余数存入B
  4. ADD A, 30H A=A+(30H的值)
    ADDC A， @R0 A=A+(@R0的值)+CY
    SUBB 相减
  5. 数据指针寄存器DPTR占用2个单元，共有16位分别为DPH 和DPL，都是8位寄存器。用于作为RAM的指针，用来存放片内ROM或片外ROM/RAM地址。数据位数多意味着存储空间大。
  6. DA指令为二进制转十进制指令，用于数据显示环节。当计算结果为A~F时，会自动转换至0~9，确保显示正确
  7. 8051单片机有4个并行I/O口，32根I/O线，P0作为数据总线和低8位地址总线，P2口的其他功能为单片机有外部拓展时，作为高8位地址线使用
  8. 8051控制线RST用于复位，分为上电复位和开关复位
  9. 数码管动态显示原理：接4个数码管的共阳极公共端，比如第一个数码管显示8，只需要通过P1口输出8的字形码，接第一个数码管公共端的P2.0输出高电平即可实现显示8。
  10. 在MCS-51系统中，决定程序执行顺序的寄存器是PC，用来存放下一条将要执行指令的地址，，能自动+1，能存放16位二进制数，可通过转移控制指令修改它的内容
  11. SJMP是短跳转指令,程序的跳转范围在256字节以内.SJMP LOOP 是相对寻址，开始执行标号为LOOP的指令行。
  12. 8051的最小系统的组成是 电源电路、单片机、晶振电路、复位电路。
  13. PSW寄存器中
  • P位是奇偶标志，也就是判断累加器A中1的个数的奇偶。
  • F0是用户标志，也就是供程序员使用的位。比如：该位=1，表示电机启动，=0表示电机停止
  1. LED数码管有静态显示和动态显示，静态显示只适用于显示位数较少的场合。动态显示适合显示位数较多场合。
  2. 单片机的特点有高性能、低价格，体积小、可靠性高，低电压、低功耗。
  3. 8051 控制线ALE作用是锁存低8位地址，8051在访问片外存储器时，P0口输出低8位地址的同时还在ALE线上输出一个高电平脉冲，其下降沿用于把这个片外存储器低8位地址锁存到外部地址锁存器，以便使P0口引脚线传送随后而来的片外存储器读写数据。在不访问片外存储器时，8051CPU自动在ALE/线上输出频率为fosc/6的脉冲序列。
  4. 8051有8个工作寄存器R0 ~ R7，0组：00H~07H; 1组：08H~0FH; 2组：10H~17H; 3组：18H~1FH。
  5. 时钟周期为T时钟周期=1/晶振频率T_{时钟周期}=1/晶振频率，机器周期通常12T时钟周期12T_{时钟周期}，大多数指令周期需要 1～2 个机器周期。
  6. DAC0832连接方式有直通方式、单缓冲方式、双缓冲方式。
  7. PSEN作用：片外ROM选通控制线
  8. RD和WR的作用：访问外部RAM读写控制线
  9. 8255工作模式有模式0、1、2；模式0为基本输入输出，模式1为选通输入输出，模式2只有A口能设定。
  10. 8051片内RAM容量是128B，可分为寄存器区，位寻址区，通用RAM区
  11. A/D 转换芯片ADC0809 中既可做为查询的状态标志,又可作为中断请求信号使用的是EOC，输出允许信号为OE，ADC0809有8个通道
  12. 单片机复位后，PC的值为0000H，4个I/O口的值为FFH。
  13. 输入接口电路是指将外部信号送入单片机系统的通道称为 输入接口电路。
    输入接口电路作用：是CPU与外部输入设备进行数据传输的通道，是单片机系统与外部设备交换信息的桥梁。
  14. 8051最小系统工作方式为复位方式、程序执行方式、节电方式、EPROM编程和效验方式。
  15. 8051的内部结构由8个部件组成：中央处理器(CPU)、片内数据存储器(RAM)、片内程序存储器(ROM/EPROM)、输入输出接口(并行I/O口)、可编程串行口、定时器/计数器、中断系统及特殊功能寄存器。
  16. 计算机中数的表示形式有无符号数和符号数，其中符号数有原码 反码 补码
  17. 单片机时序是指单片机执行指令时应发出的控制信号的时间序列。时钟周期，机器周期，指令周期

