STC15單片機(jī)基礎(chǔ)解析

《增加型8051單片機(jī)原理與系統(tǒng)開發(fā)》

C51電子教案-01

單片機(jī)根底一、課程的性質(zhì)和目的

機(jī)電類專業(yè)學(xué)生必修、專業(yè)根底課；強(qiáng)調(diào)應(yīng)用實踐，理論結(jié)合實際，理解根本概念，能利用單片機(jī)解決實際問題；把握單片機(jī)的構(gòu)造、C51語言程序設(shè)計、調(diào)試方法；能調(diào)試程序，把握常見故障的檢測方法、故障排解方法，具備初步的程序設(shè)計力氣二、課時安排及教學(xué)內(nèi)容序號課題（或項目）教學(xué)時數(shù)講授實踐復(fù)習(xí)測驗1項目準(zhǔn)備1222流水燈的設(shè)計與制作6223時鐘的設(shè)計與制作14224設(shè)計制作紅外報警器12225設(shè)計制作串行通訊小系統(tǒng)62小計50106機(jī)動2合計課時68學(xué)

分4三、考核方式和成績評價標(biāo)準(zhǔn)考核內(nèi)容比例考核方法備注作業(yè)15%正確性、工整性和按時完成（預(yù)計作業(yè)次數(shù)10次）5分制，加權(quán)平均課堂提問10%加分體制，主動發(fā)言加1分，正確加4分，課代表記錄實驗報告（成績）20%正確性、完成速度、創(chuàng)新性，報告工整性（4次實驗報告）5分制，加權(quán)平均出勤率5%扣分法，每次1分（校、院集體活動和有假條除外），課代表記錄超過三次，不能參加考試考試(期終)50%參加全校統(tǒng)考，成績低于60分（卷面總分100分），需補(bǔ)考統(tǒng)一試卷、按課改調(diào)整課程特點①學(xué)問點既分散又連貫，構(gòu)造和指令系統(tǒng)是根底；②與電子線路尤其是數(shù)字電子線路關(guān)系親切；學(xué)習(xí)方法①預(yù)習(xí)、復(fù)習(xí)；②多動手〔硬件、軟件試驗〕；③多看參考書(包括利用網(wǎng)上資料)；④其它〔上課、作業(yè)、答疑〕。答疑和相關(guān)資料，興趣小組第1章單片機(jī)系統(tǒng)根底學(xué)問1.1概述1.1.1單片機(jī)的根本概念1.微處理器的概念MPU是微處理器的縮寫〔Microprocessor〕，簡稱為MP。MPU是集成在同一塊芯片上的具有運算和把握功能規(guī)律的中心處理器。微處理器不僅是構(gòu)成微型計算機(jī)、單片微型計算機(jī)系統(tǒng)、嵌入式系統(tǒng)的核心部件，而且也是構(gòu)成多微處理器系統(tǒng)和現(xiàn)代并行構(gòu)造計算機(jī)的根底。1.1.1單片機(jī)的根本概念2．微型計算機(jī)的概念微型計算機(jī)〔microcomputer〕是指由微處理器加上承受大規(guī)模集成電路制成的程序存儲器和數(shù)據(jù)存儲器，以及與輸入/輸出設(shè)備相連接的I/O接口電路，微型計算機(jī)簡稱MC。1.1.1單片機(jī)的根本概念3．單片機(jī)的根本概念單片機(jī)SCMC(SingleChipMicroComputer)—屬于微型機(jī)的一種—具有一般微機(jī)的根本組成和功能其它名稱：微把握器MCU〔MicroControllerUnit〕嵌入式微把握器〔embeddedmicrocontroller〕單片機(jī)是單片微型計算機(jī)的簡稱，也就是把微處理器〔CPU〕、確定容量的程序存儲器〔ROM〕和數(shù)據(jù)存儲器〔RAM〕、輸入/輸出接口〔I/O〕、時鐘及其它一些計算機(jī)外圍電路，通過總線連接在一起并集成在一個芯片上，構(gòu)成的微型計算機(jī)系統(tǒng)。1.1.1單片機(jī)的根本概念4．嵌入式系統(tǒng)的根本概念

