第二章單片機(jī)結(jié)構(gòu)

1、第二章第二章 MCS-51MCS-51單片機(jī)結(jié)構(gòu)組成及時(shí)序單片機(jī)結(jié)構(gòu)組成及時(shí)序主要內(nèi)容：主要內(nèi)容： 1.MCS-511.MCS-51單片機(jī)組成（結(jié)構(gòu)、引腳功能、時(shí)鐘、時(shí)序）單片機(jī)組成（結(jié)構(gòu)、引腳功能、時(shí)鐘、時(shí)序） 2.2.存儲器結(jié)構(gòu)與操作存儲器結(jié)構(gòu)與操作 3.3.并行并行I/OI/O端口結(jié)構(gòu)端口結(jié)構(gòu) 4.MCS-514.MCS-51單片機(jī)的中斷系統(tǒng)單片機(jī)的中斷系統(tǒng) 重點(diǎn)理解：重點(diǎn)理解： 1 1. MCS-51MCS-51系列單片機(jī)存儲器結(jié)構(gòu)特點(diǎn)系列單片機(jī)存儲器結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 2.2.單片機(jī)特殊功能寄存器的作用單片機(jī)特殊功能寄存器的作用 3.3.不同場合下單片機(jī)引腳的復(fù)用功能不同場合下單片機(jī)引腳的復(fù)用

2、功能 4 4. 單片機(jī)的位處理功能及其作用單片機(jī)的位處理功能及其作用第二章-1一、一、MCS-51系列單片機(jī)的主要特性：系列單片機(jī)的主要特性： 1)1)8位字長位字長CPUCPU和指令系統(tǒng)。和指令系統(tǒng)。 2) 12) 1個(gè)片內(nèi)時(shí)鐘振蕩器和時(shí)鐘電路。個(gè)片內(nèi)時(shí)鐘振蕩器和時(shí)鐘電路。 3) 64K3) 64K外部數(shù)據(jù)存儲器的地址空間。外部數(shù)據(jù)存儲器的地址空間。 4) 64K4) 64K外部程序存儲器的地址空間。外部程序存儲器的地址空間。 5) 325) 32條雙向且分別可位尋址的條雙向且分別可位尋址的I IO O口線?？诰€。 6) 1286) 128字節(jié)的片內(nèi)字節(jié)的片內(nèi)RAM(52RAM(52子系列為

3、子系列為256256字節(jié)字節(jié)) )。 7) 27) 2個(gè)個(gè)1616位定時(shí)器計(jì)數(shù)器位定時(shí)器計(jì)數(shù)器(52(52子系列為子系列為3 3個(gè)個(gè)) )。 8) 8) 具有具有2 2個(gè)優(yōu)先級的個(gè)優(yōu)先級的5 5個(gè)中斷源結(jié)構(gòu)個(gè)中斷源結(jié)構(gòu)(52(52子系列有子系列有6 6個(gè)個(gè)) )。 9) 19) 1個(gè)全雙工串行口。個(gè)全雙工串行口。 10) 110) 1個(gè)布爾處理器。個(gè)布爾處理器。 2.1 MCS-512.1 MCS-51單片機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)單片機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)第二章-2二、二、 MCSMCS-5151單片機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)單片機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu) 時(shí)鐘源T0 T1 P0 P1 P2 P3 TXD RXD INT0 INT1時(shí)鐘電路S

4、FR和RAMROM定時(shí)/計(jì)數(shù)器CPU串行I/O口中斷系統(tǒng)并行I/O口系統(tǒng)總線 圖2-1 MCS-51單片機(jī)的功能模塊框圖 MCS-51單片機(jī)的功能模塊框如下圖所示。 MCS-51單片機(jī)由單片機(jī)由8位位CPU、只讀存儲器、只讀存儲器EPROMROM、讀寫存儲器、讀寫存儲器RAM、并行并行IO口、串行口、串行IO口、定時(shí)器計(jì)數(shù)器、中斷系統(tǒng)、振蕩器和時(shí)鐘電路口、定時(shí)器計(jì)數(shù)器、中斷系統(tǒng)、振蕩器和時(shí)鐘電路等部分組成。各部分之間通過內(nèi)部總線相連。等部分組成。各部分之間通過內(nèi)部總線相連。 第二章-3MCSMCS-5151的內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖的內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖 第二章-4圖圖2-2 MCS-51單片機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖單片

5、機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖1. MCS-51的CPU 由由運(yùn)算器運(yùn)算器和和控制器控制器所構(gòu)成所構(gòu)成1）運(yùn)算器）運(yùn)算器 對操作數(shù)對操作數(shù)進(jìn)行進(jìn)行算術(shù)、邏輯運(yùn)算、位操作、移位等操作算術(shù)、邏輯運(yùn)算、位操作、移位等操作。（1）算術(shù)邏輯運(yùn)算單元）算術(shù)邏輯運(yùn)算單元ALU（2）累加器）累加器A使用最頻繁的寄存器，可寫為使用最頻繁的寄存器，可寫為Acc。作用：作用： 是是ALU的輸入之一，又是運(yùn)算結(jié)果的存放單元。的輸入之一，又是運(yùn)算結(jié)果的存放單元。 數(shù)據(jù)傳送大多都通過累加器數(shù)據(jù)傳送大多都通過累加器A。MCS-51增加了一部分可以不經(jīng)過累加增加了一部分可以不經(jīng)過累加器的傳送指令，即可加快數(shù)據(jù)的傳送速度，又減少器的傳送指令

