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1、第3章單片機(jī)的構(gòu)造和任務(wù)原理 內(nèi)容提要MCS-51單片機(jī)內(nèi)部構(gòu)造引腳時(shí)鐘電路和復(fù)位電路存 儲 器. 51系列單片機(jī)內(nèi)部構(gòu)造如下圖。圖 ( 圖中“/ 兩邊分別為根本型和加強(qiáng)型 )P3P1P2 可編程 串行I/O口P0外部中斷基準(zhǔn)頻率源控制 128/256B數(shù)據(jù)存儲器 4KB/8KB程序存儲器 2/3個(gè)16位定時(shí)/計(jì)數(shù)器 振蕩器及 定時(shí)電路 CPU 64KB總線擴(kuò)展控制 可編程并行I/O口內(nèi)部中斷計(jì)數(shù)脈沖串行輸出串行輸入.MCS-51單片機(jī)組成原理 MCS-51單片機(jī)的組成 :1. 8位CPU2. 片內(nèi)ROM/EPROM、RAM3. 片內(nèi)并行 I/O接口4. 片內(nèi)16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器5. 片內(nèi)中斷
2、處置系統(tǒng)6. 片內(nèi)全雙工串行I/O口 不同型號MCS-51單片機(jī)CPU處置才干和指令系統(tǒng)完全 兼容,只是存儲器和I/O接口的配置有所不同。.3.2.1 運(yùn)算器1算術(shù)邏輯單元 ALUArithmetic Logic Unit2累加器ACCAccumulator3存放器 B4程序形狀字PSWProgram Status Word5布爾處置器3.2.2 控制器1程序計(jì)數(shù)器PCProgram Counter 2指令譯碼器ID 3數(shù)據(jù)指針DPTR4. 堆棧指針(SPStack Pointer) 3.2 中央處置器 CPU .3.2.1 運(yùn)算器 功能:運(yùn)算部件 實(shí)現(xiàn)算術(shù)、邏輯運(yùn)算、位變量處置、移位、數(shù)據(jù)傳
3、送 1算術(shù)邏輯單元ALU8位用來完成二進(jìn)制四那么運(yùn)算和布爾代數(shù)的邏輯運(yùn)算 ,運(yùn)算結(jié)果影響PSW的有關(guān)標(biāo)志位 2. 累加器ACC8位 存放操作數(shù)和中間結(jié)果,是CPU中運(yùn)用最頻繁的存放器,大多數(shù)操作均經(jīng)過它進(jìn)展 3存放器B 8位 乘法時(shí)用于存乘數(shù)/積的高8位,除法時(shí)用于存除數(shù)/余數(shù) 4程序形狀字PSW8位 特殊功能存放器 5布爾處置器 1位 它以進(jìn)位標(biāo)志CY作為累加位 進(jìn)展位操作 .程序形狀字PSW各位標(biāo)志的含義CYACF0RS1RS0OV-P PSW.7 PSW.6 PSW.5 PSW.4 PSW.3 PSW.2 PSW.1 PSW.0 CY (PSW.7) 進(jìn)位標(biāo)志位 ACPSW.6 輔助進(jìn)位
4、或稱半進(jìn)位標(biāo)志F0PSW.5 用戶標(biāo)志位 RS1和RS0PSW.4,PSW.3任務(wù)存放器組選擇位 OVPSW.2 溢出標(biāo)志位 PSW.1 未定義位 PPSW.0 奇偶標(biāo)志位 .CY是PSW中最常用的標(biāo)志位。由硬件或軟件置位和清零。*在字節(jié)運(yùn)算時(shí): 它表示運(yùn)算結(jié)果能否有進(jìn)位或借位。 加法時(shí):有進(jìn)位 Cy由硬件置“1 即Cy=1; 無進(jìn)位 CY被硬件清“0 即Cy=0。 減法時(shí):有借位 Cy由硬件置“1 即Cy=1; 無借位 CY被硬件清“0 即Cy=0。*在位操作布爾操作時(shí):CY作為累加器運(yùn)用,其作用相當(dāng)于字節(jié)操作的累加器ACC。 Cy.在指令中可作為轉(zhuǎn)移的條件 JC rel ; cy=1轉(zhuǎn)移