嵌入式系統(tǒng)泛指嵌入于宿主設(shè)備的系統(tǒng)中，嵌入的目的主要是用智能化提升宿主設(shè)備的功能。嵌入式系統(tǒng)是以應(yīng)用技術(shù)產(chǎn)品為核心，以計算機(jī)技術(shù)為根底，以通信技術(shù)為載體，以消費類產(chǎn)品為對象，引入各類傳感器參與，進(jìn)入Internet網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的連接，而適應(yīng)應(yīng)用環(huán)境的產(chǎn)品。特點：〔1〕嵌入式微處理器對實時多任務(wù)有很強(qiáng)的支持力氣；〔2〕嵌入式微處理器具有功能很強(qiáng)的存儲區(qū)疼惜功能?！?〕嵌入式微處理器功耗很低，1.1.1單片機(jī)的根本概念5．SOC的根本概念SOC是片上系統(tǒng)的簡稱。所謂SOC是一種高度集成化、固件化的系統(tǒng)集成技術(shù)。使用SOC技術(shù)設(shè)計系統(tǒng)的核心思想，就是要把整個應(yīng)用電子系統(tǒng)全部集成在一個芯片中。在使用SOC技術(shù)設(shè)計應(yīng)用系統(tǒng)時，除了那些無法集成的外部電路或機(jī)械局部以外，其他全部的系統(tǒng)電路全部集成在一起。1.1.2單片機(jī)的進(jìn)展概況1．單片機(jī)的進(jìn)展階段〔1〕單片機(jī)的初級階段〔2〕單片機(jī)的中級〔成熟〕階段〔3〕單片機(jī)的高級〔進(jìn)展〕階段1.1.3單片機(jī)的特點和應(yīng)用

1.單片機(jī)的特點〔1〕體積小、使用靈敏、本錢低、易于產(chǎn)業(yè)化?！?〕牢靠性好，適應(yīng)溫度范圍寬?！?〕易擴(kuò)展，很簡潔構(gòu)成各種規(guī)模的應(yīng)用系統(tǒng)、把握功能強(qiáng)?！?〕系統(tǒng)內(nèi)無監(jiān)控或系統(tǒng)治理程序。2．單片機(jī)的應(yīng)用

〔1〕測控系統(tǒng)〔2〕智能儀器儀表〔3〕通訊產(chǎn)品〔4〕民用產(chǎn)品〔5〕軍用產(chǎn)品〔6〕計算機(jī)外部設(shè)備1.2.1MCS-51單片機(jī)的功能構(gòu)造及特點

圖1-1MCS-51(增加型)單片機(jī)功能構(gòu)造圖時鐘信號源外部事件信號BUS時鐘電路8KBFlashROM256BRAM128BSFR16位×3個定時/計數(shù)器64KB總線擴(kuò)展控制器可編程并行口可編程全雙工串行口CPU中斷控制器外中斷8位×4個并行口串行通信總線控制BUS1.2.1MCS-51單片機(jī)的功能構(gòu)造及特點 MCS-51單片機(jī)內(nèi)部主要包括9個局部：一個8位的微處理器CPU8KB的片內(nèi)程序存儲器FlashROM256B的片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲器RAM、128B特殊功能存放器〔SFR〕3個16位的定時器/計數(shù)器有一個治理6個中斷源的中斷把握器4個8位并行I/O端一個全雙工的串行接口〔UART〕片內(nèi)振蕩電路和時鐘發(fā)生器可擴(kuò)展64KB程序、64KB數(shù)據(jù)存儲器的三總線把握電路1.2.2MCS-51單片機(jī)的內(nèi)部原理構(gòu)造 MCS-51單片機(jī)的內(nèi)部原理構(gòu)造如圖1-2所示。 與圖1-1比較，主要的區(qū)分是畫出了CPU的內(nèi)部構(gòu)造，圖中的中間局部除了“定時器、串行口”大方框之外都屬于CPU部件。 下面先介紹CPU局部，對于其它部件，將在本章和后面的章節(jié)講解。

