第2章 89C51單片機(jī)單片機(jī)的硬件結(jié)構(gòu)

第2章89C51單片機(jī)單片機(jī)的硬件結(jié)構(gòu)2.189C51單片機(jī)的片內(nèi)結(jié)構(gòu)片內(nèi)結(jié)構(gòu)如圖2-1所示:圖2-189C51單片機(jī)的片內(nèi)結(jié)構(gòu)由如下功能部件組成：對(duì)圖2-1中的片內(nèi)各部件做簡(jiǎn)單介紹。

1.CPU（微處理器）2.數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（RAM）片內(nèi)為128個(gè)字節(jié)（52子系列的為256個(gè)字節(jié)）3.程序存儲(chǔ)器（ROM/EPROM）

8031:無(wú)此部件；8051:4K字節(jié)ROM；8751:4K字節(jié)EPROM；

89C51/89C52/89C55:4K/8K/20K字節(jié)閃存。4.4個(gè)并行可編程的8位I/O口P1口、P2口、P3口、P0口5.串行口1個(gè)全雙工的異步串行口，具有四種工作方式。6.定時(shí)器/計(jì)數(shù)器7.中斷系統(tǒng)8.特殊功能寄存器（SFR）共有21個(gè)，是一個(gè)具有特殊功能的RAM區(qū)。CPU對(duì)各種功能部件的控制是采用特殊功能寄存器（SFR，SpecialFunctionRegister）的集中控制方式。MCS-51系列單片機(jī)配置一覽表系列片內(nèi)存儲(chǔ)器（字節(jié)）定時(shí)器計(jì)數(shù)器并行I/O串行I/O中斷源片內(nèi)ROM片內(nèi)RAM無(wú)有ROM有EPROMIntelMCS-51子系列803180C31805180C51(4K字節(jié))875187C51(4K字節(jié))128字節(jié)2x164x8位15IntelMCS-52子系列803280C32805280C52(8K字節(jié))875287C52(8K字節(jié))256字節(jié)3x164x8位16ATEML89C系列(常用型)1051(1K)/2051(2K)/4051(4K)（20條引腳DIP封裝）1282151589C51(4K)/89C52(8K)（40條引腳DIP封裝）128/2562/33215/6圖2-289C51的引腳2.289C51的引腳

40只引腳雙列直插封裝（DIP）。從一片集成電路的角度去認(rèn)識(shí)單片機(jī)80C51：40個(gè)引腳雙排直插DIP封裝,大致可分為3類(lèi)：電源及時(shí)鐘、控制和I/O引腳。80C51：40個(gè)引腳雙排直插DIP封裝,大致可分為3類(lèi)：電源及時(shí)鐘、控制和I/O引腳。40只引腳按功能分為3類(lèi)：（1）電源及時(shí)鐘引腳:Vcc、Vss；XTAL1、XTAL2。（2）控制引腳：PSEN*、EA*、ALE、RESET（即RST）。（3）I/O口引腳：P0、P1、P2、P3，為4個(gè)8位I/O口的外部引腳1．電源引腳

（1）Vcc（40腳）：+5V電源；（2）Vss（20腳）：接地。2．時(shí)鐘引腳（1）XTAL1（19腳）：接外部晶體，如果采用外接振蕩器時(shí)，振蕩器的輸出應(yīng)接到此引腳上。（2）XTAL2（18腳）：接外部晶體的另一端或采用外接振蕩器時(shí)懸空。2.2.1電源及時(shí)鐘引腳15～45pfx21～12MHz（MCS-51）0～24MHz（Atmel-89C）XTAL1XTAL2也可以由XTAL1端接入外部時(shí)鐘，此時(shí)應(yīng)將XTAL2接地：XTAL2XTAL1外部時(shí)鐘通常外接一個(gè)晶振兩個(gè)電容2.2.2控制引腳提供控制信號(hào)，有的引腳還具有復(fù)用功能。(1)RST/VPD(9腳)：復(fù)位與備用電源。

(2)EA*/VPP(EnableAddress/VoltagePulseofProgRaming，31腳)EA*：為內(nèi)外程序存儲(chǔ)器選擇控制端。