5、JNC rel ; cy=0 轉(zhuǎn)移 位操作指令中做累加器 ANL C, bit ANL C, / bit ORL C, bit ORL C, / bit SETB C CLR C CPL C MOV C,bit MOV bit,c Cy.ACPSW.6 輔助進(jìn)位或稱半進(jìn)位標(biāo)志。 當(dāng)執(zhí)行加減運(yùn)算時(shí),其運(yùn)算結(jié)果產(chǎn)生低四位向高四位進(jìn)位或借位時(shí), AC由硬件置“1;否那么AC位被自動清“0。 普通在BCD碼運(yùn)算時(shí),系統(tǒng)用于進(jìn)展十進(jìn)制調(diào)整。 Ac.OV OVPSW.2 溢出標(biāo)志位 它反映運(yùn)算結(jié)果能否溢出,溢出時(shí)那么由硬件將OV 位置“1;否那么置“0。只需在補(bǔ)碼運(yùn)算時(shí)起作用。 . 溢出和進(jìn)位是兩種不同性
6、質(zhì)的概念 溢出是指有正負(fù)號的兩個(gè)數(shù)運(yùn)算時(shí),運(yùn)算結(jié)果超出了累加器以補(bǔ)碼所能表示一個(gè)有符號數(shù)的范圍。 而進(jìn)位那么表示兩數(shù)運(yùn)算最高位D7相加或相減有無進(jìn)位或借位。 因此運(yùn)用時(shí)應(yīng)加以留意。OV 與 Cy. F0PSW.5 用戶標(biāo)志位。 用戶可根據(jù)本人的需求對F0位賦予一定的含義,由用戶置位或復(fù)位,作為軟件標(biāo)志。 SETB F0 ; 置位 CLR F0 ; 復(fù)位 F0. PPSW.0 奇偶標(biāo)志位 P標(biāo)志闡明累加器ACC中1的個(gè)數(shù)的奇偶性。在每條指令執(zhí)行完后,單片機(jī)根據(jù)ACC的內(nèi)容對P 位自動置位或復(fù)位。 假設(shè)累加器ACC中有奇數(shù)個(gè)“1,那么P=1; 假設(shè)累加器ACC中有偶數(shù)個(gè)“1,那么P=0。 .1程序
7、計(jì)數(shù)器PC16位計(jì)數(shù)器重要 PC是程序的字節(jié)地址計(jì)數(shù)器,其內(nèi)容是將要執(zhí)行的下一條指令的地址,尋址范圍達(dá)64KB。 PC 有自動加1功能,從而實(shí)現(xiàn)程序的順序執(zhí)行。可以經(jīng)過轉(zhuǎn)移、調(diào)用、前往等指令改動其內(nèi)容,以實(shí)現(xiàn)程序的轉(zhuǎn)移。3.2.2 控制器.2指令譯碼器ID 當(dāng)指令取出經(jīng)指令存放器IR送至指令譯碼器ID時(shí) ,ID對該指令進(jìn)展譯碼,即把指令轉(zhuǎn)變成所需的電平信號,CPU 根據(jù)ID輸出的電平信號使定時(shí)控制電路定時(shí)地產(chǎn)生執(zhí)行該指令所需的各種控制信號,以使計(jì)算機(jī)能正確執(zhí)行程序所要求的各種操作。 程序存儲器PC取出指令碼指令存放器IR指令譯碼器ID把指令轉(zhuǎn)變成所需求得電平信號 CPU 產(chǎn)生執(zhí)行該指令所需的各
