項(xiàng)目一 學(xué)習(xí)單元單片機(jī)引腳結(jié)構(gòu)與功能ppt課件

1、主講：李 營: 43965356: 13410910機(jī)電教研室機(jī)電教研室 實(shí)訓(xùn)四號(hào)樓實(shí)訓(xùn)四號(hào)樓 208內(nèi)容回想內(nèi)容回想單片機(jī)的特點(diǎn)與運(yùn)用單片機(jī)的特點(diǎn)與運(yùn)用單片機(jī)的構(gòu)造單片機(jī)的構(gòu)造 CPU CPU 存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器 MCS-51MCS-51的程序存儲(chǔ)器配置的程序存儲(chǔ)器配置MCS-51MCS-51的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器配置的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器配置1.1.任務(wù)存放器區(qū)任務(wù)存放器區(qū) 低端低端32個(gè)字節(jié)分成個(gè)字節(jié)分成4個(gè)任務(wù)存放器組，每組個(gè)任務(wù)存放器組，每組8個(gè)單個(gè)單元。當(dāng)前任務(wù)存放器組的機(jī)制便于快速現(xiàn)場維護(hù)。元。當(dāng)前任務(wù)存放器組的機(jī)制便于快速現(xiàn)場維護(hù)。 PSW的的RS1、RS0 決議當(dāng)前任務(wù)存放器組號(hào)決議當(dāng)前任務(wù)存放器組號(hào)

2、 存放器存放器0組組 ：地址：地址00H07H；存放器存放器1組組 ：地址：地址08H0FH；存放器存放器2組組 ：地址：地址10H17H；存放器存放器3組組 ：地址：地址18H1FH。2.2.位尋址區(qū)位尋址區(qū) 位尋址區(qū)之后的位尋址區(qū)之后的30H至至7FH共共80個(gè)字節(jié)個(gè)字節(jié)為通用為通用RAM區(qū)。這些單元可以作為數(shù)據(jù)緩區(qū)。這些單元可以作為數(shù)據(jù)緩沖器運(yùn)用。這一區(qū)域的操作指令非常豐富，沖器運(yùn)用。這一區(qū)域的操作指令非常豐富，數(shù)據(jù)處置方便靈敏。數(shù)據(jù)處置方便靈敏。 在實(shí)踐運(yùn)用中，常需在在實(shí)踐運(yùn)用中，常需在RAM區(qū)設(shè)置堆區(qū)設(shè)置堆棧。棧。MCS-51的堆棧普通設(shè)在的堆棧普通設(shè)在30H7FH的的范圍內(nèi)。棧頂?shù)?/p>

3、位置由范圍內(nèi)。棧頂?shù)奈恢糜蒘P存放器指示。復(fù)存放器指示。復(fù)位時(shí)位時(shí)SP的初值為的初值為07H，在系統(tǒng)初始化時(shí)可，在系統(tǒng)初始化時(shí)可以重新設(shè)置。以重新設(shè)置。3.3.通用通用RAMRAM區(qū)區(qū)4.MCS-514.MCS-51的特殊功能存放器的特殊功能存放器SFRSFRspecial function registerspecial function register11 11個(gè)可位尋址個(gè)可位尋址與運(yùn)算器相關(guān)的存放器與運(yùn)算器相關(guān)的存放器3 3個(gè)個(gè)指針類存放器指針類存放器3 3個(gè)個(gè)與與I/OI/O口相關(guān)的存放器口相關(guān)的存放器7 7個(gè)個(gè)與中斷相關(guān)的存放器與中斷相關(guān)的存放器2 2個(gè)個(gè)與定時(shí)器與定時(shí)器/ /計(jì)數(shù)

4、器相關(guān)的存放器計(jì)數(shù)器相關(guān)的存放器6 6個(gè)個(gè)P34 P34 表表2-42-4與運(yùn)算器相關(guān)的存放器與運(yùn)算器相關(guān)的存放器3 3個(gè)個(gè)累加器累加器ACC，8位。用于向位。用于向ALU提供操作數(shù)，許多運(yùn)提供操作數(shù)，許多運(yùn)算的結(jié)果也存放在累加器中；算的結(jié)果也存放在累加器中；存放器存放器B，8位。主要用于乘、除法運(yùn)算。也可以作為位。主要用于乘、除法運(yùn)算。也可以作為RAM的一個(gè)單元運(yùn)用；的一個(gè)單元運(yùn)用；程序形狀字存放器程序形狀字存放器PSW，8位。位。CyACF0RS1RS0OVPD7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0CYPSW.7進(jìn)位標(biāo)志位。進(jìn)位標(biāo)志位。 ACPSW.6輔助進(jìn)位或稱半進(jìn)位標(biāo)志。輔助進(jìn)位

