第2章_單片機(jī)芯片的結(jié)構(gòu)

1、主要內(nèi)容：主要內(nèi)容：80C51系列單片機(jī)的分類系列單片機(jī)的分類 80C51的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的內(nèi)部結(jié)構(gòu) 80C51的引腳功能的引腳功能 80C51 的的I/O端口端口 CPU時(shí)序及工作方式時(shí)序及工作方式學(xué)習(xí)目標(biāo)：學(xué)習(xí)目標(biāo)： 了解單片機(jī)的分類，各引腳功能，輸入了解單片機(jī)的分類，各引腳功能，輸入/輸出口作用輸出口作用 熟悉單片機(jī)存儲(chǔ)器組織熟悉單片機(jī)存儲(chǔ)器組織2.1 80C512.1 80C51單片機(jī)系列單片機(jī)系列 80C51系列單片機(jī)是系列單片機(jī)是Intel公司于公司于1980年推出的年推出的8位機(jī)，因其優(yōu)秀的性能價(jià)格比，獲得了廣泛的位機(jī)，因其優(yōu)秀的性能價(jià)格比，獲得了廣泛的應(yīng)用應(yīng)用 80C51是是80C5

2、1系列單片機(jī)中系列單片機(jī)中CHMOS工藝的一個(gè)工藝的一個(gè)典型品種。一般以典型品種。一般以8051為基核開發(fā)出的為基核開發(fā)出的CHMOS工藝單片機(jī)產(chǎn)品統(tǒng)稱為工藝單片機(jī)產(chǎn)品統(tǒng)稱為80C51系列單片機(jī)系列單片機(jī) 80C51可分為可分為51和和52個(gè)子系列，主要有四種型個(gè)子系列，主要有四種型號(hào)，分別是：號(hào)，分別是：80C31/80C32、80C51/80C52、87C51/87C52、89C51/89C52。 不同型號(hào)不同型號(hào)MCS-51單片機(jī)單片機(jī)CPU處理能力和指令系統(tǒng)處理能力和指令系統(tǒng)完全兼容，只是存儲(chǔ)器和完全兼容，只是存儲(chǔ)器和I/O接口的配置有所不接口的配置有所不同。同。硬件配置硬件配置基本配

3、置：基本配置：1. 81. 8位位CPUCPU2. 2. 片內(nèi)片內(nèi)ROM/EPROMROM/EPROM、RAMRAM3. 3. 片內(nèi)并行片內(nèi)并行 I/OI/O接口接口4. 4. 片內(nèi)片內(nèi)1616位定時(shí)器位定時(shí)器/ /計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)器5. 5. 片內(nèi)中斷處理系統(tǒng)片內(nèi)中斷處理系統(tǒng)6. 6. 片內(nèi)全雙工串行片內(nèi)全雙工串行I/OI/O口口n 資源配置資源配置 52系列較系列較51系列功能上有所增強(qiáng)，如片內(nèi)系列功能上有所增強(qiáng)，如片內(nèi)ROM及及RAM都增加一倍，定時(shí)都增加一倍，定時(shí)/計(jì)數(shù)器個(gè)數(shù)由計(jì)數(shù)器個(gè)數(shù)由2個(gè)增加個(gè)增加到到3個(gè)，中斷源由個(gè)，中斷源由5個(gè)增加到個(gè)增加到6個(gè)等。個(gè)等。RAMI/O接口接口電路電路

4、CPU時(shí)時(shí) 鐘鐘定時(shí)器定時(shí)器/計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)器ROM微處理器微處理器CPU存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器外部輸入外部輸入/輸出接口電路（輸出接口電路（I/O接口）接口）中斷系統(tǒng)中斷系統(tǒng) 時(shí)鐘電路時(shí)鐘電路系統(tǒng)總線系統(tǒng)總線80C5180C51單片機(jī)的基本結(jié)構(gòu)是由以下幾部分組單片機(jī)的基本結(jié)構(gòu)是由以下幾部分組成成80C5180C51單片機(jī)結(jié)構(gòu)框圖單片機(jī)結(jié)構(gòu)框圖80C5180C51單片機(jī)芯片內(nèi)部邏輯結(jié)構(gòu)框圖單片機(jī)芯片內(nèi)部邏輯結(jié)構(gòu)框圖n 80C5180C51的微處理器的微處理器 它由運(yùn)算器、控制器等部件組成它由運(yùn)算器、控制器等部件組成u 運(yùn)算器運(yùn)算器由算術(shù)邏輯運(yùn)算單元由算術(shù)邏輯運(yùn)算單元ALU、累加器、累加器ACC、寄存器、寄存

5、器B、暫、暫存寄存器和程序狀態(tài)字寄存器存寄存器和程序狀態(tài)字寄存器PSW組成。它所完成的組成。它所完成的任務(wù)是實(shí)現(xiàn)算術(shù)與邏輯運(yùn)算、位變量處理和數(shù)據(jù)傳送任務(wù)是實(shí)現(xiàn)算術(shù)與邏輯運(yùn)算、位變量處理和數(shù)據(jù)傳送等操作。等操作。u 控制器控制器由指令寄存器、指令譯碼器、定時(shí)及控制邏輯電路和由指令寄存器、指令譯碼器、定時(shí)及控制邏輯電路和程序計(jì)數(shù)器程序計(jì)數(shù)器PC等組成。等組成。n 80C5180C51的存儲(chǔ)器的存儲(chǔ)器 u內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器80C5180C51芯片中共有芯片中共有256256個(gè)個(gè)RAMRAM單元，但其中后單元，但其中后128128單元被單元被專用寄存器占用，供用戶使用的只是前專用寄存器占用，

6、供用戶使用的只是前128128單元，用于單元，用于存放可讀寫的數(shù)據(jù)。存放可讀寫的數(shù)據(jù)。 u內(nèi)部程序存儲(chǔ)器內(nèi)部程序存儲(chǔ)器 內(nèi)部程序存儲(chǔ)器是指內(nèi)部程序存儲(chǔ)器是指ROM(4KBROM(4KB8)8)。80C5180C51共有共有 4 KB4 KB掩掩膜膜ROMROM，用存放程序和原始數(shù)據(jù)，用存放程序和原始數(shù)據(jù), ,因此稱之為程序存儲(chǔ)因此稱之為程序存儲(chǔ)器，簡(jiǎn)稱器，簡(jiǎn)稱“內(nèi)部?jī)?nèi)部 ROMROM”。 n I/OI/O接口電路接口電路 80C51單片機(jī)共有單片機(jī)共有4個(gè)個(gè)8位的位的I0口口(P0-P3)，以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的并行輸入，以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的并行輸入輸出。輸出。還有一個(gè)可編程全雙工的串行口，它功能強(qiáng)大，還有一個(gè)

7、可編程全雙工的串行口，它功能強(qiáng)大，可做異步通信收發(fā)器使用，也可用作同步移位器可做異步通信收發(fā)器使用，也可用作同步移位器使用。使用。n 中斷系統(tǒng)中斷系統(tǒng) 80C51單片機(jī)的中斷功能較強(qiáng)，以滿足控制應(yīng)用單片機(jī)的中斷功能較強(qiáng)，以滿足控制應(yīng)用的需要。的需要。u80C51共有共有5個(gè)中斷源：個(gè)中斷源：外部中斷外部中斷2個(gè)個(gè)定時(shí)計(jì)數(shù)中斷定時(shí)計(jì)數(shù)中斷2個(gè)個(gè)串行中斷串行中斷1個(gè)個(gè)全部中斷分為高優(yōu)先級(jí)和低優(yōu)先級(jí)共兩級(jí)。全部中斷分為高優(yōu)先級(jí)和低優(yōu)先級(jí)共兩級(jí)。n 時(shí)鐘電路時(shí)鐘電路 80C51單片機(jī)的內(nèi)部具有時(shí)鐘電路，但石英晶單片機(jī)的內(nèi)部具有時(shí)鐘電路，但石英晶體振蕩器和微調(diào)電容需外接。體振蕩器和微調(diào)電容需外接。 n