EA*=1，訪(fǎng)問(wèn)片內(nèi)程序存儲(chǔ)器，但在PC（程序計(jì)數(shù)器）值超過(guò)0FFFH（對(duì)于8051、8751）時(shí)，即超出片內(nèi)程序存儲(chǔ)器的4K字節(jié)地址范圍時(shí)，將自動(dòng)轉(zhuǎn)向執(zhí)行外部程序存儲(chǔ)器內(nèi)的程序。EA*=0，單片機(jī)則只訪(fǎng)問(wèn)外部程序存儲(chǔ)器。不管芯片內(nèi)有否內(nèi)ROM。對(duì)80C31芯片，片內(nèi)無(wú)ROM，因此EA必須接地。VPP：本引腳的第二功能。用于施加編程電壓（例如+21V或+12V）。對(duì)89C51，加在VPP腳的編程電壓為+12V或+5V。(3)ALE/PROG*（30腳）：地址鎖存允許/片內(nèi)EPROM編程脈沖第一功能:ALE為地址鎖存允許，用來(lái)鎖存P0口送出的低8位地址,可驅(qū)動(dòng)8個(gè)LS型TTL負(fù)載。第二功能:PROG*為編程脈沖輸入端,片內(nèi)有EPROM的芯片，在EPROM編程期間，此引腳輸入編程脈沖。

(4)PSEN*（29腳）：外部程序存儲(chǔ)器的讀選通信號(hào)(外ROM讀選通信號(hào))?；蚍Q(chēng)：尋址外部程序存儲(chǔ)器時(shí)選通外部EPROM的讀控制端（OE）低有效,可驅(qū)動(dòng)8個(gè)LS型TTL負(fù)載。單片機(jī)鎖存器74LS373P0.0-P0.7ALEPSENP2.0-P2.48D8QOEA8-A12A0-A7D0-D7GEAOECEEPROMEPROM89C51共有4個(gè)8位并行I/O端口：P0、P1、P2、P3口，共32個(gè)引腳。P3口還具有第二功能，用于特殊信號(hào)輸入輸出和控制信號(hào)（屬控制總線(xiàn)）。

2.2.3I/O口引腳(1)P0口：當(dāng)89C51擴(kuò)展外部存儲(chǔ)器及I/O接口芯片時(shí)，P0口作為地址總線(xiàn)（低8位）及數(shù)據(jù)總線(xiàn)的分時(shí)復(fù)用端口。為雙向I/O口。也可作為通用的I/O口使用，但需加上拉電阻，這時(shí)為準(zhǔn)雙向口。當(dāng)作為普通的I/O輸入時(shí)，應(yīng)先向端口的輸出鎖存器寫(xiě)入1。P0口可驅(qū)動(dòng)8個(gè)LS型TTL負(fù)載。(2)P1口：8位準(zhǔn)雙向I/O口，具有內(nèi)部上拉電阻，可驅(qū)動(dòng)4個(gè)LS型TTL負(fù)載。(3)P2口：8位準(zhǔn)雙向I/O口，與地址總線(xiàn)（高8位）復(fù)用，具有內(nèi)部上拉電阻，可驅(qū)動(dòng)4個(gè)LS型TTL負(fù)載。(4)P3口：8位準(zhǔn)雙向I/O口，雙功能復(fù)用口，具有內(nèi)部上拉電阻，可驅(qū)動(dòng)4個(gè)LS型TTL負(fù)載。P3口還可提供第二功能，定義如表2-1所列，應(yīng)熟記。注意:準(zhǔn)雙向口與雙向三態(tài)口的差別。（1）當(dāng)3個(gè)準(zhǔn)雙向I/O口作輸入口使用時(shí)，要向該口先寫(xiě)“1”。（2）準(zhǔn)雙向I/O口無(wú)高阻“浮空”狀態(tài)。2.389C51的CPU

由運(yùn)算器和控制器所構(gòu)成2.3.1運(yùn)算器

1．算術(shù)邏輯運(yùn)算單元ALU進(jìn)行算術(shù)、邏輯運(yùn)算，還具有位操作功能

2．累加器A

使用最頻繁的寄存器，可寫(xiě)為Acc。

累加器A的作用：（1）是ALU的輸入之一，又是運(yùn)算結(jié)果的存放單元。（2）數(shù)據(jù)傳送大多都通過(guò)累加器A。MCS-51增加了一部分可以不經(jīng)過(guò)累加器的傳送指令，即可加快數(shù)據(jù)的傳送速度，又減少A的“瓶頸堵塞”現(xiàn)象。A的進(jìn)位標(biāo)志Cy同時(shí)又是位處理機(jī)的位累加器。3．程序狀態(tài)字寄存器PSW