5、或稱半進(jìn)位標(biāo)志。 F0PSW.5由用戶定義的標(biāo)志位。由用戶定義的標(biāo)志位。 RS1PSW.4、 RS0PSW.3任務(wù)存放器任務(wù)存放器組選擇位。組選擇位。 OVPSW.2溢出標(biāo)志位。溢出標(biāo)志位。 由硬件置位或清由硬件置位或清零。零。 P PSW.0 ：奇偶標(biāo)志位。：奇偶標(biāo)志位。ACC中結(jié)果有奇數(shù)個(gè)中結(jié)果有奇數(shù)個(gè)1時(shí)時(shí)P=1，否那么，否那么 P=0。CyACF0RS1RS0OVPD7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0RS1RS1、 RS0RS0與片內(nèi)任務(wù)存放器組的對應(yīng)關(guān)系與片內(nèi)任務(wù)存放器組的對應(yīng)關(guān)系 RS1RS0寄存器組寄存器組片內(nèi)片內(nèi)PAM地址地址通用寄存器名稱通用寄存器名稱000組組00

6、H07HR0R7011組組08H0FHR0R7102組組10H17HR0R7013組組18H1FHR0R7堆棧指針堆棧指針SP，8位。它總是指向棧頂。位。它總是指向棧頂。 堆棧操作遵照堆棧操作遵照“后進(jìn)先出的原那么，入棧操作時(shí)，后進(jìn)先出的原那么，入棧操作時(shí)，SP先加先加1，數(shù)據(jù)再壓入，數(shù)據(jù)再壓入SP指向的單元。出棧操作時(shí)，指向的單元。出棧操作時(shí)， 先將先將SP指向的單元的數(shù)據(jù)彈出，然后，指向的單元的數(shù)據(jù)彈出，然后，SP再減再減1，這時(shí)這時(shí)SP指向的單元是新的棧頂?？梢姡赶虻膯卧切碌臈ｍ??？梢姡琈CS-51單單片機(jī)的堆棧區(qū)是向地址增大的方向生成的。片機(jī)的堆棧區(qū)是向地址增大的方向生成的。數(shù)據(jù)指

7、針數(shù)據(jù)指針DPTR，16位。用來存放位。用來存放16位的地址。位的地址。 它由兩個(gè)它由兩個(gè)8位的存放器位的存放器DPH和和DPL組成。間接尋組成。間接尋址或變址尋址可訪問片外的址或變址尋址可訪問片外的64KB范圍的范圍的RAM或或ROM數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)。 指針類存放器指針類存放器3 3個(gè)個(gè)與與I/OI/O口相關(guān)的存放器口相關(guān)的存放器7 7個(gè)個(gè)并行并行I/O口口P0、P1、P2、P3，均為，均為8位；位；串行口數(shù)據(jù)緩沖器串行口數(shù)據(jù)緩沖器SBUF(serial buffer)； 串行口控制存放器串行口控制存放器SCON； 串行通訊波特率倍增存放器串行通訊波特率倍增存放器PCON一些位一些位還與電源控制相

8、關(guān)，所以又稱為電源控制存還與電源控制相關(guān)，所以又稱為電源控制存放器。放器。與中斷相關(guān)的存放器與中斷相關(guān)的存放器2 2個(gè)個(gè)中斷允許控制存放器中斷允許控制存放器IE interrupt enable ；中斷優(yōu)先級(jí)控制存放器中斷優(yōu)先級(jí)控制存放器IP interrupt priority。 與定時(shí)器與定時(shí)器/ /計(jì)數(shù)器相關(guān)的存放器計(jì)數(shù)器相關(guān)的存放器6 6個(gè)個(gè)定時(shí)定時(shí)/計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)器T0的兩個(gè)的兩個(gè)8位計(jì)數(shù)初值存放器位計(jì)數(shù)初值存放器 TH0、TL0，它們可以構(gòu)成，它們可以構(gòu)成16位的計(jì)數(shù)位的計(jì)數(shù) 器，器，TH0存放高存放高8位，位，TL0存放低存放低8位；位；定時(shí)定時(shí)/計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)器T1的兩個(gè)的兩個(gè)8位計(jì)數(shù)