8、總線總線 上述這些部件都是通過總線連接起來，才能構(gòu)上述這些部件都是通過總線連接起來，才能構(gòu)成一個(gè)完整的單片機(jī)系統(tǒng)?？偩€結(jié)構(gòu)減少了單成一個(gè)完整的單片機(jī)系統(tǒng)?？偩€結(jié)構(gòu)減少了單片機(jī)的連線和引腳，提高了集成度和可靠性。片機(jī)的連線和引腳，提高了集成度和可靠性。 80C51系列單片機(jī)采用系列單片機(jī)采用40引引腳的雙列直插式封裝芯片腳的雙列直插式封裝芯片4040引腳共可分為四個(gè)部分引腳共可分為四個(gè)部分1.1. 電源電源2 2個(gè)個(gè)2.2. 外接晶體振蕩器外接晶體振蕩器2 2個(gè)個(gè)3.3. 控制信號(hào)引腳控制信號(hào)引腳4 4個(gè)個(gè)4.4. I/OI/O引腳引腳3232個(gè)個(gè)2.3.1 2.3.1 信號(hào)引腳的介紹信號(hào)引腳的

9、介紹 Vss（20腳）：接地腳）：接地 Vcc（40腳）：正常操作、對(duì)腳）：正常操作、對(duì)EPROM編程和驗(yàn)編程和驗(yàn)證時(shí)為證時(shí)為+5V電源。電源。n主電源引腳主電源引腳VssVss和和VccVccn外接晶振引腳外接晶振引腳XTALlXTALl和和XTAL2XTAL2 XTALl（19腳）腳）：內(nèi)部振蕩電路反相放大器的輸入端，是內(nèi)部振蕩電路反相放大器的輸入端，是外接晶體的一個(gè)引腳。使用外部時(shí)鐘時(shí)，對(duì)于外接晶體的一個(gè)引腳。使用外部時(shí)鐘時(shí)，對(duì)于HMOS單片單片機(jī)，該引腳必須接地；對(duì)于機(jī)，該引腳必須接地；對(duì)于CHMOS單片機(jī)，該引腳作為單片機(jī)，該引腳作為驅(qū)動(dòng)端。驅(qū)動(dòng)端。 XTAL2（18腳）腳）：內(nèi)部振

10、蕩電路反相放大器的輸出端，是內(nèi)部振蕩電路反相放大器的輸出端，是外接晶體的另一端。若使用外部時(shí)鐘時(shí)，對(duì)于外接晶體的另一端。若使用外部時(shí)鐘時(shí)，對(duì)于HMOS單片單片機(jī)，該引腳輸入外部時(shí)鐘脈沖；對(duì)于機(jī)，該引腳輸入外部時(shí)鐘脈沖；對(duì)于CHMOS單片機(jī)，此單片機(jī)，此引腳應(yīng)懸浮。引腳應(yīng)懸浮。n控制和其它電源復(fù)用引腳控制和其它電源復(fù)用引腳u RSTVPD（9腳）腳）：雙功能引腳：雙功能引腳復(fù)位信號(hào)復(fù)位信號(hào)RST引腳，輸入引腳，輸入啟動(dòng)時(shí)，需要復(fù)位，使啟動(dòng)時(shí)，需要復(fù)位，使CPUCPU各部件處于確定的初始狀態(tài)。各部件處于確定的初始狀態(tài)。正常工作狀態(tài)（振蕩器穩(wěn)定），該引腳上出現(xiàn)持續(xù)正常工作狀態(tài)（振蕩器穩(wěn)定），該引腳上

11、出現(xiàn)持續(xù)2424個(gè)個(gè)振蕩周期（即兩個(gè)機(jī)器周期）以上的高電平，單片機(jī)就振蕩周期（即兩個(gè)機(jī)器周期）以上的高電平，單片機(jī)就可完成系統(tǒng)復(fù)位操作可完成系統(tǒng)復(fù)位操作 。備用電源備用電源VPD引腳，輸入引腳，輸入當(dāng)無當(dāng)無V VCCCC時(shí)使用，給時(shí)使用，給內(nèi)部?jī)?nèi)部RAMRAM供電以實(shí)現(xiàn)掉電保護(hù)供電以實(shí)現(xiàn)掉電保護(hù)。uALEPROG（30腳）：雙功能腳）：雙功能 地址鎖存允許信號(hào)地址鎖存允許信號(hào)ALE，輸出，輸出當(dāng)訪問當(dāng)訪問外部存儲(chǔ)器外部存儲(chǔ)器時(shí)，時(shí)，ALEALE的輸出用于鎖存地址的的輸出用于鎖存地址的低位低位字節(jié)字節(jié)。即使不訪問外部存儲(chǔ)器，即使不訪問外部存儲(chǔ)器，ALEALE仍以不變的頻率周期性的仍以不變的頻率周

12、期性的出現(xiàn)正脈沖信號(hào)，出現(xiàn)正脈沖信號(hào)，頻率為振蕩器頻率的頻率為振蕩器頻率的1/61/6。 編程脈沖引腳編程脈沖引腳PROG，輸入輸入在對(duì)在對(duì)87518751片內(nèi)片內(nèi)EPROMEPROM編程時(shí)，編程脈沖由此輸入編程時(shí)，編程脈沖由此輸入uEAVpp（31腳）：腳）：雙功能雙功能訪外允許訪外允許EA 當(dāng)當(dāng)EAEA端保持高電平時(shí)，訪問端保持高電平時(shí)，訪問內(nèi)部程序存儲(chǔ)器，內(nèi)部程序存儲(chǔ)器，當(dāng)當(dāng)PCPC值超值超過過0FFFH0FFFH時(shí)，將自動(dòng)轉(zhuǎn)向，執(zhí)行時(shí)，將自動(dòng)轉(zhuǎn)向，執(zhí)行外部程序存儲(chǔ)器外部程序存儲(chǔ)器的程序的程序 當(dāng)當(dāng)EAEA保持低電平時(shí)，則只訪問保持低電平時(shí)，則只訪問外部程序存儲(chǔ)器外部程序存儲(chǔ)器，不管是，

13、不管是否有內(nèi)部程序存儲(chǔ)器。否有內(nèi)部程序存儲(chǔ)器。 80318031中中EAEA必須接地必須接地Vpp 編程電壓輸入編程電壓輸入對(duì)對(duì)87518751片內(nèi)片內(nèi)EPROMEPROM編程時(shí)，此腳接編程電壓編程時(shí)，此腳接編程電壓, ,（+21V+21V+25V+25V）uPSEN（29腳）：腳）：外部程序存儲(chǔ)器外部程序存儲(chǔ)器讀選通信號(hào)讀選通信號(hào)在由外部程序存儲(chǔ)器取指令期間，每個(gè)機(jī)器周期兩次在由外部程序存儲(chǔ)器取指令期間，每個(gè)機(jī)器周期兩次PSENPSEN有效。有效。n并行并行I IO O口引腳口引腳(32(32個(gè)，分成個(gè)，分成4 4個(gè)個(gè)8 8位口位口) )u P0.0P0.7：一般一般I IO O口引腳或數(shù)據(jù)

14、低位地址總線復(fù)用引腳；口引腳或數(shù)據(jù)低位地址總線復(fù)用引腳；u P1.0P1.7：一般一般I IO O口引腳；口引腳；u P2.0P2.7：一般一般I IO O口引腳或高位地址總線引腳；口引腳或高位地址總線引腳；u P3.0P3.7：一般一般I IO O口引腳或第二功能引腳?？谝_或第二功能引腳。nP3P3口的第二功能口的第二功能P3.0：RXD 串行數(shù)據(jù)接收串行數(shù)據(jù)接收P3.1：TXD 串行數(shù)據(jù)接收串行數(shù)據(jù)接收P3.2：INT0# 外部中斷外部中斷0申請(qǐng)申請(qǐng)P3.3：INT1# 外部中斷外部中斷1申請(qǐng)申請(qǐng)P3.4：T0 定時(shí)器計(jì)數(shù)器定時(shí)器計(jì)數(shù)器0計(jì)數(shù)輸入計(jì)數(shù)輸入P3.5：T1定時(shí)器計(jì)數(shù)器定時(shí)器計(jì)

15、數(shù)器1計(jì)數(shù)輸入計(jì)數(shù)輸入P3.6：WR# 外部外部RAM寫選通寫選通P3.7：RD# 外部外部RAM讀選通讀選通2.3.2 2.3.2 引腳的復(fù)用引腳的復(fù)用 對(duì)于各種型號(hào)的芯片，其引腳的第一功能信號(hào)是相同對(duì)于各種型號(hào)的芯片，其引腳的第一功能信號(hào)是相同的，所不同的只在引腳的第二功能信號(hào)上。的，所不同的只在引腳的第二功能信號(hào)上。 對(duì)于對(duì)于9 9、3030和和3131各引腳，由于第一功能信號(hào)與第二功能各引腳，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)，因此不會(huì)發(fā)信號(hào)是單片機(jī)在不同工作方式下的信號(hào)，因此不會(huì)發(fā)生使用上的矛盾。生使用上的矛盾。 P3P3口線口線的情況卻有所不同，它的第二功

