MCS-51單片機(jī)的基本結(jié)構(gòu)及工作原理.ppt

1、內(nèi)容 2-1 MCS51單片機(jī)的基本結(jié)構(gòu) 2-2 MCS51的存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu) 2-3 專用功能寄存器的SFR 2-4 單片機(jī)的工作方式與最小應(yīng)用系統(tǒng),第二章 MCS-51單片機(jī)的基本結(jié)構(gòu)及工作原理,了解單片機(jī)內(nèi)部基本結(jié)構(gòu) 掌握單片機(jī)存儲(chǔ)器分布和使用 掌握常用的特殊功能寄存器SFR的使用 了解單片機(jī)的工作方式 掌握單片機(jī)的引腳及引腳功能,教學(xué)目的,學(xué)習(xí)重點(diǎn)和難點(diǎn),單片機(jī)的存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu) 單片機(jī)的引腳及引腳功能,第一節(jié) MCS-51單片機(jī)的基本結(jié)構(gòu),教學(xué)內(nèi)容： 一、MCS-51單片機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu) 二、CPU 三、輸入輸出端口結(jié)構(gòu) 四、端口負(fù)載能力和接口要求 五、MCS-5l引腳及功能,MCS-51系列單片機(jī)配

2、置一覽表,一、MCS-51內(nèi)部結(jié)構(gòu),圖2-1 8051的功能部件圖,外部中斷,二 、 CPU,主要功能：產(chǎn)生各種控制信號(hào)，去控制存儲(chǔ)器、輸入輸出端口的數(shù)據(jù)傳送、數(shù)據(jù)的算術(shù)運(yùn)算、邏輯運(yùn)算以及位操作處理等。,（一）運(yùn)算器 組成：運(yùn)算器由算術(shù)邏運(yùn)算部件ALU、累加器Acc、暫存器、程序狀態(tài)字寄存器PSW、BCD碼運(yùn)算調(diào)整電路等組成 。 對(duì)數(shù)據(jù)完成算術(shù)運(yùn)算，邏輯運(yùn)算、循環(huán)移位、位處理。,（二）控制器 組成：由程序計(jì)數(shù)器PC、指令寄存器、指令譯碼器、定時(shí)控制與條件轉(zhuǎn)移邏輯電路等組成。 功能：對(duì)來自存儲(chǔ)器中的指令進(jìn)行譯碼，通過定時(shí)控制電路，在規(guī)定的時(shí)刻發(fā)出各種操作所需的全部內(nèi)部和外部控制信號(hào)，協(xié)調(diào)各功能元

3、件的工作，完成指令所規(guī)定的功能。,特點(diǎn)： 它是16位的按機(jī)器周期自動(dòng)增1計(jì)數(shù)器,一切分支/跳轉(zhuǎn)/調(diào)用/中斷/復(fù)位 等操作的本質(zhì)就是:改變 PC 值,總指向下一條指令所在首地址(當(dāng)前PC值),1程序計(jì)數(shù)器PC(Program Counter) 一個(gè)16位的專用寄存器，用來存放下一條(當(dāng)前)指令的地址。它具有自動(dòng)加1的功能。,CPU執(zhí)行程序的簡要過程： 1) PC給出當(dāng)前指令的存儲(chǔ)地址。,2) CPU到存儲(chǔ)器取指令， PC自動(dòng)加1,3) 指令譯碼器對(duì)指令譯碼， CPU執(zhí)行指令。,4)CPU到存儲(chǔ)器取指令，PC=PC+1。,5)CPU執(zhí)行下一條指令，,PC=,PC=,PC=,2指令寄存器 一個(gè)8位的

4、寄存器，用于暫存待執(zhí)行的指令，等待譯碼。 3指令譯碼器 對(duì)指令寄存器中的指令進(jìn)行譯碼，分析它的功能，并根據(jù)功能產(chǎn)生相應(yīng)的電信號(hào)。 4數(shù)據(jù)指針DPTR 是一個(gè)16位的專用地址指針寄存器。它主要用來存放16位地址。DPTR也可以拆成兩個(gè)獨(dú)立8位寄存器，即DPH(高8位字節(jié))和DPL(低8位字節(jié))，分別占據(jù)83H和82H兩個(gè)地址。,數(shù)據(jù)指針可以用來訪問外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器中的任一單元，作間址寄存器使用，也可以作為通用寄存器來用，是 8051單片機(jī)中唯一一個(gè)用戶可使用的16位寄存器。,5.定時(shí)控制部件與時(shí)序,功能：在規(guī)定的時(shí)刻發(fā)出各種操作所需的全部內(nèi)部和外部的控制信號(hào)，協(xié)調(diào)各功能元件工作，完成指令所規(guī)定的功

5、能。 主要任務(wù)：產(chǎn)生一個(gè)工作時(shí)序，其工作需要時(shí)鐘電路提供一個(gè)工作頻率。,圖2.2 MCS-51單片機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu),（1）時(shí)鐘電路設(shè)計(jì),XTAL1, XTAL2: 接外部晶振的兩個(gè)引腳。,MCS-51內(nèi)部有一個(gè)用于構(gòu)成振蕩器的高增益反相放大器，此放大器的輸入和輸出端分別是引腳XTAL1和XTAL2，在XTAL1和XTAL2上外接時(shí)鐘源即可構(gòu)成時(shí)鐘電路。,（1）時(shí)鐘電路設(shè)計(jì),XTAL1, XTAL2: 接外部晶振的兩個(gè)引腳。,單片機(jī)晶振提供的時(shí)鐘頻率越高，那么單片機(jī)運(yùn)行速度就越快，單片接的一切指令的執(zhí)行都是建立在單片機(jī)晶振提供的時(shí)鐘頻率。 有內(nèi)部和外部兩種時(shí)鐘產(chǎn)生方式。 單片機(jī)的生產(chǎn)工藝不同，接法也不