9、初值存放器位計(jì)數(shù)初值存放器 TH1、TL1，它們可以構(gòu)成，它們可以構(gòu)成16位的計(jì)數(shù)位的計(jì)數(shù) 器，器，TH1存放高存放高8位，位，TL1存放低存放低8位；位；定時(shí)定時(shí)/計(jì)數(shù)器的任務(wù)方式存放器計(jì)數(shù)器的任務(wù)方式存放器TMOD；定時(shí)定時(shí)/計(jì)數(shù)器的控制存放器計(jì)數(shù)器的控制存放器TCON。2-2 MCS-512-2 MCS-51單片機(jī)引腳功能單片機(jī)引腳功能u8 8位位CPUCPUu4kbytes 4kbytes 程序存儲(chǔ)器程序存儲(chǔ)器(ROM) (52(ROM) (52為為8K)8K)u256bytes256bytes的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器(RAM)(RAM) 5252有有384bytes384bytes的

10、的RAMRAMu3232條條I/OI/O口線口線u111111條指令，大部分為單字節(jié)指令條指令，大部分為單字節(jié)指令u2121個(gè)公用存放器個(gè)公用存放器 一、一、MCS-51MCS-51單片機(jī)的功能簡單片機(jī)的功能簡介介2 2個(gè)可編程定時(shí)個(gè)可編程定時(shí)/ /計(jì)數(shù)計(jì)數(shù)5 5個(gè)中斷源，個(gè)中斷源，2 2個(gè)優(yōu)先級(jí)個(gè)優(yōu)先級(jí)5252有有6 6個(gè)個(gè)一個(gè)全雙工串行通訊口一個(gè)全雙工串行通訊口外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器尋址空間為外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器尋址空間為64kB64kB外部程序存儲(chǔ)器尋址空間為外部程序存儲(chǔ)器尋址空間為64kB64kB邏輯操作位尋址功能邏輯操作位尋址功能雙列直插雙列直插40PinDIP40PinDIP封裝封裝單一單一+5

11、V+5V電源供電電源供電引腳單片機(jī)最小系統(tǒng)單片機(jī)最小系統(tǒng)Y122.1184C915PC810uFS1SW-PBALEWRRDRXDTXDINT0EA/VP31X119X218RESET9RD17WR16INT012INT113T014T115P101P112P123P134P145P156P167P178P0039P0138P0237P0336P0435P0534P0633P0732P2021P2122P2223P2324P2425P2526P2627P2728PSEN29ALE/P30TXD11RXD10VCC40GND20U189S52VCCPSENP10P11P12P13P14P15P1

12、6P17T0T1INT1P00P01P02P03P04P05P06P07P20P21P22P23P24P25P26P27VCCR610KR4101R510KC1015PX1X2 P0P3：通用：通用I/O口；口； VCC：電源端，普通接：電源端，普通接5V； GND：電源地；：電源地； XTAL1，XTAL2：外接晶體振蕩器，不能：外接晶體振蕩器，不能超越超越24M；需加微調(diào)電容，普通為；需加微調(diào)電容，普通為30pF； RST/VPD：復(fù)位端，平常為低電平；：復(fù)位端，平常為低電平； ALE/PROG：地址：地址 鎖鎖 存允許信號(hào)端；存允許信號(hào)端； EA/Vpp：外部程序存儲(chǔ)器地址允許輸入端：外

13、部程序存儲(chǔ)器地址允許輸入端/固化編程電壓輸入端；固化編程電壓輸入端；1.時(shí)鐘電路引腳：時(shí)鐘電路引腳：XTAL1：接外部晶振和微調(diào)電容的一端，：接外部晶振和微調(diào)電容的一端，在單片機(jī)內(nèi)部，它是構(gòu)成片內(nèi)振蕩器的在單片機(jī)內(nèi)部，它是構(gòu)成片內(nèi)振蕩器的反向放大器的輸入端。當(dāng)采用外部振蕩反向放大器的輸入端。當(dāng)采用外部振蕩器時(shí)，該引腳接納振蕩器的信號(hào)，即把器時(shí)，該引腳接納振蕩器的信號(hào)，即把此信號(hào)直接接到內(nèi)部振蕩器的輸入端。此信號(hào)直接接到內(nèi)部振蕩器的輸入端。 XTAL2：接外部晶振和微調(diào)電容的另一端，：接外部晶振和微調(diào)電容的另一端，在單片機(jī)內(nèi)部，它是構(gòu)成片內(nèi)振蕩器的在單片機(jī)內(nèi)部，它是構(gòu)成片內(nèi)振蕩器的反向放大器的輸