编程题

跳转指令

  • DJNZ 表示 “Decrement and Jump if Not Zero”（减 1 并跳转，如果不为 0）。
  • JNZ表示 “Jump if Not Zero”（如果累加器A值不为零，则跳转）。
  • JB 表示"Jump if Bit is set"（如果位为 1 则跳转）
  • JNB表示"Jump if Bit is not set"（如果位为 0 则跳转）。
  • CJNE 全称为 Compare and Jump if Not Equal（比较并跳转，如果不相等）
    CJNE <source>, <direct>, <label>
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比较 <source> 和 <direct> 的值：
如果它们 不相等，程序跳转到 <label>。
如果它们 相等，程序继续执行下一条指令。
更新 进位标志位（C）：
如果 <source> 小于 <direct>，设置 C = 1。
如果 <source> 大于等于 <direct>，清除 C = 0。

1. 用汇编语言编写：统计内部RAM 30H开始的100个数中0的个数并存放在R5中。

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    MOV R0, #30H        ;从30H开始
    MOV R5, #0          ；用于储存结果
    MOV R2, 100         ；作为计数器

LOOP: 
    MOV A @R0           ；将统计的内容传到A
    CJNE A, #0 NEXT     ；如果A为0，不跳转，A为1，跳到NEXT
    INC R5              ；若为1，结果加1

NEXT:
    INC R0              ；加1，指向下一个数
    DJNZ R2, LOOP       ；先减1判断是否为0，不为零跳转

    SJMP$               ；最后无限循环

2. 用汇编语言编写：设X和Y均为16位无符号二进制数，分别存放在内部RAM的40H、41H和50H、51H单元，试编写能完成Z=X+Y操作的程序，并且把结果Z送到内部RAM的40H、41H单元。

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MOV R0, 40H         ; X的低四位
MOV R1, 50H         ；Y的低四位
MOV A, @R0          ；将X低四位存到A
ADD A, @R1          ；A与Y的低四位相加
MOV @R0, A          ；存入结果
INC R0              ；变高四位
INC R1
MOV A, @R0
ADDC A, @R1         ；计算高四位加低四位的进位
MOV @R0, A

3. 用汇编语言编写：已知系统时钟频率为12MHz，编写延时2s子程序。

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    MOV R4, #20
DEL2:
    MOV R5, #200
DEL1:
    MOV R6, #250
    DJNZ R6, $          ; 循环R6到0
    DJNZ R5, DEL1       ；R5递减，回到DEL1
    DJNZ R4, DEL2       ；R4递减，回到DEL2
    RET                 ；R4到0时回到主程序

4. 用汇编语言编写：将外部RAM 2000H单元开始的数据块传送到内部RAM 60H开始的位置，直到片外RAM单元出现零为止。

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    MOV DPTR, #2000H
    MOV R0, 60H
LOOP:
    MOVX A, @DPTR
    MOV R0, @A
    INC DPTR
    INC R0
    JNZ LOOP            ; A不为零跳转
    SJMP $

5. 用汇编语言编写：统计内部RAM 70H开始的50个单元中负数的个数并存放在R5中。

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    MOV R1, #70H        ; 
    MOV R5, #0          ; 计数负数的个数
    MOV R2, #50         ；计数50个单元
LOOP:
    MOV A, @R1          
    JNB ACC.7 NEXT      ；A的最高位为1不跳转
    INC R5              ；负数加1
MEXT:
    INC R1              ；下一个地址
    DJNZ R2, LOOP       ； 倒数到0跳出
    SJMP $

6. 设单片机的晶振频率为6MHz，利用定时器T0的功能，编写能延时10ms的程序。

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    ORG 00H
    SJMP MAIN

    ORG 000BH
    SET F0
    RETI
MAIN:
    NOP
    MOV TMOD #01H
    MOV TH0 #ECH
    MOV TL0 #78H
    SETB ET0
    SETB EA
    SETB TR0
    SJMP $