6、同。,在XTALl和XTAL2兩端接晶體或陶瓷諧振器，與內(nèi)部反向器構(gòu)成穩(wěn)定的自激振蕩器。 參數(shù)選?。篊1、C2起穩(wěn)定振蕩頻率，快速起振的作用。,外接晶振時(shí)：Cl和C2選擇1030pF 外接陶瓷諧振器時(shí)： Cl和C2的典型值約為4010pF。 振蕩頻率范圍一般是1.2MHz12MHz，有的可達(dá)40MHz。,內(nèi)部時(shí)鐘方式,設(shè)計(jì)印刷電路板時(shí)，晶體和電容應(yīng)盡可能安裝在單片機(jī)芯片附近，以減少寄生電容，保證振蕩器穩(wěn)定和可靠工作。,時(shí)序：CPU在執(zhí)行指令時(shí)所需控制信號(hào)的時(shí)間順序稱為時(shí)序。 時(shí)序是用定時(shí)單位來描述的，MCS-51的時(shí)序單位有四個(gè)，分別是時(shí)鐘周期（節(jié)拍）、狀態(tài)、機(jī)器周期和指令周期。,（2）CPU

7、的時(shí)序,CPU總是按照一定的時(shí)鐘節(jié)拍與時(shí)序工作：,1. 時(shí)鐘周期：又稱為振蕩周期、節(jié)拍（用P表示），定義為單片機(jī)提供時(shí)鐘信號(hào)的振蕩源（OSC）的周期。晶振頻率fosc（或外加頻率）的倒數(shù). 2. 狀態(tài)（用S表示）：振蕩脈沖經(jīng)過二分頻后得到整個(gè)單片機(jī)工作系統(tǒng)的狀態(tài)。一個(gè)狀態(tài)有兩個(gè)節(jié)拍，前半周期對(duì)應(yīng)的節(jié)拍定義為P1，后半周期對(duì)應(yīng)的節(jié)拍定義為P2。 3. 機(jī)器周期：完成一個(gè)基本操作所需的時(shí)間。一個(gè)機(jī)器周期含有6個(gè)狀態(tài)，分別表示為S1S6。每個(gè)狀態(tài)周期有兩拍，分別為S1P1、S1P2、S2P1、S2P2，S6P1、S6P2,時(shí)序,4. 指令周期：執(zhí)行一條指令所需要的時(shí)間稱為指令周期。它 是時(shí)序中的最大

8、單位。以機(jī)器周期為單位，指令可分為單周 期、雙周期和四周期指令。,80C51的片內(nèi)振蕩器及時(shí)鐘發(fā)生器,振蕩信號(hào)經(jīng)一個(gè)二分頻觸發(fā)器向芯片提供了一個(gè)2節(jié)拍的狀態(tài)信號(hào)。 狀態(tài)周期是振蕩周期（時(shí)鐘周期）的2倍。 每個(gè)狀態(tài)周期有兩個(gè)節(jié)拍P1和P2。在每個(gè)狀態(tài)的前半周期，節(jié)拍P1有效，在每個(gè)狀態(tài)的后半周期，節(jié)拍P2有效。 CPU就以兩相時(shí)鐘P1和P2為基本節(jié)拍指揮51單片機(jī)各個(gè)部件協(xié)調(diào)地工作。,牢記： 振蕩周期(時(shí)鐘周期) = 晶振頻率fosc的倒數(shù)；,1個(gè)機(jī)器周期=6個(gè)狀態(tài)周期 = 12個(gè)振蕩周期；,1個(gè)指令周期 = 1、2、4個(gè)機(jī)器周期,時(shí)序,思考題：設(shè)應(yīng)用單片機(jī)晶振頻率為12MHz，問機(jī)器周期為多少

9、？若晶振為6MHz，分別又為多少？,通常，每個(gè)機(jī)器周期中，ALE兩次有效，第一次出現(xiàn)在S1P2和S2P1期間，第二次出現(xiàn)在S4P2和S5P1期間。,CPU取指、執(zhí)行時(shí)序,每條指令的執(zhí)行都可以包括取指令和執(zhí)行兩個(gè)階段。 在取指階段，根據(jù)程序計(jì)數(shù)器PC的內(nèi)容， CPU從內(nèi)部或外部ROM中取出指令操作碼及操作數(shù)，然后再執(zhí)行這條指令。 按指令執(zhí)行時(shí)間分類： 單周期、雙周期、四周期 按指令所占字節(jié)數(shù)分類： 單字節(jié)、雙字節(jié)、三字節(jié),各指令的微操作在時(shí)間上有嚴(yán)格的次序，這種微操作的時(shí)間次序我們稱作時(shí)序。,單字節(jié)指令 如：INC A,（1）單周期指令時(shí)序,雙字節(jié)指令 如：ADD A, #data,單字節(jié)單周期

10、指令,指令特點(diǎn):在程序存儲(chǔ)器ROM中僅占一個(gè)存儲(chǔ)單元。 在ALE第一次有效(S2P1)時(shí),從ROM中讀取指令的操作碼，送入指令寄存器IR中， PC加一，并譯碼執(zhí)行，在ALE第二次有效時(shí),封鎖PC加一，并丟棄第二次讀的操作碼。,單片機(jī)的工作過程,取指過程,例: MOV A,#09H 74H 09H ;把09H送到累加器A中,執(zhí)行過程,PC=,0000H,0 1 1 1 0 1 0 0,0 0 0 0 1 0 0 1,(PC),(PC),0001H,0002H,0000H,外部控制總線CB,取指過程,(PC),執(zhí)行過程,你知道PC的作用嗎？,五、MCS-51單片機(jī)的引腳及其功能,AT89S52 D

11、IP 40 封裝,認(rèn)識(shí)單片機(jī)的引腳,MCS-51單片機(jī)40腳 Vcc, GND 2 XTAL1, XTAL2 2 RESET 1 EA/Vpp 1 ALE/PROG 1 PSEN 1,P0.0P0.7 8 P1.0P1.7 8 P2.0P2.7 8 P3.0P3.7 8,單片機(jī)的引腳（電源端）,Vcc (引腳40）: 正電源端（+5V/3.3V/2.7V) 不同的單片機(jī)可以允許不同的工作電壓，不同的單片機(jī)表現(xiàn)出的功耗也不同。 GND (引腳20）: 接地端,單片機(jī)的引腳（晶振端）,Vcc, GND:正電源端與接地端 XTAL1, XTAL2: 片內(nèi)振蕩電路輸入、輸出端,時(shí)鐘電路設(shè)計(jì),1.內(nèi)部時(shí)

