8051 单片机 8051单片机彻底研究（基础篇）|设计与开发|上海羊羽卓进出口贸易有限公司

8051单片机彻底研究（基础篇）

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第1章单片机的来龙去脉.................................................................2

1-1单片机从头说起.....................................................................2

1-2单片机与个人电脑的比较............................................................2

1-3典型的单片机应用系统.................................................................4

1-4最简化的单片机系统...........................................................................5

1-5单片机开发的实际问题.................................................................7

1-6本书的单片机学习环境....................................................................8

第2章8051单片机简介..............................................................12

2-1微型控制器与微型处理器................................................................12

2-2时势造英雄：MCS-51系列单片机..................................................12

2-38051单片机功能方框图...............................................................14

2-48051系统复位分析...................................................................20

习题.............................................................................................22

第3章单片机的汇编语言....................................................................26

3-18051单片机的程序设计..............................................................26

3-2写汇编程序的预备知识................................................................26

3-3汇编语言的基本架构.................................................................27

3-4写汇编语言前：熟悉寄存器与指令..............................................28

3-5试写一个8051汇编程序..............................................................30

3-6配合示波器做汇编语言的除错......................................................31

3-7更进一步的8051汇编程序.........................................................33

3-88051的反汇编程序....................................................................34

习题............................................................................................34

第4章8051的存储器...........................................................................36

4-18051内部存储器的分配.................................................................36

4-2程序存储器空间..............................................................................37

4-3外部数据存储器空间.....................................................................37

4-4内部数据存储器空间.............................................................38

习题...........................................................................................39

第5章8051指令的寻址模式..............................................................42

5-18051执行指令的过程...............................................................42

5-28051的直接寻址模式............................................................45

5-38051的间接寻址模式...................................................................46

5-48051的寄存器寻址模式...............................................................47

5-58051的立即寻址模式.....................................................................49

5-68051的索引寻址模式....................................................................49

习题..............................................................................................51

第6章 8051指令说明..........................................................................54

6-18051指令格式.................................................................................54

6-28051指令概述.................................................................................54

6-38051指令集整理.......................................................................56

6-4影响标志位的指令.................................................................58

6-58051指令解析一：算术运算指令....................................................59

6-68051指令解析二：逻辑运算与移位指令..........................................62

6-78051指令解析三：数据传送指令.....................................................64

6-88051指令解析四：布尔变量操作指令................................................68

6-98051指令解析五：程序分支指令......................................................69

习题.....................................................................................75

第7章8051单片机的引脚说明.............................................................78

7-18051单片机的引脚...................................................................78

7-2认识AT89C2051........................................................................81

7-38051与AT89C2051的差异...........................................................84

7-4AT89C系列的下一步..............................................................84

习题.............................................................................................8.6

第8章8051基本程序练习..................................................................88

8-1工具的准备............................................................................88

8-28051汇编程序X8051与LINK4的操作................................................89

8-3基础范例一：LED的亮与灭.........................................................90

8-4基础范例二：蜂鸣器的使用.........................................................92

8-5基础范例三：指示灯...................................................................93

8-6基础范例四：七段显示器的使用..................................................95

8-7基础范例五：按键的使用............................................................99

习题.......................................................................................102

第9章8051控制板线路说明..............................................................104

9-1如何选用控制板......................................................................104

9-2AT2051控制板的特点..............................................................105

9-3线路分析.................................................................................105

9-4AT2051控制板的应用与学习方向..................................................108

9-5AT2051元件表及元件照片.........................................................110

9-6组装指南.............................................................................112

9-7组装的测试步骤...................................................................113

第10章8051定时/计数彻底研究......................................................124

10-1什么是定时/计数................................................................124

10-28051定时器和计数器安排......................................................124

10-3定时/计数器相关的寄存器.......................................................125

10-48051的Timer定时/计数器设置步骤...............................................127

10-5 Timer模式0彻底研究...........................................................128

10-6Timer模式1彻底研究..............................................................130

10-7 Timer模式2彻底研究.........................................................137

10-8 Timer模式3彻底研究.........................................................138

10-98051Timer模式3的再探讨.....................................................139

第11章8051中断彻底研究.........................................................142

11-1为何要有中断...............................................................142

11-28051的中断................................................................142

11-5中断的寄存器（IE和IP）的介绍..........................................146

11-68051的中断源彻底研究..........................................................148

11-78051的中断设置步骤............................................................150

11-8AT2051控制板在中断上的安排................................................151

11-9内部计数器0中断程序范例.......................................................151

11-10外部负边沿中断INTO程序范例.............................................157

11-11外部低电平中断程序范例.................................................160

11-12串行传输中断程序范例.....................................................162

习题.........................................................................................168

