51系列單片機(jī)基本結(jié)構(gòu)

單片型計算機(jī)原理

及工程應(yīng)用陜西科技大學(xué)第二章

51系列單片機(jī)根本結(jié)構(gòu)第二章 51系列單片機(jī)根本結(jié)構(gòu)內(nèi)容提要：了解51內(nèi)核單片機(jī)的體系結(jié)構(gòu)；掌握51單片機(jī)引腳的功能定義；〔重點(diǎn)〕掌握51系列單片機(jī)的復(fù)位電路、時鐘電路及指令時序；掌握51系列單片機(jī)的存儲空間結(jié)構(gòu)及SFR；〔重點(diǎn)〕了解AT89系列單片機(jī)的增強(qiáng)功能。學(xué)習(xí)難點(diǎn)：51單片機(jī)引腳的功能；51系列單片機(jī)并行口結(jié)構(gòu)；單片機(jī)的RAM分布、ROM結(jié)構(gòu)及地址形成；單片機(jī)的工作時序。第二章 51系列單片機(jī)根本結(jié)構(gòu)51單片機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)51芯片的8個組成局部：1〕一個8位cpu；2〕片內(nèi)數(shù)據(jù)RAM(128B/256B)，存放讀/寫的數(shù)據(jù)：運(yùn)算中間結(jié)果、最終結(jié)果及要顯示的數(shù)據(jù)；3〕片內(nèi)程序ROM/EPROM(4KB/8KB),存放程序、一些原始數(shù)據(jù)和表格；4〕4個8位并行I/O接口P0~P3,每個接口機(jī)可以用作輸入，也可以用作輸出；5〕2個/3個定時/計數(shù)器〔CTC〕，并可以根據(jù)計數(shù)或定時的結(jié)果實現(xiàn)計算機(jī)控制；6〕5個中斷源的中斷控制系統(tǒng)；7〕1個全雙工UART〔通用異步接受發(fā)送器〕的串行I/O口，可實現(xiàn)單片機(jī)與單片機(jī)或其它微機(jī)之間的串行通信；8〕SFR：18/21個特殊功能存放器。第二章 51系列單片機(jī)根本結(jié)構(gòu)CPU運(yùn)算部件控制部件BRAMP0口P2口ROM(EPROM)串行口

C/T中斷系統(tǒng)SFRP1口8P3口888XTAL1XTAL2PSENALEEARESETVccVss51單片機(jī)片內(nèi)結(jié)構(gòu)與功能部件：按功能可分成8個部件，通過片內(nèi)單一總線連接；§2.1 51單片機(jī)邏輯結(jié)構(gòu)與引腳CPU運(yùn)算部件控制部件BRAMP0口P2口ROM(EPROM)串行口

C/T中斷系統(tǒng)SFRP1口8P3口888XTAL1XTAL2PSENALEEARESETVccVss1.微處理器一個8位cpu；§2.1 51單片機(jī)邏輯結(jié)構(gòu)與引腳51單片機(jī)片內(nèi)結(jié)構(gòu)與功能部件：CPU運(yùn)算部件控制部件BRAMP0口P2口ROM(EPROM)串行口

C/T中斷系統(tǒng)SFRP1口8P3口888XTAL1XTAL2PSENALEEARESETVccVss1.微處理器2.數(shù)據(jù)存儲器片內(nèi)數(shù)據(jù)RAM(128B/256B)，存放讀/寫的數(shù)據(jù)：運(yùn)算中間結(jié)果、最終結(jié)果及要顯示的數(shù)據(jù)；§2.1 51單片機(jī)邏輯結(jié)構(gòu)與引腳51單片機(jī)片內(nèi)結(jié)構(gòu)與功能部件：CPU運(yùn)算部件控制部件BRAMP0口P2口ROM(EPROM)串行口

C/T中斷系統(tǒng)SFRP1口8P3口888XTAL1XTAL2PSENALEEARESETVccVss1.微處理器2.數(shù)據(jù)存儲器3.程序存儲器片內(nèi)程序ROM/EPROM(4KB/8KB),存放程序、一些原始數(shù)據(jù)和表格；§2.1 51單片機(jī)邏輯結(jié)構(gòu)與引腳51單片機(jī)片內(nèi)結(jié)構(gòu)與功能部件：CPU運(yùn)算部件控制部件BRAMP0口P2口ROM(EPROM)串行口

