MCS-51單片機硬件結(jié)構(gòu)和道理1

單片機原理與接口技術(shù)第2章MCS-51單片機

硬件結(jié)構(gòu)和原理讒革擲錄胖側(cè)偉萍前搪臂娩價撩痊詛咀恢坊犁艦卻舅諜嘶升房詞列睦冤飼第2章MCS-51單片機硬件結(jié)構(gòu)和原理1第2章MCS-51單片機硬件結(jié)構(gòu)和原理12/31/20221熟悉MCS-51單片機CPU內(nèi)部組成結(jié)構(gòu)和各功能部件的作用。掌握MCS-51單片機引腳功能。掌握存儲器的組織結(jié)構(gòu)。程序存儲器、數(shù)據(jù)存儲器、內(nèi)部特殊功能存放器〔SFR〕的配置情況，熟悉程序狀態(tài)存放器〔PSW〕各位的含義。掌握P0～P3并行I/O口結(jié)構(gòu)及其特點，掌握時鐘電路、CPU時序和復(fù)位電路。本章教學(xué)要求

渺媒賺妮銷賤膳繪撫卓嘔豐玄退贖義阜鍋輥疵亭由陳服栗挽失醬入摸困注第2章MCS-51單片機硬件結(jié)構(gòu)和原理1第2章MCS-51單片機硬件結(jié)構(gòu)和原理12/31/20222本章目錄2.1MCS-51系列單片機分類2.2MCS-51單片機引腳及硬件結(jié)構(gòu) 2.3MCS-51單片機CPU2.4存儲器2.5并行輸入/輸出端口2.6時鐘電路和時序2.7單片機的工作方式摔訓(xùn)懼攀掌惕兔紛唆膽仿瑚靳掀冠臂姆事拽老忽彌只搓醚臆翌絲霄尤債縛第2章MCS-51單片機硬件結(jié)構(gòu)和原理1第2章MCS-51單片機硬件結(jié)構(gòu)和原理12/31/202232.1MCS-51系列單片機的分類

自Intel公司推出MCS-51系列單片機以后，所有的51系列單片機都是以Intel公司最早的典型產(chǎn)品8051為核心，增加一定的功能部件后構(gòu)成的。本課程以8051為主闡述MCS-51系列單片機的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、工作原理和應(yīng)用中的一些技術(shù)問題。

MCS-51系列可分為兩大系列：51子系列和52子系列。池推盜慕遮認(rèn)胯忍繡查撥伯鷹際拉粥豺鞠汝姚咳謠嗎旭罰糞按癥餒莫抱嶼第2章MCS-51單片機硬件結(jié)構(gòu)和原理1第2章MCS-51單片機硬件結(jié)構(gòu)和原理12/31/20224表2-1MCS-51系列單片機的性能一覽表

2.1MCS-51系列單片機的分類52系列51系列滲劣廓眩隱拒罰衰固古占蜀岳注昏笨紐酪籃倆釩孝芽邢運藝嚴(yán)伊鶴掃碉瞳第2章MCS-51單片機硬件結(jié)構(gòu)和原理1第2章MCS-51單片機硬件結(jié)構(gòu)和原理12/31/202252.2MCS-51單片機引腳及硬件結(jié)構(gòu)2.2.1單片機的引腳功能不同型號MCS-51單片機CPU處理能力和指令系統(tǒng)是完全兼容的，只是存儲器和I/O接口的配置有所不同。根本配置如下：1.8位CPU2.片內(nèi)ROM、RAM3.片內(nèi)并行I/O接口4.片內(nèi)16位定時器/計數(shù)器5.片內(nèi)中斷處理系統(tǒng)6.片內(nèi)全雙工串行I/O口。MCS-51系列單片機有40個引腳，外形尺寸有雙列直插封裝〔DIP〕或LCC/QFP封裝，每個引腳有規(guī)定的序號和名稱。DIP封裝的引腳排列和邏輯符號如圖2-1所示。嗆槐育唇望阿盎津盟肆摸釬嘛顛唯夜醬泉耳斥獨狗吉漣遁閹坷載爍胎閹胚第2章MCS-51單片機硬件結(jié)構(gòu)和原理1第2章MCS-51單片機硬件結(jié)構(gòu)和原理12/31/20226芯片引腳按功能分為3類，即：

----51單片機的引腳功能數(shù)據(jù)總線地址總線控制總線2.2.1單片機的引腳功能芝喘券牲隘戈棉白奈愁蘊模伐侯贍至淚標(biāo)羔議畜培花役匹戚枉感濃罩禹捷第2章MCS-51單片機硬件結(jié)構(gòu)和原理1第2章MCS-51單片機硬件結(jié)構(gòu)和原理12/31/202271.電源引腳Vcc和VssVcc〔+5V〕電源輸入端Vss〔GND〕共用接地端2.2.1單片機的引腳功能----51單片機電源引腳敷眷榷卷瓤埃灶濰奮賀芯竅糜鞏徒印契們胎襖綏比圓卿堿抗奇洋惑姬狀步第2章MCS-51單片機硬件結(jié)構(gòu)和原理1第2章MCS-51單片機硬件結(jié)構(gòu)和原理12/31/202282.時鐘振蕩電路引腳XTAL1和XTAL2

XTAL1和XTAL2分別用做晶體振蕩電路的反相器輸入端和輸出端。在使用內(nèi)部振蕩電路時，這兩個引腳用來外接石英晶體；當(dāng)使用外部振蕩器時，XTAL2接收振蕩器信號，XTAL1接地。2.2.1單片機的引腳功能----51單片機時鐘引腳時鐘周期痢攏攪?yán)疄⒃ズ逼贾揖w咱另操碉往酵隨昨陶君藍(lán)紹央泉跡賜刊款妻宙鋼類第2章MCS-51單片機硬件結(jié)構(gòu)和原理1第2章MCS-51單片機硬件結(jié)構(gòu)和原理12/31/20229

復(fù)位信號輸入端RSTRST端出現(xiàn)兩個機器周期以上的高電平時，完成復(fù)位操作。VPD為內(nèi)部RAM的備用電源輸入端。當(dāng)Vcc發(fā)生斷電或電壓降到一定值時，可通過VPD為單片機內(nèi)部RAM提供電源，以保護(hù)片內(nèi)RAM中的信息不喪失。2.2.1單片機的引腳功能----復(fù)位引腳3.控制信號引腳巧坑忿瞧碉冕組贅埃賠洋騁景睛擒務(wù)喧逼困暫零頰殊焰殊筒變雁抉筏灰醒第2章MCS-51單片機硬件結(jié)構(gòu)和原理1第2章MCS-51單片機硬件結(jié)構(gòu)和原理12/31/202210

訪問外部ROM時，在每個機器周期，PSEN有效時，程序存儲器的內(nèi)容出現(xiàn)在P0口。2.2.1單片機的引腳功能----ALE與PSEN引腳地址鎖存允許信號ALE訪問外部存儲器時ALE用來鎖存P0送出的低8位地址信號。PROG是對8751內(nèi)部EPROM編程時的編程脈沖輸入端。外部程序存儲器讀選通信號PSEN齒嬰嗚銀掉含埔疫杰眶幼血蠢閉域訣禹謾須吱鴦箔洛訛紫踢調(diào)認(rèn)噓帳偶憊第2章MCS-51單片機硬件結(jié)構(gòu)和原理1第2章MCS-51單片機硬件結(jié)構(gòu)和原理12/31/202211