第12章8051串行通信彻底研究（一）.............................................170

12-1为何要通信....................................................................170

12-2如何进行串行通信......................................................171

12-3RS232C的规格...............................................................173

12-48051的串行接口概述..........................................................175

12-5申行传输控制有关的寄存器：SCON.............................................177

12-68051串行传输的波特率设置.....................................................178

12-7串行传输模式0彻底研究..................................................179

12-8串行传输模式1彻底研究.......................................................184

12-9串行传输模式2彻底研究......................................................188

12-10串行传输模式3彻底研究...................................................191

第13章8051串行通信彻底研究（二）.................................................196

13-18051的多处理器通信彻底研究......................................................196

13-2AT2051的串行硬件线路分析.........................................................199

13-3AT2051控制板如何与PC连接....................................................200

13-4多处理器通信的写法分析.........................................................201

13-58051串行接口发送硬件分析.....................................................202

13-6串行传输实用程序范例............................................................205

13-7串行传输的应用与影响..........................................................207

习题...........................................................................................208

进阶练习篇

第14章 AT2051进阶练习（一）.......................................................210

14-1练习：蜂鸣器的控制................................................................210

14-2练习：中断服务程序所占用的时间..............................................213

14-3练习：七段显示器的初步使用....................................................215

14-4练习：ACC值的转换与显示.......................................................218

14-5练习：BCD值的转换与显示...................................................221

14-6练习：按键操作的确认.............................................................224

14-7练习：学习波形Duty Cycle的计算与显示......................................227

14-8练习：学习温度值的换算与显示...................................................227

14-9练习：温度值每秒读取两次的写法...............................................228

14-10练习：另一种温度测量的写法..................................................229

习题...........................................................................................230

第15章AT2051进阶练习（二）...............................................................234

15-1练习：启动RS485串行通信接口.................................................234

15-2练习：练习温度值转成ASCIⅡ字符串的写法.......................................235

15-3练习：串行传输的写法.........................................................236

15-4练习：串行传输的写法二..........................................................237

15-5练习：将温度的精确度提高到小数点后一位...................................238

15-6练习：串行除错程序的加入.......................................................239

习题.........................................................................................240

第16章AT2051进阶练习（三）...................................................242

16-1练习：写入一个字节的数据到E'PROM 24LC16内...........................242

16-2练习：E2PROM的读回写法分析...............................................243

16-3练习：ID值读取的写法....................................................244

16-4练习：如何判断E2PROM是否存在...........................................245

16-5练习：ID值的在线更改...........................................................246

16-6练习：配合ID调用的串行通信程序........................................246

16-7练习：串行通信程序的除错....................................................247

16-8练习：RS485通信程序的完整版............................................248

第17章汇编语言的写法分析与除错.....................................................254

17-1汇编语言的难点.........................................................................254

17-2写程序的重点..............................................................................254

17-3LED除错法..................................................................................254

17-4蜂鸣器除错法...........................................................................255

17-5DISPLAY除错法.........................................................................255

17-6串行通信除错法.........................................................................256

17-7仪器协助除错法.........................................................................257

17-8高级仪器除错法...................................................................257

习题.......................................................................................258

第18章8051例程归纳整理..................................................................260

18-1清除4个内部DATA MEMORY地址.............................................260

18-2清除4个外部DATA MEMORY地址...............................................260

18-3将外部数据存储器上4个字节值存入内部数据存储器...........................261

18-4将4个内部数据值转存到外部数据存储器中......................................261

18-5内部数据存储器内4字节相加（不含正负符号）...............................262

18-6内部数据存储器的值和外部数据存储器的值相加...............................262

18-7内部数据存储器的4字节相减.....................................................263

18-8将内部数据存储器内的值取补码.................................................263

18-9对外部数据存储器做16位的加法运算.........................................264

18-10对外部存储器做减法运算.........................................................264

18-11内部数据存储器做值的比较..........................................................265

18-12外部数据存储器做整段值的比较.............................................265

18-13内部数据存储器区与累加器做比较...............................................266

18-144字节不含正负符号的乘法运算...............................................266

18-154字节不含正负符号的除法运算...................................................267

18-16对外部数据存储器内的值做异或运算产生一个校验码..........................268

18-17确认外部数据存储器（4字节）的校验码是否正确............................269

18-18在内部数据存储器内产生4个随机数..............................................269

18-19检查外部数据存储器（16位）是否为0000H.....................................270

18-20检查外部数据存储器（16位）的值是否为1000................................271

18-21检查外部数据存储器（16位）的值是否比5000大............................271

18-22将外部数据存储器（16位）值转换成6个BCD码.............................272

18-23将ACC值（<99）转换成两个BCD码..........................................273

18-24将累加器的值转换成3个BCD码...................................................273

18-25检查一段外部数据存储器（2KB）的读写功能...................................274

18-26计算2KB程序空间的校验和（CHECKSUM）.......................................274

18-27清除外部数据存储器共2048个地址...............................................275

18-28将1个字节值转换成ASCⅡ码，供数据显示用..................................275

18-29将ASCII码转换成二进.制...................................................276

第19章混合式示波器的认识与使用....................................................280

19-2基本测量示范....................................................................283

19-3特殊信号测量.........................................................................285

第20章数字电表的使用...................................................................288

20-1数字电表功能..............................................................................288

20-2数字电表操作要点...................................................................288

20-3数字电表使用时的特别注意事项...................................................290

20-4AT2051控制板操作示范............................................................291

20-5电表的校正.........................................................................291