8、種控制信號取指令分析指令執(zhí)行指令.3數(shù)據(jù)指針DPTR16bit 數(shù)據(jù)指針DPTR為16位存放器。它的功能是存放16位的地址,作為訪問外部程序存儲器和外部數(shù)據(jù)存儲器時(shí)的地址。 編程時(shí),DPTR既可按16位存放器運(yùn)用,也可以按兩個(gè)8位存放器分開運(yùn)用。即:DPHDPTR的高8位DPLDPTR的低8位4. 堆棧指針(SP)8 bit SP的內(nèi)容就是堆棧棧頂?shù)拇鎯卧刂?。不論是?shù)據(jù)進(jìn)棧還是數(shù)據(jù)出棧,都是對堆棧的棧頂單元進(jìn)展的,即對棧頂單元的寫和讀操作。. MCS-51系列單片機(jī)有40個(gè)引腳,HMOS工藝制造的芯片采用雙列直插式封裝DIP。3.3 MCS-51單片機(jī)外部特性.1.電源引腳Vcc和Vss
9、Vcc為+5V電源端, Vss為電壓接地端。2.時(shí)鐘電路引腳XTAL1和XTAL2 XTAL1和XTAL2是外接晶體引線端。當(dāng)芯片運(yùn)用內(nèi)部時(shí)鐘時(shí),用于外接石英晶體和電容;當(dāng)用外部時(shí)鐘時(shí),用于接外部時(shí)鐘脈沖信號。3.3.1 引腳功能3.控制信號引腳 ALE /PROG 地址鎖存控制信號。 ALE 地址鎖存允許。 ALE輸出脈沖的頻率為振蕩頻率的1/6。 PROG 對8751單片機(jī)片內(nèi) EPROM 編程時(shí),編程脈沖由該引腳引入。 輸出讀外部程序存儲器的選通訊號。.PSEN 程序存儲器允許。輸出讀外部程序存儲器的選通訊號。EA/VPP 訪問外部程序存儲器的控制信號,低電平有效 EA =0,單片機(jī)只訪
10、問外部程序存儲器。 EA =1,單片機(jī)訪問內(nèi)部程序存儲器。 在8751單片機(jī)片內(nèi)EPROM編程期間,此引腳引入21V編程電源VPP。.RST/VPP 復(fù)位信號,高電平有效。復(fù)位信號輸入。 接備用電源,當(dāng)VCC掉電后,在低功耗條件下堅(jiān)持內(nèi)部RAM中的數(shù)據(jù)。P0.0P0.7:P0口,數(shù)據(jù)/低八位地址復(fù)用總線端口。P1.0P1.7:P1口,靜態(tài)通用端口。P2.0P2.7:P2口,高八位地址總線端口。 P3.0P3.7:P3口,雙功能靜態(tài)端口。.3.3.2 引腳的第二功能P3.0 RxD 串行口輸入端P3.1 TxD 串行口輸出端P3.2 INT0 外部中斷0懇求輸入端P3.3 INT1 外部中斷1懇
11、求輸出端P3.4 T0 定時(shí)器/計(jì)數(shù)器0計(jì)數(shù)脈沖輸入端P3.5 T1 定時(shí)器/計(jì)數(shù)器1計(jì)數(shù)脈沖輸入端P3.6 WR 外部RAM寫選通輸出端P3.7 RD 外部RAM讀選通輸出端1. P3口線的第二功能.圖1-7在51系列單片機(jī)的2051/1051型號中因無P0口和P2口總線引腳,因此只需20個(gè)引腳見圖1.7,由于不能進(jìn)展外部擴(kuò)展,因此無PSEN引腳,它們內(nèi)部有一個(gè)模擬比較器,相比較的模擬信號由P1.0AIN0和P1.1AIN1輸入,而模擬比較器的輸出接P3.6,在內(nèi)部已銜接,因此外部無P3.6引腳。.在加強(qiáng)型的52系列單片機(jī)中,P1.0、P1.1除為端口線外,還為定時(shí)/計(jì)數(shù)器2的外部引腳 T2
