單片機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)、內(nèi)部結(jié)構(gòu)和系統(tǒng)擴(kuò)展

1、單片機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)、內(nèi)部結(jié)構(gòu)和系統(tǒng)擴(kuò)展1.1 單片機(jī)的特點(diǎn)1.2 8051的內(nèi)部結(jié)構(gòu)1.3 8051的系統(tǒng)擴(kuò)展1.4 8051指令系統(tǒng)1.5 實(shí)用程序設(shè)計(jì)1.1 單片機(jī)的特點(diǎn)一、什么是單片機(jī)？單片機(jī)：SCM Single Chip Microcontroller MCU Microcontroller Unit 將CPU、ROM、RAM、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器、I/O接口等微型計(jì)算機(jī)部件集成在一塊集成電路芯片上特點(diǎn)： 體積小、價(jià)格低、性能強(qiáng)大、速度快、用途廣、 靈活性強(qiáng)、可靠性高 1.1 單片機(jī)的特點(diǎn)二、單片機(jī)的發(fā)展歷程 單片機(jī)自從20世紀(jì)70年代問世以來，以其鮮明的特點(diǎn)得到迅猛的發(fā)展。單片機(jī)的初級階段：

2、1976年Intel公司推出了8位的MCS-48系列的單片機(jī)。單片機(jī)的發(fā)展階段： 80年代初,Intel公司推出了8位的MCS-51系列的單片機(jī)，motorola的68系列，Zilog的Z8系列等。高性能單片機(jī)發(fā)展階段：16位單片機(jī)，芯片內(nèi)部也增加了其他的性能。如Intel的MCS-96系列單片機(jī)，在單片機(jī)內(nèi)部集成了A/D轉(zhuǎn)換器、PWM輸出。 在未來，應(yīng)各種電子產(chǎn)品對單片機(jī)的要求，單片機(jī)將會(huì)向多功能、高性能、高速度、低電壓、低功耗、大容量存儲(chǔ)器的方向發(fā)展。1.1 單片機(jī)的特點(diǎn)三、MCS-51單片機(jī)及其兼容產(chǎn)品 Intel公司推出了8位的MCS-51系列單片機(jī)后，在工業(yè)控制方面得到了極大的應(yīng)用。

3、之后，Intel開放了51單片機(jī)內(nèi)核技術(shù)，Philips、Atmel、ADI等公司相繼推出了基于51內(nèi)核的單片機(jī). Intel公司主要產(chǎn)品 Atmel公司主要產(chǎn)品 Philips公司主要產(chǎn)品Intel公司主要單片機(jī)產(chǎn)品型號(hào)工作電壓(V)主頻OTP ROM(B)RAM（B）UART(個(gè))定時(shí)器(個(gè))I/O口線(條)8031512MHz12812328051512MHz4K12812328751512MHz12812328052512MHz8K2561332Atmel公司主要單片機(jī)產(chǎn)品型號(hào)工作電壓(V)主頻FlashROM(B)RAM(B)UART(個(gè))定時(shí)器(個(gè))I/O口線(條)AT89C205

4、13-524MHz2K1281215AT89C51533MHz4K1281232AT89C52533MHz8K2561332AT89C53524MHz12K2561332 Philips公司主要單片機(jī)產(chǎn)品型號(hào)工作電壓（V）主頻ROM(B)RAM(B)UART(個(gè))定時(shí)(個(gè))I/O口線(條)P87C524.5-5.533MHz8K(OTP)2561332P87LPC7624.5-5.516MHz16K(OTP)5121218(帶I2C接口)P87LPC7674.5-5.520MHz4K(OTP)1281218(帶I2C接口)P89C6604.5-5.520MHz16K(Flash)5121332