12、鐘方式,外接一個(gè)晶振兩個(gè)電容(1030pF),單片機(jī)的引腳（晶振端）,Vcc, GND:正電源端與接地端 XTAL1, XTAL2: 片內(nèi)振蕩電路輸入、輸出端,時(shí)鐘電路設(shè)計(jì),2.外部時(shí)鐘方式：外部振蕩器輸入時(shí)鐘信號(hào)。,對(duì)AT89S51/S52單片機(jī)，通常外接一個(gè)晶振兩個(gè)20或30pf電容，一個(gè)12M或11.0592MHz的晶振,RST/VPD：復(fù)位（正脈沖有效）/備用電源引腳 復(fù)位使單片機(jī)進(jìn)入某種確定的初始狀態(tài) 退出處于節(jié)電工作方式的停頓狀態(tài)、退出一切程序進(jìn)程、退出程序的死循環(huán)，從頭開始。 Vcc掉電期間，此引腳可接備用電源，能保護(hù)片內(nèi)RAM中的內(nèi)容不丟失。,單片機(jī)的引腳（復(fù)位端）,Vcc,

13、GND: 電源端 （+5V/3.3V/2.7V) XTAL1, XTAL2: 片內(nèi)振蕩電路輸入、輸出端,PC與SFR復(fù)位狀態(tài)表,無論是HMOS型還是CHMOS型的單片機(jī)，在振蕩器正在運(yùn)行的情況下，復(fù)位是靠在RST引腳上施加持續(xù)2個(gè)機(jī)器周期的高電平來實(shí)現(xiàn)的。 MCS-51單片機(jī)通常采用的簡單復(fù)位電路有：上電自動(dòng)復(fù)位、外部脈沖復(fù)位、上電+按鈕電平復(fù)位、程序運(yùn)行監(jiān)視復(fù)位等方式。,簡單復(fù)位電路,+5V,10uF,10k,Vcc,RST,GND,上電復(fù)位,10uF,10k,Vcc,RST,GND,上電+按鈕復(fù)位,1k,+5V,程序運(yùn)行監(jiān)視復(fù)位 程序運(yùn)行監(jiān)視復(fù)位通常是由各種類型的程序監(jiān)視定時(shí)器WDT（Wa

14、tchdog Timer）俗稱為“看門狗”實(shí)現(xiàn)。WDT可保證程序非正常運(yùn)行（如程序“飛逸”、“死機(jī)”）時(shí)，能及時(shí)進(jìn)入復(fù)位狀態(tài)，恢復(fù)程序正常運(yùn)行。,“看門狗”工作原理： 在規(guī)定時(shí)間內(nèi)必須至少“喂狗”一次，即復(fù)位“看門狗”。否則“看門狗”電路將復(fù)位單片機(jī)。 實(shí)現(xiàn)： 可在軟件的合適地方加一條“喂狗”指令，使看門狗的定時(shí)時(shí)間永遠(yuǎn)達(dá)不到預(yù)置。,WDT通常有幾種實(shí)現(xiàn)方法供用戶選擇： 1）單片機(jī)內(nèi)部帶有的WDT功能單元（如：S51） 2 ）選擇P （microprocessor）監(jiān)視控制器件，這些器件中大多有WDT電路，如Max705芯片等。,P 監(jiān)視控制器件,MAX705/706、 DS1232等 DS1

15、232（看門狗）是DALLAS 公司生產(chǎn)的一種微機(jī)監(jiān)控電路芯片。 主要功能：產(chǎn)生上電復(fù)位和手動(dòng)復(fù)位，監(jiān)視電源電平，監(jiān)視軟件運(yùn)行狀態(tài)，當(dāng)程序運(yùn)行出現(xiàn)飛車時(shí)，產(chǎn)生復(fù)位信號(hào)。,看門狗定時(shí)器定時(shí)時(shí)間設(shè)置,Tol：電源檢測選擇端 Tol接地，電源電壓跌至4.75V以下產(chǎn)生復(fù)位信號(hào) Tol接VCC，電源電壓跌至4.5V以下產(chǎn)生復(fù)位信號(hào),注意：保證看門狗定時(shí)器計(jì)數(shù)溢出前復(fù)位看門狗定時(shí)器,89S51看門狗功能的使用方法,在ATMEL的89S51系列的89S51與89C51功能相同，指令兼容。 89S51比89C51增加了一個(gè)看門狗功能。,要激活A(yù)T89S51/52的看門狗功能，只需依次向WDTRST寄存器（S

16、FR地址為0A6H ）單元送入#01EH和#0E1H即可，使看門狗定時(shí)計(jì)數(shù)器工作。,AJMP MAIN ;啟動(dòng)看門狗 MAIN: MOV 0A6H, #01EH ; 先送1E MOV0A6H, #0E1H ; 后送E1 ;主程序 START: . ACALL WDT ; 調(diào)用復(fù)位看門狗子程序 . AJMP START ; 主程序* ;復(fù)位看門狗子程序 WDT: MOV 0A6H, #01EH ; 先送1E MOV 0A6H, #0E1H ; 后送E1RET END,注意事項(xiàng)：,1 89S51的看門狗必須由程序激活后才開始工作。所以必須保證CPU有可靠的上電復(fù)位。否則看門狗也無法工作。 2 看門

17、狗使用的是CPU的晶振。在晶振停振的時(shí)候看門狗也無效。 3 89S51只有14位計(jì)數(shù)器。在16383個(gè)機(jī)器周期內(nèi)必須至少喂狗一次。而且這個(gè)時(shí)間是固定的，無法更改。當(dāng)晶振為12M時(shí)每16個(gè)毫秒需喂狗一次。,單片機(jī)的引腳（EA端）,EA/Vpp（31腳）: 尋址外部ROM控制端 / 編程電源輸入端。 低電平有效，片內(nèi)無ROM時(shí)必須接地； 片內(nèi)有ROM時(shí)可以接高電平 ， 也可以接低電平； 接低電平時(shí)，只訪問片外ROM，接高電平時(shí)，訪問片內(nèi)ROM，超范圍時(shí)，訪問片外ROM 對(duì)S51/S52單片機(jī)，若不擴(kuò)展ROM，/EA要接+5V 對(duì)片內(nèi)ROM編程時(shí)編程正電源加到此端。 （指并行編程模式）,單片機(jī)的引腳

