STC單片機(jī)入門（匯編語言版）)

內(nèi)容簡介 II

前言 III

項(xiàng)目1 單片機(jī)操作環(huán)境 1

1.1 學(xué)什么單片機(jī) 1

1.2 如何學(xué)習(xí)單片機(jī) 2

1.3 單片機(jī)學(xué)習(xí)的準(zhǔn)備工作 3

1.4 單片機(jī)開發(fā)軟件環(huán)境搭建 4

1.5 Keil 基本概況介紹 6

1.6新建一個工程 8

1.7 程序下載 18

項(xiàng)目2 點(diǎn)亮你的LED 23

2.1 認(rèn)識STC單片機(jī) 23

2.2 單片機(jī)最小系統(tǒng) 25

2.2.1電源 26

2.2.2晶振 27

2.2.3復(fù)位 28

2.3 LED 小燈 28

2.4 編寫點(diǎn)亮小燈的程序 30

2.4.1 特殊功能寄存器和偽指令 30

2.4.2 各種數(shù)制及轉(zhuǎn)換 32

2.5 點(diǎn)亮小燈的原理 34

第3章 閃爍的LED 38

3.1 什么是單片機(jī)系統(tǒng) 39

3.2單片機(jī)的IO口 41

3.2.1 STC單片機(jī)的IO口 41

3.3 閃爍的LED 43

3.3.1 軟件設(shè)計流程圖 44

3.3.2 匯編指令格式 45

3.3.3 程序詳解 45

3.3.4延時子程序的編寫 47

3.4 實(shí)例延伸——按鍵控制LED閃爍 49

3.4.1 明確系統(tǒng)功能 49

3.4.2 硬件電路 50

3.4.3軟件設(shè)計 50

第四章 單片機(jī)的存儲器組織 55

4.1程序存儲器 55

4.1.1程序下載到哪里 55

4.1.2 STC15W單片機(jī)的程序存儲器 56

4.2 STC15W單片機(jī)的數(shù)據(jù)存儲器 58

4.2.1 數(shù)據(jù)存儲器的作用 58

4.2.2 片內(nèi)和片外數(shù)據(jù)存儲器 58

4.2.3 00H～1FH工作寄存器區(qū) 61

4.2.4 20H～2FH位尋址區(qū) 62

45.2.5 30H～FFH——開放區(qū) 63

4.3 STC15W單片機(jī)的特殊功能寄存器SFR 64

4.3.1 特殊功能寄存器分布圖 64

4.3.2 SFR的操作方法—字節(jié)操作與位操作 66

4.3.3 特殊功能寄存器簡介 67

4.4 實(shí)例延伸——按鍵長按和短按 68

4.4.1 明確系統(tǒng)功能 69

4.4.2 硬件電路 69

4.4.3軟件設(shè)計 70

第5章 解剖單片機(jī) 77

5.1 從IO口到單片機(jī)的“解剖結(jié)構(gòu)” 77

5.1.1 P1口結(jié)構(gòu)及解剖圖 77

5.1.2 單片機(jī)的解剖結(jié)構(gòu) 79

5.1.3深入”解剖”——算術(shù)邏輯單元ALU 81

5.2存儲器家族 82

4.3隨機(jī)訪問存儲器——RAM 82

5.4只讀存儲器——ROM 85

5.5數(shù)據(jù)是如何保存的 86

5.5.1文字?jǐn)?shù)據(jù)與存儲器 86

5.5.2圖像數(shù)據(jù)與存儲器 88

5.6 實(shí)例點(diǎn)撥——用取表方式控制流水燈 90

5.6.1 明確系統(tǒng)功能 90

5.6.2 流水燈的顯示數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換 90

5.6.3 取表法 92

第六章 單片機(jī)指令的執(zhí)行 100

6.1 匯編語言詳談 100

6.1.1 匯編器 101

6.1.2 匯編程序書寫格式 102

6.1.3 偽指令 104

6.2 時鐘與指令的執(zhí)行 106

6.2.1 時鐘究竟是什么 106

6.2.1 程序計數(shù)器PC的角色 109

6.2.3指令的執(zhí)行 109

6.3 尋址方式 110

6.3.1 立即尋址 110

6.3.2 直接尋址 111

6.3.3 間接尋址 111

6.3.4 寄存器尋址 111

6.3.5 相對尋址 112

6.3.6 變址尋址 112

6.3.7 位尋址 112