12、和T2EX。.3.4 MCS-51單片機(jī)時(shí)鐘電路及CPU的任務(wù)時(shí)序3.4.1 時(shí)鐘電路 單片機(jī)的時(shí)鐘信號用來提供單片機(jī)內(nèi)各種微操作時(shí)間基準(zhǔn),8XX51單片機(jī)的時(shí)鐘信號通常有兩種電路方式:內(nèi)部振蕩方式和外部振蕩方式。.內(nèi)部振蕩方式: 在引腳 XTAL1和 XTAL2外接晶體振蕩器簡稱晶振如圖1-3所示。電容器C01、C02起穩(wěn)定振蕩頻率、快速起振的作用。電容值普通為 530PF。XTAL1XTAL2GND8XX51C01C02圖1-3 內(nèi)部振蕩方式由于單片機(jī)內(nèi)部有一個(gè)高增益運(yùn)算放大器,當(dāng)外接晶振后,就構(gòu)成了自激振蕩器并產(chǎn)生振蕩時(shí)鐘脈沖。. 外部振蕩方式把已有的時(shí)鐘信號引入單片機(jī)。這種方式適宜用于
13、使單片機(jī)的時(shí)鐘與外部信號堅(jiān)持一致。外部振蕩方式如圖1-4所示。 對HMOS的單片機(jī)8031、8031AH等外部時(shí)鐘信號由XTAL2引入,對于CHMOS的單片機(jī)8XCXX,外部時(shí)鐘由XTAL1引入。外部時(shí)鐘XTAL1XTAL2GND8XX51懸空外部時(shí)鐘XTAL1XTAL2GND懸空CHMOSHMOS圖14外部振蕩方式8XX51. 時(shí)序是非常重要的概念,它指明單片機(jī)內(nèi)部以及內(nèi)部與外部相互聯(lián)絡(luò)所遵守的規(guī)律。 3.4.2 CPU的任務(wù)時(shí)序 單片機(jī)在執(zhí)行指令時(shí),通常將一條指令分解為假設(shè)干根本的微操作,這些微操作所對應(yīng)的脈沖信號在時(shí)間上的先后次序稱為單片機(jī)的時(shí)序。 .MCS-51的時(shí)序定時(shí)單位從小到大依
14、次為:振蕩周期節(jié)拍、時(shí)鐘周期形狀、機(jī)器周期和指令周期。1振蕩周期 振蕩周期是指為單片機(jī)提供定時(shí)信號的振蕩源的周期,也稱為節(jié)拍用P表示。2. 時(shí)鐘周期 時(shí)鐘周期又稱形狀周期或S周期。時(shí)鐘周期是振蕩周期的兩倍,時(shí)鐘周期被分成兩個(gè)節(jié)拍,即P1節(jié)拍和P2節(jié)拍。在每個(gè)時(shí)鐘的前半周期,P1信號有效,這時(shí)通常完成算術(shù)邏輯操作;在每個(gè)時(shí)鐘的后半周期,P2信號有效,內(nèi)部存放器與存放器間的傳輸普通在此形狀發(fā)生。3. 機(jī)器周期 一個(gè)機(jī)器周期由6個(gè)形狀(S1、S2S6)組成,即6個(gè)時(shí)鐘周期,12個(gè)振蕩周期。可依次表示為S1P1、S1P2、S 2P1、S2P2、S6P1、S6P2共12個(gè)節(jié)拍,每個(gè)節(jié)拍繼續(xù)一個(gè)振蕩周期,
15、每個(gè)形狀繼續(xù)兩個(gè)振蕩周期。可以用機(jī)器周期把一條指令劃分成假設(shè)干個(gè)階段,每個(gè)機(jī)器周期完成某些規(guī)定操作。4. 指令周期 指令周期是指執(zhí)行一條指令所占用的全部時(shí)間,一個(gè)指令周期通常含有14個(gè)機(jī)器周期(依指令類型而定)。 顯然,當(dāng)振蕩頻率為12MHz時(shí),一個(gè)機(jī)器周期為1s , 當(dāng)振蕩頻率為6MHz時(shí),一個(gè)機(jī)器周期為2s 。.3.5 存儲器分類及配置 3.5.1 程序存儲器3.5.2 數(shù)據(jù)存儲器總結(jié). 80C51單片機(jī)在系統(tǒng)上采用了哈佛型,其存儲器在物理構(gòu)造上分程序存儲器ROM 和數(shù)據(jù)存儲器RAM。 有四個(gè)物理上相互獨(dú)立的存儲空間 :其配置如下圖。60KB4KB64KB片內(nèi)ROM片外ROM片內(nèi)RAM 片
