單片機(jī)原理與應(yīng)用-基于AT89S51+Proteus仿真 第2版 課件 第2章 單片機(jī)結(jié)構(gòu)及工作原理

單片機(jī)原理與應(yīng)用第2章單片機(jī)結(jié)構(gòu)及工作原理內(nèi)容指南本章以AT89S51/52單片機(jī)為例，介紹單片機(jī)的組成結(jié)構(gòu)及工作原理。包括AT89S51的基本硬件結(jié)構(gòu)、工作原理、外部信號(hào)引腳、存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)、I/O口結(jié)構(gòu)及單片機(jī)時(shí)序與工作方式。學(xué)習(xí)目標(biāo)掌握AT89S51單片機(jī)的內(nèi)部基本結(jié)構(gòu)與外部引腳功能。了解AT89S51單片機(jī)的主要內(nèi)部資源。掌握AT89S51單片機(jī)的存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)及工作原理。掌握AT89S51單片機(jī)4個(gè)通用I/O口的結(jié)構(gòu)與功能。第2章單片機(jī)結(jié)構(gòu)及工作原理MCS?---Intel公司的注冊商標(biāo)，

MicroControllerSeries微控制器系列MCS-51---51系列微控制器（8位）MCS-96---96系列微控制器（16位）51系列又分為51和52兩個(gè)子系列，結(jié)構(gòu)相同，只是存儲(chǔ)器數(shù)量、定時(shí)/計(jì)數(shù)器個(gè)數(shù)、中斷源數(shù)不同。典型芯片是80C51和80C52.第2章單片機(jī)結(jié)構(gòu)及工作原理AT89S51/52是美國Atmel公司的單片機(jī)，是AT89C51/52的升級(jí)換代產(chǎn)品。與MCS-51系列單片機(jī)完全兼容。關(guān)于MCS-51內(nèi)核單片機(jī)MCS-51系列設(shè)計(jì)上的成功，以及很高的市場占有率，已成為8位單片機(jī)的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。Intel公司以專利形式把8051內(nèi)核技術(shù)轉(zhuǎn)讓給ATMEL、Philips、Cygnal、ANALOG、LG、ADI、Maxim、DALLAS等公司。這些公司生產(chǎn)的51內(nèi)核單片機(jī)與MCS-51兼容，因而常用51系列單片機(jī)來稱呼所有這些具有8051指令系統(tǒng)的單片機(jī)。這些兼容機(jī)的各種衍生品種統(tǒng)稱為51系列單片機(jī)或簡稱為51單片機(jī)。第2章單片機(jī)結(jié)構(gòu)及工作原理與MCS-51兼容的主要產(chǎn)品第2章單片機(jī)結(jié)構(gòu)及工作原理單片機(jī)—將通用微計(jì)算機(jī)的基本功能部件集成在一塊芯片上構(gòu)成的一種微計(jì)算機(jī)系統(tǒng)MCU=CPU+程序存儲(chǔ)器+數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器+I/O+定時(shí)/計(jì)數(shù)器+內(nèi)外中斷+可編程全雙工串行口+…第2章單片機(jī)結(jié)構(gòu)及工作原理基本概念單片機(jī)是通過執(zhí)行程序來工作的，執(zhí)行不同的程序就能完成不同的任務(wù)。單片機(jī)程序是由一條條有序指令組成，按一定形式存放在程序存儲(chǔ)器中；執(zhí)行程序時(shí)，CPU從程序存儲(chǔ)器中取指令，分析并執(zhí)行指令，執(zhí)行完將結(jié)果放到內(nèi)部寄存器或指定的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器中；存儲(chǔ)器是由一個(gè)個(gè)存儲(chǔ)單元組成，并以地址進(jìn)行區(qū)分，即每個(gè)存儲(chǔ)單元都有一個(gè)地址。第2章單片機(jī)結(jié)構(gòu)及工作原理基本概念存儲(chǔ)單元中存放8位二進(jìn)制數(shù)，即1個(gè)字節(jié)。程序和數(shù)據(jù)以字節(jié)為單位存放在各自的存儲(chǔ)器中。務(wù)必搞清兩個(gè)概念：存儲(chǔ)單元地址存儲(chǔ)單元內(nèi)容（指令）第2章單片機(jī)結(jié)構(gòu)及工作原理變量名與存儲(chǔ)單元地址相對(duì)應(yīng)，變量值與存儲(chǔ)單元的內(nèi)容相對(duì)應(yīng)。例如例如：程序中定義的變量第2章單片機(jī)結(jié)構(gòu)及工作原理基本概念單片機(jī)內(nèi)部有三種總線：數(shù)據(jù)總線，傳送8位數(shù)據(jù)的雙向通道，從CPU到存儲(chǔ)器或I/O端口，或從存儲(chǔ)器、I/O端口到CPU；地址總線，傳送地址的單向通道，地址只能從CPU傳向存儲(chǔ)器或I/O端口；地址總線的位數(shù)決定了CPU可直接尋址的存儲(chǔ)空間大小，51單片機(jī)有16位地址線。控制總線，傳送控制信號(hào)的通道。第2章單片機(jī)結(jié)構(gòu)及工作原理

