ATC單片機(jī)結(jié)構(gòu)和原理教學(xué)

會(huì)計(jì)學(xué)1ATC單片機(jī)結(jié)構(gòu)和原理PPT教學(xué)課件圖2-1AT89C51內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖第1頁(yè)/共75頁(yè)2.1.1中央處理器(CPU)CPU是單片機(jī)內(nèi)部的核心部件，是一個(gè)8位二進(jìn)制數(shù)的中央處理單元，主要由運(yùn)算器、控制器和寄存器陣列構(gòu)成。

1.運(yùn)算器運(yùn)算器用來完成算術(shù)運(yùn)算和邏輯運(yùn)算功能，它是AT89C51內(nèi)部處理各種信息的主要部件。運(yùn)算器主要由算術(shù)邏輯單元(ALU)、累加器(ACC)、暫存寄存器(TMP1、TMP2)和狀態(tài)寄存器(PSW)組成。第2頁(yè)/共75頁(yè)(1)算術(shù)邏輯單元(ALU)：AT89C51中的ALU由加法器和一個(gè)布爾處理器組成(圖中未具體畫出)。

(2)累加器(ACC)：用來存放參與算術(shù)運(yùn)算和邏輯運(yùn)算的一個(gè)操作數(shù)或運(yùn)算的結(jié)果。

(3)暫存寄存器(TMP1、TMP2)：用來存放參與算術(shù)運(yùn)算和邏輯運(yùn)算的另一個(gè)操作數(shù)，它對(duì)用戶不開放。

(4)狀態(tài)寄存器(PSW)：PSW是一個(gè)8位標(biāo)志寄存器，用來存放ALU操作結(jié)果的有關(guān)狀態(tài)。第3頁(yè)/共75頁(yè)表2-1PSW各位定義表位編號(hào)PSW7PSW6PSW5PSW4PSW3PSW2PSW1PSW0位定義CYACF0RS1RS0OV—P位地址D7HD6HD5HD4HD3HD2HD1HD0H第4頁(yè)/共75頁(yè)①進(jìn)位標(biāo)志位CY：表示累加器A在加減運(yùn)算過程中其最高位A7有無進(jìn)位或借位。②輔助進(jìn)位位AC：表示累加器A在加減運(yùn)算時(shí)低4位(A3)有無向高4位(A4)進(jìn)位或借位。③用戶標(biāo)志位F0：是用戶定義的一個(gè)狀態(tài)標(biāo)志位，根據(jù)需要可以用軟件來使它置位或清除。第5頁(yè)/共75頁(yè)④寄存器選擇位RS1、RS0：AT89C51共有四組，每組八個(gè)工作寄存器R0～R7。編程時(shí)用于存放數(shù)據(jù)或地址。但每組工作寄存器在內(nèi)部RAM中的物理地址不同。RS1和RS0的四種狀態(tài)組合就是用來確定四組工作寄存器的實(shí)際物理地址的。RS1、RS0狀態(tài)與工作寄存器R0～R7的物理地址關(guān)系如表2-2所示。第6頁(yè)/共75頁(yè)表2-2工作寄存器組R0～R7的物理地址RS1RS0工作寄存器組號(hào)R0～R7的物理地址0

00

11

011012300H～07H08H～0FH16H～17H18H～1FH第7頁(yè)/共75頁(yè)⑤溢出標(biāo)志位OV：當(dāng)執(zhí)行算術(shù)指令時(shí)，由硬件自動(dòng)置位或清零，表示累加器A的溢出狀態(tài)。⑥奇偶標(biāo)志位P：用于指示運(yùn)算結(jié)果中1的個(gè)數(shù)的奇偶性，若累加器A中1的個(gè)數(shù)為奇數(shù)，則P=1；若1的個(gè)數(shù)為偶數(shù)，則P=0。第8頁(yè)/共75頁(yè)2.控制器控制器是單片機(jī)內(nèi)部按一定時(shí)序協(xié)調(diào)工作的控制核心，是分析和執(zhí)行指令的部件?？刂破髦饕沙绦蛴?jì)數(shù)器PC、指令寄存器IR、指令譯碼器ID和定時(shí)控制邏輯電路等構(gòu)成。程序計(jì)數(shù)器PC是專門用于存放現(xiàn)行指令的16位地址的。CPU就是根據(jù)PC中的地址到ROM中去讀取程序指令碼和數(shù)據(jù)，并送給指令寄存器IR進(jìn)行分析。第9頁(yè)/共75頁(yè)