18、（ALE端）,Vcc, GND: 電源端 （+5V/3.3V/2.7V) XTAL1, XTAL2: 片內(nèi)振蕩電路輸入、輸出端 RESET: 復(fù)位端 （正脈沖有效） EA/Vpp: 尋址外部ROM控制端/編程電源輸入端。 ALE/PROG(30腳） : 地址鎖存允許/編程脈沖輸入端。 P0口尋址外部低8位地址時(shí)接外部鎖存器74ls373的G端； ALE端平時(shí)會(huì)輸出周期正脈沖：f fosc/6 ； 對(duì)片內(nèi)ROM編程時(shí)編程脈沖由此端加入。（指并行編程模式）,單片機(jī)的引腳（PSEN端）,PSEN （29腳） ： 片外ROM選通線。 在執(zhí)行訪問片外ROM的指令MOVC時(shí)，8051自動(dòng)在該引腳產(chǎn)生一個(gè)負(fù)

19、脈沖，用于對(duì)片外ROM的選通。其他情況下，該引腳均為高電平封鎖狀態(tài)。,Vcc, GND: 電源端 （+5V/3.3V/2.7V) XTAL1, XTAL2: 片內(nèi)振蕩電路輸入、輸出端 RESET: 復(fù)位端 （正脈沖有效） EA/Vpp: 尋址外部ROM控制端/編程電源輸入端。 ALE/PROG: 地址鎖存允許/編程脈沖輸入端。,單片機(jī)的引腳（PSEN端）,PSEN：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。,小結(jié),1、時(shí)鐘電路設(shè)計(jì) 2、CPU的時(shí)序 振蕩周期、機(jī)器周期、指令周期 按指令編碼長短：單字節(jié)、雙字節(jié)、三字節(jié) 3、單片機(jī)的引腳 電源引腳：Vcc（40）、 GND

20、（20） XTAL1（19）、 XTAL2（18） 控制引腳： RST/VPD(9)、ALE/PROG (30) 、 EA/Vpp (31) 、PSEN (29) 輸入輸出引腳：P0、P1、P2、P3 4、常用的復(fù)位電路、控制引腳的功能,單片機(jī)的I/O引腳結(jié)構(gòu),眾多功能各異的I/O引腳源于它結(jié)構(gòu)的不同,并行口I/O結(jié)構(gòu)與操作,51系列單片機(jī)有4個(gè)I/O端口，每個(gè)端口都是8位準(zhǔn)雙向口，共占32根引腳。每個(gè)端口都包括一個(gè)鎖存器(即專用寄存器P0P3)、一個(gè)輸出驅(qū)動(dòng)器和輸入緩沖器。通常把4個(gè)端口籠統(tǒng)地表示為P0P3。,并行口I/O結(jié)構(gòu)與操作,在無片外擴(kuò)展存儲(chǔ)器的系統(tǒng)中，這4個(gè)端口的每一位都可以作為準(zhǔn)

21、雙向通用I/O端口使用。在具有片外擴(kuò)展存儲(chǔ)器的系統(tǒng)中，P2口作為高8位地址線，P0口分時(shí)作為低8位地址線和雙向數(shù)據(jù)總線。,“準(zhǔn)雙向”：當(dāng)I/O口作為輸入時(shí)，應(yīng)先向此口鎖存器寫入“1”， 此時(shí)該口引腳浮空，可作高阻抗輸入。,（一）功能,P0口：可作為一般IO口用，但當(dāng)應(yīng)用系統(tǒng)采用外部總線結(jié)構(gòu)時(shí)，它分時(shí)作低8位地址線和8位雙向數(shù)據(jù)總線用。 P1口：每1位均可獨(dú)立作為IO口。 P2口：可作一般IO口用，當(dāng)應(yīng)用系統(tǒng)采用外部總線結(jié)構(gòu)時(shí)，它僅能作為高8位地址線。 P3口：雙功能口。第一功能使用時(shí)同P1口，每1位均可獨(dú)立作為IO口。每1位均具有第二功能，兩個(gè)功能不能同時(shí)使用。,單片機(jī)的引腳（P1口）,P1.

22、0P1.7: 準(zhǔn)雙向I/O口（內(nèi)置了上拉電阻） 輸出時(shí)一切照常，僅在作輸入口用時(shí)要先對(duì)其寫“1”。,2,1,D,Q,CK,/Q,讀引腳,讀鎖存器,寫鎖存器,內(nèi)部總線,Vcc,引腳P1.X,內(nèi)部上拉電阻,輸出數(shù)據(jù) = 1 時(shí),1,1,0,截止,=1,單片機(jī)的引腳（P1口）,2,1,D,Q,CK,/Q,讀引腳,讀鎖存器,寫鎖存器,內(nèi)部總線,Vcc,引腳P1.X,內(nèi)部上拉電阻,輸出數(shù)據(jù) = 0 時(shí),0,0,1,導(dǎo)通,=0,單片機(jī)的引腳（P1口）,作輸入口時(shí)，數(shù)據(jù)可以讀自口的鎖存器，也可以讀自口的引腳。這要根據(jù)輸入操作采用的是“讀鎖存器”指令還是“讀引腳”指令來決定。,CPU在執(zhí)行“讀修改寫”類輸入指

23、令時(shí)（如：ANL P1，A），內(nèi)部產(chǎn)生的“讀鎖存器”操作信號(hào)，使鎖存器Q端數(shù)據(jù)進(jìn)入內(nèi)部數(shù)據(jù)總線，在與累加器A進(jìn)行邏輯運(yùn)算之后，結(jié)果又送回P0的口鎖存器并出現(xiàn)在引腳。,讀口鎖存器可以避免因外部電路原因使原端口引腳的狀態(tài)發(fā)生變化造成的誤讀。,CPU在執(zhí)行“MOV”類輸入指令時(shí)（如：MOV A，P1），內(nèi)部產(chǎn)生的操作信號(hào)是“讀引腳”。 注意：在執(zhí)行該類輸入指令前要先把鎖存器寫入“1”，使場效應(yīng)管T2截止，使引腳處于懸浮狀態(tài)，可作為高阻抗輸入。否則，在作為輸入方式之前曾向鎖存器輸出過“0”，則T2導(dǎo)通會(huì)使引腳箝位在“0”電平，使輸入高電平“1”無法讀入。 所以，P1口在作為通用I/O口時(shí)，屬于準(zhǔn)雙向口

