MCS單片機(jī)的基礎(chǔ)知識(shí)

1、第第2 2章章 MCS-51MCS-51單片機(jī)的基礎(chǔ)知識(shí)單片機(jī)的基礎(chǔ)知識(shí)教學(xué)內(nèi)容和要求教學(xué)內(nèi)容和要求 本章系統(tǒng)的介紹本章系統(tǒng)的介紹5151單片機(jī)單片機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)、引腳定義和引腳的內(nèi)部結(jié)構(gòu)、引腳定義和引腳特性、存儲(chǔ)器、寄存器等內(nèi)容。特性、存儲(chǔ)器、寄存器等內(nèi)容。 注意：本章內(nèi)容不必很深入的去學(xué)習(xí)，注意：本章內(nèi)容不必很深入的去學(xué)習(xí)，知道一些基本知識(shí)即可。知道一些基本知識(shí)即可。原因如下：原因如下： 在起步階段，不用過(guò)多的在起步階段，不用過(guò)多的了解單片機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)、工作了解單片機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)、工作原理的全部細(xì)節(jié)，這會(huì)阻礙學(xué)習(xí)原理的全部細(xì)節(jié)，這會(huì)阻礙學(xué)習(xí)的進(jìn)度。特別是在以高級(jí)語(yǔ)言為主的情況下。的進(jìn)度。特別是

2、在以高級(jí)語(yǔ)言為主的情況下。 如有需要，在以后的學(xué)習(xí)和開(kāi)發(fā)過(guò)程中，完如有需要，在以后的學(xué)習(xí)和開(kāi)發(fā)過(guò)程中，完全可以參考其它講解更為詳細(xì)的資料。全可以參考其它講解更為詳細(xì)的資料。1 1、MCS-51MCS-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)2 2、MCS-51MCS-51單片機(jī)的引腳定義與特性單片機(jī)的引腳定義與特性3 3、MCS-51MCS-51單片機(jī)存儲(chǔ)器和寄存器單片機(jī)存儲(chǔ)器和寄存器6 6、定時(shí)、定時(shí)/ /計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)器7 7、MCS-51MCS-51單片機(jī)的中斷系統(tǒng)單片機(jī)的中斷系統(tǒng)專(zhuān)專(zhuān)題題4 4、 MCS-51MCS-51單片機(jī)的工作方式單片機(jī)的工作方式5 5、 MCS-51MCS-51單片機(jī)的

3、最小系統(tǒng)單片機(jī)的最小系統(tǒng)1 1、MCS-51MCS-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)展示實(shí)物總線型總線型非總線型非總線型 目前很多廠商生產(chǎn)目前很多廠商生產(chǎn)5151單片機(jī)，從外觀到內(nèi)部單片機(jī)，從外觀到內(nèi)部資源不完全一樣，但是其資源不完全一樣，但是其MCUMCU結(jié)構(gòu)一致，都采用結(jié)構(gòu)一致，都采用了了80518051核。核。 一個(gè)基本的一個(gè)基本的5151單片機(jī)通常包括以下部件：中單片機(jī)通常包括以下部件：中央處理器央處理器（CPUCPU）、ROMROM、RAMRAM、I/OI/O口、定時(shí)器、口、定時(shí)器、串口、中斷控制器、振蕩電路等。串口、中斷控制器、振蕩電路等。 核心部件：中央處理器（核心部件：中央

4、處理器（CPU）、）、ROM、RAM、振蕩電路；、振蕩電路； 外部功能部件：外部功能部件：I/O口、定時(shí)器、串口、中斷控制器等?？?、定時(shí)器、串口、中斷控制器等。 MCS51 MCS51系列單片機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖如圖所示系列單片機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖如圖所示 下面對(duì)上面的主要部件進(jìn)行簡(jiǎn)單的說(shuō)明。下面對(duì)上面的主要部件進(jìn)行簡(jiǎn)單的說(shuō)明。 I/O I/O口口 中斷控制器中斷控制器 CPUCPU 是單片機(jī)中最重要的部件，負(fù)責(zé)指令的讀取、是單片機(jī)中最重要的部件，負(fù)責(zé)指令的讀取、譯碼、執(zhí)行等內(nèi)部控制核算術(shù)邏輯運(yùn)算。譯碼、執(zhí)行等內(nèi)部控制核算術(shù)邏輯運(yùn)算。 其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，但采用高級(jí)語(yǔ)言編寫(xiě)程序時(shí)，不其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，但采用高級(jí)語(yǔ)言

5、編寫(xiě)程序時(shí)，不必對(duì)其作過(guò)多了解。必對(duì)其作過(guò)多了解。 當(dāng)然，如果采用匯編語(yǔ)言寫(xiě)程序就是另外一回當(dāng)然，如果采用匯編語(yǔ)言寫(xiě)程序就是另外一回事了。事了。 ROMROM 用戶程序編譯成最終的目標(biāo)代碼，通過(guò)燒寫(xiě)，用戶程序編譯成最終的目標(biāo)代碼，通過(guò)燒寫(xiě)，被放在這里。被放在這里。 代碼是能夠被識(shí)別的命令的序列，一般不可更代碼是能夠被識(shí)別的命令的序列，一般不可更改。改。 RAMRAM 程序執(zhí)行的過(guò)程中就是單片機(jī)工作的過(guò)程程序執(zhí)行的過(guò)程中就是單片機(jī)工作的過(guò)程中，會(huì)有或多或少的新的數(shù)據(jù)生成，這些數(shù)據(jù)可以中，會(huì)有或多或少的新的數(shù)據(jù)生成，這些數(shù)據(jù)可以隨時(shí)讀取和更改，放在隨時(shí)讀取和更改，放在RAMRAM中。中。 特殊功能

6、寄存器（特殊功能寄存器（SFRSFR）就位于此。）就位于此。 振蕩電路振蕩電路 單片機(jī)中有很多部件，振蕩電路產(chǎn)成時(shí)鐘信號(hào)，單片機(jī)中有很多部件，振蕩電路產(chǎn)成時(shí)鐘信號(hào)，使得各個(gè)部件有條不紊的工作。使得各個(gè)部件有條不紊的工作。相關(guān)概念：相關(guān)概念： 振蕩周期、狀態(tài)周期、機(jī)器周期、指令周期振蕩周期、狀態(tài)周期、機(jī)器周期、指令周期時(shí)鐘周期：即振蕩周期，由晶振決定。時(shí)鐘周期：即振蕩周期，由晶振決定。狀態(tài)周期：狀態(tài)周期：2 2個(gè)振蕩周期；個(gè)振蕩周期；機(jī)器周期：機(jī)器周期：6 6個(gè)狀態(tài)周期，個(gè)狀態(tài)周期，1212個(gè)振蕩周期（時(shí)鐘周期）；個(gè)振蕩周期（時(shí)鐘周期）；指令周期：一、二、三、四個(gè)機(jī)器周期；指令周期：一、二、三、

7、四個(gè)機(jī)器周期； 例如振蕩脈沖頻率例如振蕩脈沖頻率12MHz12MHz，則振蕩周期，則振蕩周期1/121/12ss，機(jī)器周期，機(jī)器周期1s1s，如，如果振蕩脈沖頻率果振蕩脈沖頻率6MHz6MHz，則振蕩周期，則振蕩周期1/61/6ss，機(jī)器周期，機(jī)器周期2s2s。 輸入輸出口（輸入輸出口（I/OI/O口）口） 它是單片機(jī)最普通、最常用的部件，用來(lái)獲取它是單片機(jī)最普通、最常用的部件，用來(lái)獲取外部的數(shù)字量，或者輸出內(nèi)部產(chǎn)生的數(shù)字量，從而外部的數(shù)字量，或者輸出內(nèi)部產(chǎn)生的數(shù)字量，從而驅(qū)動(dòng)連接在相應(yīng)口線上的部件產(chǎn)生相應(yīng)的動(dòng)作。驅(qū)動(dòng)連接在相應(yīng)口線上的部件產(chǎn)生相應(yīng)的動(dòng)作。 定時(shí)定時(shí)/ /計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)器 定時(shí)：定

