《單片機原理與應(yīng)用(第3版)》第2章-MCS-51單片機結(jié)構(gòu)

單片機原理與應(yīng)用2025/2/8

第2章增強型MCS-51單片機結(jié)構(gòu)

2.1內(nèi)部結(jié)構(gòu)和引腳功能2.2輸入/輸出（I/O）口2.3存儲器系統(tǒng)2.4MCS-51外部存儲器的連接2.5操作時序2.6復(fù)位及復(fù)位電路2.7節(jié)電運行狀態(tài)和掉電運行狀態(tài)

2025/2/8單片機原理與應(yīng)用2.0選擇MCS-51單片機的理由MCS-51系列單片機總線技術(shù)開放，開發(fā)工具成熟，單片機芯片及開發(fā)工具供貨商多，價格低廉，同時該系列單片機進入市場時間早，匯編語言指令書寫形式與Intel公司8位通用微處理器，如8085相似，很容易被接觸過Intel通用微處理器匯編語言的用戶所接受。因此，在單片機應(yīng)用中占有重要位置，是單片機教學(xué)的首選機種。理解MCS-51系列單片機內(nèi)部結(jié)構(gòu)、工作原理、應(yīng)用實例后，將非常容易理解和使用其他系列，如NEC、Motorola、MicroChip單片機芯片。單片機原理與應(yīng)用2025/2/81.

增強型MCS-51單片機主要特征

與標準MCS-51內(nèi)核芯片相比，增強型MCS-51內(nèi)核單片機芯片具有如下特征：

(1)

與標準MCS-51保持100%兼容，即可以使用增強型MCS-51芯片直接替換相應(yīng)型號的標準MCS-51芯片，如用80C32取代8031/2、87C51/2取代8751/2。

(2)片內(nèi)集成了3個16位定時/計數(shù)器，其中T0、T1與標準MCS-51系列完全相同；T2除了保留標準MCS-52子系列中定時/計數(shù)器T2功能外，還增加了向下計數(shù)和時鐘輸出功能。2025/2/8單片機原理與應(yīng)用

(3)采用增強型全雙工串行口，即增強型MCS-51串行口除了具有標準MCS-51串行口功能外，還具有幀錯誤偵測和地址自動識別功能。

(4)Philips、Temic

SeconductorTechnology公司的8XC5X、8XC5XX2芯片以及Atmel公司的AT89S5X系列芯片具有雙數(shù)據(jù)指針DPTR（為此增加了輔助功能寄存器AUXR1），方便了外部RAM不同存儲單元之間的數(shù)據(jù)傳送。

(5)為降低電磁輻射量，可禁止地址鎖存信號ALE輸出。為此，增加了輔助功能寄存器AUXR。2025/2/8單片機原理與應(yīng)用

(6)擴展了中斷控制器功能，可以管理具有4個中斷優(yōu)先級的6個中斷源。為此，增加了高位中斷優(yōu)先級控制寄存器IPH。

(7)普遍采用CHMOS工藝，工作電壓低、范圍寬（1.8V～6.0V），可用電池供電，方便了野外作業(yè)使用。

(8)改進了電源管理功能，即允許通過外部中斷方式喚醒掉電模式。2025/2/8單片機原理與應(yīng)用

(9)提高了時鐘頻率，標準MCS-51最高時鐘頻率為12MHZ，而增強型MCS-51最高時鐘頻率可達33MHz。

(10)片內(nèi)程序存儲器以O(shè)TPROM和FlashROM為主。單片機原理與應(yīng)用2025/2/82.增強型MCS-51內(nèi)核主流芯片

增強型MCS-51及兼容單片機芯片主要包括Intel公司的8XC52/54/58系列、Philips公司的P8XC52/54/58系列(簡稱為8XC5X系列）、Atmel公司的AT89S51/52/53系列(但Atmel公司的AT8XC5X系列采用標準MCS-51內(nèi)核)、Winbond公司的W87E54/58芯片。

2000年后Philips和ATMEL公司“6時鐘/機器周期”的P8XC52X2/8XC54X2/8XC58X2和TS8XC52X2/8XC54X2/8XC58X2系列——簡稱8XC5XX2系列，特點是硬件資源與8XC5X系列兼容，但運行速度比8XC5X系列快一倍。為了便于比較表2-1列出增強型MCS-51主流芯片的主要性能。單片機原理與應(yīng)用2025/2/82.1內(nèi)部結(jié)構(gòu)和引腳功能