C/T中斷系統(tǒng)SFRP1口8P3口888XTAL1XTAL2PSENALEEARESETVccVss1.微處理器2.數(shù)據(jù)存儲器3.程序存儲器4.I/O口4個8位并行I/O接口P0~P3,每個接口均可以用作輸入，也可以用作輸出；§2.1 51單片機(jī)邏輯結(jié)構(gòu)與引腳51單片機(jī)片內(nèi)結(jié)構(gòu)與功能部件：CPU運(yùn)算部件控制部件BRAMP0口P2口ROM(EPROM)串行口

C/T中斷系統(tǒng)SFRP1口8P3口888XTAL1XTAL2PSENALEEARESETVccVss1.微處理器2.數(shù)據(jù)存儲器3.程序存儲器4.I/O口5.串行口1個全雙工UART〔通用異步接受發(fā)送器〕的串行I/O口，可實現(xiàn)單片機(jī)與單片機(jī)或其它微機(jī)之間的串行通信；§2.1 51單片機(jī)邏輯結(jié)構(gòu)與引腳51單片機(jī)片內(nèi)結(jié)構(gòu)與功能部件：CPU運(yùn)算部件控制部件BRAMP0口P2口ROM(EPROM)串行口

C/T中斷系統(tǒng)SFRP1口8P3口888XTAL1XTAL2PSENALEEARESETVccVss1.微處理器2.數(shù)據(jù)存儲器3.程序存儲器4.I/O口5.串行口6.定時/計數(shù)器2個/3個定時/計數(shù)器〔CTC〕，并可以根據(jù)計數(shù)或定時的結(jié)果實現(xiàn)計算機(jī)控制；§2.1 51單片機(jī)邏輯結(jié)構(gòu)與引腳51單片機(jī)片內(nèi)結(jié)構(gòu)與功能部件：CPU運(yùn)算部件控制部件BRAMP0口P2口ROM(EPROM)串行口

C/T中斷系統(tǒng)SFRP1口8P3口888XTAL1XTAL2PSENALEEARESETVccVss1.微處理器2.數(shù)據(jù)存儲器3.程序存儲器4.I/O口5.串行口6.定時/計數(shù)器7.中斷系統(tǒng)5個中斷源的中斷控制系統(tǒng)；§2.1 51單片機(jī)邏輯結(jié)構(gòu)與引腳51單片機(jī)片內(nèi)結(jié)構(gòu)與功能部件：CPU運(yùn)算部件控制部件BRAMP0口P2口ROM(EPROM)串行口

C/T中斷系統(tǒng)SFRP1口8P3口888XTAL1XTAL2PSENALEEARESETVccVss1.微處理器2.數(shù)據(jù)存儲器3.程序存儲器4.I/O口5.串行口6.定時/計數(shù)器7.中斷系統(tǒng)8.特殊功能存放器片內(nèi)總線SFR：18/21個特殊功能存放器?！?.1 51單片機(jī)邏輯結(jié)構(gòu)與引腳51單片機(jī)片內(nèi)結(jié)構(gòu)與功能部件：CPU運(yùn)算部件控制部件BRAMP0口P2口ROM(EPROM)串行口