    END

7. 用汇编语言编写：设内部RAM 地址是20H的单元无符号数X，编写程序实现：求函数Y= 9X +21，并把Y送入22H单元，并给出注释。

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MOV A, 20H          ; X传入A
MOV B, #9           ；系数传入B
MUL AB              ；AB相乘，低四位存入A
ADD A, #21          ；A加21
MOV 22H,A           ；结果存入
END

8. 在采用8255扩展I/O口时，若把8255 的PC7引脚作为输入，接一个开关，PB7引脚接一个发光二极管。请编写程序实现以下功能：C口开关接高电平信号时，B口所接的发光二极管点亮。

设8255的地址为X, X+1, X+2, X+3

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MOV DPTR #X+3       ；控制口地址
MOV A, #89H         ；初始化
MOVX @DPTR, A       ；写入初始化

MOV DPTR, #X+2      ；转到C口
MOVX A, @DPTR       ；读C口到A

MOV DPTR #X+1       ；转到B口
MOVX @DPTR, A       ；写入B口

9. P2口接8个LED灯，试用汇编编写实现单个LED灯左移程序，延时程序略

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    MOV A, #FEH         ; 01111111
LOOP:
    MOV P2, A           ; 
    ACALL DELAY         ; 暂时跳转到DELAY
    RL A                ；循环左移
    SJMP LOOP

10. 设8051单片机的时钟频率为12MHz，试编写利用定时器T0在P2.0引脚输出周期为1s方波的程序。

TC=216-T定时/T计数=65536-50ms/1us=15536=3CB0H
开T0： #82H 11110010H
开T1： #88H 11111000H

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    ORG 000H
    AJMP START

    ORG 000BH
    AJMP INTT0

    ORG 0100H
START:
    MOV R2, #10
    MOV TMOD, #01H
    MOV TH0, #3CH
    MOV TL0, #B0H
    MOV IE, #82H
    SETB TR0
    SJMP $

INTT0:
    DJNZ R2, NEXT
    CPL P2.0
    MOV R2, #10
NEXT: 
    MOV TH0, #3CH
    MOV TL0, #B0H
    RETI
    END

方案设计题

1. 计一种基于89C51单片机的显示工具，以显示范围从000到999的数字。根据本课程所学内容设计一个可行方案，尽量包括方案分析、硬件设计、软件设计等方面，以满足该需求。

设计一种基于89C51单片机的显示工具，以显示范围从000到999的数字，需要构建一个包含单片机、数码管显示模块以及必要的外围电路的系统。

以下是详细的设计步骤和要点：

一硬件设计

单片机：AT89C51

数码管：三位共阳或共阴数码管

驱动电路：如果数码管为共阳，则单片机输出低电平点亮相应段；如果为共阴，则输出高电平点亮。

电阻和电容：用于限流和去耦

显示原理:

使用三个独立的数码管分别显示百位、十位和个位。

单片机通过控制每个数码管的段选和位选信号来显示不同的数字。

数码管连接:

段选：单片机的某个端口（如P0口）连接数码管的段选端，通过输出不同的编码来显示不同的数字。

位选：使用单片机的另外几个端口（如P2.0, P2.1, P2.2）分别控制三个数码管的位选信号，每次只点亮一个数码管以进行显示。

电路设计:

限流电阻：在段选和位选线上串联限流电阻，以防止电流过大损坏数码管或单片机。

三、 软件设计

初始化:

设置单片机的IO口为输出模式。

初始化定时器（如果需要动态扫描显示）。

数码管编码

定义一个包含0-9数字对应的段选编码的数组。

显示逻辑

通过读取一个计数器或外部输入的值，将其分解为百位、十位和个位。

依次点亮每个数码管，并通过段选线输出对应的数字编码。

使用延时函数确保每个数码管有足够的显示时间。

2. 某部门需要设计一种基于89C51单片机的6位阿拉伯数字密码输入工具。根据本课程所学内容设计一个可行方案，尽量包括方案分析、硬件设计、软件设计等方面，以满足该需求。

设计一种基于89C51单片机的6位阿拉伯数字密码输入工具，主要涉及到硬件电路设计和软件编程两个方面。

一、硬件设计

单片机选择：89C51单片机作为核心控制器。

输入设备：

键盘：可以采用矩阵键盘或独立按键键盘。考虑到6位数字输入，建议使用6个独立按键，每个按键代表一个数字（0-9，可能需要两个按键组合来表示10，或者通过逻辑判断来区分输入）。如果需要更紧凑的设计，可以使用4x4矩阵键盘，通过软件编码来区分不同的数字输入。