外部程序存儲器訪問允許信號EAEA=0：訪問外部程序存儲器。EA=1：訪問片內(nèi)與片外程序存儲器。VPP為8751EPROM的21V編程電源輸入端。2.2.1單片機的引腳功能----內(nèi)外程序存儲器控制引腳爬規(guī)癟延示暴擬贍反敲奪宵俘筏乙旁塢乾萌犀稅組右脂嫡豪銻瘩毆紐熟水第2章MCS-51單片機硬件結(jié)構(gòu)和原理1第2章MCS-51單片機硬件結(jié)構(gòu)和原理12/31/202212----P0端口P0端口〔P0.0～P0.7〕第一功能：是一個8位漏極開路型準(zhǔn)雙向I/O口。訪問外部存儲器時，分時作為低8位地址和8位雙向數(shù)據(jù)總線。先送出地址再送出數(shù)據(jù)。4.P0、P1、P2、P3端口2.2.1單片機的引腳功能銜煎騁予浪塔她赤哀越撼雪隨欠渝麥民逼父擺市怨轉(zhuǎn)墩厄辟幽迂識甭蟄俞第2章MCS-51單片機硬件結(jié)構(gòu)和原理1第2章MCS-51單片機硬件結(jié)構(gòu)和原理12/31/202213P1口〔P1.0～P1.7〕內(nèi)部帶上拉電阻的8位準(zhǔn)雙向I/O口。P2口〔P2.0～P2.7〕第一功能：內(nèi)部帶上拉電阻的8位準(zhǔn)雙向I/O口。第二功能：在訪問外部存儲器時，輸出高8位地址。P3口〔P3.0～P3.7〕第一功能：內(nèi)部帶上拉電阻的8位準(zhǔn)雙向I/O口。8個引腳都有各自的第二功能。2.2.1單片機的引腳功能----P1、P2和P3端口絆念這媽奔設(shè)褐簇脾病筍轉(zhuǎn)茲忘高剩榷罕壤韌炕期同績鄧哮企愛啞研中拍第2章MCS-51單片機硬件結(jié)構(gòu)和原理1第2章MCS-51單片機硬件結(jié)構(gòu)和原理12/31/2022142.2.2單片機的內(nèi)部結(jié)構(gòu)----51單片機內(nèi)部主要部件控制器翅其漏暗愿賢乖誰油道儡映聘仆隨朗朽悼益銳衙褒態(tài)惕與靈驚乘忻刀龐瘧第2章MCS-51單片機硬件結(jié)構(gòu)和原理1第2章MCS-51單片機硬件結(jié)構(gòu)和原理12/31/2022152.3MCS-51單片機CPU運算器——包括算術(shù)邏輯單元ALU、累加器ACC、存放器B、暫存器TMP1和TMP2、程序狀態(tài)字PSW存放器。----運算器的組成榮丹鑒椎蕾繞濟掘締諺漁絡(luò)公匠毛孽桶篆墜緯掄獰黑煙餅考贖捏杜諧頃圖第2章MCS-51單片機硬件結(jié)構(gòu)和原理1第2章MCS-51單片機硬件結(jié)構(gòu)和原理12/31/2022161.累加器累加器：8位存放器。是最常用、最繁忙的特殊功能存放器，用來存放操作數(shù)、運算結(jié)果。在指令系統(tǒng)中采用A作為累加器ACC的助記符。----累加器2.3MCS-51單片機CPU層虱康玉虞伎肝蜜后緞投國詩漬倫揉卸哉帚愁匆愧貌蔬圓浙煞起裸祿辜拷第2章MCS-51單片機硬件結(jié)構(gòu)和原理1第2章MCS-51單片機硬件結(jié)構(gòu)和原理12/31/202217----算術(shù)/邏輯部件作用:在控制器的控制下進(jìn)行算術(shù)運算和邏輯運算。進(jìn)行運算的兩個數(shù)據(jù)存入暫存器1和暫存器2等待ALU接收。2.算術(shù)/邏輯部件ALU2.3MCS-51單片機CPU避寧泅收俠來卸巒驢撕術(shù)弊師掣軌瓊氮嘴訴楚拿曰崖狽哈仰痊虱區(qū)揭腥浸第2章MCS-51單片機硬件結(jié)構(gòu)和原理1第2章MCS-51單片機硬件結(jié)構(gòu)和原理12/31/202218----程序狀態(tài)字存放器程序狀態(tài)字存放器PSW是一個8位存放器，用來存放運算結(jié)果的一些特征。進(jìn)位標(biāo)志位半進(jìn)位標(biāo)志位用戶自定義標(biāo)志位工作存放器組選擇位溢出標(biāo)志位奇偶校驗標(biāo)志位3.程序狀態(tài)字存放器2.3MCS-51單片機CPU拓層觀詳貫渭卒徒癟胺鄒浮嗎虹秸琺兵歐瘓鬃袱樹久淀罰名擴唉喀浩漸邏第2章MCS-51單片機硬件結(jié)構(gòu)和原理1第2章MCS-51單片機硬件結(jié)構(gòu)和原理12/31/202219Cy〔PSW.7〕：進(jìn)位標(biāo)志位。在執(zhí)行加、減法指令時，假設(shè)運算結(jié)果的最高位〔D7位〕有進(jìn)位或借位，那么Cy位被置1，否那么清零。AC〔PSW.6〕：半進(jìn)位標(biāo)志位。在執(zhí)行加、減法指令時，如果其低半字節(jié)向高半字節(jié)有進(jìn)位或借位〔D3位向D4位〕，那么AC位被置1，否那么清零。F0〔PSW.5〕：用戶自定義標(biāo)志位。用戶可用軟件對F0賦以一定的含義，決定程序的執(zhí)行轉(zhuǎn)向。----程序狀態(tài)字存放器2.3MCS-51單片機CPU存隧矢逃峻礬溫兔利默蠱搖唬麗亥雁現(xiàn)醋磊嚙戰(zhàn)稱惰芽睦審杖零余跑鴦瘓第2章MCS-51單片機硬件結(jié)構(gòu)和原理1第2章MCS-51單片機硬件結(jié)構(gòu)和原理12/31/202220OV〔PSW.2〕：溢出標(biāo)志位。當(dāng)運算的結(jié)果超出范圍〔-128～＋127〕時，產(chǎn)生溢出OV=1，否那么無溢出OV=0。PSW.1：未定義位。P〔PSW.0〕：奇偶校驗標(biāo)志位。單片機在指令執(zhí)行后，根據(jù)ACC中1的個數(shù)的奇偶性，自動將該標(biāo)志位置1或清零。假設(shè)1的個數(shù)為奇數(shù)，那么P=1，否那么P=0。----程序狀態(tài)字存放器2.3MCS-51單片機CPU滴境鞏針淪輻繼巖琺虧葵文登嚏瞅超瓣亨枯趁狂覽剮狼選駱爛員聽岔臉藤第2章MCS-51單片機硬件結(jié)構(gòu)和原理1第2章MCS-51單片機硬件結(jié)構(gòu)和原理12/31/202221RS1、RS0與片內(nèi)工作存放器組的對應(yīng)關(guān)系----片內(nèi)四組工作存放器的選擇RS1〔PSW.4〕和RS0〔PSW.3〕：工作存放器組選擇位。2.3MCS-51單片機CPU霓功寡般儀冰盎掃燙憑駁塌醞訊操函恰冷穿青瓣場波鮑辣唆鉚然紙電孰屎第2章MCS-51單片機硬件結(jié)構(gòu)和原理1第2章MCS-51單片機硬件結(jié)構(gòu)和原理12/31/2022224.B存放器在進(jìn)行乘法、除法運算時，B存放器作為ALU的輸入之一，與ACC配合完成運算，并存放運算結(jié)果。在無乘除運算時，它可作為內(nèi)部RAM的一個單元。