C/T中斷系統(tǒng)SFRP1口8P3口888XTAL1XTAL2PSENALEEARESETVccVss§2.1 51單片機(jī)邏輯結(jié)構(gòu)與引腳51單片機(jī)片內(nèi)結(jié)構(gòu)與功能部件：按功能可分成8個部件，通過片內(nèi)單一總線連接；控制方式：SFR對各功能部件集中控制；51單片機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)§2.1 51單片機(jī)邏輯結(jié)構(gòu)與引腳§2.1 51單片機(jī)邏輯結(jié)構(gòu)與引腳HMOS制造工藝：多為雙列直插封裝(DIP)；CHMOS制造工藝：除采用DIP封裝，還采用方形封裝。40引腳的雙列直插44腳的PLCC方形封裝51單片機(jī)的封裝與引腳51單片機(jī)外部連接51單片機(jī)系統(tǒng)在外擴(kuò)程序存儲器、數(shù)據(jù)存儲器及I/O接口時,藉由引腳而采用并行總線擴(kuò)展方法。CPUABDBCB存儲器接口部件鍵盤顯示器數(shù)碼管打印機(jī)定時計數(shù)器§2.1 51單片機(jī)邏輯結(jié)構(gòu)與引腳51單片機(jī)的引腳可分為三個局部?？刂埔_并行I/O口引腳電源及時鐘引腳§2.1 51單片機(jī)邏輯結(jié)構(gòu)與引腳51單片機(jī)的封裝與引腳并行I/O口引腳〔32根〕：P0口——8位雙向三態(tài)I/O口；使用外存時，分時復(fù)用地址線(低8位)/數(shù)據(jù)總線P1口——8位〔帶上拉電阻〕準(zhǔn)雙向I/O口；P2口——8位〔帶上拉電阻〕準(zhǔn)雙向I/O口；訪問外存時只輸出地址高8位。P3口——8位〔帶上拉電阻〕準(zhǔn)雙向I/O口；每個口線還具有第二功能：§2.1 51單片機(jī)邏輯結(jié)構(gòu)與引腳51單片機(jī)的封裝與引腳電源及時鐘引腳〔4根〕：XTAL1——接外部晶體的一端，又是內(nèi)部振蕩器的輸入端；XTAL2——接外部晶體的另一端，又是內(nèi)部振蕩器輸出端；VCC，GND(VSS)——電源和地；§2.1 51單片機(jī)邏輯結(jié)構(gòu)與引腳51單片機(jī)的封裝與引腳控制引腳〔4根〕：ALE〔30腳〕：地址鎖存控制信號/編程脈沖輸入端。用于訪問外存時鎖存低8位地址；無RAM時，ALE為晶振6分頻，可作外部時鐘或定時信號；/PSEN〔29腳〕：片外程序存儲器讀選通有效信號；§2.1 51單片機(jī)邏輯結(jié)構(gòu)與引腳51單片機(jī)的封裝與引腳控制引腳〔4根〕：/EA〔31腳〕：訪問程序存儲器控制信號EA=1從內(nèi)部開始執(zhí)行程序；當(dāng)PC>4K時，自動轉(zhuǎn)到片外程序存儲器1000H開始順序讀取指令。EA=0只訪問外程序存儲器。RST/VPD〔9腳〕：復(fù)位/掉電保護(hù)信號輸入端；§2.1 51單片機(jī)邏輯結(jié)構(gòu)與引腳51單片機(jī)的封裝與引腳§2.2 單片機(jī)的微處理器中央處理器(CPU)是整個單片機(jī)的核心部件。運(yùn)算部件控制部件中央處理器(CPU)CPU的功能:負(fù)責(zé)控制、指揮和調(diào)度整個單元系統(tǒng)協(xié)調(diào)的工作,完成運(yùn)算和控制輸入/輸出功能等操作。運(yùn)算器的組成：算數(shù)邏輯單元(ALU)累加器A通用存放器B暫存器(TMP1、TMP2)程序狀態(tài)存放器PSW運(yùn)算部件的主要功能是進(jìn)行算術(shù)和邏輯運(yùn)算，也可對單字節(jié)或半字節(jié)等數(shù)據(jù)進(jìn)行操作，數(shù)據(jù)總線寬度是8位，能夠處理8位的二進(jìn)制數(shù)或代碼，故稱為8位機(jī)?！?.2 單片機(jī)的微處理器運(yùn)算部件：1、算術(shù)邏輯單元ALU是運(yùn)算部件的核心8位二進(jìn)制數(shù)的加、減、乘、除、加1、減1和BCD加法的十進(jìn)制調(diào)整；8位變量進(jìn)行與、或、異或、求補(bǔ)、循環(huán)移位和清零等邏輯運(yùn)算，并具有數(shù)據(jù)傳送，程序轉(zhuǎn)移等功能。