6、，即可加快數(shù)據(jù)的傳送速度，又減少A的的“瓶頸瓶頸”現(xiàn)象?，F(xiàn)象。（3）通用寄存器）通用寄存器B通用的數(shù)據(jù)寄存器和乘除法的專用寄存器。通用的數(shù)據(jù)寄存器和乘除法的專用寄存器。第二章-5（4）程序狀態(tài)字寄存器）程序狀態(tài)字寄存器PSWCy（PSW.7）進(jìn)位標(biāo)志位，位操作時(shí)作累加器使用。進(jìn)位標(biāo)志位，位操作時(shí)作累加器使用。Ac（PSW.6）輔助進(jìn)位標(biāo)志位，用于輔助進(jìn)位標(biāo)志位，用于BCD碼的十進(jìn)制調(diào)整運(yùn)算。碼的十進(jìn)制調(diào)整運(yùn)算。F0（PSW.5）用戶使用的狀態(tài)標(biāo)志位。用戶使用的狀態(tài)標(biāo)志位。RS1、RS0（PSW.4、PSW.3）4組組工作寄存器區(qū)選擇控制工作寄存器區(qū)選擇控制位位1和和位位0。RS1RS0所選的所

7、選的4組寄存器組寄存器000區(qū)（內(nèi)部區(qū)（內(nèi)部RAM地址地址00H07H）011區(qū)（內(nèi)部區(qū)（內(nèi)部RAM地址地址08H0FH）102區(qū)（內(nèi)部區(qū)（內(nèi)部RAM地址地址10H17H）113區(qū)（內(nèi)部區(qū)（內(nèi)部RAM地址地址18H1FH）第二章-6第二章-7OV（PSW.2）溢出標(biāo)志位溢出標(biāo)志位 指示運(yùn)算是否產(chǎn)生溢出，通常采用雙高判別法。指示運(yùn)算是否產(chǎn)生溢出，通常采用雙高判別法。 PSW.1位位 保留位，未用。保留位，未用。 P(PSW.0) 奇偶標(biāo)志位奇偶標(biāo)志位 P=1，A中中“1”的個(gè)數(shù)為的個(gè)數(shù)為奇數(shù)奇數(shù) P=0，A中中“1”的個(gè)數(shù)為的個(gè)數(shù)為偶數(shù)偶數(shù)2）控制器控制器 計(jì)算機(jī)的指揮控制部件計(jì)算機(jī)的指揮控制部

8、件 （1）程序計(jì)數(shù)器）程序計(jì)數(shù)器PC（ProgramCounter） 存放下一條要執(zhí)行的指令在程序存儲器中的地址。存放下一條要執(zhí)行的指令在程序存儲器中的地址。 基本工作方式有以下幾種：基本工作方式有以下幾種： 程序計(jì)數(shù)器自動(dòng)加程序計(jì)數(shù)器自動(dòng)加1 1 執(zhí)行有條件轉(zhuǎn)移或無條件轉(zhuǎn)移指令時(shí)，執(zhí)行有條件轉(zhuǎn)移或無條件轉(zhuǎn)移指令時(shí)，PCPC將被置入新的數(shù)值，從而使程將被置入新的數(shù)值，從而使程序的流向發(fā)生變化。序的流向發(fā)生變化。執(zhí)行子程序調(diào)用或中斷調(diào)用，完成下列操作：執(zhí)行子程序調(diào)用或中斷調(diào)用，完成下列操作： PC PC的現(xiàn)行值保護(hù)的現(xiàn)行值保護(hù) 將子程序入口地址或中斷向量的地址送入將子程序入口地址或中斷向量的地址

9、送入PCPC。 第二章-8（2）指令寄存器）指令寄存器IR、指令譯碼器、指令譯碼器ID及控制邏輯電路。及控制邏輯電路。（3）DPTR（16位）位）可作數(shù)據(jù)和地址寄存器可作數(shù)據(jù)和地址寄存器 高位字節(jié)寄存器用高位字節(jié)寄存器用DPHDPH表示，低位字節(jié)寄存器用表示，低位字節(jié)寄存器用DPLDPL表示。表示。（4）SP 指示指示堆棧頂部堆棧頂部在在內(nèi)部內(nèi)部RAMRAM塊塊中的位置。中的位置。復(fù)位后，復(fù)位后，SPSP中的內(nèi)容為中的內(nèi)容為07H07H。 作用：作用： 保護(hù)斷點(diǎn)保護(hù)斷點(diǎn) 現(xiàn)場保護(hù)現(xiàn)場保護(hù) 操作：操作： 入棧：入棧：SP+1SP+1，寫入數(shù)據(jù)。，寫入數(shù)據(jù)。 出棧：彈出數(shù)據(jù)，出棧：彈出數(shù)據(jù)，SP-