圖1-2MCS-51(增加型)單片機(jī)原理構(gòu)造圖XTAL2XTAL1P3.0~P3.7P1.0~P1.7RAM地址端口0驅(qū)動器端口2驅(qū)動器8KBFlashROM端口0鎖存器端口2鎖存器端口1驅(qū)動器端口3驅(qū)動器端口1鎖存器端口3鎖存器暫存器1SPPSWB存放器暫存器2ACC256BRAM128BSFR緩沖器PC加1PC程序地址存放器DPTR定時器、串行口中斷部件及特殊功能存放器地址總線∕數(shù)據(jù)總線P2.0~P2.7VccGND指令存放器指令譯碼器指令把握器P0.0~P0.7PSENALEEARSTALU1.2.3MCS-51單片機(jī)的CPU MCS-51單片機(jī)內(nèi)部有一個功能強(qiáng)大的8位CPU，它包含兩個根本局部，運算器和把握器。 一、運算器 運算器包括：算術(shù)和規(guī)律運算部件ALU〔ArithmeticLogicUnit〕 以及累加器ACC、存放器B、暫存器1、暫存器2、程序狀態(tài)字存放器PSW、布爾處理器等。1.2.3MCS-51單片機(jī)的CPU 1、算術(shù)規(guī)律運算部件ALU ALU可以對4位〔半字節(jié)〕、8位〔一字節(jié)〕和16位〔雙字節(jié)〕數(shù)據(jù)進(jìn)展操作。 這些操作可以是： 算術(shù)運算：加、減、乘、除、加1、減1、BCD碼數(shù)的十進(jìn)制調(diào)整及比較等； 規(guī)律運算：與、或、異或、求補(bǔ)及循環(huán)移位等。1.2.3MCS-51單片機(jī)的CPU 2、累加器ACC ACC在CPU構(gòu)造中占有特殊的位置，所以ACC在指令中使用的特殊多。 ACC既做源操作數(shù)又做目的操作數(shù)，如在加、減、乘、除算術(shù)運算指令中，在與、或、異或、循環(huán)移位規(guī)律運算指令等。 ACC也作為通用存放器使用，并且可以按位操作，所以ACC是一個用處最多、最勞碌的存放器。 在指令中用助記符A來表示。1.2.3MCS-51單片機(jī)的CPU 4、程序狀態(tài)字PSW 功能：用于設(shè)定CPU的狀態(tài)和指示指令執(zhí)行后的狀態(tài)。 PSW相當(dāng)于其它微處理器中的標(biāo)志存放器。格式如下：PSW(D0H)D7D6D5D4D3D2D1D0CYACF0RS1RS0OVF1P圖1-3程序狀態(tài)字PSW格式1.2.3MCS-51單片機(jī)的CPU CY〔PSW.7〕：進(jìn)位、借位標(biāo)志 在做位操作〔布爾操作〕時CY作 為位累加器。在指令中用C代替CY AC〔PSW.6〕：半進(jìn)位、半借位標(biāo)志，也稱為幫助進(jìn)位標(biāo)志 F0、F1〔PSW.5、PSW.1〕：用戶標(biāo)志位，留給用戶使用D7D6D5D4D3D2D1D0CYACF0RS1RS0OVF1P1.2.3MCS-51單片機(jī)的CPU OV〔PSW.2〕：溢出標(biāo)志位 有以下幾種狀況： ①加減運算： OV＝1表示結(jié)果超出了8位有符號數(shù)的有效范圍〔－128～＋127〕，對無符號數(shù)OV沒有意義。 ②無符號數(shù)乘法運算： OV＝1說明結(jié)果超出了8位數(shù) ③無符號數(shù)除法運算： OV＝1說明除數(shù)為01.2.3MCS-51單片機(jī)的CPU P〔PSW.0〕：累加器A的奇偶標(biāo)志位 P表示累加器A中1的個數(shù)的奇偶性 P＝1，A中有奇數(shù)個1 P＝0，A中有偶數(shù)個12.1.3MCS-51單片機(jī)的CPU RS1、RS0〔PSW.4和PSW.3〕：工作存放器組選擇把握位。 工作存放器：R0、R1、……、R7表2-1RS1、RS0的組合關(guān)系RS1RS0工作寄存器組片內(nèi)RAM地址00第0組00H～07H01第1組08H～0FH10第2組10H～17H11第3組18H～1FH1.2.3MCS-51單片機(jī)的CPU 5、布爾處理器 布爾處理器以PSW中的進(jìn)位標(biāo)志位CY作為位累加器〔用C表示〕。 功能：特地用于處理位操作。 MCS-51單片機(jī)有豐富的位處理指令：如置位、位清0、位取反、推斷位值〔為1或為0〕轉(zhuǎn)移，以及通過C〔指令中用C代替CY〕做位數(shù)據(jù)傳送、位規(guī)律與、位規(guī)律或等位操作。1.2.3MCS-51單片機(jī)的CPU 二、把握器 把握器包括程序計數(shù)器PC、指令存放器IR、指令譯碼器ID，以準(zhǔn)時鐘把握規(guī)律、堆棧指針SP、地址指針DPTR等。 1、程序計數(shù)器PC PC是一個具有自加1功能的16位的計數(shù)器 PC的內(nèi)容是將要執(zhí)行的下一條指令的地址 轉(zhuǎn)變PC的內(nèi)容就轉(zhuǎn)變了程序執(zhí)行的挨次2.1.3MCS-51單片機(jī)的CPU 2、指令存放器IR和指令譯碼器ID IR：存放從FlashROM中讀取的指令 ID：進(jìn)展譯碼，產(chǎn)生確定序列的把握信號，完成指令所規(guī)定的操作。 3、堆棧 〔1〕堆棧的概念 堆棧是在RAM中特地開拓的一個特殊用途的存儲區(qū)。 〔2〕堆棧的訪問原則：“先進(jìn)后出”、“后進(jìn)先出”。即先進(jìn)入堆棧的數(shù)據(jù)后移出堆棧，即后進(jìn)入堆棧的數(shù)據(jù)先移出堆棧。2.1.3MCS-51單片機(jī)的CPU 〔3〕堆棧的構(gòu)造 堆棧的一端的地址是固定的，稱為棧底；另一端的地址是動態(tài)變化的，稱為棧頂。 〔4〕堆棧的操作方式 堆棧有兩種操作方式：數(shù)據(jù)進(jìn)棧和數(shù)據(jù)出棧。 進(jìn)棧和出棧都是在棧頂進(jìn)展，這就必定是依據(jù)“先進(jìn)后出”、“后進(jìn)先出”的方式存取數(shù)據(jù)。2.1.3MCS-51單片機(jī)的CPU 〔5〕堆棧的應(yīng)用 主要是用降落時存放數(shù)據(jù)，有兩種狀況使用堆棧： 一是CPU自動使用堆棧，當(dāng)調(diào)用子程序或響應(yīng)中斷，處理中斷效勞程序時，CPU自動將返回地址存放到堆棧中； 通過堆棧傳遞參數(shù)。 二是程序員使用堆棧，用堆棧臨時存放數(shù)據(jù)。1.2.3MCS-51單片機(jī)的CPU 4、堆棧指針SP 堆棧指針SP〔StackPointer〕中為棧頂?shù)牡刂罚碨P指向棧頂。 SP是訪問堆棧的間址存放器 SP具有自動加1、自動減1功能。當(dāng)數(shù)據(jù)進(jìn)棧時，SP先自動加1，然后CPU將數(shù)據(jù)存入； 當(dāng)數(shù)據(jù)出棧時，CPU先將數(shù)據(jù)送出，然后SP自動減1。1.2.3MCS-51單片機(jī)的CPU 以以下圖是數(shù)據(jù)進(jìn)棧的狀況數(shù)據(jù)從棧頂進(jìn)入