16、外RAM/I/O口128BRAM128B SFR. 用戶運(yùn)用的角度上看,80C51存儲空間分為3類: 片內(nèi)、片外一致編址0000H0FFFFH的64K字節(jié)的程序存儲器地址空間; 256字節(jié)數(shù)據(jù)存儲器地址空間; 64K字節(jié)片外數(shù)據(jù)存儲器/I/O口地址空間,地址也從0000H0FFFFH。 上述三個(gè)空間地址是重疊的,即 程序存儲器中片內(nèi)外低4K字節(jié)地址重疊; 數(shù)據(jù)存儲器與程序存儲器64K地址全部重疊; 數(shù)據(jù)存儲器中片內(nèi)外低256個(gè)字節(jié)地址重疊。 雖然地址重疊,但由于采用了不同的操作指令及控制信號EA、PSEN的選擇,因此不會產(chǎn)生混亂。 闡明.保管單元:0000H-0002H復(fù)位后初始化引導(dǎo)程序 3
17、個(gè) 0003H-000AH外部中斷0 8個(gè)000BH-0012H定時(shí)器0溢出中斷 8個(gè)0013H-001AH外部中斷1 8個(gè)001BH-0022H定時(shí)器0溢出中斷 8個(gè)0023H-002AH串行端口中斷 8個(gè)002BH 定時(shí)器2中斷80 C52才有 3.5.1 程序存儲器 程序存儲器用來存放程序代碼和常數(shù),程序存儲器包括內(nèi)部程序存儲器和外部程序存儲器。其中80C51內(nèi)部有4kB的ROM,地址范圍是0000H-0FFFH,片外用16位地址線擴(kuò)展64kB的ROM,兩者一致編址。從片內(nèi)還是從片外取指取決于EA引腳。. 當(dāng)CPU的引腳EA接高電平常, PC在0000H0FFFH范圍內(nèi),CPU從片內(nèi)RO
18、M取指令; 而當(dāng)PC0FFFH后,那么自動轉(zhuǎn)向片外ROM去取指令。 當(dāng)引腳EA接低電平常,80C51片內(nèi)ROM不起作用,CPU只能從片外ROM取指令,地址可以從0000H開場編址 對于片內(nèi)無ROM的 8031、8032單片機(jī),EA應(yīng)接地。以便從外部擴(kuò)展EPROM中取指令。 80C51從片內(nèi)ROM和片外ROM取指時(shí)執(zhí)行速度一樣。訪問程序存儲器運(yùn)用MOVC指令. 數(shù)據(jù)存儲器用來存放運(yùn)算的中間結(jié)果、標(biāo)志位,以及數(shù)據(jù)的暫存和緩沖等。數(shù)據(jù)存儲器包括內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲器和外部數(shù)據(jù)存儲器。內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲器分為128字節(jié)的RAM區(qū)和128字節(jié)的特殊功能存放器區(qū),總的地址范圍為00HFFH。在特殊功能存放器地址空間中離
19、散地分布著21個(gè)特殊功能存放器。如累加器A、存放器B、程序形狀標(biāo)志存放器PSW等。外部可擴(kuò)展64KB的數(shù)據(jù)存儲器,地址范圍為0000HFFFFH。 3.5.2 數(shù)據(jù)存儲器. 內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲器和外部數(shù)據(jù)存儲器在00HFFH地址區(qū)重疊。對于內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲器可以直接尋址,也可以間接尋址。間接尋址時(shí),間接地址存放器為R0和R1,指令格式如下: MOV A,R0 MOV A,R1 MOV R0,A MOV R1,A 外部數(shù)據(jù)存儲器只能間接尋址,間接地址存放器為R0、R1和DPTR。用R0和R1只能訪問低256個(gè)字節(jié)單元,用DPTR可訪問64KB個(gè)字節(jié)單元。指令格式如下; MOVX A,R0 MOVX A,R