2.1單片機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)第2章單片機(jī)結(jié)構(gòu)及工作原理程序存儲(chǔ)器：4KBFlashROM，用于存放程序/表格常數(shù)。數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器：共128個(gè)RAM單元，用于存放可讀寫數(shù)據(jù)。定時(shí)/計(jì)數(shù)器：2個(gè)16位的定時(shí)/計(jì)數(shù)器，實(shí)現(xiàn)定時(shí)或計(jì)數(shù)功能。中斷控制系統(tǒng)：5個(gè)中斷源（外部中斷2個(gè)，定時(shí)/計(jì)數(shù)中斷2個(gè)，串行中斷1個(gè)）并行I/O口：4個(gè)8位的I/O口P0、P1、P2、P3。串行口：1個(gè)全雙工串行口第2章單片機(jī)結(jié)構(gòu)及工作原理AT89S51單片機(jī)的CPUAT89S51的CPU是由運(yùn)算器和控制器所構(gòu)成的。第2章單片機(jī)結(jié)構(gòu)及工作原理2.3AT89S51單片機(jī)的CPU運(yùn)算器：ALU、和專用寄存器由定時(shí)和控制部件構(gòu)成的控制器，包括定時(shí)控制邏輯、指令寄存器、指令譯碼器、數(shù)據(jù)地址指針DPTR、程序計(jì)數(shù)器PC、堆棧指針SP、ROM地址寄存器以及16位地址緩沖器等。第2章單片機(jī)結(jié)構(gòu)及工作原理運(yùn)算器運(yùn)算器的功能主要進(jìn)行算術(shù)和邏輯運(yùn)算，它由算術(shù)邏輯單元ALU、累加器ACC、B寄存器、PSW狀態(tài)字寄存器和兩個(gè)暫存器組成。算術(shù)邏輯單元ALU。加、減、乘、除、增量、十進(jìn)制調(diào)整和比較等算術(shù)運(yùn)算；與、或、異或等邏輯運(yùn)算；左移位、右移位和半字節(jié)交換等操作；

操作數(shù)暫存于累加器和相應(yīng)寄存器，操作結(jié)果存于累加器，操作結(jié)果的狀態(tài)保存于狀態(tài)寄存器(PSW)中。第2章單片機(jī)結(jié)構(gòu)及工作原理運(yùn)算器累加器A(Accumulator)

程序中最常用的8位特殊功能寄存器。主要功能為存放操作數(shù)以及存放運(yùn)算的中間結(jié)果。單片機(jī)中大部分單操作數(shù)指令的操作數(shù)取自累加器，多操作數(shù)指令中的一個(gè)操作數(shù)也取自累加器。加、減、乘、除算術(shù)運(yùn)算指令的運(yùn)算結(jié)果都存放于累加器A或B寄存器中。指令系統(tǒng)中用A作為累加器的助記符。第2章單片機(jī)結(jié)構(gòu)及工作原理運(yùn)算器寄存器B主要用于乘除法運(yùn)算的8位寄存器。

