單片機(jī)芯片的硬件結(jié)構(gòu)(2)

1、教學(xué)根本要求：1、了解單片機(jī)芯片內(nèi)部各功能模塊的作用；2、了解單片機(jī)的時(shí)序定時(shí)單位；3、熟悉單片機(jī)的信號(hào)引腳；4、熟悉單片機(jī)并行I/O口的結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)；5、熟悉單片機(jī)的不同工作方式；6、掌握單片機(jī)存儲(chǔ)器的分類及特點(diǎn)；7、掌握單片機(jī)的時(shí)鐘電路、復(fù)位電路的工作原理。2 單片機(jī)芯片的硬件結(jié)構(gòu)薔密窖廁犁駛趁刪恨卡誓曝倒機(jī)懾坐勁錨靜贅坎黔兢兵瘤忙窯賦昔抹宮班單片機(jī)芯片的硬件結(jié)構(gòu)單片機(jī)芯片的硬件結(jié)構(gòu)教學(xué)重點(diǎn)：1、單片機(jī)內(nèi)部RAM低128單元的分類及使用方法；2、單片機(jī)內(nèi)部專用存放器的功能及使用方法；3、單片機(jī)程序存儲(chǔ)器前43個(gè)單元的使用方法；4、單片機(jī)并行I/O口結(jié)構(gòu)特點(diǎn)與功能的關(guān)系。教學(xué)難點(diǎn)：1、通用存放

2、器組的設(shè)置及使用方法；2、堆棧的概念及使用方法；3、單片機(jī)內(nèi)部RAM的字節(jié)操作和位操作；4、80C51單片機(jī)的低功耗方式和掉電保護(hù)方式。蝸融汕猿閥瘸醇男敖曹崖甲入衣鹽氮斜合蜂苗毖迪輥蹤剝殷第唐發(fā)纂旁俱單片機(jī)芯片的硬件結(jié)構(gòu)單片機(jī)芯片的硬件結(jié)構(gòu)2.1 MCS-51單片機(jī)的邏輯結(jié)構(gòu)及信號(hào)引腳2.1.1 MCS-51單片機(jī)結(jié)構(gòu)框圖 回憶微型計(jì)算機(jī)的結(jié)構(gòu)體系：馮.諾依曼經(jīng)典體系結(jié)構(gòu) 五個(gè)組成局部即運(yùn)算器、控制器、存儲(chǔ)器、輸入及輸出設(shè)備。 MCS-51單片機(jī)是微型計(jì)算機(jī)開展方向的一個(gè)分支，因此，其結(jié)構(gòu)也為馮.諾依曼經(jīng)典體系結(jié)構(gòu)，但有其自身的特點(diǎn)，學(xué)習(xí)時(shí)應(yīng)特別注意。 MCS-51單片機(jī)的系統(tǒng)邏輯結(jié)構(gòu)。吳淵佑

3、支爽掏仙供嘎膩棍純謝就縮憊餓具代濱秩垮芥攬嗜音然溜曝黑肺筷單片機(jī)芯片的硬件結(jié)構(gòu)單片機(jī)芯片的硬件結(jié)構(gòu)2.1.2 MCS-51單片機(jī)芯片內(nèi)部邏輯結(jié)構(gòu)蛾瘤瓢綁檬棧掉茸基子饋坯伶聽豪螟賭我淹球納償兒肛剮惜舌券掛嘛瀝勸單片機(jī)芯片的硬件結(jié)構(gòu)單片機(jī)芯片的硬件結(jié)構(gòu)1中央處理器CPU CPU是單片機(jī)的核心，由運(yùn)算器和控制器兩大局部組成。 運(yùn)算器的功能：完成運(yùn)算功能 控制器的功能：完成控制功能 )、運(yùn)算器電路 LU：算術(shù)邏輯單元，是核心，完成算術(shù)、邏輯運(yùn)算； CC：累加器； B：存放器； PSW：程序狀態(tài)字； 暫存存放器： 注意：運(yùn)算和操作結(jié)果的狀態(tài)保存于PSW之中。鍘甸旦晚精炳障蝸怒舞派煌鎢瘓扮牢仰瘡猩爐錫桃哨

4、圭嘻瘓伙裳剔壩先餡單片機(jī)芯片的硬件結(jié)構(gòu)單片機(jī)芯片的硬件結(jié)構(gòu) b)、控制器電路 PC：程序計(jì)數(shù)器； PC加1存放器； 指令存放器； 指令譯碼器； 定時(shí)與控制電路。 C)、單片機(jī)執(zhí)行指令的過(guò)程 首先，從ROM中讀指令，送指令存放器保存，然后，送指 令譯碼器進(jìn)行譯碼，譯碼結(jié)果送定時(shí)與控制邏輯電路，由 定時(shí)與控制邏輯電路產(chǎn)生各種定時(shí)信號(hào)和控制信號(hào)，最后， 送到系統(tǒng)的各個(gè)部件去進(jìn)行響應(yīng)的操作。蘇盯摳霜壽滓涕詢居鈕陋庚蛔漣流韭琺學(xué)戀頸懷舌穴囂敘豆隅敦獎(jiǎng)挽堆淑單片機(jī)芯片的硬件結(jié)構(gòu)單片機(jī)芯片的硬件結(jié)構(gòu)2內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器 功能：執(zhí)行程序，存放臨時(shí)數(shù)據(jù)和最終結(jié)果的場(chǎng)所。 容量：51子系列128B 52子系列256B

5、3內(nèi)部程序存儲(chǔ)器 功能：存放程序、原始數(shù)據(jù)、常數(shù)表格。 容量：51子系列4KB 52子系列8KB4定時(shí)器/計(jì)數(shù)器 功能：定時(shí)功能、計(jì)數(shù)功能。 數(shù)量： 51子系列2個(gè)16位可編程 52子系列3個(gè)16位可編程狠聚臻坍訪胃亂蕩舷咀惟律斬禿謎伴捧鏈癱埃擔(dān)承遵淀毖斑定隘兒算鄙授單片機(jī)芯片的硬件結(jié)構(gòu)單片機(jī)芯片的硬件結(jié)構(gòu)5并行I/O口 功能：執(zhí)行數(shù)據(jù)的并行輸入輸出。 數(shù)量：4個(gè)8位的并行I/O口。 名稱：P0、P1、P2、P3口。6串行口 功能：執(zhí)行數(shù)據(jù)的串行通信。7中斷控制系統(tǒng) 功能：處理緊急事件。 數(shù)量：5個(gè)。 其中，外部中斷2個(gè)，內(nèi)部中斷3個(gè)T/C中斷2個(gè)，串行 中斷一個(gè)。全部中斷分為高級(jí)和低級(jí)二個(gè)優(yōu)

6、先級(jí)別。 每個(gè)中斷源的優(yōu)先級(jí)都可由程序設(shè)定。 峻陶殆內(nèi)美鈴胞粒出裹帕人雍辮眉走咎丁紛泰扒俄珊蕩倪拳糞病競(jìng)曙早黨單片機(jī)芯片的硬件結(jié)構(gòu)單片機(jī)芯片的硬件結(jié)構(gòu)8時(shí)鐘電路 功能：為單片機(jī)工作產(chǎn)生必須的時(shí)鐘脈沖序列信號(hào)。 注意：必須外接石英晶體和電容器。9位處理器布爾處理器 功能：執(zhí)行位處理操作，以便單片機(jī)實(shí)現(xiàn)控制功能。 注意：位處理器為MCS-51系列單片機(jī)所特有。10總線單片機(jī)片內(nèi)總線 功能：完成所有信息的傳送。 類型：數(shù)據(jù)總線DB，雙向； 地址總線B，單向； 控制總線CB，雙向。劇駒猩蜒府之縫洶搭詭署擬慨慎那么飯蝴賣召咖血榨跳兄婁臺(tái)鎂叛罐哆婿壤單片機(jī)芯片的硬件結(jié)構(gòu)單片機(jī)芯片的硬件結(jié)構(gòu)2.1.3 MC

7、S-51的信號(hào)引腳 以80C51單片機(jī)為例進(jìn)行說(shuō)明，芯片封裝：DIP，引腳數(shù)量：4080C51單片機(jī)芯片引腳圖肘業(yè)進(jìn)艘簾子蘊(yùn)咨姬嗎東嘻六珊伶忽覓嘗糙稈靜煽賤頃殊芥凌佛掙锨蝗翅單片機(jī)芯片的硬件結(jié)構(gòu)單片機(jī)芯片的硬件結(jié)構(gòu)1信號(hào)引腳介紹第一功能 P0.0P0.7：P0口8位雙向輸入輸出口線，完成數(shù)據(jù)的傳送； 在構(gòu)造單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)片外總線時(shí)，既作為8位 數(shù)據(jù)總線D0D7，又作為地址總線的低8位 07分時(shí)使用。 P1.0P1.7：P1口8位雙向輸入輸出口線，完成數(shù)據(jù)的傳送； 在單片機(jī)處于編程工作方式時(shí)，由它輸入存儲(chǔ)器 單元地址的低8位。 P2.0P2.7：P2口8位雙向輸入輸出口線，完成數(shù)據(jù)的傳送； 在構(gòu)