习题............................................................................................293

第21章USB烧录器的安装与使用........................................................296

21-1旗威USB烧录器....................................................................296

21-2烧录器的安装...........................................................................296

21-3烧录程序的安装....................................................................297

21-4烧录功能说明............................................................................297

21-5 Files文件菜单......................................................................299

21-6IC芯片菜单........................................................................301

21-7Programmer烧录器菜单.............................................................303

21-8Diagnostic 诊断菜单....................................................................305

21-9USB烧录器特殊用法...............................................................306

21-10USB烧录器注意事项...........................................................307

习题.......................................................................................307

附录............................................................................................309

附录AASCII表..........................................................................309

附录B8051相关IC引脚图............................................................311

附录C8051指令集总整理..................................................................314

附录D8051指令整理（按功能划分）................................................324

附录E8051指令整理（按十六进制排列）..........................................329

附录F8051SFR表与RESET后的初始值.............................................336

附录GSFR特殊功能寄存器整理表....................................................337

附录H如何购买电子元件.............................................................340

附录l如何识别晶体管（三极管）的引脚..............................................342

附录J如何看Data Sheet................................................................345

附录K如何焊接...........................................................................347

附录L如何上网找元件..............................................................349

8051单片机各种引脚的用法及功能解析

8051系列各种芯片的引脚是互相兼容的，8051，8751和8031均采用40脚双列直播封装型式。当然，不同芯片之间引脚功能也略有差异。8051单片机是高性能的单片机，因为受到引脚数目的限制，所以有不少引脚具有第二功能，其中有些功能是8751芯片所专有的。各引脚功能简要说明如下：

51单片机引脚图

VCC（40脚）：电源端，为＋5V。

Vss（20脚）：接地端。

时钟电路引脚XLAL2（18脚）：接外部晶体和微调电容的一端。若需采用外部时钟电路时，该引脚输入外时钟脉冲，要检查8051的振荡电路是否正确工作，可用示波器查看XLAL2端是否有脉冲信号输出。

时钟电路引脚XLAL1（19脚）：接外部晶体的微调电容的另一端。在片内它是振荡电路方相放大器的输入端。在采用外部时钟时，该引脚必须接地。

RST（9脚）：RST是复位信号输入端，高电平有效。当此输入端保持两个机器周期，即24个时钟振荡周期的高电平时，就可以完成复位操作。RST引脚的第二功能是VPD，即备用电源的输入端。当主电源Vcc发生故障降低到低电平规定值时，将＋5V电源自动接入RST端，为RAM提供备用电源，以保证存储在RAM中的信息不丢失，以使电源正常后能继续正常运行。

ALE（30脚）：地址锁存允许信号端。当8051上电正常工作后，ALE引脚不断向外输出正脉冲信号，此频率为振荡器频率fosc的1/6。CPU访问片外存储器时，ALE输出信号作为锁存低8位地址的控制信号。在CPU访问片外数据存储器时，会丢失一个脉冲。平时不访问外存储器时，ALE端也可1/6的振荡频率固定输出正脉冲，因而ALE也可以用作对外输出时钟或定时信号。如果你想看一下8051芯片的好坏，可用示波器查看ALE端是否有脉冲信号输出，如有，则8051基本上是好的。ALE端的负载驱动能力为8个LS型TTL。此引脚的第二功能PROG是对片内带有4K EPROM的8751固化程序时，作为编程脉冲输入端。

PSCN（29脚）：程序存储器允许输出信号端。在访问片外程序存储器时，此端口定时输出脉冲作为读片外程序存储器的选通信号。此引脚EPROM的OE端，PSCN端有效，即允许读出片外EPROM中的指令码。CPU在外部EPROM取指区间，PSCN信号在每个机器周期中有两个有效。PSCN端同样可驱动8个LS型TTL。要检查一个8051小系统上电后CPU能否正确到EPROM中读取指令码，也可用示波器看PSEN端无脉冲输出，如有，说明基本上正常工作。

EA（31脚）：外部程序存储器地址允许输入端。当EA引脚接高电平时，CPU访问片内EPROM并执行内部程序存储器中的指令，但在程序计数器PC的值超过OFFFH时，将自动转向执行片外程序存储器内的程序。当输入信号EA引脚接低电平时，CPU只访问外部EPROM并执行外部程序存储器中的指令，而不管是否有片内程序存储器。对于无片内ROM的8031，必须外扩EPROM，此时必须将EA引脚接地。此引脚的第二功能Vpp是对8751片内EPROM固化编程时，作为施加较高编程电压输入端。

P0口（39—32脚）：P0口是一个漏极开路的8位准双向I/O端口。作为漏极开路的输出端口，每位能驱动8个LS型TTL负载。当P0口作为输入口使用时，应先向口锁存器（地址80H）写入全1，此时P0口的全部引脚浮空，可作为高阻抗输入。作输入口使用时要先写1，这就是准双向的含义。在CPU访问片外存储器时，P0口是分时提供低8位地址和8位数据的复用总线。在此区间，P0口内部上拉电阻有效。