指令寄存器IR用于存放CPU根據(jù)PC地址從ROM中讀出的指令操作碼。指令譯碼器ID是用于分析指令操作的部件，指令操作碼經(jīng)譯碼后產(chǎn)生相應(yīng)于某一特定操作的信號(hào)。定時(shí)控制邏輯中定時(shí)部件用來產(chǎn)生脈沖序列和多種節(jié)拍脈沖。第10頁(yè)/共75頁(yè)3．寄存器陣列寄存器陣列是單片機(jī)內(nèi)部的臨時(shí)存儲(chǔ)單元或固定用途單元，包括通用寄存器組和專用寄存器組。通用寄存器組用來存放過渡性的數(shù)據(jù)和地址，提高CPU的運(yùn)行速度。專用寄存器組主要用來指示當(dāng)前要執(zhí)行指令的內(nèi)存地址，存放特定的操作數(shù)，指示指令運(yùn)行的狀態(tài)等。第11頁(yè)/共75頁(yè)2.1.2存儲(chǔ)器

AT89C51單片機(jī)內(nèi)部有256個(gè)字節(jié)的RAM數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器和4?KB的閃存程序存儲(chǔ)器(Flash)，當(dāng)不夠使用時(shí)，可分別擴(kuò)展為64KB外部RAM存儲(chǔ)器和64KB外部程序存儲(chǔ)器。它們的邏輯空間是分開的，并有各自的尋址機(jī)構(gòu)和尋址方式。這種結(jié)構(gòu)的單片機(jī)稱為哈佛型結(jié)構(gòu)單片機(jī)。程序存儲(chǔ)器是可讀不可寫的，用于存放編好的程序和表格常數(shù)。數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器是既可讀也可寫的，用于存放運(yùn)算的中間結(jié)果，進(jìn)行數(shù)據(jù)暫存及數(shù)據(jù)緩沖等。第12頁(yè)/共75頁(yè)2.1.3I/O端口

AT89C51單片機(jī)對(duì)外部電路進(jìn)行控制或交換信息都是通過I/O端口進(jìn)行的。單片機(jī)的I/O端口分為并行I/O端口和串行I/O端口，它們的結(jié)構(gòu)和作用并不相同。

1．并行I/O端口

AT89C51有四個(gè)8位并行I/O端口，分別命名為P0口、P1口、P2口和P3口，它們都是8位準(zhǔn)雙向口，每次可以并行輸入或輸出8位二進(jìn)制信息。第13頁(yè)/共75頁(yè)2．串行I/O端口

AT89C51有一個(gè)全雙工的可編程串行I/O端口，它利用了P3口的第二功能，即將P3.1引腳作為串行數(shù)據(jù)的發(fā)送線TXD，將P3.0引腳作為串行數(shù)據(jù)的接收線RXD。第14頁(yè)/共75頁(yè)2.1.4定時(shí)器/計(jì)數(shù)器

AT89C51內(nèi)部有兩個(gè)16位可編程定時(shí)器/計(jì)數(shù)器，簡(jiǎn)稱為定時(shí)器0(T0)和定時(shí)器1(T1)，T0和T1分別由兩個(gè)8位寄存器構(gòu)成，其中T0由TH0(高8位)和TL0(低8位)構(gòu)成，T1由TH1(高8位)和TL1(低8位)構(gòu)成。TH0、TL0、TH1、TL1都是SFR中的特殊功能寄存器(見表2-4)。第15頁(yè)/共75頁(yè)T0和T1在定時(shí)器控制寄存器TCON和定時(shí)器方式選擇寄存器TMOD的控制下(TCON、TMOD為特殊功能寄存器)，可工作在定時(shí)器模式或計(jì)數(shù)器模式下，每種模式下又有不同的工作方式。當(dāng)定時(shí)或計(jì)數(shù)溢出時(shí)還可申請(qǐng)中斷。詳細(xì)情況參見第6章。第16頁(yè)/共75頁(yè)2.1.5中斷系統(tǒng)單片機(jī)中的中斷是指CPU暫停正在執(zhí)行的原程序轉(zhuǎn)而為中斷源服務(wù)(執(zhí)行中斷服務(wù)程序)，在執(zhí)行完中斷服務(wù)程序后再回到原程序繼續(xù)執(zhí)行。中斷系統(tǒng)是指能夠處理上述中斷過程所需要的部分電路。