2.1.1內(nèi)部結(jié)構(gòu)

8XC5X芯片由一個8位通用中央處理器（CPU）、程序存儲器、隨機讀寫數(shù)據(jù)存儲器、常用外圍電路等部分組成，如圖2-1所示。2025/2/8單片機原理與應(yīng)用圖2-1增強型MCS-51CPU內(nèi)部結(jié)構(gòu)2025/2/8單片機原理與應(yīng)用

將一些基本的、常用的外圍電路，如振蕩器、定時/計數(shù)器、串行通訊、中斷控制和I/O接口電路器與CPU內(nèi)核集成在同一芯片內(nèi)是單片機芯片的又一特征。

增強型MCS-51芯片內(nèi)部含有三個16位定時/計數(shù)器，可以管理6個中斷源的中斷控制器（具有四個優(yōu)先級），用于多機通信或I/O口擴展的增強型全雙工串行口UART(通用異步收發(fā)器)，片內(nèi)振蕩器及時鐘電路。

單片機原理與應(yīng)用2025/2/82.1.2引腳功能

增強型MCS-51系列CPU封裝形式、引腳排列與標準MCS-51兼容，如圖2-2所示（為了便于比較圖中還給出了標準MCS-51內(nèi)核芯片DIP40封裝引腳排列圖），引腳邏輯如圖2-3所示，而引腳功能如表2-2所示。2025/2/8單片機原理與應(yīng)用2025/2/8單片機原理與應(yīng)用圖2-3增強型MCS-51CPU引腳邏輯符號2025/2/8單片機原理與應(yīng)用在MCS-51中，CPU引腳功能與CPU內(nèi)特定單元電路有關(guān)：與振蕩電路有關(guān)的引腳分別是XTAL1（片內(nèi)晶振電路反相放大器的輸入端，接CPU內(nèi)部時鐘電路）、XTAL2(片內(nèi)晶振電路反相放大器的輸出端)。與復(fù)位電路有關(guān)的引腳為RST。與外存儲器連接有關(guān)的引腳是P0、P2口、ALE、

、以及P3口中的P3.6(,外部數(shù)據(jù)存儲器的寫選通信號)、P3.7(,外部數(shù)據(jù)存儲器的讀選通信號)。與中斷控制有關(guān)的引腳是P3口的(P3.2)、(P3.3)。與定時/計數(shù)器有關(guān)的引腳是P3口的T0(P3.4)、T1(P3.5)；P1口的P1.0（T2）、P1.1（T2EX）。與串行通信口有關(guān)的引腳為TXD（P3.1）、RXD（P3.0）。單片機原理與應(yīng)用2025/2/8XTAL1、XTAL2分別系統(tǒng)時鐘信號fOSC輸入、輸出端。當使用片內(nèi)振蕩電路時，XTAL1、XTAL2與晶體振蕩器及電容C1、C2按圖2-4所示方式連接。振蕩電容C1、C2容量取值范圍與晶振種類及頻率有關(guān)，如表2-3所示。電阻Rs用于限制晶振的驅(qū)動電平，取值范圍在100Ω～2.7KΩ之間。但一般不需要，只有當晶振頻率較低時才需要。當采用外部時鐘信號時，外部時鐘信號需從XTAL1引腳輸入，XTAL2引腳不用（懸空）。

1.晶振電路及XTAL1、XTAL2引腳的連接2025/2/8單片機原理與應(yīng)用圖2-4增強型MCS-51振蕩電路及連接單片機原理與應(yīng)用2025/2/8RST引腳為復(fù)位輸入端，MCS-51采用高電平復(fù)位方式。