16、能信號(hào)都是單的情況卻有所不同，它的第二功能信號(hào)都是單片機(jī)的重要控制信號(hào)。因此在實(shí)際使用時(shí)，總是先按片機(jī)的重要控制信號(hào)。因此在實(shí)際使用時(shí)，總是先按需要優(yōu)先選用它的第二功能，剩下不用的才作為口線需要優(yōu)先選用它的第二功能，剩下不用的才作為口線使用使用。2.4.1 80C512.4.1 80C51單片機(jī)系統(tǒng)的存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)特點(diǎn)單片機(jī)系統(tǒng)的存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)特點(diǎn)n80C51單片機(jī)的存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)與常見的微型計(jì)算單片機(jī)的存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)與常見的微型計(jì)算機(jī)的配置方式不同，它把機(jī)的配置方式不同，它把程序存儲(chǔ)器程序存儲(chǔ)器（ROM）和和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（RAM）分開，計(jì)成兩個(gè)獨(dú)立的）分開，計(jì)成兩個(gè)獨(dú)立的空間，稱為空間，稱為哈佛結(jié)構(gòu)

17、。哈佛結(jié)構(gòu)。nROM和和RAM安排在同一空間的不同范圍，稱為安排在同一空間的不同范圍，稱為普林斯頓結(jié)構(gòu)普林斯頓結(jié)構(gòu)。哈佛體系結(jié)構(gòu)計(jì)算機(jī)的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)哈佛體系結(jié)構(gòu)計(jì)算機(jī)的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)普林斯頓體系結(jié)構(gòu)計(jì)算機(jī)的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)普林斯頓體系結(jié)構(gòu)計(jì)算機(jī)的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)2.4.2 2.4.2 內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器低內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器低128128單元單元n 80C51單片機(jī)的單片機(jī)的內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器(內(nèi)部?jī)?nèi)部RAM）共共256字節(jié)字節(jié)，在物理上分為兩個(gè)區(qū)：，在物理上分為兩個(gè)區(qū)：u低低128字節(jié)字節(jié)單元，單元地址：?jiǎn)卧?，單元地址?0H7FH 低低128字節(jié)單元字節(jié)單元的的RAM常稱為常稱為片內(nèi)片內(nèi)RAM u高高128字節(jié)單元

18、，字節(jié)單元，單元地址：?jiǎn)卧刂罚?0HFFH 高高128字節(jié)單元字節(jié)單元又稱又稱特殊功能寄存器區(qū)特殊功能寄存器區(qū)（SFR）u80C51片內(nèi)片內(nèi)RAM的的128 B單元又分成：?jiǎn)卧址殖桑汗ぷ骷拇婀ぷ骷拇嫫鲄^(qū)、位尋址區(qū)、通用用戶區(qū)器區(qū)、位尋址區(qū)、通用用戶區(qū)。工作寄存器區(qū)：工作寄存器區(qū)：（32B）字節(jié)地址：字節(jié)地址：00H1FH位尋址區(qū)：位尋址區(qū)：（16B）字節(jié)地址：字節(jié)地址：20H2FH位地址為：位地址為：00H7FH一般數(shù)據(jù)區(qū)：一般數(shù)據(jù)區(qū)：（80B）字節(jié)地址：字節(jié)地址：00H7FH一般使用：一般使用：30H7FHn片內(nèi)片內(nèi)RAMRAM（00007FH7FH）工作寄存器區(qū)工作寄存器區(qū) p80C5

19、1單片機(jī)片內(nèi)單片機(jī)片內(nèi)RAM低端的低端的00H1FH共共32B分分成成4個(gè)工作寄存器組個(gè)工作寄存器組，每組占，每組占8個(gè)單元個(gè)單元。 寄存器寄存器0組：地址組：地址00H07H寄存器寄存器1組：地址組：地址08H0FH寄存器寄存器2組：地址組：地址10H17H寄存器寄存器3組：地址組：地址18H1FHp當(dāng)前工作寄存器組的選擇當(dāng)前工作寄存器組的選擇當(dāng)前工作寄存器組的選擇由當(dāng)前工作寄存器組的選擇由特殊功能寄存器特殊功能寄存器中的中的程序狀態(tài)字寄存器程序狀態(tài)字寄存器PSW的的RSl、RS0位來選定位來選定RSl、RS0與工作寄存器組的關(guān)系地址如表所示與工作寄存器組的關(guān)系地址如表所示 位尋址區(qū)位尋址區(qū)

20、 內(nèi)部?jī)?nèi)部RAM的的20H2FH單元，單元，既可作為一般既可作為一般RAM單元單元使用，進(jìn)行使用，進(jìn)行字節(jié)字節(jié)操作，也可以對(duì)單元中每操作，也可以對(duì)單元中每一位進(jìn)行一位進(jìn)行位操作位操作，因此把該區(qū)稱之為位尋址區(qū)。，因此把該區(qū)稱之為位尋址區(qū)。位尋址區(qū)共有位尋址區(qū)共有16個(gè)個(gè)RAM單元，共計(jì)單元，共計(jì)128位位，地址，地址為為00H7FH。 一般（用戶）一般（用戶）RAMRAM區(qū)區(qū) 在內(nèi)部在內(nèi)部RAM低低128單元中，單元中，通用寄存器占通用寄存器占32個(gè)單個(gè)單元元，位尋址區(qū)占去位尋址區(qū)占去16個(gè)單元個(gè)單元，剩余，剩余80個(gè)單元個(gè)單元就是就是供用戶使用的供用戶使用的一般一般RAM區(qū)區(qū)，其單元地址為，

21、其單元地址為30H7FH。用戶用戶RAM區(qū)區(qū)只能以存儲(chǔ)單元的形式來使用，其他只能以存儲(chǔ)單元的形式來使用，其他沒有任何規(guī)定或限制。沒有任何規(guī)定或限制。在一般應(yīng)用中常把在一般應(yīng)用中常把堆棧堆棧開辟在開辟在30H7FH區(qū)中區(qū)中2.4.3 2.4.3 內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器高內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器高128128單元單元（SFRSFR區(qū)區(qū)）80C51單片機(jī)內(nèi)的單片機(jī)內(nèi)的鎖存器鎖存器、定時(shí)器定時(shí)器、串行口數(shù)據(jù)串行口數(shù)據(jù)緩沖器緩沖器以及各種以及各種控制寄存器控制寄存器和和狀態(tài)寄存器狀態(tài)寄存器等（等（共共21個(gè)個(gè)）都是以）都是以特殊功能寄存器（特殊功能寄存器（SFR）的形式出的形式出現(xiàn)現(xiàn)它們分散地分布在它們分散地分布在內(nèi)部?jī)?nèi)

22、部RAM高高128字節(jié)字節(jié)地址單元地址單元中，可尋址；中，可尋址；程序計(jì)數(shù)器程序計(jì)數(shù)器PC不屬于此范疇，因?yàn)樗豢蓪ぶ凡粚儆诖朔懂?，因?yàn)樗豢蓪ぶ穘累加器累加器AccAcc最常用的最常用的特殊功能寄存器特殊功能寄存器，大部分單操作數(shù)指令，大部分單操作數(shù)指令的操作取自的操作取自累加器累加器Acc。很多雙操作數(shù)指令的一。很多雙操作數(shù)指令的一個(gè)操作數(shù)取自個(gè)操作數(shù)取自累加器累加器Acc。乘除法乘除法指令指令中常用的寄存器。乘法指令的兩個(gè)中常用的寄存器。乘法指令的兩個(gè)操作數(shù)分別取自操作數(shù)分別取自A和和B，其結(jié)果存放在，其結(jié)果存放在A、B寄存寄存器器對(duì)中。對(duì)中。n寄存器寄存器B Bn程序狀態(tài)字程序狀態(tài)字P

23、SWPSWp 程序狀態(tài)字程序狀態(tài)字PSW是一個(gè)是一個(gè)8位位寄存器，它包含了寄存器，它包含了程序狀態(tài)信息。此寄存器各位的含義如表所示。程序狀態(tài)信息。此寄存器各位的含義如表所示。其中其中PSW1未用。未用。PSW.7PSW.6PSW.5PSW.4PSW.3PSW.2PSW.1PSW.0CYACF0RS1RS0OV/PPSW1未用未用p程序狀態(tài)字程序狀態(tài)字PSW PSW 各位定義各位定義 CY(PSW.7)進(jìn)位標(biāo)志進(jìn)位標(biāo)志 AC(PSW.6)輔助進(jìn)位標(biāo)志輔助進(jìn)位標(biāo)志 F0(PSW.5)用戶標(biāo)志用戶標(biāo)志 RSl、RS0(PSW.4、PSW.3)寄存器區(qū)選擇控制寄存器區(qū)選擇控制 OV(PSW.2)溢出標(biāo)