24、,2,1,D,Q,CK,/Q,讀鎖存器,寫鎖存器,內(nèi)部總線,Vcc,引腳P1.X,內(nèi)部上拉電阻,輸入數(shù)據(jù)時(shí)，要先對(duì)其寫“1”,1,1,0,截止,單片機(jī)的引腳（P1口）,讀引腳 =1,2,1,D,Q,CK,/Q,讀鎖存器,寫鎖存器,內(nèi)部總線,Vcc,引腳P1.X,內(nèi)部上拉電阻,假如需要讀引腳狀態(tài)，而未對(duì)其先寫入“1”， 如果之前輸出過“0”，則不能正常讀取管腳狀態(tài)。,0,0,1,導(dǎo)通,單片機(jī)的引腳（P1口）,讀引腳 =1,低電平“0”,簡單測控實(shí)例原理圖,P1.3作輸入端口,光路通暢，R亮2K 光路阻斷，R暗 400K ,R亮 250K ,JOB3: CLR P1.1 ;亮綠燈 REDO: SE

25、TB P1.3 ;P1.3作輸入口必先置1 CHECK:JNB P1.3,CHECK ;檢測通道是否被阻斷？ LOOP: ;有入侵者，報(bào)警！ AJMP REDO ;再跳回去檢測,任務(wù)三：紅外防盜報(bào)警,P1.3口用于輸入狀態(tài)檢測的語句：,紅外線光路通暢時(shí)，P1.3端低電平 紅外線光路阻斷時(shí)，P1.3端高電平,單片機(jī)的引腳（P0口）,P0.0-P0.7: 準(zhǔn)雙向I/O （內(nèi)置場效應(yīng)管上拉）尋址外部存儲(chǔ)器時(shí)分時(shí)作雙向8位數(shù)據(jù)口和低8位地址復(fù)用口，工作狀態(tài)由CPU發(fā)出的控制信號(hào)決定；不接存儲(chǔ)器時(shí)可作為8位準(zhǔn)雙向I/O口使用。,2,1,D,Q,CK,/Q,讀引腳,讀鎖存器,寫鎖存器,內(nèi)部總線,地址/數(shù)據(jù)

26、,控制=0,引腳P0.X,3,4,作通用I/O端口使用時(shí)，控制=0 。,0,0,1,0,0,截止,截止,Vcc,=1,此腳作輸入口，“讀引腳”時(shí)，事先必須對(duì)它寫“1”。,2,1,D,Q,CK,/Q,讀引腳,讀鎖存器,寫鎖存器,內(nèi)部總線,地址/數(shù)據(jù),控制=0,引腳P0.X,3,4,當(dāng)“輸出1”時(shí)，輸出級(jí)為漏級(jí)開路電路，引腳上必須接上拉電阻，才能輸出高電平。,0,0,1,0,0,截止,截止,Vcc,2,1,D,Q,CK,/Q,讀引腳,讀鎖存器,寫鎖存器,內(nèi)部總線,地址/數(shù)據(jù)=0,控制=1,引腳P0.X,3,4,P0口作地址/數(shù)據(jù)復(fù)用口時(shí)，控制=1： （1）當(dāng)輸出地址/數(shù)據(jù) =0 時(shí),1,0,1,截

27、止,導(dǎo)通,Vcc,=0,1,=0,2,1,D,Q,CK,/Q,讀引腳,讀鎖存器,寫鎖存器,內(nèi)部總線,地址/數(shù)據(jù)=1,控制=1,引腳P0.X,3,4,P0口作地址/數(shù)據(jù)復(fù)用口時(shí)，控制=1： （2）當(dāng)輸出地址/數(shù)據(jù) =1時(shí),1,1,0,導(dǎo)通,截止,Vcc,=0,0,=1,2,1,D,Q,CK,/Q,讀引腳,讀鎖存器,寫鎖存器,內(nèi)部總線,地址/數(shù)據(jù),控制=0,引腳P0.X,3,4,P0口作地址/數(shù)據(jù)復(fù)用口輸入時(shí)，僅從外存讀入信息，控制=0，CPU自動(dòng)向P0口輸出FFH，使下拉場效應(yīng)管截止。輸入指令將使引腳與內(nèi)部總線直通,Vcc,=1,截止,截止,1、 P0作為地址數(shù)據(jù)總線時(shí)，VT1和VT2是一起工作

28、的，構(gòu)成推挽結(jié)構(gòu)。高電平時(shí)， VT1打開， VT2截止；低電平時(shí)， VT1截止， VT2打開。這種情況下不用外接上拉電阻。 而且，輸出高電平的時(shí)候，當(dāng)VT1打開， VT2截止，因?yàn)閮?nèi)部電源直接通過T1輸出到P0口線上,因此驅(qū)動(dòng)能力(電流)可以很大，這就是為什么教科書上說可以“驅(qū)動(dòng)8個(gè)TTL負(fù)載”的原因。,P0口特點(diǎn)小結(jié)（1）,2. 做通用數(shù)據(jù)I/O端口時(shí)，輸出級(jí)上端的FET處于截止?fàn)顟B(tài)，為漏級(jí)開路電路，若要驅(qū)動(dòng)拉電流負(fù)載時(shí)，必須接“上拉電阻”，否則不能正確的輸出高電平; 其他端口P1、P2、P3在內(nèi)部直接將VT1換成了上拉電阻，所以不用外接，但內(nèi)部上拉電阻太大，電流太小，有時(shí)因?yàn)殡娏鞑粔?，也?huì)