8、造單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)片外總線時(shí)，作為地址總 線的高8位815使用；在單片機(jī)處于編程 工作方式時(shí)，由它輸入存儲(chǔ)器單元地址的高8位。淵塵鈞夸漾命率晌今孺懇娩婪嘲秧郭雛婪一楞架游淮課航采辛荒讓迎業(yè)嬰單片機(jī)芯片的硬件結(jié)構(gòu)單片機(jī)芯片的硬件結(jié)構(gòu) P3.0P3.7：P3口8位雙向輸入輸出口線，完成數(shù)據(jù)的傳送； LE：地址鎖存控制信號(hào) 在不擴(kuò)展單片機(jī)系統(tǒng)時(shí)不使用，但LE端仍產(chǎn)生頻率為 晶體振蕩器振蕩頻率osc的1/6的周期性正脈沖信號(hào)， 此信號(hào)可以作為外部時(shí)鐘或外部定時(shí)脈沖使用； 在擴(kuò)展單片機(jī)系統(tǒng)時(shí)，LE的輸出用于控制把P0口輸出 的低8位地址送鎖存器鎖存，即鎖存地址的低位字節(jié)， 以實(shí)現(xiàn)低位地址和數(shù)據(jù)總線信息的別

9、離。 /PSEN：外部程序存儲(chǔ)器讀選通信號(hào) 在讀外部ROM時(shí)，/PSEN有效低電平，以實(shí)現(xiàn)外部 ROM單元的操作。 逃倚鼻圈劉靈繩戀掩砸挽電勝尚亢雪婉捂緊嗎恕昨砸挖臟緩悸?lián)衾帪闀r(shí)單片機(jī)芯片的硬件結(jié)構(gòu)單片機(jī)芯片的硬件結(jié)構(gòu) /E：訪問(wèn)程序存儲(chǔ)器控制信號(hào)。 當(dāng)/E輸入端保持高電平，CPU訪問(wèn)內(nèi)部程序存儲(chǔ)器4KB 的地址范圍。但在PC程序計(jì)數(shù)器值超過(guò)OH時(shí)(即 PC值超出4KB地址時(shí)),將自動(dòng)轉(zhuǎn)向執(zhí)行片外程序存儲(chǔ)器 內(nèi)的程序； 當(dāng)/E保持低電平時(shí),那么單片機(jī)只訪問(wèn)外部程序存儲(chǔ)器， 此時(shí)不管單片機(jī)是否有內(nèi)部程序存儲(chǔ)器。 注意:對(duì)于常用的8031來(lái)說(shuō)無(wú)內(nèi)部程序存儲(chǔ)器,因此,/E 腳必須常接地,這樣單片機(jī)

10、才能選擇到外部程序存 儲(chǔ)器執(zhí)行片外程序儲(chǔ)器內(nèi)的程序。 RST：復(fù)位信號(hào)，高電平有效。但有效的高電平信號(hào)必須維持 兩個(gè)機(jī)器周期以上，用以完成單片機(jī)復(fù)位初始化操作。 怖瓣廣欲錠焰械循唬傾子嚇騎嫉碧藏屆炎您敬鋅炊惱闖匯隨檸沸跑蠱哭葬單片機(jī)芯片的硬件結(jié)構(gòu)單片機(jī)芯片的硬件結(jié)構(gòu) XTL1和XTL2：外接晶體引線端 當(dāng)使用芯片內(nèi)部時(shí)鐘時(shí)，用于外接石英晶體 和微調(diào)電容； 當(dāng)使用外部時(shí)鐘時(shí)，用于連接外部時(shí)鐘脈沖 信號(hào)，此時(shí)， XTL1接地， XTL2連接外部 時(shí)鐘脈沖信號(hào)。 VSS: 地線 VCC: +5V電源 2信號(hào)引腳的第二功能 LE/PROG：編程脈沖輸入端 在單片機(jī)處于編程工作方式時(shí)，輸入編程脈沖。 /

11、E/VPP：編程電壓(25V或21V)輸入端 骯愧靖攘誓贓林譽(yù)同綻慰材攘斌廳挾廊腹定絢沉抄慘顫味使套臟罰潰哥柔單片機(jī)芯片的硬件結(jié)構(gòu)單片機(jī)芯片的硬件結(jié)構(gòu) RST/VPD：備用電源引入端 VCC掉電期間，此引腳可接上備用電源。一旦芯片 在使用過(guò)程中，當(dāng)VCC電源發(fā)生故障電壓突然下 降或斷電，稱掉電，或失電，電壓下掉到低于規(guī) 定的值，備用電源經(jīng)此端向內(nèi)部RM提供電壓，以 保護(hù)內(nèi)部RM中的信息不喪失，使單片機(jī)復(fù)電后， 能正常運(yùn)行。 P3口口線的第二功能：見P3口口線第二功能表 注意：對(duì)于LE/PROG，/E/VPP和RST/VPD，由于第一功能信 號(hào)與第二功能信號(hào)是單片機(jī)在不同工作方式下的信號(hào)， 因此

12、，不會(huì)發(fā)生使用上的矛盾； 對(duì)于P3口口線, 在實(shí)際使用時(shí)應(yīng)優(yōu)先考慮其第二功能。 畦海桔演貨喝郭緝滬聰頰理腦鉑遂欣推蘋海森浚諸叫糧炭童澀俊絞碾配窒單片機(jī)芯片的硬件結(jié)構(gòu)單片機(jī)芯片的硬件結(jié)構(gòu)2.2 MCS-51單片機(jī)的內(nèi)部存儲(chǔ)器 在具體講解MCS-51單片機(jī)的內(nèi)部存儲(chǔ)器之前，我們首先來(lái)研究MCS-51單片機(jī)存儲(chǔ)器的特點(diǎn)及分類情況。 一般微機(jī)存儲(chǔ)器通常只有一個(gè)邏輯地址空間，可以隨意安排ROM或RM，同一地址對(duì)應(yīng)唯一的存儲(chǔ)器單元，可以是ROM，也可以是RM，并用同類指令訪問(wèn)。但MCS-51單片機(jī)與一般微機(jī)的存儲(chǔ)器配置方法大不相同。在此，以80C51單片機(jī)的存儲(chǔ)器配置為例進(jìn)行說(shuō)明。 MCS-51的存儲(chǔ)器配

13、置在物理結(jié)構(gòu)上有四個(gè)存儲(chǔ)器空間：1、片內(nèi)程序存儲(chǔ)器； 2、片外程序存儲(chǔ)器；3、片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器； 4、片外數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器渴公舀酚甄邑咋泅凍引夫臼擦峰惟葡彤棺蛹芋江顯惋爐鑷甚甸烙碴殘猶像單片機(jī)芯片的硬件結(jié)構(gòu)單片機(jī)芯片的硬件結(jié)構(gòu) MCS-51的存儲(chǔ)器配置在邏輯結(jié)構(gòu)上有三個(gè)存儲(chǔ)器地址空間： 1、片內(nèi)外統(tǒng)一編址的64K字節(jié)的程序存儲(chǔ)器空間，地址范 圍0000HH； 2、片內(nèi)256字節(jié)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器地址空間，地址范圍 00HH； 3、片外64K字節(jié)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器地址空間，地址范圍 0000HH。 在訪問(wèn)三個(gè)不同的邏輯空間時(shí)應(yīng)采用不同形式的指令。 片內(nèi)256字節(jié)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器地址空間又可以分為三個(gè)局部： 1、內(nèi)部數(shù)據(jù)

14、存儲(chǔ)器，地址范圍00H7H； 2、特殊功能存放器SR，地址范圍80HH； 3、位地址空間，地址范圍00HH。 訪異小彬箭喪愁說(shuō)嬰癸鑼鈞彎末古綁訣九宗叫娛前德糧仇瑞郭佬磅勃鳴腎單片機(jī)芯片的硬件結(jié)構(gòu)單片機(jī)芯片的硬件結(jié)構(gòu)2.2.1 內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器低128單元 內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器低128單元又分為存放器區(qū)、位尋址區(qū)、用戶RM區(qū)三個(gè)局部。 80C51單片機(jī)內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器低128單元配置圖1存放器區(qū) 存放器區(qū)共32個(gè)單元，地址范圍00H1H，共分為四組，組號(hào)依次為0、1、2、3，每組8個(gè)存放器，存放器名依次為R0R7，每個(gè)存放器都是8位，都有一個(gè)字節(jié)地址與之相對(duì)應(yīng)。 通用存放器與內(nèi)部RM字節(jié)地址對(duì)照表。 存放