20、1 MOVX A,DPTR MOVX R0,A MOVX R1,A MOVX DPTR, A 3.5.2 數(shù)據(jù)存儲器.80C51內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲器配置.用戶RAM區(qū)堆棧、數(shù)據(jù)緩沖30H-7FH位尋址區(qū)位地址00H-7FH20H-2FH第3組通用存放器18H-1FH第2組通用存放器10H-17H第1組通用存放器08H-0FH第0組通用存放器00H-07H 用于存放操作數(shù)及中間結(jié)果。由于它們的功能預(yù)先不作規(guī)定,因此稱為任務(wù)存放器。 任一時(shí)辰,CPU只能運(yùn)用一組任務(wù)存放器。由PSW的RS0和RS1決議 可以直接對位進(jìn)展尋址。共16個(gè)單元,128個(gè)位 用于存放用戶數(shù)據(jù)和及做堆棧用。00H7FH1內(nèi)部RAM
21、內(nèi)部RAM共128字節(jié)單元,分為任務(wù)存放器、位尋址區(qū)和數(shù)據(jù)緩沖區(qū)三個(gè)區(qū)域。. 1)、任務(wù)存放器00H1FH) RS1 RS0 存放器組 片內(nèi)RAM地址 0 0 第0組 00H07H 0 1 第1組 08H0FH 1 0 第2組 10H17H 1 1 第3組 18H1FH 內(nèi)部RAM 的三個(gè)區(qū)域:R0R74個(gè). 內(nèi)部RAM的20H2FH單元為位尋址區(qū),這16個(gè)單元(合計(jì)128位)的每一位都有一個(gè)8位表示的位地址,位尋址范圍為00H7FH. 位尋址區(qū)的每一個(gè)單元既可作為普通RAM單元運(yùn)用,進(jìn)展字節(jié)操作,也可以對單元中的每一位進(jìn)展位操作。 MCS-51布爾處置器的存儲空間就是指這個(gè)位尋址空間。47H
22、46H45H44H43H42H41H40HD0D1D2D3D4D5D6D7 28H 字節(jié)地址位地址2)、位尋址區(qū)20H2FH).47H46H45H44H43H42H41H40HD0D1D2D3D4D5D6D7 28H 字節(jié)地址MOV 28H,#56H SETB 43HCLR 42H0010101110字節(jié)操作位操作.如 MOV 20H,C (這里C是Cy進(jìn)位標(biāo)志位,該指令是將Cy內(nèi)容送20H位,假設(shè)Cy1,位20H值為“1。. 30H7FH是供用戶運(yùn)用的普通RAM區(qū),也是數(shù)據(jù)緩沖區(qū),共80個(gè)單元。對用戶RAM區(qū)的運(yùn)用沒有任何規(guī)定或限制,普通用于存放用戶數(shù)據(jù)及作堆棧區(qū)運(yùn)用。 3). 用戶RAM區(qū)
23、30H7FH. 4堆棧區(qū) 8XX51單片機(jī)的堆棧設(shè)在內(nèi)部RAM區(qū),深度不大于128字節(jié),初始化時(shí)SP指向07H。 注: 對51根本型單片機(jī)只需00H7FH單元128字節(jié)的RAM區(qū)。對52加強(qiáng)型的單片機(jī)還有80HFFH組成的高128字節(jié)RAM區(qū)共256字節(jié)RAM 。.2. 特殊功能存放器 SFRSpecial Function Register 80C51片內(nèi)高128字節(jié)RAM中,有21個(gè)特殊功能存放器,又稱為公用存放器SFR。它們離散地分布在80H0FFH RAM空間中。1. 特殊功能存放器的字節(jié)尋址 8051片內(nèi)21個(gè)特殊功能存放器的稱號、符號及單元地址如表3-8所示. .2) 特殊功能存放