5、(帶I2C接口)1.1 單片機(jī)的特點(diǎn)四、單片機(jī)應(yīng)用領(lǐng)域 1.在智能儀器儀表上的應(yīng)用 2.在工業(yè)控制中的應(yīng)用 3.在家用電器中的應(yīng)用 4.在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和通信領(lǐng)域中的應(yīng)用 5.單片機(jī)在醫(yī)用設(shè)備領(lǐng)域中的應(yīng)用 6.在各種大型電器中的模塊化應(yīng)用 7.單片機(jī)在汽車設(shè)備領(lǐng)域中的應(yīng)用 1.2 8051的內(nèi)部結(jié)構(gòu)串串 可以劃分為CPU、存儲(chǔ)器、并行口、串行口、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器和中斷邏輯幾部分。8051單片機(jī)的基本結(jié)構(gòu)ACCTMPALUPSWSP控制中斷、定時(shí)、串行口的特殊功能寄存器工作寄存器ACC內(nèi)部總線I/O口鎖存/驅(qū)動(dòng)器P0 P1 P2 P3DPTRRAMROMPC定時(shí)與控制指令寄存器PSENALEEARST

6、單片機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖1.2.1 中央處理器CPU運(yùn)算器 運(yùn)算器是用于對數(shù)據(jù)進(jìn)行算術(shù)運(yùn)算和邏輯操作的執(zhí)行部件，以算術(shù)邏輯單元（ALU）為核心，包括累加器（ACC）、程序狀態(tài)字（PSW）、暫存器、B寄存器等部件和BCD碼調(diào)整電路。在進(jìn)行位操作時(shí)，以PSW中的進(jìn)位標(biāo)志位C作為位操作累加器，整個(gè)位操作系統(tǒng)構(gòu)成一臺(tái)布爾處理機(jī)。主要功能：算術(shù)運(yùn)算、邏輯運(yùn)算、移位功能、位數(shù)據(jù)操作累加器ACC ACC是8位寄存器，在進(jìn)行算術(shù)、邏輯運(yùn)算時(shí)，運(yùn)算器的一個(gè)輸入多為ACC的輸入，而運(yùn)算結(jié)果大多數(shù)也要送到ACC中。助記符為ACC 或A。B寄存器 在進(jìn)行乘法、除法運(yùn)算時(shí)作為ALU的輸入之一，與ACC配合完成運(yùn)算，并存放運(yùn)

7、算結(jié)果。 CY（C）：進(jìn)位和借位標(biāo)志，當(dāng)指令執(zhí)行中有進(jìn)位和借位 產(chǎn)生時(shí)，CY為1，反之為0。 AC：輔助進(jìn)位、借位標(biāo)志（高半字節(jié)對低半字節(jié)的進(jìn)位和借位），有進(jìn)位和借位產(chǎn)生時(shí)，AC為1，反之為0。 F0:用戶標(biāo)志位，由用戶自定義。 RS1和RS0：工作寄存器選擇標(biāo)志位。 OV：溢出標(biāo)志位。 P：奇偶校驗(yàn)位，當(dāng)A中1的個(gè)數(shù)為偶數(shù)時(shí)P=0，反之為1。位序D7D6D5D4D3D2D1D0位標(biāo)志CYACF0RS1RS0OV/PPSW（程序狀態(tài)字，8位）：存放指令執(zhí)行后的有關(guān)狀態(tài)。控制器 包括定時(shí)控制邏輯、程序計(jì)數(shù)器PC、數(shù)據(jù)指針DPTR、堆棧指針SP、指令寄存器IR、指令譯碼器ID等。主要功能：對逐條指

8、令進(jìn)行譯碼，并通過定時(shí)和控制電路在規(guī)定的時(shí)刻發(fā)出各種操作所需的內(nèi)部和外部控制信號(hào)，協(xié)調(diào)單片機(jī)內(nèi)部各部分的工作以及協(xié)調(diào)單片機(jī)和外圍芯片的工作，完成指令規(guī)定的操作。 8051的時(shí)鐘 1、內(nèi)部方式： MCS-51單片機(jī)片內(nèi)有一個(gè)用于構(gòu)成振蕩器的高增益反相放大器，引腳XTAL1和XTAL2分別是此放大器的輸入端和輸出端。把放大器與作為反饋元件的晶體振蕩器或陶瓷諧振器連接，就構(gòu)成了內(nèi)部自激振蕩器并產(chǎn)生振蕩時(shí)鐘脈沖。單片機(jī)時(shí)鐘電路用來產(chǎn)生CPU的操作時(shí)序通常有兩種形式： 在電路中，電容通常取30pF，晶振的取值通常為：1MHZ-33MHZ（不同型號(hào)的單片機(jī)的上限頻率可能有差別）。2、外部方式：外部振蕩方式