§2.2 單片機(jī)的微處理器運(yùn)算部件：2、布爾處理機(jī)是一個一位處理機(jī)子系統(tǒng)；17條布爾指令+存儲器位空間+CY構(gòu)成單片機(jī)布爾處理機(jī)；有自己累加器CY，數(shù)據(jù)存儲器〔可位尋址空間〕；用途：邏輯電路的仿真、開關(guān)量的控制、設(shè)置狀態(tài)標(biāo)志位等?！?.2 單片機(jī)的微處理器運(yùn)算部件：控制部件〔神經(jīng)中樞〕功能：以主頻為基準(zhǔn)，控制CPU的時序，讀指令、進(jìn)行指令譯碼、控制各硬件環(huán)節(jié)協(xié)調(diào)工作。時鐘發(fā)生器定時和控制電路復(fù)位電路指令寄存器譯碼器信息傳送控制控制器組成：§2.2 單片機(jī)的微處理器與CPU有關(guān)的專用存放器組：§2.2 單片機(jī)的微處理器專用存放器組，又稱為特殊功能存放器(SFR，即SpecialFunctionRegisters)，是計算機(jī)中一類與硬件工作密切相關(guān)、有專門用途的特殊存儲單元〔共21/26個〕；與CPU有關(guān)的特殊功能存放器〔5個〕，包括累加器A、通用存放器B、程序狀態(tài)字PSW存放器，堆棧指針SP、數(shù)據(jù)指針DPTR，以及至關(guān)重要的存放器---程序計數(shù)器PC。1、程序計數(shù)器PC〔ProgramCounter〕三大指針之一；16位，其內(nèi)容為單片機(jī)將要執(zhí)行的指令機(jī)器碼所在存儲單元的地址；具有自動加一功能，不可尋址，不能被用戶直接讀寫操作；只能通過轉(zhuǎn)移、調(diào)用、返回等指令及中斷改變其內(nèi)容；系統(tǒng)復(fù)位時，PC被清零；§2.2 單片機(jī)的微處理器與CPU有關(guān)的專用存放器組：1、程序計數(shù)器PC〔ProgramCounter〕16位的PC可尋址范圍為64KB，即地址空間為0000～0FFFFH?！?.2 單片機(jī)的微處理器與CPU有關(guān)的專用存放器組：2、數(shù)據(jù)指針DPTR(DataPointer)DPTR是16位指針，DPH為DPTR的高八位存放器，DPL為DPTR的低八位存放器；可以尋址64K地址空間；三大指針之一。3、堆棧指針SP(StackPointer)SP為8位存放器，指示棧頂位置；進(jìn)棧：SP+1，再壓棧；出棧：先出棧，再SP-1。4、累加器ACC或A(Accumulator)所有的運(yùn)算都是以累加器為一個源操作數(shù)和目的操作數(shù)與CPU有關(guān)的專用存放器組：§2.2 單片機(jī)的微處理器與CPU有關(guān)的專用存放器組：§2.2 單片機(jī)的微處理器5、存放器B(GeneralRegister)主要用于乘、除運(yùn)算；乘法：乘數(shù)/高8位；除法：除數(shù)/余數(shù)?？梢宰鳛橐话阕兞渴褂谩ＥcCPU有關(guān)的專用存放器組：§2.2 單片機(jī)的微處理器D7D6D5D4D3D2D1D0PSW：6、程序狀態(tài)字PSW(ProgramStatusWord)8位存放器，反響CPU當(dāng)前工作狀況。有些硬件自動設(shè)置，有些可用戶通過指令設(shè)置。與CPU有關(guān)的專用存放器組：§2.2 單片機(jī)的微處理器D7D6D5D4D3D2D1D0Cy——進(jìn)〔借〕位標(biāo)志保存算術(shù)運(yùn)算的進(jìn)或借位位操作的累加器AC——輔助進(jìn)位標(biāo)志運(yùn)算結(jié)果從D3產(chǎn)生進(jìn)位或借位時AC=1主要用于BCD碼調(diào)整PSW：6、程序狀態(tài)字PSW(ProgramStatusWord)