AT89C51的中斷系統(tǒng)由中斷源、中斷允許控制器IE、中斷優(yōu)先級(jí)控制器IP、定時(shí)器控制器TCON(中斷標(biāo)志寄存器)等構(gòu)成，IE、IP、TCON均為SFR特殊功能寄存器(見表2-2)。第17頁(yè)/共75頁(yè)2.1.6內(nèi)部總線總線是用于傳送信息的公共途徑。總線可分為數(shù)據(jù)總線、地址總線、控制總線。單片機(jī)內(nèi)的CPU、存儲(chǔ)器、I/O接口等單元部件都是通過總線連接到一起的。采用總線結(jié)構(gòu)可以減少信息傳輸線的根數(shù)，提高系統(tǒng)可靠性，增強(qiáng)系統(tǒng)靈活性。

AT89C51單片機(jī)內(nèi)部總線是單總線結(jié)構(gòu)，即數(shù)據(jù)總線和地址總線是公用的。第18頁(yè)/共75頁(yè)2.2AT89C51單片機(jī)引腳及其功能AT89C51有40條引腳，與其他51系列單片機(jī)引腳是兼容的。這40條引腳可分為I/O端口線、電源線、控制線、外接晶體線四部分。其封裝形式有兩種：雙列直插封裝(DIP)形式和方形封裝形式，如圖2-2所示。第19頁(yè)/共75頁(yè)圖2-2AT89C51封裝和引腳分配圖(a)雙列直插式封裝；(b)方形封裝第20頁(yè)/共75頁(yè)2.2.1I/O端口功能

1．P0口

P0口有八條端口線，命名為P0.0～P0.7，其中P0.0為低位，P0.7為高位。每條線的結(jié)構(gòu)組成如圖2-3所示。它由一個(gè)輸出鎖存器，兩個(gè)三態(tài)緩沖器，輸出驅(qū)動(dòng)電路和輸出控制電路組成。P0口是一個(gè)三態(tài)雙向I/O口，它有兩種不同的功能，用于不同的工作環(huán)境。第21頁(yè)/共75頁(yè)圖2-3P0口位結(jié)構(gòu)圖第22頁(yè)/共75頁(yè)2.P1口

P1口有八條端口線，命名為P1.0～P1.7，每條線的結(jié)構(gòu)組成如圖2-4所示。P1口是一個(gè)準(zhǔn)雙向口，只作普通的I/O口使用，其功能與P0口的第一功能相同。作輸出口使用時(shí)，由于其內(nèi)部有上拉電阻，所以不需外接上拉電阻；作輸入口使用時(shí)，必須先向鎖存器寫入“1”，使場(chǎng)效應(yīng)管T截止，然后才能讀取數(shù)據(jù)。第23頁(yè)/共75頁(yè)圖2-4P1口位結(jié)構(gòu)圖第24頁(yè)/共75頁(yè)3.P2口

P2口有八條端口線，命名為P2.0～P2.7，每條線的結(jié)構(gòu)如圖2-5所示。P2口也是一個(gè)準(zhǔn)雙向口，它有兩種使用功能：一種是當(dāng)系統(tǒng)不擴(kuò)展外部存儲(chǔ)器時(shí)，作普通I/O口使用，其功能和原理與P0口第一功能相同，只是作為輸出口時(shí)不需外接上拉電阻；另一種是當(dāng)系統(tǒng)外擴(kuò)存儲(chǔ)器時(shí)，P2口作系統(tǒng)擴(kuò)展的地址總線口使用，輸出高8位的地址A7～A15，與P0口第二功能輸出的低8位地址相配合，共同訪問外部程序或數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器(64KB)，但它只確定地址并不能像P0口那樣還可以傳送存儲(chǔ)器的讀寫數(shù)據(jù)。第25頁(yè)/共75頁(yè)圖2-5P2口位結(jié)構(gòu)圖第26頁(yè)/共75頁(yè)4.P3口