9、就是把外部已有的時(shí)鐘信號(hào)引入單片機(jī)內(nèi)。振蕩周期、時(shí)鐘周期、機(jī)器周期和指令周期振蕩周期 為單片機(jī)提供時(shí)鐘信號(hào)的振蕩源的周期。單片機(jī)在工作時(shí)，由內(nèi)部振蕩器產(chǎn)生或由外部直接輸入的送到內(nèi)部控制邏輯單元的時(shí)間信號(hào)的周期。其大小是時(shí)鐘信號(hào)頻率（fosc）的倒數(shù)。 時(shí)鐘周期 由2個(gè)振蕩周期組成（1個(gè)時(shí)鐘周期=2個(gè)振蕩周期）機(jī)器周期 通常將完成一個(gè)基本操作所需的時(shí)間稱為機(jī)器周期。 由12個(gè)振蕩周期或6個(gè)時(shí)鐘周期組成（1個(gè)機(jī)器周期=12個(gè)振蕩周期）。 4. 指令周期 是指CPU執(zhí)行一條指令所需要的時(shí)間。一個(gè)指令周期通常含有14個(gè)機(jī)器周期。P1P2S1P1P2S2P1P2S3P1P2S4P1P2S5P1P2S6機(jī)

10、器周期時(shí)鐘周期振蕩周期單片機(jī)各種周期的關(guān)系圖1個(gè)機(jī)器周期=6個(gè)時(shí)鐘周期=12個(gè)振蕩周期指令部件數(shù)據(jù)地址指針DPTR(16位）:存放程序存儲(chǔ)器的地址或外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的地址。可分DPH和DPL兩個(gè)獨(dú)立8位寄存器使用。 訪問范圍：0000-0FFFFH。程序計(jì)數(shù)器PC（16位）：指向下一條執(zhí)行的指令地址執(zhí)行指令后自動(dòng)加一，常將PC值設(shè)置成程序第一條指令的內(nèi)存地址。 訪問范圍：0000-0FFFFH。指令寄存器IR：存放當(dāng)前執(zhí)行的指令。指令譯碼器ID：解釋指令，產(chǎn)生相應(yīng) 的控制信號(hào)。SPSP+1棧底入棧出棧SP堆棧指針SP（8位）：專門存放堆棧 的棧頂位置。遵循“先進(jìn)后出”的 原則。1.2.2 存儲(chǔ)器

11、組織存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：（哈佛結(jié)構(gòu)單片機(jī)）ROM和RAM分開，有各自的尋址方式和尋址機(jī)構(gòu)。 MCS-51系列的單片機(jī)有4個(gè)獨(dú)立的存儲(chǔ)空間：片內(nèi)程序存儲(chǔ)器4K（0000-0FFFH）；片外程序存儲(chǔ)器64K（0000-0FFFFH）；片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器256B（00-0FFH）；片外數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器64K（0000-0FFFFH）。注：MCS-51系列單片機(jī)各型號(hào)芯片在各個(gè)存儲(chǔ)器空間的物理單元個(gè)數(shù)可能是不同的。一、程序存儲(chǔ)器 程序存儲(chǔ)器用于存放編好的程序或表格常數(shù)。 MCS-51單片機(jī)程序存儲(chǔ)器的讀取順序由EA確定。EA=1時(shí)，則PC的值在0000H-0FFFH之間，CPU先從片內(nèi)程序存儲(chǔ)器空間取指執(zhí)行；當(dāng)PC

12、的值大于0FFFH時(shí)才訪問外部的程序存儲(chǔ)器空間。若EA=0時(shí)，則片內(nèi)程序存儲(chǔ)器空間被忽略，CPU只從片外程序存儲(chǔ)器空間取指執(zhí)行。復(fù)位后PC=0000H。程序存儲(chǔ)器中的某些單元預(yù)留給系統(tǒng)專用。外部ROM內(nèi)部ROM(EA=1)外部ROM(EA=0)0000H0000H0FFFH0FFFH1000HFFFFH程序存儲(chǔ)器空間的6個(gè)特殊功能區(qū)域0000H ：系統(tǒng)的啟動(dòng)單元（系統(tǒng)復(fù)位后，單片機(jī)從此處開始取指令開始執(zhí)行）0003H ：外部中斷0入口地址000BH ：定時(shí)器/計(jì)數(shù)器0中斷入口地址0013H ：外部中斷1入口地址001BH ：定時(shí)器/計(jì)數(shù)器1中斷入口地址0023H ：串行中斷入口地址二、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)