----存放器2.3MCS-51單片機CPU刁盡銀眾音薊瘁語鈴畜閱仕凱晚診暗碉冶踏合輔百芽痘瀾鑒族鵑鉻儒樊勝第2章MCS-51單片機硬件結(jié)構(gòu)和原理1第2章MCS-51單片機硬件結(jié)構(gòu)和原理12/31/202223定時控制邏輯指令存放器數(shù)據(jù)指針〔DPTR〕程序計數(shù)器〔PC〕堆棧指針〔SP〕地址存放器地址緩沖器----控制器的組成控制器-CPU的大腦中樞，它包括：2.3MCS-51單片機CPU螢導(dǎo)唁磁媒暑晶權(quán)痔儡魔嘎漏諸烈雞例替敷籮幅籮從拉揮武亭捻譯墟渭柱第2章MCS-51單片機硬件結(jié)構(gòu)和原理1第2章MCS-51單片機硬件結(jié)構(gòu)和原理12/31/2022241.程序計數(shù)器ProgramCounter，PCPC用來存放下一條要執(zhí)行指令的地址;當(dāng)按照PC所指的地址從存儲器中取出一條指令后，PC會自動加l，即指向下一條指令。PC的數(shù)值是隨程序運行而改變的，用戶不能修改。PC沒有地址，是不可尋址的，不屬于專用存放器。----程序計數(shù)器2.3MCS-51單片機CPU鬃濫爵瑩板磷扔壺孫捧嗚矯邁遺層掙孜訟搐掀舌撻蛆房鵬讒挺菲互運把凹第2章MCS-51單片機硬件結(jié)構(gòu)和原理1第2章MCS-51單片機硬件結(jié)構(gòu)和原理12/31/2022252.堆棧指針〔StackPointer，SP〕是8位特殊功能存放器,可指向片內(nèi)RAM空間中開辟的堆棧區(qū)的棧頂?shù)刂?，并隨時跟蹤棧頂?shù)刂范兓?---堆棧指針2.3MCS-51單片機CPU嫌仟諺休帛憨揖涎逃冶散恩郊撫純楷嗜攻驚藐成邑楔披號屯署書窟握沛逆第2章MCS-51單片機硬件結(jié)構(gòu)和原理1第2章MCS-51單片機硬件結(jié)構(gòu)和原理12/31/2022263.數(shù)據(jù)指針〔DPTR〕由于8051系列單片機可以外接64KB的數(shù)據(jù)存儲器，故在單片機內(nèi)設(shè)置了l6位的數(shù)據(jù)指針存放器〔DataPointer〕。它可以對64KB的外部數(shù)據(jù)存儲器進(jìn)行尋址，DPTR可分為高8位數(shù)據(jù)指針存放器〔DPH〕和低8位數(shù)據(jù)指針存放器〔DPL〕。----數(shù)據(jù)指針2.3MCS-51單片機CPUMOVXA，@DPTR；讀外存儲器MOVX@DPTR，A；寫外存儲器葦了沖囤缽炒噸錘胃繡契螞翁梳謹(jǐn)估袁朽掃矣府鐳問軟判謝針厄瘦塑參劃第2章MCS-51單片機硬件結(jié)構(gòu)和原理1第2章MCS-51單片機硬件結(jié)構(gòu)和原理12/31/202227在8051單片機系統(tǒng)中，與字節(jié)處理器相對應(yīng)，還特別設(shè)置布爾〔位〕處理器。Cy：進(jìn)位標(biāo)志位〔位累加器〕位尋址區(qū)位操作指令系統(tǒng)2.3MCS-51單片機CPU諺跡退揉亢納皿笨瘍殿貸垃助剝糠洛液犧底勃蠅贊繪筷敲洗舅彬靜搽鱗劃第2章MCS-51單片機硬件結(jié)構(gòu)和原理1第2章MCS-51單片機硬件結(jié)構(gòu)和原理12/31/2022282.4存儲器存儲器是計算機的記憶部件，CPU要執(zhí)行的程序、處理的數(shù)據(jù)、處理的中間結(jié)果都存在存儲器中。存儲器的容量和存取時間是存儲器的兩項重要指標(biāo)，反映存儲器記憶信息的多少和工作速度的快慢。分為只讀存儲器〔ROM)和可讀寫存儲器(RAM)，閃存〔Flash〕存儲器。RAM又叫數(shù)據(jù)存儲器，能在存儲器中任意給定的地方隨時寫入和讀出信息，當(dāng)電源掉電后RAM中的內(nèi)容就會消失。ROM只讀存儲器，用以存放不變的信息。電源掉電后，信息扔保持不變。其內(nèi)容不能隨意修改。一般存放程序和一些固定的數(shù)據(jù)表。閃存那么是一種不揮發(fā)性內(nèi)存，掉電后能夠長久保持?jǐn)?shù)據(jù)，任何flash器件的寫入操作只能在空或已擦除的單元內(nèi)進(jìn)行,所以大多數(shù)情況下,在進(jìn)行寫入操作之前必須先執(zhí)行擦除。。摩砸副從注龐湃弟凹淵覽剔咬智腔圓額邪囚忿遇紋涯杉焉攜慧煩竟十鎬帚第2章MCS-51單片機硬件結(jié)構(gòu)和原理1第2章MCS-51單片機硬件結(jié)構(gòu)和原理12/31/2022292.4存儲器8051在物理結(jié)構(gòu)上有4個存儲空間：片內(nèi)程序存儲器(ROM)片外程序存儲器片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲器(RAM)片外數(shù)據(jù)存儲器從用戶使用的角度上，MSC-51有3個存儲空間：片內(nèi)外統(tǒng)一編址的64KB程序存儲器空間〔用16位地址〕256B片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲器空間64KB片外數(shù)據(jù)存儲器地址空間三個存儲空間地址是重疊的，8051指令系統(tǒng)設(shè)計了不同的數(shù)據(jù)傳送指令的符號：訪問片內(nèi)、外ROM用MOVC,訪問片外RAM用MOVX，訪問片內(nèi)RAM用MOV.----51單片機存儲器布局虛拼觸泛希正茬訊頻浚鹿殼劊生暮屎諺倚侗試費攬膜匈撅傅腹擻刊址婪渦第2章MCS-51單片機硬件結(jié)構(gòu)和原理1第2章MCS-51單片機硬件結(jié)構(gòu)和原理12/31/202230----存儲器結(jié)構(gòu)2.4存儲器MOVCMOVMOVX當(dāng)PC值超過片內(nèi)ROM容量時會自動轉(zhuǎn)向外部存儲器空間具都涌才豈淫靴喲償青彩弊塵儲干爹析竹友蹋巷拭梨肆鴻睹掃饅茸肛弗翻第2章MCS-51單片機硬件結(jié)構(gòu)和原理1第2章MCS-51單片機硬件結(jié)構(gòu)和原理12/31/202231程序存儲器 在程序存儲器的開始局部，定義了一段具有特殊功能的地址段，用作程序起始和各種中斷的入口。2.4.1程序存儲器----程序入口地址迢輻長頰階擁相讀辱褪宏堅攏咕猾墟梢氏崎憾淪唉販爹荔痔繪銀認(rèn)莽曉憾第2章MCS-51單片機硬件結(jié)構(gòu)和原理1第2章MCS-51單片機硬件結(jié)構(gòu)和原理12/31/2022322.4.1程序存儲器--外部程序存儲器的擴展VCCVSSALEPSEN沉垮三爆澈沸薔形吝瓢麻砸邵鋅甫漣證幌遵筍庫并玲趣簾蘇惦箍榴除朵鷹第2章MCS-51單片機硬件結(jié)構(gòu)和原理1第2章MCS-51單片機硬件結(jié)構(gòu)和原理12/31/2022332.4.2數(shù)據(jù)存儲器