與CPU有關(guān)的專用存放器組：§2.2 單片機(jī)的微處理器D7D6D5D4D3D2D1D0PSW：6、程序狀態(tài)字PSW(ProgramStatusWord)

F0——用戶標(biāo)志可以使用的位變量可以隨PSW被保存RS1,RS0——存放器組選擇00組0〔00H~07H〕01組1〔08H~0FH〕10組2〔10H~17H〕11組3〔18H~1FH〕與CPU有關(guān)的專用存放器組：§2.2 單片機(jī)的微處理器D7D6D5D4D3D2D1D0PSW：6、程序狀態(tài)字PSW(ProgramStatusWord)

OV——溢出標(biāo)志位

有符號數(shù)運(yùn)算結(jié)果超出允許范圍OV=1,否那么OV=0。P——奇偶標(biāo)志位

每個機(jī)器周期根據(jù)累加器A中的內(nèi)容的奇偶性由硬件置/復(fù)位。A中1的個數(shù)為奇P=1;

否那么為P=0;§2.3 單片機(jī)的時鐘與復(fù)位

計算機(jī)在執(zhí)行指令時，通常將一條指令分解為假設(shè)干根本的微操作，這種微操作所對應(yīng)的脈沖時鐘信號在時間上的先后次序稱為計算機(jī)的時序。MCS-51系列單片機(jī)工作時序信號由單片機(jī)的時鐘電路產(chǎn)生。在指令執(zhí)行時，CPU首先要到程序存儲器中取出需要執(zhí)行的指令操作碼，然后進(jìn)行譯碼，并由時序電路產(chǎn)生一系列控制信號，控制相關(guān)的數(shù)字電路去完成指令所規(guī)定的操作內(nèi)容。單片機(jī)應(yīng)在時鐘信號控制下嚴(yán)格按時序進(jìn)行工作，所以上電時必須復(fù)位。一、時鐘電路§2.3 單片機(jī)的時鐘與復(fù)位

51系列單片機(jī)的時鐘由片內(nèi)時鐘電路和振蕩器實現(xiàn)，通常有兩種電路形式：內(nèi)部振蕩方式和外部振蕩方式。內(nèi)部有一高增益反向放大器；時鐘電路產(chǎn)生的振蕩經(jīng)過二分頻后成為單片機(jī)時鐘信號；內(nèi)部振蕩電路§2.3 單片機(jī)的時鐘與復(fù)位

一、時鐘電路需外接晶振的頻率1.2~12MHZ；典型值：6M、12M和11.0592M；微調(diào)電容C1和C2取30±10PF〔石英晶體〕。由多個單片機(jī)組成的系統(tǒng)中，為了保持同步，需要統(tǒng)一的時鐘信號，可采用外部時鐘信號。外部時鐘信號應(yīng)是高電平持續(xù)時間大于20ns的方波，且脈沖頻率應(yīng)低于12MHZ。HMOS外接時鐘源80C51XTAL2XTAL1懸空外部時鐘CHMOS外接時鐘源§2.3 單片機(jī)的時鐘與復(fù)位

CPU時序：51單片機(jī)的時序定時單位從小到大依次為：振蕩周期、狀態(tài)周期、機(jī)器周期和指令周期。振蕩周期：振蕩源fosc的周期，為單片機(jī)提供定時信號，是內(nèi)部數(shù)字電路工作的時間基準(zhǔn)。也稱為節(jié)拍，用P表示。狀態(tài)周期：S又稱時鐘周期，各種微操作的時間基準(zhǔn)，分為P1、P2，P1完成算術(shù)、邏輯操作，P2完成存放器間傳輸；機(jī)器周期：6個狀態(tài)周期；指令完成一個根本操作所需要的時間稱為機(jī)器周期?！?.3 單片機(jī)的時鐘與復(fù)位

CPU時序：指令周期：以機(jī)器周期為單位，執(zhí)行一條指令的全部時間〔單周期指令、雙周期指令和4周期指令〕。關(guān)系：令振蕩周期=T0，狀態(tài)周期=2T0，機(jī)器周期=12T0，指令周期≥12T0當(dāng)晶振頻率=12MHz，那么T0=1/12us，機(jī)器周期=1usS1S2S3S4S5S6S1S2P1P2P1P2P1P2P1P2P1P2P1P2P1P2P1P2fosc一個狀態(tài)周期一個機(jī)器周期T=12*(1/fosc)X2§2.3 單片機(jī)的時鐘與復(fù)位

CPU時序：§2.3 單片機(jī)的時鐘與復(fù)位

51單片機(jī)執(zhí)行任何一條指令都可分為取指令階段和執(zhí)行指令階段。51的111條指令可分為6類，分別是單字節(jié)單周期指令、單字節(jié)雙周期指令、單字節(jié)四周期指令、雙字節(jié)單周期指令、雙字節(jié)雙周期指令和三字節(jié)雙周期指令；其中64條為單周期指令，45條為雙周期指令，僅有乘、除兩條為四周期指令。51單片機(jī)CPU取指/執(zhí)行時序INCA指令碼：04H復(fù)位狀態(tài)與復(fù)位電路復(fù)位條件：RST引腳高電平有效、輸入至少2個機(jī)器周期以上的高電平?！?.3 單片機(jī)的時鐘與復(fù)位

