MCS-51 系列单片机指令系统——技能实训（课件）-《单片机技术与应用》(高教版第二版) 同步精品课堂

单片机技术与应用 -第16课时- 高教版第二版 MCS-51 系列单片机指令系统 ——技能实训 教学目标 掌握单片机控制 8 个发光二极管单灯左移右移的硬件电路设计和程序实现 理解 MCS - 51 系列单片机指令系统的分类、特点和格式 掌握各类指令（数据传送、算术运算、逻辑运算、控制转移、位操作）的功能和特点 教学重难点 单片机控制发光二极管的硬件电路和程序设计 MCS - 51 系列单片机指令系统的分类和各类指令的功能 各类指令在实际程序中的灵活运用 让我们一起开启单片机的学习之旅。 导入新课 在单片机应用中，控制发光二极管实现各种显示效果是常见的任务。 结合之前学习的硬件知识和指令系统来思考一下，视频中控制小灯左右移动涉及到了哪些指令？ 如何利用所学的指令在单片机中控制 8 个发光二极管实现单灯左移右移呢？ 让我们一起开启单片机的学习之旅。 新知讲授 实训任务 单片机控制 8 个发光二极管单灯左移右移（广告灯）。 设计依据 此前已经学习了最小系统等硬件知识以及指令系统。在相关课程中已学习发光二极管的发光原理和驱动电路。 MCS-51 系列单片机指令系统——技能实训 【软件实现】 1.编程实现点亮一个发光二极管的程序。 2.编程实现P2口连接的8只LED灯交替闪烁。 新知讲授 MCS-51 系列单片机指令系统——技能实训 硬件电路图 连接方法：P2.0-P2.7采用“拉电流”方式连接8只LED灯，LED的阴极通过保护电阻连接到地端。 【硬件要求】 新知讲授 任务分析 在图中，P1口连接8只发光二极管，LED1～LED8分别接到P1.0～P1.7 上，8只发光二极管为共阴极。输出1发光二极管点亮，输出0发光二极管熄灭。电路开始运行，按照 LED1→LED2→LED3→ …→LED8→LED7→LED6→LED5→ …→LED1顺序依次点亮，重复循环下去。 MCS-51 系列单片机指令系统——技能实训 新知讲授 MCS-51 系列单片机指令系统——技能实训 任务逻辑功能 P1.7 P1.6 P1.5 P1.4 P1.3 P1.2 P1.1 P1.0 说明 LED8 LED7 LED6 LED5 LED4 LED3 LED2 LED1   0 0 0 0 0 0 0 1 LED1亮 0 0 0 0 0 0 1 0 LED2亮 0 0 0 0 0 1 0 0 LED3亮 0 0 0 0 1 0 0 0 LED4亮 0 0 0 1 0 0 0 0 LED5亮 0 0 1 0 0 0 0 0 LED6亮 0 1 0 0 0 0 0 0 LED7亮 1 0 0 0 0 0 0 0 LED8亮 新知讲授 MCS-51 系列单片机指令系统——技能实训 元件清单 名称 型号 单位 数量 单片机芯片 AT89C51 片 1 电源 5V 块 1 晶振 12MHz 只 1 瓷片电容 22 pF 只 2 电解电容 10 μF 只 1 碳膜电阻 10kΩ2 只 1 轻触按键 只 2 碳膜电阻 1kΩ 只 8 发光二极管 红色 只 8 新知讲授 源程序 - 整体框架 MCS-51 系列单片机指令系统——技能实训 ORG 0000H LOOP2:MOV RO,#7 MOV R1,#7 MOV A,#01H LOOP: MOV P0,A LCALL DELAY RL A DJNZ RO,LOOP MOV A,#80H LOOP1:MOV PO,A LCALL DELAY RR A DJNZ R1,LOOP1 伪指令，起始地址 设置循环次数   点亮LED1 左移，依次点亮 点亮LED8 右移，依次点亮 LJMP LOOP2 DELAY:MOV  R5,#02H     DEL1: MOV  R6,#0FOH DEL2: MOV  