單片微型計(jì)算機(jī)概述資料第二章

1、單片微型計(jì)算機(jī)概述資料第二章第二章-單片微型計(jì)算機(jī)概述資料圖2-4 MCS-51芯片內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖通道通道0驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)器通道通道2驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)器RAM地址鎖地址鎖存器存器RAM通道通道0鎖存鎖存器器通 道通 道 2 鎖 存鎖 存器器ROM/EPROMB寄存器寄存器程序地址寄存器程序地址寄存器緩沖器緩沖器PC遞增器遞增器程序計(jì)數(shù)器程序計(jì)數(shù)器PCDPTR指針指針VCCGNDPP堆棧指針堆棧指針SPACCTMP2PSW通道通道3鎖存器鎖存器通道通道1鎖存器鎖存器通道通道1驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)器通道通道3驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)器TMP1SCONTMODPCONTCONTL0TH1TH0TL1IESBUF(TX/RX)IP中斷、

2、串行口和定時(shí)器邏輯中斷、串行口和定時(shí)器邏輯振蕩器振蕩器PPRSTEAALEPSENXTAL2XTAL1ALU(+5V)指指令令寄寄存存器器定時(shí)定時(shí)和和控制控制邏輯邏輯指指令令譯譯碼碼器器PPPP返回本節(jié)2.1 80512.1 8051單片機(jī)的結(jié)構(gòu)單片機(jī)的結(jié)構(gòu) 1.中央處理器中央處理器(CPU) CPU是單片機(jī)內(nèi)部的核心部件，是一個(gè)是單片機(jī)內(nèi)部的核心部件，是一個(gè)8位位二進(jìn)制數(shù)的中央處理單元，主要由運(yùn)算器、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)成控制器和寄存器陣列構(gòu)成。CPU運(yùn)算器運(yùn)算器控制器控制器寄存器寄存器陣列陣列2.1 8051單片機(jī)的結(jié)構(gòu)單片機(jī)的結(jié)構(gòu) 1）運(yùn)算器）運(yùn)算器

3、 運(yùn)算器用來完成算術(shù)運(yùn)算、邏輯運(yùn)算、位變運(yùn)算器用來完成算術(shù)運(yùn)算、邏輯運(yùn)算、位變量處理和數(shù)據(jù)傳送等功能，它是量處理和數(shù)據(jù)傳送等功能，它是8051內(nèi)部處內(nèi)部處理各種信息的主要部件。運(yùn)算器主要包括：理各種信息的主要部件。運(yùn)算器主要包括： 算術(shù)邏輯單元算術(shù)邏輯單元(ALU)、 累加器累加器(ACC)、 暫存寄存器暫存寄存器(TMP1、TMP2)、 寄存器寄存器B、 程序狀態(tài)字寄存器程序狀態(tài)字寄存器(PSW)組成。組成。 2.1 8051單片機(jī)的結(jié)構(gòu)單片機(jī)的結(jié)構(gòu)運(yùn)算器算術(shù)邏算術(shù)邏輯單元輯單元(ALU）寄存器寄存器B 程序狀態(tài)程序狀態(tài)字寄存器字寄存器(PSW ）暫存暫存寄存器寄存器(TMP1、TMP2)

4、累加器累加器(ACC) 2.1 8051單片機(jī)的結(jié)構(gòu)單片機(jī)的結(jié)構(gòu) （1）算術(shù)邏輯單元）算術(shù)邏輯單元(ALU)： 8051中中ALU由加法器和一個(gè)布爾處理器組成。主要是由加法器和一個(gè)布爾處理器組成。主要是實(shí)現(xiàn)實(shí)現(xiàn)8位數(shù)據(jù)的加、減、乘、除算術(shù)運(yùn)算和與、或、位數(shù)據(jù)的加、減、乘、除算術(shù)運(yùn)算和與、或、異或、循環(huán)、求補(bǔ)等邏輯運(yùn)算；布爾處理器主用來處異或、循環(huán)、求補(bǔ)等邏輯運(yùn)算；布爾處理器主用來處理位操作。它是以進(jìn)位標(biāo)志位理位操作。它是以進(jìn)位標(biāo)志位C為累加器的，可執(zhí)行為累加器的，可執(zhí)行置位、復(fù)位、取反、等于置位、復(fù)位、取反、等于1轉(zhuǎn)移、等于轉(zhuǎn)移、等于0轉(zhuǎn)移、等于轉(zhuǎn)移、等于1轉(zhuǎn)移且清轉(zhuǎn)移且清0以及進(jìn)位標(biāo)志位與其

5、他位尋址的位之間進(jìn)以及進(jìn)位標(biāo)志位與其他位尋址的位之間進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送等位操作。也能使進(jìn)位標(biāo)志位與其他可位行數(shù)據(jù)傳送等位操作。也能使進(jìn)位標(biāo)志位與其他可位尋址的位之間進(jìn)行邏輯與、或操作。尋址的位之間進(jìn)行邏輯與、或操作。 2.1 8051單片機(jī)的結(jié)構(gòu)單片機(jī)的結(jié)構(gòu) (2) 累加器累加器(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。在運(yùn)算時(shí)將一個(gè)操作數(shù)經(jīng)暫存器送至的結(jié)果。在運(yùn)算時(shí)將一個(gè)操作數(shù)經(jīng)暫存器送至ALU，與，與另一個(gè)來自暫存器的操作數(shù)在另一個(gè)來自暫存器的操作數(shù)在ALU中進(jìn)行運(yùn)算，運(yùn)算后中進(jìn)行運(yùn)算，運(yùn)算后的結(jié)果又送回累加器的結(jié)果又送

6、回累加器A。8051單片機(jī)在結(jié)構(gòu)上是以累加單片機(jī)在結(jié)構(gòu)上是以累加器器A為中心，大部分指令的執(zhí)行都要通過累加器為中心，大部分指令的執(zhí)行都要通過累加器A進(jìn)行。進(jìn)行。 2.1 8051單片機(jī)的結(jié)構(gòu)單片機(jī)的結(jié)構(gòu) (3) 暫存寄存器暫存寄存器(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)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。操作數(shù)，它對(duì)用戶不開放。 (4)寄存器寄存器B: 在乘、除運(yùn)算時(shí)用來存放一個(gè)操作數(shù)，也在乘、除運(yùn)算時(shí)用來存放一個(gè)操作數(shù)，也用來存放運(yùn)算后的一部分結(jié)果，在不進(jìn)行乘、用來存放運(yùn)算后的一部分結(jié)果，在不進(jìn)行乘、除運(yùn)算時(shí)，可以作為通用的寄存器使用。除運(yùn)

7、算時(shí)，可以作為通用的寄存器使用。2.1 8051單片機(jī)的結(jié)構(gòu)單片機(jī)的結(jié)構(gòu) (5)狀態(tài)寄存器狀態(tài)寄存器(PSW)： PSW是一個(gè)是一個(gè)8位標(biāo)志寄存器，用來存放位標(biāo)志寄存器，用來存放ALU操作結(jié)果特操作結(jié)果特征和處理器狀態(tài)。這些特征和狀態(tài)可以作為控制程序轉(zhuǎn)移的征和處理器狀態(tài)。這些特征和狀態(tài)可以作為控制程序轉(zhuǎn)移的條件，供程序查詢和校驗(yàn)。如表?xiàng)l件，供程序查詢和校驗(yàn)。如表2-2所示。所示。表表2-2 PSW各位定義表各位定義表位編號(hào)位編號(hào)PSW7PSW6PSW5PSW4PSW3PSW2PSW1PSW0位定義位定義CYACF0RS1RS0OVP位地址位地址D7HD6HD5HD4HD3HD2HD1HD0H2