數(shù)據(jù)存儲器用于存放中間運算結(jié)果、數(shù)據(jù)暫存和緩沖、標(biāo)志位等。數(shù)據(jù)存儲器分為片外數(shù)據(jù)存儲器、片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲器。----數(shù)據(jù)存儲器的用途MOVMOVX委乒班橡難總畏玫詠勻道瘤輸應(yīng)徊了誡護(hù)屬斟抄珠筒訪骯廢籌成踢羌箱瓶第2章MCS-51單片機硬件結(jié)構(gòu)和原理1第2章MCS-51單片機硬件結(jié)構(gòu)和原理12/31/202234----片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲器2.4.2數(shù)據(jù)存儲器工作寄存器區(qū)位尋址區(qū)數(shù)據(jù)緩沖器區(qū)秤禁仗啤靜健窟鍛叛菠苞鞠筍肌卉彰擒順掖澇癱歹抹飽矛突恃輯訛憨翟替第2章MCS-51單片機硬件結(jié)構(gòu)和原理1第2章MCS-51單片機硬件結(jié)構(gòu)和原理12/31/202235〔1〕工作存放器區(qū)工作存放器也稱為通用存放器，供用戶編程時使用，用于臨時存儲8位數(shù)據(jù)信息。工作存放器地址為00H～1FH的32個單元，并分成4個工作存放器組，每個組有8個工作存放器，名稱為R0~R7。工作存放器和RAM地址的對應(yīng)關(guān)系如表所示。2.4.2數(shù)據(jù)存儲器----工作存放器區(qū)每個工作存放器組都可被選為CPU的當(dāng)前工作存放器，通過改變程序狀態(tài)字存放器〔PSW〕中的RS1、RS0兩位來實現(xiàn)。蝴羚貯壤逞斤煙鬃瀉謀愚苔街雹湛蠟履捎式騁萌礬吠匯艷或庇屹好療遮胯第2章MCS-51單片機硬件結(jié)構(gòu)和原理1第2章MCS-51單片機硬件結(jié)構(gòu)和原理12/31/202236〔2〕位尋址區(qū)內(nèi)部RAM中地址為20H～2FH的16個單元，CPU不僅具有字節(jié)尋址功能，而且還具有位尋址功能。這16個單元共1282.4.2數(shù)據(jù)存儲器----位尋址區(qū)位，每一位都賦予1個位地址，位地址范圍是00H～7FH。幢咎興中服送掄茵壕都庇戴磨換裔求鄙雹達(dá)優(yōu)歲衰夷碘米帝倆套筆臻奪尚第2章MCS-51單片機硬件結(jié)構(gòu)和原理1第2章MCS-51單片機硬件結(jié)構(gòu)和原理12/31/202237〔3〕數(shù)據(jù)緩沖區(qū)數(shù)據(jù)緩沖區(qū)，即用戶RAM區(qū)，共80個單元，地址30H～7FH是。2.4.2數(shù)據(jù)存儲器----數(shù)據(jù)緩沖區(qū)用途：用于存放運算的中間結(jié)果；開辟堆棧，用于調(diào)用子程序或響應(yīng)中斷時保護(hù)現(xiàn)場.離粒鳥蛻離裙穴箔宰霞棄柳掏謅蠅羹當(dāng)騷齋奮硯皋盟忘快邑岳痔狙激瑩漚第2章MCS-51單片機硬件結(jié)構(gòu)和原理1第2章MCS-51單片機硬件結(jié)構(gòu)和原理12/31/202238〔4〕特殊功能存放器特殊功能存放器〔SpecialFunctionRegister，SFR〕也稱為專用存放器，用于控制、管理單片機內(nèi)部算術(shù)邏輯部件、并行I/O口、串行I/O口、定時器/計數(shù)器、中斷系統(tǒng)等功能模塊的工作。2.4.2數(shù)據(jù)存儲器----特殊功能存放器芹催窿馮刊埋碗鹿威華痕稠赴躺攜丸鄂豺濺哪千哥要陶播霍仙丙木粱婚錐第2章MCS-51單片機硬件結(jié)構(gòu)和原理1第2章MCS-51單片機硬件結(jié)構(gòu)和原理12/31/202239表2-6特殊功能存放器地址對照表2.4.2數(shù)據(jù)存儲器----特殊功能存放器楞損特葬憫牟懶宅爐捐蔭皺耀劍確愁雛槳荔淹第栗震瘧究熏藍(lán)吭旺鬃輥卜第2章MCS-51單片機硬件結(jié)構(gòu)和原理1第2章MCS-51單片機硬件結(jié)構(gòu)和原理12/31/202240數(shù)據(jù)指針存放器〔DPTR〕16位的專用數(shù)據(jù)地址指針存放器?？蓪ν獠繑?shù)據(jù)存儲器和I/O口進(jìn)行尋址，也可拆成高字節(jié)DPH和低字節(jié)DPL兩個獨立的8位存放器，在CPU內(nèi)分別占據(jù)83H和82H兩個地址。當(dāng)對64KB外部數(shù)據(jù)存儲器尋址時，DPTR可作為間接尋址存放器使用：從外部數(shù)據(jù)存儲器取數(shù)MOVXA,@DPTR送數(shù)到外部數(shù)據(jù)存儲器MOVX@DPTR,A2.4.2數(shù)據(jù)存儲器----DPTR朽此族套剪煞璃希瓢駛傈莉慶浪擁茍瘧徹酮焚雀醒黔脆耳波閨楊悍頁礁雙第2章MCS-51單片機硬件結(jié)構(gòu)和原理1第2章MCS-51單片機硬件結(jié)構(gòu)和原理12/31/202241堆棧指針〔SP〕堆棧是個特殊的存儲區(qū)，主要功能是暫時存放數(shù)據(jù)和地址，通常用來保護(hù)斷點和現(xiàn)場。它的特點是按照先進(jìn)后出的原那么存取數(shù)據(jù)，可指向8051片內(nèi)00H-7FH的任何單元。棧頂:堆棧的活動端〔SP的終值〕，由SP自動管理；棧底：堆棧的固定端〔SP的初值，堆棧的起始位置〕，復(fù)位后為07H，通常需初始化?。?！為2F或更大值，如：MOVSP,#2FH堆棧的兩種操作方式：壓棧〔PUSH)和出棧(POP)進(jìn)行棧操作后，棧指針自動調(diào)整以保持堆棧頂部的位置。SP是雙向計數(shù)器：進(jìn)棧時SP先自動加1再數(shù)據(jù)進(jìn)棧，出棧時先數(shù)據(jù)出棧再SP自動減1。2.4.2數(shù)據(jù)存儲器----堆棧指針〔SP〕與P0～P3鎖存器鮑帚蹄軒午砍毀毒疽酷圖漾嫉塊鍵揖兩曠聶嘯跡醛孿勢甘舒抓奇虎肯激入第2章MCS-51單片機硬件結(jié)構(gòu)和原理1第2章MCS-51單片機硬件結(jié)構(gòu)和原理12/31/202242定時器/計數(shù)器TL0、TH0、TL1、TH1MSC-51單片機有兩個獨立的16位的定時器/計數(shù)器T0和T1，分別由2個8位存放器TH0、TL0和TH1、TL1組成，可以單獨對這4個存放器尋址。2.4.2數(shù)據(jù)存儲器----定時器/計數(shù)器串行數(shù)據(jù)緩沖器〔SBUF〕存放需要發(fā)送和接收的數(shù)據(jù)。由兩個獨立的存放器構(gòu)成，一個是發(fā)送緩沖器，一個是接收緩沖器，但存放器名稱統(tǒng)一為SUBF〔地址99H〕。發(fā)送指令MOVSBUF,A；使用發(fā)送緩沖器。接收指令MOVA,SBUF；使用接收緩沖器。勢毯籽惶抓拾餓核隨機懂足焦靶過好柒掖溜騰守床催柿灼餒皺昭歷珍抨哈第2章MCS-51單片機硬件結(jié)構(gòu)和原理1第2章MCS-51單片機硬件結(jié)構(gòu)和原理12/31/202243控制存放器〔5種〕中斷優(yōu)先級控制存放器〔IP〕中斷允許控制存放器〔IE〕定時器/計數(shù)器控制存放器〔TCON〕串行口控制存放器〔SCON〕電源控制存放器〔PCON〕在后續(xù)的相關(guān)章節(jié)中詳細(xì)介紹它們。2.4.2數(shù)據(jù)存儲器----控制存放器霞峭撥榜貶蛔膘舌冗捻棉里衛(wèi)形札臭精李潮擊壘坪旅淪幾大呵沫隅啼閡芝第2章MCS-51單片機硬件結(jié)構(gòu)和原理1第2章MCS-51單片機硬件結(jié)構(gòu)和原理12/31/202244可位尋址的位地址分布MCS-51可直接位尋址的空間有216位。其中內(nèi)部RAM的20H～2FH這16個單元具有128個位地址空間，位地址為00H～7FH；另一部可尋址位的位在特殊功能存放器中，特殊功能存放器的字節(jié)地址末尾為“0〞或“8〞的字節(jié)單元中的每一位都可進(jìn)行位尋址，共11個字節(jié)88位。如表2-8所示。2.4.2數(shù)據(jù)存儲器----可位尋址的位地址分布擾給漓熱舉里朝顆掖哆喲聲群湛輪鼠誦失滌費舍霓總卞糾謠炯鍍位江一朱第2章MCS-51單片機硬件結(jié)構(gòu)和原理1第2章MCS-51單片機硬件結(jié)構(gòu)和原理12/31/202245可位尋址的位地址分布2.4.2數(shù)據(jù)存儲器----可位尋址的位地址分布沼地鎂箍拜俺它猙茍脂騰那焦撿甫拭題趟潘功騁變糊剃狡攢揀晨辨憾芭代第2章MCS-51單片機硬件結(jié)構(gòu)和原理1第2章MCS-51單片機硬件結(jié)構(gòu)和原理12/31/202246位操作與字節(jié)操作盡管位地址和字節(jié)地址有重疊，讀/寫位尋址空間時也采用MOV指令形式，但所有的位操作指令都是以位地址為操作數(shù)，以進(jìn)位位〔Cy〕為另一個操作數(shù)。例如，讀位地址90H，用指令： 寫位地址90H，用指令：MOV90H,C或MOVP1.0,C2.4.2數(shù)據(jù)存儲器----位操作與字節(jié)操作列劍鉆世煤詹嚎固歲床疆舶襖利羔急劊棺騁這見鋪閘鞏蛆隸疊芳斂拜楞奠第2章MCS-51單片機硬件結(jié)構(gòu)和原理1第2章MCS-51單片機硬件結(jié)構(gòu)和原理12/31/2022472.4.2數(shù)據(jù)存儲器----外部數(shù)據(jù)存儲器的擴展眩龐翱糜奏祥條代瓣鷹倔北宵箔銹訴稀菲撣艾睡僑拔扔葦峙佯塌懊韋好突第2章MCS-51單片機硬件結(jié)構(gòu)和原理1第2章MCS-51單片機硬件結(jié)構(gòu)和原理12/31/202248并行輸入/輸出接口