13、器MCS-51單片機(jī)的內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器有以下幾個(gè)部分：工作寄存器區(qū)（00H1FH） 位尋址區(qū)（20H2FH） 用戶區(qū)（30H7FH）128B特殊功能寄存器SFR區(qū)（80H0FFH）特殊功能寄存器通用RAM區(qū)位尋址區(qū) 00H1FH20H 2FH30H7FH80HFFH80H88H90H98HA0HA8HB0HB8HD0HE0HF0H特殊功能寄存器中位尋址外 部RAM(I/O口地址)0000HFFFFH內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（a）外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（b）工作寄存器區(qū)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器用于存放中間運(yùn)算結(jié)果、數(shù)據(jù)暫存和緩沖、標(biāo)志位等。 內(nèi)部RAM的00H-1FH分為4個(gè)區(qū)（由RS1和RS0的狀態(tài)決定當(dāng)前的工作寄存器組別），

14、每個(gè)區(qū)有8個(gè)單元，分別用R0-R7來表示。第0組工作寄存器：地址范圍為00H-07H；第1組工作寄存器：地址范圍為08H-0FH；第2組工作寄存器：地址范圍為10H-17H；第3組工作寄存器：地址范圍為18H-1FH。舉例：如果RS1=0、RS0=0時(shí)；則(R0)=00H(使用第0組）如果RS1=0、RS0=1時(shí)；則(R0)=08H(使用第1組）如果RS1=1、RS0=0時(shí)；則(R0)=10H(使用第2組）如果RS1=1、RS0=1時(shí)；則(R0)=18H(使用第3組）工作寄存器區(qū)（00H1FH） 特殊功能寄存器（SFR, Special Function Register）也稱專用寄存器，專用

15、于控制、管理單片機(jī)內(nèi)部算術(shù)邏輯部件、并行I/O口、串行I/O口、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器、中斷系統(tǒng)等功能模塊的工作，用戶在編程時(shí)可以置數(shù)設(shè)定，不能移作他用。8051有21個(gè)特殊功能寄存器。見下表 從80H開始每8個(gè)單元有一個(gè)可位尋址的專用寄存器，位地址從80H開始，也可用“寄存器名.位”來表示，如（0E7H），（0D4H或RS1），（80H）特殊功能寄存器區(qū)SFR（80H-0FFH）MCS51單片機(jī)的特殊功能寄存器符號(hào)地址功能介紹符號(hào)地址功能介紹ACCE0H累加器SP81H堆棧指針BF0HB寄存器DPH83H數(shù)據(jù)地址指針（高8位）PSWD0H程序狀態(tài)字DPL82H數(shù)據(jù)地址指針（低8位）IEA8H中斷允許

16、控制寄存器SBUF99H串行口鎖存器IPB8H中斷優(yōu)先級控制寄存器TMOD89HT0、T1定時(shí)器/計(jì)數(shù)器方式控制寄存器P080HP0口鎖存器TCON88HT0、T1定時(shí)器/計(jì)數(shù)器控制寄存器P190HP1口鎖存器TH18DH定時(shí)器/計(jì)數(shù)器1（高8位）P2A0HP2口鎖存器TH08CH定時(shí)器/計(jì)數(shù)器1（低8位）P3B0HP3口鎖存器TL18BH定時(shí)器/計(jì)數(shù)器0（高8位）PCON87H電源控制寄存器TL08AH定時(shí)器/計(jì)數(shù)器0（低8位）SCON98H串行口控制寄存器1.2.3 片內(nèi)并行接口 單片機(jī)芯片內(nèi)有一項(xiàng)主要的組成部分是并行I/O口。MCS-51共有4個(gè)8位的并行I/O口，分別記作P0口、P1口