P3口有八條端口線，命名為P3.0～P3.7，每條線的結(jié)構(gòu)如圖2-6所示。P3口是一個(gè)多用途的準(zhǔn)雙向口。第一功能是作普通I/O口使用，其功能和原理與P1口相同。第二功能是作控制和特殊功能口使用，這時(shí)八條端口線所定義的功能各不相同，如表2-3所示。

第27頁(yè)/共75頁(yè)圖2-6P3口位結(jié)構(gòu)圖第28頁(yè)/共75頁(yè)表2-3P3口各位的第二功能第29頁(yè)/共75頁(yè)5．I/O口的讀寫

P0～P3口都可作為普通I/O口來使用。當(dāng)作為輸入口使用時(shí)，必須先向該口的鎖存器中寫入“1”，然后再?gòu)淖x引腳緩沖器中讀入引腳狀態(tài)，這樣的讀入結(jié)果才正確(前面已分析過)。第30頁(yè)/共75頁(yè)2.2.2電源線

AT89C51單片機(jī)的電源線有以下兩種：

(1)VCC：+5V電源線。

(2)VSS：接地線。第31頁(yè)/共75頁(yè)2.2.3外接晶體引腳

AT89C51單片機(jī)的外接晶體引腳有以下兩種：

(1)XTAL1：片內(nèi)振蕩器反相放大器的輸入端和內(nèi)部時(shí)鐘工作的輸入端。采用內(nèi)部振蕩器時(shí)，它接外部石英晶體和微調(diào)電容的一個(gè)引腳。

(2)XTAL2：片內(nèi)振蕩器反相放大器的輸出端，接外部石英晶體和微調(diào)電容的另一端。采用外部振蕩器時(shí)，該引腳懸空。第32頁(yè)/共75頁(yè)2.2.4控制線

AT89C51單片機(jī)的控制線有以下幾種：

(1)RST：復(fù)位輸入端，高電平有效。

(2)ALE/：地址鎖存允許/編程線。

(3)：外部程序存儲(chǔ)器的讀選通線。

(4)/VPP：片外ROM允許訪問端/編程電源端。第33頁(yè)/共75頁(yè)2.3AT89C51存儲(chǔ)器AT89C51單片機(jī)存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)采用哈佛型結(jié)構(gòu)，即將程序存儲(chǔ)器(ROM)和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器(RAM)分開，它們有各自獨(dú)立的存儲(chǔ)空間、尋址機(jī)構(gòu)和尋址方式。其典型結(jié)構(gòu)如圖2-7所示。第34頁(yè)/共75頁(yè)圖2-7AT89C51存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)圖(a)程序存儲(chǔ)器地址分配；(b)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器地址分配第35頁(yè)/共75頁(yè)2.3.1程序存儲(chǔ)器

AT89C51程序存儲(chǔ)器有片內(nèi)和片外之分。片內(nèi)有4KB字節(jié)的Flash程序存儲(chǔ)器，地址范圍為0000H～0FFFH。當(dāng)不夠使用時(shí)，可以擴(kuò)展片外程序存儲(chǔ)器，因程序計(jì)數(shù)器PC和程序地址指針DPTR都是16位的，所以片外程序存儲(chǔ)器擴(kuò)展的最大空間是64KB，地址范圍為0000H～FFFFH。第36頁(yè)/共75頁(yè)2.3.2數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器

AT89C51數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器也有片內(nèi)和片外之分。片內(nèi)有256個(gè)字節(jié)RAM，地址范圍為00H～FFH。片外數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器可擴(kuò)展64KB存儲(chǔ)空間，地址范圍為0000H～FFFFH，但兩者的地址空間是分開的，各自獨(dú)立的，結(jié)構(gòu)分配如圖2-7(b)所示。第37頁(yè)/共75頁(yè)1.片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器