乘法運(yùn)算時(shí)，B為乘數(shù)，乘積的高位亦存于B中。

除法運(yùn)算時(shí)，B為除數(shù)，并將余數(shù)存于B中。此外，寄存器B也可以作為一般數(shù)據(jù)寄存器來使用。第2章單片機(jī)結(jié)構(gòu)及工作原理程序狀態(tài)字PSW(ProgramStatusWord)用于存放指令執(zhí)行時(shí)的狀態(tài)信息的8位寄存器。其中有些位的狀態(tài)是根據(jù)指令執(zhí)行結(jié)果，由硬件自動(dòng)設(shè)置的。PSW的狀態(tài)可用專門的指令進(jìn)行測試，也可以用指令讀出。一些條件轉(zhuǎn)移指令將根據(jù)PSW中有關(guān)位的狀態(tài)來進(jìn)行條件轉(zhuǎn)移，其各位定義如下：第2章單片機(jī)結(jié)構(gòu)及工作原理程序狀態(tài)字PSW(ProgramStatusWord)P…OVRS0RS1F0ACCyD7D6D5D4D3D2D1D0進(jìn)位標(biāo)志、在算術(shù)/邏輯運(yùn)算時(shí),若有進(jìn)位/借位,Cy＝1;否則,Cy＝0.在位處理器中它是位累加器。輔助進(jìn)位標(biāo)志在BCD碼運(yùn)算時(shí),用作十進(jìn)位調(diào)整.

用戶通用狀態(tài)標(biāo)志

溢出標(biāo)志,用來指示運(yùn)算結(jié)果是否產(chǎn)生溢出奇偶標(biāo)志位

保留位

工作寄存器組選擇控制位

若A中有奇數(shù)個(gè)“1”，則P置1，否則清0

第2章單片機(jī)結(jié)構(gòu)及工作原理由定時(shí)和控制部件構(gòu)成的控制器，包括定時(shí)控制邏輯、指令寄存器、指令譯碼器、數(shù)據(jù)地址指針DPTR、程序計(jì)數(shù)器PC、堆棧指針SP、ROM地址寄存器以及16位地址緩沖器等。第2章單片機(jī)結(jié)構(gòu)及工作原理控制器控制器的功能是控制單片機(jī)各部件協(xié)調(diào)動(dòng)作。它由程序計(jì)數(shù)器PC、PC加1寄存器、指令寄存器、指令譯碼器、定時(shí)與控制電路組成。其工作過程就是執(zhí)行程序的過程，而程序的執(zhí)行是在控制器的控制下進(jìn)行的。步驟如下：從片內(nèi)外程序存儲(chǔ)器ROM中取出指令，送指令寄存器，通過指令寄存器再送指令譯碼器，將指令代碼譯成一種或幾種電平信號(hào)。由時(shí)序邏輯電路進(jìn)行綜合后用以控制系統(tǒng)各部件進(jìn)行相應(yīng)的操作，完成指令的執(zhí)行。第2章單片機(jī)結(jié)構(gòu)及工作原理程序計(jì)數(shù)器PC(ProgramCounter)一個(gè)16位的計(jì)數(shù)器，用于存放將要執(zhí)行的指令地址，尋址范圍達(dá)64KB。PC有自動(dòng)加1的功能，以實(shí)現(xiàn)程序的順序執(zhí)行。PC沒有地址，是不可尋址的，無法對(duì)它進(jìn)行讀寫。但在執(zhí)行轉(zhuǎn)移、調(diào)用、返回等指令時(shí)，能自動(dòng)改變其內(nèi)容，以改變程序的執(zhí)行順序。第2章單片機(jī)結(jié)構(gòu)及工作原理指令寄存器譯碼地址譯碼程序計(jì)數(shù)器地址寄存器累加器A運(yùn)算器①②存儲(chǔ)器內(nèi)部數(shù)據(jù)總線外部地址總線AB數(shù)據(jù)緩沖器外部數(shù)據(jù)總線DB寄存器區(qū)外部控制總線CB內(nèi)部控制信號(hào)時(shí)鐘及清零單片機(jī)的工作過程取指過程例:MOVA,#09H74H

09H;把09H送到累加器A中執(zhí)行過程PC=0000H0001H0000H0002H0111010000001001(PC)(PC)0001H0002H0000H外部控制總線CB取指過程(PC)執(zhí)行過程你知道PC的作用嗎？第2章單片機(jī)結(jié)構(gòu)及工作原理51系列單片機(jī)一般采用40只引腳的雙列直插式（DIP——DualIn-linePackage）封裝結(jié)構(gòu)2.3單片機(jī)引腳及功能