17、、P2口和P3口。每個(gè)并口都至少包含一個(gè)鎖存器、一個(gè)輸出驅(qū)動(dòng)器和輸入緩沖器，但在各個(gè)并口之間又有一些差別。實(shí)際上，它們已被歸入專用寄存器之列，并且具有字節(jié)尋址和位尋址功能。并行I/O口的主要作用：在無片外擴(kuò)展存儲(chǔ)器的系統(tǒng)中，這4個(gè)口均可作為雙向的通用I/O端口使用。在訪問片外擴(kuò)展的存儲(chǔ)器或外部I/O接口芯片時(shí)，由P0口和P2口構(gòu)成數(shù)據(jù)和地址總線（低8位地址和數(shù)據(jù)由P0口分時(shí)傳送，高8位地址由P2口傳送），P3口的一部分作為控制線。P3口具有第二功能。 P0口某位結(jié)構(gòu) P0口電路中包含有一個(gè)數(shù)據(jù)輸出鎖存器、兩個(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)電路和一個(gè)輸出控制電路。P0口的功能與驅(qū)動(dòng)能力P

18、0口可以作為通用的I/O口；P0口可以作為單片機(jī)系統(tǒng)的地址/數(shù)據(jù)線使用；P0可以驅(qū)動(dòng)8個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的TTL負(fù)載電路。注意在P0口作為通用的I/O口時(shí)，必須外接上拉電阻(如下圖）。 P1口某位結(jié)構(gòu)P1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。P1口的功能和驅(qū)動(dòng)能力1) P1口只可以作為通用的I/O口使用，“準(zhǔn)雙向口” ；2) P1可以驅(qū)動(dòng)3個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的TTL負(fù)載電路；注意：在P1口作為通用的I/O口使用時(shí)，在從I/O端口讀入數(shù)據(jù)時(shí)，應(yīng)該首先向相應(yīng)的I/O口內(nèi)部鎖存器寫“1”。舉例：從P1口的低四位輸入數(shù)據(jù) MOV P1,#0FH MOV A,P1P2口某位結(jié)構(gòu)圖P2

19、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)多路轉(zhuǎn)換開關(guān)和一個(gè)數(shù)據(jù)輸出的驅(qū)動(dòng)電路。P2口的功能和驅(qū)動(dòng)能力P2口可以作為通用的I/O口使用，“準(zhǔn)雙向口” ；P2口還要作為單片機(jī)地址總線的高8位使用；P2可以驅(qū)動(dòng)3個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的TTL負(fù)載電路。 P3口某位結(jié)構(gòu) P3口電路中包含有一個(gè)數(shù)據(jù)輸出鎖存器、兩個(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)電路和一個(gè)輸出控制電路。P3口的功能和驅(qū)動(dòng)能力P3口可以作為通用的I/O口使用，“準(zhǔn)雙向口” ；可以作為單片機(jī)系統(tǒng)的第二功能的輸入和輸出。P3口可以驅(qū)動(dòng)3個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的TTL負(fù)載電路。注意在P3口的使用時(shí)，首先要考慮第二功能的要求。MCS-51單片機(jī)P3口

20、的第二功能引腳第二功能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(片外數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫選通控制輸出) P3.7RD(片外數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀選通控制輸出) 1.2.4 8051的內(nèi)部資源一 、串行口 串行輸入口RXD，串行輸出口TXD。串行數(shù)據(jù)緩沖器SBUF，串行口控制寄存器SCON。二、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器 2個(gè)16位可編程定時(shí)器/計(jì)數(shù)器，記為T0和T1。由程序決定工作方式。定時(shí)器方式選擇寄存器TMOD，定時(shí)器控制寄存器TCON，計(jì)數(shù)存儲(chǔ)

21、器TL0，TH0，TL1，TH1。三、中斷系統(tǒng) 5個(gè)中斷源：2個(gè)外部中斷，2個(gè)定時(shí)器/計(jì)數(shù)器中斷，一個(gè)串行口中斷。中斷允許寄存器IE，中斷優(yōu)先級寄存器IP。1.2.5 8051的芯片引腳 在器件引腳的封裝上，80C51系列單片機(jī)常用的兩種封裝為雙列直插式DIP40（Dual In-line Package）封裝和方形封裝LCC44（Leaded Chip Carrier），如圖所示。主要包括以下幾個(gè)部分：1.電源引腳Vcc和Vss Vcc(40腳)：電源端，為十5V； Vss(20腳)：接地端 。2.時(shí)鐘電路引腳XTAL1和XTAL2XTAL1為內(nèi)部振蕩電路反相放大器的輸入端 。XTAL2為內(nèi)