10、1SP-1。 第二章-92. MCS-51存儲器結(jié)構(gòu)MCS- -51系列單片機(jī)其存儲結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是系列單片機(jī)其存儲結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是：將程序存儲器和數(shù)據(jù)存儲器分開，并有各自的尋址機(jī)構(gòu)和尋址方式，將程序存儲器和數(shù)據(jù)存儲器分開，并有各自的尋址機(jī)構(gòu)和尋址方式，這種結(jié)構(gòu)的單片微型計(jì)算機(jī)稱為這種結(jié)構(gòu)的單片微型計(jì)算機(jī)稱為哈佛型哈佛型結(jié)構(gòu)單片機(jī)結(jié)構(gòu)單片機(jī)。在物理上在物理上有有4個(gè)相互獨(dú)立的存儲空間：個(gè)相互獨(dú)立的存儲空間： 片內(nèi)和片外程序存儲器；片內(nèi)和片外數(shù)據(jù)存儲器。片內(nèi)和片外程序存儲器；片內(nèi)和片外數(shù)據(jù)存儲器。 在邏輯上在邏輯上有有3個(gè)彼此獨(dú)立的地址空間：個(gè)彼此獨(dú)立的地址空間： 1. 片內(nèi)外統(tǒng)一編址的片內(nèi)外統(tǒng)一編址的64

11、KB程序存儲器地址空間；程序存儲器地址空間； 2. 256字節(jié)的片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲器地址空間（高字節(jié)的片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲器地址空間（高128字節(jié)為特殊功能寄字節(jié)為特殊功能寄存器）；存器）； 3. 64KB片外數(shù)據(jù)存儲器地址空間。片外數(shù)據(jù)存儲器地址空間。第二章-10外部ROM內(nèi)部ROM(EA=1)外部ROM(EA=0)0000H0FFFH1000HFFFFH外部RAM(I/O口)0000H0FFFFH程序存儲器（c）特殊功能寄存器區(qū)00H 30H2FH 0FFH工作寄存器區(qū)位尋址區(qū)20H1FH80H7FH0000H0FFFH內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲器（a）外部數(shù)據(jù)存儲器（b）一般RAM區(qū) MCS-5l系列存儲器地址空間

12、分配圖 第二章-111 1） MCSMCS-5151程序存儲器程序存儲器 6 6個(gè)特殊單元：個(gè)特殊單元： 0000H 0000H 復(fù)位后，復(fù)位后，PC=0000HPC=0000H，開始執(zhí)行程序，開始執(zhí)行程序 0003H 0003H 外部中斷外部中斷0 0 （INT0INT0）入口）入口 000BH 000BH 定時(shí)器定時(shí)器0 0中斷（中斷（TF0TF0）入口）入口 0013H 0013H 外部中斷外部中斷1 1（INT1INT1） 入口入口 001BH 001BH 定時(shí)器定時(shí)器1 1中斷（中斷（ TF1TF1）入口）入口 0023H 0023H 串行口中斷串行口中斷TI/RITI/RI入口入口

13、 程序存儲器用于存放調(diào)試好的程序存儲器用于存放調(diào)試好的應(yīng)用程序應(yīng)用程序和和表格常數(shù)表格常數(shù)。MCSMCS-5l5l采用采用1616位的程序計(jì)數(shù)器位的程序計(jì)數(shù)器PCPC和和l6l6位的地址總線，位的地址總線，64KB64KB片片內(nèi)、外的程序存儲器空間連續(xù)、統(tǒng)一內(nèi)、外的程序存儲器空間連續(xù)、統(tǒng)一 。第二章-122 2）MCSMCS-5151數(shù)據(jù)存儲器數(shù)據(jù)存儲器 數(shù)據(jù)存儲器地址空間由內(nèi)部和外部數(shù)據(jù)存儲器空間組成。數(shù)據(jù)存儲器地址空間由內(nèi)部和外部數(shù)據(jù)存儲器空間組成。內(nèi)部和外部數(shù)內(nèi)部和外部數(shù)據(jù)存儲器空間存在重疊。據(jù)存儲器空間存在重疊。 通過不同指令來區(qū)別通過不同指令來區(qū)別 0000H FFFFH 00H 7

14、FH 內(nèi) 部RAM 外 部 RAM 64KB 數(shù) 據(jù) 存 儲器 示 意圖 SFR 80H FFH 內(nèi)部數(shù)據(jù)傳送指令：內(nèi)部數(shù)據(jù)傳送指令：MOV外部數(shù)據(jù)傳送指令：外部數(shù)據(jù)傳送指令：MOVX第二章-13(1)(1)工作寄存器區(qū)工作寄存器區(qū)（00H1FH） 分成分成4 4組，每組組，每組8 8個(gè)寄存器個(gè)寄存器R0-R7R0-R7(2)(2)位尋址區(qū)（位尋址區(qū)（20H20H2FH2FH） 既可進(jìn)行字節(jié)尋址，又可進(jìn)行位尋址。這既可進(jìn)行字節(jié)尋址，又可進(jìn)行位尋址。這1616個(gè)單元共有個(gè)單元共有16168 8128128位位, ,對對應(yīng)位地址應(yīng)位地址00H-7FH00H-7FH。(3)(3)通用通用存儲區(qū)（存儲