R7,#0FOH  DEL3: DJNZ R7,DEL3 DJNZ  R6,DEL2 DJNZ  R5,DEL₁  RET END 跳到程序开始， 一直循环下去  延时子程序 子程序返回 伪指令，汇编源程序结束标志 新知讲授 【源程序--初始化部分】 MCS-51 系列单片机指令系统——技能实训 ORG 0000H ; 伪指令，起始地址 LOOP2:MOV RO,#7 ; 设置左移循环次数 MOV R1,#7 ; 设置右移循环次数 MOV A,#01H ; 点亮LED1 【源程序--循环和延时部分】 LJMP LOOP2 ; 跳到程序开始，一直循环下去 DELAY:MOV R5,#02H DEL1: MOV R6,#0FOH DEL2: MOV R7,#0FOH DEL3: DJNZ R7,DEL3 DJNZ R6,DEL2 DJNZ R5,DEL₁ RET ; 子程序返回 END ; 伪指令，汇编源程序结束标志 新知讲授 【源程序--右移部分】 MCS-51 系列单片机指令系统——技能实训 MOV A,#80H ; 点亮LED8 LOOP1:MOV PO,A LCALL DELAY RR A ; 右移，依次点亮 DJNZ R1,LOOP1 ; 判断右移循环是否结束 【源程序--左移部分】 LOOP: MOV P0,A LCALL DELAY ; 调用延时子程序 RL A ; 左移，依次点亮 DJNZ RO,LOOP ; 判断左移循环是否结束 新知讲授 MCS-51系列单片机指令系统——拓展训练 1. 编写程序完成以下功能：单片机控制8个发光二极管，前后4个发光二极管交替闪烁， 时间间隔1s。 2. 编写程序完成以下功能：单片机控制8个发光二极管，单灯左移4次，接着单灯右移4 次，依次循环下去，时间间隔0.5s。 拓展训练 新知讲授 特点 MCS - 51 系列单片机指令系统功能强、指令短、执行快。 分类 从功能上可分为数据传送、算术运算、逻辑操作、控制转移、位操作共 5 大类； 从空间属性上可分为单字节指令（49 条）、双字节指令（46 条）和三字节指令（16 条）； 从时间属性上可分为单机器周期指令（64 条）、双机器周期指令（45 条）和 4 机器周期的指令（乘、除法 2 条）。 知识归纳 - 单片机的指令系统 指令格式 [标号：] 操作码助记符 [目的操作数][, 源操作数] … [; 注释] 新知讲授 单片机的寻址方式 所谓寻址方式，就是 CPU 执行一条指令时怎样找到该指令所要求的操作数的方式。单片机共 7 种寻址方式：立即寻址、直接寻址、寄存器寻址、寄存器间接寻址、变址寻址、相对寻址及位寻址。 数据传送类指令 数据传送类指令有 29 条，是指令系统中使用频繁的一类指令，属于 “复制” 类型，而非 “搬家”。 包括访问片内数据存储器的一般数据传送指令 (MOV)、 访问片内特殊传送指令 (PUSH、POP、XCH、XCHD、SWAP)、 访问片外数据存储器的数据传送指令 (MOVX) 和访问程序存储器的数据传送指令 (MOVC)。 知识归纳 - 单片机的寻址方式 新知讲授 数量和功能 共有 24 条指令，包括加法指令 (ADD)、 带进位加法指令 (ADDC)、 带借位减法指令 (SUBB) 、 加 1 指令 (INC) 、 减 1 指令 (DEC) 、 乘法指令 (MUL) 、 除法指令 (DIV) 及十进制调整指令 (DA)，主要完成加、减、乘、除运算，以及增量、减量和二 - 十进制调整操作。 标志位影响 算术运算结果将影响进位标志 CY、半进位标志 AC、 溢出标志 OV。 加减法运算结果将影响 CY 、AC 、OV，乘除运算只影响 CY 、OV。 只有加 1 和减 1 指令不影响这三种标志。 奇偶标志 P 要由累加器 A 的值来确定。 