第2章單片機(jī)結(jié)構(gòu)及工作原理除DIP封裝外，51單片機(jī)還采用44只引腳的方形扁平(QFP

——QuadFlatPackage)封裝方式（4只引腳無用）。第2章單片機(jī)結(jié)構(gòu)及工作原理DIP引腳分布電源及晶振引腳（共4只）控制引腳（共4只）端口引腳（共32只）三類第2章單片機(jī)結(jié)構(gòu)及工作原理（1）電源及晶振引腳VCC(40腳)：+5V電源引腳VSS(20腳)：接地引腳XTAL1(19腳)；外接晶振引腳（內(nèi)置放大器輸入端）XTAL2(18腳)：外接晶振引腳（內(nèi)置放大器輸出端）89S51Vcc80C512040Vss+5V89S51第2章單片機(jī)結(jié)構(gòu)及工作原理20～40pF1～24MHz（AT89C51）

1～33MHz（AT89S51）也可以由XTAL1端接入外部時(shí)鐘，此時(shí)應(yīng)將XTAL2懸空：XTAL1XTAL2XTAL2XTAL1外部時(shí)鐘通常外接一個(gè)晶振兩個(gè)電容第2章單片機(jī)結(jié)構(gòu)及工作原理第2章單片機(jī)結(jié)構(gòu)及工作原理（2）控制引腳RST/VPD

(9)：復(fù)位/備用電源引腳ALE/PROG

(30)：地址鎖存使能輸出/編程脈沖輸入PSEN

(29)：輸出訪問片外程序存儲(chǔ)器讀選通信號(hào)EA/VPP

(31)：外部ROM允許訪問/編程電源輸入20μF8K10k80C51第2章單片機(jī)結(jié)構(gòu)及工作原理控制引腳的第二功能不用理會(huì)！系統(tǒng)擴(kuò)展用單片機(jī)訪問外部存儲(chǔ)器時(shí)，P0口可用作地址/數(shù)據(jù)復(fù)用口。P0口的信息是地址還是數(shù)據(jù)由ALE來定義。

ALE高電平期間，P0口上一般出現(xiàn)地址信息，在ALE下降沿時(shí)，將P0口上地址信息鎖存到片外地址鎖存器，在ALE低電平期間P0口上一般出現(xiàn)指令和數(shù)據(jù)信息。在不訪問片外存貯器時(shí)，該端也以六分之一的時(shí)鐘頻率固定輸出正脈沖?？勺飨到y(tǒng)中其它芯片的時(shí)鐘源。對(duì)片內(nèi)EPROM編程時(shí)，此腳用于編程脈沖輸入。ALE/PROG：地址鎖存允許信號(hào)/編程脈沖輸入端。第2章單片機(jī)結(jié)構(gòu)及工作原理PSEN：片外程序存儲(chǔ)器選通信號(hào)，低有效。在尋址外部程序存儲(chǔ)器時(shí)選通外部ROM的讀控制端(OE)。89S51P0.0-P0.7ALEPSENP2.0-P2.48D8QOEA8-A12A0-A7D0-D7GEAOECEEPROM373第2章單片機(jī)結(jié)構(gòu)及工作原理當(dāng)EA為高時(shí)CPU訪問程序存貯器有兩種情況：①地址小于4K時(shí)訪問內(nèi)部程序存貯器。②地址大于4K時(shí)訪問外部程序存貯器。當(dāng)EA接地，則不使用內(nèi)部程序存貯器，不管地址大小，取指時(shí)總是訪問外部程序存貯器。對(duì)于最小系統(tǒng)EA應(yīng)當(dāng)接高電平第2章單片機(jī)結(jié)構(gòu)及工作原理（3）端口引腳P0.0～P0.7（39～32腳）——P0口P1.0～P1.7（1～8腳）——P1口P2.0～P2.7（21～28腳）——P2口P3.0～P3.7（10～17腳）——P3口8只/組×4組=32只引腳P0口～P3口是單片機(jī)對(duì)外聯(lián)絡(luò)的重要通道第2章單片機(jī)結(jié)構(gòu)及工作原理最簡單的單片機(jī)電路圖MCU的電源引腳被隱藏（ISIS仿真與Vcc和Vss無關(guān)）第2章單片機(jī)結(jié)構(gòu)及工作原理51單片機(jī)引腳小結(jié)控制引腳并行I/O口引腳電源及時(shí)鐘引腳X1

X2

EA

PSEN

ALE

RST

VCC

GND

AT89S51

P0

P1

P2

P3

P00~P07

P10~P17

P20~P27

P30~P37

第2章單片機(jī)結(jié)構(gòu)及工作原理2.4AT89S51單片機(jī)存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)

1.