22、部振蕩電路反相放大器的輸出端 。3.控制信號(hào)引腳RST、ALE、PSEN和EA 4. IO(輸入輸出)端口P0、P1、P2和P35. MCS-51單片機(jī)P3口的第二功能MCS-51雙列直插式（DIP）封裝類型引腳圖P1口P3口P0口P2口 時(shí)鐘端 復(fù)位端控制信號(hào) 接VCC（+5V） 接地端MCS-51的PLCC封裝類型引腳圖 80C51系列單片機(jī)外部引腳在繪制電路原理圖時(shí)，經(jīng)常采用元器件的邏輯符號(hào)，80C51邏輯符號(hào)如圖所示。 控制信號(hào)引腳RST、ALE、PSEN和EA RSTVPD(9腳) ：RST是復(fù)位信號(hào)輸入端，高電平有效。當(dāng)此輸入端保持兩個(gè)機(jī)器周期(24個(gè)時(shí)鐘振蕩周期)的高電平時(shí)，就可

23、以完成復(fù)位操作。RST引腳的第二功能是VPD，即備用電源。 ALEPROG(30腳)：地址鎖存信號(hào)輸出端。當(dāng)8051上電正常工作后，ALE引腳不斷向外輸出正脈沖信號(hào)，此頻率為振蕩器頻率fosc 的l6 。此引腳的第二功能PROG是對片內(nèi)帶有可編程的ROM的單片機(jī)編程寫入(固化程序)時(shí)，作為編程脈沖的輸入端。 PSEN(29腳)：片外程序存儲(chǔ)器選通信號(hào)。在訪問片外程序存儲(chǔ)器時(shí)，此端定時(shí)輸出負(fù)脈沖作為讀片外存儲(chǔ)器的選通信號(hào)。 CPU在從外部ROM取指期間，PSEN信號(hào)在每個(gè)機(jī)器周期(12個(gè)時(shí)鐘周期)中兩次有效。 EAVPP（3l腳)：內(nèi)部和外部程序存儲(chǔ)器選擇線/固化編程電壓輸入端。當(dāng)EA引腳接高電

24、平時(shí)，CPU先訪問片內(nèi)程序存儲(chǔ)器并執(zhí)行內(nèi)部程序存儲(chǔ)器中的指令，然后再訪問外部ROM的內(nèi)容。輸入信號(hào)EA引腳接低電平(接地)時(shí)，CPU只訪問外部外部ROM并執(zhí)行外部程序存儲(chǔ)器中的指令，而不管是否有片內(nèi)程序存儲(chǔ)器。 1.2.6 單片機(jī)的工作方式一、復(fù)位方式 單片機(jī)在重新啟動(dòng)時(shí)都需要復(fù)位，MCS-51系列單片機(jī)有一個(gè)復(fù)位引腳輸入端RST。 MCS-51系列的單片機(jī)復(fù)位方法為：在RST上加一個(gè)維持兩個(gè)機(jī)器周期以上的高電平，則單片機(jī)被復(fù)位。復(fù)位時(shí)單片機(jī)各部分將處于一個(gè)固定的狀態(tài)。常用的MCS-51單片機(jī)復(fù)位電路上電自動(dòng)復(fù)位電路手動(dòng)復(fù)位電路“看門狗”復(fù)位電路復(fù)位后單片機(jī)各單元的初始狀態(tài)寄存器初始狀態(tài)值寄存

25、器初始狀態(tài)值PC0000HTMOD00HACC00HTCON00HB00HTH000HPSW00HTL000HSP07HTH100HDPTR0000HTL100HP0、P1P2、P30FFHSCON00HIPXXX00000BPCON0XX00000BIE0XX00000BSBUF不定阻容上電自動(dòng)復(fù)位電路手動(dòng)復(fù)位電路“看門狗”復(fù)位電路RSTMCS-51R2R1MAX813LPFIMRRESETWDOWDI未穩(wěn)壓電源P1.0二、程序執(zhí)行方式：基本工作方式三、單步執(zhí)行方式：在外加脈沖控制下，一條指令一條指令地執(zhí)行，通常用于測試。四、低功耗操作方式： 1、節(jié)電方式：CPU停止工作，可使功耗減小，電流