開始狀態(tài)58進(jìn)棧后的狀態(tài)A6,7B進(jìn)棧后的狀態(tài)E7E7E7E6E6E6SPE5SPE5SPE5E1E4E2E4E4E4E3E3E3E2E258E236E136E136E121E021E021E058A67B1.2.3MCS-51單片機(jī)的CPU

由于進(jìn)棧時SP的值增加，即堆棧向地址大的方向生長，并且棧頂是有效數(shù)據(jù)，這種堆棧是滿遞增型堆棧。

7B出棧后的狀態(tài)A6、58、36出棧后的狀態(tài)E7E7E6E6SPE5SPE5E37BE4E07BE4A6E3A6E358E258E236E136E121E021E07BA658361.2.3MCS-51單片機(jī)的CPU 5、數(shù)據(jù)指針DPTR DPTR是唯一的16位存放器。 DPTR既可以作為一個16位存放器使用，也可以作為兩個獨立的8位存放器使用。其高字節(jié)存放器用DPH表示，低字節(jié)存放器用DPL表示。 DPTR的用途：(1)主要用于存放16位地址，以便對64KB的片外RAM和64KB的程序存儲空間作間接訪問。(2)其次用于存放數(shù)據(jù)，作為一般存放器使用。

圖1-2MCS-51(增加型)單片機(jī)原理構(gòu)造圖XTAL2XTAL1P3.0~P3.7P1.0~P1.7RAM地址端口0驅(qū)動器端口2驅(qū)動器8KBFlashROM端口0鎖存器端口2鎖存器端口1驅(qū)動器端口3驅(qū)動器端口1鎖存器端口3鎖存器暫存器1SPPSWB存放器暫存器2ACC256BRAM128BSFR緩沖器PC加1PC程序地址存放器DPTR定時器、串行口中斷部件及特殊功能存放器地址總線∕數(shù)據(jù)總線P2.0~P2.7VccGND指令存放器指令譯碼器指令把握器P0.0~P0.7PSENALEEARSTALU1.2.3STC15W4K單片機(jī)的內(nèi)部構(gòu)造1.2.3STC15W4K單片機(jī)的引腳圖供電1.3MCS-51單片機(jī)的存儲器構(gòu)造主要內(nèi)容1.3.1程序存儲器構(gòu)造1.3.2片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲器構(gòu)造1.3.3片外數(shù)據(jù)存儲器構(gòu)造〔略〕

MCS-51單片機(jī)存儲器概述 1、單片機(jī)的哈佛構(gòu)造存儲器 MCS-51單片機(jī)為哈佛構(gòu)造：程序存儲器ROM和數(shù)據(jù)存儲器RAM分開編址 PC機(jī)為偌依曼：ROM和RAM統(tǒng)一編址 程序存儲器：固化程序、常數(shù)和數(shù)據(jù)表 數(shù)據(jù)存儲器：存放程序運行中產(chǎn)生的各種數(shù)據(jù)、用作堆棧等