8、.1 8051單片機(jī)的結(jié)構(gòu)單片機(jī)的結(jié)構(gòu) 進(jìn)位標(biāo)志位進(jìn)位標(biāo)志位CY： 表示累加器表示累加器A在加減運(yùn)算過程中其最高位在加減運(yùn)算過程中其最高位A7有無進(jìn)位或借位。有無進(jìn)位或借位。 輔助進(jìn)位標(biāo)志位輔助進(jìn)位標(biāo)志位AC： 表示累加器表示累加器A在加減運(yùn)算時(shí)低在加減運(yùn)算時(shí)低4位位(A3)有無向有無向高高4位位(A4)進(jìn)位或借位。進(jìn)位或借位。 用戶標(biāo)志位用戶標(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。以用軟件來使它置位或清除。2.1 8051單片機(jī)的結(jié)構(gòu)單片機(jī)的結(jié)構(gòu) 寄存器選擇位寄存器選擇位RS1、RS0：8051共有四組，每組八個(gè)工作

9、寄存器共有四組，每組八個(gè)工作寄存器R0R7。編程時(shí)用于存放數(shù)據(jù)。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)部或地址。但每組工作寄存器在內(nèi)部RAM中的物理地址不同。中的物理地址不同。RS1和和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。的。RS1、RS0狀態(tài)與工作寄存器狀態(tài)與工作寄存器R0R7的物理地址關(guān)系如表的物理地址關(guān)系如表2-3所所示。示。RS1 RS0工作寄存器工作寄存器組號(hào)組號(hào)R0R7的的物理地址物理地址0 00 11 01 1012300H07H08H0FH10H17H18H1FH表表2-3 工作寄存器組工

10、作寄存器組R0R7的物理地址的物理地址2.1 8051單片機(jī)的結(jié)構(gòu)單片機(jī)的結(jié)構(gòu) 溢出標(biāo)志位溢出標(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，表示累加器加器A的溢出狀態(tài)。主要用來表示帶符號(hào)數(shù)加、減運(yùn)的溢出狀態(tài)。主要用來表示帶符號(hào)數(shù)加、減運(yùn)算溢出與否。可用雙高位法進(jìn)行溢出判別。當(dāng)次高位算溢出與否。可用雙高位法進(jìn)行溢出判別。當(dāng)次高位D6向最高位向最高位D7有進(jìn)位，而最高位有進(jìn)位，而最高位D7無進(jìn)位；或者當(dāng)無進(jìn)位；或者當(dāng)次高位次高位D6向最高位向最高位D7無進(jìn)位，而最高位無進(jìn)位，而最高位D7有進(jìn)位，有進(jìn)位，則表示發(fā)生溢出，則表示發(fā)生溢出，OV=1；

11、否則清零。；否則清零。 乘法和除法也會(huì)影響乘法和除法也會(huì)影響OV標(biāo)志。當(dāng)乘法的積標(biāo)志。當(dāng)乘法的積255時(shí)，時(shí)，OV=1，表示積超過，表示積超過8位，否則位，否則OV=0。在除法運(yùn)算中，。在除法運(yùn)算中，OV=1表示被除數(shù)為表示被除數(shù)為0，除法不能進(jìn)行；反之，除法不能進(jìn)行；反之OV=0，除法可以正常進(jìn)行。除法可以正常進(jìn)行。 2.1 8051單片機(jī)的結(jié)構(gòu)單片機(jī)的結(jié)構(gòu) 奇偶標(biāo)志位奇偶標(biāo)志位P： 用于指示累加器用于指示累加器A中中1的個(gè)數(shù)的奇偶性，的個(gè)數(shù)的奇偶性，若若1的個(gè)數(shù)為奇數(shù)，則的個(gè)數(shù)為奇數(shù)，則P=1；若；若1的個(gè)數(shù)為的個(gè)數(shù)為偶數(shù)，則偶數(shù)，則P=0。此標(biāo)志對(duì)串行通信的數(shù)據(jù)。此標(biāo)志對(duì)串行通信的數(shù)據(jù)傳

12、輸非常有用，通過奇偶校驗(yàn)傳輸?shù)目蓚鬏敺浅Ｓ杏?，通過奇偶校驗(yàn)傳輸?shù)目煽啃浴？啃浴?2.1 8051單片機(jī)的結(jié)構(gòu)單片機(jī)的結(jié)構(gòu) 2）控制器）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，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。控制器主要由程序計(jì)數(shù)是分析和執(zhí)行指令的部件?？刂破髦饕沙绦蛴?jì)數(shù)器器PC、指令寄存器、指令寄存器IR、指令譯碼器、指令譯碼器ID、振蕩和定時(shí)、振蕩和定時(shí)控制邏輯電路等構(gòu)成?？刂七壿嬰娐返葮?gòu)成。控制器控制器程序計(jì)數(shù)器程序計(jì)數(shù)器PC振蕩和振蕩和定時(shí)電路定時(shí)電路指令譯碼器指令譯碼器ID指令寄存器指令寄存器IR2.1 8051單片機(jī)的結(jié)構(gòu)單片機(jī)

13、的結(jié)構(gòu)程序計(jì)數(shù)器程序計(jì)數(shù)器PC是專門用于存放下一條將要執(zhí)行指令的是專門用于存放下一條將要執(zhí)行指令的16位地址，由位地址，由8位計(jì)數(shù)器位計(jì)數(shù)器PCH（高（高8位）和位）和PCL（低（低8位）組成。位）組成。CPU就是根據(jù)就是根據(jù)PC中的地址到中的地址到ROM中去讀取程序指令碼和數(shù)據(jù)。其基本的工作過程是：中去讀取程序指令碼和數(shù)據(jù)。其基本的工作過程是：讀指令時(shí)，程序計(jì)數(shù)器將其中的數(shù)作為所取指令的地址輸出給程序讀指令時(shí)，程序計(jì)數(shù)器將其中的數(shù)作為所取指令的地址輸出給程序存儲(chǔ)器，然后程序存儲(chǔ)器按此地址輸出指令字節(jié)，同時(shí)程序計(jì)數(shù)器存儲(chǔ)器，然后程序存儲(chǔ)器按此地址輸出指令字節(jié)，同時(shí)程序計(jì)數(shù)器本身自動(dòng)加本身自動(dòng)加

14、1，讀完本條指令，讀完本條指令，PC指向下一條指令在程序存儲(chǔ)器中指向下一條指令在程序存儲(chǔ)器中的地址。的地址。 程序計(jì)數(shù)器的基本工作方式有以下：程序計(jì)數(shù)器的基本工作方式有以下： （1）程序計(jì)數(shù)器自動(dòng)加）程序計(jì)數(shù)器自動(dòng)加1，這是最基本的工作方式。，這是最基本的工作方式。 （2）執(zhí)行有條件或無條件轉(zhuǎn)移指令時(shí)，程序計(jì)數(shù)器將被植入新的數(shù)）執(zhí)行有條件或無條件轉(zhuǎn)移指令時(shí)，程序計(jì)數(shù)器將被植入新的數(shù)值，從而使程序的流向發(fā)生變化。值，從而使程序的流向發(fā)生變化。2.1 8051單片機(jī)的結(jié)構(gòu)單片機(jī)的結(jié)構(gòu) 指令寄存器指令寄存器IR用于存放用于存放CPU根據(jù)根據(jù)PC地址從地址從ROM中讀中讀出的指令操作碼，并送給出的指令