RST引腳對GND(地)引腳電阻(即復(fù)位電阻RRST)約為40K～220K之間，因此在RST引腳和電源Vcc之間接一容量為10uF～22uF的電容后，即可構(gòu)成最簡單RC復(fù)位電路（可參看2.6節(jié)“復(fù)位電路”中的圖2-22）。2.復(fù)位電路及復(fù)位引腳RST的連接2025/2/8單片機原理與應(yīng)用圖2-22分立元件構(gòu)成的MCS-51外部復(fù)位電路單片機原理與應(yīng)用2025/2/8MCS-51系列單片機理論上有四個8位I/O口，即P0口、P1口、P2口和P3口，等效電路如圖2-5所示。2.2輸入/輸出（I/O）口2025/2/8單片機原理與應(yīng)用(a)P1口(b)P0口(c)P2口(d)P3口圖2-5MCS-51I/O口等效電路2025/2/8單片機原理與應(yīng)用關(guān)于I/O引腳第二輸入/輸出功能使用說明：從圖2-5看出，作為“第二功能輸出”引腳使用前并不需要對引腳切換進行任何設(shè)置，只要相應(yīng)外設(shè)處于使能狀態(tài)，對應(yīng)I/O引腳就具有第二功能輸出。例如，在“MOVX@DPTR,A”指令執(zhí)行期間，P3.6引腳自動輸出外部數(shù)據(jù)存儲器寫控制信號。而作為第二功能輸入引腳使用前，也無須設(shè)置，只要相應(yīng)引腳I/O口鎖存器為1（否則I/O口下拉MOS管導(dǎo)通，輸入信號被鉗位在0電平），則當對應(yīng)外設(shè)處于使能狀態(tài)時，就自動具有第二功能輸入特性（當然這時仍可通過讀引腳指令獲取引腳的電平狀態(tài)）。單片機原理與應(yīng)用2025/2/82.2.5I/O口負載能力

由于P1～P3口上拉電阻較大，約為20K～40K，屬于“弱上拉”，因此P1～P3口引腳輸出高電平電流IOH很?。s為30uA～60uA）。而輸出低電平時，下拉MOS管導(dǎo)通，可吸收1.6mA～15mA的灌電流，負載能力較強，即P1～P3口負載能力為3～4個TTL門電路。作為I/O口使用時，P0口漏極開路，當需要驅(qū)動拉電流負載時，必須外接上拉電阻；輸出低電平負載能力比P1～P3口強，可以吸收3.2mA以上的灌電流，能驅(qū)動8個TTL門電路。由于P1～P3口上拉電阻較大，而P0口為漏極開路，因此作為輸出口使用時P0、P1～P3口引腳均具有“線與”功能。2025/2/8單片機原理與應(yīng)用圖2-8P1～P3口驅(qū)動三極管電路單片機原理與應(yīng)用2025/2/82.2.6讀鎖存器和讀引腳指令當把P0～P3口作為輸入引腳使用時，以I/O口作為源操作數(shù)的數(shù)據(jù)傳送指令、算術(shù)及邏輯運算指令、位測試轉(zhuǎn)移指令等屬于讀引腳指令，如：

MOV C,P1.0 ;將P1.0引腳狀態(tài)讀到位累加器C中。

MOV A,P1 ;將P1口的P1.0～P1.7引腳信號讀到累加器A中。

ANL A,P1 ;將P1口的P1.0～P1.7引腳信號與累加器A相與。

ADD A,P1 ;將P1口的P1.0～P1.7引腳信號與累加器A相加。

JB P1.0,LOOP ;P1.0引腳信號為1，則轉(zhuǎn)移。

JNB P1.0,LOOP ;P1.0引腳信號為0，則轉(zhuǎn)移。

而所有的“讀——改——寫”指令均讀I/O口鎖存器，如：

JBC P1.0,LOOP ;P1.0鎖存器為1轉(zhuǎn)移，且將P1.0鎖存器清0。

DECP1 INC P1 CPL P1.0

單片機原理與應(yīng)用2025/2/88XC5X系列單片機的存儲器由三部分組成：

程序存儲器（包括片內(nèi)程序存儲器，大小與芯片型號有關(guān)，如89C52片內(nèi)程序存儲器容量為8KB，地址編碼從0000H～1FFFH；89C54片內(nèi)程序存儲器容量為16KB，地址編碼從0000H～3FFFH；89C58片內(nèi)程序存儲器容量為32KB，地址編碼從0000H～7FFFH；外部程序存儲器地址編碼從0000H～FFFFH，共64KB）。