存儲(chǔ)器劃分方法計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)器地址空間的兩種結(jié)構(gòu)形式：普林斯頓結(jié)構(gòu)和哈佛結(jié)構(gòu)。RAM和ROM統(tǒng)一編址

RAM和ROM分別編址

第2章單片機(jī)結(jié)構(gòu)及工作原理程序存儲(chǔ)器ROM數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器RAM第2章單片機(jī)結(jié)構(gòu)及工作原理51單片機(jī)采用哈佛結(jié)構(gòu)，共有4個(gè)物理存儲(chǔ)空間：片內(nèi)RAM、片內(nèi)ROM、片外RAM、片外ROM各類存儲(chǔ)器分別編址片內(nèi)RAM片內(nèi)ROM片外RAM片外ROM00H000H0000H0000H

FFH

FFFHFFFFHFFFFH1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

1428

27

26

25

24

23

22

2120

19

18

17

16

15EPROM27641

2

3

4

5

6

7

8

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11

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15EPROM27641

2

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4

5

6

7

8

9

10111213141516171819

2040

39

38

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31302928272625242422211

2

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15RAM62641

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2120

19

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17

16

15RAM6264

80318751805189C51片內(nèi)RAM片內(nèi)ROM256B（字節(jié)）4KB64KB64KB在物理結(jié)構(gòu)上有4個(gè)存儲(chǔ)空間★CPU訪問這幾個(gè)不同的邏輯空間時(shí)采用不同的指令：

MOV

MOVX

MOVC在邏輯地址上只有3個(gè)存儲(chǔ)空間片內(nèi)RAM和片外RAM是獨(dú)立編址的，而片內(nèi)ROM與片外ROM是統(tǒng)一編址的，所以在邏輯地址上只有3個(gè)存儲(chǔ)空間片內(nèi)RAM片外RAM第2章單片機(jī)結(jié)構(gòu)及工作原理51單片機(jī)的四個(gè)物理存儲(chǔ)空間僅相當(dāng)于三個(gè)邏輯存儲(chǔ)空間片內(nèi)RAM片內(nèi)ROM片外RAM片外ROM00H000H0000H0000H

FFH

FFFHFFFFHFFFFH物理存儲(chǔ)空間邏輯存儲(chǔ)空間2.程序存儲(chǔ)器(ROM)作用：存放程序、表格或常數(shù)，具有非易失性特點(diǎn)：片內(nèi)ROM與片外ROM可有2種組合方案第2章單片機(jī)結(jié)構(gòu)及工作原理方案1

：4KB以內(nèi)的地址在片內(nèi)ROM，大于4KB的地址在片外ROM中（圖中折線），兩者共同構(gòu)成64KB空間；方案2

：片內(nèi)ROM被禁用，全部64KB地址都在片外ROM中（圖中直線）。2種組合方案由EA引腳的電平狀態(tài)決定：EA=1時(shí)為方案1（使用片內(nèi)ROM）EA=0時(shí)為方案2（只使用片外ROM）EA引腳接低電平時(shí)，僅使用片外ROM（片外ROM不可缺省)。由于片內(nèi)、外ROM是統(tǒng)一編址的，故只能算作1個(gè)邏輯存儲(chǔ)空間。第2章單片機(jī)結(jié)構(gòu)及工作原理EA引腳接高電平時(shí)，可同時(shí)使用2種ROM(片外ROM可以缺省)；第2章單片機(jī)結(jié)構(gòu)及工作原理中斷程序執(zhí)行過程：某一突發(fā)事件→相應(yīng)中斷入口地址自動(dòng)裝入PC→引導(dǎo)兩次跳轉(zhuǎn)→執(zhí)行相應(yīng)中斷服務(wù)程序主程序一般應(yīng)安排在0030H地址以后（有中斷需要時(shí)）ROM有6個(gè)特殊存儲(chǔ)器單元——用于程序引導(dǎo)…主程序跳轉(zhuǎn)指令I(lǐng)NT0中斷跳轉(zhuǎn)指令T0中斷跳轉(zhuǎn)指令I(lǐng)NT1中斷跳轉(zhuǎn)指令T1中斷跳轉(zhuǎn)指令主程序首指令0000H0003H000BH0013H001BH0030H0023HRI/TI中斷跳轉(zhuǎn)指令ROM