2、單片機(jī)的存儲器空間及分類 MCS-51單片機(jī)有4個存儲空間： 片內(nèi)程序存儲器、片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲器，片外程序存儲器、片外數(shù)據(jù)存儲器。 4個存儲空間可以分成三類： 片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲空間〔256B的RAM和128B的特殊功能存放器〕、片外數(shù)據(jù)存儲空間〔64KB〕、片內(nèi)和片外統(tǒng)一編址的程序存儲空間〔64KB〕 不同類型的存儲空間，有各自的尋址方式和訪問指令。1.3.1程序存儲器構(gòu)造 一、程序存儲器構(gòu)造 51根本型片內(nèi)有4KB的FlashROM，地址為0000H～0FFFH，片外最多可以擴(kuò)展60KB，地址為1000H～FFFFH。 增加型片內(nèi)有8KB的FlashROM，地址為0000H～1FFFH，片外最多可以擴(kuò)展56KB，地址為2023H～FFFFH，片內(nèi)外是統(tǒng)一編址的。 程序存儲器空間的配置如圖1-7所示1.3.1程序存儲器構(gòu)造圖1-7MCS-51單片機(jī)程序存儲空間的配置片外ROM片內(nèi)ROMEA=1片外ROMEA=00000H0FFFH1000HFFFFH〔a〕片內(nèi)有4KB的ROM〔b〕片內(nèi)有8KB的ROM片外ROM片內(nèi)ROMEA=1片外ROMEA=00000H1FFFH2023HFFFFH程序存儲器構(gòu)造 單片機(jī)在執(zhí)行指令時，對于低地址局部，究竟是從片內(nèi)程序存儲器取指令，還是從片外程序存儲器取指令？ 準(zhǔn)備于程序存儲器選擇引腳EA的電平： EA接低電平，讀片外程序存儲器 EA接高電平，CPU從片內(nèi)程序存儲器取指令。 當(dāng)取指令的地址大于片內(nèi)存儲器的最大地址時，CPU自動轉(zhuǎn)到片外程序存儲器取指令。程序存儲器構(gòu)造

二、程序存儲器的專用區(qū)域 用作復(fù)位和中斷入口表2-3ROM中專用存儲區(qū)域存儲單元應(yīng)用0000H～0002H復(fù)位后引導(dǎo)程序地址0003H～000AH外中斷0000BH～0012H定時器0中斷0013H～001AH外中斷1001BH～0022H定時器1中斷0023H～002AH串行口中斷002BH～0032H定時器2中斷（增強(qiáng)型機(jī)）2.3.1程序存儲器構(gòu)造 中斷向量：即中斷入口地址。如下表 留意區(qū)分：中斷入口地址、中斷效勞程序入口地址、中斷效勞程序。表2-4中斷向量表中斷源中斷入口地址外中斷00003H定時器0中斷000BH外中斷10013H定時器1中斷001BH串行口中斷0023H定時器2中斷（增強(qiáng)型機(jī)）002BH2.3.1程序存儲器構(gòu)造 C語言編程所考慮的問題 假設(shè)用C語言編寫程序，不需要考慮以上這些問題，即不用考慮引導(dǎo)程序問題，中斷入口與跳轉(zhuǎn)問題，這些問題均由編譯系統(tǒng)安排好。 main()函數(shù)起到引導(dǎo)程序的作用。 對于中斷處理，只要依據(jù)格式編寫中斷處理函數(shù)即可〔見第4章〕。2.3.2片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲器構(gòu)造 片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲器依據(jù)尋址方式，可以分為三個局部：低128字節(jié)數(shù)據(jù)區(qū)，高128字節(jié)數(shù)據(jù)區(qū)，特殊功能存放器區(qū)。如以以下圖所示。低128BRAM

data區(qū)特殊功能存放器80HFFH00H7FH〔a〕89C51片內(nèi)RAM低128BRAM

data區(qū)高128BRAMidata區(qū)特殊功能存放器00H7FH80HFFH80HFFH〔b〕增加型單片機(jī)片內(nèi)RAM2.3.2片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲器構(gòu)造 一、低128字節(jié)RAM 地址范圍：00H～7FH，128字節(jié) 應(yīng)用特點：有多種用途、且使用最頻繁 功能作用：分為三個區(qū)域，即工作存放器區(qū)、位查找區(qū)、通用數(shù)據(jù)區(qū)。 尋址方式：直接、間接、位尋址 低128字節(jié)RAM的配置如圖1-9所示。

7F30堆棧和數(shù)據(jù)緩存通用數(shù)據(jù)區(qū)2F20位地址為00H～7FH（128位）位尋址區(qū)1F18R0、R1…R7（第3組）工1710R0、R1…R7（第2組）作寄0F08R0、R1…R7（第1組）存器0700R0、R1…R7（第0組）區(qū)圖1-9低128字節(jié)RAM區(qū)片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲器構(gòu)造 1、工作存放器區(qū) 范圍：地址從00H到1FH，共32字節(jié)。 分4個組：第0組、第1組、第2組、第3組 工作存放器名：R0、R1……R7。 不同的組對應(yīng)的8個存放器的地址不同，如表2-1所示。 工作存放器組的選擇：準(zhǔn)備于程序狀態(tài)字PSW的RS1和RS0位。見表2-1。 C語言下選存放器組：在定義函數(shù)時，通過使用關(guān)鍵字“using”來選擇(如usingm)。片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲器構(gòu)造 2、位尋址區(qū) 范圍：字節(jié)地址從20H到2FH，16字節(jié)。 位地址：00H到7FH，128位。 用途：既可以做位操作，也可以字節(jié)操作。 C語言編程：用關(guān)鍵字“bit”定義的位變量在該區(qū)域；用關(guān)鍵字“bdata”將一般變量定義在該區(qū)域，并且定義的變量還可以進(jìn)展位尋址。片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲器構(gòu)造