15、區(qū)（30H30H7FH7FH） (4)(4)外部數(shù)據(jù)存儲器外部數(shù)據(jù)存儲器（0000HFFFFH） 范圍為范圍為64K64K字節(jié)，采用字節(jié)，采用R0R0、R1R1或或DPTRDPTR寄存器間址方式訪問。寄存器間址方式訪問。 內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲器在物理上又可分成三部分：低內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲器在物理上又可分成三部分：低128字節(jié)字節(jié)RAM、高、高128字節(jié)字節(jié)RAM(僅僅80328052才有才有)和專用寄存器和專用寄存器(SFR)。 低低128字節(jié)字節(jié)RAM由工作寄存器區(qū)、由工作寄存器區(qū)、位尋址區(qū)和通用位尋址區(qū)和通用RAM區(qū)組成。區(qū)組成。數(shù)據(jù)存儲器地址空間數(shù)據(jù)存儲器地址空間80328052的高的高128字節(jié)字節(jié)

16、RAM和專用和專用寄存器寄存器(SFR)空間重合，通過不同尋空間重合，通過不同尋址方式區(qū)別址方式區(qū)別第二章-14 在低在低 128 字節(jié)字節(jié)RAM中中, 00H1FH共共 32 單元是單元是 4 個(gè)通用工作寄存器個(gè)通用工作寄存器區(qū)。每一個(gè)區(qū)有區(qū)。每一個(gè)區(qū)有 8 個(gè)通用寄存器個(gè)通用寄存器R0R7。寄存器和。寄存器和RAM地址對應(yīng)關(guān)系如地址對應(yīng)關(guān)系如表表 2.2。 與與PSW中中RS0、RS1位關(guān)系如下表位關(guān)系如下表RS1RS0寄存器組片內(nèi)PAM地址通用寄存器名稱000組00H07HR0R7011組08H0FHR0R7102組10H17HR0R7013組18H1FHR0R7表表 2.2 寄存器與寄

17、存器與RAM 地址對照表地址對照表 表表 2.1 RS1、 RS0與片內(nèi)工作與片內(nèi)工作寄存器組的對應(yīng)寄存器組的對應(yīng)關(guān)系關(guān)系 第二章-15工作寄存器區(qū) 20H2FH單元是位尋址區(qū)。這單元是位尋址區(qū)。這16個(gè)單元個(gè)單元(共計(jì)共計(jì)168=128位位)的每一位都賦予了一個(gè)位地址，位地址范圍為的每一位都賦予了一個(gè)位地址，位地址范圍為00H7FH。位尋。位尋址區(qū)的每一位都可由指令直接進(jìn)行位處理。通?？梢园迅鞣N程序址區(qū)的每一位都可由指令直接進(jìn)行位處理。通常可以把各種程序狀態(tài)標(biāo)志、位控制變量存于位尋址區(qū)內(nèi)。狀態(tài)標(biāo)志、位控制變量存于位尋址區(qū)內(nèi)。 另外，位尋址區(qū)的每一個(gè)單元也可作一般另外，位尋址區(qū)的每一個(gè)單元也可

18、作一般RAM單元使用，單元使用，進(jìn)行字節(jié)操作。進(jìn)行字節(jié)操作。MCS-51采用不同的尋址方式來區(qū)分字節(jié)地址和采用不同的尋址方式來區(qū)分字節(jié)地址和位地址空間。位地址空間。 第二章-16位尋址區(qū)第二章-17 30H7FH是數(shù)據(jù)緩沖區(qū)，也即用戶是數(shù)據(jù)緩沖區(qū)，也即用戶RAM區(qū)，共區(qū)，共80個(gè)單元。個(gè)單元。 由于工作寄存器區(qū)、位尋址區(qū)、數(shù)據(jù)緩沖區(qū)統(tǒng)一編址，使用同樣的由于工作寄存器區(qū)、位尋址區(qū)、數(shù)據(jù)緩沖區(qū)統(tǒng)一編址，使用同樣的指令訪問，這三個(gè)區(qū)的單元既有自己獨(dú)特的功能，又可統(tǒng)一調(diào)度使用。指令訪問，這三個(gè)區(qū)的單元既有自己獨(dú)特的功能，又可統(tǒng)一調(diào)度使用。因此，前兩個(gè)區(qū)未使用的單元也可作為用戶因此，前兩個(gè)區(qū)未使用的單元

19、也可作為用戶RAM單元使用，使容量較小單元使用，使容量較小的片內(nèi)的片內(nèi)RAM得以充分利用。得以充分利用。第二章-18通用存儲區(qū) 外部數(shù)據(jù)存儲器一般由靜態(tài)外部數(shù)據(jù)存儲器一般由靜態(tài)RAM構(gòu)成，其容量大小由用戶根構(gòu)成，其容量大小由用戶根據(jù)需要而定據(jù)需要而定, 最大可擴(kuò)展到最大可擴(kuò)展到 64 KB RAM , 地址是地址是 0000H0FFFFH。 CPU通過通過MOVX指令訪問外部數(shù)據(jù)存儲器指令訪問外部數(shù)據(jù)存儲器, 用間接尋址方式用間接尋址方式, R0、R1和和 DPTR都可作間接寄存器。都可作間接寄存器。 注意注意, 外部外部RAM和擴(kuò)展的和擴(kuò)展的I/O接口是統(tǒng)一編址的接口是統(tǒng)一編址的, 所有的外