29、再并一個(gè)上拉電阻。 3.做通用數(shù)據(jù)I/O端口時(shí)，在輸入操作前，為了保證輸入正確，必須先向端口“寫1”;,P0口特點(diǎn)小結(jié)（1）,4. “讀鎖存器” 為引腳改寫操作。凡是“讀修改寫” 的操作，CPU讀的都是端口鎖存器中的數(shù)據(jù)。 5. 在總線方式時(shí)，P0口不能再做通用的I/O端口。它分時(shí)輸出地址、數(shù)據(jù)總線的信息（此時(shí)引腳不用外接上拉電阻），此時(shí)為雙向口,P0口特點(diǎn)小結(jié)（2）,6、在某個(gè)時(shí)刻，P0口上輸出的是作為總線的地址數(shù)據(jù)信號(hào)還是作為普通I/O口的電平信號(hào)，是依靠多路開關(guān)MUX來切換的。而MUX的切換，又是根據(jù)單片機(jī)指令來區(qū)分的。 當(dāng)指令為外部存儲(chǔ)器/IO口讀/寫時(shí)，比如 MOVX A,DPTR

30、；MUX是切換到地址/數(shù)據(jù)總線上； 而當(dāng)普通MOV傳送指令操作p0口時(shí)，MUX是切換到內(nèi)部總線上的。,ADC0809 與單片機(jī)的連接,MOV DPTR，#0FEF0H ；ADC0口地址 MOVX DPTR，A ；啟動(dòng)A/D轉(zhuǎn)換 LCALL DELAY ；等待轉(zhuǎn)換結(jié)束 MOVX A，DPTR ；取轉(zhuǎn)換結(jié)果,ADC0809延時(shí)方式數(shù)據(jù)采集,MOV A, 3FH MOV P0, A,單片機(jī)的引腳（P2口）,P2.0P2.7: 準(zhǔn)雙向I/O （內(nèi)置了上拉電阻） 尋址外部存儲(chǔ)器時(shí)輸出高8位地址；不接外部存儲(chǔ)器時(shí)可作為8位準(zhǔn)雙向I/O口使用。,2,1,D,Q,CK,/Q,讀引腳 =0,讀鎖存器,寫鎖存器,

31、內(nèi)部總線,地址 高8位,控制,引腳 P2.X,P2作通用輸出口時(shí)，控制=0。,1,1,0,截止,3,內(nèi)部上拉電阻,1,1,Vcc,=1,=0,輸出=1時(shí)，,2,1,D,Q,CK,/Q,讀引腳 =0,讀鎖存器,寫鎖存器,內(nèi)部總線,地址 高8位,控制,引腳 P2.X,0,0,1,導(dǎo)通,3,內(nèi)部上拉電阻,0,0,Vcc,=0,=0,P2作通用輸出口時(shí)，控制=0。,輸出=0時(shí)，,2,1,D,Q,CK,/Q,讀引腳 =0,讀鎖存器,寫鎖存器,內(nèi)部總線,地址 高8位,控制,引腳 P2.X,P2作高8位地址A8-A15輸出口時(shí)，控制=1 。,1,0,截止,3,內(nèi)部上拉電阻,1,Vcc,=1,=1,=1,當(dāng)輸

32、出 =1時(shí),2,1,D,Q,CK,/Q,讀引腳 =0,讀鎖存器,寫鎖存器,內(nèi)部總線,地址 高8位=0,控制,引腳 P2.X,0,1,導(dǎo)通,3,內(nèi)部上拉電阻,0,Vcc,=0,=1,P2作高8位地址A8-A15輸出口時(shí)，控制=1 。,當(dāng)輸出 =0時(shí),P2口在系統(tǒng)使用外部存儲(chǔ)器時(shí)，做高八位的地址總線。 P2口使用時(shí)注意： a) 當(dāng)應(yīng)用系統(tǒng)擴(kuò)展有大于256B而小于64kB的外部存儲(chǔ)器，且P2口用于輸出高8位地址時(shí)，P2口不能再作通用IO口使用。使用如： MOVX A，DPTR ；訪問外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器 MOVC A，A+DPTR ; 訪問外部程序存儲(chǔ)器 這里使用了16位的寄存器DPTR,P2口特點(diǎn)小結(jié)（

33、1）,b) 在不接外部存儲(chǔ)器或片外存儲(chǔ)器容量小于256字節(jié)的系統(tǒng)中，可以使用“MOVX A，Ri”類指令訪問片外存儲(chǔ)器，僅由P0口輸出低8位地址，此時(shí)P2口可作通用IO口用。,P2口特點(diǎn)小結(jié)（2）,單片機(jī)的引腳（P3口）,P3.0P3.7: 雙功能口（內(nèi)置了上拉電阻） 它具有特定的第二功能。在不使用它的第二功能時(shí)它就是普通的通用準(zhǔn)雙向I/O口。,P3口第二功能表（P.27 表21）,2,1,D,Q,CK,/Q,讀引腳,讀鎖存器,寫鎖存器,內(nèi)部總線D,第二功能輸出 （WR，RD，TxD）,引腳 P3.X,3,內(nèi)部上拉電阻,Vcc,4,第二功能輸出時(shí)，內(nèi)部自動(dòng) D=1,=1,1,1,與非門,2,1

34、,D,Q,CK,/Q,讀引腳,讀鎖存器,寫鎖存器,內(nèi)部總線,第二輸出功能1,引腳 P3.X,3,內(nèi)部上拉電阻,Vcc,4,第二功能輸入時(shí)，信號(hào)經(jīng)緩沖器4 直接進(jìn)入內(nèi)總線,1,1,與非門,1,0,截 止,第二功能輸入 （RxD，T0，T1，INT0，INT1）,并行端口在使用時(shí)應(yīng)注意的幾個(gè)問題,“拉電流”還是“灌電流” 1、 “灌電流”輸出“低電平”來 驅(qū)動(dòng)負(fù)載 使用灌電流的方式與電流較大的負(fù)載直接連接時(shí), 端口可以吸收約20mA。,Px.y,Vdd,Vdd,灌電流方式，輸出”0”， 點(diǎn)亮LED,2、“拉電流方式”輸出高電平驅(qū)動(dòng)負(fù)載。 采用拉電流方式連接負(fù)載時(shí)，AT89S51所能提供“拉電流”僅