15、操作碼，并送給ID。 指令譯碼器指令譯碼器ID是用于分析指令操作的部件，指令操作碼經(jīng)譯是用于分析指令操作的部件，指令操作碼經(jīng)譯碼后送至定時(shí)控制電路，產(chǎn)生一定序列的脈沖信號(hào)，來執(zhí)行碼后送至定時(shí)控制電路，產(chǎn)生一定序列的脈沖信號(hào)，來執(zhí)行指令規(guī)定的操作。指令規(guī)定的操作。 振蕩器及定時(shí)控制邏輯電路，在它們外接石英晶體和微調(diào)振蕩器及定時(shí)控制邏輯電路，在它們外接石英晶體和微調(diào)電容（電容（230PF）后，即可產(chǎn)生）后，即可產(chǎn)生1.212MHZ的脈沖信號(hào)，的脈沖信號(hào)，作為作為MCS-51工作的基本節(jié)拍。工作的基本節(jié)拍。2.1 8051單片機(jī)的結(jié)構(gòu)單片機(jī)的結(jié)構(gòu) 3）寄存器陣列）寄存器陣列 寄存器陣列是單片機(jī)內(nèi)部的

16、臨時(shí)存儲(chǔ)單元或固定用途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。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。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。 2.1 8051單片機(jī)的結(jié)構(gòu)單片機(jī)的結(jié)構(gòu) 2存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器 8051單片機(jī)內(nèi)部有單片機(jī)內(nèi)部有128個(gè)字節(jié)的個(gè)字節(jié)的RAM數(shù)據(jù)存數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器和儲(chǔ)器和4KB的程序

17、存儲(chǔ)器，當(dāng)不夠使用時(shí)，的程序存儲(chǔ)器，當(dāng)不夠使用時(shí)，可分別擴(kuò)展為可分別擴(kuò)展為64 KB外部外部RAM存儲(chǔ)器和存儲(chǔ)器和64 KB外部程序存儲(chǔ)器。外部程序存儲(chǔ)器。 程序存儲(chǔ)器是可讀不可寫的，用于存放編好程序存儲(chǔ)器是可讀不可寫的，用于存放編好的程序和表格常數(shù)。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)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。算的中間結(jié)果，進(jìn)行數(shù)據(jù)暫存及數(shù)據(jù)緩沖等。2.1 8051單片機(jī)的結(jié)構(gòu)單片機(jī)的結(jié)構(gòu) 3I/O端口端口 8051單片機(jī)對(duì)外部電路進(jìn)行控制或交換信息都是通過單片機(jī)對(duì)外部電路進(jìn)行控制或交換信息都是通過I/O端口端口進(jìn)行的

18、。單片機(jī)的進(jìn)行的。單片機(jī)的I/O端口分為并行端口分為并行I/O端口和串行端口和串行I/O端口，端口，它們的結(jié)構(gòu)和作用并不相同。它們的結(jié)構(gòu)和作用并不相同。 (1)并行并行I/O端口端口 8051有四個(gè)有四個(gè)8位并行雙向位并行雙向I/O端口（端口（P0口、口、P1口、口、P2口和口和P3口），每一條口），每一條I/O線都能獨(dú)立地用作輸入或輸出。線都能獨(dú)立地用作輸入或輸出。P0口為三態(tài)口為三態(tài)雙向口，能帶雙向口，能帶8個(gè)個(gè)LSTTL電路。電路。P1口、口、P2口和口和P3口為準(zhǔn)雙向口為準(zhǔn)雙向口（在用作輸入線時(shí)，口鎖存器必須先寫入口（在用作輸入線時(shí)，口鎖存器必須先寫入“1”，故稱為準(zhǔn)，故稱為準(zhǔn)雙向口）

19、，負(fù)載能力為雙向口），負(fù)載能力為4個(gè)個(gè)LSTTL電路。電路。 (2)串行串行I/O端口端口 8051有一個(gè)全雙工的可編程串行有一個(gè)全雙工的可編程串行I/O端口，實(shí)現(xiàn)單片機(jī)與其它端口，實(shí)現(xiàn)單片機(jī)與其它數(shù)據(jù)設(shè)備之間的串行數(shù)據(jù)傳遞。數(shù)據(jù)設(shè)備之間的串行數(shù)據(jù)傳遞。2.1 8051單片機(jī)的結(jié)構(gòu)單片機(jī)的結(jié)構(gòu) 4定時(shí)器定時(shí)器/計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)器 8051內(nèi)部有兩個(gè)內(nèi)部有兩個(gè)16位可編程定時(shí)器位可編程定時(shí)器/計(jì)數(shù)器，簡(jiǎn)稱為定計(jì)數(shù)器，簡(jiǎn)稱為定時(shí)器時(shí)器0（T0）和定時(shí)器）和定時(shí)器1（T1），），T0和和T1分別由兩個(gè)分別由兩個(gè)8位位寄存器構(gòu)成，其中寄存器構(gòu)成，其中T0由由TH0(高高8位位)和和TL0(低低8位位)構(gòu)成，

20、構(gòu)成，T1由由TH1(高高8位位)和和TL1(低低8位位)構(gòu)成。構(gòu)成。TH0、TL0、TH1、TL1都是都是SFR中的特殊功能寄存器中的特殊功能寄存器(見表見表2-4)。 T0和和T1在定時(shí)器控制寄存器在定時(shí)器控制寄存器TCON和定時(shí)器方式選擇寄存和定時(shí)器方式選擇寄存器器TMOD的控制下的控制下(TCON、TMOD為特殊功能寄存器為特殊功能寄存器)，可，可選擇工作在定時(shí)器模式或計(jì)數(shù)器模式下，每種模式下又有不選擇工作在定時(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。同的工作方式。2.1 8051單片機(jī)的結(jié)構(gòu)單片機(jī)的結(jié)構(gòu) 5中斷控制系統(tǒng)中斷控制系統(tǒng) 單片機(jī)中的中斷是指單片機(jī)中的中斷是指CP

21、U暫停正在執(zhí)行的原程序暫停正在執(zhí)行的原程序轉(zhuǎn)而為中斷源服務(wù)轉(zhuǎn)而為中斷源服務(wù)(執(zhí)行中斷服務(wù)程序執(zhí)行中斷服務(wù)程序)，在執(zhí)行完中，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。能夠處理上述中斷過程所需要的部分電路。 MCS-51設(shè)有五個(gè)中斷源（外中斷兩個(gè)，定時(shí)設(shè)有五個(gè)中斷源（外中斷兩個(gè)，定時(shí)/計(jì)計(jì)數(shù)中斷兩個(gè)，串行中斷數(shù)中斷兩個(gè)，串行中斷1個(gè)）個(gè)） ，二級(jí)優(yōu)先級(jí)，可實(shí)現(xiàn)，二級(jí)優(yōu)先級(jí)，可實(shí)現(xiàn)二級(jí)中斷嵌套。二級(jí)中斷嵌套。2.1 8051單片機(jī)的結(jié)構(gòu)單片機(jī)的結(jié)構(gòu) 6內(nèi)部總線內(nèi)部總線 總線是用于傳送信息的公共途徑?？?/p>