24、器的位尋址 在21個(gè)特殊功能存放器中,有11個(gè)存放器具有位尋址功能,即表3-9(P58)中,有11個(gè)可位尋址的存放器,它們的字節(jié)地址正好能被8整除,而且字節(jié)地址與該字節(jié)最低位的位地址一樣。8FH8EH8DH8CH8BH8AH89H88HD0D1D2D3D4D5D6D7 TCON 88HTF1 TR1 TF0 TR0 IE1 IT1 IE0 IT0.21個(gè)特殊功能存放器的稱號及主要功能引見如下,詳細(xì)的用法見后面各節(jié)的內(nèi)容。 A累加器,自帶有全零標(biāo)志Z,A=0那么Z=1;A0那么Z=0。該標(biāo)志常用于程序分支轉(zhuǎn)移的判別條件。 B存放器,常用于乘除法運(yùn)算 PSW程序形狀字。 SP堆棧指針。. DPTR
25、數(shù)據(jù)指針存放器 P0 P1 P2 P3I/O端口存放器 是四個(gè)并行I/O端口映射入SFR中的存放器。經(jīng)過對該存放器的讀/寫,可實(shí)現(xiàn)從相應(yīng)I/O端口的輸入/輸出。 例如:指令 MOV P1,A實(shí)現(xiàn)了把A累加器中的內(nèi)容從P1端口輸出的操作。指令MOV A,P3實(shí)現(xiàn)了把P3端口線上的信息輸入到A中的操作。.此外還有如下存放器,它們將在后面章節(jié)引見:IP中斷優(yōu)先級控制存放器。IE中斷允許控制存放器。 TMOD定時(shí)器/計(jì)數(shù)器方式控制存放器。TCON定時(shí)器/計(jì)數(shù)器控制存放器。TH0,TL0定時(shí)器/計(jì)數(shù)器0。TH1,TH1定時(shí)器/計(jì)數(shù)器1。SCON串行端口控制存放器。SBUF串行數(shù)據(jù)緩沖器。 PCON電源控
26、制存放器。.注:在52子系列中,高128字節(jié)RAM和SFR的地址是重疊的,終究訪問哪一塊可經(jīng)過不同的尋址方式加以區(qū)分,訪問高128字節(jié)RAM采用存放器間址,訪問SFR那么只能采用直接尋址,訪問低128字節(jié)RAM時(shí),兩種尋址均可采用。 .3 . 外部數(shù)據(jù)存儲器RAM/I/O) 外部RAM地址范圍為0000H0FFFFH,其中在0000H00FFH區(qū)間與內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲器空間是重疊的,CPU運(yùn)用MOV指令和MOVX指令加以區(qū)分。 假設(shè)用戶運(yùn)用系統(tǒng)有擴(kuò)展的I/O接口時(shí),數(shù)據(jù)區(qū)與擴(kuò)展的I/O口一致編址,一切的外圍接口地址均占用片外RAM的地址單元,因此要合理地分配地址空間,保證譯碼的獨(dú)一性。 外部數(shù)據(jù)存儲
27、器,即片外RAM普通由靜態(tài)RAM組成。MCS-51系列單片機(jī)訪問外部數(shù)據(jù)存儲器經(jīng)過一個(gè)特殊存放器DPTR尋址。由于DPTR是16位,那么外部數(shù)據(jù)存儲器可尋址的范圍是64kB。.3.6 布爾處置器 3.6.1 布爾處置機(jī)布爾處置機(jī)實(shí)踐上是一位字長的計(jì)算機(jī),它有中央處置器、位累加器、位地址空間和位操作指令。經(jīng)過編程可實(shí)現(xiàn)位處置或位控制功能,經(jīng)常用于簡單的開關(guān)信號控制系統(tǒng)中。 .3.6.2MCS-51單片機(jī)中布爾處置機(jī)的組成 在MCS-51單片機(jī)的內(nèi)部RAM中,20H2FH 16個(gè)字節(jié)單元既可以按字節(jié)尋址,也可以由CPU按位直接尋址。這16個(gè)單元共有128位,每位有一個(gè)位地址,尋址范圍為00H7FH