35、僅為80A，如果我們采用右下圖的方式，不足以點(diǎn)亮LED(或很暗)。 當(dāng)然，不是所有的單片機(jī)都是這樣，PIC單片機(jī)就可以提供30mA的拉電流和灌電流。單對(duì)于大多數(shù)IC電路，最好還是使用“灌電流”去驅(qū)動(dòng)負(fù)載。,Px.y,Vdd,拉電流方式 輸出高電平 點(diǎn)亮LED,拉電流方式驅(qū)動(dòng)負(fù)載，要接上拉電阻。 輸出高電平，LED亮，電流從電源正上拉電阻LED地。 輸出低電平，LED滅，電流從電源正上拉電阻P口。 缺點(diǎn)：功耗大。,Px.y,Vdd,拉電流方式 輸出高電平 點(diǎn)亮LED,Vdd,單片機(jī)與繼電器等大電流負(fù)載的接口,我們知道：AT89S51的端口可以吸收約20mA的電流。對(duì)于繼電器等大于20mA的負(fù)載，

36、單片機(jī)可以采用右圖的接法，用一個(gè)三極管來承擔(dān)負(fù)載所需的大電流。 對(duì)P0口要接上拉電阻,Px.y,負(fù)載,Vcc,單片機(jī)與繼電器等大電流負(fù)載的接口,若于負(fù)載電流易造成干擾單片機(jī)的環(huán)境，應(yīng)采用右下圖“光電隔離”的方式。其中: A 、 B兩處沒有 任何電的聯(lián)系。,四、端口負(fù)載能力和接口要求,1、P0口的每一位輸出可驅(qū)動(dòng)8個(gè)LSTTL負(fù)載。 當(dāng)把它作通用IO口輸出時(shí)，輸出級(jí)是開漏電路，當(dāng)它驅(qū)動(dòng)NMOS或其它拉電流負(fù)載時(shí)，需要外接上拉電阻才有高電平輸出。 當(dāng)作地址數(shù)據(jù)總線（總線方式）時(shí)，（即MOVX ，MOVC之類的指令），這時(shí)P0口是推挽式輸出，所以這個(gè)時(shí)候不論輸1（高電平）還是輸0（低電平），驅(qū)動(dòng)都比

37、較強(qiáng)（內(nèi)阻小，輸出電流大），無需外接上拉電阻，你們沒人見過51訪問外RAM的硬件中P0口接上拉電阻的吧！ 此時(shí)不能作通用IO口使用。,2P1P3口的輸出級(jí)均接有上拉電阻，他們的每一位的輸出均可以驅(qū)動(dòng)4個(gè)LSTTL負(fù)載。當(dāng)作為輸出驅(qū)動(dòng)一般的晶體管的基極時(shí)，應(yīng)在口與晶體管的基極之間串接限流電阻。,3P0P3口都是準(zhǔn)雙向IO口。由輸出轉(zhuǎn)為輸入狀態(tài)時(shí)，必須先向相應(yīng)端口的鎖存器寫入“1”，使下拉場效應(yīng)管截止。 P0口作為地址/數(shù)據(jù)復(fù)用口（總線方式）時(shí)，相當(dāng)于一個(gè)真正雙向口，用于和外部存儲(chǔ)器的連接，輸出低八位地址和輸出/輸入8位數(shù)據(jù)； 當(dāng)系統(tǒng)復(fù)位時(shí)，P0P3端口鎖存器全為“1”。,51單片機(jī)的8個(gè)特殊引腳

38、,Vcc, GND: 電源端 XTAL1, XTAL2: 片內(nèi)振蕩電路輸入、輸出端 RESET: 復(fù)位端 正脈沖有效（寬度8 mS） EA/Vpp: 尋址外部ROM控制端。低有效 片內(nèi)有ROM時(shí)應(yīng)當(dāng)接高電平。 ALE/PROG: 地址鎖存允許控制端。 PSEN：選通外部ROM的讀(OE)控制端。 低有效,小結(jié),51單片機(jī)的4個(gè)8位的I/O口,P0.0P0.7:8位數(shù)據(jù)口和輸出低8位地址復(fù)用口 (復(fù)用時(shí)是雙向口；不復(fù)用時(shí)也是準(zhǔn)雙向口) P1.0P1.7: 通用I/O口（準(zhǔn)雙向口）,P2.0P2.7: 輸出高8位地址 （用于尋址時(shí)是輸出口；不尋址時(shí)是準(zhǔn)雙向口） P3.0P3.7: 具有特定的第二功

39、能（準(zhǔn)雙向口）,注意：在不外擴(kuò)ROM/RAM時(shí)，P0P3均可作通用I/O口使用，而且都是準(zhǔn)雙向I/O口！,小結(jié),P3口第二功能表 （P.27 表21）,小結(jié),存儲(chǔ)器,數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器RAM（Random Access Memory） 程序存儲(chǔ)器ROM（Read Only Memory） 閃速存儲(chǔ)器Flash Memory EPROMErazible Programmable ROM EEPROM/E2PROMElectrical Erasable Programmable ROM 按字節(jié)尋址：每個(gè)字節(jié)(8個(gè)位)占一個(gè)地址 按位尋址：有的存儲(chǔ)器每一個(gè)位就有一個(gè)地址,單片機(jī)的存儲(chǔ)器幾個(gè)有關(guān)的概念：,MC

40、S-51單片機(jī)的存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu),MCS-51單片機(jī)的存儲(chǔ)器空間分布,特點(diǎn)： 在MCS-51單片機(jī)的內(nèi)部集成了4K的程序存儲(chǔ)器和256B的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，同時(shí)還可以使用片外的程序存儲(chǔ)器和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，其擴(kuò)展能力都是64K。 從物理結(jié)構(gòu)的角度講，51單片機(jī)的存儲(chǔ)系統(tǒng)可以分為四個(gè)存儲(chǔ)空間：即片內(nèi)ROM，RAM和片外ROM、RAM。 從邏輯上講（即用戶編程的角度講）51單片機(jī)的存儲(chǔ)系統(tǒng)又可分為三個(gè)存儲(chǔ)空間。即片內(nèi)RAM，片外RAM和片內(nèi)、外的程序存儲(chǔ)器ROM。,FFFFH,0000H,可尋址片外ROM,64K字節(jié),0FFFH,0000H,片內(nèi) ROM,4K 字節(jié),程序存儲(chǔ)器,MCS-51單片機(jī)的內(nèi)存結(jié)構(gòu),物理上