3、通用數(shù)據(jù)區(qū)

范圍：地址從30H到7FH，共80字節(jié)。

用途：用于堆棧、存放數(shù)據(jù)、存放程序運行時的中間結(jié)果等。

4、尋址方式

直接、間接、位尋址方式訪問

直接、間接范圍：字節(jié)地址從00H到7FH

位尋址范圍：字節(jié)地址從20H到2FH，16字節(jié)；位地址00H到7FH、128位1.3.1片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲器構(gòu)造

二、高128字節(jié)RAM

地址范圍：80H～FFH，128字節(jié)

用途：與低128字節(jié)中的30H到7FH完全一樣，用于堆棧、存放程序運行時的數(shù)據(jù)和中間結(jié)果等。

尋址方式：間接訪問。

C語言編程：使用關(guān)鍵字“idata”定義變量

1.3.1片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲器構(gòu)造 三、特殊功能存放器〔SFR〕 也稱為專用存放器，是單片機(jī)中最重要的局部。 地址范圍：80H～FFH，128字節(jié) 功能作用： 把握單片機(jī)各個部件的運行 反映各部件的運行狀態(tài) 存放數(shù)據(jù)或地址 尋址方式：直接訪問1.3.1片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲器構(gòu)造 1、具體特殊功能存放器 SFR的數(shù)量：根本型只有21個，增加型有27個；分別有11個、12個可以按位操作。 〔1〕與CPU相關(guān)的〔7個〕 PWS*：程序狀態(tài)存放器 A*：累加器 B*：幫助運算存放器 SP：堆棧指針 PCON：電源把握存放器 DPL、DPH：數(shù)據(jù)指針的低字節(jié)、高字節(jié)1.3.1片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲器構(gòu)造 〔2〕與定時器相關(guān)的〔12個〕 TMOD：模式存放器 TCON*：把握存放器 TL0、TH0：T0低8位、高8位計數(shù)器 TL1、TH1：T1低8位、高8位計數(shù)器 T2MOD：T2模式存放器 T2CON*：T2把握存放器 TL2、TH2：T2低8位、高8位計數(shù)器 RCAP2L、RCAP2H：T2捕獲存放器1.3.1片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲器構(gòu)造 〔3〕與中斷相關(guān)的〔2個〕 IE*：中斷允許〔把握〕存放器 IP*：中斷優(yōu)先級存放器 〔4〕與串行口相關(guān)的〔2個〕 SCON*：串行口把握存放器 SBUF：串行口數(shù)據(jù)緩沖存放器，2個 〔5〕與I/O口相關(guān)的〔4個〕 P0*、P1*、P2*、P3* 4個并行口映射存放器1.3.2片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲器構(gòu)造 2、一些最重要的存放器 在表2-5中有格式的特殊功能存放器最重要，它們是〔9個〕： PSW*、IE*、IP*、TCON*、TMOD PCON、SCON*、T2CON*、T2MOD 應(yīng)用單片機(jī)，主要就是把握這9個有格式的特殊功能存放器，對根本型僅有7個。表格2?2特殊功能存放器表符號單元地址名稱位地址符號地址*ACCE0H累加器ACC.7～ACC.0E7H～E0H*BF0H乘法寄存器B.7～B.0F7H～F0H*PSWD0H程序狀態(tài)字PSW.7～PSW.0D7H～D0H

SP81H堆棧指針

DPL82H數(shù)據(jù)存儲器指針(低8位)

DPH83H數(shù)據(jù)存儲器指針(高8位)

*IEA8H中斷允許控制器IE.7～I(xiàn)E.0AFH～A8H*IPB8H中斷優(yōu)先控制器IP.7～I(xiàn)P.0BFH～B8H*P080H通道0P0.7～P0.087H～80H*P190H通道1P1.7～P1.097H～90H*P2A0H通道2P2.7～P2.0A7H～A0H*P3B0H通道3P3.7～P3.0B7H～B0H