显示设备（可选）：

LED灯：简单应用中，可以用LED灯来显示输入状态或密码验证结果。

二、软件设计

初始化：

初始化单片机，包括IO口配置、LCD显示屏（如果使用）的初始化等。

键盘扫描：

编写键盘扫描程序，不断检测按键是否被按下。

如果检测到按键按下，则根据按键的编码确定输入的数字。

密码输入逻辑：

定义一个变量或数组来存储输入的密码。

每当一个数字被输入时，更新密码变量或数组，并显示当前输入的密码（如果使用了显示屏）。

如果输入超过6位数字，则忽略额外的输入或提示用户重新输入。

密码验证（可选）：

在密码输入完成后，可以设计密码验证逻辑。

将输入的密码与预设的密码进行比较。

如果密码正确，则执行相应的操作（如解锁设备、点亮LED等）。

如果密码错误，则给出错误提示，并允许用户重新输入。

主循环：

不断重复键盘扫描和密码输入/验证的逻辑，直到满足特定的退出条件（如正确输入密码、达到最大尝试次数等）。

3. 设计一个基于AT89C51单片机的定时工具定时范围10~50秒。请根据本课程所学内容设计一个可行方案，尽量包括方案分析、硬件设计、软件设计等方面，以满足该需求。

在设计一个基于AT89C51单片机的定时工具时，需要考虑到定时器/计数器的配置、按键输入控制、以及显示输出等多个方面。

以下是一个设计方案，其定时范围设定为10秒到50秒。

一、设计分析

定时范围：10秒至50秒，步长为1秒。

按键控制：至少需要一个按键来启动和停止定时器，并可能需要调整定时时长。

显示输出：通过数码管或LCD显示屏显示当前时间或剩余时间。

二、硬件设计

单片机：AT89C51

显示模块：4位数码管（如果采用LCD显示，则可以使用LCD1602）

按键模块：至少一个按键（可以使用矩阵键盘以支持更多功能，如设置时间等）

复位电路：用于单片机复位

三、软件设计

定时器初始化：

配置定时器0或定时器1（通常选择定时器0，因为它在AT89C51中更常用）。

设置定时器的工作模式（通常为模式1，16位定时器/计数器模式）。

根据晶振频率计算定时器初始值，以实现大约1秒的定时中断。

按键扫描与处理：

设计按键扫描程序，用于检测按键是否被按下。

根据按键的不同功能（如启动、停止、设置时间等），执行相应的处理逻辑。

时间显示：

设计显示程序，用于在数码管或LCD上显示当前时间或剩余时间。

更新显示内容需要在定时器中断服务程序中进行。

主程序流程：

初始化单片机、定时器、显示模块等。

进入主循环，等待按键事件。

当检测到按键事件时，根据按键功能执行相应操作。

在定时器中断服务程序中更新显示内容，并处理定时逻辑。

4. 某工厂需要设计一个使用89C51单片机进行开关量的边沿信号检测。请根据本课程所学内容设计一个可行方案，尽量包括方案分析、硬件设计、软件设计等方面，以满足该需求。

  1. 硬件设计

所需材料：89C51单片机、开关（按钮或限位开关）、电阻（限流用）、电源（适配89C51）、跳线若干、面包板或PCB板

连接方式：

将开关的一端连接到89C51的某个外部中断引脚（如INT0或INT1），另一端连接到地。

开关的另一端通过一个限流电阻连接到单片机的VCC。

  1. 软件设计

初始化：

设置外部中断为边沿触发模式（上升沿或下降沿，根据需求选择）。

初始化定时器（如果需要进一步的时间控制或测量）。

初始化串口（如果需要调试信息输出）。

外部中断服务程序（ISR）：

编写中断服务程序以响应外部中断。

在中断服务程序中，首先判断是哪种边沿触发了中断（如果配置为边沿触发，则通常需要软件判断）。

记录边沿事件（例如，通过翻转一个标志位或增加计数器）。

如果需要，可以发送中断事件的信息到串口或其他输出设备。