8、時(shí)： 如果有些功能，需要間隔某一定時(shí)間運(yùn)行一次，如果有些功能，需要間隔某一定時(shí)間運(yùn)行一次，就需要用到定時(shí)器的定時(shí)功能。就需要用到定時(shí)器的定時(shí)功能。 計(jì)數(shù)：計(jì)數(shù)： 當(dāng)定時(shí)的計(jì)數(shù)源是從外部輸入的時(shí)候，它就被當(dāng)定時(shí)的計(jì)數(shù)源是從外部輸入的時(shí)候，它就被稱(chēng)為計(jì)數(shù)器。稱(chēng)為計(jì)數(shù)器。 中斷控制器中斷控制器 相關(guān)概念：中斷，中斷請(qǐng)求，中斷響應(yīng)，中斷相關(guān)概念：中斷，中斷請(qǐng)求，中斷響應(yīng)，中斷優(yōu)先級(jí)等等。優(yōu)先級(jí)等等。 上圖為按功能劃分的上圖為按功能劃分的MCS51MCS51系列單片機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)系列單片機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化框圖。分析上圖化框圖。分析上圖, , 并按其功能部件劃分可以看出并按其功能部件劃分可以看出, MCS, M

9、CS5151系列單片機(jī)是由系列單片機(jī)是由8 8大部分組成的。大部分組成的。這這8 8大部分是大部分是: : 一個(gè)一個(gè)8 8位中央處理機(jī)位中央處理機(jī)CPUCPU。 128 128個(gè)字節(jié)（個(gè)字節(jié)（MCS52MCS52子系列為子系列為256256字節(jié)）的片內(nèi)數(shù)據(jù)存字節(jié)）的片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器儲(chǔ)器RAMRAM。 4 KB4 KB（MCS52MCS52子系列為子系列為8 KB8 KB）的片內(nèi)程序只讀存儲(chǔ)器）的片內(nèi)程序只讀存儲(chǔ)器ROMROM或或EPROMEPROM（80318031和和80328032無(wú)）。無(wú)）。1818個(gè)（個(gè)（MCS52MCS52子系列為子系列為2121個(gè)）特殊功能寄存器個(gè)）特殊功能寄存器SF

10、RSFR。 44個(gè)個(gè)8 8位并行輸入輸出位并行輸入輸出I/OI/O接口接口: P0: P0口、口、 P1P1口、口、 P2P2口、口、 P3P3口（共口（共3232線）線）, , 用于并行輸入或輸出數(shù)據(jù)。用于并行輸入或輸出數(shù)據(jù)。 1 1個(gè)串行個(gè)串行I/OI/O接口。接口。 22個(gè)（個(gè)（MCS52MCS52子系列為子系列為3 3個(gè)）個(gè)）1616位定時(shí)器位定時(shí)器/ /計(jì)數(shù)器。計(jì)數(shù)器。 1 1個(gè)具有個(gè)具有5 5個(gè)（個(gè)（MCS52MCS52子系列為子系列為6 6個(gè)或個(gè)或7 7個(gè)）中斷源個(gè)）中斷源, , 可可編程為編程為2 2個(gè)優(yōu)先級(jí)的中斷系統(tǒng)。個(gè)優(yōu)先級(jí)的中斷系統(tǒng)。 它可以接收外部中斷申請(qǐng)它可以接收外部

11、中斷申請(qǐng), , 定時(shí)器定時(shí)器/ /計(jì)數(shù)器中斷申請(qǐng)和串行口中斷申請(qǐng)。計(jì)數(shù)器中斷申請(qǐng)和串行口中斷申請(qǐng)。 圖21 MCS51系列單片機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖 2 2、MCS-51MCS-51單片機(jī)的引腳定義與特性單片機(jī)的引腳定義與特性1 1主電源引腳主電源引腳V Vcccc和和V Vssss 2 2外接晶體引腳外接晶體引腳XTAL1XTAL1和和XTAL2XTAL23 3控制信號(hào)或與其它電源復(fù)用引腳控制信號(hào)或與其它電源復(fù)用引腳1 1）主電源引腳）主電源引腳V Vcccc和和V Vssss 2 2）外接晶體引腳）外接晶體引腳XTAL1XTAL1和和XTAL2XTAL23 3）控制信號(hào)或與其它電源復(fù)用引腳）控制信

12、號(hào)或與其它電源復(fù)用引腳1 1） 主電源引腳主電源引腳VccVcc和和VssVss V VCCCC（4040腳）腳）: : 接接+5 V+5 V電源正端電源正端; ; V VSSSS（2020腳）腳）: : 接接+5 V+5 V電源地端。電源地端。2 2）外接晶體引腳）外接晶體引腳XTAL1XTAL1和和XTAL2XTAL2注意：可以接外部晶體振蕩器或者外部時(shí)鐘。如下圖注意：可以接外部晶體振蕩器或者外部時(shí)鐘。如下圖 XTAL1XTAL1（1919腳）腳）: : 接外部石英晶體的一端。接外部石英晶體的一端。 在單片在單片機(jī)內(nèi)部機(jī)內(nèi)部, , 它是一個(gè)反相放大器的輸入端它是一個(gè)反相放大器的輸入端, ,

13、 這個(gè)放大器構(gòu)這個(gè)放大器構(gòu)成了片內(nèi)振蕩器。成了片內(nèi)振蕩器。 當(dāng)采用外部時(shí)鐘時(shí)當(dāng)采用外部時(shí)鐘時(shí), , 對(duì)于對(duì)于HMOSHMOS單片單片機(jī)機(jī), , 該引腳接地該引腳接地; ; 對(duì)于對(duì)于CHMOSCHMOS單片機(jī)單片機(jī), , 該引腳作為外部該引腳作為外部振蕩信號(hào)的輸入端。振蕩信號(hào)的輸入端。 XTAL2XTAL2（1818腳）腳）: : 接外部晶體的另一端。接外部晶體的另一端。 在單片機(jī)在單片機(jī)內(nèi)部?jī)?nèi)部, , 接至片內(nèi)振蕩器的反相放大器的輸出端。接至片內(nèi)振蕩器的反相放大器的輸出端。 當(dāng)采當(dāng)采用外部時(shí)鐘時(shí)用外部時(shí)鐘時(shí), , 對(duì)于對(duì)于HMOSHMOS單片機(jī)單片機(jī), , 該引腳作為外部振蕩該引腳作為外部振蕩

14、信號(hào)的輸入端信號(hào)的輸入端; ; 對(duì)于對(duì)于CHMOSCHMOS芯片芯片, , 該引腳懸空不接。該引腳懸空不接。3 3）控制信號(hào)或與其它電源復(fù)用引腳）控制信號(hào)或與其它電源復(fù)用引腳 控制信號(hào)或與其它電源復(fù)用引腳有控制信號(hào)或與其它電源復(fù)用引腳有RST/VPDRST/VPD、 和和 等等4 4種形式。種形式。 （1 1） RST/VPDRST/VPD（9 9腳）腳）: RST: RST即為即為RESET, VPDRESET, VPD為備用為備用電源電源, , 所以該引腳為單片機(jī)的上電復(fù)位或掉電保護(hù)端。所以該引腳為單片機(jī)的上電復(fù)位或掉電保護(hù)端。 （2 2） (30(30腳腳): ): 當(dāng)訪問(wèn)外部存儲(chǔ)器時(shí)當(dāng)

15、訪問(wèn)外部存儲(chǔ)器時(shí), , ALEALE（允許地址鎖存信號(hào)）以每機(jī)器周期兩次的信號(hào)輸出（允許地址鎖存信號(hào)）以每機(jī)器周期兩次的信號(hào)輸出, , 用于鎖存出現(xiàn)在用于鎖存出現(xiàn)在P0P0口的低口的低8 8位地址。位地址。 （3 3） （2929腳）腳）: : 片外程序存儲(chǔ)器讀選通信號(hào)輸片外程序存儲(chǔ)器讀選通信號(hào)輸出端出端, , 低電平有效。低電平有效。 （4 4） （3131腳）腳）: : 為訪問(wèn)外部程序存儲(chǔ)器為訪問(wèn)外部程序存儲(chǔ)器控制信號(hào)控制信號(hào), , 低電平有效。低電平有效。/.ALE PROGPSEN/PPEA V/ALE PROGPSEN/PPEA VEA 4 4） 輸入輸入/ /輸出（輸出（I/OI/

16、O）引腳）引腳P0P0口、口、 P1P1口、口、 P2P2口及口及P3P3口口 （1 1）P0P0口（口（3939腳腳3232腳）腳）:P0.0:P0.0P0.7P0.7統(tǒng)稱(chēng)為統(tǒng)稱(chēng)為P0P0口。口。 （2 2）P1P1口（口（1 1腳腳8 8腳）腳）:P1.0:P1.0P1.7P1.7統(tǒng)稱(chēng)為統(tǒng)稱(chēng)為P1P1口口, , 可作為準(zhǔn)可作為準(zhǔn)雙向雙向I/OI/O接口使用。接口使用。 （3 3）P2P2口（口（2121腳腳2828腳）腳）:P2.0:P2.0P2.7P2.7統(tǒng)稱(chēng)為統(tǒng)稱(chēng)為P2P2口口, , 一般可一般可作為準(zhǔn)雙向作為準(zhǔn)雙向I/OI/O接口。接口。 （4 4）P3P3口（口（1010腳腳171