20、擴(kuò)所有的外擴(kuò)I/O口都要占用口都要占用 64 KB中的地址單元。因此，要合理地分配地址空中的地址單元。因此，要合理地分配地址空間，保證譯碼的唯一性。間，保證譯碼的唯一性。 第二章-19外部數(shù)據(jù)存儲器3 3）特殊功能寄存器地址空間）特殊功能寄存器地址空間 共有共有2121個(gè)專用寄存器個(gè)專用寄存器SFRSFR，離散分布在片內(nèi)，離散分布在片內(nèi)RAMRAM的高的高128128字節(jié)地址字節(jié)地址80H80H0FFH0FFH中。中。 程序計(jì)數(shù)器程序計(jì)數(shù)器PCPC不占據(jù)不占據(jù)RAMRAM單元，在除單元，在除PCPC外的專用寄存器外的專用寄存器SFRSFR中，有中，有1111個(gè)專用寄存?zhèn)€專用寄存器既可字節(jié)尋址，

21、又可位尋址（字節(jié)地址為器既可字節(jié)尋址，又可位尋址（字節(jié)地址為8 8的整倍數(shù)）。的整倍數(shù)）。標(biāo)識符名 稱字節(jié)地址*Acc累加器E0H*BB寄存器F0H*PSW程序狀態(tài)字D0HSP堆棧指針81HDPTR數(shù)據(jù)指針(DPH和DPL)82H,83H*P0I/O口080H*P1I/O口190H*P2I/O口2A0H*P3I/O口3B0H*IP中斷優(yōu)先級寄存器B8H*IE中斷允許控制寄存器A8HTMOD定時(shí)器方式寄存器89H*TCON定時(shí)器控制寄存器88H標(biāo)識符名 稱字節(jié)地址TH0計(jì)數(shù)器0高位8CHTL0計(jì)數(shù)器0低位8AHTH1計(jì)數(shù)器1高位8DHTL1計(jì)數(shù)器1低位8BH*SCON串行口控制98HSBUF串行

22、數(shù)據(jù)緩沖器99HPCON電源控制97H位地址的表示法例如：例如： 位名稱位名稱CY、RS0寄存器名加序號寄存器名加序號PSW.7，ACC.1字節(jié)地址加序號字節(jié)地址加序號20H.3直接位地址直接位地址00H第二章-20（1）累加器）累加器ACCACC在大部分的算術(shù)運(yùn)算中存放某個(gè)操作數(shù)和運(yùn)算結(jié)果。在大部分的算術(shù)運(yùn)算中存放某個(gè)操作數(shù)和運(yùn)算結(jié)果。（2）寄存器寄存器B B主要用于與累加器主要用于與累加器A A配合執(zhí)行乘法和除法指令的操作。配合執(zhí)行乘法和除法指令的操作。（3）程序狀態(tài)字程序狀態(tài)字PSWPSW8 8位寄存器，用來存放程序狀態(tài)信息。某些指令位寄存器，用來存放程序狀態(tài)信息。某些指令的執(zhí)行結(jié)果會自

23、動(dòng)影響的執(zhí)行結(jié)果會自動(dòng)影響PSWPSW的有關(guān)狀態(tài)標(biāo)志位，有些狀態(tài)位可用指令來的有關(guān)狀態(tài)標(biāo)志位，有些狀態(tài)位可用指令來設(shè)置。設(shè)置。 特殊功能寄存器特殊功能寄存器第二章-21（4）堆棧指針堆棧指針SPSP 堆棧指針堆棧指針SPSP為一個(gè)為一個(gè)8 8位專用寄存器，每存入位專用寄存器，每存入( (或取出或取出) )一個(gè)字節(jié)數(shù)一個(gè)字節(jié)數(shù)據(jù)，據(jù)，SPSP就自動(dòng)加就自動(dòng)加1(1(或減或減1)1)，SPSP始終指向新的棧頂。始終指向新的棧頂。系統(tǒng)復(fù)位后棧指針系統(tǒng)復(fù)位后棧指針初始化為初始化為07H07H。 （5）數(shù)據(jù)指針數(shù)據(jù)指針DPTRDPTR 16 16位的專用寄存器，由高位字節(jié)位的專用寄存器，由高位字節(jié)DPH

24、DPH和低位字節(jié)和低位字節(jié)DPLDPL組成?？勺鳛橐唤M成。可作為一個(gè)個(gè)1616位寄存器使用，也可以作為位寄存器使用，也可以作為2 2個(gè)獨(dú)立的個(gè)獨(dú)立的8 8位寄存器位寄存器DPHDPH和和DPLDPL使用。使用。 （6） I/OI/O端口端口P0P0P3P3 專用寄存器專用寄存器P0P0P3P3分別是分別是I/OI/O端口端口P0P0P3P3的鎖存器?？梢园训逆i存器?？梢园袸/OI/O口當(dāng)口當(dāng)作作一一般的專用寄存器來使用，沒有專門設(shè)置的端口操作指令，般的專用寄存器來使用，沒有專門設(shè)置的端口操作指令，全部采用全部采用統(tǒng)一的統(tǒng)一的MOVMOV指令。指令。第二章-22關(guān)于關(guān)于數(shù)據(jù)存儲器數(shù)據(jù)存儲器 1