片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲器（包括內(nèi)部RAM存儲器00H～FFH,共256字節(jié)；特殊功能寄存器）。

外部數(shù)據(jù)存儲器（0000H～FFFFH，共64KB），如圖2-9所示。

2.3存儲器系統(tǒng)

2025/2/8單片機原理與應(yīng)用8XC5X/8XC5XX2系列單片機存儲器結(jié)構(gòu)

單片機原理與應(yīng)用2025/2/8

對于帶有片內(nèi)ROM的MCS-51系列單片機來說，片內(nèi)程序存儲器和外部程序存儲器地址空間重疊。如果引腳為高電平，且程序計數(shù)器PC小于等于片內(nèi)ROM的地址空間時，將從片內(nèi)程序存儲器取指令（在這種情況下，信號無效）；而當PC超出片內(nèi)ROM地址空間時，自動到外部程序存儲器取指令，即在P0口輸出低8位地址（A0～A7），在P2口輸出高8位地址（A15～A8）。當引腳為低電平時，一律從外部程序存儲器取指令。因此對于不帶ROM或EPROM的80C31、80C32CPU來說，引腳一律接地。2.3.1程序存儲器

2025/2/8單片機原理與應(yīng)用增強型MCS-51系列單片機保留的程序存儲器地址空間如下：系統(tǒng)復(fù)位 0000H

外部中斷0()服務(wù)程序入口地址 0003H

定時器0中斷服務(wù)程序入口地址 000BH

外部中斷1（）服務(wù)程序入口地址 0013H定時器1中斷服務(wù)程序入口地址 001BH串行口中斷服務(wù)程序入口地址 0023H定時器2中斷服務(wù)程序入口地址 002BH2025/2/8單片機原理與應(yīng)用圖2-15單片EPROM存儲器芯片與8031CPU的連接

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1.片內(nèi)RAM

片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲器由內(nèi)部RAM和特殊功能寄存器組成。對于8XC51、8XC31芯片來說，內(nèi)部RAM的容量為128字節(jié)（00H～7FH）；對于8XC52/54/58芯片來說，片內(nèi)RAM容量為256字節(jié)（00H～0FFH）。 根據(jù)用途、存取方式的不同，256字節(jié)內(nèi)部RAM可分為：

00H-1FH：工作寄存器區(qū)

20H-2FH：可按位尋址區(qū)

30H-7FH：用戶數(shù)據(jù)區(qū)

80H-FFH：堆棧區(qū)或用戶數(shù)據(jù)區(qū)2.3.2片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲器2025/2/8單片機原理與應(yīng)用

(1)工作寄存器區(qū)由32個字節(jié)組成，分為四個區(qū)，每區(qū)8個字節(jié)，分別用R0～R7作為這8個字節(jié)的寄存器名。任何時候只能選擇四個工作寄存器區(qū)中的一個區(qū)作為當前工作寄存器區(qū)，當前工作寄存器區(qū)由程序狀態(tài)字寄存器PSW的b4、b3位決定，具體情況如下：

PSW寄存器b4、b3位當前工作寄存器區(qū)寄存器R7～R0地址

00 0區(qū) 07H～00H01 1區(qū) 0FH～08H10 2區(qū) 17H～10H11 3區(qū) 1FH～18H

復(fù)位后，PSW的b4、b3位為00，因此復(fù)位后將選擇0區(qū)作為當前工作寄存器區(qū)。2025/2/8單片機原理與應(yīng)用

(2)20H～2FH單元，共16字節(jié)，屬于位尋址區(qū)。該區(qū)域可以按字節(jié)讀寫，也可以按位讀寫。位地址從20H單元開始，共有16字節(jié)×8位，即128個位地址（20H單元b0位的位地址為00H，20H單元b1位的位地址為01H，20H單元b2位的位地址為02H。依此類推，21H單元b0位的位地址為08H，2FH單元b7位的位地址為7FH），如表2-3所示。