PSW也稱(chēng)為標(biāo)志寄存器，存放各有關(guān)標(biāo)志。其結(jié)構(gòu)和定義如圖2-3：（1）Cy（PSW.7）進(jìn)位標(biāo)志位，用于表示Acc.7有否向更高位進(jìn)位。（2）Ac(PSW.6)輔助進(jìn)位標(biāo)志位，用于BCD碼的十進(jìn)制調(diào)整運(yùn)算。用于表示Acc.3有否向Acc.4進(jìn)位（3）F0（PSW.5）用戶(hù)使用的狀態(tài)標(biāo)志位。

圖2-3程序狀態(tài)字寄存器PSW（4）RS1、RS0（PSW.4、PSW.3）：4組工作寄存器區(qū)選擇控制位1和位0。如表2-2。RS1、RS0與4組工作寄存器區(qū)的對(duì)應(yīng)關(guān)系RS1RS0所選的4組寄存器 000區(qū)（內(nèi)部RAM地址00H～07H）011區(qū)（內(nèi)部RAM地址08H～0FH）102區(qū)（內(nèi)部RAM地址10H～17H）113區(qū)（內(nèi)部RAM地址18H～1FH）（5）OV（PSW.2）溢出標(biāo)志位

指示運(yùn)算是否溢出。注意各種算術(shù)運(yùn)算指令對(duì)該位的影響（6）PSW.1位:保留位，未用

（7）P(PSW.0)奇偶標(biāo)志位

P=1，A中“1”的個(gè)數(shù)為奇數(shù)

P=0，A中“1”的個(gè)數(shù)為偶數(shù)2.3.2控制器

1．程序計(jì)數(shù)器PC（ProgramCounter）存放下一條要執(zhí)行的指令在程序存儲(chǔ)器中的地址。

基本工作方式有以下幾種：

（1）程序計(jì)數(shù)器自動(dòng)加1

（2）執(zhí)行有條件轉(zhuǎn)移或無(wú)條件轉(zhuǎn)移指令時(shí)，PC將被置入新的數(shù)值，從而使程序的流向發(fā)生變化。（3）執(zhí)行子程序調(diào)用或中斷調(diào)用，完成下列操作： ①PC的現(xiàn)行值保護(hù)②將子程序入口地址或中斷向量的地址送入PC。2．指令寄存器IR、指令譯碼器及控制邏輯電路2.489C51存儲(chǔ)器的結(jié)構(gòu)

89C51的存儲(chǔ)器配置方式與其他常用的微機(jī)系統(tǒng)不同，屬哈佛結(jié)構(gòu)(注意:什么是哈佛結(jié)構(gòu)?)，它把程序存儲(chǔ)器和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器分開(kāi)，各有自己的尋址系統(tǒng)、控制信號(hào)和功能。程序存儲(chǔ)器用于存放程序和表格常數(shù)；數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器用于存放程序運(yùn)行數(shù)據(jù)和結(jié)果。

89C51的存儲(chǔ)器組織結(jié)構(gòu)可以分為三個(gè)不同的存儲(chǔ)空間，分別是：⑴64KB程序存儲(chǔ)器(ROM),包括片內(nèi)ROM和片外ROM；⑶256B內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器(內(nèi)RAM)(包括特殊功能寄存器）

。⑵64KB外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（外RAM）；89C51存儲(chǔ)空間配置圖

存儲(chǔ)器空間可劃分為5類(lèi)：

1.程序存儲(chǔ)器空間 片內(nèi)程序存儲(chǔ)器為4KB的Flash存儲(chǔ)器

2.片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器空間：128B

3.特殊功能寄存器SFR-SpecialFunctionRegister

4.位地址空間:

211個(gè)可尋址位。

5.外部數(shù)據(jù)寄存器空間:片外可擴(kuò)展64K字節(jié)RAM。地址范圍：0000H～FFFFH，共64KB。其中:

低段4KB：0000H～0FFFH

89C51和87C51在片內(nèi)，80C31在片外。

高段60KB：1000H～FFFFH。在片外。

讀寫(xiě)ROM用MOVC指令，控制信號(hào)是PSEN和EA。

讀ROM是以程序計(jì)數(shù)器PC作為16位地址指針，依次讀相應(yīng)地址ROM中的指令和數(shù)據(jù)，每讀一個(gè)字節(jié)，PC+1→PC，這是CPU自動(dòng)形成的。

但是有些指令有修改PC的功能，例如轉(zhuǎn)移類(lèi)指令和MOVC指令，CPU將按修改后PC的16位地址讀ROM。2.4.1程序存儲(chǔ)器存放應(yīng)用程序和表格之類(lèi)的固定常數(shù)。分為片內(nèi)和片外兩部分，由EA*引腳上所接的電平確定。程序存儲(chǔ)器中的0000H地址是系統(tǒng)程序的啟動(dòng)地址讀外ROM的過(guò)程：

CPU從PC(程序計(jì)數(shù)器)中取出當(dāng)前ROM的16位地址，分別由P0口（低8位）和P2口（高8位）同時(shí)輸出，ALE信號(hào)有效時(shí)由地址鎖存器鎖存低8位地址信號(hào)，地址鎖存器輸出的低8位地址信號(hào)和P2口輸出的高8位地址信號(hào)同時(shí)加到外ROM16位地址輸入端，當(dāng)PSEN信號(hào)有效時(shí)，外ROM將相應(yīng)地址存儲(chǔ)單元中的數(shù)據(jù)送至數(shù)據(jù)總線(xiàn)（P0口），CPU讀入后存入指定單元。

需要指出的是:64KB中有一小段范圍是89C51系統(tǒng)專(zhuān)用單元，0003H~0023H是5個(gè)中斷源中斷服務(wù)程序入口地址，用戶(hù)不能安排其他內(nèi)容。89C51復(fù)位后，PC=0000H，CPU從地址為0000H的ROM單元中讀取指令和數(shù)據(jù)。從0000H到0003H只有3B，根本不可能安排一個(gè)完整的系統(tǒng)程序，而89C51又是依次讀ROM字節(jié)的。因此，這3B只能用來(lái)安排一條跳轉(zhuǎn)指令，跳轉(zhuǎn)到其他合適的地址范圍去執(zhí)行真正的主程序。

5個(gè)專(zhuān)用單元具有特殊用途。為5個(gè)中斷源的中斷入口地址，表2-35種中斷源的中斷入口地址

外中斷00003H

定時(shí)器T0000BH

外中斷10013H

定時(shí)器T1001BH

串行口0023H

從廣義上講，89C51內(nèi)RAM（128B）和特殊功能寄存器（128B）均屬于片內(nèi)RAM空間，讀寫(xiě)指令均用MOV指令。但為加以區(qū)別，內(nèi)RAM通常指00H～7FH的低128B空間。2.4.2內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器

128個(gè)，字節(jié)地址為00H～7FH。89C51內(nèi)RAM又可分成三個(gè)物理空間：工作寄存器區(qū)、位尋址區(qū)和數(shù)據(jù)緩沖區(qū)。

地址區(qū)域功能名稱(chēng)00H～1FH00H～07H工作寄存器0區(qū)08H～0FH工作寄存器1區(qū)10H～17H工作寄存器2區(qū)18H～1FH工作寄存器3區(qū)20H～2FH

位尋址區(qū)30H～7FH數(shù)據(jù)緩沖區(qū)00H～1FH：32個(gè)單元，是4組通用工作寄存器區(qū)20H～2FH：16個(gè)單元，可進(jìn)行128位的位尋址30H～7FH：用戶(hù)RAM區(qū)，只能字節(jié)尋址，用作數(shù)據(jù)緩沖區(qū)以及堆棧區(qū)。作用：⒈工作寄存器區(qū)工作寄存器區(qū)分為4個(gè)區(qū)：0區(qū)、1區(qū)、2區(qū)、3區(qū)。每區(qū)有8個(gè)寄存器：R0～R7，寄存器名稱(chēng)相同。但是，當(dāng)前工作的寄存器區(qū)只能有一個(gè)，由PSW中的D4、D3位決定。有專(zhuān)用于工作寄存器操作的指令，讀寫(xiě)速度比一般內(nèi)RAM要快，指令字節(jié)比一般直接尋址指令要短，還具有間址功能，能給編程和應(yīng)用帶來(lái)方便。⒉