25、1）根據(jù)地址總線寬度，在片外可擴(kuò)展的存儲器最大容量為）根據(jù)地址總線寬度，在片外可擴(kuò)展的存儲器最大容量為64KB64KB，地，地址范圍為址范圍為0000H0000HFFFFHFFFFH。2 2）片外數(shù)據(jù)存儲器片外數(shù)據(jù)存儲器與與程序存儲器程序存儲器的操作使用不同的指令和控制信的操作使用不同的指令和控制信號，允許兩者的地址重復(fù)。因此，片外要擴(kuò)展的數(shù)據(jù)存儲器與程序號，允許兩者的地址重復(fù)。因此，片外要擴(kuò)展的數(shù)據(jù)存儲器與程序存儲器各為存儲器各為64KB64KB。3 3）片外數(shù)據(jù)存儲器片外數(shù)據(jù)存儲器與與片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲器片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲器的操作指令亦不同的操作指令亦不同( (對片外對片外RAMRAM用用MOVXMO

26、VX指令指令) )，所以也允許兩者的地址重復(fù)，內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲器的地址，所以也允許兩者的地址重復(fù)，內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲器的地址00H00HFFHFFH，外部擴(kuò)展數(shù)據(jù)存儲器的地址可以從，外部擴(kuò)展數(shù)據(jù)存儲器的地址可以從0000H0000HFFFFHFFFFH。注意：采用注意：采用R0、R1或或DPTR寄存器間址方式訪問寄存器間址方式訪問片外數(shù)據(jù)存儲器片外數(shù)據(jù)存儲器。當(dāng)采用當(dāng)采用R0、R1間址時(shí)只能訪問低間址時(shí)只能訪問低256字節(jié)，采用字節(jié)，采用DPTR間址可訪問間址可訪問整個(gè)整個(gè)64K字節(jié)空間。字節(jié)空間。第二章-233.并行I/O接口 MCS-5l單片機(jī)內(nèi)有四個(gè)單片機(jī)內(nèi)有四個(gè)8位并行位并行IO端口，為端口，為

27、P0、P1、P2和和P3。每。每個(gè)端口都是個(gè)端口都是8位準(zhǔn)雙向位準(zhǔn)雙向IO口，共占口，共占32根引腳。每個(gè)端口都包含一個(gè)鎖存根引腳。每個(gè)端口都包含一個(gè)鎖存器、一個(gè)輸出驅(qū)動(dòng)器和一個(gè)輸入緩沖器。器、一個(gè)輸出驅(qū)動(dòng)器和一個(gè)輸入緩沖器。一、并行一、并行I/O接口的內(nèi)部結(jié)構(gòu)接口的內(nèi)部結(jié)構(gòu) P0口的每位鎖存器均由口的每位鎖存器均由D觸發(fā)器組成，用來鎖存輸出的信息。在觸發(fā)器組成，用來鎖存輸出的信息。在CPU的的“寫鎖存器寫鎖存器”信號驅(qū)動(dòng)下，將內(nèi)部總線上的數(shù)據(jù)寫入鎖存器中。信號驅(qū)動(dòng)下，將內(nèi)部總線上的數(shù)據(jù)寫入鎖存器中。 P0口口某某位位的的結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)圖圖 第二章-24 當(dāng)由當(dāng)由P0口輸入數(shù)據(jù)時(shí)，由于外部輸入信號既

28、加在緩沖輸口輸入數(shù)據(jù)時(shí)，由于外部輸入信號既加在緩沖輸入端上，又加在驅(qū)動(dòng)電路的漏極上。如果這時(shí)入端上，又加在驅(qū)動(dòng)電路的漏極上。如果這時(shí)T2是導(dǎo)通的，是導(dǎo)通的，則引腳上的電位始終被鉗位在則引腳上的電位始終被鉗位在0電平上，輸人數(shù)據(jù)不可能正電平上，輸人數(shù)據(jù)不可能正確地讀人。因此，在輸入數(shù)據(jù)時(shí)，確地讀人。因此，在輸入數(shù)據(jù)時(shí)，應(yīng)先把應(yīng)先把P0口置口置1，使兩個(gè)，使兩個(gè)輸出輸出FET均關(guān)斷，使引腳均關(guān)斷，使引腳“浮置浮置”，成為高阻狀態(tài)，成為高阻狀態(tài)，這樣才這樣才能正確地輸人數(shù)據(jù)，這就是所謂的能正確地輸人數(shù)據(jù)，這就是所謂的準(zhǔn)雙向口準(zhǔn)雙向口。第二章-25P1口為準(zhǔn)雙向口，其口為準(zhǔn)雙向口，其1位的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖

29、所示。它在結(jié)構(gòu)上與位的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖所示。它在結(jié)構(gòu)上與P0口的區(qū)別在于輸出驅(qū)動(dòng)部分。其輸出驅(qū)動(dòng)部分由場效應(yīng)管口的區(qū)別在于輸出驅(qū)動(dòng)部分。其輸出驅(qū)動(dòng)部分由場效應(yīng)管V1與內(nèi)部與內(nèi)部上拉電阻組成。當(dāng)其某位輸出高電平時(shí)，可以提供上拉電流負(fù)載，不上拉電阻組成。當(dāng)其某位輸出高電平時(shí)，可以提供上拉電流負(fù)載，不必像必像P0口那樣需要外接上拉電阻?？谀菢有枰饨由侠娮琛５诙?26P2.xD Q鎖存器CLK_QV1讀引腳內(nèi)部總線讀鎖存器寫鎖存器內(nèi)部上拉電阻21VCC圖2.10 P1口1位結(jié)構(gòu)圖P1.x P2口當(dāng)作為準(zhǔn)雙向通用口當(dāng)作為準(zhǔn)雙向通用I/O口使用時(shí)，控制信號使轉(zhuǎn)換開關(guān)接向左口使用時(shí)，控制信號使轉(zhuǎn)換開關(guān)接向