24、志溢出標(biāo)志 P(PSW.0)奇偶標(biāo)志奇偶標(biāo)志u進(jìn)位標(biāo)志進(jìn)位標(biāo)志CYCY(PSW(PSW. .7 7 ：算術(shù)邏輯指令時(shí)，最高位算術(shù)邏輯指令時(shí)，最高位D7有進(jìn)（借）位，則有進(jìn)（借）位，則CY=1，否則，否則CY=0；在布爾處理器中，它起著在布爾處理器中，它起著“位累加器位累加器”的作用，的作用，17條布爾處理指令多數(shù)是針對(duì)條布爾處理指令多數(shù)是針對(duì)CY來完成的。程序來完成的。程序中寫成中寫成C。加（減）法運(yùn)算時(shí)，如果低半字節(jié)的最高位加（減）法運(yùn)算時(shí)，如果低半字節(jié)的最高位D3有進(jìn)（借）位，則有進(jìn)（借）位，則AC=1，否則，否則AC=0；AC在作在作BCD碼運(yùn)算而進(jìn)行二十進(jìn)制調(diào)整時(shí)有碼運(yùn)算而進(jìn)行二十進(jìn)制

25、調(diào)整時(shí)有用。用。u輔助進(jìn)位標(biāo)志輔助進(jìn)位標(biāo)志AC(PSW.6)u用戶標(biāo)志用戶標(biāo)志F0F0(PSW(PSW. .5)5)是用戶定義的一個(gè)狀態(tài)標(biāo)志。可通過軟件對(duì)它置是用戶定義的一個(gè)狀態(tài)標(biāo)志。可通過軟件對(duì)它置位、清零；位、清零；在編程時(shí)，也常測(cè)試其狀態(tài)進(jìn)行程序分支。在編程時(shí)，也常測(cè)試其狀態(tài)進(jìn)行程序分支。作有符號(hào)數(shù)加法、減法時(shí)由硬件置位或清除，作有符號(hào)數(shù)加法、減法時(shí)由硬件置位或清除，以指示運(yùn)算結(jié)果是否溢出。以指示運(yùn)算結(jié)果是否溢出。u溢出標(biāo)志溢出標(biāo)志OV(PSW.2)每執(zhí)行一條指令，單片機(jī)都能根據(jù)每執(zhí)行一條指令，單片機(jī)都能根據(jù)A中中1的個(gè)數(shù)的的個(gè)數(shù)的奇偶自動(dòng)令奇偶自動(dòng)令P置位或清零；置位或清零；奇為奇為1

26、，偶為，偶為0。u奇偶標(biāo)志奇偶標(biāo)志P(PSW.0)u工作寄存器區(qū)選擇位工作寄存器區(qū)選擇位RSlRSl、RS0RS0(PSW(PSW. .4 4、PSWPSW. .3)3)可借軟件可借軟件置位置位或或清零清零，以選定，以選定4個(gè)工作寄存器區(qū)個(gè)工作寄存器區(qū)中的一個(gè)區(qū)投入工作。中的一個(gè)區(qū)投入工作。n棧指針棧指針SPSP 棧指針棧指針SP是一個(gè)是一個(gè)8位特殊功能寄存器位特殊功能寄存器，它指示它指示出出堆棧頂部堆棧頂部在在內(nèi)部?jī)?nèi)部RAM中的位置中的位置 系統(tǒng)復(fù)位后，系統(tǒng)復(fù)位后，SP初始化為初始化為07H，使得堆棧的存，使得堆棧的存放事實(shí)上由放事實(shí)上由08H單元單元開始。開始。n 數(shù)據(jù)指針數(shù)據(jù)指針DPTR

27、DPTRp數(shù)據(jù)指針數(shù)據(jù)指針DPTR是一個(gè)是一個(gè)16位特殊功能寄存器位特殊功能寄存器l可以作為一個(gè)可以作為一個(gè)16位寄存器位寄存器DPTR來使用來使用l也可作為也可作為兩個(gè)兩個(gè)8位寄存器位寄存器使用使用高位字節(jié)寄存器高位字節(jié)寄存器用用DPH表示表示低位字節(jié)寄存器低位字節(jié)寄存器用用DPL表示表示 u與接口相關(guān)的寄存器與接口相關(guān)的寄存器 并行并行IO接口接口P0、P1、P2、P3，均為，均為8位位 串行接口數(shù)據(jù)緩沖器串行接口數(shù)據(jù)緩沖器SBUF 串行接口控制寄存器串行接口控制寄存器SCON 電源控制寄存器電源控制寄存器PCONu與中斷相關(guān)的寄存器與中斷相關(guān)的寄存器 中斷允許控制寄存器中斷允許控制寄存器

28、IE 中斷優(yōu)先級(jí)控制寄存器中斷優(yōu)先級(jí)控制寄存器lP定時(shí)計(jì)數(shù)器的工作方式寄存器定時(shí)計(jì)數(shù)器的工作方式寄存器TMOD定時(shí)計(jì)數(shù)器的控制寄存器定時(shí)計(jì)數(shù)器的控制寄存器TCONu與定時(shí)與定時(shí)/ /計(jì)數(shù)器相關(guān)的寄存器計(jì)數(shù)器相關(guān)的寄存器u特殊寄存器的字節(jié)尋址特殊寄存器的字節(jié)尋址寄存器符號(hào)寄存器符號(hào)寄存器地址寄存器地址寄存器名稱寄存器名稱Acc0E0H0E0H累加器累加器B0F0H0F0HB B寄存器寄存器PSW0D0H0D0H程序狀態(tài)字程序狀態(tài)字SP81H81H堆棧指針堆棧指針DPL82H82H數(shù)據(jù)指針低數(shù)據(jù)指針低8 8位位DPH83H83H數(shù)據(jù)指針高數(shù)據(jù)指針高8 8位位IE0A8H0A8H中斷允許控制寄存器中

29、斷允許控制寄存器IP0B8H0B8H中斷優(yōu)先控制寄存器中斷優(yōu)先控制寄存器可尋址的特殊寄存器及地址可尋址的特殊寄存器及地址寄存器符號(hào)寄存器符號(hào)寄存器地址寄存器地址寄存器名稱寄存器名稱P080H80HI/OI/O口口0 0P190H90HI/OI/O口口1 1P20A0H0A0HI/OI/O口口2 2P30B0H0B0HI/OI/O口口3 3PCON87H87H電源控制及波特率選擇寄存器電源控制及波特率選擇寄存器SCON98H98H串行口控制寄存器串行口控制寄存器SBUF99H99H串行數(shù)據(jù)緩沖寄存器串行數(shù)據(jù)緩沖寄存器TCON88H88H定時(shí)控制寄存器定時(shí)控制寄存器TMOD89H89H定時(shí)器方式選

30、擇寄存器定時(shí)器方式選擇寄存器TL08AH8AH定時(shí)器定時(shí)器0 0低低8 8位位TL18BH8BH定時(shí)器定時(shí)器0 0高高8 8位位TH08CH8CH定時(shí)器定時(shí)器1 1低低8 8位位TH18DH8DH定時(shí)器定時(shí)器1 1高高8 8位位u特殊寄存器的位尋址（共特殊寄存器的位尋址（共1111個(gè)）個(gè)）寄存器寄存器符號(hào)符號(hào)MSB 位地址位地址/位名稱位名稱 LSB B0F7H0F6H0F5H0F4H0F3H0F2H0F1H0F0HA0E7H0E6H0E5H0E4H0E3H0E2H0E1H0E0HPSW0D7H0D6H0D5H0D4H0D3H0D2H0D1H0D0HCYACF0RS1RS0OV/PIP0BFH

31、0BEH0BDH0BCH0BBH0BAH0B9H0B8H/PSPT1PX1PT0PX0P30B7H0B6H0B5H0B4H0B3H0B2H0B1H0B0HP3.7P3.6P3.5P3.4P3.3P3.2P3.1P3.0IE0AFH0AEH0ADH0ACH0ABH0AAH0A9H0A8HEA/ESET1EX1ET0EX0寄存器寄存器符號(hào)符號(hào)MSB 位地址位地址/位名稱位名稱 LSB P20A7H0A6H0A5H0A4H0A3H0A2H0A1H0A0HP2.7P2.6P2.5P2.4P2.3P2.2P2.1P2.0SCON9FH9EH9DH9CH9BH9AH99H98HSM0SM1SM2RENTB