AT89C51單片機(jī)片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器可分為兩部分：00H～7FH單元空間的128字節(jié)為RAM區(qū)；80H～FFH單元空間的128字節(jié)為專用寄存器(SFR)區(qū)。兩部分的地址空間是連續(xù)的。

(1)片內(nèi)RAM區(qū)：共128字節(jié)，它又可劃分為通用寄存器區(qū)、位尋址區(qū)、普通RAM區(qū)，如圖2-8所示。第38頁(yè)/共75頁(yè)

普通RAM區(qū)7FH

30H2FH7F7E7D7C7B7A7978

2EH7776757473727170

2DH6F6E6D6C6B6A6968

2CH6766656463626160

2BH5F5E5D5C5B5A5958

2AH5756555453525150

29H4F4E4D4C4B4A4948

28H4746454443424140位尋址區(qū)27H3F3E3D3C3B3A3938

26H373635343332313025H2F2E2D2C2B2A2928

24H2726252423222120

23H1F1E1D1C1B1A1918

22H1716151413121110

21H0F0E0D0C0B0A0908

20H0706050403020100

1FH

3組

18H

17H

2組

10H通用寄存器區(qū)0FH

1組

08H

07H

0組

00H圖2-8AT89C51內(nèi)部RAM空間分配第39頁(yè)/共75頁(yè)①通用寄存器區(qū)：00H～1FH這32個(gè)單元為通用寄存器區(qū)，分為四組，每組占八個(gè)RAM單元，地址由小到大分別用代號(hào)R0～R7表示。通過設(shè)置程序狀態(tài)字PSW中的RS1、RS0狀態(tài)來決定哪一組寄存器工作，如表2-2所示。②位尋址區(qū)：20H～2FH這16個(gè)單元為位尋址區(qū)。它有雙重尋址功能，既可以進(jìn)行位尋址操作，也可以同普通RAM單元一樣按字節(jié)尋址操作。第40頁(yè)/共75頁(yè)③普通RAM區(qū)：30H～7FH這80個(gè)單元為普通RAM區(qū)。用于存放用戶數(shù)據(jù)，只能按字節(jié)存取。④堆棧區(qū)：堆棧是片內(nèi)RAM存儲(chǔ)器中的特殊群體。第41頁(yè)/共75頁(yè)圖2-9堆棧結(jié)構(gòu)圖第42頁(yè)/共75頁(yè)(2)專用寄存器區(qū)：片內(nèi)80H～FFH這一區(qū)間，AT89C51集合了一些特殊用途的寄存器，一般稱之為特殊功能寄存器SFR。每個(gè)SFR占有一個(gè)RAM單元。它們離散地分布在80H～FFH地址范圍內(nèi)，如表2-4所示。第43頁(yè)/共75頁(yè)表2-4AT89C51特殊功能寄存器SFR一覽表第44頁(yè)/共75頁(yè)第45頁(yè)/共75頁(yè)

沒有被SFR占據(jù)的地址可能在片內(nèi)并不存在。對(duì)這些地址讀出時(shí)，通常會(huì)得到隨機(jī)的數(shù)據(jù)，而寫入時(shí)將會(huì)有不確定的效應(yīng)，因此軟件設(shè)計(jì)時(shí)不要使用這些單元。特殊功能寄存器通常用寄存器尋址，但也可以用直接尋址方式進(jìn)行字節(jié)訪問。其中11個(gè)寄存器還可進(jìn)行位尋址(表2-4中帶*號(hào)的寄存器)操作，其位地址的分配如表2-5所示。第46頁(yè)/共75頁(yè)表2-5SFR中的位地址分配寄存器符號(hào)位地址字節(jié)地址D7D6D5D4D3D2D1D0BF7F6F5F4F3F2F1F0F0HACCE7E6E5E4E3E2E1E0E0HPSWD7D6D5D4D3D2D1D0D0HIP

BCBBBAB9B8B8HP3B7B6B5B4B3B2B1B0B0HIEAF

ACABAAA9A8A8HP2A7A6A5A4A3A2A1A0A0HSCON9F9E9D9C9B9A999898HP1979695949392919090HTCON8F8E8D8C8B8A898888HP0878685848382818080H第47頁(yè)/共75頁(yè)2．片外數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器