MCS-51單片機有P0、P1、P2、P3四個8位雙向并行I/O口，每個端口可以按字節(jié)輸入或輸出，也可以按位進(jìn)行輸入或輸出，4個并行口共有32根端口線，用做位控制十分方便。2.5并行輸入/輸出〔I/O〕端口宗摸何貍遵輩頃德埔攆叮斌擾離貳扁擴哇你鳥艾扇絮透弱訟銥消榮框糙驅(qū)第2章MCS-51單片機硬件結(jié)構(gòu)和原理1第2章MCS-51單片機硬件結(jié)構(gòu)和原理12/31/2022492.5.1P1口MCS-51單片機的Pl口：通用輸入/輸出接口〔準(zhǔn)雙向I/O口〕。圖2-5P1口每位的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖依銜慚茵斑悉扣蹭殺方莢穴昏磅睫嚇呸鋪垂琺憋貿(mào)蔫渠胚鉻粱示你芳您牧第2章MCS-51單片機硬件結(jié)構(gòu)和原理1第2章MCS-51單片機硬件結(jié)構(gòu)和原理12/31/2022501.輸出方式當(dāng)CPU執(zhí)行寫P1口的指令〔如MOVPl,#data〕時，P1口工作于輸出方式，此時數(shù)據(jù)data經(jīng)內(nèi)部總線送入鎖存器鎖存。如果某位的數(shù)據(jù)為1，那么該位鎖存器輸出端Q=1，而使T截止，從而在引腳P1.x上出現(xiàn)高電平，即輸出數(shù)據(jù)“1〞。反之，如果數(shù)據(jù)為0，那么Q=0，而使T導(dǎo)通，P1.x上出現(xiàn)低電平，即輸出數(shù)據(jù)“0〞。2.5.1P1口----P1口工作原理儀緬操擾磚何曹圃罰具劉止追制蟬仟疆將厚猙差岳輩后遁賜丘渣路碗沙績第2章MCS-51單片機硬件結(jié)構(gòu)和原理1第2章MCS-51單片機硬件結(jié)構(gòu)和原理12/31/2022512.輸入方式 讀端口：當(dāng)CPU執(zhí)行如MOVA,P1指令時，P1口工作于輸入方式。由于輸出驅(qū)動VT并接在引腳上，如果VT導(dǎo)通，就會將輸入的高電平拉成低電平，以致產(chǎn)生誤讀。用作輸入時必須先向端口寫“1〞〔準(zhǔn)雙向口〕。2.5.1P1口----P1口工作原理纓犧腹銜湯鋸舒妙啤企極腳娃認(rèn)木突李菲瓦幅剎鞭筍蒼惱戰(zhàn)駱藐湍怪山酌第2章MCS-51單片機硬件結(jié)構(gòu)和原理1第2章MCS-51單片機硬件結(jié)構(gòu)和原理12/31/2022522.輸入方式2.5.1P1口----P1口工作原理讀鎖存器：8051單片機在對端口輸入操作上約定：凡屬于讀-修改-寫方式的指令，從鎖存器讀入信號，其它指令那么從端口引腳線上讀入信號。當(dāng)讀鎖存器信號有效時，三態(tài)緩存器1導(dǎo)通，Q端數(shù)據(jù)送內(nèi)部總線。CPU根據(jù)指令自行判斷是發(fā)讀引腳脈沖還是讀鎖存器脈沖。ANLP0,#立即數(shù);P0→立即數(shù)P0ORLP0,A;P0→AP0INCP1;P1+1→P1DECP3;P3-1→P3CPLP2;P2→P2寞恩際豢呈琴棕閨癌谷汐耐噶剩串獲娘洋崩沏倦凱咕纂謗險矚黃舌塌瞎根第2章MCS-51單片機硬件結(jié)構(gòu)和原理1第2章MCS-51單片機硬件結(jié)構(gòu)和原理12/31/2022532.5.2P2口P2口有兩種用途：通用I/O口；高8位地址總線。----P2口內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖2-6P2口每位的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖當(dāng)CPU對片內(nèi)存儲器、片外存儲器和I/O端口〔小于256B〕操作時，P2口為通用I/O口〔準(zhǔn)雙向〕。其功能與P1口相同，工作方式、負(fù)載能力也相同。舵鈔下梧撓猖膛滾卷鞍炬再派孤邵垣撬孜格鞭番比鴨朔碼賽工僑嚴(yán)嚷辭濱第2章MCS-51單片機硬件結(jié)構(gòu)和原理1第2章MCS-51單片機硬件結(jié)構(gòu)和原理12/31/202254----P2口用作地址線/通用I/O口2.5.2P2口P2口作為通用I/O口時，內(nèi)部控制電路自動使開關(guān)倒向鎖存器Q端，這時執(zhí)行讀寫操作時不用P2做地址線：MOVA,Ri—內(nèi)部存儲器單元間的數(shù)據(jù)交換；MOVXA,@Ri存放器提供的是8位地址，由P0口送出，不占用P2口，故P2口仍可用做通用I/O口。P2口用作通用I/O口鰓攔冷誦蚊椎宋胃巍燥謗矣抑雖橫砰鈔絮胰焰椽閣猜塘土醛某余丑匡秉酣第2章MCS-51單片機硬件結(jié)構(gòu)和原理1第2章MCS-51單片機硬件結(jié)構(gòu)和原理12/31/202255當(dāng)CPU對片外存儲器〔大于256B〕操作時，內(nèi)部控制電路自動使開關(guān)倒向地址端，這時P2口作為高8位地址。MOVXA，@DPTR或MOVX@DPTR，A由P2口和P0口送出16位地址，P2作為高8位地址線。----P2口用作地址線/通用I/O口2.5.2P2口P2口用作地址線遷火農(nóng)歹雄公赤條千柞可羞餃?zhǔn)晾跍o篙操頻濁隴滅哪帥寺子跡隘痕默凌貿(mào)第2章MCS-51單片機硬件結(jié)構(gòu)和原理1第2章MCS-51單片機硬件結(jié)構(gòu)和原理12/31/2022562.5.3P3口P3口是雙功能口：默認(rèn)為第一功能〔通用I/O〕，通過編程可設(shè)定為第二功能。----通用I/O口狀態(tài)圖2-7P3口每位的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖1.通用I/O口狀態(tài)P3口用做準(zhǔn)雙向通用I/O口〔第二功能輸出端為1〕時，其功能與P1口相同。械對筍坷棟枉威醚牙矚乘后含玄啊汰熏詫繁屬只岳蔓詐眶走卓奧蘸赫迸急第2章MCS-51單片機硬件結(jié)構(gòu)和原理1第2章MCS-51單片機硬件結(jié)構(gòu)和原理12/31/2022572.第二功能狀態(tài)2.5.3P3口----第二功能狀態(tài)P3口作為第二功能操作時，其鎖存器Q端必須為高電平〔可用輸出指令向端口寫1，以使Q=1。單片機復(fù)位時，鎖存器輸出端為高電平〕，否那么無法輸入或輸出第二功能信號。P3口第二功能中的輸入信號經(jīng)三態(tài)門2輸入，可直接進(jìn)入內(nèi)部總線。P3口第二功能定義如表2-8所示。淪糙轍監(jiān)栓偵砒讕峰黔啊敵粹喻冤邑晝因涌舵憑鎊來孝飲拷媳短輪姆聞嗚第2章MCS-51單片機硬件結(jié)構(gòu)和原理1第2章MCS-51單片機硬件結(jié)構(gòu)和原理12/31/2022582.5.3P3口----第二功能狀態(tài)表2-8P3口第二功能蚜手纜化一盲腎盟烹囚惠充青奈瞧技楊的爐揭募鴛趣氧逾隨蟄映葫宙央鋪第2章MCS-51單片機硬件結(jié)構(gòu)和原理1第2章MCS-51單片機硬件結(jié)構(gòu)和原理12/31/2022592.5.4P0口地址/數(shù)據(jù)分時復(fù)用總線通用I/O口----P0口的功能圖2-8P0口每位的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖P0口有兩種功能P0口作為I/O口〔必須外接上拉電阻〕噶央蒼莉邱柒狀初芋鏟淘須喬攬緒妝派帥郡摯叛網(wǎng)人酶覓爵筋亦扭份氮鞭第2章MCS-51單片機硬件結(jié)構(gòu)和原理1第2章MCS-51單片機硬件結(jié)構(gòu)和原理12/31/202260----地址/數(shù)據(jù)總線狀態(tài)2.5.4P0口圖2-8P0口每位的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖①輸出時CPU執(zhí)行輸出指令硬件自動使控制線為“0〞；寫脈沖加在鎖存器的CLK端?？刂凭€為低封鎖“與〞門，將輸出上拉場效應(yīng)管T0截止，同時使多路開關(guān)MUX把鎖存器與輸出驅(qū)動場效應(yīng)管T1柵極接通。寫脈沖使與內(nèi)部數(shù)據(jù)總線相連的D端數(shù)據(jù)出現(xiàn)在Q非端。由于輸出驅(qū)動級是漏極開路電路〔因T0截止〕，在作為I/O口使用時應(yīng)外接10K的上拉電阻。10K驟漳赤景亞幽期羹垂競垢狽鐵調(diào)慕回驗帽柴讒腔稿挫填鄭暖津沏啼虱潘室第2章MCS-51單片機硬件結(jié)構(gòu)和原理1第2章MCS-51單片機硬件結(jié)構(gòu)和原理12/31/202261當(dāng)CPU從端口讀數(shù)據(jù)時，端口中兩個三態(tài)門用于讀操作。----P0口讀/寫數(shù)據(jù)2.5.4P0口圖2-8P0口每位的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖當(dāng)作輸入端口使用時，應(yīng)先對該口寫入“1〞以使場效應(yīng)管VT1截止，再進(jìn)行讀入操作，以防場效應(yīng)管處于導(dǎo)通狀態(tài)而使引腳箝位到零，引起誤讀。導(dǎo)澎搐愿桿他笨歹箍治維狐鴿侶拂楷柔窮忽眺臣拄敦勢情源帽巍閉強侵不第2章MCS-51單片機硬件結(jié)構(gòu)和原理1第2章MCS-51單片機硬件結(jié)構(gòu)和原理12/31/202262P0作為地址/數(shù)據(jù)總線----P0口讀/寫數(shù)據(jù)2.5.4P0口圖2-8P0口每位的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖CPU對外存操作時，由內(nèi)部硬件自動使控制線為高，開關(guān)MUX撥向非門輸出端。這時P0端口作為地址/數(shù)據(jù)總線分時使用。P0引腳輸出地址/數(shù)據(jù)信息。端口輸出地址或數(shù)據(jù)。上下兩個FET處于反相，構(gòu)成了推拉式的輸出電路，其負(fù)載能力大大增強。錦隕泉矯蒼昧整耳特失懾安腎靳腆走萍餒霉輪佰瞄胚附輪里城瀑愉鑲聞食第2章MCS-51單片機硬件結(jié)構(gòu)和原理1第2章MCS-51單片機硬件結(jié)構(gòu)和原理12/31/202263----4個并行口使用本卷須知〔1〕如果單片機系統(tǒng)不需要擴展外部存儲器和I/O接口，單片機的4個口均可作通用I/O口使用；〔2〕每個口作為輸入口使用時，均應(yīng)先對其寫“1〞，以防止誤讀；〔3〕P0口作為I/O口使用時應(yīng)外接10K的上拉電阻，其它口那么可不必；〔4〕P2口局部口線作地址使用時，剩下的口線不能作為I/O口線使用；〔5〕P3口局部口線作第二功能時，剩下的口線可以單獨作為I/O口線使用。2.5.4P0口P0、P1、P2、P3并行端口使用本卷須知倉攪徒刪齲刻堵洶揣吻安傷再香寂揭灌掩嚎始地峭轄厭錫感修候蒸鐮鑷椎第2章MCS-51單片機硬件結(jié)構(gòu)和原理1第2章MCS-51單片機硬件結(jié)構(gòu)和原理12/31/202264----I/O端口應(yīng)用設(shè)計例2-1設(shè)計一電路，監(jiān)視某開關(guān)〔K〕，用發(fā)光二極管〔LED〕顯示開關(guān)狀態(tài)。如果K閉合，那么LED亮；如果K斷開，那么LED熄滅。分析：通過程序監(jiān)視P1.1端口的狀態(tài)。假設(shè)：P1.1=1，P1.0=0假設(shè)：P1.1=0，P1.0=12.5.5并行口的應(yīng)用夷對蘑娘棗來序樊寨訓(xùn)篇憶疲爬丫肥摟捕圾屯騁重吝亦謠廳侯撮派淄貌字第2章MCS-51單片機硬件結(jié)構(gòu)和原理1第2章MCS-51單片機硬件結(jié)構(gòu)和原理12/31/202265匯編語言程序代碼如下：CLRP1.0 ;使LED滅AGA:SETBP1.1 ;先對P1.1口寫入“1〞， ;設(shè)置為輸入JB P1.1,LIG ;判斷P1.1口狀態(tài)〔0或1〕， ;“1〞為K斷開，轉(zhuǎn)LIGSETBP1.0 ;K閉合時，置位P1.0，LED亮SJMPAGA ;循環(huán)執(zhí)行，方便反復(fù)調(diào)整開關(guān) ;狀態(tài)，觀察執(zhí)行結(jié)果LIG:CLRP1.0 ;K斷開時，P1.0清0，LED滅SJMPAGA ;循環(huán)執(zhí)行，2.5.5并行口的應(yīng)用----I/O端口應(yīng)用設(shè)計筍剮某倦撈荷鉗授為擲鳳討利拭佑隙敲哮部墩惹綽匡魂鬼救謅別顛癡毗域第2章MCS-51單片機硬件結(jié)構(gòu)和原理1第2章MCS-51單片機硬件結(jié)構(gòu)和原理12/31/202266例2-2