17、7腳）腳）:P3.0:P3.0P3.7P3.7統(tǒng)稱(chēng)為統(tǒng)稱(chēng)為P3P3口?？?。 返回定時(shí)返回定時(shí)/ /計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)器下頁(yè)單片機(jī)引腳圖返回方式返回方式1 1單片機(jī)引腳圖1 1）存儲(chǔ)器的總體結(jié)構(gòu)）存儲(chǔ)器的總體結(jié)構(gòu)2 2）MCS-51MCS-51的寄存器的寄存器3 3、 MCS-51MCS-51單片機(jī)存儲(chǔ)器和寄存器單片機(jī)存儲(chǔ)器和寄存器注意下面兩點(diǎn)：注意下面兩點(diǎn)： 存儲(chǔ)器用來(lái)存放程序或數(shù)據(jù)，所以非常重要；存儲(chǔ)器用來(lái)存放程序或數(shù)據(jù)，所以非常重要； 對(duì)單片機(jī)很多部件的操作，實(shí)際是對(duì)相應(yīng)的存對(duì)單片機(jī)很多部件的操作，實(shí)際是對(duì)相應(yīng)的存儲(chǔ)器的操作。儲(chǔ)器的操作。 例如例如P1P1口和地址為口和地址為90H90H的存儲(chǔ)單元

18、對(duì)應(yīng)。的存儲(chǔ)單元對(duì)應(yīng)。 1 1）存儲(chǔ)器的總體結(jié)構(gòu)）存儲(chǔ)器的總體結(jié)構(gòu) 80518051的存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)與常見(jiàn)的微型計(jì)算機(jī)的配置方式不的存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)與常見(jiàn)的微型計(jì)算機(jī)的配置方式不同，它把程序存儲(chǔ)器和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器分開(kāi)，有各自的尋址系同，它把程序存儲(chǔ)器和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器分開(kāi)，有各自的尋址系統(tǒng)、控制信號(hào)和功能。統(tǒng)、控制信號(hào)和功能。MCS51MCS51單片機(jī)存儲(chǔ)器的分類(lèi)：?jiǎn)纹瑱C(jī)存儲(chǔ)器的分類(lèi)：從物理結(jié)構(gòu)上可分為從物理結(jié)構(gòu)上可分為: :片內(nèi)、片外程序存儲(chǔ)器（片內(nèi)、片外程序存儲(chǔ)器（80318031和和80328032沒(méi)有片內(nèi)程序存儲(chǔ)器）與片內(nèi)、片外數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器沒(méi)有片內(nèi)程序存儲(chǔ)器）與片內(nèi)、片外數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器; ; 從尋址空間分布可分

19、為從尋址空間分布可分為: : 程序存儲(chǔ)器、程序存儲(chǔ)器、 內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器和外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器器和外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器3 3大部分大部分; ; 從功能上可分為從功能上可分為: : 程序存儲(chǔ)器、程序存儲(chǔ)器、 內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器、內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器、 特特殊功能寄存器、殊功能寄存器、 位地址空間和外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器位地址空間和外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器5 5大部分。大部分。如下頁(yè)圖如下頁(yè)圖片內(nèi)外統(tǒng)一尋址的片內(nèi)外統(tǒng)一尋址的64KB64KB程序存儲(chǔ)器空間，地址范圍為程序存儲(chǔ)器空間，地址范圍為0000H0000HFFFFHFFFFH。64KB64KB的片外數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器空間，地址范圍的片外數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器空間，地址范圍0000H0000H

20、FFFFHFFFFH。256B256B的片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器空間，地址范圍為的片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器空間，地址范圍為00H00HFFHFFH。 或者用下面的圖來(lái)表示：或者用下面的圖來(lái)表示： 0000H 7FH 00H 80H FFH 0FFFH 0FFFH 0000H 0000H EA0 FFFFH SFR RAM EA1 ROM 4KB FFFFH 64KB ROM RAM 64KB （I/O） RAM 片內(nèi)存儲(chǔ)器 1000H 片外擴(kuò)展存儲(chǔ)器 MCS51單片機(jī)存儲(chǔ)器空間結(jié)構(gòu)圖（a） 程序存儲(chǔ)器; （b） 內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器; （c） 外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器 MCS51 MCS51系列單片機(jī)還有系列單片機(jī)還有12812

21、8個(gè)字節(jié)的個(gè)字節(jié)的RAMRAM區(qū)作為特殊區(qū)作為特殊功能寄存器（功能寄存器（SFRSFR）區(qū)。）區(qū)。 片內(nèi)、片外程序存儲(chǔ)器和數(shù)據(jù)存片內(nèi)、片外程序存儲(chǔ)器和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器各自總?cè)萘繛閮?chǔ)器各自總?cè)萘繛?4 KB64 KB。附附1 1：程序存儲(chǔ)器：程序存儲(chǔ)器n程序存儲(chǔ)器程序存儲(chǔ)器ROMROM用來(lái)存放用來(lái)存放程序程序、常數(shù)常數(shù)或或表格表格等。等。n在在80518051中，其存儲(chǔ)空間分布如下：中，其存儲(chǔ)空間分布如下：l片內(nèi)有片內(nèi)有4KB4KB的的ROMROM存儲(chǔ)單元，地址為存儲(chǔ)單元，地址為0000H0000H0FFFH0FFFH。l片外最多可擴(kuò)至片外最多可擴(kuò)至64KB64KB的的ROMROM，地址，地址1000

22、H1000HFFFFHFFFFH。l片內(nèi)外片內(nèi)外ROMROM統(tǒng)一編址。統(tǒng)一編址。 n當(dāng)當(dāng)EAEA引腳接引腳接高電平高電平時(shí)，時(shí)，CPUCPU將首先將首先訪問(wèn)片內(nèi)訪問(wèn)片內(nèi)ROMROM，當(dāng)指令地址超過(guò)，當(dāng)指令地址超過(guò)0FFFH0FFFH時(shí)，自動(dòng)轉(zhuǎn)向片外時(shí)，自動(dòng)轉(zhuǎn)向片外ROMROM取指令。取指令。n當(dāng)當(dāng)EAEA引腳接引腳接低電平低電平時(shí)，時(shí)，CPUCPU只訪問(wèn)片只訪問(wèn)片外外ROMROM。片外。片外ROMROM的地址從的地址從0000H0000H開(kāi)開(kāi)始編址。對(duì)于始編址。對(duì)于80318031，由于其片內(nèi)無(wú)，由于其片內(nèi)無(wú)ROMROM，所以使用時(shí)必須使所以使用時(shí)必須使EAEA接低電平，以便能接低電平，以便能

23、夠從片外擴(kuò)展的夠從片外擴(kuò)展的EPROMEPROM中取指令。中取指令。附附2 2：程序運(yùn)行的入口地址：程序運(yùn)行的入口地址 實(shí)際應(yīng)用時(shí)實(shí)際應(yīng)用時(shí), , 程序存儲(chǔ)器的容量由用戶根據(jù)需要擴(kuò)展，程序存儲(chǔ)器的容量由用戶根據(jù)需要擴(kuò)展， 而程序地址空間原則上也可由用戶任意安排。而程序地址空間原則上也可由用戶任意安排。 但程序最但程序最初運(yùn)行的入口地址，初運(yùn)行的入口地址， MCS51MCS51單片機(jī)是固定的單片機(jī)是固定的, , 用戶不能用戶不能更改。更改。 程序存儲(chǔ)器中有復(fù)位和中斷源共程序存儲(chǔ)器中有復(fù)位和中斷源共7 7個(gè)固定的入口地址。個(gè)固定的入口地址。如下，如下， MCS51單片機(jī)復(fù)位、 中斷入口地址 51單