復(fù)位：是使CPU和系統(tǒng)中的其他功能部件都處在一個確定的初始狀態(tài)，并從該狀態(tài)開始工作。51單片機(jī)復(fù)位后，從程序存儲器的0000H單元開始執(zhí)行程序?！矎?fù)位不影響RAM〕§2.3 單片機(jī)的時鐘與復(fù)位

復(fù)位狀態(tài)與復(fù)位電路一、8051單片機(jī)存儲器結(jié)構(gòu)分類存儲空間結(jié)構(gòu)圖§2.4

存儲器組織和存儲空間

按功能：程序存儲器和數(shù)據(jù)存儲器及特殊功能存放器〔SFR〕、位地址空間；物理結(jié)構(gòu)：片內(nèi)和片外；尋址空間：程序存儲器、內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲器、外部數(shù)據(jù)存儲器二、程序存儲器存放應(yīng)用程序和表格之類的固定常數(shù)；程序計數(shù)器〔ProgramCounter〕PC：存放將要執(zhí)行指令的地址；分為片內(nèi)和片外兩局部，由/EA引腳上所接電平確定/EA=1先執(zhí)行片內(nèi)ROM程序，當(dāng)PC=0FFFH時〔4K〕，自動執(zhí)行片外ROM;/EA=0CPU總是從地址0000H處讀取片外ROM中程序。§2.4

存儲器組織和存儲空間

51/52系列單片機(jī)存儲器空間分配返回51系統(tǒng)程序運(yùn)行入口地址以下7種情況，PC被硬件設(shè)置為對應(yīng)的內(nèi)容： 1〕程序存儲器中的0000H地址是系統(tǒng)程序的啟動地址 2〕6個單元具有特殊用途 6種中斷源的中斷入口地址 外中斷00003H 定時器T0000BH 外中斷10013H 定時器T1001BH 串行口0023H 定時器T2002BH〔52子系列〕總結(jié)：1、8051可尋址64K程序空間；2、8051內(nèi)部有4KBROM;當(dāng)/EA=0時，執(zhí)行到0FFFH到外部取址；3、8031無內(nèi)部ROM；4、由于這6個中斷向量地址的存在，所以在寫程序時不能占用該局部地址，一般在0000H地址只寫一條跳轉(zhuǎn)指令，從0030H開始寫主程序；5、程序存儲器訪問通過〔1〕地址有效；〔2〕PSEN有效；8051分為片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲器(51系列-128B、52系列-256B)和片外數(shù)據(jù)存儲器。三、內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲器〔一〕RAM區(qū)1、工作存放器區(qū)4組8個8位存放器R0~R7由PSW中的RS1,RS0選擇當(dāng)前工作區(qū)2、位尋址空間20H~2FH字節(jié)可以位尋址128位00H~7FH3、尋址內(nèi)部RAM空間30H~7FH字節(jié)(80B)存儲空間結(jié)構(gòu)圖51/52系列單片機(jī)存儲器空間分配返回51系統(tǒng)片內(nèi)RAM區(qū)結(jié)構(gòu)：共128個字節(jié)，字節(jié)地址為00H～7FH。00H～1FH：32個單元，是4組通用工作存放器區(qū)20H～2FH：16個單元，可進(jìn)行128位的位尋址30H～7FH：用戶RAM區(qū)，只能進(jìn)行字節(jié)尋址，用作數(shù)據(jù)緩沖區(qū)以及堆棧區(qū)。4、堆棧及其操作功能：保護(hù)斷點(diǎn)和程序現(xiàn)場堆棧的操作規(guī)那么：先進(jìn)后出(FILO)通常堆棧指針在初始化時要指向用戶RAM區(qū)。堆棧的入棧操作：PUSHdirect_address；SP+1→SP,(direct_address)→棧頂單元堆棧的出棧操作：POPdirect_addree；棧頂單元的內(nèi)容→(direct_address),SP-1→SP?！捕程厥夤δ艽娣牌鰿PU對各種功能部件的控制采用特殊功能存放器集中控制方式，共21個。有的SFR可進(jìn)行位尋址，其字節(jié)地址的末位是0H或8H。對專用存放器的字節(jié)尋址問題的幾點(diǎn)說明：21個可字節(jié)尋址的專用存放器不連續(xù)的分散在內(nèi)部RAM高128單元之中，盡管有許多空閑地址，但用戶不能使用，訪問將得到不確定的隨機(jī)數(shù)；程序計數(shù)器PC不占RAM單元，在物理上是獨(dú)立的，不屬于內(nèi)部RAM的SFR區(qū)，因此是不可尋址的存放器；對專用存放器只能使用直接尋址的方式，書寫時即可使用存放器符號，也可使用存放器單元地址。SFR中的某些存放器堆棧指針SP指示出堆棧頂部在內(nèi)部RAM塊中的位置；復(fù)位后，SP中的內(nèi)容為07H。堆棧向上生長。數(shù)據(jù)指針DPTR16位特殊功能存放器，高位字節(jié)存放器用DPH表示，低位字節(jié)存放器用DPL表示。I/O端口P0～P3P0～P3分別為I/O端口P0～P3的鎖存器。存放器B 為執(zhí)行乘法和除法操作設(shè)置的。在不執(zhí)行乘、除的情況下，可當(dāng)作一個普通存放器來使用。串行數(shù)據(jù)緩沖器SBUF存放欲發(fā)送或已接收的數(shù)據(jù)，一個字節(jié)地址，物理上是由兩個獨(dú)立的存放器組成，一個是發(fā)送緩沖器，另一個是接收緩沖器。定時器/計數(shù)器兩個16位定時器/計數(shù)器T1和T0，各由兩個獨(dú)立的8位存放器組成：TH1、TL1、TH0、TL0，只能字節(jié)尋址，但不能把T1或T0當(dāng)作一個16位存放器來尋址訪問。〔三〕位地址空間211個〔128個+83個〕尋址位。位地址范圍為：00H～FFH。內(nèi)部RAM的可尋址位128個(字節(jié)地址20H～2FH)見表2-3。特殊功能存放器SFR為83個可尋址位，見表2-4。存儲空間回憶三、外部數(shù)據(jù)存儲器