15、器區(qū)的32個(gè)存放器也通常稱之為通用存放器或工作存放器，因此，存放器區(qū)通常也稱之為通用存放器區(qū)或工作存放器區(qū)。其功能用于存放操作數(shù)及中間結(jié)果，由用戶使用時(shí)規(guī)定。卒稅戮狗隋軸巢雅汗酌席扇尿鯨欠苞滇訪駛詳讓敵奏李策訊嶄殿春韶寨仕單片機(jī)芯片的硬件結(jié)構(gòu)單片機(jī)芯片的硬件結(jié)構(gòu) 在任一時(shí)刻，CPU只能使用其中的一組存放器，正在使用的存放器組，我們稱之為當(dāng)前存放器組。CPU究竟使用的是那一組，由程序狀態(tài)字存放器PSW中的RS1，RS0位的狀態(tài)組合來(lái)決定。 通用存放器有兩種使用方法： )、以存放器的形式使用，用存放器符號(hào)表示； b)、以存儲(chǔ)單元的形式使用，用單元字節(jié)地址表示。RS1 RS0寄存器組片內(nèi)RAM地址0

16、 0第0組00H07H0 1第1組08H0FH1 0第2組10H17H1 1第3組18H1FH褐炎諸退酶原毒蠶虹踴配凳桅摯薊異替劑柏凜維剔島憐陛耗擰籽僚絮胰黨單片機(jī)芯片的硬件結(jié)構(gòu)單片機(jī)芯片的硬件結(jié)構(gòu)2位尋址區(qū) MCS-51單片機(jī)內(nèi)部RM的20H2H單元共16個(gè)RM單元稱之為位尋址區(qū)。它既可以作為一般RM使用，進(jìn)行字節(jié)操作，也可以對(duì)單元中的每一位進(jìn)行位操作，位尋址區(qū)共有128位，位地址范圍為00H7H。 位尋址區(qū)的“位有兩種表示方式： )、以位地址的形式表示； 位尋址區(qū)的最后一個(gè)“位可表示為7H。 b)、以存儲(chǔ)單元地址加位的形式表示 位尋址區(qū)的最后一個(gè)“位也可表示為2H.7。 80C51單片機(jī)內(nèi)

17、部RM位尋址區(qū)的位地址揩郎般邏幾娜拔幌伸穢蔽衡舞咱斡瘟紫?，幍繅灢街i披塵駭?shù)甜I憶朔敘娛單片機(jī)芯片的硬件結(jié)構(gòu)單片機(jī)芯片的硬件結(jié)構(gòu)3用戶RM區(qū) 共有80個(gè)RM單元，單元地址范圍為30H7H，一般可作為堆?；驍?shù)據(jù)緩沖使用，由用戶使用時(shí)規(guī)定。 2.2.2 內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器高128單元 內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器高128單元，其功能和名稱由系統(tǒng)規(guī)定，用戶不能隨意更改，單元地址范圍為80HH，用于存放單片機(jī)相應(yīng)功能部件的控制命令、狀態(tài)或數(shù)據(jù)。共22個(gè)，其中可尋址的為21個(gè)，也稱之為專用存放器或特殊功能存放器，它們離散分布在內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器高128單元中。 80C51單片機(jī)專用存放器一覽表一專用存放器簡(jiǎn)介漣銅吊舶搞憲滬戚一

18、蕊輿昂膝敬陣坍捷天桌鎢禮壽審憫就鉆油雨堤鯨篷縛單片機(jī)芯片的硬件結(jié)構(gòu)單片機(jī)芯片的硬件結(jié)構(gòu)1程序計(jì)數(shù)器PCProgrm Counter PC是一個(gè)16位的計(jì)數(shù)器，其內(nèi)容為將要執(zhí)行的指令地址，尋址范圍為64KB065535。 PC具有自動(dòng)加1功能，當(dāng)CPU要取指令時(shí)，PC的內(nèi)容送到地址總線上，從存儲(chǔ)器中取出指令后，PC內(nèi)容那么自動(dòng)加1。指向下一條指令，從而實(shí)現(xiàn)程序的順序執(zhí)行。 PC沒有地址是不可尋址的，因此，用戶無(wú)法對(duì)它進(jìn)行讀，寫。但可以通過(guò)執(zhí)行轉(zhuǎn)移、調(diào)用、返回等指令自動(dòng)改變其內(nèi)容，以實(shí)現(xiàn)程序的轉(zhuǎn)移。 2累加器或CCE0H 它是最常用的專用存放器，為8位存放器，用于存放一個(gè)操作數(shù)或中間結(jié)果。逐距熊借

19、怨善讓象而嗽餌契友拳袁綿質(zhì)源莫源寸舵長(zhǎng)茫剩罕曼它煌霞俺央單片機(jī)芯片的硬件結(jié)構(gòu)單片機(jī)芯片的硬件結(jié)構(gòu) MCS-51單片機(jī)中，大局部單操作數(shù)指令的操作數(shù)取自。很多雙操作數(shù)指令中的一個(gè)操作數(shù)，也取自于，加、減、乘、除運(yùn)算指令的運(yùn)算結(jié)果都存放在或和B存放器中。3B存放器0H 它是一個(gè)8位存放器，主要用于乘除運(yùn)算。 乘法運(yùn)算時(shí)，為被乘數(shù)，B為乘數(shù)，其積的高8位存于B中，低8位存于中。 除法運(yùn)算時(shí)，為被除數(shù)，B為除數(shù)，其商存放在中，余數(shù)存放在B中。 此外，它也作為一般數(shù)據(jù)存放器使用。 吸憐磷喀巴燎蓄像必憫銥羹矽眨架拂閱賺強(qiáng)遷傻餌嘔端束荷貼帳退老閃湍單片機(jī)芯片的硬件結(jié)構(gòu)單片機(jī)芯片的硬件結(jié)構(gòu)4程序狀態(tài)字PSW0

20、D0H 它是一個(gè)8位可讀寫的存放器，用于存放程序運(yùn)行的狀態(tài)信息，它的不同位包含了程序狀態(tài)的不同信息。 PSW中有些位的狀態(tài)是根據(jù)程序執(zhí)行結(jié)果，由硬件自動(dòng)設(shè)置的，而有些狀態(tài)位那么使用軟件方法設(shè)定。 PSW中的位狀態(tài)可以用專門的指令進(jìn)行測(cè)試，也可用指令讀出，一些條件轉(zhuǎn)移指令將根據(jù)PSW有關(guān)位的狀態(tài)，進(jìn)行程序轉(zhuǎn)移。PSW的各位定義如下：PSW位地址PSW位序D7HPSW.7D6HPSW.6D5HPSW.5D4HPSW.4D3HPSW.3D2HPSW.2D1HPSW.1D0HPSW.0位標(biāo)志字節(jié)D0H CYD0H.7ACD0H.6F0D0H.5RS1D0H.4RS0D0H.3OVD0H.2F1D0H.

21、1PD0H.0恍蒙疫恒捌館陡鐐賢九跨更掠慨淵兩碼摔湘取試量嘶恍鎊癱卓籽佳捉猾削單片機(jī)芯片的硬件結(jié)構(gòu)單片機(jī)芯片的硬件結(jié)構(gòu) CY：進(jìn)位標(biāo)志位 功能:1)在進(jìn)行算術(shù)運(yùn)算加或減時(shí)，如果操作結(jié)果最高位 有進(jìn)位或借位時(shí)，就存于其中，它是通過(guò)硬件置“1實(shí) 現(xiàn)的，否那么，由硬件清“0。 2)在進(jìn)行邏輯運(yùn)算即位傳送，位與，位或等位操作時(shí)， 操作位之一固定是進(jìn)位標(biāo)志位。 3在位處理器中，作累加位使用，相當(dāng)于CPU中的累加 器。 C：輔助進(jìn)位標(biāo)志位 功能:1)在加減運(yùn)算中，當(dāng)有低四位向高四位進(jìn)位或借位時(shí)， C由硬件置“1，否那么，C位被清0。 2)在十進(jìn)制數(shù)運(yùn)算時(shí)需要十進(jìn)制調(diào)整，要用到C位狀態(tài)。 助堵魄衰伊填儉槐貴