24、片機(jī)常見(jiàn)的中斷源和中斷向量表附附3 3：數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器：數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器n數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器RAM主要用來(lái)存放運(yùn)算的中間結(jié)果和數(shù)據(jù)等。n在8051中，其存儲(chǔ)空間分布如下：l片外RAM最多可擴(kuò)至64KB存儲(chǔ)單元，地址范圍為0000HFFFFH。l片內(nèi)RAM為256B存儲(chǔ)單元，地址范圍為00HFFH。n片內(nèi)RAM地址空間共有256B，又分為兩個(gè)部分：l低128B(00H7FH)為真正的RAM區(qū)，如下圖所示 。l高128B(80HFFH)為特殊功能寄存器(SFR)區(qū)，如下表所示 。 0000H 7FH 00H 80H FFH 0FFFH 0FFFH 0000H 0000H EA0 FFFFH SFR RAM EA1

25、ROM 4KB FFFFH 64KB ROM RAM 64KB （I/O） RAM 片內(nèi)存儲(chǔ)器 1000H 片外擴(kuò)展存儲(chǔ)器 下頁(yè)依次有下頁(yè)依次有詳細(xì)圖表詳細(xì)圖表片片內(nèi)內(nèi)RAMRAM地地址址空空間間 7FH30H2FH7F7E7D7C7B7A79782EH77767574737271702DH6F6E6D6C6B6A69682CH67666564636261602BH5F5E5D5C5B5A59582AH575655545352515029H4F4E4D4C4B4A494828H474645444342414027H3F3E3D3C3B3A393826H373635343332313025H2F

26、2E2D2C2B2A292824H272625242322212023H1F1E1D1C1B1A191822H171615141312111021H0F0E0D0C0B0A090820H07060504030201001FH18H第第3組工作寄存器組工作寄存器 (R0R7)17H10H第第2組工作寄存器組工作寄存器 (R0R7)0FH08H第第1組工作寄存器組工作寄存器 (R0R7)07H00H第第0組工作寄存器組工作寄存器 (R0R7)工作寄存器區(qū)工作寄存器區(qū)位尋址區(qū)位尋址區(qū)用戶用戶RAM區(qū)區(qū)(堆棧、數(shù)據(jù)緩沖區(qū)堆棧、數(shù)據(jù)緩沖區(qū))片內(nèi)RAM，工作組寄存器返回定義中返回定義中斷服務(wù)函數(shù)斷服務(wù)函數(shù)

27、低低128128位位2 2）MCS-51MCS-51的寄存器的寄存器 MCS51內(nèi)部有內(nèi)部有256B存儲(chǔ)單元，為存儲(chǔ)單元，為00HFFH。 其寄存器分成兩類(lèi)：一是通用寄存器（低其寄存器分成兩類(lèi)：一是通用寄存器（低128），），一是特殊功能寄存器（一是特殊功能寄存器（SFR）（高）（高128）。）。 在使用高級(jí)語(yǔ)言編程時(shí)，通用寄存器一般作為函在使用高級(jí)語(yǔ)言編程時(shí)，通用寄存器一般作為函數(shù)內(nèi)部的局部變量和函數(shù)調(diào)用時(shí)傳遞參數(shù)只用，由編數(shù)內(nèi)部的局部變量和函數(shù)調(diào)用時(shí)傳遞參數(shù)只用，由編譯器統(tǒng)一接管，我們不必關(guān)心。譯器統(tǒng)一接管，我們不必關(guān)心。 但是但是SFR往往對(duì)應(yīng)了硬件操作，需要工程開(kāi)發(fā)人往往對(duì)應(yīng)了硬件操作

28、，需要工程開(kāi)發(fā)人員按照需求進(jìn)行控制。值得注意。員按照需求進(jìn)行控制。值得注意。 附：特殊功能寄存器附：特殊功能寄存器SFRSFR塊塊 又稱(chēng)為專(zhuān)用寄存器。又稱(chēng)為專(zhuān)用寄存器。 它專(zhuān)用于控制、它專(zhuān)用于控制、 管理單片機(jī)內(nèi)算管理單片機(jī)內(nèi)算術(shù)邏輯部件、術(shù)邏輯部件、 并行并行I/OI/O口鎖存器、口鎖存器、 串行口數(shù)據(jù)緩沖器、串行口數(shù)據(jù)緩沖器、 定時(shí)器定時(shí)器/ /計(jì)數(shù)器、計(jì)數(shù)器、 中斷系統(tǒng)等功能模塊的工作中斷系統(tǒng)等功能模塊的工作, SFR, SFR的地址的地址空間為空間為80H80HFFHFFH。 位地址分布如下頁(yè)圖位地址分布如下頁(yè)圖 0000H 7FH 00H 80H FFH 0FFFH 0FFFH 00

29、00H 0000H EA0 FFFFH SFR RAM EA1 ROM 4KB FFFFH 64KB ROM RAM 64KB （I/O） RAM 片內(nèi)存儲(chǔ)器 1000H 片外擴(kuò)展存儲(chǔ)器 SFRMSB位地址位地址/位定義位定義LSB字節(jié)地址字節(jié)地址BF7F6F5F4F3F2F1F0F0HACCE7E6E5E4E3E2E1E0E0HPSWD7D6D5D4D3D2D1D0D0HCYACF0RS1RS0OV- -PIPBFBEBDBCBBBAB9B8B8H- - - -PSPT1PX1PT0PX0P3B7B6B5B4B3B2B1B0B0HP3.7P3.6P3.5P3.4P3.3P3.2P3.1P3.

30、0IEAFAEADACABAAA9A8A8HEA- - -ESET1EX1ET0EX0P2A7A6A5A4A3A2A1A0A0HP2.7P2.6P2.5P2.4P2.3P2.2P2.1P2.0SCON9F9E9D9C9B9A999898HSM0SM1SM2RENTB8RB8TIRIP1979695949392919090HP1.7P1.6P1.5P1.4P1.3P1.2P1.1P1.0TCON8F8E8D8C8B8A898888HTF1TR1TF0TR0IE1IT1IE0IT0P0878685848382818080HP0.7P0.6P0.5P0.4P0.3P0.2P0.1P0.0SFRSFR

31、中中位位地地址址分分布布表表 【程序【程序1】 工作寄存器的讀寫(xiě)工作寄存器的讀寫(xiě)【程序【程序2 2】位尋址區(qū)的讀寫(xiě)位尋址區(qū)的讀寫(xiě)【程序【程序3 3】一般一般RAMRAM區(qū)和特殊功能寄存器區(qū)的讀和寫(xiě)區(qū)和特殊功能寄存器區(qū)的讀和寫(xiě)END；4 4、 MCS-51MCS-51單片機(jī)的工作方式單片機(jī)的工作方式 MCS-51 MCS-51單片機(jī)的工作方式有復(fù)位、程序執(zhí)行、單片機(jī)的工作方式有復(fù)位、程序執(zhí)行、單步執(zhí)行、掉電保護(hù)、低功耗等方式。單步執(zhí)行、掉電保護(hù)、低功耗等方式。 下面我們先看看復(fù)位方式、程序執(zhí)行方式。下面我們先看看復(fù)位方式、程序執(zhí)行方式。1）復(fù)位方式）復(fù)位方式 MCS-51系列單片機(jī)的復(fù)位引腳系列

32、單片機(jī)的復(fù)位引腳RST上上只要出現(xiàn)只要出現(xiàn)10 ms以上的高電平，單片機(jī)就實(shí)以上的高電平，單片機(jī)就實(shí)現(xiàn)復(fù)位?，F(xiàn)復(fù)位。 單片機(jī)在單片機(jī)在RST引腳高電平的控制下，特引腳高電平的控制下，特殊功能寄存器和程序計(jì)數(shù)器殊功能寄存器和程序計(jì)數(shù)器PC復(fù)位后的狀復(fù)位后的狀態(tài)如下表所示。態(tài)如下表所示。A) 復(fù)位狀態(tài)復(fù)位狀態(tài)MCS-51單片機(jī)復(fù)位狀態(tài)表單片機(jī)復(fù)位狀態(tài)表寄 存 器復(fù) 位 狀 態(tài)寄 存 器復(fù) 位 狀 態(tài)PC0000HTCON 00HA00HT2CON 00HB00HTH0 00HPSW00HTL0 00HSP07HTH1 00HDPTR0000HTL1 00HP0P3FFHSCON 00H (PSW)