22、線可分為數(shù)據(jù)總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)的線、地址總線、控制總線。單片機(jī)內(nèi)的CPU、存儲(chǔ)器、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?？啃裕鰪?qiáng)系統(tǒng)靈活性。 地址總線地址總線AB（Address Bus）：傳遞訪問對(duì)象的地址信）：傳遞訪問對(duì)象的地址信息。息。 數(shù)據(jù)總線數(shù)據(jù)總線DB （Data Bus）：傳遞數(shù)據(jù)。）：傳遞數(shù)據(jù)。 控制總線控制總線CB（Control Bus）：

23、傳遞控制信息。）：傳遞控制信息。2.2 8051單片機(jī)引腳單片機(jī)引腳 8051單片機(jī)內(nèi)部總線是單總線結(jié)構(gòu)，即數(shù)據(jù)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?？偩€和地址總線是公用的。 8051有有40條引腳，條引腳，與其他與其他51系列單片機(jī)引腳是兼容的。這系列單片機(jī)引腳是兼容的。這40條條引腳可分為引腳可分為I/O端口線、電源線、控制線、外端口線、電源線、控制線、外接晶體線四部分。其封裝形式有兩種：雙列接晶體線四部分。其封裝形式有兩種：雙列直插封裝直插封裝(DIP)形式和方形封裝形式，如圖形式和方形封裝形式，如圖2-5所示。所示。2.2 8051單片機(jī)引腳單片機(jī)引腳 圖圖2-5

24、8051封裝和引腳分配圖封裝和引腳分配圖(a) 雙列直插式封裝；雙列直插式封裝；(b) 方形封裝方形封裝 MCS-51單片機(jī)的引腳配置圖P1.0P1.1P1.2P1.3P1.4P1.5P1.6P1.7RST/VPDRXD/P3.0TXD/P3.1INT0/P3.2INT1/P3.3T0/P3.4T1/P3.5WR/P3.6RD/P3.7XTAL2XTAL1VSS12345678910111213141516171819208031805187514039383736353433323130292827262521222324VCCP0.0P0.1P0.2P0.3P0.4P0.5P0.6P0.7

25、EA/VppALE/PROGPSENP2.7P2.6P2.5P2.4P2.3P2.2P2.1P2.0 返回本節(jié)2.2 8051單片機(jī)引腳單片機(jī)引腳P0.3地址鎖存器CBI/OA15A14A13A12A11A10A9A8A7A6A5A4A3A2A1A0D7D6D5D4D3D2D1D0DBABP1.0P1.1P1.2P1.3P1.4P1.5P1.6P1.7RESETP3.0P3.1P3.3P3.4P3.5P3.6P3.7VSSVCC P0.0P0.1P0.2P0.5P0.6P0.7EAALEPSENP2.7P2.6P2.5P2.4P2.3P2.2P2.1P2.0P3.2MCS-51片外總線結(jié)構(gòu)示意

26、圖 下一頁(yè)圖2.2 MCS-51系列單片機(jī)引腳及總線結(jié)構(gòu)2.2 8051單片機(jī)引腳單片機(jī)引腳1電源線電源線8051單片機(jī)的電源線有以下兩種：?jiǎn)纹瑱C(jī)的電源線有以下兩種： （1） VCC：+5 V電源線。電源線。 （2） VSS：接地線。：接地線。2外接晶體引腳外接晶體引腳8051單片機(jī)的外接晶體引腳有以下兩種：?jiǎn)纹瑱C(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。：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。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

27、：片內(nèi)振蕩器反相放大器的輸出端，接外部石英晶體和：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)，該引腳懸空微調(diào)電容的另一端。采用外部振蕩器時(shí)，該引腳懸空. 2.2 8051單片機(jī)引腳單片機(jī)引腳 3、控制線：、控制線： 8051單片機(jī)的控制線有以下幾種：?jiǎn)纹瑱C(jī)的控制線有以下幾種： (1) RST/VPD：RST是復(fù)位輸入端，高電平有效。當(dāng)單片是復(fù)位輸入端，高電平有效。當(dāng)單片機(jī)運(yùn)行時(shí)，在次引腳加上持續(xù)時(shí)間大于兩個(gè)機(jī)器周期機(jī)運(yùn)行時(shí)，在次引腳加上持續(xù)時(shí)間大于兩個(gè)機(jī)器周期（24個(gè)時(shí)鐘振蕩周期）的高電平，就可以完成復(fù)位操作。個(gè)時(shí)鐘振蕩周期）的高電平，就可以完成復(fù)位操作。

28、 VPD為本引腳的第二功能，即備用電源的輸入端。當(dāng)主為本引腳的第二功能，即備用電源的輸入端。當(dāng)主電源電源Vcc發(fā)生故障，降低到某一規(guī)定的低電平時(shí)，將發(fā)生故障，降低到某一規(guī)定的低電平時(shí)，將+5V的電源自動(dòng)接入的電源自動(dòng)接入RST端，為內(nèi)部端，為內(nèi)部RAM提供備用電源，提供備用電源，以保證片內(nèi)以保證片內(nèi)RAM中的信息不丟失，使單片機(jī)在復(fù)位后中的信息不丟失，使單片機(jī)在復(fù)位后能繼續(xù)運(yùn)行。能繼續(xù)運(yùn)行。2.2 8051單片機(jī)引腳單片機(jī)引腳 3、控制線：、控制線： (2)ALE/PROG：地址鎖存允許：地址鎖存允許/編程線。編程線。ALE為地址鎖存為地址鎖存允許信號(hào)，當(dāng)單片機(jī)上電正常工作后，允許信號(hào)，當(dāng)單片

29、機(jī)上電正常工作后，ALE引腳不斷輸出引腳不斷輸出正脈沖信號(hào)。當(dāng)訪問單片機(jī)外部存儲(chǔ)器時(shí)，正脈沖信號(hào)。當(dāng)訪問單片機(jī)外部存儲(chǔ)器時(shí)，ALE輸出信號(hào)輸出信號(hào)的負(fù)跳沿用作的負(fù)跳沿用作8位地址的鎖存信號(hào)，即使不訪問外部存儲(chǔ)位地址的鎖存信號(hào)，即使不訪問外部存儲(chǔ)器，器，ALE端仍有正脈沖信號(hào)輸出，該頻率為時(shí)鐘振蕩器頻端仍有正脈沖信號(hào)輸出，該頻率為時(shí)鐘振蕩器頻率率fOSC1/6. PROG指對(duì)片內(nèi)指對(duì)片內(nèi)EPROM型單片機(jī)（例型單片機(jī)（例8751）編程寫入）編程寫入時(shí)，此引腳作為編程脈沖輸入端。時(shí)，此引腳作為編程脈沖輸入端。 (3)PSEN：外部程序存儲(chǔ)器的讀選通線。在單片機(jī)訪：外部程序存儲(chǔ)器的讀選通線。在單片機(jī)

30、訪問外部程序存儲(chǔ)器時(shí)，此引腳輸出的負(fù)脈沖作為讀外問外部程序存儲(chǔ)器時(shí)，此引腳輸出的負(fù)脈沖作為讀外部程序存儲(chǔ)器的選通信號(hào)。此腳接外部程序存儲(chǔ)器的部程序存儲(chǔ)器的選通信號(hào)。此腳接外部程序存儲(chǔ)器的OE（輸出允許）端。（輸出允許）端。 (4)EA/VPP：片外：片外ROM允許訪問端允許訪問端/編程電源端。編程電源端。 2.2 8051單片機(jī)引腳單片機(jī)引腳 4I/O端口組成（端口組成（32根根I/O口線）及功能口線）及功能 （1）P0口口 P0口有八條端口線（），其中為低位，口有八條端口線（），其中為低位，為高位。每條線的結(jié)構(gòu)組成如圖為高位。每條線的結(jié)構(gòu)組成如圖2-6所示。所示。它由一個(gè)輸出鎖存器，兩個(gè)三態(tài)