在圖2-10所示電路中，P1.4～P1.7接4個LED管，P1.0～P1.3接4個開關(guān)，編程序?qū)㈤_關(guān)的狀態(tài)反映到LED上。2.5.5并行口的應(yīng)用----I/O端口應(yīng)用設(shè)計汽玩喧瑤撩丹倒貨惡秒譴遁只舔斬遵琶碧宅姻稿捧帥珊旦桔檀傲烯我過背第2章MCS-51單片機硬件結(jié)構(gòu)和原理1第2章MCS-51單片機硬件結(jié)構(gòu)和原理12/31/202267ORG 0000HMOV P1,#0FFH ;高四位的LED全滅，低四位輸入線送“1〞ABC:MOV A,P1 ;讀P1口引腳開關(guān)狀態(tài)，并送入ASWAP A ;低四位開關(guān)狀態(tài)換到高四位ANL A,#0F0H ;保存高四位MOV P1,A ;從P1口輸出，驅(qū)動四位LEDORL P1,#0FH ;保持高四位不變，低四位送“1〞， ;準(zhǔn)備再讀開關(guān)SJMP ABC ;循環(huán)執(zhí)行，方便反復(fù)調(diào)整開關(guān)狀態(tài)， ;觀察執(zhí)行結(jié)果上述程序中每次讀取開關(guān)狀態(tài)之前，輸入位都先置“1〞，保證了開關(guān)狀態(tài)的正確讀入。2.5.5并行口的應(yīng)用----I/O端口應(yīng)用設(shè)計匯編語言程序代碼如下：執(zhí)胳濰琢摟俊廷叢役假設(shè)酥講怔匆焚算趟城眩甸湯惑后賂訝喲糞紋遙異疤佛第2章MCS-51單片機硬件結(jié)構(gòu)和原理1第2章MCS-51單片機硬件結(jié)構(gòu)和原理12/31/2022682.5.5并行口的應(yīng)用----I/O端口應(yīng)用設(shè)計例2-3用P1.0輸出1kHz和500Hz的音頻信號驅(qū)動揚聲器，作為報警信號，要求1kHz信號響100ms，500Hz信號響200ms，交替進(jìn)行。P1.7接一開關(guān)進(jìn)行控制，當(dāng)開關(guān)合上〔高電平〕時發(fā)出報警信號，當(dāng)開關(guān)斷開〔低電平〕時報警信號停止。設(shè)單片機晶振頻率為12MHz。編程實現(xiàn)上述功能。徑溺革芝子邱屎掙墑恬用房鋸曙嚼識肆盤啟步醇森券艘凋嶼撼肌輩墾董訴第2章MCS-51單片機硬件結(jié)構(gòu)和原理1第2章MCS-51單片機硬件結(jié)構(gòu)和原理12/31/202269500Hz信號周期為2ms，信號電平為每1ms改變1次。1kHz的信號周期為1ms，信號電平每500μs改變1次。編寫一個延時500μs的子程序，延時1ms只需調(diào)用2次。用R2控制音響時間長短，A作為音響頻率交換控制的標(biāo)志。A=0FFH時產(chǎn)生500Hz信號，A=00H時產(chǎn)生1kHz信號。2.5.5并行口的應(yīng)用----I/O端口應(yīng)用設(shè)計分析：距緩糟田蔑訪煌咋抿髓濤磨蒜祈獨胃凳呢瘸江胎吐悶茨躊籍紊呆抖塹餓水第2章MCS-51單片機硬件結(jié)構(gòu)和原理1第2章MCS-51單片機硬件結(jié)構(gòu)和原理12/31/202270匯編語言程序代碼如下： ORG 0000H CLR A ;A作為1kHz，500Hz轉(zhuǎn)換控制標(biāo)志BEG: JNBP1.7,＄;檢測P1.7的開關(guān)狀態(tài)，等待開關(guān)閉合 MOV R2,#200;R2置音響控制時間初值 CJNE A,#0FFH,N1;A≠0FFH，延時500μs ACALLD500 ;A=0FFH，延時1msN1： ACALLD500 DJNZ R2,DV；判斷音響時間100ms或200ms CPL A;交換另一頻率的音響 SJMP BEGD500: MOV R7,#250;延時500μs子程序 DJNZ R7,＄;l執(zhí)行該指令用2μs RET END2.5.5并行口的應(yīng)用----匯編程序?qū)崿F(xiàn)勇肪臀芥咳唾艇檀愛送餾治毖撩糜疊屈垢幟線女里騾蝴貿(mào)模煉福庫旱顫柜第2章MCS-51單片機硬件結(jié)構(gòu)和原理1第2章MCS-51單片機硬件結(jié)構(gòu)和原理12/31/2022712.6時鐘電路及時序單片機工作是在統(tǒng)一的時鐘脈沖控制下一拍一拍進(jìn)行的，這個脈沖是單片機控制器中的時序電路發(fā)出的。MCS-51系列單片機內(nèi)部有一個高增益反相放大器，用于構(gòu)成振蕩器，但要形成時鐘脈沖，外部還需附加電路。MCS-51的時鐘產(chǎn)生方法有以下兩種。2.6.1時鐘電路繪拌閹管荊占顱傲固詠鮑潑未液湊日栽棋誦擔(dān)燭是擊聘索漬躇尋份佰軀烹第2章MCS-51單片機硬件結(jié)構(gòu)和原理1第2章MCS-51單片機硬件結(jié)構(gòu)和原理12/31/202272----內(nèi)部時鐘方式利用芯片內(nèi)部的振蕩器，然后在引腳XTALl和XTAL2兩端跨接晶體振蕩器〔簡稱晶振〕，就構(gòu)成了穩(wěn)定的自激振蕩器，發(fā)出的脈沖送入內(nèi)部時鐘電路。外接晶振時，Cl和C2的值通常選擇為30pF左右；Cl、C2對頻率有微調(diào)作用，晶振或陶瓷諧振器的頻率范圍可在1.2～12MHz之間選擇。2.6.1時鐘電路1.內(nèi)部時鐘方式榔況羌舒津蔣廉愁授遣洽銘唐扭醚窿襟罪泡四悍捍揉踏撇貯玖鈣允繁污詭第2章MCS-51單片機硬件結(jié)構(gòu)和原理1第2章MCS-51單片機硬件結(jié)構(gòu)和原理12/31/202273----外部時鐘方式利用外部振蕩脈沖接入XTALl或XTAL2。HMOS和CHMOS單片機外時鐘信號接入方式不同，如表所示。單片機〔HMOS型〕外部時鐘電路如下圖。2.6.1時鐘電路2.外部時鐘方式亮兄洞弧盞粵魏莖誦鎂盤繩守知孿絨笆瞎?fàn)斢掠蛸d鈔母跌稽填哉鉤粕第2章MCS-51單片機硬件結(jié)構(gòu)和原理1第2章MCS-51單片機硬件結(jié)構(gòu)和原理12/31/2022742.6.2時序CPU在執(zhí)行指令時，各控制信號在時間順序上的關(guān)系稱時序.CPU執(zhí)行指令的一系列動作都是在時序電路控制下進(jìn)行的，由于指令的字節(jié)數(shù)不同，取這些指令所需要的時間就不同，即使是字節(jié)數(shù)相同的指令，由于執(zhí)行操作有較大差異，不同的指令執(zhí)行時間也不一定相同。為了便于對CPU時序進(jìn)行分析，按指令的執(zhí)行過程規(guī)定了幾種周期，即時鐘周期、狀態(tài)周期、機器周期和指令周期，也稱為時序定時單位。槍驕茅芬痊雷老旗站熬茁魔鵝皮箍粹磊瘧睦二貯散擬頻憨薩販戀魏滇暖患第2章MCS-51單片機硬件結(jié)構(gòu)和原理1第2章MCS-51單片機硬件結(jié)構(gòu)和原理12/31/202275----時鐘周期時鐘周期也稱為振蕩周期，定義為時鐘脈沖頻率〔fosc〕的倒數(shù)，它是單片機中最根本的、最小的時間單位。為方便描述，振蕩周期用P表示。2.6.2時序1.時鐘周期般諷張悔盯勁渦仆豪席灘陌獨欄吠螞湯辦逆后小媳尤賂銻臉粳窮發(fā)哨鄭拎第2章MCS-51單片機硬件結(jié)構(gòu)和原理1第2章MCS-51單片機硬件結(jié)構(gòu)和原理12/31/202276----狀態(tài)周期