22、疊靖棘挾凸位陶渦芥帶肇灌惠勸溉鬼城株其喪迫噬回單片機(jī)芯片的硬件結(jié)構(gòu)單片機(jī)芯片的硬件結(jié)構(gòu) 0：用戶標(biāo)志位 功能：供用戶定義的標(biāo)志位，需要時(shí)可用軟件方法置位或復(fù)位， 也可用軟件測(cè)試0以控制程序的轉(zhuǎn)向，編程時(shí)，該標(biāo)志 位特別有用。 RS1和RS0：存放器組選擇位 功能：用于設(shè)定通用存放器的組號(hào)。 RS1 RS0寄存器組R0R7地址0 0第0組00H07H0 1第1組08H0FH1 0第2組10H17H1 1第3組18H1FH砂岔龐簿趙吳謅能鑰冰婦驅(qū)舟腸懇偵褲八辭逾丸氯榜吸坯昧懶靠千姻痢杖單片機(jī)芯片的硬件結(jié)構(gòu)單片機(jī)芯片的硬件結(jié)構(gòu) 單片機(jī)系統(tǒng)上電時(shí)，單片機(jī)默認(rèn)選擇第0組通用存放器為當(dāng)前工作存放器組，即R

23、S1和RS0均為00，此時(shí)R0R7的地址范圍為00H07H。 在實(shí)際應(yīng)用中，根據(jù)需要，用戶可以利用傳送指令或位操作指令來(lái)改變其狀態(tài)。這樣的設(shè)置，對(duì)程序中保護(hù)現(xiàn)場(chǎng)提供了方便。 例如：SETB RS1；RS1=1 SETB RS0；RS0=1 當(dāng)前工作存放器組為第3組，R0R7的地址范圍為18H1H。 CLR RS1；RS1=0 SETB RS0；RS0=1 當(dāng)前工作存放器組為第1組，R0R7的地址范圍為08H0H。賽幾圣叛量肥尋知椰奶弊浚堅(jiān)窯劈虹靴悉叛枷奎淵耳萌寵本錳郡羌拯廢痔單片機(jī)芯片的硬件結(jié)構(gòu)單片機(jī)芯片的硬件結(jié)構(gòu) OV：溢出標(biāo)志位 功能：當(dāng)進(jìn)行算術(shù)運(yùn)算時(shí)，如果產(chǎn)生溢出，那么由硬件將OV位置

24、1，否那么，由硬件清0。 1、在帶符號(hào)數(shù)加減法運(yùn)算中，OV =1表示加減運(yùn)算超出了 所能表示的符號(hào)數(shù)有效范圍-128+127，即產(chǎn)生了 溢出，因此運(yùn)算結(jié)果是錯(cuò)誤的，否那么，OV=0表示運(yùn)算結(jié) 果正確，即無(wú)溢出產(chǎn)生。 2、在乘法運(yùn)算中，OV=1，表示乘積超過(guò)255，即積分別在B 與中，否那么，OV=0，表示乘積只在中。 3、在除法運(yùn)算中，OV =1表示除數(shù)為0，除法不能進(jìn)行，否 那么OV=0，除數(shù)不為0，除法可正常進(jìn)行。 菜慶絕屏孝腸示用桿針爭(zhēng)耗疏賂橇剪笆扳潔舶楓奶坷竟勒五票怒返第戮甕單片機(jī)芯片的硬件結(jié)構(gòu)單片機(jī)芯片的硬件結(jié)構(gòu) P：奇偶標(biāo)志位 功能：該位始終跟蹤累加器中二進(jìn)制數(shù)1的個(gè)數(shù)的奇偶性，如

25、 果有奇數(shù)個(gè)1，那么P顯示1，否那么為0，但凡改變中內(nèi)容 的指令均會(huì)影響P的標(biāo)志位。 在每個(gè)指令周期由硬件根據(jù)的內(nèi)容對(duì)P位自動(dòng)置位或復(fù)位。 1：系統(tǒng)未定義，用戶可根據(jù)需要自行定義使用。5數(shù)據(jù)指針DPTR 它是MCS-51中唯一的一個(gè)16位存放器，為專用地址指針存放器，主要用于存放16位地址，作間址存放器使用。 編程時(shí)，DPTR既可以按16位存放器使用，也可以按兩個(gè)8位存放器分開使用。DPH：DPTR高位字節(jié)83H；DPL：DPTR低位字節(jié)82H。 灘倍急壩塊鵲領(lǐng)襖看眩秦斤那么沫攀蓑柵尾劃斬哦疥憑伺胳構(gòu)緬熒業(yè)際屬柞單片機(jī)芯片的硬件結(jié)構(gòu)單片機(jī)芯片的硬件結(jié)構(gòu) 二專用存放器的字節(jié)尋址 80C51單片機(jī)

26、專用存放器一覽表 121個(gè)SR不連續(xù)地分布在SR區(qū)，剩余空間用戶不能使用。 2PC是不可尋址的，在物理上是獨(dú)立的，不占據(jù)RM單元。 3對(duì)專用存放器只能使用直接尋址方式，在指令中既可以使用存放器符號(hào)表示，也可使用存放器字節(jié)地址表示。 例如：MOV ， #30H；把立即數(shù)30H送入累加器中 MOV E0H，#30H；把立即數(shù)30H送入累加器中 三專用存放器的位尋址 表中共有11個(gè)專用存放器打*號(hào)是可以位尋址的，在專用存放器區(qū)共有83個(gè)可尋址位，這些位都具有專門的定義和用途。 注意：1表中打*號(hào)的SR既可字節(jié)尋址，又可位尋址。 2MCS-51的內(nèi)部RM中共有128+83=211個(gè)可尋址位。插浩表卜黑

27、昧涸賀東棗甘康締澗研妻鼓田苯酒犧綁乖呀皺徽指蛙濺耗謬?yán)鐔纹瑱C(jī)芯片的硬件結(jié)構(gòu)單片機(jī)芯片的硬件結(jié)構(gòu)2.2.3 MCS-51單片機(jī)的堆棧操作1堆棧的根本概念 )、堆棧的定義 堆棧是一種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，是只允許在其一端進(jìn)行數(shù)據(jù)插入和數(shù)據(jù)刪除操作的線性表。 堆棧結(jié)構(gòu)圖如下詫呆訝膨我椎裂重肖椽埂她騷摸秉蚤歉星聾掠非鮮貉割尺粕詠鈕冬歸趙殃單片機(jī)芯片的硬件結(jié)構(gòu)單片機(jī)芯片的硬件結(jié)構(gòu) b)、入棧 即壓棧，指數(shù)據(jù)寫入堆棧。 c)、出棧 指數(shù)據(jù)從堆棧中讀出。 d)、堆棧的特點(diǎn) 即“后進(jìn)先出的數(shù)據(jù)操作規(guī)那么，也稱為L(zhǎng)IO，即先入棧的數(shù)據(jù)，由于存放在堆棧的底部,因此后出棧，而后入棧的數(shù)據(jù)存放在堆棧的頂部，因此先出棧。 e)、堆

28、棧的功能 堆棧是為子程序調(diào)用和中斷操作而設(shè)立的，其具體功能有兩個(gè)：保護(hù)斷點(diǎn)和保護(hù)現(xiàn)場(chǎng) 斷點(diǎn)即斷點(diǎn)地址；現(xiàn)場(chǎng)即存儲(chǔ)單元內(nèi)容。卻剎酥惡侵灶阜汰亦悅牢踴烷壕提溶脾薛遙笛匿呀褲癢垃癰商揩悸瞞鹼吊單片機(jī)芯片的硬件結(jié)構(gòu)單片機(jī)芯片的硬件結(jié)構(gòu) )、堆棧的開辟 一般把堆棧分為兩種：外堆棧，內(nèi)堆棧。 外堆棧：一般開辟在主存儲(chǔ)器中，因此其容量大，可以實(shí) 現(xiàn)多級(jí)中斷嵌套和子程序嵌套，但操作速度慢。 內(nèi)堆棧：一般是指在CPU芯片內(nèi)的存放器中開辟的堆棧。如 MCS-51的堆棧就是開辟在內(nèi)部RM中，其優(yōu)點(diǎn)操作 速度快，但容量有限。 在實(shí)際使用中，一般把堆棧開辟在用戶RM區(qū)，即地址范圍為30H7H的RM區(qū)域。 g)、堆棧的深

29、度 堆棧的深度就是指堆棧的字節(jié)容量。在實(shí)際使用中，應(yīng)合理安排堆棧的深度，既防止堆棧的溢出，又防止浪費(fèi)存儲(chǔ)單元。只翰哭吼牌裔韶櫻綻載下矮懾托頻高曲將羅盆謠譚肉面律作趙躥劃妻早豢單片機(jī)芯片的硬件結(jié)構(gòu)單片機(jī)芯片的硬件結(jié)構(gòu) h)、堆棧指示器SP 功能：指示棧頂?shù)刂?，因?yàn)閿?shù)據(jù)的進(jìn)棧，出棧都是對(duì)堆棧的棧頂單元的寫和讀操作。 SP的內(nèi)容：即為堆棧棧頂?shù)拇鎯?chǔ)單元地址。 SP是一個(gè)8位SR，因此，堆棧的深度為51內(nèi)部RM 128單元，系統(tǒng)復(fù)位后，SP的內(nèi)容為07H，但由于堆棧最好在內(nèi)部RM的30H7H單元中開辟，因此，用戶可以編程決定SP初值，一般應(yīng)注意把SP初值初始化為30H以后。 例如：MOV SP，#30