32、8RB8TIRIP197H96H95H94H93H92H91H90HP1.7P1.6P1.5P1.4P1.3P1.2P1.1P1.0TCON8FH8EH8DH8CH8BH9AH89H88HTF1TR1TF0TR0IE1IT1IE0IT0P087H86H85H84H83H82H81H80HP0.7P0.6P0.5P0.4P0.3P0.2P0.1P0.02.4.4 80C512.4.4 80C51單片機(jī)的堆棧操作單片機(jī)的堆棧操作n 堆棧堆棧 堆棧堆棧是在是在片內(nèi)片內(nèi)RAM中開辟的暫存區(qū)中開辟的暫存區(qū) 功能有兩個(gè)：功能有兩個(gè)：保護(hù)斷點(diǎn)保護(hù)斷點(diǎn)和和保護(hù)現(xiàn)場(chǎng)保護(hù)現(xiàn)場(chǎng) 特點(diǎn)：特點(diǎn)：先進(jìn)后出，后進(jìn)先出先進(jìn)后

33、出，后進(jìn)先出n 堆棧堆棧的操作的操作堆棧共有兩種操作：堆棧共有兩種操作： 數(shù)據(jù)進(jìn)棧數(shù)據(jù)進(jìn)棧，指令：，指令：PUSH 數(shù)據(jù)出棧數(shù)據(jù)出棧，指令：，指令：POPn堆棧指針堆棧指針SPSP SP實(shí)際為一個(gè)實(shí)際為一個(gè)8位寄存器，它的內(nèi)容是棧頂存位寄存器，它的內(nèi)容是棧頂存儲(chǔ)單元的地址；儲(chǔ)單元的地址； 數(shù)據(jù)的進(jìn)?；虺鰲＝允菍?duì)堆棧的棧頂單元進(jìn)行數(shù)據(jù)的進(jìn)?；虺鰲＝允菍?duì)堆棧的棧頂單元進(jìn)行的；的； SP始終指向堆棧始終指向堆棧最后壓入最后壓入或或即將彈出即將彈出的數(shù)據(jù)單的數(shù)據(jù)單元，即指向棧頂。元，即指向棧頂。n 堆棧使用方式堆棧使用方式 堆棧的使用有兩種方式：堆棧的使用有兩種方式： 自動(dòng)方式，自動(dòng)方式，執(zhí)行子程序、

34、中斷響應(yīng)時(shí)執(zhí)行子程序、中斷響應(yīng)時(shí) 指令方式，指令方式，執(zhí)行指令執(zhí)行指令 ：PUSH、POPn關(guān)于堆棧區(qū)的劃定關(guān)于堆棧區(qū)的劃定 為保護(hù)足夠的寄存器內(nèi)容，需要堆棧有一定的深度，即為保護(hù)足夠的寄存器內(nèi)容，需要堆棧有一定的深度，即有足夠的容量。有足夠的容量。 原則上堆棧區(qū)可以是原則上堆棧區(qū)可以是片內(nèi)片內(nèi)RAM任意區(qū)域，但通常任意區(qū)域，但通常SP設(shè)在設(shè)在30H以后，即在以后，即在用戶用戶RAM（30H7FH）之間開辟堆棧區(qū)。）之間開辟堆棧區(qū)。 具體應(yīng)用時(shí)棧區(qū)設(shè)置應(yīng)和具體應(yīng)用時(shí)棧區(qū)設(shè)置應(yīng)和RAM的分配統(tǒng)一考慮，的分配統(tǒng)一考慮，工作寄工作寄存器存器和和位尋址區(qū)域位尋址區(qū)域分配好后再指定分配好后再指定堆棧區(qū)域

35、堆棧區(qū)域。 系統(tǒng)復(fù)位后，系統(tǒng)復(fù)位后，SP07H，則實(shí)際堆棧從，則實(shí)際堆棧從08H單元單元開始。開始。例例 MOV SP ，3FH即即40H7FH單元為堆棧區(qū)單元為堆棧區(qū)2.4.5 2.4.5 程序存儲(chǔ)器程序存儲(chǔ)器n 程序存儲(chǔ)器程序存儲(chǔ)器用來用來存放程序和表格存放程序和表格常數(shù)常數(shù)n 程序存儲(chǔ)器以程序存儲(chǔ)器以程程序計(jì)數(shù)器序計(jì)數(shù)器PC作地作地址指針，通過址指針，通過16位地址總線，可位地址總線，可尋址的地址空間尋址的地址空間為為64KBn程序存儲(chǔ)器使用時(shí)情況程序存儲(chǔ)器使用時(shí)情況在在80C5187C51片內(nèi)帶有片內(nèi)帶有4KB ROMEPROM程序程序存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器(內(nèi)部程序存儲(chǔ)器內(nèi)部程序存儲(chǔ)器)4KB

36、可存儲(chǔ)約可存儲(chǔ)約兩千兩千多條指令多條指令若開發(fā)的單片機(jī)系統(tǒng)較復(fù)雜，若開發(fā)的單片機(jī)系統(tǒng)較復(fù)雜，片內(nèi)程序存儲(chǔ)器片內(nèi)程序存儲(chǔ)器存存儲(chǔ)空間不夠用時(shí)，可外擴(kuò)展儲(chǔ)空間不夠用時(shí)，可外擴(kuò)展片外程序存儲(chǔ)器片外程序存儲(chǔ)器程序存儲(chǔ)器程序存儲(chǔ)器的總?cè)萘繛榈目側(cè)萘繛?4KB片內(nèi)、片外統(tǒng)一編址片內(nèi)、片外統(tǒng)一編址64KB總?cè)萘繙p去總?cè)萘繙p去內(nèi)部?jī)?nèi)部4KB即為外部能擴(kuò)展的最大即為外部能擴(kuò)展的最大容量容量 。n中斷入口地址區(qū)中斷入口地址區(qū)在在程序存儲(chǔ)器程序存儲(chǔ)器中有一個(gè)固定的中有一個(gè)固定的中斷入口地址區(qū)中斷入口地址區(qū)，這些入口地址不得被其他程序指令占用。這些入口地址不得被其他程序指令占用。80C51的的5個(gè)個(gè)中斷入口地址中斷入

37、口地址為：為：0003H：外部中斷：外部中斷0的中斷服務(wù)程序入口地址的中斷服務(wù)程序入口地址000BH：定時(shí)器計(jì)數(shù)器：定時(shí)器計(jì)數(shù)器0溢出中斷服務(wù)程序入溢出中斷服務(wù)程序入 口地址口地址0013H：外部中斷：外部中斷1的中斷服務(wù)程序入口地址的中斷服務(wù)程序入口地址001BH：定時(shí)器計(jì)數(shù)器：定時(shí)器計(jì)數(shù)器1溢出中斷服務(wù)程序入溢出中斷服務(wù)程序入口地址口地址0023H：串行接口中斷服務(wù)程序入口地址：串行接口中斷服務(wù)程序入口地址2.4.6 80C512.4.6 80C51的存儲(chǔ)器組織的存儲(chǔ)器組織 n 根據(jù)作用分類根據(jù)作用分類：程序存儲(chǔ)器程序存儲(chǔ)器ROM數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器RAMn 根據(jù)位置分類：根據(jù)位置分類：片

38、內(nèi)存儲(chǔ)器片內(nèi)存儲(chǔ)器片外存儲(chǔ)器片外存儲(chǔ)器n物理上構(gòu)成了物理上構(gòu)成了4個(gè)結(jié)構(gòu)獨(dú)立的存儲(chǔ)器空間個(gè)結(jié)構(gòu)獨(dú)立的存儲(chǔ)器空間片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器、片外數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器、片外數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器片內(nèi)程序存儲(chǔ)器、片外程序存儲(chǔ)器片內(nèi)程序存儲(chǔ)器、片外程序存儲(chǔ)器p片內(nèi)程序存儲(chǔ)器（片內(nèi)程序存儲(chǔ)器（片內(nèi)片內(nèi)ROM）8051、8751有有4KB的的片內(nèi)片內(nèi)ROM地址：地址：0000H0FFFHp片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（片內(nèi)（片內(nèi)RAM）共有共有256B低低128B片內(nèi)片內(nèi)RAM，地址：地址：007FH高高128B片內(nèi)片內(nèi)RAM，地址：地址：80HFFH，特殊功特殊功能寄存器（能寄存器（SFRSFR）區(qū)）區(qū)（占占21B）p片外