位尋址區(qū)

⑴地址:

從20H～2FH共16字節(jié)（Byte，縮寫(xiě)為英文大寫(xiě)字母B）。每B有8位（bit，縮寫(xiě)為小寫(xiě)b），共128位，每一位均有一個(gè)位地址，可位尋址、位操作。即按位地址對(duì)該位進(jìn)行置1、清0、求反或判轉(zhuǎn)。

⑵用途：

存放各種標(biāo)志位信息和位數(shù)據(jù)。

⑶注意事項(xiàng):

位地址與字節(jié)地址編址相同，容易混淆。

區(qū)分方法:位操作指令中的地址是位地址;

字節(jié)操作指令中的地址是字節(jié)地址。

⒊

數(shù)據(jù)緩沖區(qū)內(nèi)RAM中30H～7FH為數(shù)據(jù)緩沖區(qū)，用于存放各種數(shù)據(jù)和中間結(jié)果，起到數(shù)據(jù)緩沖的作用。2.4.3特殊功能寄存器（SFR）CPU對(duì)片內(nèi)各種功能部件的控制采用特殊功能寄存器集中控制方式，共21個(gè)。有的SFR可進(jìn)行位尋址。表2-4是SFR的名稱(chēng)及其分布。其字節(jié)地址的末位是0H或8H可位尋址。下面介紹SFR塊中的某些寄存器。表2-4SFR的名稱(chēng)及其分布共21個(gè)特殊功能寄存器（SFR）地址映象表（一）

特殊功能寄存器地址映象表（二）

特殊功能寄存器地址映象表（三）

注：帶括號(hào)的字節(jié)地址表示每位有位地址可位操作。 1．堆棧指針SP

指示堆棧頂部在內(nèi)部RAM塊中的位置

復(fù)位后，SP中的內(nèi)容為07H。 （1）保護(hù)斷點(diǎn) （2）現(xiàn)場(chǎng)保護(hù) 堆棧向上生長(zhǎng)2.數(shù)據(jù)指針DPTR

16位，由兩個(gè)8位寄存器DPH、DPL組成。主要用于存放一個(gè)16位地址，作為訪(fǎng)問(wèn)外部存儲(chǔ)器（外RAM和ROM）的地址指針。高位字節(jié)寄存器用DPH表示，低位字節(jié)寄存器用DPL表示。3.寄存器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(gè)普通寄存器來(lái)使用。⑶執(zhí)行調(diào)用子程序或發(fā)生中斷時(shí)，CPU會(huì)自動(dòng)將當(dāng)前PC值壓入堆棧，將子程序入口地址或中斷入口地址裝入PC；子程序返回或中斷返回時(shí)，恢復(fù)原有被壓入堆棧的PC值，繼續(xù)執(zhí)行原順序程序指令。4.程序計(jì)數(shù)器PC※PC不屬于特殊功能寄存器，不可訪(fǎng)問(wèn)，在物理結(jié)構(gòu)上是獨(dú)立的?！鵓C是一個(gè)16位的地址寄存器，用于存放將要從ROM中讀出的下一字節(jié)指令碼的地址，因此也稱(chēng)為地址指針?！鵓C的基本工作方式有：⑴自動(dòng)加1。CPU從ROM中每讀一個(gè)字節(jié)，自動(dòng)執(zhí)行PC+1→PC；⑵執(zhí)行轉(zhuǎn)移指令時(shí)，PC會(huì)根據(jù)該指令要求修改下一次讀ROM新的地址；2.4.4位地址空間211個(gè)（128個(gè)+83個(gè)）尋址位。位地址范圍為：00H～FFH。內(nèi)部RAM的可尋址位128個(gè)(字節(jié)地址20H～2FH)見(jiàn)表2-5（P24）。特殊功能寄存器SFR為83個(gè)可尋址位，見(jiàn)表2-6。表2-5內(nèi)部RAM的可尋址位及位地址表2-6SFR中的位地址分布2.4.5外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器最多可外擴(kuò)64K字節(jié)的RAM或I/O。