AT89C51單片機(jī)可擴(kuò)展片外64KB空間的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，地址范圍為0000H～FFFFH，它與程序存儲(chǔ)器的地址空間是重合的，但兩者的尋址指令和控制線不同。第48頁(yè)/共75頁(yè)2.4AT89C51單片機(jī)工作方式2.4.1復(fù)位方式單片機(jī)在開機(jī)時(shí)或在工作中因干擾而使程序失控或工作中程序處于某種死循環(huán)狀態(tài)等情況下都需要復(fù)位。復(fù)位的作用是使中央處理器CPU以及其他功能部件都恢復(fù)到一個(gè)確定的初始狀態(tài)，并從這個(gè)狀態(tài)開始工作。第49頁(yè)/共75頁(yè)AT89C51單片機(jī)的復(fù)位靠外部電路實(shí)現(xiàn)，信號(hào)由RESET(RST)引腳輸入，高電平有效，在振蕩器工作時(shí)，只要保持RST引腳高電平兩個(gè)機(jī)器周期，單片機(jī)即復(fù)位。復(fù)位后，PC程序計(jì)數(shù)器的內(nèi)容為0000H，其他特殊功能寄存器的復(fù)位狀態(tài)如表2-4所示。片內(nèi)RAM中內(nèi)容不變。復(fù)位電路一般有上電復(fù)位、手動(dòng)開關(guān)復(fù)位和自動(dòng)復(fù)位電路三種，如圖2-10所示。第50頁(yè)/共75頁(yè)圖2-10單片機(jī)復(fù)位電路圖(a)上電復(fù)位電路；(b)手動(dòng)復(fù)位電路；(c)自動(dòng)復(fù)位電路第51頁(yè)/共75頁(yè)2.4.2程序執(zhí)行方式程序執(zhí)行方式是單片機(jī)的基本工作方式，也就是執(zhí)行用戶編寫好并存放在ROM中的程序。第52頁(yè)/共75頁(yè)2.4.3省電方式

AT89系列單片機(jī)提供了兩種通過軟件編程來實(shí)現(xiàn)的省電運(yùn)行方式，即空閑方式和掉電方式。省電方式可以使單片機(jī)在供電困難的環(huán)境中功耗最小，僅在需要正常工作時(shí)才正常運(yùn)行。單片機(jī)正常工作時(shí)消耗10～20mA電流，空閑方式工作時(shí)消耗1.75mA電流，掉電方式工作時(shí)消耗5～50μA電流，可見在省電方式下單片機(jī)耗能很小。在空閑和掉電方式下，單片機(jī)內(nèi)部硬件控制電路如圖2-11所示。第53頁(yè)/共75頁(yè)圖2-11空閑和掉電方式內(nèi)部電路圖第54頁(yè)/共75頁(yè)2.4.4EPROM編程和校驗(yàn)方式

1．簽名字節(jié)的讀出簽名字節(jié)是生產(chǎn)廠家在生產(chǎn)89系列單片機(jī)時(shí)寫入到存儲(chǔ)器中的信息。信息內(nèi)容包括生產(chǎn)廠家、編程電壓和單片機(jī)型號(hào)。第55頁(yè)/共75頁(yè)2．Flash存儲(chǔ)器編程方式這里的編程是指利用特殊手段將用戶編寫好的程序代碼寫入AT89C51片內(nèi)4KB字節(jié)Flash存儲(chǔ)器的過程(89C52方法相同)。編程前必須先確定編程電壓。AT89系列單片機(jī)只有兩種編程電壓，一種是低壓編程方式，用5V電壓；另一種是高壓編程方式，用12V電壓。這一編程電壓可從器件封裝表面讀取或從簽名字節(jié)中讀取。