39、片外ROM擴(kuò)展（擴(kuò)展（最多最多64K）地址為地址為0000HFFFFH或者或者1000HFFFFH注：注：8051、8751芯片根據(jù)芯片根據(jù)EA狀態(tài)狀態(tài)p片外片外RAM擴(kuò)展擴(kuò)展地址：地址：0000HFFFFH 80518051存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)如圖存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)如圖n邏輯上劃分的邏輯上劃分的3 3個(gè)存儲(chǔ)器地址空間個(gè)存儲(chǔ)器地址空間p片內(nèi)外統(tǒng)一編址的片內(nèi)外統(tǒng)一編址的程序存儲(chǔ)器程序存儲(chǔ)器地址空間地址空間(64KB) 片內(nèi)片外的程序存貯器片內(nèi)片外的程序存貯器在同一邏輯空間中，地在同一邏輯空間中，地址從址從0000HFFFFH，共有，共有64K字節(jié)字節(jié)范圍范圍p片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)地址空間片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)地址空間(256B) 片內(nèi)

40、數(shù)據(jù)存貯器片內(nèi)數(shù)據(jù)存貯器地址范圍：地址范圍：00HFFH p片外的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器地址空間片外的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器地址空間(64KB) 片外數(shù)據(jù)存貯器片外數(shù)據(jù)存貯器地址范圍：地址范圍：0000HFFFFHn區(qū)分四個(gè)獨(dú)立空間的方法區(qū)分四個(gè)獨(dú)立空間的方法 使用使用MOV、MOVX、MOVC三個(gè)不同的指令分別三個(gè)不同的指令分別區(qū)分區(qū)分片內(nèi)片內(nèi)RAM、片外、片外RAM和和ROM 片外片外ROM使用控制信號(hào)使用控制信號(hào)PSEN片外片外RAM使用控制信號(hào)使用控制信號(hào)RD、WR EA引腳接地，引腳接地，從片外從片外ROM開始開始 0000H0FFFH 位于位于片外片外ROM EA引腳接高電平，從引腳接高電平，從片內(nèi)片內(nèi)R

41、OM開始開始 0000H 0FFFH位于位于片內(nèi)片內(nèi)ROM ROM和和片外片外RAM一定要用一定要用16位位地址地址片內(nèi)片內(nèi)RAM 和和SFR，只能使用，只能使用8位位地址地址p80C51單片機(jī)有單片機(jī)有4個(gè)個(gè)8位位的并行接口的并行接口P0、P1、P2和和P3，共，共32根根I/O線（線（32個(gè)引腳個(gè)引腳）;p4個(gè)個(gè)端口都是端口都是雙向雙向的的;p各接口都由各接口都由接口鎖存器接口鎖存器、輸出驅(qū)動(dòng)器輸出驅(qū)動(dòng)器和和輸入緩輸入緩沖器沖器組成組成;p各接口除可以作為各接口除可以作為字節(jié)字節(jié)輸入輸入/輸出外，它們的輸出外，它們的每每一條一條接口線也可以接口線也可以單獨(dú)單獨(dú)地用作地用作位位輸入輸入/輸出

42、線輸出線;p各接口編址于各接口編址于特殊功能寄存器特殊功能寄存器中中。P1口內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖示口內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖示n 接口功能接口功能 P1口只有一種功能：口只有一種功能：通用輸入輸出接口通用輸入輸出接口 P1口作輸出口時(shí)：外電路無需加上拉電阻口作輸出口時(shí)：外電路無需加上拉電阻 P1口作輸入口時(shí)：先向鎖存器寫口作輸入口時(shí)：先向鎖存器寫“1”使使“FET”截止截止P1口口由由1個(gè)個(gè)輸出鎖存器輸出鎖存器、2個(gè)個(gè)三態(tài)輸入緩沖器三態(tài)輸入緩沖器和和輸出驅(qū)動(dòng)電路輸出驅(qū)動(dòng)電路組成組成輸出驅(qū)動(dòng)電路輸出驅(qū)動(dòng)電路內(nèi)部設(shè)有上拉電阻。內(nèi)部設(shè)有上拉電阻。接口結(jié)構(gòu)中接口結(jié)構(gòu)中鎖存器鎖存器起輸出鎖存作用，起輸出鎖存作用，8位位鎖存鎖存

43、器器組成組成特殊功能寄存器特殊功能寄存器P1。n P1P1口的內(nèi)部結(jié)構(gòu)口的內(nèi)部結(jié)構(gòu)P2口內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖示口內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖示n P2P2口的內(nèi)部結(jié)構(gòu)口的內(nèi)部結(jié)構(gòu) P2由由1個(gè)個(gè)輸出鎖存器輸出鎖存器、1個(gè)個(gè)轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)換MUX、2個(gè)個(gè)三態(tài)三態(tài)輸入緩沖器輸入緩沖器、輸出驅(qū)動(dòng)電路和、輸出驅(qū)動(dòng)電路和1個(gè)個(gè)反相器反相器組成組成n 接口功能接口功能P2具有雙重功能：具有雙重功能：通用通用I/O口口和和高高8位地址總線位地址總線u地址總線地址總線單片機(jī)擴(kuò)展時(shí)，單片機(jī)擴(kuò)展時(shí)，“控制控制”信號(hào)使信號(hào)使 MUX 打向打向右邊，內(nèi)部的地址線經(jīng)右邊，內(nèi)部的地址線經(jīng)反相器反相器與與輸出驅(qū)動(dòng)器輸出驅(qū)動(dòng)器相相連，于是內(nèi)部連，于是內(nèi)部“地址

44、地址”信號(hào)可以由信號(hào)可以由P2口口引腳輸引腳輸出，此地址信號(hào)為出，此地址信號(hào)為高高8位地址位地址。u通用通用I/O接口接口作為作為通用通用I/O口口時(shí)，時(shí)，“控制控制”信號(hào)使信號(hào)使MUX打向打向左邊，這時(shí)左邊，這時(shí)P2口電路結(jié)構(gòu)與口電路結(jié)構(gòu)與P1口相同，其功能口相同，其功能和用法亦與和用法亦與P1口相同，負(fù)載能力也相同?？谙嗤?，負(fù)載能力也相同。P3口內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖示口內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖示n P3P3口的內(nèi)部結(jié)構(gòu)口的內(nèi)部結(jié)構(gòu) P3口由口由1個(gè)個(gè)輸出鎖存器輸出鎖存器、3個(gè)個(gè)輸入緩沖器輸入緩沖器（其中（其中2個(gè)為三態(tài)）、個(gè)為三態(tài)）、輸出驅(qū)動(dòng)電路輸出驅(qū)動(dòng)電路和和1個(gè)個(gè)與非門與非門組成組成 輸出驅(qū)動(dòng)電路與輸出驅(qū)動(dòng)電

45、路與P2接口和接口和P1接口相同，內(nèi)部設(shè)接口相同，內(nèi)部設(shè)有上拉電阻。有上拉電阻。 與與P1口口相比多了一個(gè)相比多了一個(gè)與非門與非門和一個(gè)和一個(gè)輸入緩沖器輸入緩沖器，所以它除了可作為所以它除了可作為一般一般I/O口口外，還具有外，還具有第二第二功能功能。n 接口功能接口功能u 通用通用I/O接口接口作為作為通用通用I/O接口接口時(shí)，時(shí)，“第二功能輸出第二功能輸出”線為線為“1”，接口的電路結(jié)構(gòu)與，接口的電路結(jié)構(gòu)與P1口相同，所以功能口相同，所以功能和用法均與和用法均與P1相同。相同。u第二功能第二功能當(dāng)當(dāng)P3口口作為第二功能使用時(shí)作為第二功能使用時(shí)些信號(hào)為輸出，有些信號(hào)為輸出，有些信號(hào)為輸入，為

46、使第二功能信號(hào)能順暢的輸些信號(hào)為輸入，為使第二功能信號(hào)能順暢的輸入或輸出，該口鎖存器的狀態(tài)必須為入或輸出，該口鎖存器的狀態(tài)必須為“1”。P0P0口的內(nèi)部結(jié)構(gòu)口的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖圖n P0P0口的內(nèi)部結(jié)構(gòu)口的內(nèi)部結(jié)構(gòu)P0接口由一個(gè)接口由一個(gè)輸入鎖存器輸入鎖存器、兩個(gè)、兩個(gè)三態(tài)緩沖器三態(tài)緩沖器、一個(gè)一個(gè)輸出驅(qū)動(dòng)電路輸出驅(qū)動(dòng)電路和一個(gè)和一個(gè)輸出鎖存器輸出鎖存器；輸出鎖存器為輸出鎖存器為D觸發(fā)器觸發(fā)器；出驅(qū)動(dòng)電路由一對(duì)出驅(qū)動(dòng)電路由一對(duì)場(chǎng)效應(yīng)管場(chǎng)效應(yīng)管T1、T2組成組成；輸出控制電路由一個(gè)輸出控制電路由一個(gè)與門與門、一個(gè)反相器和一個(gè)一個(gè)反相器和一個(gè)模擬轉(zhuǎn)換開關(guān)模擬轉(zhuǎn)換開關(guān)MUX組成。組成。n 接口功能接口功能