30、左側(cè)，鎖存器側(cè)，鎖存器Q端經(jīng)反相器端經(jīng)反相器3接接V1，其工作原理與，其工作原理與P1相同，也具有輸入、相同，也具有輸入、輸出、端口操作三種工作方式，負(fù)載能力也與輸出、端口操作三種工作方式，負(fù)載能力也與P1相同。相同。D Q鎖存器CLK_Q1P2.xV1讀引腳內(nèi)部總線讀鎖存器寫鎖存器地址控制VCC內(nèi)部上拉電阻MUX213圖2.11 P 2口1位結(jié)構(gòu)圖第二章-27 P3口與口與Pl口的輸出驅(qū)動(dòng)部分及內(nèi)部上拉電阻相同，但比口的輸出驅(qū)動(dòng)部分及內(nèi)部上拉電阻相同，但比P1口口多了一個(gè)第二功能控制部分的邏輯電路由一個(gè)與非門和一個(gè)輸多了一個(gè)第二功能控制部分的邏輯電路由一個(gè)與非門和一個(gè)輸入緩沖器組成入緩沖器組

31、成第二章-28P2.x讀鎖存器D Q鎖存器CLK_Q&V1讀引腳內(nèi)部總線寫鎖存器VCC內(nèi)部上拉電阻第二功能輸出第二功能輸入1243圖2.12 P 3口1位結(jié)構(gòu)圖P3.xP3.0(P3.0(RXD) )：串行輸入端。：串行輸入端。P3.1(P3.1(TXD) )：串行輸出端。：串行輸出端。P3.2(P3.2(INTO) )：外部中斷：外部中斷0 0輸入端，低電平有效。輸入端，低電平有效。P3.3(P3.3(INT1) )：外部中斷：外部中斷1 1輸入端，低電平有效。輸入端，低電平有效。P3.4(P3.4(T0) )：定時(shí)計(jì)數(shù)器：定時(shí)計(jì)數(shù)器0 0外部事件計(jì)數(shù)輸入端。外部事件計(jì)數(shù)輸入端。P3.5(P

32、3.5(T1) )：定時(shí)計(jì)數(shù)器：定時(shí)計(jì)數(shù)器1 1外部事件計(jì)數(shù)輸入端。外部事件計(jì)數(shù)輸入端。P3.6(P3.6(WR) )：外部數(shù)據(jù)存儲器寫選通信號，低電平有效。：外部數(shù)據(jù)存儲器寫選通信號，低電平有效。P3.7(P3.7(RD) )：外部數(shù)據(jù)存儲器讀選通信號，低電平有效。：外部數(shù)據(jù)存儲器讀選通信號，低電平有效。P3P3口每位的第二功能：口每位的第二功能：第二章-29P0P3的功能及使用時(shí)的注意事項(xiàng)的功能及使用時(shí)的注意事項(xiàng) 1. 在無片外擴(kuò)展存儲器的系統(tǒng)中，這四個(gè)端口的每一位都可以作為準(zhǔn)在無片外擴(kuò)展存儲器的系統(tǒng)中，這四個(gè)端口的每一位都可以作為準(zhǔn)雙向通用雙向通用IO端口使用。在具有片外擴(kuò)展存儲器的系統(tǒng)

33、中，端口使用。在具有片外擴(kuò)展存儲器的系統(tǒng)中，P2口作為高口作為高8位地址線，位地址線，P0口作為雙向總線，分時(shí)作為低口作為雙向總線，分時(shí)作為低8位地址和數(shù)據(jù)的輸入輸出位地址和數(shù)據(jù)的輸入輸出線。線。 2. P0口作為通用雙向口作為通用雙向IO口用時(shí)，必須外接上拉電阻口用時(shí)，必須外接上拉電阻。 3. P3口除了作通用口除了作通用IO使用外，它的各位還具有第二功能。使用外，它的各位還具有第二功能。 4. 當(dāng)當(dāng)P0P3端口用作輸入時(shí)，為了避免誤讀，都必須先向?qū)?yīng)的輸出端口用作輸入時(shí)，為了避免誤讀，都必須先向?qū)?yīng)的輸出鎖存器寫入鎖存器寫入“l(fā)” ，使，使FET截止。然后再讀端口引腳。截止。然后再讀端口引

34、腳。 如：如：MOV P1,#0FFH MOV A, P1第二章-304.串行I/O接口MCS-51單片機(jī)內(nèi)部有一個(gè)可編程全雙工串行接口，由單片機(jī)內(nèi)部有一個(gè)可編程全雙工串行接口，由RXD和和TXD進(jìn)行數(shù)據(jù)的接收和發(fā)送，進(jìn)行數(shù)據(jù)的接收和發(fā)送，SBUF作為接收和發(fā)送緩沖器。作為接收和發(fā)送緩沖器。 MCS-51單片機(jī)內(nèi)部有兩個(gè)單片機(jī)內(nèi)部有兩個(gè)16位的可編程加位的可編程加1定時(shí)定時(shí)/計(jì)數(shù)器，對內(nèi)部機(jī)器周期或外計(jì)數(shù)器，對內(nèi)部機(jī)器周期或外部事件奇數(shù)。部事件奇數(shù)。第二章-315.定時(shí)器/計(jì)數(shù)器MCS-51及其及其5l子系列的其它成員都具有相同的中斷結(jié)構(gòu)。子系列的其它成員都具有相同的中斷結(jié)構(gòu)。8051有有5個(gè)