31、緩沖器，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。輸出驅(qū)動(dòng)電路和輸出控制電路組成。P0口口是一個(gè)三態(tài)雙向是一個(gè)三態(tài)雙向I/O口，它有兩種不同的功口，它有兩種不同的功能，用于不同的工作環(huán)境。能，用于不同的工作環(huán)境。P0口位結(jié)構(gòu)圖口位結(jié)構(gòu)圖見見2-6.2.2 8051單片機(jī)引腳單片機(jī)引腳圖圖2-6 P0口位結(jié)構(gòu)圖口位結(jié)構(gòu)圖P0口的功能與驅(qū)動(dòng)能力口的功能與驅(qū)動(dòng)能力P0口可以作為通用的口可以作為通用的I/O口；口；P0口可以作為單片機(jī)系統(tǒng)的地址口可以作為單片機(jī)系統(tǒng)的地址/數(shù)據(jù)線使用；數(shù)據(jù)線使用；P0口可以驅(qū)動(dòng)口可以驅(qū)動(dòng)8個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的TTL負(fù)載電路。負(fù)載電路。v注意在注意在

32、P0口作為通用的口作為通用的I/O口時(shí)，必須外接上拉電阻口時(shí)，必須外接上拉電阻(如下圖）。如下圖）。2.2 8051單片機(jī)引腳單片機(jī)引腳 （2）P1口口 P1口有八條端口線（），每條線的結(jié)口有八條端口線（），每條線的結(jié)構(gòu)組成如圖構(gòu)組成如圖2-7所示。所示。P1口是一個(gè)準(zhǔn)雙向口，口是一個(gè)準(zhǔn)雙向口，只作普通的只作普通的I/O口使用，其功能與口使用，其功能與P0口的第口的第一功能相同。作輸出口使用時(shí)，由于其內(nèi)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；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

33、，使場(chǎng)效應(yīng)管T截止，然后才能讀取數(shù)截止，然后才能讀取數(shù)據(jù)。據(jù)。2.2 8051單片機(jī)引腳單片機(jī)引腳圖2-7 P1口位結(jié)構(gòu)圖 P1P1口電路中包含有一個(gè)數(shù)據(jù)輸出鎖存器、一個(gè)三態(tài)數(shù)據(jù)輸入緩沖器、口電路中包含有一個(gè)數(shù)據(jù)輸出鎖存器、一個(gè)三態(tài)數(shù)據(jù)輸入緩沖器、一個(gè)數(shù)據(jù)輸出的驅(qū)動(dòng)電路。一個(gè)數(shù)據(jù)輸出的驅(qū)動(dòng)電路。P1P1口的功能和口的功能和驅(qū)動(dòng)能力驅(qū)動(dòng)能力P1P1口只可以作為通用的口只可以作為通用的I/OI/O口使用；口使用；P1可以驅(qū)動(dòng)可以驅(qū)動(dòng)4個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的TTL負(fù)載電路；負(fù)載電路；v注意在注意在P1P1口作為通用的口作為通用的I/OI/O口使用時(shí)，在從口使用時(shí)，在從I/OI/O端口讀入數(shù)據(jù)端口讀入數(shù)據(jù)時(shí)

34、，應(yīng)該首先向相應(yīng)的時(shí)，應(yīng)該首先向相應(yīng)的I/OI/O口內(nèi)部鎖存器寫口內(nèi)部鎖存器寫“1”1”。v舉例：從舉例：從P1P1口的低四位輸入數(shù)據(jù)口的低四位輸入數(shù)據(jù)v MOV P1,#00001111b ;MOV P1,#00001111b ;先給先給P1P1口低四位寫口低四位寫1 1v MOV A,P1 ; MOV A,P1 ;再讀再讀P1P1口的低四位口的低四位2.2 8051單片機(jī)引腳單片機(jī)引腳 （3）P2口口 P2口有八條端口線（），每條線的結(jié)構(gòu)如圖口有八條端口線（），每條線的結(jié)構(gòu)如圖2-8所示。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)口也是一個(gè)準(zhǔn)雙向口，它有兩種使用功能：一種是當(dāng)

35、系統(tǒng)不擴(kuò)展外部存儲(chǔ)器時(shí)，作普通系統(tǒng)不擴(kuò)展外部存儲(chǔ)器時(shí)，作普通I/O口使用，其功能和口使用，其功能和原理與原理與P0口第一功能相同，只是作為輸出口時(shí)不需外接口第一功能相同，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)，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)口作系統(tǒng)擴(kuò)展的地址總線口使用，輸出高擴(kuò)展的地址總線口使用，輸出高8位的地址位的地址A7A15，與，與P0口第二功能輸出的低口第二功能輸出的低8位地址相配合，共同訪問外部程位地址相配合，共同訪問外部程序或數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器序或數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器(64 KB)，但它只確定地址并不能像，但它只確定地址并不能像P0口口那樣還可以傳送存儲(chǔ)器的

36、讀寫數(shù)據(jù)。那樣還可以傳送存儲(chǔ)器的讀寫數(shù)據(jù)。2.2 8051單片機(jī)引腳單片機(jī)引腳圖2-8 P2口位結(jié)構(gòu)圖2.2 8051單片機(jī)引腳單片機(jī)引腳 （4）P3口口 P3口有八條端口線，命名為，每條線的結(jié)構(gòu)如圖口有八條端口線，命名為，每條線的結(jié)構(gòu)如圖2-9所所示。示。P3口是一個(gè)多用途的準(zhǔn)雙向口。第一功能是作普通口是一個(gè)多用途的準(zhǔn)雙向口。第一功能是作普通I/O口使用，其功能和原理與口使用，其功能和原理與P1口相同。第二功能是作控口相同。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，如表相同，如表2-4示。示。2.2 8051單片機(jī)

37、引腳單片機(jī)引腳圖2-9 P3口位結(jié)構(gòu)圖2.2 8051單片機(jī)引腳單片機(jī)引腳表表2-4 P3口各位的第二功能口各位的第二功能P3口各位口各位第二功能第二功能P3.0RXD（串行數(shù)據(jù)接收）（串行數(shù)據(jù)接收）P3.1TXD（串行數(shù)據(jù)發(fā)送）（串行數(shù)據(jù)發(fā)送）P3.2INT0（外中斷（外中斷0輸入）輸入）P3.3INT1（外中斷（外中斷1輸入）輸入）P3.4T0（計(jì)數(shù)器（計(jì)數(shù)器0計(jì)數(shù)輸入）計(jì)數(shù)輸入）P3.5T1（計(jì)數(shù)器（計(jì)數(shù)器1計(jì)數(shù)輸入）計(jì)數(shù)輸入）P3.6WR（外（外RAM寫選通信號(hào)）寫選通信號(hào)）P3.7RD（外（外RAM讀選通信號(hào)）讀選通信號(hào)）單燈左移電路圖2.3 8051單片機(jī)存儲(chǔ)器單片機(jī)存儲(chǔ)器 805