知识归纳 - 算术运算类指令 新知讲授 数量和功能 共 24 条，其中逻辑指令有与 (ANL)、 或 (ORL)、 异 或 (XRL)、 累加器 A 清 0 (CLR) 和求反 (CPL) 等 20 条，移位指令有 4 条。 特点 累加器 A 清 0 和取反、移位指令都是针对累加器 A 进行操作的单操作数指令。 与、或、异或操作指令除操作码助记符不同外，后跟两个操作数的寻址方式组合完全相同，且有一部分寻址方式组合与加、减法指令相同。 这类指令不影响程序状态字寄存器 PSW 中的算术标志位，只有带进位循环移位指令才影响 CY，所有逻辑运算均按位进行。 知识归纳 - 逻辑运算类指令 新知讲授 数量和功能 共有 17 条，可分为无条件转移指令 (AJMP 、LJMP 、SJMP 、JMP)、 条件转移指令 (JZ 、JNZ 、CJNE 、DJNZ)、子程序调用及返回指令 (ACALL 、LCALL 、RET 、RETI) 和空操作指令 (NOP)。 功能和标志位影响 能实现程序向前、向后转移，根据条件实现分支运行、循环运行及调用子程序等。 除 CJNE 指令对 CY 有影响外，其余指令都不影响标志位。 知识归纳 - 控制转移类指令 新知讲授 操作对象 以位为单位进行运算和操作，以位累加器（借用进位标志 CY）为中心展开，操作对象是内部 RAM 的位寻址区（字节地址为 20H - 2FH 单元中连续的 128 位，位地址为 00H - 7FH）以及 SFR 中可以进行位寻址的各位。 分类 包括位传送指令、位逻辑操作指令、位状态控制指令、位条件转移指令。 知识归纳 - 位操作类指令 随堂检测1 单片机控制 8 个发光二极管单灯左移右移的程序中，左移和右移分别使用了什么指令？ 答案：左移使用了 RL A 指令，右移使用了 RR A 指令。 MCS - 51 系列单片机指令系统从功能上可分为哪几类？ 答案：可分为数据传送、算术运算、逻辑操作、控制转移、位操作共 5 大类。 练一练 随堂检测2 数据传送类指令属于 “复制” 类型还是 “搬家” 类型？ 答案：数据传送类指令属于 “复制” 类型，而不是 “搬家”。 算术运算类指令中，哪些指令不影响进位标志 CY、半进位标志 AC、 溢出标志 OV？ 答案：加 1 指令（INC）和减 1 指令（DEC）不影响进位标志 CY、半进位标志 AC、溢出标志 OV。 练一练 随堂检测3 逻辑运算类指令中，哪些指令是针对累加器 A 进行操作的单操作数指令？ 答案：累加器 A 清 0（CLR）、求反（CPL）和移位指令是针对累加器 A 进行操作的单操作数指令。 控制转移类指令中，哪些属于无条件转移指令？ 答案：无条件转移指令有 AJMP、LJMP、SJMP、JMP。 练一练 随堂检测4 位操作类指令的操作对象有哪些？ 答案：位操作类指令的操作对象是内部 RAM 的位寻址区，即字节地址为 20H - 2FH 单元中连续的 128 位（位地址为 00H - 7FH），以及 SFR 中可以进行位寻址的各位。 常用伪指令中，ORG 和 END 的作用分别是什么？ 答案：ORG 的作用是规定其后目标程序或数据块的起始地址；END 是汇编语言源程序的结束标志，END 之后的指令不予处理。 练一练 师生互动 1 请各小组讨论，在实际编程中，如何根据不同的任务需求选择合适的指令和寻址方式，以及如何合理运用伪指令来优化程序结构。 课题小结 1. 单片机控制 8 个发光二极管单灯左移右移 MCS-51 系列单片机指令系统 ——技能实训 硬件电路图 任务分析 任务逻辑功能 元件清单 源程序 - 整体框架 源程序 - 逐行解析 单片机的指令系统 单片机的寻址方式 数据传送类指令 算术运算类指令 逻辑运算类指令 控制转移类指令 位操作类指令 2. 知识归纳 谢谢观看 THANKS UTC 2025-09-12 05:20:52 Lavf58.76.100 $