PCON87H電源控制及波特率選擇

*SCON98H串行口控制SCON.7～SCON.09FH～98H

SBUF99H串行數(shù)據(jù)緩沖器

*TCON88H定時控制TCON.7～TCON.08FH～88H

TMOD89H定時器方式選擇

TL08AH定時器0低8位

TL18BH定時器1低8位

TH08CH定時器0高8位

TH18DH定時器1高8位

*：可位尋址的特殊功能存放器內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲器高128單元表2?3MCS-51專用存放器一覽表1.3.1片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲器構(gòu)造 3、特殊功能存放器在C語言中的表示 這些特殊功能存放器及各位位名在匯編語言中能夠識別，但在C語言中并不識別。 為了在C語言中使用，必需先做定義，它們多數(shù)在“reg51.h”、“reg52.h”等頭文件做了定義。 但有一些未做定義，如4個并行口P0～P3各位，累加器A，存放器B等，在使用時需要用戶定義。1.3.3片外數(shù)據(jù)存儲器構(gòu)造 地址范圍：0000H～FFFFH 容量：共64KB 訪問指令：“MOVX”〔片內(nèi)用MOV〕 使用“MOVX”指令對片外RAM進(jìn)展讀/寫操作時，會自動產(chǎn)生讀/寫把握信號RD和WR，作用于片外RAM實現(xiàn)讀/寫操作。1.3.3片外數(shù)據(jù)存儲器構(gòu)造 片外RAM的用途： 〔1〕沒有特殊的用途，不像片內(nèi)RAM，不劃分區(qū)域。 〔2〕片外RAM做通用RAM使用，主要存放大量采集的或接收的數(shù)據(jù)、運算的中間數(shù)據(jù)、最終結(jié)果、用作堆棧等。 C語言編程：使用關(guān)鍵字“xdata”或“pdata”將變量、數(shù)組、堆棧定義到片外RAM區(qū)。作為外部存儲訪問STC15W4K單片機(jī)—構(gòu)造1.4單片機(jī)并行I／O口8051單片機(jī)有4個I/O端口，每個端口都是8位準(zhǔn)雙向口，共占32根引腳。每個端口都包括一個鎖存器(即專用存放器P0～P3)、一個輸出驅(qū)動器和輸入緩沖器。通常把4個端口籠統(tǒng)地表示為P0～P3。1.4.1P0口的構(gòu)造及特點P0口的某位P0.n(n=0~7)構(gòu)造圖，它由一個輸出鎖存器、兩個三態(tài)輸入緩沖器和輸出驅(qū)動電路及把握電路組成。從圖中可以看出，P0口既可以作為I/O用，也可以作為地址/數(shù)據(jù)線用。DQCLKQMUXP0.n讀鎖存器內(nèi)部總線寫鎖存器讀引腳地址/數(shù)據(jù)控制VCCT1T2P0口引腳1、P0口作為一般I/O口①輸出時CPU發(fā)出把握電平“0”封鎖“與”門，將輸出上拉場效應(yīng)管T1截止，同時使多路開關(guān)MUX把鎖存器與輸出DQCLKQMUXP0.n讀鎖存器內(nèi)部總線寫鎖存器讀引腳地址/數(shù)據(jù)控制VCCT1T2P0口引腳驅(qū)動場效應(yīng)管T2柵極接通。故內(nèi)部總線與P0口同相。由于輸出驅(qū)動級是漏極開路電路，假設(shè)驅(qū)動NMOS或其它拉流負(fù)載時，需要外接上拉電阻。P0的輸出級可驅(qū)動8個LSTTL負(fù)載。DQCLKQMUXP0.n讀鎖存器內(nèi)部總線寫鎖存器讀引腳地址/數(shù)據(jù)控制VCCT1T2P0口引腳②輸入時----分讀引腳或讀鎖存器讀引腳：由傳送指令(MOV)實現(xiàn)；下面一個緩沖器用于讀端口引腳數(shù)據(jù)，當(dāng)執(zhí)行一條由端口輸入的指令時，讀脈沖把該三態(tài)緩沖器翻開，這樣端口引腳上的數(shù)據(jù)經(jīng)過緩沖器讀入到內(nèi)部總線。DQCLKQMUXP0.n讀鎖存器內(nèi)部總線寫鎖存器讀引腳地址/數(shù)據(jù)控制VCCT1T2P0口引腳DQCLKQMUXP0.n讀鎖存器內(nèi)部總線寫鎖存器讀引腳地址/數(shù)據(jù)控制VCCT1T2P0口引腳讀鎖存器：有些指令如：ANLP0，A稱為“讀-改-寫”