地址范圍：0000H～FFFFH 共64KB。

讀寫(xiě)外RAM用MOVX指令，控制信號(hào)是P3口中的RD和WR。一般情況下，只有在內(nèi)RAM不能滿(mǎn)足應(yīng)用要求時(shí)，才外接RAM。

外RAM16位地址分別由P0口（低8位）和P2口（高8位）同時(shí)輸出，ALE信號(hào)有效時(shí)由地址鎖存器鎖存低8位地址信號(hào)，地址鎖存器輸出的低8位地址信號(hào)和P2口輸出的高8位地址信號(hào)同時(shí)加到外RAM16位地址輸入端，當(dāng)RD信號(hào)有效時(shí)，外RAM將相應(yīng)地址存儲(chǔ)單元中的數(shù)據(jù)送至數(shù)據(jù)總線(xiàn)（P0口），CPU讀入后存入指定單元。讀外RAM的過(guò)程：

寫(xiě)外RAM的過(guò)程：

寫(xiě)外RAM的過(guò)程與讀外RAM的過(guò)程相同。只是控制信號(hào)不同，信號(hào)換成WR信號(hào)。當(dāng)WR信號(hào)有效時(shí)，外RAM將數(shù)據(jù)總線(xiàn)（P0口分時(shí)傳送）上的數(shù)據(jù)寫(xiě)入相應(yīng)地址存儲(chǔ)單元中。使用各類(lèi)存儲(chǔ)器，注意幾點(diǎn)：(1)地址的重疊性

程序存儲(chǔ)器（ROM）與數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（RAM）全部64K字節(jié)地址空間重疊)。(2)程序存儲(chǔ)器（ROM）與數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（RAM）在使用上是嚴(yán)格區(qū)分的。(3)位地址空間共有兩個(gè)區(qū)域。(4)片外數(shù)據(jù)存儲(chǔ)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單元地址，使用與訪(fǎng)問(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器相同的傳送指令。圖2-5為各類(lèi)存儲(chǔ)器在存儲(chǔ)器空間的位置的總結(jié)。圖2-52.5并行I/O端口

※

有4個(gè)8位并行I/O口,共32條端線(xiàn)：

P0、P1、P2和P3口。每一個(gè)I/O口都能用作輸入或輸出。

※用作輸入時(shí)，均須先寫(xiě)入“1”；用作輸出時(shí)，P0口應(yīng)外接上拉電阻。

※P0口的負(fù)載能力為8個(gè)LSTTL門(mén)電路；P1～P3口的負(fù)載能力為4個(gè)LSTTL門(mén)電路。

※在并行擴(kuò)展外存儲(chǔ)器或I/O口情況下，

P0口用于低8位地址總線(xiàn)和數(shù)據(jù)總線(xiàn)(分時(shí)傳送)