33、=00H，由于，由于RS1(PSW.4)=0，RS0(PSW.3)=0，復(fù)位后單片機(jī)選擇工作寄存器，復(fù)位后單片機(jī)選擇工作寄存器0組。組。 (SP)=07H，復(fù)位后堆棧在片內(nèi)，復(fù)位后堆棧在片內(nèi)RAM的的08H單元處建單元處建立。立。TH1、TL1、TH0、TL0的內(nèi)容為的內(nèi)容為00H，定時(shí)器，定時(shí)器/計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)器的初值為初值為0。 (TMOD)=00H，復(fù)位后定時(shí)器，復(fù)位后定時(shí)器/計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)器T0、T1為定時(shí)為定時(shí)器方式器方式0，非門(mén)控方式。，非門(mén)控方式。 (TCON)=00H，復(fù)位后定時(shí)器，復(fù)位后定時(shí)器/計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)器T0、T1停止工停止工作，外部中斷作，外部中斷0、1為電平觸發(fā)方式。為電平觸

34、發(fā)方式。 (T2CON)=00H，復(fù)位后定時(shí)器，復(fù)位后定時(shí)器/計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)器T2停止工停止工作。作。 (SCON)=00H，復(fù)位后串行口工作在移位寄存器，復(fù)位后串行口工作在移位寄存器方式，且禁止串行口接收。方式，且禁止串行口接收。 (IE)=00H，復(fù)位后屏蔽所有中斷。，復(fù)位后屏蔽所有中斷。 (IP)=00H，復(fù)位后所有中斷源都設(shè)置為低優(yōu)先級(jí)。，復(fù)位后所有中斷源都設(shè)置為低優(yōu)先級(jí)。 P0P3口鎖存器都是全口鎖存器都是全1狀態(tài)，說(shuō)明復(fù)位后狀態(tài)，說(shuō)明復(fù)位后4個(gè)個(gè)并行接口設(shè)置為輸入口。并行接口設(shè)置為輸入口。B) 復(fù)位電路復(fù)位電路 MCS-51單片機(jī)系統(tǒng)常常有上電復(fù)位和按鈕復(fù)位兩種單片機(jī)系統(tǒng)常常有上電復(fù)位

35、和按鈕復(fù)位兩種方法。方法。 所謂上電復(fù)位，是指計(jì)算機(jī)加電瞬間，要在所謂上電復(fù)位，是指計(jì)算機(jī)加電瞬間，要在RST引腳引腳上出現(xiàn)大于上出現(xiàn)大于10 ms的正脈沖，使單片機(jī)進(jìn)入復(fù)位狀態(tài)。的正脈沖，使單片機(jī)進(jìn)入復(fù)位狀態(tài)。 按鈕復(fù)位是指用戶按下按鈕復(fù)位是指用戶按下復(fù)位復(fù)位按鈕，使單片機(jī)進(jìn)入復(fù)按鈕，使單片機(jī)進(jìn)入復(fù)位狀態(tài)。位狀態(tài)。 復(fù)位是靠外部電路實(shí)現(xiàn)的。下圖是上電復(fù)位及按鈕復(fù)復(fù)位是靠外部電路實(shí)現(xiàn)的。下圖是上電復(fù)位及按鈕復(fù)位的一種實(shí)用電路。位的一種實(shí)用電路。 圖 MCS51單片機(jī)復(fù)位參考電路（a） 上電復(fù)位電路; （b） 上電/外部復(fù)位電路 22UF1K22UF1K200歐2）程序執(zhí)行方式）程序執(zhí)行方式 程

36、序執(zhí)行方式是單片機(jī)的基本工作方式。程序執(zhí)行方式是單片機(jī)的基本工作方式。 由于復(fù)位后由于復(fù)位后PC=0000H，因此程序總是從，因此程序總是從0000H開(kāi)始，開(kāi)始，為此要在以為此要在以0000H開(kāi)始的存儲(chǔ)單元中存放一條無(wú)條件轉(zhuǎn)移開(kāi)始的存儲(chǔ)單元中存放一條無(wú)條件轉(zhuǎn)移指令，以便跳轉(zhuǎn)到實(shí)際程序的入口去執(zhí)行。指令，以便跳轉(zhuǎn)到實(shí)際程序的入口去執(zhí)行。表 MCS51單片機(jī)復(fù)位、 中斷入口地址 5 5、 MCS-51MCS-51單片機(jī)的最小系統(tǒng)單片機(jī)的最小系統(tǒng) 將將MCS-51單片機(jī)以及與之相匹配的時(shí)鐘電路、復(fù)位單片機(jī)以及與之相匹配的時(shí)鐘電路、復(fù)位電路組合在一起，就形成了電路組合在一起，就形成了MCS-51單片機(jī)

37、的最小系統(tǒng)。單片機(jī)的最小系統(tǒng)。如下圖如下圖6 6、定時(shí)、定時(shí)/ /計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)器簡(jiǎn)簡(jiǎn) 介介 定時(shí)定時(shí)/ /計(jì)數(shù)器是單片機(jī)系統(tǒng)的一個(gè)重要部件，可用來(lái)計(jì)數(shù)器是單片機(jī)系統(tǒng)的一個(gè)重要部件，可用來(lái)實(shí)現(xiàn)定時(shí)控制、頻率測(cè)量、脈寬測(cè)量、信號(hào)發(fā)生以實(shí)現(xiàn)定時(shí)控制、頻率測(cè)量、脈寬測(cè)量、信號(hào)發(fā)生以及用作串行通信中的波特率發(fā)生器。及用作串行通信中的波特率發(fā)生器。 MCS-51MCS-51中采用加法計(jì)數(shù)器，先設(shè)置初值，每來(lái)一個(gè)中采用加法計(jì)數(shù)器，先設(shè)置初值，每來(lái)一個(gè)計(jì)數(shù)脈沖就加計(jì)數(shù)脈沖就加1 1，直到計(jì)數(shù)器溢出。，直到計(jì)數(shù)器溢出。 定時(shí)定時(shí)/ /計(jì)數(shù)器有定時(shí)、計(jì)數(shù)兩大功能，但歸根到底是計(jì)數(shù)器有定時(shí)、計(jì)數(shù)兩大功能，但歸根到底是

38、一個(gè)計(jì)數(shù)器。對(duì)外部脈沖計(jì)數(shù)時(shí)就為計(jì)數(shù)器，對(duì)片一個(gè)計(jì)數(shù)器。對(duì)外部脈沖計(jì)數(shù)時(shí)就為計(jì)數(shù)器，對(duì)片內(nèi)機(jī)器周期脈沖計(jì)數(shù)就是定時(shí)器。內(nèi)機(jī)器周期脈沖計(jì)數(shù)就是定時(shí)器。每過(guò)一個(gè)機(jī)器周期，計(jì)數(shù)器加每過(guò)一個(gè)機(jī)器周期，計(jì)數(shù)器加1教學(xué)目的教學(xué)目的 了解定時(shí)器了解定時(shí)器/ /計(jì)數(shù)器的結(jié)構(gòu)與工作原理。計(jì)數(shù)器的結(jié)構(gòu)與工作原理。 掌握定時(shí)器掌握定時(shí)器/ /計(jì)數(shù)器的四種工作方式的特點(diǎn)及應(yīng)用。計(jì)數(shù)器的四種工作方式的特點(diǎn)及應(yīng)用。 用其設(shè)計(jì)一個(gè)可產(chǎn)生一定頻率方波的信號(hào)源。用其設(shè)計(jì)一個(gè)可產(chǎn)生一定頻率方波的信號(hào)源。 設(shè)計(jì)一個(gè)設(shè)計(jì)一個(gè)PWMPWM信號(hào)以控制直流電機(jī)轉(zhuǎn)速。信號(hào)以控制直流電機(jī)轉(zhuǎn)速。 設(shè)計(jì)一個(gè)用于流水生產(chǎn)線上的產(chǎn)品自動(dòng)計(jì)數(shù)器。設(shè)計(jì)一

39、個(gè)用于流水生產(chǎn)線上的產(chǎn)品自動(dòng)計(jì)數(shù)器。 設(shè)計(jì)一個(gè)測(cè)量電平脈沖寬度的程序。設(shè)計(jì)一個(gè)測(cè)量電平脈沖寬度的程序。 設(shè)計(jì)一個(gè)電子音樂(lè)程序。設(shè)計(jì)一個(gè)電子音樂(lè)程序。學(xué)習(xí)重點(diǎn)和難點(diǎn)學(xué)習(xí)重點(diǎn)和難點(diǎn) 定時(shí)器定時(shí)器/ /計(jì)數(shù)器的初始化。計(jì)數(shù)器的初始化。 定時(shí)器定時(shí)器/ /計(jì)數(shù)器與中斷的綜合應(yīng)用。計(jì)數(shù)器與中斷的綜合應(yīng)用。 主主 要要 內(nèi)內(nèi) 容容 1 1）定時(shí)）定時(shí)/ /計(jì)數(shù)器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和工作原理計(jì)數(shù)器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和工作原理2 2）定時(shí)）定時(shí)/ /計(jì)數(shù)器的控制寄存器計(jì)數(shù)器的控制寄存器3 3）定時(shí)）定時(shí)/ /計(jì)數(shù)器的工作方式計(jì)數(shù)器的工作方式 4 4）定時(shí)）定時(shí)/ /計(jì)數(shù)器的初值的計(jì)算計(jì)數(shù)器的初值的計(jì)算 5 5）定時(shí)）定時(shí)/