6.4 實(shí)例點(diǎn)撥—程序存儲器和數(shù)據(jù)存儲器的尋址 112

6.4.1把程序存儲器中的數(shù)據(jù)載入工作寄存器中 112

6.4.2把程序存儲器中的數(shù)據(jù)載入數(shù)據(jù)存儲器中 114

6.4.3再談取表法 115

第七章 程序結(jié)構(gòu)及綜合實(shí)例 123

7.1 程序的基本結(jié)構(gòu) 123

7.1.1 順序結(jié)構(gòu)程序設(shè)計 124

7.1.2 分支（選擇）結(jié)構(gòu)程序設(shè)計 124

7.1.3 循環(huán)結(jié)構(gòu)程序設(shè)計 125

7.1.4 查表程序設(shè)計 126

7.1.5 散轉(zhuǎn)（多分支）程序設(shè)計 127

7.2 綜合實(shí)例——4種模式流水燈 127

7.2.1 明確系統(tǒng)功能 128

7.2.2 軟件設(shè)計 129

7.3 綜合實(shí)例——簡單加法器的設(shè)計 140

7.3.1 明確系統(tǒng)功能 140

7.3.2 軟件設(shè)計 140

7.4 蜂鳴器和音樂的實(shí)現(xiàn) 145

7.4.1 單片機(jī) IO 口的結(jié)構(gòu) 145

7.4.2上下拉電阻 146

7.4.3蜂鳴器 147

7.4.4音樂的單片機(jī)實(shí)現(xiàn)原理 147

7.4.5 軟件設(shè)計 151

第八章 單片機(jī)的指令詳談 157

8.1指令概述 157

8.1.1影響程序狀態(tài)字PSW的指令 157

8.2算術(shù)操作類指令 158

8.2.1 加法指令——ADD A, 158

8.2.2帶進(jìn)位的加法指今——ADDC A,〈src-byte〉 159

8.2.3帶借位的減法指今——SUBB A,〈src-byte〉 160

8.2.4 自增/自減指今——INC /DEC 161

8.2.5 乘法指令——MUL AB 162

8.2.6 除法指令——DIV AB 162

8.2.7 十進(jìn)制調(diào)整指令——DA A 163

8.3 邏輯運(yùn)算指令 163

8.3.1 AND操作----ANL 〈dest-byte〉，〈src-byte〉 163

8.3.2 OR操作----ORL〈dest-byte〉，〈src-byte〉 164

8.3.3 XOR操作----XRL〈dest-byte〉，〈src-byte〉 165

8.3.4 清0操作——CLR A 166

8.3.5 取反操作——CPL A 166

8.3.6 位移動操作——RL、RLC、RR、RRC 167

8.4 片內(nèi)數(shù)據(jù)傳送指令 167

8.4.1 數(shù)據(jù)傳送指令——MOV , 167

8.4.2數(shù)據(jù)指針寄存器裝載指令——MOV DPTR,#data16 169

8.4.3 堆棧指令——PUSH和POP 169

8.4.4 數(shù)據(jù)交換指令——XCH/XCHD/SWAP 172

8. 5 片外數(shù)據(jù)裝載指令 172

8.6 查表指令 174

8.7 布爾指令 175

8.7.1 清0、置1——CLR、SETB 175

8.7.2 布爾邏輯指令——ANL、ORL、CPL 175

8.7.3 位數(shù)據(jù)裝載指令——MOV , 176

8.7.4 布爾跳轉(zhuǎn)指令——JC、JNC、JB、JNB、JBC 177

8.8 調(diào)用子程序 177

8.8.1 長調(diào)用指令——LCALL 178

8.8.2 絕對調(diào)用指令——ACALL 178

8.8.3 返回指令——RET和RETI 178

8.9 跳轉(zhuǎn)和循環(huán)指令 179

8.9.1 無條件跳轉(zhuǎn)指令——LJMP、AJMP、SJMP、JMP 179

8.9.2 跳轉(zhuǎn)指令——JZ、JNZ和CJNE 180

8.9.3 減1條件循環(huán)指令——DJNZ, 182

8.9.4 無操作指令——NOP 183

8.10 單片機(jī)對于帶符號數(shù)的處理和溢出問題 183

8.10.1無符號數(shù)與帶符號數(shù) 183

8.10.2二進(jìn)制的二補(bǔ)數(shù) 184