P2口用于高8位地址總線(xiàn)，

P3口常用于第二功能，用戶(hù)能使用的I/O口只有P1口和未用作第二功能的部分P3口端線(xiàn)。2.5.1P0端口圖2-61.位電路結(jié)構(gòu)P0口某一位的電路包括：(1)一個(gè)數(shù)據(jù)輸出鎖存器，用于數(shù)據(jù)位的鎖存(2)兩個(gè)三態(tài)的數(shù)據(jù)輸入緩沖器。(3)一個(gè)多路轉(zhuǎn)接開(kāi)關(guān)MUX，使P0口可作通用I/O口，或地址/數(shù)據(jù)線(xiàn)口。(4)數(shù)據(jù)輸出的驅(qū)動(dòng)和控制電路，由兩只場(chǎng)效應(yīng)管（FET）組成，上面的場(chǎng)效應(yīng)管構(gòu)成上拉電路。2.工作過(guò)程分析（1）P0口作為地址或數(shù)據(jù)總線(xiàn)使用CPU發(fā)出控制信號(hào)為高電平，打開(kāi)上面的與門(mén)，使MUX打向上邊，使內(nèi)部地址/數(shù)據(jù)線(xiàn)與下面的場(chǎng)效應(yīng)管反相接通。此時(shí)由于上下兩個(gè)FET處于反相，形成推拉式電路結(jié)構(gòu)，大大提高負(fù)載能力。（2）P0口作通用的I/O口使用CPU發(fā)來(lái)的“控制”信號(hào)為低電平，上拉場(chǎng)效應(yīng)管截止，MUX打向下邊，與D鎖存器的Q*端接通。a.P0作輸出口使用來(lái)自CPU的“寫(xiě)入”脈沖加在D鎖存器的CP端，內(nèi)部總線(xiàn)上的數(shù)據(jù)寫(xiě)入D鎖存器，并向端口引腳P0.x輸出。注意：由于輸出電路是漏極開(kāi)路（因?yàn)檫@時(shí)上拉場(chǎng)效應(yīng)管截止），必須外接上拉電阻才能有高電平輸出（這時(shí)就不為雙向口）。b.P0作輸入口使用區(qū)分“讀引腳”和“讀鎖存器”?！白x引腳”信號(hào)把下方緩沖器打開(kāi)，引腳上的狀態(tài)經(jīng)緩沖器讀入內(nèi)部總線(xiàn)；“讀鎖存器”信號(hào)打開(kāi)上面的緩沖器把鎖存器Q端的狀態(tài)讀入內(nèi)部總線(xiàn)。3．P0口的特點(diǎn)P0口具有如下特點(diǎn)：P0口為雙功能口——地址/數(shù)據(jù)復(fù)用口和通用I/O口。（1）當(dāng)P0口用作地址/數(shù)據(jù)復(fù)用口時(shí)，為一個(gè)真正的雙向口，用作外擴(kuò)存儲(chǔ)器，輸出低8位地址和輸出/輸入8位數(shù)據(jù)。（2）當(dāng)P0口用作通用I/O口時(shí)，由于需要在片外接上拉電阻，端口不存在高阻抗（懸?。顟B(tài)，因此為一個(gè)準(zhǔn)雙向口。一般情況下，如果P0口已作為地址/數(shù)據(jù)復(fù)用口，就不能再作為通用I/O口使用。補(bǔ)充：?jiǎn)纹瑱C(jī)的引腳（P0口）P0.0—P0.7:雙向I/O（內(nèi)置場(chǎng)效應(yīng)管上拉）尋址外部程序存儲(chǔ)器時(shí)分時(shí)作為雙向8位數(shù)據(jù)口和輸出低8位地址復(fù)用口；不接外部程序存儲(chǔ)器時(shí)可作為8位準(zhǔn)雙向I/O口使用。21DQCK/Q讀引腳讀鎖存器寫(xiě)鎖存器內(nèi)部總線(xiàn)地址/數(shù)據(jù)控制引腳P0.X34VccV1V221DQCK/Q讀引腳=1讀鎖存器寫(xiě)鎖存器內(nèi)部總線(xiàn)地址/數(shù)據(jù)控制引腳P0.X3400100截止截止=0Vcc單片機(jī)的引腳（P0口）P0用作通用I/O時(shí)，控制=0：（1）此腳作輸入口（事先必須對(duì)它寫(xiě)“1”）V2V121DQCK/Q讀引腳讀鎖存器寫(xiě)鎖存器內(nèi)部總線(xiàn)地址/數(shù)據(jù)控制引腳P0.X3400100截止截止=0Vcc單片機(jī)的引腳（P0口）P0用作通用I/O時(shí)，控制=0：（2）此腳作輸出口時(shí)，當(dāng)P0口用作輸出口時(shí)，因輸出級(jí)處于開(kāi)漏狀態(tài)，必須外接上拉電阻。當(dāng)“寫(xiě)鎖存器”信號(hào)加在鎖存器的時(shí)鐘端CLK上，此時(shí)D觸發(fā)器將“內(nèi)部總線(xiàn)”上的信號(hào)反相后輸出到Q端，若D端信號(hào)為0，Q=1，v2導(dǎo)通，P0．x引腳輸出“0”；若D端信號(hào)為1，Q=0，v2截止，雖然V1截止，因P0．x引腳已外接上拉電阻，P0．x引腳輸出“1”。V2V121DQCK/Q讀引腳=0讀鎖存器寫(xiě)鎖存器內(nèi)部總線(xiàn)地址/數(shù)據(jù)控制=1引腳P0.X341011=0導(dǎo)通截止=0Vcc單片機(jī)的引腳（P0口）P0口用作地址/數(shù)據(jù)復(fù)用口，控制=1（1）作地址/數(shù)據(jù)輸出：輸出地址/數(shù)據(jù)=0時(shí)V1V221DQCK/Q讀引腳=0讀鎖存器寫(xiě)鎖存器內(nèi)部總線(xiàn)地址/數(shù)據(jù)控制=1引腳P0.X341100=1截止導(dǎo)通=1Vcc單片機(jī)的引腳（P0口）P0口用作地址/數(shù)據(jù)復(fù)用口，控制=1（2）作地址/數(shù)據(jù)輸出：輸出地址/數(shù)據(jù)=1時(shí)V1V221DQCK/Q讀引腳=1讀鎖存器寫(xiě)鎖存器內(nèi)部總線(xiàn)地址/數(shù)據(jù)控制=0引腳P0.X34Vcc單片機(jī)的引腳（P0口）P0口用作地址/數(shù)據(jù)復(fù)用口（3）作地址/數(shù)據(jù)輸入：與P0用作通用I/O時(shí)輸入時(shí)情況相同，CPU使V1、V2均截止，從引腳上輸入的外部數(shù)據(jù)經(jīng)緩沖器U2進(jìn)入內(nèi)部數(shù)據(jù)總線(xiàn)。V1V22.5.2P1端口