40、/計(jì)數(shù)器的初值化步驟計(jì)數(shù)器的初值化步驟 1 1）定時(shí)）定時(shí)/ /計(jì)數(shù)器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和工作原理計(jì)數(shù)器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和工作原理定時(shí)器定時(shí)器1 1定時(shí)器定時(shí)器0 0 15 14 后面具體分析80518051單片機(jī)內(nèi)部設(shè)有兩個(gè)單片機(jī)內(nèi)部設(shè)有兩個(gè)1616位可編程定時(shí)器位可編程定時(shí)器/ /計(jì)數(shù)器，計(jì)數(shù)器，簡(jiǎn)稱(chēng)為定時(shí)器簡(jiǎn)稱(chēng)為定時(shí)器0(0(T0T0) )和定時(shí)器和定時(shí)器1(1(T1T1) )。1616位的定時(shí)器位的定時(shí)器/ /計(jì)數(shù)器分別由兩個(gè)計(jì)數(shù)器分別由兩個(gè)8 8位寄存器組成，即：位寄存器組成，即：T0T0由由TH0TH0和和TL0TL0構(gòu)成，構(gòu)成，T1T1由由TH1TH1和和TL1TL1構(gòu)成。每個(gè)寄存器構(gòu)成。每個(gè)

41、寄存器均可單獨(dú)訪問(wèn)，這些寄存器是用于存放定時(shí)初值或計(jì)均可單獨(dú)訪問(wèn)，這些寄存器是用于存放定時(shí)初值或計(jì)數(shù)初值的。數(shù)初值的。有一個(gè)有一個(gè)8 8位的定時(shí)器方式寄存器位的定時(shí)器方式寄存器TMODTMOD和一個(gè)和一個(gè)8 8位的定時(shí)位的定時(shí)器控制寄存器器控制寄存器TCONTCON。這些寄存器之間是通過(guò)內(nèi)部總線。這些寄存器之間是通過(guò)內(nèi)部總線和控制邏輯電路連接起來(lái)的，定時(shí)器和控制邏輯電路連接起來(lái)的，定時(shí)器/ /計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)器的工作方工作方式、定時(shí)時(shí)間式、定時(shí)時(shí)間和和啟?？刂茊⑼？刂仆ㄟ^(guò)由指令來(lái)確定這些寄存通過(guò)由指令來(lái)確定這些寄存器的狀態(tài)來(lái)實(shí)現(xiàn)。器的狀態(tài)來(lái)實(shí)現(xiàn)。TMODTMOD用于設(shè)定用于設(shè)定定時(shí)器的工作方式定時(shí)

42、器的工作方式，TCONTCON用于控制用于控制定時(shí)定時(shí)器的啟動(dòng)與停止器的啟動(dòng)與停止，并保存，并保存T0T0、T1T1的的溢出和中斷標(biāo)志溢出和中斷標(biāo)志。1616位的定時(shí)器位的定時(shí)器/ /計(jì)數(shù)器實(shí)質(zhì)上是一個(gè)加計(jì)數(shù)器實(shí)質(zhì)上是一個(gè)加l l計(jì)數(shù)器，可計(jì)數(shù)器，可實(shí)現(xiàn)實(shí)現(xiàn)定時(shí)定時(shí)和和計(jì)數(shù)計(jì)數(shù)兩種功能，其功能由軟件控制和切兩種功能，其功能由軟件控制和切換。定時(shí)器屬硬件定時(shí)和計(jì)數(shù)，是單片機(jī)中效率高換。定時(shí)器屬硬件定時(shí)和計(jì)數(shù)，是單片機(jī)中效率高而且工作靈活的部件。而且工作靈活的部件。 在定時(shí)器在定時(shí)器/ /計(jì)數(shù)器開(kāi)始工作之前，計(jì)數(shù)器開(kāi)始工作之前，CPUCPU必須將一些命必須將一些命令令( (稱(chēng)為控制字稱(chēng)為控制字)

43、)寫(xiě)入定時(shí)器寫(xiě)入定時(shí)器/ /計(jì)數(shù)器。將控制字寫(xiě)計(jì)數(shù)器。將控制字寫(xiě)入定時(shí)器入定時(shí)器/ /計(jì)數(shù)器的過(guò)程叫計(jì)數(shù)器的過(guò)程叫定時(shí)器定時(shí)器/ /計(jì)數(shù)器初始化計(jì)數(shù)器初始化。在初始化程序中，要做以下三件事在初始化程序中，要做以下三件事1 1）工作方式控制字工作方式控制字寫(xiě)入定時(shí)器方式寄存器寫(xiě)入定時(shí)器方式寄存器(TMOD)(TMOD)2 2）工作狀態(tài)控制字工作狀態(tài)控制字( (或相關(guān)位或相關(guān)位) )寫(xiě)入定時(shí)器控制寄存器寫(xiě)入定時(shí)器控制寄存器(TCON)(TCON)3 3）賦）賦定時(shí)定時(shí)/ /計(jì)數(shù)初值計(jì)數(shù)初值給給TH0(TH1)TH0(TH1)和和TL0(TL1)TL0(TL1)。 A A、定時(shí)功能的實(shí)現(xiàn)原理：、定時(shí)

44、功能的實(shí)現(xiàn)原理：l計(jì)數(shù)器的加計(jì)數(shù)器的加1 1信號(hào)由振蕩器的信號(hào)由振蕩器的1212分頻信號(hào)產(chǎn)生，即分頻信號(hào)產(chǎn)生，即每過(guò)一個(gè)機(jī)器周期，計(jì)數(shù)器加每過(guò)一個(gè)機(jī)器周期，計(jì)數(shù)器加1 1，直至計(jì)滿溢出。，直至計(jì)滿溢出。l定時(shí)器的定時(shí)時(shí)間與系統(tǒng)的時(shí)鐘頻率有關(guān)。因一個(gè)定時(shí)器的定時(shí)時(shí)間與系統(tǒng)的時(shí)鐘頻率有關(guān)。因一個(gè)機(jī)器周期等于機(jī)器周期等于1212個(gè)時(shí)鐘周期，所以個(gè)時(shí)鐘周期，所以計(jì)數(shù)頻率應(yīng)為系計(jì)數(shù)頻率應(yīng)為系統(tǒng)時(shí)鐘頻率的十二分之一統(tǒng)時(shí)鐘頻率的十二分之一。例如：如果晶振頻率為例如：如果晶振頻率為12MHz12MHz，則機(jī)器周期為，則機(jī)器周期為1 1 s s。通。通過(guò)改變定時(shí)器的定時(shí)初值，并適當(dāng)選擇定時(shí)器的長(zhǎng)過(guò)改變定時(shí)器的定

45、時(shí)初值，并適當(dāng)選擇定時(shí)器的長(zhǎng)度度(8(8位、位、1313位或位或1616位位) )，可以調(diào)整定時(shí)時(shí)間。，可以調(diào)整定時(shí)時(shí)間。 B B、計(jì)數(shù)功能的實(shí)現(xiàn)原理：、計(jì)數(shù)功能的實(shí)現(xiàn)原理：l通過(guò)引腳通過(guò)引腳T0(P3.4)T0(P3.4)和和T1(P3.5)T1(P3.5)對(duì)外部信號(hào)計(jì)數(shù)，對(duì)外部信號(hào)計(jì)數(shù)，外部脈沖外部脈沖的下降沿的下降沿將觸發(fā)計(jì)數(shù)。計(jì)數(shù)器在每個(gè)機(jī)器周期的將觸發(fā)計(jì)數(shù)。計(jì)數(shù)器在每個(gè)機(jī)器周期的S5P2S5P2期間期間采樣引腳輸入電平，若一個(gè)機(jī)器周期采樣引腳輸入電平，若一個(gè)機(jī)器周期S5P2S5P2期間采樣值為期間采樣值為1 1，下一個(gè)機(jī)器周期下一個(gè)機(jī)器周期S5P2S5P2期間采樣值為期間采樣值為0