14、出端。當(dāng)采用外部振蕩反向放大器的輸出端。當(dāng)采用外部振蕩器時(shí)，此引腳應(yīng)懸空。器時(shí)，此引腳應(yīng)懸空。a內(nèi)部時(shí)鐘電路；內(nèi)部時(shí)鐘電路；b HMOS型外部振蕩源型外部振蕩源 (C) CHMOS型外部振蕩源型外部振蕩源 2.控制信號(hào)引腳：控制信號(hào)引腳：RST/VPD:RST是復(fù)位信號(hào)輸入端，高電平有效。當(dāng)是復(fù)位信號(hào)輸入端，高電平有效。當(dāng)此輸入端堅(jiān)持此輸入端堅(jiān)持2個(gè)機(jī)器周期的高電平常，個(gè)機(jī)器周期的高電平常，就可以完成復(fù)位操作。就可以完成復(fù)位操作。RST引腳的第二引腳的第二功能功能VPD是備用電源的輸入端。是備用電源的輸入端。上電復(fù)位上電復(fù)位按鍵復(fù)位按鍵復(fù)位ALE/PROG:(Address Latch Ena

15、ble/ Programming)當(dāng)單片機(jī)上電正常任務(wù)后，當(dāng)單片機(jī)上電正常任務(wù)后，ALE引腳不斷向外引腳不斷向外輸出正弦脈沖信號(hào)，此頻率為振蕩器頻率的輸出正弦脈沖信號(hào)，此頻率為振蕩器頻率的1/6。CPU訪問外部存儲(chǔ)器時(shí)，訪問外部存儲(chǔ)器時(shí)，ALE作為鎖存作為鎖存低低8位地址的控制信號(hào)。此引腳的第二功能位地址的控制信號(hào)。此引腳的第二功能PROG作為作為8751編程脈沖輸入端運(yùn)用。編程脈沖輸入端運(yùn)用。 PSEN：(Program Store Enable)在訪問片外存儲(chǔ)在訪問片外存儲(chǔ)器時(shí)，此端定時(shí)輸出負(fù)脈沖作為片外存儲(chǔ)器的選通器時(shí)，此端定時(shí)輸出負(fù)脈沖作為片外存儲(chǔ)器的選通訊號(hào)。訊號(hào)。 EA/VPP：(

16、Enable Address/Voltage Pulse Of Programming)當(dāng)當(dāng)EA接高電平常，接高電平常，CPU訪問片內(nèi)訪問片內(nèi)ROM，并執(zhí)行內(nèi)部程序存儲(chǔ)器中的指令，但當(dāng)，并執(zhí)行內(nèi)部程序存儲(chǔ)器中的指令，但當(dāng)PC程序計(jì)數(shù)器的值超越程序計(jì)數(shù)器的值超越4K時(shí)，將自動(dòng)轉(zhuǎn)去執(zhí)行片時(shí)，將自動(dòng)轉(zhuǎn)去執(zhí)行片外存儲(chǔ)器內(nèi)的程序。當(dāng)外存儲(chǔ)器內(nèi)的程序。當(dāng)EA腳接低電平常，腳接低電平常，CPU只只訪問片外訪問片外ROM并執(zhí)行外部程序存儲(chǔ)器中的指令，而并執(zhí)行外部程序存儲(chǔ)器中的指令，而不論能否有片內(nèi)程序存儲(chǔ)器。不論能否有片內(nèi)程序存儲(chǔ)器。VPP是對是對8751片內(nèi)片內(nèi)ROM固化程序時(shí)，作為施加較高編程電壓固化程序