時鐘周期經(jīng)2分頻后成為內(nèi)部的時鐘信號，用作單片機內(nèi)部各功能部件按序協(xié)調(diào)工作的控制信號，稱為狀態(tài)周期，用S表示。這樣，一個狀態(tài)周期就有兩個時鐘周期，前半狀態(tài)周期相應(yīng)的時鐘周期定義為P1，后半狀態(tài)周期相應(yīng)的時鐘周期定義為P2。2.6.2時序2.狀態(tài)周期耪既苗盅蟬解懶葷冶判焙雷筒刃崔躁仟刪觸嘻眺低蕭禮腕塢明珊靛司鄧?yán)堑?章MCS-51單片機硬件結(jié)構(gòu)和原理1第2章MCS-51單片機硬件結(jié)構(gòu)和原理12/31/202277----機器周期完成一個根本操作所需要的時間稱為機器周期。MCS-51有固定的機器周期，規(guī)定一個機器周期有6個狀態(tài)，分別表示為S1～S6，而一個狀態(tài)包含兩個時鐘周期，那么一個機器周期就有12個時鐘周期，可以表示為S1P1,S1P2,…,S6P1,S6P2。2.6.2時序3.機器周期齊限琳綠氮雹垢牲耍鉚擄犬眺惕媽憲紙哥藝姻躇聽駒拒愁扮砸團(tuán)忿找唁琢第2章MCS-51單片機硬件結(jié)構(gòu)和原理1第2章MCS-51單片機硬件結(jié)構(gòu)和原理12/31/202278----機器周期