26、一般為5mA； 2、掉電方式：僅給片內(nèi)RAM供電，其他電路均不工作，可使功耗減到最小，電流一般為5uA50uA ； 由電源控制寄存器PCON中的有關(guān)位控制。（1）SMOD：波特率倍增位。（2）GF1和GF0：通用標(biāo)志位。由軟件置、復(fù)位。（3）PD：掉電方式位。若PD = 1，進(jìn)入掉電工作方式。（4）IDL：待機(jī)方式位。若IDL = 1，進(jìn)入節(jié)電工作方式。1.3 8051的系統(tǒng)擴(kuò)展MCS-51單片機(jī)本身是一個(gè)基本的微型計(jì)算機(jī)，內(nèi)部已經(jīng)具有一定數(shù)量的存儲(chǔ)單元和I/O接口，但在內(nèi)部的資源不能夠滿足系統(tǒng)的需要時(shí)，就需要進(jìn)行資源的擴(kuò)展，單片機(jī)的擴(kuò)展主要包括以下兩方面的內(nèi)容：存儲(chǔ)器的擴(kuò)展I/O接口的擴(kuò)展注

27、： MCS-51系列的單片機(jī)在進(jìn)行擴(kuò)展時(shí)，需要把P0口和P2口作為擴(kuò)展總線使用，不能夠再作為一般的I/O口使用。1.3.1 外部總線的擴(kuò)展微型計(jì)算機(jī)中的總線通常分為：（1）地址總線（AB）：地址總線寬度為16位，由P0口經(jīng)地址鎖存器提供低8位地址（A0-A7）；P2口直接提供高8位地址（A8A15）。地址信號(hào)是由CPU發(fā)出的，故地址總線是單方向的。（2）數(shù)據(jù)總線（DB）：數(shù)據(jù)總線寬度為8位，用于傳送數(shù)據(jù)和指令，由P0口提供。（3）控制總線（CB）：控制總線隨時(shí)掌握各種部件的狀態(tài)，并根據(jù)需要向有關(guān)部件發(fā)出命令。 所有外部芯片都通過這三組總線進(jìn)行擴(kuò)展。P2ALEP0WRRDPSENEARESETM

28、CS-51地址鎖存器A8-A15A0-A7地址總線D0-D7數(shù)據(jù)總線控制總線單片機(jī)三總線的形成P0口作低8位地址/數(shù)據(jù)復(fù)用線A0A78051G OED0D7P2口作高8位地址線注意：若線路連接時(shí)P2口的地址線不全部使用（擴(kuò)展容量小于64KB），則其余線也不能再作為一般I/O口線使用?？刂瓶偩€主要包括：輸出控制線（RD、WR、PSEN、ALE） 輸入控制線（EA、INT0、INT1、RST、 T0、T1）1.3.2 外部程序存儲(chǔ)器的擴(kuò)展外部程序存儲(chǔ)器常采用EPROM、E2PROM和Flash ROM芯片。EPROM（紫外線可擦除）常用的EPROM以27xx系列為主。EEPROM（電可擦除）EEP

29、ROM是一種電擦除可編程只讀存儲(chǔ)器，其主要特點(diǎn)是能在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中進(jìn)行在線修改，并能在斷電的情況下保持修改的結(jié)果。因而在智能化儀器儀表、控制裝置等領(lǐng)域得到普遍采用。 常用的EEPROM芯片主要有Intel 28xx系列。FlashROM（閃速電可擦除）主要以29Cxx系列為主。程序存儲(chǔ)器的最大擴(kuò)展容量為64K字節(jié)。28引腳EPROM芯片管腳配置不同容量的EPROM只是在地址線的數(shù)目和編程信號(hào)引腳有一點(diǎn)區(qū)別，各重要的引腳含義如下：A0-Ai：地址輸入線，決定存儲(chǔ)器的容量；O0-O7：雙向三態(tài)數(shù)據(jù)線；CE：片選信號(hào)輸入線；OE：讀選通輸入信號(hào)線；PGM：編程脈沖輸入線；VPP：編程電源輸入線；VCC：工作電源輸入線（常為+5V）；GND/VSS：工作時(shí)接地線。MCS-51單片機(jī)與27256芯片的接口27256的基本地址范圍：0000H7FFFHP0連接：74LS373的1D-8D27256的DQ1-DQ8PSEN