0000H：主程序入口地址

0003H：INT0中斷程序入口地址

000BH：T0中斷程序入口地址

0013H：INT1中斷程序入口地址

001BH：T1中斷程序入口地址

0023H：RI/TI中斷程序入口地址3.片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器(RAM)作用：存放程序運(yùn)行結(jié)果字長：8位數(shù)量：128B+128B（80C51）30H低128B（00H～7FH）為普通RAM區(qū)高128B（80H～FFH）為特殊功能寄存器區(qū)第2章單片機(jī)結(jié)構(gòu)及工作原理(1)低128字節(jié)的區(qū)域

①工作寄存器區(qū)（00H～1FH）

②可位尋址區(qū)（20H～2FH）

③用戶RAM區(qū)（30H～7FH）①②③30H第2章單片機(jī)結(jié)構(gòu)及工作原理①區(qū)共有32個(gè)存儲(chǔ)單元；每個(gè)單元都有1個(gè)8位地址（字節(jié)地址）每個(gè)單元都有1個(gè)寄存器名稱（R0～R7）32個(gè)單元分為4組（第0～

第3組）CPU只能選一組為當(dāng)前工作寄存器組當(dāng)前工作寄存器組取決于PSW的設(shè)置①30HCPU復(fù)位后RS1和RS0默認(rèn)值為0，即默認(rèn)第0組為當(dāng)前工作寄存器組。第2章單片機(jī)結(jié)構(gòu)及工作原理②30H②區(qū)共有16個(gè)存儲(chǔ)單元；每個(gè)單元都有一個(gè)字節(jié)地址每個(gè)單元都有8個(gè)不同的位地址

②區(qū)共有128個(gè)位地址②區(qū)可以字節(jié)地址和位地址兩種方式存取數(shù)據(jù)。第2章單片機(jī)結(jié)構(gòu)及工作原理③區(qū)共有80個(gè)存儲(chǔ)單元；每個(gè)單元都有一個(gè)字節(jié)地址，但沒有位地址，也沒有寄存器名。③30H此區(qū)可作為堆棧區(qū)和中間數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)使用——用戶RAM區(qū)【注意】：①區(qū)和③區(qū)只能按字節(jié)進(jìn)行數(shù)據(jù)存取操作，②區(qū)則可按字節(jié)和位兩種方式存取操作。第2章單片機(jī)結(jié)構(gòu)及工作原理（2）高128字節(jié)RAM區(qū)

30HSFR承擔(dān)著51單片機(jī)內(nèi)部資源的管理工作每個(gè)存儲(chǔ)單元都有一個(gè)字節(jié)地址，但只有其中21個(gè)單元可以使用，并有相應(yīng)寄存器名稱。51單片機(jī)共有21個(gè)特殊功能寄存器（Spetial

FunctionRegister）第2章單片機(jī)結(jié)構(gòu)及工作原理字節(jié)地址末位是0或8的SFR，都具有位地址。88H89H8AH8BH8CH8DH8EH8FH2.5并行I/O口結(jié)構(gòu)