46、0，則計(jì)數(shù)器加，則計(jì)數(shù)器加1 1，再下，再下一個(gè)機(jī)器周期一個(gè)機(jī)器周期S3P1S3P1期間，新的計(jì)數(shù)值裝入計(jì)數(shù)器。期間，新的計(jì)數(shù)值裝入計(jì)數(shù)器。l因檢測(cè)一個(gè)由因檢測(cè)一個(gè)由1 1至至0 0的跳變需要兩個(gè)機(jī)器周期，故的跳變需要兩個(gè)機(jī)器周期，故外部信號(hào)外部信號(hào)的最高計(jì)數(shù)頻率為時(shí)鐘頻率的二十四分之一的最高計(jì)數(shù)頻率為時(shí)鐘頻率的二十四分之一。例如：如果晶振頻率為例如：如果晶振頻率為12MHz12MHz，則最高計(jì)數(shù)頻率為，則最高計(jì)數(shù)頻率為0.5MHz0.5MHz。雖。雖然對(duì)外部輸入信號(hào)的占空比無(wú)特殊要求，但為了確保給定然對(duì)外部輸入信號(hào)的占空比無(wú)特殊要求，但為了確保給定電平在變化前至少被采樣一次，電平在變化前至少

47、被采樣一次，外部計(jì)數(shù)脈沖的高電平與外部計(jì)數(shù)脈沖的高電平與低電平保持時(shí)間均需在一個(gè)機(jī)器周期以上低電平保持時(shí)間均需在一個(gè)機(jī)器周期以上。如下頁(yè)圖所示如下頁(yè)圖所示 S1 S2 S3 S4 S5 S6 S1 S2 S3 S4 S5 S6 S1 S2 S3 S4 S5 S6 S1 S2 S3 S4 S5 S6 S1 S2 S3 S4 S5 S6 S1 S2 S3 S4 S5 S6 讀操作碼 再讀下一個(gè)操作碼 讀下一個(gè)操作碼(丟棄) 讀操作碼 讀第二字節(jié) 讀下一個(gè)操作碼 讀下一個(gè)操作碼(丟棄) 再讀下一個(gè)操作碼 讀下一個(gè)操作碼(丟棄) 讀操作碼 不取指 無(wú) ALE 地址 數(shù)據(jù) 訪問(wèn)外部存儲(chǔ)器 (a) 單字節(jié)

48、單周期指令，如 INC A (b) 雙字節(jié)單周期指令，如 ADD A,#data (c) 單字節(jié)雙周期指令，如 INC DPTR (d)單字節(jié)雙周期指令 S1 S2 S3 S4 S5 S6 P1 P2 P1 P2 P1 P2 P1 P2 P1 P2 P1 P2 S1 S2 S3 S4 S5 S6 P1 P2 P1 P2 P1 P2 P1 P2 P1 P2 P1 P2 讀操作碼 不取指 再讀下一個(gè)操作碼 如 MOVX 類(lèi)指令 ALE OSC 一個(gè)機(jī)器周期 一個(gè)機(jī)器周期 l時(shí)鐘周期為單片機(jī)提供定時(shí)信號(hào)的振蕩源的周期或外部輸入時(shí)鐘信號(hào)的周期，也稱(chēng)為振蕩周期 。l狀態(tài)周期(或狀態(tài)S)是振蕩周期的兩倍，

49、它分為P1節(jié)拍和P2節(jié)拍。l一條指令的執(zhí)行過(guò)程分作幾個(gè)基本操作，完成一個(gè)基本操作所需的時(shí)間稱(chēng)作機(jī)器周期。l執(zhí)行一條指令所需的時(shí)間稱(chēng)為指令周期。 2 2）定時(shí)）定時(shí)/ /計(jì)數(shù)器的控制寄存器計(jì)數(shù)器的控制寄存器a a、定時(shí)器方式寄存器、定時(shí)器方式寄存器TMODTMODb b、定時(shí)器控制寄存器、定時(shí)器控制寄存器TCONTCON啟動(dòng)啟動(dòng)溢出標(biāo)志溢出標(biāo)志外部中斷外部中斷1請(qǐng)求標(biāo)志位外部中斷1出發(fā)方式選擇位a a、定時(shí)器方式寄存器、定時(shí)器方式寄存器TMODTMODTMODTMOD的作用是設(shè)置的作用是設(shè)置T0T0、T1T1的工作方式。的工作方式。 其格式：其格式：各位的功能說(shuō)明：各位的功能說(shuō)明：(1) (1)

50、 GATEGATE：門(mén)控位：門(mén)控位。GATE=0GATE=0：軟件啟動(dòng)定時(shí)器軟件啟動(dòng)定時(shí)器，即用指令使，即用指令使TCONTCON中的中的TR1(TR0)TR1(TR0)置置1 1即可啟動(dòng)定時(shí)器即可啟動(dòng)定時(shí)器1(1(定時(shí)器定時(shí)器0)0)。GATE=1GATE=1：軟件和硬件共同啟動(dòng)定時(shí)器軟件和硬件共同啟動(dòng)定時(shí)器，即用指令使，即用指令使TCONTCON中的中的TR1(TR0)TR1(TR0)置置1 1時(shí)，只有外部中斷時(shí)，只有外部中斷INT0(INT1)INT0(INT1)引引腳輸入高電平時(shí)才能啟動(dòng)定時(shí)器腳輸入高電平時(shí)才能啟動(dòng)定時(shí)器1(1(定時(shí)器定時(shí)器0)0)。這個(gè)功能這個(gè)功能可用于測(cè)量可用于測(cè)量

51、INTiINTi引線出現(xiàn)的正脈沖的寬度引線出現(xiàn)的正脈沖的寬度 (2) (2) C/TC/T：功能選擇位：功能選擇位。C/T=0C/T=0時(shí)，以定時(shí)器方式工作。時(shí)，以定時(shí)器方式工作。C/T=1C/T=1時(shí)，以計(jì)數(shù)器方式工作。時(shí)，以計(jì)數(shù)器方式工作。(3) (3) M1M1、M0M0：方式選擇位：方式選擇位。 其定義如下其定義如下 M1 M0M1 M0工作方式工作方式功能描述功能描述0 00 0方式方式0 01313位計(jì)數(shù)器位計(jì)數(shù)器0 10 1方式方式1 11616位計(jì)數(shù)器位計(jì)數(shù)器1 01 0方式方式2 2自動(dòng)重裝初值自動(dòng)重裝初值8 8位計(jì)數(shù)器位計(jì)數(shù)器1 11 1方式方式3 3定時(shí)器定時(shí)器0 0：分

52、為兩個(gè)獨(dú)立的：分為兩個(gè)獨(dú)立的8 8位計(jì)數(shù)器位計(jì)數(shù)器定時(shí)器定時(shí)器1 1：無(wú)中斷的計(jì)數(shù)器：無(wú)中斷的計(jì)數(shù)器b b、定時(shí)器控制寄存器、定時(shí)器控制寄存器TCONTCON控制定時(shí)器的啟動(dòng)與停止，并保存控制定時(shí)器的啟動(dòng)與停止，并保存T0T0、T1T1的溢出和中斷標(biāo)的溢出和中斷標(biāo)志。志。TCONTCON的格式的格式: :各位的功能說(shuō)明：各位的功能說(shuō)明：(1) (1) TF1TF1(TCON.7)(TCON.7)：定時(shí)器定時(shí)器1 1溢出標(biāo)志位溢出標(biāo)志位。當(dāng)定時(shí)器。當(dāng)定時(shí)器1 1計(jì)滿計(jì)滿溢出時(shí)，由硬件自動(dòng)使溢出時(shí)，由硬件自動(dòng)使TF1TF1置置1 1，并申請(qǐng)中斷。對(duì)該標(biāo)志位，并申請(qǐng)中斷。對(duì)該標(biāo)志位有兩種處理方法，一

53、種是以中斷方式工作，即有兩種處理方法，一種是以中斷方式工作，即TF1TF1置置1 1并申并申請(qǐng)中斷，響應(yīng)中斷后，執(zhí)行中斷服務(wù)程序，并由請(qǐng)中斷，響應(yīng)中斷后，執(zhí)行中斷服務(wù)程序，并由硬件自動(dòng)硬件自動(dòng)使使TF1TF1清清0 0；另一種以查詢方式工作，即通過(guò)查詢?cè)撐皇欠?；另一種以查詢方式工作，即通過(guò)查詢?cè)撐皇欠駷闉? 1來(lái)判斷是否溢出，來(lái)判斷是否溢出，TF1TF1置置1 1后后必須用軟件使必須用軟件使TF1TF1清清0 0。 各位的功能說(shuō)明：各位的功能說(shuō)明：(2) (2) TR1TR1(TCON.6)(TCON.6)：定時(shí)器定時(shí)器1 1啟?？刂莆粏⑼？刂莆?。GATE=0GATE=0時(shí)，用軟件使時(shí)，用軟件