指令，需要讀鎖存器。

上面一個緩沖器用于讀端口鎖存器數(shù)據(jù)。**緣由：假設(shè)此時該端口的負(fù)載恰是一個晶體管基極，且原端口輸出值為1，那么導(dǎo)通了的PN結(jié)會把端口引腳高電平拉低；假設(shè)此時直接讀端口引腳信號，將會把原輸出的“1”電平誤讀為“0”電平。現(xiàn)承受讀輸出鎖存器代替讀引腳，圖中，上面的三態(tài)緩沖器就為讀鎖存器Q端信號而設(shè)，讀輸出鎖存器可避開上述可能發(fā)生的錯誤。**DQCLKQMUXP0.n讀鎖存器內(nèi)部總線寫鎖存器讀引腳地址/數(shù)據(jù)控制VCCT1T2P0口引腳DQCLKQMUXP0.n讀鎖存器內(nèi)部總線寫鎖存器讀引腳地址/數(shù)據(jù)控制VCCT1T2P0口引腳準(zhǔn)雙向口：從圖中可以看出，在讀入端口數(shù)據(jù)時，由于輸出驅(qū)動FET并接在引腳上，假設(shè)T2導(dǎo)通，就會將輸入的高電平拉成低電平，產(chǎn)生誤讀。所以在端口進(jìn)展輸入操作前，應(yīng)先向端口鎖存器寫“1”，使T2截止，引腳處于懸浮狀態(tài)，變?yōu)楦咦杩馆斎?。這就是所謂的準(zhǔn)雙向口。2、P0作為地址/數(shù)據(jù)總線在系統(tǒng)擴(kuò)展時，P0端口作為地址/數(shù)據(jù)總線使用時，分為：

P0引腳輸出地址/數(shù)據(jù)信息。DQCLKQMUXP0.n讀鎖存器內(nèi)部總線寫鎖存器讀引腳地址/數(shù)據(jù)控制VCCT1T2P0口引腳CPU發(fā)出把握電平“1”，翻開“與”門，又使多路開關(guān)MUX把CPU的地址/數(shù)據(jù)總線與T2柵極反相接通，輸出地址或數(shù)據(jù)。由圖上可以看出，上下兩個FET處于反相，構(gòu)成了推拉式的輸出電路，其負(fù)載力氣大大增加。DQCLKQMUXP0.n讀鎖存器內(nèi)部總線寫鎖存器讀引腳地址/數(shù)據(jù)控制VCCT1T2P0口引腳1.4.2P1口的構(gòu)造及特點

它由一個輸出鎖存器、兩個三態(tài)輸入緩沖器和輸出驅(qū)動電路組成----準(zhǔn)雙向口。DQCLKQP1.n讀鎖存器內(nèi)部總線寫鎖存器讀引腳VCCRTP1口引腳1.4.3P2口的構(gòu)造及特點1.P2口作為一般I/O口DQCLKQMUXP2.n讀鎖存器內(nèi)部總線寫鎖存器讀引腳地址控制VCCRTP2口引腳CPU發(fā)出把握電平“0”，使多路開關(guān)MUX倒向鎖存器輸出Q端，構(gòu)成一個準(zhǔn)雙向口。其功能與P1一樣。2.P2口作為地址總線在系統(tǒng)擴(kuò)展片外程序存儲器擴(kuò)展數(shù)據(jù)存儲器且容量超過256B(用MOVX@DPTR指令)時，CPU發(fā)出把握電平“1”，使多路開關(guān)MUX倒內(nèi)部地址線。此時，P2輸出高8位地址。DQCLKQMUXP2.n讀鎖存器內(nèi)部總線寫鎖存器讀引腳地址控制VCCRTP2口引腳1.4.4P3口的構(gòu)造及特點DQCLKQP3.n讀鎖存器內(nèi)部總線寫鎖存器讀引腳VCCRTP3口引腳其次輸入功能其次輸出功能一、作為通用I/O口與P1口類似----準(zhǔn)雙向口(W=1)WP3的內(nèi)部構(gòu)造DQCLKQP3.n讀鎖存器內(nèi)部總線寫鎖存器讀引腳VCCRTP3口引腳其次輸入功能其次輸出功能二、P3其次功能(Q=1)此時引腳局部輸入(Q=1、W=1),局部輸出(Q=1、W輸出)。WP3第二功能各引腳功能定義：P3.0：RXD串行口輸入P3.1：TXD串行口輸出P3.2：INT0外部中斷0輸入P3.3：INT1外部中斷1輸入P3.4：T0定時器0外部輸入P3.5：T1定時器1外部輸入P3.6：WR外部寫控制P3.7：RD外部讀控制1.4.6STC15F4KIO模式準(zhǔn)雙向口工作模式下，I／0口可用直接輸出而不需重新配置口線輸出狀態(tài)。這是由于當(dāng)口線輸出為“1”時驅(qū)動力氣很弱，允許外部裝置將其拉低電平。當(dāng)引腳輸出為低電尋常，它的驅(qū)動力氣很強(qiáng)，可吸取相當(dāng)大的電流。推挽輸出工作模式下，I/O口輸出的下拉構(gòu)造、輸入電路構(gòu)造與準(zhǔn)雙向口模式是全都的，不同的是推挽輸出工作模式下I/O口的上拉是持續(xù)的“強(qiáng)上拉”，假設(shè)輸出高電平，輸出拉電流最大可達(dá)20mA；假設(shè)輸出低電尋常，輸出灌電流最大可達(dá)20mA。1.4.6STC15F4KIO模式僅為輸入〔高阻〕工作模式下，可直接從端口引腳讀入數(shù)據(jù)，而不需要先對端口鎖存器置“1”。