38、1存儲(chǔ)器可以分成兩大類：存儲(chǔ)器可以分成兩大類： RAM，CPU在運(yùn)行時(shí)能隨時(shí)進(jìn)行數(shù)據(jù)的寫入和讀在運(yùn)行時(shí)能隨時(shí)進(jìn)行數(shù)據(jù)的寫入和讀出，但在關(guān)閉電源時(shí)，其所存儲(chǔ)的信息將丟失。它用出，但在關(guān)閉電源時(shí)，其所存儲(chǔ)的信息將丟失。它用來存放暫時(shí)性的輸入輸出數(shù)據(jù)、運(yùn)算的中間結(jié)果或用來存放暫時(shí)性的輸入輸出數(shù)據(jù)、運(yùn)算的中間結(jié)果或用作堆棧。作堆棧。ROM是一種寫入信息后不易改寫的存儲(chǔ)器。斷電是一種寫入信息后不易改寫的存儲(chǔ)器。斷電后，后，ROM中的信息保留不變。用來存放固定的程序中的信息保留不變。用來存放固定的程序或數(shù)據(jù)，如系統(tǒng)監(jiān)控程序、常數(shù)表格等?；驍?shù)據(jù)，如系統(tǒng)監(jiān)控程序、常數(shù)表格等。 1 1、普林斯頓結(jié)構(gòu)普林斯頓結(jié)構(gòu)

39、 一般微機(jī)通常只有一個(gè)邏輯空間，可以隨意安一般微機(jī)通常只有一個(gè)邏輯空間，可以隨意安排排ROM或或RAM。當(dāng)訪問存儲(chǔ)器時(shí)，同一地址對(duì)應(yīng)。當(dāng)訪問存儲(chǔ)器時(shí)，同一地址對(duì)應(yīng)唯一的存儲(chǔ)單元，可以是唯一的存儲(chǔ)單元，可以是ROM也可以是也可以是 RAM，并，并用同類訪問指令。用同類訪問指令。這種結(jié)構(gòu)稱為普林斯頓結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)稱為普林斯頓結(jié)構(gòu)。 2 、哈佛結(jié)構(gòu)、哈佛結(jié)構(gòu) 8051單片機(jī)與一般微機(jī)的存儲(chǔ)器配置方式很不相單片機(jī)與一般微機(jī)的存儲(chǔ)器配置方式很不相同。同。 51單片機(jī)的存儲(chǔ)器在物理結(jié)構(gòu)上分為程序存單片機(jī)的存儲(chǔ)器在物理結(jié)構(gòu)上分為程序存儲(chǔ)空間和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)空間，共有四個(gè)：片內(nèi)和片外儲(chǔ)空間和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)空間，共有四個(gè)：

40、片內(nèi)和片外程序存儲(chǔ)空間以及片內(nèi)和片外數(shù)據(jù)存儲(chǔ)空間，這程序存儲(chǔ)空間以及片內(nèi)和片外數(shù)據(jù)存儲(chǔ)空間，這種在物理結(jié)構(gòu)上把程序存儲(chǔ)器和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器分開種在物理結(jié)構(gòu)上把程序存儲(chǔ)器和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器分開的結(jié)構(gòu)形式稱為哈佛結(jié)構(gòu)。的結(jié)構(gòu)形式稱為哈佛結(jié)構(gòu)。2.3 8051單片機(jī)存儲(chǔ)器單片機(jī)存儲(chǔ)器兩種結(jié)構(gòu)的區(qū)別兩種結(jié)構(gòu)的區(qū)別2.3 8051單片機(jī)存儲(chǔ)器單片機(jī)存儲(chǔ)器 8051單片機(jī)存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)采用哈佛型結(jié)構(gòu)，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)器即將程序存儲(chǔ)器(ROM)和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器和數(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)間、尋址機(jī)構(gòu)和尋址方式。其典型

41、結(jié)構(gòu)下圖所示。下圖所示。2.3 8051單片機(jī)存儲(chǔ)器單片機(jī)存儲(chǔ)器圖圖2-10 8051存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)圖存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)圖 8051在邏輯空間上，即從用戶角度上在邏輯空間上，即從用戶角度上8051有三有三個(gè)存儲(chǔ)空間：個(gè)存儲(chǔ)空間： (1)片內(nèi)外統(tǒng)一編址（片內(nèi)外統(tǒng)一編址（0000HFFFFH)的程序存的程序存儲(chǔ)器儲(chǔ)器,用用16位地址尋址位地址尋址; (2)256B片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器地址空間，地址為：片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器地址空間，地址為：00HFFH，8位地址尋址位地址尋址; (3)64KB的片外數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器地址空間，地址從的片外數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器地址空間，地址從0000HFFFFH,16位地址尋址。位地址尋址。2.3 8051單

42、片機(jī)存儲(chǔ)器單片機(jī)存儲(chǔ)器2.3 8051單片機(jī)存儲(chǔ)器單片機(jī)存儲(chǔ)器 區(qū)分：區(qū)分： 上述的上述的3個(gè)存儲(chǔ)空間是重疊的，為了用戶能夠正確使用這個(gè)存儲(chǔ)空間是重疊的，為了用戶能夠正確使用這3個(gè)邏輯個(gè)邏輯空間，空間，8051指令系統(tǒng)設(shè)計(jì)了不同的數(shù)據(jù)傳送指令符號(hào)：指令系統(tǒng)設(shè)計(jì)了不同的數(shù)據(jù)傳送指令符號(hào)： (1)CPU訪問片內(nèi)、片外程序存儲(chǔ)器時(shí)，指令為訪問片內(nèi)、片外程序存儲(chǔ)器時(shí)，指令為MOVC: 例：例：MOVC A，A+PC; (2) CPU訪問片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，指令為訪問片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，指令為MOV： 例：例：MOV A，R1; (3) CPU訪問片外數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，指令為訪問片外數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，指令為MOVX

43、: 例：例：MOVX A，DPTR;2.3 8051單片機(jī)存儲(chǔ)器單片機(jī)存儲(chǔ)器3、8051程序存儲(chǔ)器空間 （1） 8051、8031與與8751的區(qū)別：的區(qū)別： 8051內(nèi)部有內(nèi)部有4KB的的ROM，8031沒有沒有ROM，8751片內(nèi)有片內(nèi)有4KB的的EPROM。 8051有有64KB程序存儲(chǔ)器尋址區(qū)，其中程序存儲(chǔ)器尋址區(qū)，其中0000H0FFFH的的4KB的地址的地址空間可以為片內(nèi)和片外公用。區(qū)分：空間可以為片內(nèi)和片外公用。區(qū)分： 8051提供了一條專用的控制引腳提供了一條專用的控制引腳EA（第（第31腳）腳） 若若EA=1,則則8051使用片內(nèi)使用片內(nèi)4KB的程序存儲(chǔ)器。的程序存儲(chǔ)器。 若

44、若EA=0,則則8051自動(dòng)使用片外自動(dòng)使用片外ROM。 不論不論EA接高電平還是低電平，當(dāng)訪問地址超過接高電平還是低電平，當(dāng)訪問地址超過4KB時(shí)，時(shí)， 自動(dòng)轉(zhuǎn)到片自動(dòng)轉(zhuǎn)到片外外ROM.（2）程序的）程序的7個(gè)特殊入口地址個(gè)特殊入口地址表表2.5 MCS-51單片機(jī)復(fù)位、中斷入口地址單片機(jī)復(fù)位、中斷入口地址操操 作作入入 口口 地地 址址復(fù)位復(fù)位0000H外部中斷外部中斷00003H定時(shí)器定時(shí)器/計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)器0溢出溢出000BH外部中斷外部中斷10013H定時(shí)器定時(shí)器/計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)器1溢出溢出001BH串行口中斷串行口中斷0023H定時(shí)器定時(shí)器/計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)器0溢出或溢出或T2EX端負(fù)跳變端負(fù)跳變