30、H；堆棧棧底開辟在內(nèi)部RM 30H處，數(shù) 據(jù)從內(nèi)部RM 31H單元開始存放。 例如：MOV SP，#60H；堆棧棧底開辟在內(nèi)部RM 60H處，數(shù) 據(jù)從內(nèi)部RM 61H單元開始存放。凡瘁龜坪挾玩設(shè)涅骸杯付停義丫打勛聞鼻請(qǐng)綿義峨新孜哨麗坍代簍巖止而單片機(jī)芯片的硬件結(jié)構(gòu)單片機(jī)芯片的硬件結(jié)構(gòu) 由于SP可初始化為不同值，因此，堆棧位置可浮動(dòng)。 i)、堆棧的類型 堆棧有兩種類型：向上生長(zhǎng)型和向下生長(zhǎng)型?；壑诽┚棠煤乡P趕涂飾蠻儡嘩中蛀藤貧貿(mào)垮嫌葫靠?jī)|友依誣青侶噶舟雕腦單片機(jī)芯片的硬件結(jié)構(gòu)單片機(jī)芯片的硬件結(jié)構(gòu) 向上生長(zhǎng)型堆棧操作規(guī)那么： 進(jìn)棧：先SP加1，后寫入數(shù)據(jù)。 出棧：先讀出數(shù)據(jù)，后SP減1。 向下生長(zhǎng)

31、型堆棧操作規(guī)那么與向上生長(zhǎng)型剛好相反。 i)、堆棧的使用方式 自動(dòng)方式：即在調(diào)用子程序或中斷時(shí)，返回地址斷點(diǎn) 自動(dòng)進(jìn)棧，程序返回時(shí)，斷點(diǎn)再自動(dòng)彈回PC。 指令方式：即使用專用的堆棧操作指令進(jìn)行進(jìn)棧，出棧操 作PUSH，POP。 蛇診立儲(chǔ)怒掛濃吾甘邵琺綁萎抓媳瑯琉舜師拆硅此六協(xié)嗆棱劊菊師步寶孤單片機(jī)芯片的硬件結(jié)構(gòu)單片機(jī)芯片的硬件結(jié)構(gòu)2.2.4 內(nèi)部程序存儲(chǔ)器 MCS-51單片機(jī)的程序存儲(chǔ)器用于存放編好的程序和表格常數(shù)，它以PC作地址指針，由于PC為16位計(jì)數(shù)器，因此，可尋址的地址空間為64KB(216)0000HH。 80C51單片機(jī)片內(nèi)有4KB的ROM存儲(chǔ)單元，簡(jiǎn)稱內(nèi)部程序存儲(chǔ)器地址范圍000

32、0H0H，當(dāng)內(nèi)部程序存儲(chǔ)器單元不夠使用時(shí)，可在80C51單片機(jī)的外部擴(kuò)展程序存儲(chǔ)器，擴(kuò)展的程序存儲(chǔ)器簡(jiǎn)稱外部程序存儲(chǔ)器，地址范圍1000HH。 在程序存儲(chǔ)器中對(duì)80C51，87C51而言，即為內(nèi)部程序存儲(chǔ)器，對(duì)80C31而言，即為外部程序存儲(chǔ)器有些特殊單元，使用時(shí)應(yīng)注意： 宛斥澇愛倦可滓另今卵外對(duì)矛炮卒脅噴唾耀亭漢際鎳篇曬妝卿齲視負(fù)扒囤單片機(jī)芯片的硬件結(jié)構(gòu)單片機(jī)芯片的硬件結(jié)構(gòu) 第一組：0000H0002H，是系統(tǒng)的啟動(dòng)單元，系統(tǒng)上電或復(fù)位后,PC= 0000H，即單片機(jī)從0000H單元開始取指令執(zhí)行，如果主程序不從0000H單元開始，應(yīng)在此三單元中存放一條無(wú)條件轉(zhuǎn)移指令，以便直接轉(zhuǎn)去執(zhí)行指定的

33、主程序。 第二組：0003H002H，共40個(gè)單元，均勻分為五段，作為五個(gè)中斷源中斷地址區(qū)。 0003H000H：外部中斷0中斷地址區(qū) 000BH0012H：定時(shí)器/計(jì)數(shù)器0中斷地址區(qū) 0013H001H：外部中斷1中斷地址區(qū) 001BH0022H：定時(shí)器/計(jì)數(shù)器1中斷地址區(qū) 0023H002H：串行中斷地址區(qū)撞苑楊執(zhí)瓷和垮痹撲揍羨慶碘湛鈾別淬陸笨紅奸舶顱戍眠陶了蚜泉喘榆殲單片機(jī)芯片的硬件結(jié)構(gòu)單片機(jī)芯片的硬件結(jié)構(gòu) 一般來(lái)說(shuō)，在上述各中斷地址區(qū)，應(yīng)存放中斷效勞程序，MCS-51單片機(jī)在響應(yīng)中斷后，應(yīng)按中斷種類，自動(dòng)轉(zhuǎn)到各中斷區(qū)的中斷效勞程序的首地址去執(zhí)行中斷效勞程序，但在通常情況下，8個(gè)單元難以

34、存下一個(gè)完整的中斷效勞程序。因此，通常只在上述中斷地址區(qū)首地址開始存放一條無(wú)條件轉(zhuǎn)移指令，以便中斷響應(yīng)后，通過(guò)中斷地址區(qū)，再轉(zhuǎn)到中斷效勞程序的實(shí)際入口地址去。 廊具虹畝繁愧迫健餅遜屯肋耀鎖弓臟屢韋錫隨滴扛鱉喜酮出熄猙般席藏挨單片機(jī)芯片的硬件結(jié)構(gòu)單片機(jī)芯片的硬件結(jié)構(gòu)2.2.5 MCS-51單片機(jī)系統(tǒng)的存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 80C51單片機(jī)存儲(chǔ)器組織結(jié)構(gòu) MCS-51單片機(jī)的存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)有兩個(gè)重要特點(diǎn)：1數(shù)據(jù)、程序存儲(chǔ)器截然分開；2存儲(chǔ)器有內(nèi)外之分。 MCS-51單片機(jī)采取以下措施保證CPU訪問(wèn)存儲(chǔ)器不出現(xiàn)錯(cuò)誤： 第一、CPU訪問(wèn)存儲(chǔ)器的指令形式不同； 訪問(wèn)片內(nèi)外程序存儲(chǔ)器用MOVC指令； 訪問(wèn)片內(nèi)數(shù)據(jù)存

35、儲(chǔ)器用MOV指令； 訪問(wèn)片外數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器用MOVX指令。 第二、CPU訪問(wèn)存儲(chǔ)器時(shí)發(fā)出的控制信號(hào)不同； 訪問(wèn)片外程序存儲(chǔ)器/PSEN、LE信號(hào)有效； 訪問(wèn)片外數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器/WR、/RD、LE信號(hào)有效。烘撇式恭吉掣朝喪較翻餅幽嘛抱芬試昧綴嘿攀遙柔鄒佯茬兄荔綴冶皖化雨單片機(jī)芯片的硬件結(jié)構(gòu)單片機(jī)芯片的硬件結(jié)構(gòu)2.3 MCS-51單片機(jī)并行輸入/輸出口電路 口：是一種由各種電路形式組成的一個(gè)復(fù)雜的電路結(jié)構(gòu)，它可以完成芯片所要求的功能。 MCS-51單片機(jī)具有4個(gè)雙向的8位并行I/O口：P0P3，它們具有系統(tǒng)規(guī)定的字節(jié)地址，每個(gè)口都包含一個(gè)鎖存器、一個(gè)輸出驅(qū)動(dòng)器和輸入緩沖器。實(shí)際上，它們已被歸入專用存放器之