字節(jié)地址高128字節(jié)內(nèi)部RAMFFH～80H用戶RAM和堆棧區(qū)7FH～30H位尋址區(qū)（位地址）7FH7EH7DH7CH7BH7AH79H78H2FH77H76H75H74H73H72H71H70H2EH6FH6EH6DH6CH6BH6AH69H68H2DH67H66H65H64H63H62H61H60H2CH5FH5EH5DH5CH5BH5AH59H58H2BH57H56H55H54H53H52H51H50H2AH4FH4EH4DH4CH4BH4AH49H48H29H47H46H45H44H43H42H41H40H28H3FH3EH3DH3CH3BH3AH39H38H27H37H36H35H34H33H32H31H30H26H2FH2EH2DH2CH2BH2AH29H28H25H27H26H25H24H23H22H21H20H24H1FH1EH1DH1CH1BH1AH19H18H23H17H16H15H14H13H12H11H10H22H0FH0EH0DH0CH0BH0AH09H08H21H07H06H05H04H03H02H01H00H20H工作寄存器區(qū)3區(qū)（8個字節(jié)）1FH～18H2區(qū)（8個字節(jié)）17H～10H1區(qū)（8個字節(jié)）0FH～08H0區(qū)（8個字節(jié)）07H～00H2025/2/8單片機原理與應(yīng)用(3)30H單元以后可作為內(nèi)部用戶RAM區(qū)或堆棧區(qū)。對于8XC31/8XC51系列來說，從30H～7FH，尚有80個字節(jié),可作用戶內(nèi)部RAM或堆棧區(qū)；對于8XC32/8XC52/54/58系列來說，從30H～FFH，尚有208個字節(jié),可作用戶內(nèi)部RAM或堆棧區(qū)。

00H-7FH：支持直接尋址和寄存器間接尋址方式

80H-FFH：只支持寄存器間接尋址方式2025/2/8單片機原理與應(yīng)用2.特殊功能寄存器由于單片機芯片內(nèi)集成了一些常用的外圍接口電路，如并行I/O端口、串行口、定時器/計數(shù)器、中斷控制器等，因此這些外圍接口電路中的控制寄存器、狀態(tài)寄存器以及數(shù)據(jù)寄存器也就位于芯片內(nèi)，統(tǒng)稱為特殊功能寄存器(SFR,即SpecialFunctionRegisters)。單片機原理與應(yīng)用2025/2/8

通過P0、P2口最多可以連接64KB的外部數(shù)據(jù)存儲器，有關(guān)外部數(shù)據(jù)存儲器的連接及讀寫方式參閱“外存儲器連接”部分。2.3.3外部數(shù)據(jù)存儲器2025/2/8單片機原理與應(yīng)用圖2-16MCS-51系列單片機與SRAM存儲器的連接

2025/2/8單片機原理與應(yīng)用圖2-18MCS-51系列單片機與數(shù)據(jù)和程序存儲器的連接

單片機原理與應(yīng)用2025/2/82.4MCS-51外部存儲器的連接

由于下列原因，在MCS-51系列單片機系統(tǒng)中，可能需要擴展外部程序存儲器，尤其是外部數(shù)據(jù)存儲器或I/O端口：部分型號CPU，如80C31、80C32沒有內(nèi)置EPROM或OTPROM，需要外部程序存儲器；片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲器容量小，當需要大容量的數(shù)據(jù)存儲空間時，就需要擴展外部數(shù)據(jù)存儲器；MCS-51可用的I/O引腳數(shù)目有限，常需要擴展I/O口，而在MCS-51中，擴展I/O端口是外部數(shù)據(jù)存儲器空間的一部分。因此，在MCS-51系列單片機控制系統(tǒng)中，不可避免地涉及存儲器的擴展問題。

2025/2/8單片機原理與應(yīng)用

在單片機系統(tǒng)中，一般只使用EPROM、EEPROM、FlashROM以及靜態(tài)RAM存儲器芯片擴展系統(tǒng)存儲器，很少使用動態(tài)RAM。因此，外存儲器芯片與CPU的接口電路較簡單，只需考慮如下幾個問題即可：

CPU三總線(地址總線、數(shù)據(jù)總線、控制總線)的負載能力。確定存儲器三總線與CPU三總線之間的連接方式。

CPU讀寫時序與存儲器存取速度的匹配問題。單片機原理與應(yīng)用2025/2/82.4.1CPU地址線與存儲器地址線的連接

CPU地址總線與存儲器的連接方式有兩種：即高位地址譯碼法和線選法。在高位地址譯碼法中，又可以分為全譯碼法和部分譯碼法兩種。

單片機原理與應(yīng)用2025/2/81.全譯碼法

圖2-12存儲器與CPU的連接方式一(全譯碼法)