45、(52子子系列系列)002BH2.3 8051單片機(jī)存儲(chǔ)器單片機(jī)存儲(chǔ)器 4、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的地址空間、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的地址空間 (1)低128RAM區(qū) 工作寄存器區(qū)：工作寄存器區(qū)：00H1FH這這32個(gè)單元為工作寄存器區(qū)，分為個(gè)單元為工作寄存器區(qū)，分為四組，每組占八個(gè)四組，每組占八個(gè) RAM單元，地址由小到大分別用代號(hào)單元，地址由小到大分別用代號(hào)R0R7表示。通過設(shè)置程序狀態(tài)字表示。通過設(shè)置程序狀態(tài)字PSW中的中的RS1、RS0狀態(tài)來決定哪一狀態(tài)來決定哪一組寄存器工作，如表組寄存器工作，如表2-5所示。所示。 位尋址區(qū)：位尋址區(qū)：20H2FH這這16個(gè)單元為位尋址區(qū)。它有雙重尋址功個(gè)單元為位尋址區(qū)。它

46、有雙重尋址功能，既可以進(jìn)行位尋址操作，也可以同普通能，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)尋單元一樣按字節(jié)尋址操作。址操作。 普通普通RAM區(qū)：區(qū)：30H7FH這這80個(gè)單元為普通個(gè)單元為普通RAM區(qū)。用于存放用戶數(shù)區(qū)。用于存放用戶數(shù)據(jù)，只能按字節(jié)存取。據(jù)，只能按字節(jié)存取。堆棧：堆棧是片內(nèi)堆棧：堆棧是片內(nèi)RAM存儲(chǔ)器中的特殊群體。存儲(chǔ)器中的特殊群體。表表2-5 8051內(nèi)部?jī)?nèi)部RAM空間分配空間分配7FH堆棧和數(shù)堆棧和數(shù)據(jù)緩沖區(qū)據(jù)緩沖區(qū)30H2FH7F7E7D7C7B7A7978位位尋尋址址區(qū)區(qū)2EH77767574737271702DH6F6E6D6C6B6A69682CH

47、67666564636261602BH5F5E5D5C5B5A59582AH575655545352515029H4F4E4D4C4B4A494828H474645444342414027H3F3E3D3C3B3A393826H373635343332313025H2F2E2D2C2B2A292824H272625242322212023H1F1E1D1C1B1A191822H171615141312111021H0F0E0D0C0B0A090820H07060504030201001FH3組（組（R0R7）工工作作寄寄存存器器區(qū)區(qū)18H17H2組（組（R0R7）10H0FH1組（組（R0R7

48、）08H07H0組（組（R0R7）00H位尋址位尋址(P.48)(P.48)指令中直接給出了操作數(shù)所在的位地址。指令中直接給出了操作數(shù)所在的位地址。例：例： CLR P1.0 CLR P1.0 ；(P1.0) 0(P1.0) 0 SETB ACC.7 SETB ACC.7 ；(ACC.7) 1(ACC.7) 1 CPL C CPL C ；( C ) NOT( C )( C ) NOT( C )注意注意： 1 1）位地址里的數(shù)據(jù)只可能是一個(gè)）位地址里的數(shù)據(jù)只可能是一個(gè) 0 0 或或 1 1 2 2）有的位地址十分明確）有的位地址十分明確, ,如如 等等, , 有的位地址則有的位地址則“不太明確不

49、太明確”，如：，如： MOV AMOV A，17H ; (A)(17H),17H17H ; (A)(17H),17H是是字節(jié)地址字節(jié)地址 ，17H ;(ACC.0)(17H),17H ;(ACC.0)(17H),這里這里 是是位地址位地址所以該指令中的所以該指令中的17H17H是是22H22H單元的第單元的第7 7位位2.3 8051單片機(jī)存儲(chǔ)器單片機(jī)存儲(chǔ)器 (2) 專用寄存器區(qū)：專用寄存器區(qū)：片內(nèi)片內(nèi)80HFFH這一區(qū)間，這一區(qū)間，8051集合了一些特殊用途的寄存器，一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般稱之為特殊功能寄存器SFR（Special Function Regi

50、ster）。每個(gè)）。每個(gè)SFR占有一個(gè)占有一個(gè)RAM單元。它們離散地分布在單元。它們離散地分布在80HFFH地址范圍地址范圍內(nèi)，如表內(nèi)，如表2-6所示。所示。 沒有被沒有被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)，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)個(gè)寄存器還可

51、進(jìn)行位尋址寄存器還可進(jìn)行位尋址(表表2-4中帶中帶*號(hào)的寄存器號(hào)的寄存器)操作，其位地址操作，其位地址的分配如表的分配如表2-7所示。所示。表2-6 8051特殊功能寄存器SFR一覽表PSW表表2-7 SFR中的位地址分配中的位地址分配寄存器符寄存器符號(hào)號(hào)位地址位地址字節(jié)地址字節(jié)地址D7D6D5D4D3D2D1D0BF7F6F5F4F3F2F1F0F0HACCE7E6E5E4E3E2E1E0E0HPSWD7D6D5D4D3D2D1D0D0HIPBCBBBAB9B8B8HP3B7B6B5B4B3B2B1B0B0HIEAFACABAAA9A8A8HP2A7A6A5A4A3A2A1A0A0HSCON

52、9F9E9D9C9B9A999898HP1979695949392919090HTCON8F8E8D8C8B8A898888HP0878685848382818080H片片內(nèi)內(nèi)RAM高高128單元：?jiǎn)卧篠FR(80HFFH)低低128單元單元(00H7FH)堆棧和數(shù)據(jù)緩沖區(qū)堆棧和數(shù)據(jù)緩沖區(qū)(30H7FH)位尋址區(qū)位尋址區(qū)(20H2FH)通用寄存器區(qū)通用寄存器區(qū)(00H1FH)00H-7FH堆棧： 在片內(nèi)在片內(nèi)RAM中，常常要指定一個(gè)專門的區(qū)域來存放中，常常要指定一個(gè)專門的區(qū)域來存放某些特別的數(shù)據(jù)某些特別的數(shù)據(jù),它遵循順序存取和后進(jìn)先出它遵循順序存取和后進(jìn)先出(LIFO/FILO）的原則）的原

53、則,這個(gè)這個(gè)RAM區(qū)叫堆棧。區(qū)叫堆棧。功用功用：1）子程序調(diào)用和中斷服務(wù)時(shí)）子程序調(diào)用和中斷服務(wù)時(shí)CPU自動(dòng)將當(dāng)前自動(dòng)將當(dāng)前PC 值壓棧保存，返回時(shí)自動(dòng)將值壓棧保存，返回時(shí)自動(dòng)將PC值彈棧。值彈棧。2）保護(hù)現(xiàn)場(chǎng)）保護(hù)現(xiàn)場(chǎng)/恢復(fù)現(xiàn)場(chǎng)恢復(fù)現(xiàn)場(chǎng)3）數(shù)據(jù)傳輸）數(shù)據(jù)傳輸00H00H20H20H2FH2FH7FH7FH1FH1FH30H30H80H80HFFHFFH52子系列才有子系列才有的的RAM區(qū)區(qū)普通普通RAM區(qū)區(qū)位尋址區(qū)位尋址區(qū)工作寄存器區(qū)工作寄存器區(qū) SP棧棧頂頂下一個(gè)進(jìn)棧的數(shù)據(jù)下一個(gè)進(jìn)棧的數(shù)據(jù)將存在此將存在此數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)進(jìn)棧進(jìn)棧已經(jīng)進(jìn)棧的數(shù)據(jù)已經(jīng)進(jìn)棧的數(shù)據(jù)存放在此存放在此初始初始 SP復(fù)位后復(fù)位后