并行：數(shù)據(jù)位同時(shí)傳送稱為并行。51單片機(jī)有4個(gè)并行I/O口，分別是P0，P1，P2，P3；每個(gè)并行口又有8位，也稱為有32位I/O口。I/O口既可以并行使用，也可以單獨(dú)使用。（既有字節(jié)地址又有位地址）做通用I/O使用時(shí)，每一位I/O都能獨(dú)立地用作輸入或輸出。第2章單片機(jī)結(jié)構(gòu)及工作原理由于一機(jī)多能，4個(gè)并行口的內(nèi)部結(jié)構(gòu)也不同（有些口有第二功能）。了解4個(gè)口的內(nèi)部結(jié)構(gòu)對(duì)于正確使用這些I/O口非常重要。第2章單片機(jī)結(jié)構(gòu)及工作原理P0口功能1、可作為8位普通I/O口功能2、擴(kuò)展外部總線時(shí)作為地址總線低8位和8位數(shù)據(jù)總線復(fù)用口使用。第2章單片機(jī)結(jié)構(gòu)及工作原理P0口12DQCK/Q讀引腳讀鎖存器寫鎖存器內(nèi)部總線地址/數(shù)據(jù)控制引腳P0.X43VccT1T2MUX=0第2章單片機(jī)結(jié)構(gòu)及工作原理P0口引腳P0.X12DQCK/Q讀引腳讀鎖存器寫鎖存器內(nèi)部總線地址/數(shù)據(jù)控制43VccT1T2MUX=0第2章單片機(jī)結(jié)構(gòu)及工作原理P0口引腳P0.X12DQCK/Q讀引腳讀鎖存器寫鎖存器內(nèi)部總線地址/數(shù)據(jù)控制43VccT1T2MUX=1第2章單片機(jī)結(jié)構(gòu)及工作原理P0口作為一般I/O口使用12DQCK/Q讀引腳讀鎖存器寫鎖存器內(nèi)部總線地址/數(shù)據(jù)控制43VccT1T2MUX=0引腳P0.X00截止Vcc10k1、P0口用作輸出例:MOVP0,#10101010B11001第2章單片機(jī)結(jié)構(gòu)及工作原理P0口作為一般I/O口使用12DQCK/Q讀引腳讀鎖存器寫鎖存器內(nèi)部總線地址/數(shù)據(jù)控制43VccT1T2MUX=0引腳P0.X00截止Vcc10k例:MOVP0,#10101010B00110P0口能驅(qū)動(dòng)8個(gè)LSTTL門電路1、P0口用作輸出第2章單片機(jī)結(jié)構(gòu)及工作原理2、P0口用作輸入P0口作為一般I/O口使用12DQCK/Q讀引腳讀鎖存器寫鎖存器內(nèi)部總線地址/數(shù)據(jù)控制43VccT1T2MUX=0引腳P0.X00截止Vcc10k例:MOVA,P0?=1若鎖存器原保存數(shù)據(jù)Q=0，將使T2導(dǎo)通；P0.X始終為低電平,不能輸入’1’信號(hào)。因此，在P0口作輸入口使用前必須先置1。第2章單片機(jī)結(jié)構(gòu)及工作原理P0口作為一般I/O口使用12DQCK/Q讀引腳讀鎖存器寫鎖存器內(nèi)部總線地址/數(shù)據(jù)控制43VccT1T2MUX=0引腳P0.X00截止Vcc10k“讀-修改-寫”指令A(yù)NLP0,A第2章單片機(jī)結(jié)構(gòu)及工作原理P0口作為地址/數(shù)據(jù)總線使用12DQCK/Q讀引腳讀鎖存器寫鎖存器內(nèi)部總線地址/數(shù)據(jù)控制43VccT1T2MUX=1引腳P0.X3、輸出地址時(shí)：1001導(dǎo)通1第2章單片機(jī)結(jié)構(gòu)及工作原理P0口作為地址/數(shù)據(jù)總線使用12DQCK/Q讀引腳讀鎖存器寫鎖存器內(nèi)部總線地址/數(shù)據(jù)控制43VccT1T2MUX=1引腳P0.X3、輸出地址時(shí)：0110截止0第2章單片機(jī)結(jié)構(gòu)及工作原理P0口作為地址/數(shù)據(jù)總線使用12DQCK/Q讀引腳讀鎖存器寫鎖存器內(nèi)部總線地址/數(shù)據(jù)控制43VccT1T2MUX=1引腳P0.X4、輸入數(shù)據(jù)時(shí)：=1截止輸入指令將使引腳與內(nèi)部總線直通第2章單片機(jī)結(jié)構(gòu)及工作原理P0口總結(jié)特點(diǎn)：（1）P0口可作通用I/O口，又可作地址/數(shù)據(jù)總線口；（2）P0既可按字節(jié)尋址，又可按位尋址；（3）作通用I/O口應(yīng)外接上拉電阻；（4）作通用I/O口輸入時(shí)，需先向?qū)?yīng)的鎖存器寫1；（5）作地址/數(shù)據(jù)總線口時(shí)，P0是一真正雙向口，而作通用I/O口時(shí)，只是一個(gè)準(zhǔn)雙向口。第2章單片機(jī)結(jié)構(gòu)及工作原理P1口12DQCK/Q讀引腳讀鎖存器寫鎖存器內(nèi)部總線VccT2引腳P1.X1101MOVP0,A（1）只能作普通I/O口（2）輸出驅(qū)動(dòng)接有上拉電阻,不是開漏輸出,無高阻態(tài)。第2章單片機(jī)結(jié)構(gòu)及工作原理P1口12DQCK/Q讀引腳讀鎖存器寫鎖存器內(nèi)部總線VccT2引腳P1.X0010MOVP0,A（1）只能作普通I/O口（2）輸出驅(qū)動(dòng)接有上拉電阻,不是開漏輸出,無高阻態(tài)。第2章單片機(jī)結(jié)構(gòu)及工作原理P1口12DQCK/Q讀引腳讀鎖存器寫鎖存器內(nèi)部總線VccT2引腳P1.XMOVA,P0=1（3）輸入數(shù)據(jù)時(shí)，需先向?qū)?yīng)的鎖存器寫1；（4）P1口能驅(qū)動(dòng)4個(gè)LSTTL門電路（1）只能作普通I/O口（2）輸出驅(qū)動(dòng)接有上拉電阻,不是開漏輸出,無高阻態(tài)。第2章單片機(jī)結(jié)構(gòu)及工作原理P2口12DQCK/Q讀引腳讀鎖存器寫鎖存器內(nèi)部總線地址控制VccT2MUX引腳P20.X（4）可位尋址，也可按字節(jié)尋址。（1）可用作輸出高8位地址、通用I/O口。（2）輸出驅(qū)動(dòng)接有上拉電阻，不是開漏輸出,無高阻態(tài)，因此是準(zhǔn)雙向口。（3）從P2口輸入數(shù)據(jù)時(shí)，先向鎖存器寫“1”。第2章單片機(jī)結(jié)構(gòu)及工作原理P3口