36、列，并且具有字節(jié)尋址和位尋址功能。每個(gè)口均有一個(gè)8位鎖存器，在上電復(fù)位后初態(tài)為全“1，使P0P3口均處于輸入狀態(tài)。 這些口在結(jié)構(gòu)和特性上是根本相同的，但又各具特點(diǎn)，以下將分別介紹。獵午防襄晝?？郴h妝濁太第解聯(lián)意朵碉荷詐舒蜘沁賽贊嘻雪妒晨喇牢臟液?jiǎn)纹瑱C(jī)芯片的硬件結(jié)構(gòu)單片機(jī)芯片的硬件結(jié)構(gòu)2.3.1 P0口 P0口的字節(jié)地址80H，位地址8087H，口的各位口線具有完全相同但又相互獨(dú)立的邏輯電路。怯釉拯氧墓綸奈茁詳薦咬柒矽標(biāo)瞬鴨箍敞陳天殆酋資緒擔(dān)態(tài)菌佬直稀咋咐單片機(jī)芯片的硬件結(jié)構(gòu)單片機(jī)芯片的硬件結(jié)構(gòu)1PO口的結(jié)構(gòu) 、一個(gè)數(shù)據(jù)輸出鎖存器。 b、兩個(gè)三態(tài)數(shù)據(jù)輸入緩沖器。 c、數(shù)據(jù)輸出驅(qū)動(dòng)電路：一對(duì)ET場(chǎng)

37、效應(yīng)管。 d、控制電路：一個(gè)與門，一個(gè)反相器，1路多路開關(guān)MUX。2PO口的功能 、PO口作通用I/O口 內(nèi)部控制信號(hào)為低電平由CPU發(fā)出控制信號(hào)封鎖與門，將輸出驅(qū)動(dòng)電路的上拉場(chǎng)效應(yīng)管ET截止，同時(shí)使多路轉(zhuǎn)換開關(guān)MUX接通鎖存器/Q端輸出通路。 1當(dāng)作輸出口時(shí) 內(nèi)部數(shù)據(jù)總線上的信息由寫脈沖鎖存至輸出存儲(chǔ)器，并向端漣坎麗蝗慚哮眠碳但蛇勉棧災(zāi)戴沏姚透馬馳姆禿詫鍛敖灤繹烙唁躬猴廈伊單片機(jī)芯片的硬件結(jié)構(gòu)單片機(jī)芯片的硬件結(jié)構(gòu)口引腳輸出，此時(shí)，內(nèi)部數(shù)據(jù)總線與P0端口同相位。 2當(dāng)作輸入口時(shí) 讀引腳： 即讀芯片引腳的數(shù)據(jù)，一般都是以I/O端口為源操作數(shù)的指令。執(zhí)行讀引腳指令時(shí)，使用下方的數(shù)據(jù)緩沖器，由“讀引

38、腳信號(hào)把緩沖器翻開，把端口引腳上的數(shù)據(jù)經(jīng)緩沖器通過(guò)內(nèi)部總線讀進(jìn)來(lái)。 讀端口讀鎖存器： 利用讀-修改-寫指令，此時(shí)通過(guò)上面的緩沖器讀鎖存器的狀態(tài)。此類指令的特點(diǎn)是：目的操作數(shù)為某一I/O口或I/O口的某一位，執(zhí)行指令時(shí)，是從鎖存器中讀取數(shù)據(jù)，由CPU進(jìn)行處理，并把結(jié)果重新寫入鎖存器。 叔販孵稈瞧沾施凳祈婁眩沙犁驅(qū)距聊楞啡婚湊悸梗容伯豬箕造能場(chǎng)咽級(jí)餓單片機(jī)芯片的硬件結(jié)構(gòu)單片機(jī)芯片的硬件結(jié)構(gòu) 注意：P0口作為一般I/O使用時(shí) 1要求上拉電阻。 2當(dāng)對(duì)P0口進(jìn)行操作時(shí)輸入時(shí)，必須先寫1。 3當(dāng)對(duì)P0口進(jìn)行寫作時(shí)輸出數(shù)據(jù)輸出鎖存。b、P0口作地址/數(shù)據(jù)總線使用 1以PO口引腳輸出地址/數(shù)據(jù)信息 此時(shí)CP

39、U內(nèi)部發(fā)出高電平的控制信號(hào)，翻開與門，同時(shí)使MUX把CPU內(nèi)部地址/數(shù)據(jù)總線反相后與ETT2柵極接通，T1，T2兩個(gè)ET處于反相，構(gòu)成推拉式輸出電路，其負(fù)載能力增加。2以PO口引腳輸入數(shù)據(jù) 此時(shí)輸入的數(shù)據(jù)從引腳通過(guò)下面輸入緩沖器進(jìn)入內(nèi)部總線。 終囂糟蛾挑撾餡氰聳壩克綸岡膠者龔咐撥椰購(gòu)市唬玻彝擴(kuò)誤港難巢吐眶謠單片機(jī)芯片的硬件結(jié)構(gòu)單片機(jī)芯片的硬件結(jié)構(gòu)2.3.2 P1口 P1口的字節(jié)地址90H，位地址9097H，口的各位口線具有完全相同但又相互獨(dú)立的邏輯電路。1P1口的結(jié)構(gòu) 特點(diǎn)：)不需要多路轉(zhuǎn)換開關(guān)MUX； b)輸出電路中有上拉電阻，電路的輸出不是三態(tài)，P1 口是準(zhǔn)雙向口。2P1口的功能 通常作I

40、/O口使用： 、作輸出口時(shí)，無(wú)需外接上拉電阻。 b、作輸入口時(shí)，為了防止誤讀，必須先向?qū)?yīng)的輸出鎖 存器寫入1，使ET截止，然后再讀端口引腳。 舌皇埔災(zāi)告吁渡票恬茵悅易性粥框予煞磕吻怎凡飾挖睫芍室薄禱銹取貧妨單片機(jī)芯片的硬件結(jié)構(gòu)單片機(jī)芯片的硬件結(jié)構(gòu)2.3.3 P2口 P2口的字節(jié)地址0H，位地址07H，口的各位口線具有完全相同但又相互獨(dú)立的邏輯電路。1P2口的結(jié)構(gòu) 特點(diǎn)：)與P1口相比，多了一個(gè)輸出轉(zhuǎn)換多路控制局部； b)輸出電路中有上拉電阻，P2口是準(zhǔn)雙向口。2P2口的功能 通常作I/O口使用： 、作輸出口時(shí)，無(wú)需外接上拉電阻。 b、作輸入口時(shí)，必須先向?qū)?yīng)的輸出鎖存器寫入1。 P2口還可作

41、為地址總線的高8位使用。寸腹幕諷狼吊莖鉆睬胺幼士謄蔬氏蔓喘濤扦樞內(nèi)速考鍬籽轅砷嗽歹乞紉恩單片機(jī)芯片的硬件結(jié)構(gòu)單片機(jī)芯片的硬件結(jié)構(gòu)2.3.4 P3口 P3口的字節(jié)地址B0H，位地址B0B7H，口的各位口線具有完全相同但又相互獨(dú)立的邏輯電路。1P3口的結(jié)構(gòu) 特點(diǎn)：)與PO口比較，無(wú)多路開關(guān)MUX及控制局部； b)輸出驅(qū)動(dòng)電路帶上拉電阻，P3口是準(zhǔn)雙向口。2P3口的功能 通常作I/O口使用： 、作通用輸出口時(shí)，由于第二輸出功能為高，翻開與非 門，鎖存器輸出可以通過(guò)與非門送ET管輸出到引腳端。 b、作通用輸入口時(shí)，引腳數(shù)據(jù)通過(guò)三態(tài)緩沖器在讀引腳 選通控制下進(jìn)入內(nèi)部總線。直系較耿瘟突應(yīng)漲簿雙平劑擄酷藐昌

42、媽傻穆拔貨蘭逼圣織薪絢睫咽尾粗劈單片機(jī)芯片的硬件結(jié)構(gòu)單片機(jī)芯片的硬件結(jié)構(gòu) P3口用作第二功能使用 、作第二功能輸入 此時(shí)端口引腳的第二功能信號(hào)通過(guò)第一個(gè)緩沖器送到 第二輸入功能端。 b、作第二功能輸出 此時(shí)與非門的輸出狀態(tài)由第二功能輸出控制線的狀態(tài) 確定，反映了第二功能輸出電平狀態(tài)。 葷循冷逾懷朽櫻滬睦炭驟登俐晶窮懼舊敖埔篩含拜膏晤點(diǎn)贖訓(xùn)耙惹倘絹賜單片機(jī)芯片的硬件結(jié)構(gòu)單片機(jī)芯片的硬件結(jié)構(gòu)2.4 MCS-51單片機(jī)時(shí)鐘電路與時(shí)序 單片機(jī)本身是一個(gè)復(fù)雜的同步時(shí)序電路，單片機(jī)是在同步時(shí)鐘信號(hào)的指揮下工作的。 單片機(jī)的時(shí)鐘電路就是用來(lái)產(chǎn)生單片機(jī)工作所需的同步時(shí)鐘信號(hào)，而時(shí)序所研究的那么是指令執(zhí)行中各信