最多可外擴(kuò)64K字節(jié)的RAM或I/O。幾點(diǎn)注意：(1)地址的重疊性程序存儲器與數(shù)據(jù)存儲器全部64K字節(jié)地址空間重疊；(2)程序存儲器與數(shù)據(jù)存儲器在使用上是嚴(yán)格區(qū)分的；(3)位地址空間共有兩個區(qū)域；

(4)片外與片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲器由指令來區(qū)分；(5)片外數(shù)據(jù)存儲區(qū)中，RAM與I/O端口統(tǒng)一編址。

所有外圍I/O端口的地址均占用RAM地址單元，使用與訪問外部數(shù)據(jù)存儲器相同的傳送指令。MCS-51單片機(jī)存儲器訪問

存儲空間回憶表2-3內(nèi)部的可尋址位及位地址返回表2-4SFR中的位地址分布返回內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲器〔a〕外部數(shù)據(jù)存儲器〔b〕MCS-51單片機(jī)存儲器空間分配特殊功能寄存器00H1FH20H2FH30H7FH80HFFH80H88H90H98HA0HA8HB0HB8HD0HE0HF0H特殊功能寄存器中位尋址外部ROM內(nèi)部ROM(EA=1)外部ROM(EA=0)0000H0000H0FFFH0FFFH1000HFFFFH外部RAM(I/O口地址)0000HFFFFH程序存儲器（c）工作寄存器區(qū)位尋址區(qū)通用

RAM區(qū)返回存儲器訪問片內(nèi)RAM52系統(tǒng)片內(nèi)RAM00FFH返回§2.5 并行I/O端口

51單片機(jī)共有4個8位雙向I/O口，共32口線。每位均有自己的鎖存器，輸出驅(qū)動器和輸入緩沖器。它們屬于專用存放器(SFRP0-P3)，具有字節(jié)尋址和位尋址功能。在外擴(kuò)存儲器時，低8位地址和數(shù)據(jù)由P0分時傳送，高8位地址由P2口傳送。當(dāng)無擴(kuò)展時，4個口的每一位均可作為雙向I/O端口使用，即可作為8位并行接口操作，又可每位獨(dú)立操作?！?.5 并行I/O端口

P0口的結(jié)構(gòu)和功能P0口是一個雙向三態(tài)口，有兩種不同的功能；作為地址/數(shù)據(jù)分時復(fù)用口時，借助ALE信號，通過地址鎖存器將地址、數(shù)據(jù)信號別離；P0口輸出時，其輸出電流不小于800μA?！?〕P0口的結(jié)構(gòu)QQDCVcc控制