8.10.3帶符號數(shù)操作中的溢出問題 185

8.10.4 什么時候會溢出 185

8.10.5 如何防止進(jìn)位或溢出產(chǎn)生的錯誤 186

8.11 實(shí)例點(diǎn)撥——指令應(yīng)用實(shí)例 186

8.11.1數(shù)據(jù)求和 186

8.11.2減法與二進(jìn)制的二補(bǔ)數(shù) 187

8.11.3 XRL指令應(yīng)用于比較寄存器數(shù)值 188

8.11.4 利用布爾指令產(chǎn)生矩形波信號 188

參考文獻(xiàn) 193

附錄1 電路原理圖 194

附錄2 匯編指令 195

附錄3 STC15系列單片機(jī)的SFR功能 200

附錄4 ASCII碼表 204

附錄5 指令的執(zhí)行代碼表 205

附錄6 51單片機(jī)匯編程序保留字 2122100433B

本書以不需要外部晶振與復(fù)位電路的可仿真高速STC15W4K58S4單片機(jī)為核心，培養(yǎng)和鍛煉學(xué)生應(yīng)用、開發(fā)單片機(jī)系統(tǒng)的技能。全書包括對單片機(jī)操作環(huán)境的介紹、如何點(diǎn)亮LED小燈、如何讓LED小燈閃爍、對單片機(jī)的存儲器和整體結(jié)構(gòu)的介紹、對指令的介紹，以及編程綜合實(shí)訓(xùn)等?；旧厦恳粋€項(xiàng)目都設(shè)置了知識導(dǎo)航，說明了重點(diǎn)和難點(diǎn)、教學(xué)安排和編程要求。每個項(xiàng)目按內(nèi)容從淺到深排列，并根據(jù)單片機(jī)開發(fā)實(shí)踐設(shè)計案例，不斷將新的知識點(diǎn)固化到程序中，和實(shí)際應(yīng)用緊密結(jié)合。為了方便教師教學(xué)，本書配有電子教學(xué)課件、習(xí)題參考答案、匯編程序文件、程序效果視頻等資源，所有資源都上傳至UMU平臺，登錄平臺并搜索“STC單片機(jī)入門-匯編語言版”，就可以查看所有的相關(guān)資源。如果需要本書相關(guān)的開發(fā)板，可以與武漢職業(yè)技術(shù)學(xué)院機(jī)電學(xué)院聯(lián)系。

本書可作為應(yīng)用型本科院校和高職高專院校電子信息類、自動化類、機(jī)電類、機(jī)械制造類專業(yè)的單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)課程的教材，也可作為開放大學(xué)、成人教育、自學(xué)考試、中職學(xué)校和培訓(xùn)班的教材，以及電子工程技術(shù)人員的參考工具書。

《單片機(jī)基礎(chǔ)與應(yīng)用（C語言版）》配有Abook數(shù)字課程，該課程包括電子教學(xué)PPT課件、微課視頻、復(fù)習(xí)講解、源代碼文件、習(xí)題答案、知識拓展、延伸閱等內(nèi)容。

本書可作為中等職業(yè)學(xué)校電工電子、機(jī)電、數(shù)控、模具、汽車、計算機(jī)等專業(yè)單片機(jī)課程的教材。針對中職學(xué)生動手能力強(qiáng)的特點(diǎn)，以“教學(xué)做合一”為宗旨，通過有代表性的、實(shí)用的項(xiàng)目任務(wù)，介紹了單片機(jī)及其應(yīng)用技術(shù)。打破了以往枯燥的單片機(jī)學(xué)習(xí)形式，讓學(xué)生從實(shí)踐中體驗(yàn)和學(xué)會單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)的相關(guān)知識。本書以浙江亞龍教育裝備股份有限公司生產(chǎn)的YL—236型單片機(jī)實(shí)訓(xùn)考核臺為實(shí)際操作平臺，精心編寫了九個項(xiàng)目，包含了單片機(jī)在顯示、按鍵、傳感器、電機(jī)、繼電器、溫度、擴(kuò)展、A/D與D/A轉(zhuǎn)換、機(jī)械臂等方面的控制技術(shù)，全部任務(wù)問題的完成需要應(yīng)用實(shí)訓(xùn)臺的所有電路模塊中的設(shè)備。本書還可供大中專職業(yè)院校機(jī)電、自動類專業(yè)學(xué)生實(shí)踐類教學(xué)課程的教材，也可用作為電子設(shè)計愛好者研發(fā)單片機(jī)的參考書。