35、中斷源個(gè)中斷源2個(gè)外部中斷源個(gè)外部中斷源INT0和和INT1，2個(gè)片內(nèi)定時(shí)器計(jì)數(shù)器溢出個(gè)片內(nèi)定時(shí)器計(jì)數(shù)器溢出中斷源，中斷源，1個(gè)片內(nèi)串行口中斷源。個(gè)片內(nèi)串行口中斷源。分為兩級分為兩級高級中斷和低級中斷。其中任何一個(gè)中斷源的優(yōu)先級均可由軟件高級中斷和低級中斷。其中任何一個(gè)中斷源的優(yōu)先級均可由軟件設(shè)定為高級或低級，能實(shí)現(xiàn)兩級中斷服務(wù)程序嵌套設(shè)定為高級或低級，能實(shí)現(xiàn)兩級中斷服務(wù)程序嵌套。都是可屏蔽的，由軟件設(shè)定。都是可屏蔽的，由軟件設(shè)定。6.中斷系統(tǒng)2.2 MCS2.2 MCS-5151單片機(jī)的引腳及功能單片機(jī)的引腳及功能 X1 X2 EA PSEN ALE RST VCC GND 8051 P0

36、P1 P2 P3 P00P07 P10P17 P20P27 P30P37 一、引腳：一、引腳：40腳分三類腳分三類1、電源線和時(shí)鐘信號線共、電源線和時(shí)鐘信號線共4根根nVCC，GND電源和地電源和地+5V電源供電；電源供電；nX1時(shí)鐘振蕩器輸入端，內(nèi)部振蕩器輸入端；時(shí)鐘振蕩器輸入端，內(nèi)部振蕩器輸入端；nX2時(shí)鐘振蕩器輸出端，內(nèi)部振蕩器輸出端。時(shí)鐘振蕩器輸出端，內(nèi)部振蕩器輸出端。2、控制線、控制線4根根u RST復(fù)位信號，晶振工作后復(fù)位信號，晶振工作后2個(gè)機(jī)器周期的高電平個(gè)機(jī)器周期的高電平復(fù)位復(fù)位CPU；u ALE地址鎖存信號訪問外部存儲器時(shí)該信號鎖存低地址鎖存信號訪問外部存儲器時(shí)該信號鎖存低8

37、位地址；無位地址；無RAM時(shí)，時(shí)，ALE為晶振為晶振6分頻；分頻；u /PSEN外部程序存儲器讀，從程序存儲器中取指令外部程序存儲器讀，從程序存儲器中取指令或讀取數(shù)據(jù)時(shí)，該信號有效；或讀取數(shù)據(jù)時(shí)，該信號有效；u /EA程序存儲器有效地址控制信號，程序存儲器有效地址控制信號，/EA=1從內(nèi)部從內(nèi)部開始執(zhí)行程序；開始執(zhí)行程序；/EA=0從外部開始執(zhí)行程序；從外部開始執(zhí)行程序；3、I/O口線口線32根根-MCS-51MCS-51系列單片機(jī)系列單片機(jī) P0P0、P1P1、P2P2、P3P3共共3232位，對應(yīng)芯片位，對應(yīng)芯片的的32根引腳。根引腳。第二章-32單片機(jī)的片外三總線結(jié)構(gòu)單片機(jī)的片外三總線結(jié)

38、構(gòu)第二章-33二、時(shí)鐘電路及時(shí)序二、時(shí)鐘電路及時(shí)序 1.1.時(shí)鐘電路時(shí)鐘電路 MCS-5l單片機(jī)內(nèi)部有一個(gè)用于構(gòu)成振蕩器的高增益反相放大器，引腳單片機(jī)內(nèi)部有一個(gè)用于構(gòu)成振蕩器的高增益反相放大器，引腳XTALlXTALl和和XTAL2XTAL2分別是反相放大器的輸入端和輸出端，由這個(gè)放大器與作為分別是反相放大器的輸入端和輸出端，由這個(gè)放大器與作為反饋元件的片外晶體或陶瓷諧振器一起構(gòu)成了一個(gè)自激振蕩器，如圖反饋元件的片外晶體或陶瓷諧振器一起構(gòu)成了一個(gè)自激振蕩器，如圖2 24 4所所示。這種方式形成的時(shí)鐘信號稱為內(nèi)部時(shí)鐘方式。圖示。這種方式形成的時(shí)鐘信號稱為內(nèi)部時(shí)鐘方式。圖2 2-5 5所示，為外部時(shí)鐘所示，為外部時(shí)鐘方式。方式。 第二章-342. 2. 有關(guān)有關(guān)單片機(jī)單片機(jī)CPUCPU的的時(shí)序時(shí)序1 1）節(jié)拍與狀態(tài)）節(jié)拍與狀態(tài)