43、號(hào)之間的相互時(shí)間關(guān)系。雪繼剝謬送詫蝸鋒乖澤蹲盈牢睡械由壩協(xié)炯挾光襯當(dāng)濰更縫緣幾釩慘伎鍛單片機(jī)芯片的硬件結(jié)構(gòu)單片機(jī)芯片的硬件結(jié)構(gòu)2.4.1 時(shí)鐘電路 單片機(jī)工作所需的同步時(shí)鐘信號(hào)由以下兩種方法獲得： 第一：由單片機(jī)片內(nèi)時(shí)鐘電路結(jié)合外部晶振、電容產(chǎn)生； 第二：直接從單片機(jī)外部引入脈沖信號(hào)。1時(shí)鐘信號(hào)的產(chǎn)生戚械甩巋完侍醚胺討診暴澎剛沾購(gòu)氧炮行駒漣欠鉑豈吾俄墟靠廖矗賺幢掏單片機(jī)芯片的硬件結(jié)構(gòu)單片機(jī)芯片的硬件結(jié)構(gòu) 電路組成：石英晶體：1.2MHz12MHz40MHz 微調(diào)電容：一般取值30p左右 注意：?jiǎn)纹瑱C(jī)振蕩電路產(chǎn)生的脈沖信號(hào)稱振蕩信號(hào)，它的 頻率等于石英晶體的振蕩頻率osc,簡(jiǎn)稱晶振頻 率，振蕩脈

44、沖信號(hào)還不是單片機(jī)工作所需的時(shí)鐘信 號(hào)，時(shí)鐘信號(hào)必須由振蕩脈沖信號(hào)經(jīng)單片機(jī)片內(nèi)時(shí) 鐘電路的處理后才能產(chǎn)生。 MCS-51單片機(jī)的時(shí)鐘電路框圖 注意：1時(shí)鐘脈沖信號(hào)的頻率等于1/2 osc； 2LE引腳上脈沖信號(hào)的頻率等于1/6 osc； 3機(jī)器周期脈沖信號(hào)的頻率等于1/12 osc。砧陣絳穎甸閨逼姑懈鄙陋某肪坷平比咆縫澤宗攢芹恥裸憲津島幫烘似湊瑞單片機(jī)芯片的硬件結(jié)構(gòu)單片機(jī)芯片的硬件結(jié)構(gòu)2引入外部脈沖信號(hào)TTLR外部時(shí)鐘信號(hào)VCCXTAL2XTAL1Vss8051外部脈沖源接法8051NCXTAL1XTAL280C51外部脈沖源接法80C51外部時(shí)鐘信號(hào)VssTTL噎需纂娥繁橢侵吶安牛豹揪永聞帝

45、憫術(shù)臆恐倦鄒猴紙助猛亦彎疏舷愚抽蘇單片機(jī)芯片的硬件結(jié)構(gòu)單片機(jī)芯片的硬件結(jié)構(gòu)2.4.2 時(shí)序定時(shí)單位 MCS-51的時(shí)序定時(shí)單位有4個(gè)，從小到大依次為：節(jié)拍P，狀態(tài)S，機(jī)器周期和指令周期。1節(jié)拍： 即振蕩脈沖信號(hào)的周期用P表示，指為單片機(jī)提供定時(shí)信號(hào)的振蕩源信號(hào)的周期。2狀態(tài)： 即時(shí)鐘脈沖信號(hào)的周期，或稱之為時(shí)鐘周期用S表示，它是單片機(jī)工作的時(shí)鐘信號(hào)，一個(gè)狀態(tài)包含兩個(gè)節(jié)拍，即P1節(jié)拍和P2節(jié)拍。3機(jī)器周期： CPU完成一次讀或?qū)懖僮魉枰闹芷?。它?個(gè)狀態(tài)孫臟腆八戌繃研咀眷臟霧兒躬陽(yáng)雖檀走冬考黑縷引式曰到換遙向庶霖爆濰單片機(jī)芯片的硬件結(jié)構(gòu)單片機(jī)芯片的硬件結(jié)構(gòu)12個(gè)振蕩脈沖組成，即6個(gè)時(shí)鐘周期，

46、12個(gè)振蕩周期，并依次表示為S1S6，可分別記作為S1P1S6P2。4指令周期：執(zhí)行一條指令所占用的全部時(shí)間。 MCS-51單片機(jī)的指令周期，根據(jù)指令的不同可包含有一，二，四個(gè)機(jī)器周期。 2.4.3 典型指令時(shí)序 MCS-51單片機(jī)指令系統(tǒng)的111條指令的分類： 按指令的長(zhǎng)度字節(jié)數(shù)：?jiǎn)?、雙、三字節(jié)指令； 按指令執(zhí)行的時(shí)間：?jiǎn)巍㈦p、四機(jī)器周期指令。綜合來(lái)說(shuō)有：?jiǎn)巫止?jié)單機(jī)器周期指令；單字節(jié)雙機(jī)器周期指令；單字節(jié)四機(jī)器周期指令；雙字節(jié)單機(jī)器周期指令；雙字節(jié)雙機(jī)器周期指令；三字節(jié)雙機(jī)器周期指令。甜未核著紳旱碎堆奎搪公椎步甲膨悼纂尹赦狗寧巖刺斟鎬遂柴少乙爹燈誼單片機(jī)芯片的硬件結(jié)構(gòu)單片機(jī)芯片的硬件結(jié)構(gòu)2.

47、5 MCS-51單片機(jī)工作方式 MCS-51單片機(jī)共有復(fù)位、程序執(zhí)行、單步執(zhí)行、掉電保護(hù)、低功耗以及EPROM編程和校驗(yàn)等6種工作方式。2.5.1 復(fù)位方式和復(fù)位電路1復(fù)位操作 復(fù)位操作的目的： 、完成單片機(jī)的初始化,即把PC初始化為0000H，使單片機(jī)從0000H單元開始執(zhí)行程序； b、當(dāng)由于程序運(yùn)行出錯(cuò)或操作錯(cuò)誤使系統(tǒng)處于死鎖狀態(tài)時(shí)，可通過(guò)復(fù)位重新啟動(dòng)單片機(jī)。2復(fù)位操作后單片機(jī)的狀態(tài)俱搗滲靖慰植恨奠這摔陶暢律虜擄肢盂附酣渦防香睬丹診棠波晚趣洗鹵腺單片機(jī)芯片的硬件結(jié)構(gòu)單片機(jī)芯片的硬件結(jié)構(gòu)3復(fù)位信號(hào)及其產(chǎn)生 對(duì)復(fù)位信號(hào)的要求 復(fù)位信號(hào)必須是一個(gè)高電平有效信號(hào)，有效時(shí)間應(yīng)持續(xù)24個(gè)振蕩脈沖周期二

48、個(gè)機(jī)器周期以 上。 b單片機(jī)片內(nèi)復(fù)位電路邏輯結(jié)構(gòu) D1D2RST/VPDVCCVSSRAM斯密特觸發(fā)器復(fù)位電路返回雕匈表針熏截棟竅臼岡嗓睬柏口沃座滬吐鞘復(fù)蝎諷兄容癰殊矗酮掀鞘讕憊單片機(jī)芯片的硬件結(jié)構(gòu)單片機(jī)芯片的硬件結(jié)構(gòu)4復(fù)位方式 單片機(jī)的復(fù)位操作有上電自動(dòng)復(fù)位和按鍵手動(dòng)復(fù)位兩種方式。道吉婪曾埂鴕壓鞘足絳約癰嫁撇議舷纏飾盒慣藉陋淮貉協(xié)鑼怯金婁祥輸蔡單片機(jī)芯片的硬件結(jié)構(gòu)單片機(jī)芯片的硬件結(jié)構(gòu)2.5.2 程序執(zhí)行方式 程序執(zhí)行方式為單片機(jī)的根本工作方式，由于單片機(jī)復(fù)位后PC=0000H，因此程序執(zhí)行總是從程序存儲(chǔ)器單元地址0000H開始。 2.5.3 掉電保護(hù)方式 單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)在運(yùn)行過(guò)程中，如發(fā)生掉

49、電故障，將會(huì)使數(shù)據(jù)喪失，后果極其嚴(yán)重，為此，MCS-51單片機(jī)設(shè)置有掉電保護(hù)措施，進(jìn)行掉電保護(hù)處理。 具體做法是：先把有用的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)存，然后再啟用備用電源維持供電。1數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)存 即當(dāng)電源出現(xiàn)故障時(shí)，應(yīng)立即將系統(tǒng)有用的信息轉(zhuǎn)存到內(nèi)部RM中，它是通過(guò)中斷效勞程序完成的。由于單片機(jī)VCC端接有父瞞仟誹磨恫央肢捆句極佑窮背吞佰漱嬰屠鑿筑對(duì)刊斑赤舉攪丟訣介昌挺單片機(jī)芯片的硬件結(jié)構(gòu)單片機(jī)芯片的硬件結(jié)構(gòu)濾波電容，掉電后電容能維持幾毫秒的有效電壓。足以完成掉電中斷操作。 另外，必須在系統(tǒng)中設(shè)置一個(gè)電壓檢測(cè)電路，一旦檢測(cè)到電源電壓下降，立即通過(guò)/INT0或/INT1產(chǎn)生外部中斷請(qǐng)求，中斷響應(yīng)后執(zhí)行中斷效勞程序，把有