28、,如表3-7所示。另外,有11個(gè)特殊功能存放器,如累加器A、存放器B、程序形狀字PSW等,既有字節(jié)地址,也有位地址,其詳細(xì)地址如表3-9所示。 在指令系統(tǒng)中,設(shè)有位操作指令,與位累加器C和位地址空間結(jié)合起來,構(gòu)成一個(gè)完好的布爾處置機(jī)。位操作指令有位傳送、位清0、位置1、位取“反、按位“與、按位“或及位測試轉(zhuǎn)移等。中央處置器CPU可經(jīng)過位操作指令對位累加器和位地址空間進(jìn)展位操作。.3.7 并行I/O接口3.7.1 P0口與P2口 P0口是一個(gè)8位雙向三態(tài)輸入輸出接口,P2口是一個(gè)準(zhǔn)雙向輸入輸出接口,而且每一位都有本人的位地址。中央處置器可接字節(jié)進(jìn)展數(shù)據(jù)傳送,也可按位進(jìn)展位操作。在銜接外部存儲器時(shí)
29、,P0口一方面作為8位數(shù)據(jù)輸入輸出口,另一方面輸出外部存儲器的低8位地址,地址數(shù)據(jù)分時(shí)傳送。因此,P0口實(shí)踐上是地址數(shù)據(jù)總線接口。P2口輸出外部存儲器的高8位地址,其銜接如圖3-10所示。3.7.2 P1口與P3口 P1口與P3口是8位準(zhǔn)雙向輸入輸出接口,每一位也有本人的位地址。中央處置器可按字節(jié)進(jìn)展數(shù)據(jù)傳送,也可按位進(jìn)展位操作。另外,P3口具有第二功能。 MCS-51單片機(jī)內(nèi)部設(shè)置有4個(gè)并行I/O接口,其中P0口為雙向三態(tài)輸入輸出接口,P1、P2、P3口為8位準(zhǔn)雙向輸入輸出接口。. MCS-51單片機(jī)的任務(wù)方式有 復(fù)位方式 單步執(zhí)行方式 程序執(zhí)行方式 低功耗方式 以及EPROM編程、校驗(yàn)與加
30、密方式等。3.8 MCS-51單片機(jī)的任務(wù)方式.復(fù)位是指單片機(jī)的初始化操作 3.8.1 復(fù)位方式1復(fù)位信號(RSTVPD) RST引腳是復(fù)位信號的輸入端,復(fù)位信號為高電平有效。當(dāng)高電平繼續(xù)24個(gè)振蕩脈沖周期兩個(gè)機(jī)器周期以上時(shí),單片機(jī)完成復(fù)位。 2復(fù)位 單片機(jī)復(fù)位后,要留意程序計(jì)數(shù)器PC和特殊功能存放器的形狀。 復(fù)位后,PC初始化為0000H,使單片機(jī)從0000H開場執(zhí)行程序。復(fù)位后不影響片內(nèi)RAM。3. 復(fù)位方式 復(fù)位分為上電自動復(fù)位和按鍵手動復(fù)位。.復(fù)位后各SFR的初始形狀重要存放器內(nèi)容存放器內(nèi)容PC0000HTMOD00HACC00HTCON00HB00HTL000HPSW00HTH000HSP07HTL100HDPTR0000HTH100HP0P3FFHSCON00HIPXX000000BSBUF不定IE0X000000BPCON0XXX0000B. 單步執(zhí)行就是經(jīng)過外來脈沖控制程序的執(zhí)行,使之到達(dá)
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