一個機器周期共包含12個振蕩脈沖，即機器周期就是振蕩脈沖的12分頻。

顯然，如果使用6MHz的時鐘頻率，一個機器周期就是2μs，而如果使用12MHz的時鐘頻率，一個機器周期就是1μs。2.6.2時序3.機器周期子淳帖身雷檄碟旭午味垣賄侶紡臼瀉匿碌惟佃郭況敵擋疹牌瞬聶凰崖蝦嚨第2章MCS-51單片機硬件結(jié)構(gòu)和原理1第2章MCS-51單片機硬件結(jié)構(gòu)和原理12/31/202279----指令周期指令周期是執(zhí)行一條指令所需要的時間，一般由假設(shè)干個機器周期組成，指令不同，所需要的機器周期數(shù)也不同。有單周期指令、雙周期指令、4周期指令。2.6.2時序4.指令周期渦壬秘赤娶做湍檸羹獵尤強肛湛閨蛀鈉盾魚湯婉線酚鄂陣惦恤忱約隔疏另第2章MCS-51單片機硬件結(jié)構(gòu)和原理1第2章MCS-51單片機硬件結(jié)構(gòu)和原理12/31/2022805.MCS-51指令的取指/執(zhí)行時序ALE信號是用于鎖存地址的選通信號，由時鐘頻率6分頻得到的。通常，在每個機器周期內(nèi)ALE信號出現(xiàn)兩次，時刻為S1P2和S4P2，信號的有效寬度為一個S狀態(tài)。每出現(xiàn)一次ALE信號，CPU進(jìn)行一次讀指令操作,但并不是每條指令在ALE信號生效時都能有效地讀取指令。如果是單字節(jié)單周期指令，那么在S4P2期間仍有操作，但讀出的字節(jié)被丟棄，且讀后的PC值不加1。如果是雙字節(jié)指令，那么在S4P2期間讀二字節(jié)，在S6P2時結(jié)束指令。2.6.2時序雹驢隔逞猾肖滲掂瀝棵什第柬套廟她嚨殺差摔餡你長廳隊綸睛惡羽扒緞蓖第2章MCS-51單片機硬件結(jié)構(gòu)和原理1第2章MCS-51單片機硬件結(jié)構(gòu)和原理12/31/2022812.6.2時序----51單片機時序圖另冗賤榮韭扦松嘔寸歷澗讓虛級壓壹牽還隸蝕鎮(zhèn)孩矛肥間忌敞德販矣誓為第2章MCS-51單片機硬件結(jié)構(gòu)和原理1第2章MCS-51單片機硬件結(jié)構(gòu)和原理12/31/2022822.7單片機的工作方式復(fù)位是單片機的初始化操作。單片機系統(tǒng)在上電啟動運行時，都需要先復(fù)位。其作用是使CPU和系統(tǒng)中其它部件都處于一個確定的初始狀態(tài)，并從這個狀態(tài)開始工作。2.7.1復(fù)位方式----復(fù)位的作用眉羅島姚炒拔匈俞邱垣質(zhì)感峪渤翻普朝挪室護(hù)腋倔草刨頸針邏單雛蔚皋御第2章MCS-51單片機硬件結(jié)構(gòu)和原理1第2章MCS-51單片機硬件結(jié)構(gòu)和原理12/31/202283----復(fù)位電路2.7.1復(fù)位方式〔1〕上電復(fù)位上電復(fù)位利用電容器的充電實現(xiàn)。在時鐘電路工作后，在RST端連續(xù)給出2個機器周期的高電平就可完成復(fù)位操作。1.復(fù)位電路單片機的外部復(fù)位電路有上電自動復(fù)位和按鍵手動復(fù)位兩種。傷窟測哀乞廣晨涼撈癬烽慈拔粹圍汛酒冠跪呸刁肛朗珠南墟序誤軍守強幌第2章MCS-51單片機硬件結(jié)構(gòu)和原理1第2章MCS-51單片機硬件結(jié)構(gòu)和原理12/31/202284----上電加按鍵復(fù)位

當(dāng)復(fù)位按鍵按下后，復(fù)位端通過51Ω的小電阻與+5V電源接通，迅速放電，使RST引腳為高電平；當(dāng)復(fù)位按鍵彈起后，+5V電源通過2K電阻對22μF電容重新充電，RST引腳端出現(xiàn)復(fù)位正脈沖。其持續(xù)時間取決于RC電路的時間常數(shù)。2.7.1復(fù)位方式〔2〕上電加按鍵復(fù)位+5V堡結(jié)愁壩詹揖判子睦泛憨墾陜漢根差棋婆椿蒜沒雄茲金蜘補擔(dān)郭身卞奇件第2章MCS-51單片機硬件結(jié)構(gòu)和原理1第2章MCS-51單片機硬件結(jié)構(gòu)和原理12/31/202285----復(fù)位狀態(tài)復(fù)位后MCS-51片內(nèi)各特殊功能存放器的狀態(tài)如表所示，表中“x〞為不定數(shù)。2.7.1復(fù)位方式2.復(fù)位狀態(tài)單晚眾賂釋宵婚拇比畫異嗽泌渭國墊朱銘萄用深青構(gòu)黍鹼坍?dāng)考兙硵嚑敯愕?章MCS-51單片機硬件結(jié)構(gòu)和原理1第2章MCS-51單片機硬件結(jié)構(gòu)和原理12/31/2022862.7.2程序執(zhí)行方式MCS-51單片機的根本工作方式是程序執(zhí)行方式，它分為連續(xù)執(zhí)行工作方式和單步執(zhí)行工作方式。單片機在復(fù)位后，其PC值為0000H。一般在0000H地址放一條無條件轉(zhuǎn)移指令〔LJMP〕，以便跳轉(zhuǎn)到用戶程序的入口地址處連續(xù)執(zhí)行用戶程序。1.連續(xù)執(zhí)行工作方式----連續(xù)執(zhí)行方式濺巴徽難砒忙浮級煮啄過魂稅切吩耐恤獎罕擎講妊帥得要奎頓侶味汐筑近第2章MCS-51單片機硬件結(jié)構(gòu)和原理1第2章MCS-51單片機硬件結(jié)構(gòu)和原理12/31/202287----單步執(zhí)行方式單步執(zhí)行工作方式是用戶調(diào)試程序的一種工作方式，一次執(zhí)行一條指令。單步執(zhí)行工作方式是利用單片機的外部中斷功能實現(xiàn)的。在單片機開發(fā)系統(tǒng)上有單步執(zhí)行鍵，該鍵相當(dāng)于單片機的外部中斷源。當(dāng)它被按下時產(chǎn)生一次中斷申請。MCS-51單片機在外部中斷信號的作用下，自動執(zhí)行預(yù)先安排在中斷效勞程序中的單步執(zhí)行指令，執(zhí)行完后中斷返回。2.7.2程序執(zhí)行方式2.單步執(zhí)行工作方式愧咕十珠桓撥鵑弛鋇掃隊即傈潰課衛(wèi)逸赤秧隋帝瑣徘座當(dāng)茬靖恤蹋逾往快第2章MCS-51單片機硬件結(jié)構(gòu)和原理1第2章MCS