單片機原理與應(yīng)用2025/2/82.部分譯碼法

圖2-13存儲器與CPU的連接方式二(部分譯碼法)單片機原理與應(yīng)用2025/2/83.線選法

圖2-14存儲器與CPU的連接方式三（線選法）

單片機原理與應(yīng)用2025/2/82.4.2MCS-51控制系統(tǒng)中程序存儲器的連接

目前EPROM、EEPROM、FlashROM存儲器芯片品種、規(guī)格多，且大容量存儲器芯片價格并不高。因此，在由80C31、80C32等CPU構(gòu)成的單片機控制系統(tǒng)中，一般可根據(jù)程序代碼的長短，選擇相應(yīng)容量的單片EPROM、EEPROM或FlashROM芯片作為系統(tǒng)的程序存儲器，以減少控制系統(tǒng)芯片的數(shù)目，從而減少電路板的面積，不僅降低了成本，也提高了系統(tǒng)的可靠性。當使用單個存儲器芯片時，存儲器片選信號一般可直接接地，80C31CPU的信號接EPROM芯片輸出允許端，如圖2-15所示。2025/2/8單片機原理與應(yīng)用圖2-15單片EPROM存儲器芯片與8031CPU的連接2025/2/8單片機原理與應(yīng)用

由于MCS-51采用地址/數(shù)據(jù)分時復(fù)用技術(shù)，低8位地址A7～A0與數(shù)據(jù)總線D7～D0分時使用P0口引腳，因此在存儲器低8位地址A7～A0之間需要加74LS573或74LS373鎖存器，利用ALE地址鎖存信號下降沿將低8位地址信號A7～A0鎖存在74LS573或74LS373中，以便P0口作為數(shù)據(jù)總線使用。2025/2/8單片機原理與應(yīng)用

由于近年來集成電路制造技術(shù)、生產(chǎn)工藝的不斷進步，在單片機芯片中內(nèi)置OTPROM、FlashROM存儲器已成為趨勢，且價格低廉，目前市場見到的MCS-51兼容單片機芯片幾乎都帶有不同種類、不同容量的片內(nèi)存儲器器，如含有OTPROM的87C51、87C52、87C54、87C58，以及含有FlashROM的89C51、89C52、89C54、89C58等MCS-51兼容CPU不僅價格低廉，而且同系列不同品種CPU之間的價差很小。盡管89C58片內(nèi)存儲器容量為32KB，是89C54片內(nèi)程序存儲器容量的兩倍，但售價僅高幾元。此外，編程設(shè)備多，價格也不高。因此，在工作頻率不高的MCS-51單片機控制系統(tǒng)中，幾乎不用不帶片內(nèi)程序存儲器的80C31、80C32芯片（在研發(fā)階段，使用可反復(fù)擦寫的89C5X/89C5XX2芯片，在批量生產(chǎn)階段換上價格較低的、以O(shè)TPROM作為程序存儲器的87C5X/87C5XX2芯片），無須外接程序存儲器芯片，僅需考慮數(shù)據(jù)存儲器和I/O端口的擴展即可。

單片機原理與應(yīng)用2025/2/8在MCS-51單片機系統(tǒng)中，外部數(shù)據(jù)存儲器空間與程序存儲器空間分離，對于外部數(shù)據(jù)存儲器來說，通過外部數(shù)據(jù)存儲器讀選通信號和寫選通信號訪問外部RAM。因此，MCS-51系列單片機與外部RAM相連時：

CPU外部數(shù)據(jù)存儲器讀選通信號與SRAM芯片的輸出允許端相連。

CPU外部數(shù)據(jù)存儲器寫選通信號與SRAM芯片的讀寫控制端相連。當系統(tǒng)中只有一塊SRAM芯片時，片選信號或可以接地或接到未用的高位地址線上。2.4.3數(shù)據(jù)存儲器的連接