STC單片機(jī)解密軟件攻擊

該技術(shù)通常使用處理器通信接口并利用協(xié)議、加密算法或這些算法中的安全漏洞來進(jìn)行攻擊。軟件攻擊取得成功的一個典型事例是對早期ATMEL AT89C 系列單片機(jī)的攻擊。攻擊者利用了該系列單片機(jī)擦除操作時序設(shè)計上的漏洞，使用自編程序在擦除加密鎖定位后，停止下一步擦除片內(nèi)程序存儲器數(shù)據(jù)的操作，從而使加過密的單片機(jī)變成沒加密的單片機(jī)，然后利用編程器讀出片內(nèi)程序。

在其他加密方法的基礎(chǔ)上，可以研究出一些設(shè)備，配合一定的軟件，來做軟件攻擊。

STC單片機(jī)解密電子探測攻擊

該技術(shù)通常以高時間分辨率來監(jiān)控處理器在正常操作時所有電源和接口連接的模擬特性，并通過監(jiān)控它的電磁輻射特性來實(shí)施攻擊。因?yàn)閱纹瑱C(jī)是一個活動的電子器件，當(dāng)它執(zhí)行不同的指令時，對應(yīng)的電源功率消耗也相應(yīng)變化。這樣通過使用特殊的電子測量儀器和數(shù)學(xué)統(tǒng)計方法分析和檢測這些變化，即可獲取單片機(jī)中的特定關(guān)鍵信息。

RF編程器可以直接讀出老的型號的加密MCU中的程序，就是采用這個原理。

STC單片機(jī)解密過錯產(chǎn)生技術(shù)

該技術(shù)使用異常工作條件來使處理器出錯，然后提供額外的訪問來進(jìn)行攻擊。使用最廣泛的過錯產(chǎn)生攻擊手段包括電壓沖擊和時鐘沖擊。低電壓和高電壓攻擊可用來禁止保護(hù)電路工作或強(qiáng)制處理器執(zhí)行錯誤操作。時鐘瞬態(tài)跳變也許會復(fù)位保護(hù)電路而不會破壞受保護(hù)信息。電源和時鐘瞬態(tài)跳變可以在某些處理器中影響單條指令的解碼和執(zhí)行。

STC單片機(jī)解密探針技術(shù)

該技術(shù)是直接暴露芯片內(nèi)部連線，然后觀察、操控、干擾單片機(jī)以達(dá)到攻擊目的。

為了方便起見，人們將以上四種攻擊技術(shù)分成兩類，一類是侵入型攻擊（物理攻擊），這類攻擊需要破壞封裝，然后借助半導(dǎo)體測試設(shè)備、顯微鏡和微定位器，在專門的實(shí)驗(yàn)室花上幾小時甚至幾周時間才能完成。所有的微探針技術(shù)都屬于侵入型攻擊。另外三種方法屬于非侵入型攻擊，被攻擊的單片機(jī)不會被物理損壞。在某些場合非侵入型攻擊是特別危險的，這是因?yàn)榉乔秩胄凸羲柙O(shè)備通?？梢宰灾坪蜕墸虼朔浅Ａ畠r。

大部分非侵入型攻擊需要攻擊者具備良好的處理器知識和軟件知識。與之相反，侵入型的探針攻擊則不需要太多的初始知識，而且通常可用一整套相似的技術(shù)對付寬范圍的產(chǎn)品。因此，對單片機(jī)的攻擊往往從侵入型的反向工程開始，積累的經(jīng)驗(yàn)有助于開發(fā)更加廉價和快速的非侵入型攻擊技術(shù)。