47、P0口可作為口可作為通用通用I/O接口接口，也可作為，也可作為地址地址/數(shù)據(jù)總數(shù)據(jù)總線口線口。u地址地址/ /數(shù)據(jù)總線數(shù)據(jù)總線這時(shí)這時(shí)“控制控制”信號(hào)為信號(hào)為1 1，多路開關(guān)多路開關(guān)MUXMUX向上，地向上，地址址/ /數(shù)據(jù)信號(hào)反相后經(jīng)多路開關(guān)送到下一個(gè)場(chǎng)數(shù)據(jù)信號(hào)反相后經(jīng)多路開關(guān)送到下一個(gè)場(chǎng)效應(yīng)管的柵極。效應(yīng)管的柵極。如果地址如果地址/ /數(shù)據(jù)信號(hào)為數(shù)據(jù)信號(hào)為1 1，則下一個(gè)場(chǎng)效應(yīng)管截，則下一個(gè)場(chǎng)效應(yīng)管截止，上一個(gè)場(chǎng)效應(yīng)管導(dǎo)通，引腳為高電平；止，上一個(gè)場(chǎng)效應(yīng)管導(dǎo)通，引腳為高電平；若地址若地址/ /數(shù)據(jù)信號(hào)為數(shù)據(jù)信號(hào)為0 0，則下一個(gè)場(chǎng)效應(yīng)管導(dǎo)通，則下一個(gè)場(chǎng)效應(yīng)管導(dǎo)通，上一個(gè)場(chǎng)效應(yīng)管截止，引腳為

48、低電平，即地址上一個(gè)場(chǎng)效應(yīng)管截止，引腳為低電平，即地址/ /數(shù)據(jù)信號(hào)可順利的到達(dá)引腳數(shù)據(jù)信號(hào)可順利的到達(dá)引腳。u通用通用I/OI/O接口接口此時(shí)此時(shí)“控制控制”信號(hào)為信號(hào)為“0 0”，多路開關(guān)，多路開關(guān)MUXMUX向下，向下，輸出驅(qū)動(dòng)器輸出驅(qū)動(dòng)器處于開漏狀態(tài)，故需外接上拉電阻，處于開漏狀態(tài)，故需外接上拉電阻，這種情況下，電路結(jié)構(gòu)與這種情況下，電路結(jié)構(gòu)與P1P1相同，所以也是一個(gè)相同，所以也是一個(gè)準(zhǔn)雙向口準(zhǔn)雙向口當(dāng)要作為輸入時(shí)，必須先向當(dāng)要作為輸入時(shí)，必須先向口鎖存器口鎖存器寫寫“1”1”。2 2.5.5 .5.5 并行接口電路小結(jié)并行接口電路小結(jié)1. 按功能劃分按功能劃分 P0口口：地址低：地

49、址低8位與數(shù)據(jù)線分時(shí)使用端口；位與數(shù)據(jù)線分時(shí)使用端口； P1口口：按位可編址的輸入輸出口；：按位可編址的輸入輸出口； P2口口：地址高：地址高8位輸出口；位輸出口； P3口口：雙功能口。若不用第二功能，可作通用：雙功能口。若不用第二功能，可作通用I/O口?？?。2. 按雙向口劃分按雙向口劃分 在在4個(gè)口中只有個(gè)口中只有P0口是口是真正的雙向口真正的雙向口，而其余，而其余的的3個(gè)口都是個(gè)口都是準(zhǔn)雙向口準(zhǔn)雙向口。 為此就要求為此就要求P0口的口的輸出緩沖器是一個(gè)三態(tài)門輸出緩沖器是一個(gè)三態(tài)門。 在在P0中中輸出三態(tài)門輸出三態(tài)門是由是由兩個(gè)場(chǎng)效應(yīng)管兩個(gè)場(chǎng)效應(yīng)管(FET)組成組成的，所以說它是一個(gè)的，所以

50、說它是一個(gè)真正的雙向口真正的雙向口。 其它其它3個(gè)口中，個(gè)口中，上拉電阻上拉電阻代替了代替了P0口中的口中的場(chǎng)效場(chǎng)效應(yīng)管應(yīng)管，輸出緩沖器輸出緩沖器不是三態(tài)不是三態(tài)的，因此的，因此不是真正不是真正的雙向口的雙向口，而只稱其為，而只稱其為準(zhǔn)雙向口準(zhǔn)雙向口。3. 按三總線劃分按三總線劃分 地址線地址線：P0、P2口分別輸出地址的低口分別輸出地址的低8位和高位和高8位位； 數(shù)據(jù)線數(shù)據(jù)線：P0口口輸入輸入輸出輸出8位數(shù)據(jù)；位數(shù)據(jù)； 控制線控制線：P3口口的的8位加上位加上PSEN、ALE共同完成共同完成4. 按負(fù)載能力劃分按負(fù)載能力劃分 4個(gè)個(gè)I/O口的輸入和輸出口的輸入和輸出電平電平與與CMOS電平和

51、電平和TTL電平均兼容。電平均兼容。 P0接口的每一位可驅(qū)動(dòng)接口的每一位可驅(qū)動(dòng)8個(gè)個(gè)LSTTL負(fù)載。負(fù)載。 P1、P2、P3接口的每一位可驅(qū)動(dòng)接口的每一位可驅(qū)動(dòng)4個(gè)個(gè)LSTTL負(fù)載負(fù)載 單片機(jī)的工作過程是：?jiǎn)纹瑱C(jī)的工作過程是：取一條指令取一條指令、譯碼譯碼、進(jìn)進(jìn)行操作行操作，再取一條指令，再取一條指令，這樣自動(dòng)地、一步，這樣自動(dòng)地、一步一步地依序完成相應(yīng)指令規(guī)定的功能。一步地依序完成相應(yīng)指令規(guī)定的功能。 各指令的操作在時(shí)間上有嚴(yán)格的次序，這種各指令的操作在時(shí)間上有嚴(yán)格的次序，這種操操作的時(shí)間次序作的時(shí)間次序稱作稱作時(shí)序時(shí)序。 單片機(jī)的時(shí)鐘信號(hào)用來為單片機(jī)芯片內(nèi)部各種單片機(jī)的時(shí)鐘信號(hào)用來為單片機(jī)

52、芯片內(nèi)部各種操作提供時(shí)間基準(zhǔn)。操作提供時(shí)間基準(zhǔn)。 80C51單片機(jī)的時(shí)鐘信號(hào)通常有兩種方式產(chǎn)生：?jiǎn)纹瑱C(jī)的時(shí)鐘信號(hào)通常有兩種方式產(chǎn)生：一是一是內(nèi)部時(shí)鐘方式內(nèi)部時(shí)鐘方式，二是，二是外部時(shí)鐘方式外部時(shí)鐘方式n內(nèi)部時(shí)鐘方式內(nèi)部時(shí)鐘方式圖中電容器圖中電容器C1和和C2的作用的作用是穩(wěn)定頻率和快速起振是穩(wěn)定頻率和快速起振電容值在電容值在530pF，典型值，典型值為為30 pF晶振的振蕩頻率范圍在晶振的振蕩頻率范圍在1.212MHz間選擇，典型間選擇，典型值為值為12MHz和和6MHz。XTAL1和和XTAL2引腳外接石英晶體（簡(jiǎn)稱晶引腳外接石英晶體（簡(jiǎn)稱晶振），就構(gòu)成了自激振蕩器并在單片機(jī)內(nèi)部產(chǎn)振），就構(gòu)

