MCS51系列單片機的學習要點分析

李啟明 李傳芳

[摘 要]學習MCS51系列單片機，需要了解MCS51系列單片機的學習要點，這是學習MCS51系列單片機的捷徑。這篇文章的目的就是說明MCS51系列單片機的學習要點，并加以分析，供給讀者參考。

[關鍵詞]MCS51;讀寫指令;堆棧;I/O ;中斷

掌握了微機的工作原理以及匯編程序的基本應用方法，為學習MCS51系列單片機打下堅實的基礎，使學習MCS51系列單片機更加輕松簡單。如果我們能夠將學習MCS51系列單片機的要點提出來，那就可以起到事半功倍的作用。

一、MCS51系列單片機存儲器讀寫指令

在微機原理中的匯編語言程序里，無論是在內外存儲器間傳送數據還是讀取程序存儲器的數據，都是應用MOV操作指令來完成。但是MCS51系列單片機有許多不同。首先是MSC51系列單片機的存儲器分為內部數據存儲器和外部數據存儲器以及內外部程序存儲器，其匯編語言程序讀寫這些存儲器指令都有不同之處。例如讀寫內部數據存儲器的數據用MOV指令即可，而讀寫外部數據存儲器的數據則必須使用MOVX指令。讀內外部程序存儲器的數據時也要使用MOVC指令。

二、MCS51系列單片機的堆棧和堆棧指令

無論是在微機原理還是在MCS51系列單片機中，堆棧的含義都是相同的，就是以“先進后出”的方式。堆棧操作中有兩條指令：①是入棧指令PUSH，②是出棧指令POP。微機原理中，堆棧是按向下減少的，進行PUSH指令操作時，棧頂地址SP減2后送回SP，再存入一個字數據（即兩個字節數據）;POP指令是把當前棧頂地址SP所指的一個字數據（即兩個字節數據）取出后，棧頂地址SP加2后送回SP。而在MCS51系列單片機中，堆棧是向上增長的，PUSH指令入棧的數據只是一個字節，且入棧時先將棧頂地址SP自動加1，然后才將數據壓入堆棧;而POP指令的操作則是先將堆棧中的一個字節數據彈出送給direct（存儲地址），然后棧頂地址SP自動減1。

三、MCS51系列單片機的I/O輸入輸出方式

在微機原理的課程中，進行I/O輸入輸出必須擴展連接外部的I/O元器件，如8155、8255 I/O芯片。8086/8088CPU采用I/O端口獨立編址形式。CPU用專門的I/O指令去訪問I/O端口。輸入指令IN AX，PORT端口字信息送AX，以及IN AL，PORT端口字節信息送AL;輸出指令OUT? PORT， AX字信息送端口，以及OUT PORT， AL字節信息送端口。IN和OUT指令都提供了字和字節兩種使用方式，地址PORT就是專用的地址空間，而在MCS51系列單片機的輸入輸出就簡單得多了，因為MCS51系列單片機的芯片內有四個雙向并行I/O端口P0～P3，每個端口都配有端口鎖存器、輸出驅動器和輸入緩沖器，每個I/O口可以進行字節輸入/輸出，也可以單獨進行位輸入/輸出。在對I/O口進行讀寫操作時，其讀寫方式和讀寫數據存儲器的方式是一樣的。例如讀寫P1端口，其指令為MOV A，P1端口P1字節信息送A累加器，MOV P1，A字節信息送端口P1。單獨進行位輸入輸出的指令為SETB P1.0把P1口的第0位置1，即輸出高電平;CLR P2.3 把P2口的第3位置0，即輸出低電平。

四、MCS51系列單片機的中斷

在微機原理的課程中，以8086/8088的中斷系統為例，該中斷系統可以處理256種不同的中斷。最多有256個中斷向量，每個中斷向量對應一個中斷類型碼，且每個中斷向量需要四位存儲地址，一共需要1k的存儲單元，中斷向量表安排在00000H～003FFH。在中斷響應時，CPU把中斷類型碼乘于4，由此取得該中斷源的中斷向量地址指針，依據該指針可從中斷向量表中取出兩個字分別送入IP和CS，引導CPU去執行中斷服務程序。所有在編制好中斷服務程序后，給中斷服務程序安排了存儲空間，還須將它的入口地址置入中斷向量表中與中斷類型碼對應的地址中，當中斷到來時，CPU才會根據中斷類型碼自動取出中斷向量，轉入中斷服務程序中。MCS51系列單片機的中斷系統具有三類共五個中斷源，即INT0和INT1以及 T0、T1定時或計數溢出中斷和串行口發送或接受中斷。MCS51系列單片機的中斷系統也設置了中斷向量，但其向量地址是一一對應固定的。INT0外部中斷向量地址是0003H，INT1外部中斷向量地址是0013H，T0定時/計數溢出中斷向量地址是000BH，T1定時/計數溢出中斷向量地址是001BH，串行發送或接受中斷向量地址是0023H。MCS51系列單片機發生中斷時，其CPU會根據中斷類型從各固定地址取出中斷服務程序的入口地址，轉入中斷服務程序中。

參考文獻：

[1]許立梓，何小敏，高明琴，等.微型計算機原理及應用[M].北京：機械工業出版社，2003.

[2]李明，畢萬新.單片機原理與接口技術[M].大連：大連理工大學出版社，2014.

[作者單位]

廣東工業大學課室管理中心

（編輯：原琳娜）