2025/2/8單片機原理與應(yīng)用SRAM芯片地址線接到CPU地址線上，但連接方式比外部程序存儲器ROM要靈活得多：CPU地址線編號與SRAM地址線編號不必一一對應(yīng)；當有多個數(shù)據(jù)存儲器芯片時，SRAM芯片的片選控制端由高位地址線譯碼產(chǎn)生，可以采用全譯碼法、部分譯碼法，甚至線選法等方式連接。

SRAM數(shù)據(jù)線接到具有相同編號的CPU數(shù)據(jù)線上即可。2025/2/8單片機原理與應(yīng)用圖2-16(a)MCS-51系列單片機與SRAM存儲器連接的實例之一

2025/2/8單片機原理與應(yīng)用圖2-16(b)MCS-51系列單片機與SRAM存儲器連接的實例之二2025/2/8單片機原理與應(yīng)用圖2-17MCS-51系列單片機數(shù)據(jù)存儲器、擴展I/O口片選信號通用電路單片機原理與應(yīng)用2025/2/82.5操作時序

MCS-51系列單片機一個機器周期由12個振蕩周期組成，分為六個狀態(tài)，分別稱為S1、S2、S3、S4、S5、S6，每個狀態(tài)都包含P1、P2兩相，如圖2-19所示。振蕩周期，也就是時鐘周期，它是輸入時鐘信號頻率fOSC的倒數(shù)。如果時鐘信號或晶體振蕩器的頻率為12MHz，則振蕩周期T=1/12=83ns。

狀態(tài)周期，即CPU從一個狀態(tài)轉(zhuǎn)換到另一狀態(tài)所需的時間稱為狀態(tài)周期，一個狀態(tài)周期由一個或一個以上的時鐘周期組成。在MCS-51中，一個狀態(tài)周期由兩個時鐘周期組成。機器周期指的是計算機完成一次完整的、基本的操作所需要的時間稱為機器周期，MCS-51一個機器周期由六個狀態(tài)周期組成，共12個振蕩周期。單片機原理與應(yīng)用2025/2/82.5.1對外部程序存儲器的讀操作時序

MCS-51系列單片機對外部程序存儲器的讀操作時序如圖2-19所示，S1P2相開始后，地址鎖存信號ALE有效，經(jīng)過一個振蕩周期T的延遲后，在S2P1開始時刻，P0、P2口分別送出低8位地址信息和高8位地址信息(即當前指令碼所在的程序存儲器單元地址)，再經(jīng)過一個振蕩周期，待P0口地址信息穩(wěn)定后，ALE由高電平變?yōu)榈碗娖?，將P0口輸出的低8位地址信息(A7～A0)鎖存在74LS373鎖存器中。因此，ALE信號有效時間(ALE信號脈沖寬度為TLHLL)為2T。2025/2/8單片機原理與應(yīng)用圖2-19MCS-51外部程序存儲器讀時序

單片機原理與應(yīng)用2025/2/82.5.2外部數(shù)據(jù)存儲器讀寫時序

在讀寫外部數(shù)據(jù)存儲器時，分別由和信號選通外部數(shù)據(jù)存儲器，操作時序如圖2-20所示。

圖2-20(a)MCS-51對外部數(shù)據(jù)存儲器讀時序圖2-20(b)MCS-51對

外部數(shù)據(jù)存儲器寫時序

單片機原理與應(yīng)用2025/2/82.5.36時鐘/機器周期模式下的時序

8XC5XX2、89C6XX2芯片每機器周期包含的時鐘周期由時鐘選擇寄存器CKCON的X2位和位于FlashROM保密塊中的時鐘配置位FX2控制，如表2-5所示。這樣通過修改時鐘選擇寄存器CKCON的X2位或保密塊中的時鐘選擇位FX2來選擇“6時鐘”或“12時鐘”運行模式。FX2位狀態(tài)(位于FlashROM保密字節(jié)內(nèi))X2位狀態(tài)(CKCON.0)CPU時鐘擦除(未編程)0(默認)12時鐘擦除(未編程)16時鐘編程X(無效)6時鐘表2-5時鐘配置

2025/2/8單片機原理與應(yīng)用時鐘/機器周期模式下，擴展外部存儲器或I/O端口從表2-5可以看出位于FlashROM保密字節(jié)內(nèi)的系統(tǒng)時鐘配置位FX2比CKCON