54、使TR1TR1置置1 1即啟動(dòng)定時(shí)器即啟動(dòng)定時(shí)器1 1，若用軟件，若用軟件使使TR1TR1清清0 0則停止定時(shí)器則停止定時(shí)器1 1。GATE=1GATE=1時(shí)，用軟件使時(shí)，用軟件使TR1TR1置置1 1的同時(shí)外部中斷的同時(shí)外部中斷INT1INT1的引的引腳輸入高電平才能啟動(dòng)定時(shí)器腳輸入高電平才能啟動(dòng)定時(shí)器1 1。(3) (3) TF0TF0(TCON.5)(TCON.5)：定時(shí)器定時(shí)器0 0溢出標(biāo)志位溢出標(biāo)志位。其功能同。其功能同TF1TF1。(4) (4) TR0TR0(TCON.4)(TCON.4)：定時(shí)器定時(shí)器0 0啟停控制位啟?？刂莆?。其功能同。其功能同TR1TR1。(5) (5) I

55、E1IE1(TCON.3)(TCON.3)：外部中斷外部中斷1 1請(qǐng)求標(biāo)志位請(qǐng)求標(biāo)志位。(6) (6) IT1IT1(TCON.2)(TCON.2)：外部中斷外部中斷1 1觸發(fā)方式選擇位觸發(fā)方式選擇位。(7) (7) IE0IE0(TCON.1)(TCON.1)：外部中斷外部中斷0 0請(qǐng)求標(biāo)志位請(qǐng)求標(biāo)志位。(8) (8) IT0IT0(TCON.0)(TCON.0)：外部中斷外部中斷0 0觸發(fā)方式選擇位觸發(fā)方式選擇位。 3 3）定時(shí)）定時(shí)/ /計(jì)數(shù)器的工作方式及應(yīng)用計(jì)數(shù)器的工作方式及應(yīng)用M1 M0M1 M0工作方式工作方式功能描述功能描述0 00 0方式方式0 01313位計(jì)數(shù)器位計(jì)數(shù)器0 1

56、0 1方式方式1 11616位計(jì)數(shù)器位計(jì)數(shù)器1 01 0方式方式2 2自動(dòng)重裝初值自動(dòng)重裝初值8 8位計(jì)數(shù)器位計(jì)數(shù)器1 11 1方式方式3 3定時(shí)器定時(shí)器0 0：分為兩個(gè)獨(dú)立的：分為兩個(gè)獨(dú)立的8 8位計(jì)數(shù)器位計(jì)數(shù)器定時(shí)器定時(shí)器1 1：無(wú)中斷的計(jì)數(shù)器：無(wú)中斷的計(jì)數(shù)器重點(diǎn)（先熟悉方式1即可）A A、方式、方式1 1在方式在方式1 1下，以定時(shí)器下，以定時(shí)器0 0為例，定時(shí)器為例，定時(shí)器/ /計(jì)數(shù)器是一個(gè)由計(jì)數(shù)器是一個(gè)由TH0TH0中的中的8 8位和位和TL0TL0中的中的8 8位組成的位組成的1616位加位加1 1計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)器。方式方式1 1與方式與方式0 0基本相似基本相似，最大的區(qū)別是方式，最

57、大的區(qū)別是方式1 1的加的加1 1計(jì)計(jì)數(shù)器位數(shù)是數(shù)器位數(shù)是1616位。位。 振蕩器 12分頻 TH0 (8位) TL0 (8位) TF0 1 & C/T=0 C/T=1 T0(P3.4) TR0 GATE INT0(P3.2) 中斷 1 定時(shí)器/計(jì)數(shù)器0方式1邏輯結(jié)構(gòu) TR0置置1即啟動(dòng)定時(shí)器即啟動(dòng)定時(shí)器1GATE=0時(shí)軟啟時(shí)軟啟定時(shí)器定時(shí)器0溢出溢出標(biāo)志位標(biāo)志位B B、方式、方式0 0在方式在方式0 0下，以定時(shí)器下，以定時(shí)器0 0為例，定時(shí)器為例，定時(shí)器/ /計(jì)數(shù)器是一個(gè)由計(jì)數(shù)器是一個(gè)由TH0TH0中的中的8 8位和位和TL0TL0中的低中的低5 5位組成的位組成的1313位加位加1 1計(jì)

58、數(shù)器計(jì)數(shù)器(TL0(TL0中的高中的高3 3位不用位不用) )；若；若TL0TL0中的第中的第5 5位有進(jìn)位，直接進(jìn)到位有進(jìn)位，直接進(jìn)到TH0TH0中的最低位。中的最低位。定時(shí)器定時(shí)器/ /計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)器0 0方式方式0 0邏輯結(jié)構(gòu)如下圖所示。邏輯結(jié)構(gòu)如下圖所示。振蕩器 12分頻 TH0 (8位) TL0 (5位) TF0 1 & 1 C/T=0 C/T=1 T0(P3.4) TR0 GATE INT0(P3.2) 中斷 TR0置置1即啟動(dòng)定時(shí)器即啟動(dòng)定時(shí)器1GATE=0時(shí)軟啟時(shí)軟啟定時(shí)器定時(shí)器0溢出溢出標(biāo)志位標(biāo)志位當(dāng)門(mén)控位當(dāng)門(mén)控位GATE=0GATE=0時(shí)，或門(mén)輸出始終為時(shí)，或門(mén)輸出始終為1

59、1，與門(mén)被打開(kāi)，與門(mén)被打開(kāi)，與門(mén)的輸出電平始終與與門(mén)的輸出電平始終與TR0TR0的電平一致，實(shí)現(xiàn)的電平一致，實(shí)現(xiàn)由由TR0TR0控控制定時(shí)器制定時(shí)器/ /計(jì)數(shù)器的啟動(dòng)和停止計(jì)數(shù)器的啟動(dòng)和停止。若軟件使若軟件使TR0TR0置置1 1，接通控制開(kāi)關(guān)，啟動(dòng)定時(shí)器，接通控制開(kāi)關(guān)，啟動(dòng)定時(shí)器0 0，1313位位加加1 1計(jì)數(shù)器在定時(shí)初值或計(jì)數(shù)初值的基礎(chǔ)上進(jìn)行加計(jì)數(shù)器在定時(shí)初值或計(jì)數(shù)初值的基礎(chǔ)上進(jìn)行加1 1計(jì)計(jì)數(shù)數(shù). .溢出時(shí)，溢出時(shí)，1313位加位加1 1計(jì)數(shù)器為計(jì)數(shù)器為0 0，TF0TF0由硬件自動(dòng)置由硬件自動(dòng)置1 1，并，并申請(qǐng)中斷，同時(shí)申請(qǐng)中斷，同時(shí)1313位加位加1 1計(jì)數(shù)器繼續(xù)從計(jì)數(shù)器繼續(xù)從0

60、 0開(kāi)始計(jì)數(shù)。若開(kāi)始計(jì)數(shù)。若軟件使軟件使TR0TR0清清0 0，關(guān)斷控制開(kāi)關(guān)，停止定時(shí)器，關(guān)斷控制開(kāi)關(guān)，停止定時(shí)器0 0，加，加1 1計(jì)計(jì)數(shù)器停止計(jì)數(shù)。數(shù)器停止計(jì)數(shù)。 C C、方式、方式2 2在方式在方式2 2下，以定時(shí)器下，以定時(shí)器0 0為例，定時(shí)器為例，定時(shí)器/ /計(jì)數(shù)器是一個(gè)能計(jì)數(shù)器是一個(gè)能自動(dòng)裝入自動(dòng)裝入初值的初值的8 8位加位加1 1計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)器，TH0TH0中的中的8 8位用于存放定時(shí)初值或計(jì)數(shù)初位用于存放定時(shí)初值或計(jì)數(shù)初值，值，TL0TL0中的中的8 8位用于加位用于加1 1計(jì)數(shù)器。計(jì)數(shù)器。 方式方式2 2與方式與方式0 0基本相似基本相似，最大的區(qū)別除方式，最大的區(qū)別除方式2