53、成了自激振蕩器并在單片機(jī)內(nèi)部產(chǎn)生時(shí)鐘脈沖信號(hào)。生時(shí)鐘脈沖信號(hào)。n外部時(shí)鐘方式外部時(shí)鐘方式 一般要求外部信號(hào)一般要求外部信號(hào)高電高電平的持續(xù)時(shí)間平的持續(xù)時(shí)間大于大于20ns，且為頻率低于且為頻率低于12MHz的的方波方波對(duì)于對(duì)于CHMOS工藝的單片工藝的單片機(jī)，外部時(shí)鐘要由機(jī)，外部時(shí)鐘要由XTAL1端引入，而端引入，而XTAL2引腳應(yīng)引腳應(yīng)懸空。懸空。把外部已有的時(shí)鐘信號(hào)引入到單片機(jī)內(nèi)。此方把外部已有的時(shí)鐘信號(hào)引入到單片機(jī)內(nèi)。此方式常用于多片式常用于多片80C51單片機(jī)同時(shí)工作，以便于單片機(jī)同時(shí)工作，以便于各單片機(jī)的同步。各單片機(jī)的同步。u晶振周期晶振周期（或（或外部時(shí)鐘信號(hào)周期外部時(shí)鐘信號(hào)周期

54、）為最小的時(shí)）為最小的時(shí)序單位序單位u節(jié)拍節(jié)拍：一個(gè)晶振周期定義叫：一個(gè)晶振周期定義叫“節(jié)拍節(jié)拍”（用（用“P”表示）表示）u狀態(tài)狀態(tài)：晶振脈沖經(jīng)二分頻后成為：晶振脈沖經(jīng)二分頻后成為時(shí)鐘信號(hào)時(shí)鐘信號(hào)，將，將時(shí)鐘周期定義為時(shí)鐘周期定義為“狀態(tài)狀態(tài)”（用（用“S”表示）。表示）。 一個(gè)狀態(tài)等于兩個(gè)節(jié)拍，即一個(gè)狀態(tài)等于兩個(gè)節(jié)拍，即 S2P 前一個(gè)前一個(gè)節(jié)拍稱作節(jié)拍稱作節(jié)拍節(jié)拍1（P1） 后后一個(gè)節(jié)拍稱作一個(gè)節(jié)拍稱作節(jié)拍節(jié)拍2（P2）u 機(jī)器周期：機(jī)器周期：晶振信號(hào)晶振信號(hào)12分頻分頻后形成后形成 一個(gè)一個(gè)機(jī)器周期機(jī)器周期包含包含12個(gè)個(gè)晶振周期晶振周期 一個(gè)一個(gè)機(jī)器周期機(jī)器周期包含包含6個(gè)個(gè)狀態(tài)狀態(tài)

55、，依次記作，依次記作S1S6 一個(gè)一個(gè)機(jī)器周期機(jī)器周期包含包含12個(gè)個(gè)節(jié)拍節(jié)拍，依次記作，依次記作S1 P1、 S1 P2、 S2 P1、 S2 P2、 S6 P2u 指令周期：指令周期：執(zhí)行一條指令所需要的時(shí)間執(zhí)行一條指令所需要的時(shí)間。 指令周期指令周期是是最大最大的時(shí)序定時(shí)單位的時(shí)序定時(shí)單位, 它一般由若干個(gè)它一般由若干個(gè)機(jī)機(jī)器周期器周期組成。組成。 80C51單片機(jī)的指令按執(zhí)行時(shí)間可以分為三類：?jiǎn)纹瑱C(jī)的指令按執(zhí)行時(shí)間可以分為三類：?jiǎn)沃軉沃芷谥噶钇谥噶睢㈦p周期指令雙周期指令和和四周期指令四周期指令（四周期指令只（四周期指令只有乘、除兩條指令）。有乘、除兩條指令）。例：例：設(shè)單片機(jī)工作在晶振

56、頻率為設(shè)單片機(jī)工作在晶振頻率為12M12M，則，則時(shí)鐘周期為：時(shí)鐘周期為：1/121/12微秒微秒一個(gè)機(jī)器周期一個(gè)機(jī)器周期12121/121/121 1微秒微秒若若單片機(jī)工作在晶振頻率為單片機(jī)工作在晶振頻率為6M6M，則，則時(shí)鐘周期為：時(shí)鐘周期為：1/61/6微秒微秒一個(gè)機(jī)器周期一個(gè)機(jī)器周期12121/61/62 2微秒微秒n80C51單片機(jī)的指令時(shí)序單片機(jī)的指令時(shí)序 單周期單字節(jié)指令單周期單字節(jié)指令 單周期雙字節(jié)指令單周期雙字節(jié)指令 雙周期單字節(jié)指令雙周期單字節(jié)指令 訪問外部訪問外部RAM周期單字節(jié)指令周期單字節(jié)指令n 復(fù)位復(fù)位是使單片或系統(tǒng)中的其他部件處于某種確是使單片或系統(tǒng)中的其他部件處

57、于某種確定的初始狀態(tài)，單片機(jī)的工作是從復(fù)位開始的定的初始狀態(tài)，單片機(jī)的工作是從復(fù)位開始的n復(fù)位電路復(fù)位電路 當(dāng)在當(dāng)在80C51單片機(jī)的單片機(jī)的RST引腳引入引腳引入高電平高電平并保持并保持2個(gè)機(jī)器周期個(gè)機(jī)器周期時(shí)，單片機(jī)內(nèi)部就執(zhí)行復(fù)位操作時(shí)，單片機(jī)內(nèi)部就執(zhí)行復(fù)位操作（若該引腳持續(xù)保持高電平，單片機(jī)就處于循（若該引腳持續(xù)保持高電平，單片機(jī)就處于循環(huán)復(fù)位狀態(tài)）。環(huán)復(fù)位狀態(tài)）。 實(shí)際應(yīng)用中，復(fù)位操作有兩種基本形式：一種實(shí)際應(yīng)用中，復(fù)位操作有兩種基本形式：一種是是上電復(fù)位上電復(fù)位。另一種是。另一種是上電與按鍵均有效的復(fù)上電與按鍵均有效的復(fù)位位。 n上電復(fù)位上電復(fù)位 它是利用電容充電來實(shí)現(xiàn)的它是利用電容

58、充電來實(shí)現(xiàn)的在接電瞬間，在接電瞬間，RESET端的電位端的電位與與VCC相同，隨著充電電流的相同，隨著充電電流的減少，減少，RESET的電位逐漸下降。的電位逐漸下降。只要保證只要保證RESET為高電平的時(shí)為高電平的時(shí)間大于兩個(gè)機(jī)器周期，便能正間大于兩個(gè)機(jī)器周期，便能正常復(fù)位。常復(fù)位。上電復(fù)位要求接通電源后，單片機(jī)自動(dòng)實(shí)現(xiàn)復(fù)上電復(fù)位要求接通電源后，單片機(jī)自動(dòng)實(shí)現(xiàn)復(fù)位操作。常用的上電復(fù)位電路圖如圖所示。位操作。常用的上電復(fù)位電路圖如圖所示。n上電與按鍵均有效的復(fù)位上電與按鍵均有效的復(fù)位上電復(fù)位原理與上相同上電復(fù)位原理與上相同另外在單片機(jī)運(yùn)行期間，另外在單片機(jī)運(yùn)行期間，還可以利用按鍵完成復(fù)位還可以利

59、用按鍵完成復(fù)位操作操作;此時(shí)電源此時(shí)電源VCC經(jīng)電阻經(jīng)電阻R1、R2分壓，在分壓，在RESET端產(chǎn)生一端產(chǎn)生一個(gè)復(fù)位高電平個(gè)復(fù)位高電平; 晶振為晶振為6MHz時(shí)，時(shí)，R2為為200。復(fù)位后，內(nèi)部各專用寄存器狀態(tài)表復(fù)位后，內(nèi)部各專用寄存器狀態(tài)表特殊功能寄存器特殊功能寄存器初始狀態(tài)初始狀態(tài)特殊功能寄存器特殊功能寄存器初始狀態(tài)初始狀態(tài)PC0000HTMOD00HACC00HTCON00HB00HTH000HPSW00HTL000HSP07HTH100HDPTR0000HTL100HP0P3FFHSCON00HIP00000BSBUF不定不定IE000000BPCON00000n 80C51有兩種有兩種低功耗方式低功耗方式，即，即待機(jī)方式待機(jī)方式和和掉電掉電保護(hù)方式保護(hù)方式。n 待機(jī)方式待機(jī)方式和和掉電方式掉電方式都是由都是由專用寄存器專用寄存器PCON（電源控制寄存器電源控制寄存器）的有關(guān)位來控制）的有關(guān)位來控制n PCON寄存器格式寄存器格式位序位序B7B6B5B4B3B2B1B0位符號(hào)位符號(hào)SMOD/GF1GF0PDIDLSMOD：波特率倍增位，在串行通信時(shí)才使用波特率倍增位，在串行通信時(shí)才使用GF1， G