P3口作為通用I/O接口時(shí),第2功能輸出線為高電平,使與非門3的輸出取決于口鎖存器的狀態(tài)。

在這種情況下,P3口仍是1個(gè)準(zhǔn)雙向口,它的工作方式、負(fù)載能力均與P1、P2口相同。第2章單片機(jī)結(jié)構(gòu)及工作原理P3口口線替代的第二功能P3.0RXD（串行口輸入）P3.1TXD（串行口輸出）P3.2INT0（外部中斷0輸入）P3.3INT1（外部中斷1輸入）P3.4T0(定時(shí)器0的外部輸入)P3.5T1(定時(shí)器1的外部輸入)P3.6WR（寫選通控制輸出）P3.7RD（讀選通控制輸出）第2章單片機(jī)結(jié)構(gòu)及工作原理結(jié)論：在最小應(yīng)用系統(tǒng)中P0～P3口都作為準(zhǔn)雙向通用I/O口，其中只有P0口需要外接上拉電阻；在總線擴(kuò)展系統(tǒng)中，P2口作為高8位地址線，P0口作為低8位地址線/8位數(shù)據(jù)線復(fù)用口，此時(shí)P0口是真雙向口。第2章單片機(jī)結(jié)構(gòu)及工作原理P1～P3口驅(qū)動(dòng)LED發(fā)光二極管（a）不恰當(dāng)連接：高電平驅(qū)動(dòng)（b）恰當(dāng)?shù)倪B接：低電平驅(qū)動(dòng)發(fā)光二極管與I/O口的直接連接第2章單片機(jī)結(jié)構(gòu)及工作原理I/O口應(yīng)用舉例紅外防盜報(bào)警器第2章單片機(jī)結(jié)構(gòu)及工作原理問：P1.3作什么口？P1.0,P1.1,P1.2?如何加一個(gè)蜂鳴器？光路通暢，R亮

2K

光路阻斷，R暗

400K

第2章單片機(jī)結(jié)構(gòu)及工作原理

JOB3:CLRP1.1;亮綠燈

REDO:SETBP1.3;P1.3作輸入口必先置1CHECK:JNBP1.3,CHECK;檢測通道是否被阻斷？

LOOP:…………;有入侵者，報(bào)警！

AJMPREDO;再跳回去檢測P1.3口用于輸入狀態(tài)檢測的語句紅外線光路通暢時(shí)，P1.3端＝低電平紅外線光路阻斷時(shí)，P1.3端＝高電平第2章單片機(jī)結(jié)構(gòu)及工作原理（1）時(shí)序的概念第2章單片機(jī)結(jié)構(gòu)及工作原理時(shí)序是對(duì)象（或引腳、事件、信息）間按照時(shí)間順序組成的序列關(guān)系。時(shí)序可以用狀態(tài)方程、狀態(tài)圖、狀態(tài)表和時(shí)序圖4種方法表示，其中時(shí)序圖最為常用。時(shí)序圖亦稱為波形圖或序列圖，縱坐標(biāo)表示不同對(duì)象的電平，橫坐標(biāo)表示時(shí)間（從左往右為時(shí)間正向軸），通常