第56頁(yè)/共75頁(yè)(1)在地址線上輸入要編程單元的地址。(2)在數(shù)據(jù)線上輸入要寫入的數(shù)據(jù)字節(jié)。(3)在/Vpp端加入編程電壓(5V或12V)。(4)激活相應(yīng)的控制信號(hào)。(5)在ALE/端加入一個(gè)編程負(fù)脈沖，數(shù)據(jù)線上的數(shù)據(jù)字節(jié)就寫入地址線上對(duì)應(yīng)的Flash存儲(chǔ)器單元地址中了。第57頁(yè)/共75頁(yè)圖2-12Flash編程硬件邏輯電路圖第58頁(yè)/共75頁(yè)3．程序的校驗(yàn)方式程序校驗(yàn)方式是指對(duì)編程中寫入的程序代碼進(jìn)行讀出，并與程序?qū)懭肭按a進(jìn)行比較驗(yàn)證的過程。

4．EPROM加密方式用戶編寫好的程序通過編程和校驗(yàn)無誤，寫入到EPROM中后，可進(jìn)行加密保護(hù)以防止非法讀出受保護(hù)的應(yīng)用軟件。第59頁(yè)/共75頁(yè)5．程序擦除工作方式

AT89C51單片機(jī)的片內(nèi)Flash存儲(chǔ)器可多次編程，但在每次對(duì)程序存儲(chǔ)器進(jìn)行編程前必須先執(zhí)行擦除操作，使存儲(chǔ)器單元內(nèi)容變?yōu)槿獸FH狀態(tài)(包括簽名字節(jié))。第60頁(yè)/共75頁(yè)2.5AT89C51時(shí)鐘電路與時(shí)序2.5.1振蕩器與時(shí)鐘電路單片機(jī)內(nèi)各部件之間有條不紊的協(xié)調(diào)工作，其控制信號(hào)是在一種基本節(jié)拍的指揮下按一定時(shí)間順序發(fā)出的，這些控制信號(hào)在時(shí)間上的相互關(guān)系就是CPU時(shí)序。而產(chǎn)生這種基本節(jié)拍的電路就是振蕩器和時(shí)鐘電路。

AT89C51單片機(jī)內(nèi)部有一個(gè)用于構(gòu)成振蕩器的單級(jí)反相放大器，如圖2-13所示。第61頁(yè)/共75頁(yè)圖2-13AT89C51內(nèi)部振蕩器電路圖第62頁(yè)/共75頁(yè)

引腳XTAL1為反相器輸入端，XTAL2為反相器輸出端。當(dāng)在放大器兩個(gè)引腳上外接一個(gè)晶體(或陶瓷振蕩器)和電容組成的并聯(lián)諧振電路作為反饋元件時(shí)，便構(gòu)成一個(gè)自激振蕩器，如圖2-14所示。第63頁(yè)/共75頁(yè)圖2-14內(nèi)部振蕩器等效電路圖第64頁(yè)/共75頁(yè)

單片機(jī)也可采用外部振蕩器向內(nèi)部時(shí)鐘電路輸入一固定頻率的時(shí)鐘源信號(hào)。此時(shí)，外部信號(hào)接至XTAL1端，輸入給內(nèi)部時(shí)鐘電路，而XTAL2端浮空即可，如圖2-15所示。

第65頁(yè)/共75頁(yè)圖2-15外部時(shí)鐘電路圖第66頁(yè)/共75頁(yè)2.5.2時(shí)序

1．振蕩周期振蕩周期指由單片機(jī)片內(nèi)或片外振蕩器所產(chǎn)生的，為單片機(jī)提供時(shí)鐘源信號(hào)的周期(其值為1/fosc)。

2．時(shí)鐘周期時(shí)鐘周期又稱為狀態(tài)周期S，由內(nèi)部時(shí)鐘電路產(chǎn)生，是振蕩周期的二倍。每個(gè)時(shí)鐘周期分為P1和P2兩個(gè)節(jié)拍，前半周期P1節(jié)拍信號(hào)有效，后半周期P2節(jié)拍信號(hào)有效，每個(gè)節(jié)拍完成不同的邏輯操作。第67頁(yè)/共75頁(yè)3．機(jī)器周期一個(gè)機(jī)器周期由六個(gè)狀態(tài)周期(12個(gè)振蕩周期)組成，六個(gè)狀態(tài)周期用S1～S6表示，每一狀態(tài)周期的兩個(gè)節(jié)拍用P1、P2表示，則一個(gè)機(jī)器周期的12個(gè)節(jié)拍就可用S1P1、S1P2、S2P