圖1、P0口內(nèi)部結(jié)構(gòu)讀鎖存器讀引腳P0.x鎖存器內(nèi)部總線寫鎖存器地址/數(shù)據(jù)P0.xMUX&鎖存器(D觸發(fā)器)，起輸出鎖存作用；§2.5 并行I/O端口

QQDCVcc控制

圖1、P0口內(nèi)部結(jié)構(gòu)讀鎖存器讀引腳P0.x鎖存器內(nèi)部總線寫鎖存器地址/數(shù)據(jù)P0.xMUX&場效應(yīng)管(FET)：V1、V2構(gòu)成推拉式輸出驅(qū)動電路，提高負(fù)載能力；§2.5 并行I/O端口

〔1〕P0口的結(jié)構(gòu)QQDCVcc控制

圖1、P0口內(nèi)部結(jié)構(gòu)讀鎖存器讀引腳P0.x鎖存器內(nèi)部總線寫鎖存器地址/數(shù)據(jù)P0.xMUX&模擬轉(zhuǎn)換開關(guān)MUX、與門、非門構(gòu)成的輸出控制電路；§2.5 并行I/O端口

〔1〕P0口的結(jié)構(gòu)QQDCVcc控制

圖1、P0口內(nèi)部結(jié)構(gòu)讀鎖存器讀引腳P0.x鎖存器內(nèi)部總線寫鎖存器地址/數(shù)據(jù)P0.xMUX&兩個三態(tài)緩沖器分別控制讀引腳和讀鎖存器，作為輸入緩沖?！?.5 并行I/O端口

〔1〕P0口的結(jié)構(gòu)QQDCVcc控制

圖1、P0口內(nèi)部結(jié)構(gòu)讀鎖存器讀引腳P0.x鎖存器內(nèi)部總線寫鎖存器地址/數(shù)據(jù)P0.xMUX1√0×數(shù)據(jù)輸出000&〔2〕P0口作通用I/O使用§2.5 并行I/O端口

QQDCVcc控制

圖1、P0口內(nèi)部結(jié)構(gòu)讀鎖存器讀引腳P0.x鎖存器內(nèi)部總線寫鎖存器地址/數(shù)據(jù)P0.xMUX0×0×數(shù)據(jù)輸出1懸空“高阻態(tài)〞1&§2.5 并行I/O端口

〔2〕P0口作通用I/O使用0QQDCVcc控制

圖1、P0口內(nèi)部結(jié)構(gòu)讀鎖存器讀引腳P0.x鎖存器內(nèi)部總線寫鎖存器地址/數(shù)據(jù)P0.xMUX0×0×數(shù)據(jù)輸入01&1§2.5 并行I/O端口

〔2〕P0口作通用I/O使用QQDCVcc控制

圖1、P0口內(nèi)部結(jié)構(gòu)讀鎖存器讀引腳P0.x鎖存器內(nèi)部總線寫鎖存器地址/數(shù)據(jù)P0.xMUX1√1×地址/數(shù)據(jù)總線輸出00&0〔3〕P0口作地址/數(shù)據(jù)總線使用§2.5 并行I/O端口

QQDCVcc控制

圖1、P0口內(nèi)部結(jié)構(gòu)讀鎖存器讀引腳P0.x鎖存器內(nèi)部總線寫鎖存器地址/數(shù)據(jù)P0.xMUX0√1×地址/數(shù)據(jù)總線輸出11&1§2.5 并行I/O端口

〔3〕P0口作地址/數(shù)據(jù)總線使用QQDCVcc控制

圖1、P0口內(nèi)部結(jié)構(gòu)讀鎖存器讀引腳P0.x鎖存器內(nèi)部總線寫鎖存器地址/數(shù)據(jù)P0.xMUX×1×數(shù)據(jù)總線輸入&地址10§2.5 并行I/O端口

0〔3〕P0口作地址/數(shù)據(jù)總線使用端口操作MCS—51單片機(jī)有不少指令可直接進(jìn)行端口操作,例如:ANLP0,A;〔P0〕←〔P0〕∧〔A〕ORLP0,＃data;〔P0〕←〔P0〕∨dataDECP0;〔P0〕←〔P0〕－1§2.5 并行I/O端口

端口操作“讀—修改—寫〞指令讀： 讀口存放器，如P0狀態(tài)；修改： AL