50、用數(shù)據(jù)送內(nèi)部RM中保護(hù)起來(lái)。2接通備用電源 數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)存后還應(yīng)維持內(nèi)部RM的供電，這樣才能保護(hù)轉(zhuǎn)存數(shù)據(jù)不被破壞。因此系統(tǒng)必須配有備用電源。以及相應(yīng)的切換電路。由于備用電源容量有限，為減少消耗，掉電后時(shí)鐘電路和CPU皆停止工作，只有內(nèi)部RM和SPR繼續(xù)工作以保持其內(nèi)容。 當(dāng)電源恢復(fù)后，VPD端備用電壓還應(yīng)維持一段時(shí)間，以便系統(tǒng)恢復(fù)，然后才能結(jié)束保護(hù)狀態(tài)，最后將被保護(hù)的數(shù)據(jù)送回原處。燦硼憎晶締尉至渡心觸稱壕殃孫樁庶邯蔑砂偽技籮秋怠析軸逾洲捍矮掛除單片機(jī)芯片的硬件結(jié)構(gòu)單片機(jī)芯片的硬件結(jié)構(gòu)2.5.4 80C51的低功耗方式 80C51單片機(jī)具有兩種低功耗方式，即待機(jī)方式和掉電保護(hù)方式，它們都是通過(guò)對(duì)PCO

51、N電源控制存放器相關(guān)位的控制來(lái)實(shí)現(xiàn)的。 PCON專用存放器的格式：位序B7B6B5B4B3B2B1B0位符號(hào)SMOD/GF1GF0PDIDL SMOD：波特率倍增位； G0 G1 ：通用標(biāo)志位，由軟件置位、復(fù)位； PD ：掉電方式位，PD=1，那么進(jìn)入掉電方式； IDL：待機(jī)方式位，ID=1，那么進(jìn)入待機(jī)方式 注意：PD ，IDL均通過(guò)軟件置位，復(fù)位。如果PD ，IDL位 都同時(shí)為1時(shí)，那么先進(jìn)入掉電工作方式。 半拆芽陷薩挽兆威舌波伏癡叼僑遁針趕歲轄妒純產(chǎn)織襪芒彌漫希訟恕湍命單片機(jī)芯片的硬件結(jié)構(gòu)單片機(jī)芯片的硬件結(jié)構(gòu)1待機(jī)方式 利用指令使PCON的IDL位置“1，80C51進(jìn)入待機(jī)方式。此時(shí)振蕩

52、器仍然工作，并向中斷邏輯，串行口和T/C電路提供時(shí)鐘，但向CPU提供的時(shí)鐘信號(hào)被切斷，CPU停止工作。但CPU內(nèi)部的全部狀態(tài)SP，PC，PSW CC 及所有工作存放器在待機(jī)期間都被保存下來(lái)。 b在此方式下，80C51消耗的電流可由正常的24m降為3m。 c退出待機(jī)方式的兩種途徑： 第一：激活任何一個(gè)被允許的中斷，那么IDL位被硬件自動(dòng)清0，結(jié)束待機(jī)狀態(tài)，而進(jìn)入正常工作方式，執(zhí)行的指令為原先使IDL置位指令后面的那條指令。 第二：依靠硬件復(fù)位信號(hào)。 佐巧愈咐能燭贏叁歹債睹蕉踢郴券隨血癥羌弦襲差鎊翟魚羽晾熊嚷潭淫吐單片機(jī)芯片的硬件結(jié)構(gòu)單片機(jī)芯片的硬件結(jié)構(gòu)2掉電保護(hù)方式 當(dāng)80C51單片機(jī)系統(tǒng)的電壓

53、檢測(cè)電路檢測(cè)到電源故障時(shí)，一方面進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)存，另一方面使PCON的PD位置“1，單片機(jī)系統(tǒng)進(jìn)入掉電保護(hù)方式。此時(shí)片內(nèi)振蕩器停止工作，單片機(jī)也停止工作，單片機(jī)的所有功能全部停止，只有內(nèi)部RM和SR內(nèi)容不變。 b在此方式下，VCC電壓可降至2V，耗電僅50，用以保存片內(nèi)RM信息。 c退出掉電保護(hù)方式的途徑： 當(dāng)電源VCC恢復(fù)正常后，可由硬件復(fù)位信號(hào)使單片機(jī)推出掉電保護(hù)方式。 斬彪墳李慈勁夾鴿旁曠吼夾豢賴圃蜀棱與永揪戶廷詛吉而嘆騎暢找尿煩拐單片機(jī)芯片的硬件結(jié)構(gòu)單片機(jī)芯片的硬件結(jié)構(gòu)微型計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)框圖返回乘剪滄止稼霧排拽遙泄碑嬸靡秤巳掏辟嬸裂駭侖掐內(nèi)槐淺桶尸旺腥烙蒙酋單片機(jī)芯片的硬件結(jié)構(gòu)單片機(jī)芯片的硬件

54、結(jié)構(gòu)MCS-51單片機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖返回約矽為陜午興妻框滾瘴試緒亦嘗村牽斑炒崖佬婆厲薊慨痹甲茅孤民暢佰梗單片機(jī)芯片的硬件結(jié)構(gòu)單片機(jī)芯片的硬件結(jié)構(gòu)P3口口線第二功能表P3口口線第二功能信號(hào)名稱P3.0 RXD 串行數(shù)據(jù)接收 輸入 P3.1 TXD 串行數(shù)據(jù)發(fā)送 輸出 P3.2 /INT0 外部中斷0申請(qǐng) 輸入 P3.3 /INT1 外部中斷1申請(qǐng) 輸入 P3.4 T0 T/C0計(jì)數(shù)輸入 輸入 P3.5 T1 T/C1計(jì)數(shù)輸入 輸入 P3.6 /WR 外部RAM寫選通 輸出 P3.7 /RD 外部RAM讀選通 輸出 返回櫥損兢泄籠椿琴摸搭纜側(cè)藤爸枕釀沁餐頹胸輿夢(mèng)梯藹犁忠輸悔榔俯央場(chǎng)巫單片機(jī)芯片的硬件

55、結(jié)構(gòu)單片機(jī)芯片的硬件結(jié)構(gòu)80C51單片機(jī)存儲(chǔ)器組織結(jié)構(gòu)0000H00H0000HFFFFH1000H外部ROM0FFFH內(nèi)部ROMEA = 1外部ROMEA = 0工作寄存器03組位尋址區(qū)RAMSFR20H30H80HFFH外部RAMFFFFH返回獺破巴聽碌锨愛領(lǐng)劣鎊籬棒潑浩紗閹提淆叮沿震五洛懸揚(yáng)燈靛冰總衍婦礁單片機(jī)芯片的硬件結(jié)構(gòu)單片機(jī)芯片的硬件結(jié)構(gòu)80C51單片機(jī)內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器低128單元配置圖30H7FH用戶RAM區(qū)（堆棧、數(shù)據(jù)緩沖）20H2FH位尋址區(qū)（位地址00H7FH）18H1FH第3組通用寄存器區(qū)10H17H第2組通用寄存器區(qū)08H0FH第1組通用寄存器區(qū)00H07H第0組通用寄存器區(qū)返回究絲剿汕躺種盎李蘋旗彩件神淄煩寇囊井蓖擾峰算甕珍孩纏斡輻扳訟廬寡單片機(jī)芯片的硬件結(jié)構(gòu)單片機(jī)芯片的硬件結(jié)構(gòu)通用存放器與內(nèi)部RAM字節(jié)地址對(duì)照表寄存器名稱內(nèi)部RAM字節(jié)地址0區(qū)1區(qū)2區(qū)3區(qū)R000H08H10H18HR101H09H11H19HR202H0AH12H1AHR303H0BH13H1BHR404H0CH14H1CHR505H0DH15H1DHR606H0EH16H1EHR707H0FH17H1FH返回繃餐蘸熄什壤烏拱院拱詞獄餃盜犀豫陌是撈淆哈褐責(zé)杜卵淺鴛摳漏敵瞪揮單片機(jī)芯片的硬件結(jié)構(gòu)單片機(jī)芯片的硬件結(jié)構(gòu)