17、時(shí)，作為施加較高編程電壓12V21V的輸入端。的輸入端。 3 并行輸入并行輸入/輸出接口輸出接口 1. P0口口(三態(tài)雙向口三態(tài)雙向口) P0 P0 口內(nèi)部一位構(gòu)造圖口內(nèi)部一位構(gòu)造圖 P0P0用作通用用作通用I/OI/O口口 當(dāng)系統(tǒng)不進(jìn)展片外的ROM擴(kuò)展，也不進(jìn)展片外RAM擴(kuò)展時(shí)，P0用作通用I/O口。 在這種情況下，單片機(jī)硬件自動(dòng)使在這種情況下，單片機(jī)硬件自動(dòng)使C=0C=0，MUXMUX開關(guān)接向鎖存器的反相輸出端。開關(guān)接向鎖存器的反相輸出端。 另外，與門輸出的另外，與門輸出的“0 0使輸出驅(qū)動(dòng)器的上使輸出驅(qū)動(dòng)器的上拉場效應(yīng)管拉場效應(yīng)管T1T1處于截止形狀。因此，輸出驅(qū)動(dòng)處于截止形狀。因此，輸

18、出驅(qū)動(dòng)級(jí)任務(wù)在需外接上拉電阻的漏極開路方式。級(jí)任務(wù)在需外接上拉電阻的漏極開路方式。 作輸出口時(shí)，作輸出口時(shí)，CPUCPU執(zhí)行口的輸出指令，執(zhí)行口的輸出指令，內(nèi)部數(shù)據(jù)總線上的數(shù)據(jù)在內(nèi)部數(shù)據(jù)總線上的數(shù)據(jù)在“寫鎖存器寫鎖存器信號(hào)信號(hào)的作用下由的作用下由D D端進(jìn)入鎖存器，經(jīng)鎖存器的反端進(jìn)入鎖存器，經(jīng)鎖存器的反向向Qn+1=QnQn+1=Qn端送至場效應(yīng)管端送至場效應(yīng)管T2T2，再經(jīng)，再經(jīng)T2T2反向，在反向，在P0.XP0.X引腳出現(xiàn)的數(shù)據(jù)正好是內(nèi)部引腳出現(xiàn)的數(shù)據(jù)正好是內(nèi)部總線的數(shù)據(jù)?？偩€的數(shù)據(jù)。 作輸入口時(shí)，數(shù)據(jù)可以讀自口的作輸入口時(shí)，數(shù)據(jù)可以讀自口的 鎖存器，鎖存器，也可以讀自口的引腳。這要根據(jù)

19、輸入操作也可以讀自口的引腳。這要根據(jù)輸入操作采用的是采用的是“讀鎖存器讀鎖存器指令還是指令還是“讀引腳讀引腳指令來決議。指令來決議。 在執(zhí)行在執(zhí)行“MOVMOV類輸入指令時(shí)如：類輸入指令時(shí)如：MOV AMOV A，P0P0，內(nèi)部產(chǎn)生的操作信號(hào)是，內(nèi)部產(chǎn)生的操作信號(hào)是“讀引腳讀引腳。留意，在執(zhí)行該類輸入指令前。留意，在執(zhí)行該類輸入指令前要先把鎖存器寫入要先把鎖存器寫入“1 1，使場效應(yīng)管，使場效應(yīng)管T2T2截截止，使引腳處于懸浮形狀，可以作為高阻抗止，使引腳處于懸浮形狀，可以作為高阻抗輸入。輸入。 否那么，在作為輸入方式之前曾向鎖存器否那么，在作為輸入方式之前曾向鎖存器輸出過輸出過“0 0，那么，那么T2T2導(dǎo)通會(huì)使引腳箝位在導(dǎo)通會(huì)使引腳箝位在“0 0電平，使輸入高電平電平，使輸入高電平“1 1無法讀入。無法讀入。所以，所以，P0P0口在作為通用口在作為通用I/OI/O口時(shí)，屬于準(zhǔn)雙口時(shí)，屬于準(zhǔn)雙向口。向口。P0P0用作地址用作地址/ /數(shù)據(jù)總線數(shù)據(jù)總線 當(dāng)系統(tǒng)進(jìn)展片外的當(dāng)系統(tǒng)進(jìn)展片外的ROMROM擴(kuò)展或進(jìn)展片外擴(kuò)展或進(jìn)展片外RAMRAM擴(kuò)展，擴(kuò)展，P0P0用作地址用作地址/ /數(shù)據(jù)總線時(shí)。數(shù)據(jù)總線時(shí)。