54、 SP=07HSP=07H，數(shù)據(jù)進(jìn)棧時(shí)：首先，數(shù)據(jù)進(jìn)棧時(shí)：首先SP+1SP+1指向指向08H08H單元，第一個(gè)放進(jìn)堆棧的數(shù)據(jù)將單元，第一個(gè)放進(jìn)堆棧的數(shù)據(jù)將放進(jìn)放進(jìn)08H08H單元，然后單元，然后SPSP再自動(dòng)增再自動(dòng)增 1 1，仍指，仍指著棧頂著棧頂堆棧區(qū)由特殊功能寄存器堆棧區(qū)由特殊功能寄存器堆棧指針堆棧指針SPSP管理管理 堆棧堆棧區(qū)可以安排在區(qū)可以安排在 RAMRAM區(qū)任意位置，一般不安排在工作寄存器區(qū)任意位置，一般不安排在工作寄存器區(qū)和可按位尋址的區(qū)和可按位尋址的RAMRAM區(qū)，通常放在區(qū)，通常放在RAMRAM區(qū)的靠后的位置。區(qū)的靠后的位置。從堆棧取出數(shù)據(jù)時(shí)：取出的數(shù)據(jù)是最近從堆棧取出數(shù)

55、據(jù)時(shí)：取出的數(shù)據(jù)是最近放進(jìn)去的一個(gè)數(shù)據(jù)，也就是當(dāng)前棧頂?shù)姆胚M(jìn)去的一個(gè)數(shù)據(jù)，也就是當(dāng)前棧頂?shù)臄?shù)據(jù)。然后數(shù)據(jù)。然后SPSP再自動(dòng)減再自動(dòng)減1 1，仍指著棧，仍指著棧頂頂00H00H20H20H2FH2FH7FH7FH1FH1FH30H30H80H80HFFHFFH52子系列才有子系列才有的的RAM區(qū)區(qū)普通普通RAM區(qū)區(qū)位尋址區(qū)位尋址區(qū)工作寄存器區(qū)工作寄存器區(qū) SP棧頂棧頂當(dāng)前要出棧的數(shù)據(jù)當(dāng)前要出棧的數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)出棧出棧SP-1指向下一個(gè)將要出指向下一個(gè)將要出棧的數(shù)據(jù)棧的數(shù)據(jù)初始初始 SP堆棧區(qū)由特殊功能寄存器堆棧區(qū)由特殊功能寄存器堆棧指針堆棧指針SPSP管理管理 堆棧區(qū)堆棧區(qū)可以安排在可以安排在

56、RAMRAM區(qū)任意位置，一般不安排在工作寄存器區(qū)區(qū)任意位置，一般不安排在工作寄存器區(qū)和可按位尋址的和可按位尋址的RAMRAM區(qū)，通常放在區(qū)，通常放在RAMRAM區(qū)的靠后的位置。區(qū)的靠后的位置。從堆棧取出數(shù)據(jù)時(shí)：取出的數(shù)據(jù)是最從堆棧取出數(shù)據(jù)時(shí)：取出的數(shù)據(jù)是最近放進(jìn)去的一個(gè)數(shù)據(jù)，也就是當(dāng)前棧近放進(jìn)去的一個(gè)數(shù)據(jù)，也就是當(dāng)前棧頂?shù)臄?shù)據(jù)。然后頂?shù)臄?shù)據(jù)。然后SPSP再自動(dòng)減再自動(dòng)減1 1，仍指，仍指著棧頂著棧頂00H00H20H20H2FH2FH7FH7FH1FH1FH30H30H80H80HFFHFFH52子系列才有子系列才有的的RAM區(qū)區(qū)普通普通RAM區(qū)區(qū)位尋址區(qū)位尋址區(qū)工作寄存器區(qū)工作寄存器區(qū)SP-

57、1 指向新的棧指向新的棧頂頂,也就是下一個(gè)也就是下一個(gè)將要出棧的數(shù)據(jù)將要出棧的數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)出棧出棧初始初始 SP堆棧區(qū)由特殊功能寄存器堆棧指針SP管理 堆棧堆棧區(qū)可以安排在區(qū)可以安排在 RAMRAM區(qū)任意位置，一般不安排在工作寄存器區(qū)區(qū)任意位置，一般不安排在工作寄存器區(qū)和可按位尋址的和可按位尋址的RAMRAM區(qū)，通常放在區(qū)，通常放在RAMRAM區(qū)的靠后的位置。區(qū)的靠后的位置。 數(shù)據(jù)指針DPTR數(shù)據(jù)指針DPTR是唯一1個(gè)16位的可尋址的專用寄存器；由兩個(gè)8位寄存器DPH和DPL而成，其中DPH為DPTR的高8位，DPL為DPTR的低8位。它既可作為一個(gè)16位寄存器來使用，也可作為2個(gè)獨(dú)立的8位寄

58、存器（DPH和DPL）來使用。DPTR主要是用來保存16位地址，當(dāng)對(duì)64kB外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器尋址時(shí)，可作為間址寄存器使用，此時(shí)，使用如下兩條指令： MOVX A, DPTR MOVX DPTR, A例：MOV DPTR，#202XH MOVX A，DPTR ；將外RAM202XH單元內(nèi)容A在訪問程序存儲(chǔ)器時(shí)，DPTR可用來作基址寄存器，采用基址+變址尋址方式訪問程序存儲(chǔ)器，這條指令常用于讀取程序存儲(chǔ)器內(nèi)的表格數(shù)據(jù)。MOVC A， A+DPTR；訪問ROM指令 2.4 8051單片機(jī)工作方式單片機(jī)工作方式2.4.1 復(fù)位方式復(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單片

59、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。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。8051單片機(jī)的復(fù)位靠外部電路實(shí)現(xiàn)，信號(hào)由單片機(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）引腳輸入，高電平有效，在振蕩器工作時(shí)，只要保持電平有效，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，片機(jī)即復(fù)位。復(fù)位后，PC程序

60、計(jì)數(shù)器的內(nèi)容為程序計(jì)數(shù)器的內(nèi)容為0000H，其他特殊功能寄存，其他特殊功能寄存器的復(fù)位狀態(tài)如表器的復(fù)位狀態(tài)如表2-4所示。片內(nèi)所示。片內(nèi)RAM中內(nèi)容不變。復(fù)位電路一般有上電中內(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2-11所示。所示。2.4 8051單片機(jī)工作方式單片機(jī)工作方式圖2-11 單片機(jī)復(fù)位電路圖實(shí)驗(yàn)中的復(fù)位電路及時(shí)鐘電路實(shí)驗(yàn)中的復(fù)位電路及時(shí)鐘電路MCS-51單片機(jī)各寄存器的復(fù)位狀態(tài)單片機(jī)各寄存器的復(fù)位狀態(tài) 00HTCON0000HPC00HTMOD00000BPCON0 000000BIE不定不定SBUF 000