字節(jié)地址90H，位地址90H～97H。P1口某一位的位電路結(jié)構(gòu)如圖2-7所示。圖2-71．位電路結(jié)構(gòu)P1口位電路結(jié)構(gòu)由三部分組成：（1）一個(gè)數(shù)據(jù)輸出鎖存器，用于輸出數(shù)據(jù)位的鎖存。（2）兩個(gè)三態(tài)的數(shù)據(jù)輸入緩沖器BUF1和BUF2，分別用于鎖存器數(shù)據(jù)和引腳數(shù)據(jù)的輸入緩沖。（3）數(shù)據(jù)輸出驅(qū)動(dòng)電路，由一個(gè)場(chǎng)效應(yīng)管（FET）和一個(gè)片內(nèi)上拉電阻組成。2．工作過(guò)程分析P1口只能作為通用的I/O口使用。（1）P1口作為輸出口時(shí)，若CPU輸出1，Q=1，Q*=0，場(chǎng)效應(yīng)管截止，P1口引腳的輸出為1；若CPU輸出0，Q=0，Q*=1，場(chǎng)效應(yīng)管導(dǎo)通，P1口引腳的輸出為0。（2）P1口作為輸入口時(shí)，分為“讀鎖存器”和“讀引腳”兩種方式?！白x鎖存器”時(shí)，鎖存器的輸出端Q的狀態(tài)經(jīng)輸入緩沖器BUF1進(jìn)入內(nèi)部總線(xiàn)；“讀引腳”時(shí)，先向鎖存器寫(xiě)1，使場(chǎng)效應(yīng)管截止，P1.x引腳上的電平經(jīng)輸入緩沖器BUF2進(jìn)入內(nèi)部總線(xiàn)。3．P1口的特點(diǎn)P1口由于有內(nèi)部上拉電阻，沒(méi)有高阻抗輸入狀態(tài)，稱(chēng)為準(zhǔn)雙向口。作為輸出口時(shí)，不需要在片外接上拉電阻。P1口“讀引腳”輸入時(shí)，必須先向鎖存器寫(xiě)1。

2.5.3P2口字節(jié)地址為A0H，位地址A0H～A7H。P2口是一個(gè)雙功能口，P2口某一位的位電路結(jié)構(gòu)如圖2-8所示。圖2-81．位電路結(jié)構(gòu)P2口某一位的電路包括：（1）一個(gè)數(shù)據(jù)輸出鎖存器，用于輸出數(shù)據(jù)位的鎖存。（2）兩個(gè)三態(tài)數(shù)據(jù)輸入緩沖器BUF1和BUF2，分別用于鎖存器數(shù)據(jù)和引腳數(shù)據(jù)的輸入緩沖。（3）一個(gè)多路轉(zhuǎn)接開(kāi)關(guān)MUX，它的一個(gè)輸入是鎖存器的Q端，另一個(gè)輸入是內(nèi)部地址的高8位。（4）輸出驅(qū)動(dòng)電路，由場(chǎng)效應(yīng)管（FET）和內(nèi)部上拉電阻組成。