41、分為：4個(gè)空間，即片內(nèi)ROM、片外ROM 片內(nèi)RAM、片外RAM 邏輯上分為: 3個(gè)空間， 即程序內(nèi)存（片內(nèi)、外）統(tǒng)一編址 MOVC 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（片內(nèi)） MOV 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（片外） MOVX,MCS-51單片機(jī)的內(nèi)存結(jié)構(gòu),尋址范圍：0000H FFFFH 64KB (16位).,，尋址內(nèi)部ROM；,，尋址外部ROM。,當(dāng)PC值超過片內(nèi)ROM容量時(shí)會(huì)自動(dòng)轉(zhuǎn)向 外部存儲(chǔ)器空間。,8031單片機(jī),接低電平。,作用： 存放程序及程序運(yùn)行時(shí)所需的常數(shù)。,低段4KB： 0000H0FFFH 80C51和87C51在片內(nèi)，80C31在片外。,高段60KB：1000HFFFFH。在片外。,存儲(chǔ)器配置（ROM）

42、,0000H 系統(tǒng)復(fù)位，PC指向此處 0003H 外部中斷0入口 000BH T0溢出中斷入口 0013H 外中斷1入口 001BH T1溢出中斷入口 0023H 串口中斷入口 002BH T2溢出中斷入口,注意： 7個(gè)單元被保留用于特定的程序入口地址（中斷服務(wù)程序入口地址）。編程者是不能隨便使用的。,存儲(chǔ)器配置（ROM）,由于系統(tǒng)復(fù)位后的PC內(nèi)容為0000H，故系統(tǒng)從0000H單元開始取指令，執(zhí)行程序。它是系統(tǒng)的啟動(dòng)地址。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，一般在該單元設(shè)置轉(zhuǎn)移指令，使之轉(zhuǎn)向用戶主程序處。因此，0000H0002H單元被保留用于初始化。,存儲(chǔ)器

43、配置（ROM）,org0000h jmpmain；跳過中斷入口地址區(qū) org0100h main: movp1,#55h mov r0,#3fh ,地址范圍：0000HFFFFH 共64KB。,讀寫外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不能滿足應(yīng)用要求時(shí)，才外接RAM。,51單片機(jī)存儲(chǔ)器配置（片外RAM）,51單片機(jī)存儲(chǔ)器配置（片內(nèi)RAM）,片內(nèi)RAM 128字節(jié)（00H7FH）； 片內(nèi)RAM前32個(gè)單元是工作寄存器區(qū)(00H1FH) 片內(nèi)RAM有128個(gè)可按位尋址的位，占16個(gè)單元。 位地址編號(hào)為：00H7FH，分布在20H2FH單元 片內(nèi)21

44、個(gè)特殊功能寄存器(SFR)中：地址號(hào)能被8整除的 SFR中的各位也可按位尋址（P.29-30）,存儲(chǔ)器配置（片內(nèi)RAM）,片內(nèi)RAM 128字節(jié)（00H7FH）,00H,20H,2FH,7FH,1FH,30H,80H,FFH,普通RAM區(qū),位尋址區(qū),工作寄存器區(qū),SFR分布在80H-FFH 其中92個(gè)位可位尋址,80H,FFH,所有的RAM區(qū)(包括位尋址區(qū)、工作寄存器區(qū)）都可以用于存放數(shù)據(jù)，故也稱為數(shù)據(jù)緩存寄存器,片內(nèi)RAM前32個(gè)單元是工作寄存器區(qū) (00H1FH),00H,20H,2FH,7FH,1FH,30H,80H,FFH,普通RAM區(qū),位尋址區(qū),工作寄存器區(qū),存儲(chǔ)器配置（片內(nèi)RAM）

45、,有專用于工作寄存器操作的指令，讀寫速度比一般內(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)用帶來方便。,作用：,00H,20H,2FH,7FH,1FH,30H,80H,FFH,普通RAM區(qū),位尋址區(qū),工作寄存器區(qū),R0,R2,R1,R3,R4,R5,R6,R7,07H,02H,01H,00H,06H,04H,05H,03H,08H,1FH,工作寄存器區(qū)3,工作寄存器區(qū)2,工作寄存器區(qū)1,工作寄存器區(qū)0,0FH,10H,17H,18H,片內(nèi)RAM前32個(gè)單元是工作寄存器區(qū) (00H1FH),存儲(chǔ)器配置（片內(nèi)RAM）,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

46、區(qū)有8個(gè)寄存器：R0R7，寄存器名稱相同。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。,00H,20H,2FH,7FH,1FH,30H,80H,FFH,普通RAM區(qū),位尋址區(qū),工作寄存器區(qū),片內(nèi)RAM中有128個(gè)可按位尋址的位。 位地址:00H7FH 分布在:20H2FH單元,存儲(chǔ)器配置（片內(nèi)RAM）,用于存放各種標(biāo)志位信息和位數(shù)據(jù)。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).,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。,00H,20H,2FH,7FH,

47、1FH,30H,80H,FFH,普通RAM區(qū),位尋址區(qū),工作寄存器區(qū),27H,22H,21H,20H,26H,24H,25H,23H,28H,2FH,單元地址,07 06 05 04 03 02 01 00,0F 0E 0D 0C 0B 0A 09 08,17 16 15 14 13 12 11 10,1F 1E 1D 1C 1B 1A 19 18,27 26 25 24 23 22 21 20,2F 2E 2D 2C 2B 2A 29 28,37 36 35 34 33 32 31 30,3F 3E 3D 3C 3B 3A 39 38,47 46 45 44 43 42 41 40,7F 7

48、E 7D 7C 7B 7A 79 78,位地址,總共128個(gè)可按位尋址的位,片內(nèi)RAM中有128個(gè)可按位尋址的位。 位地址:00H7FH 分布在:20H2FH單元,存儲(chǔ)器配置（片內(nèi)RAM）,00H,20H,2FH,7FH,1FH,30H,80H,FFH,普通RAM區(qū),位尋址區(qū),工作寄存器區(qū),數(shù)據(jù)緩沖區(qū):30H7FH單元,存儲(chǔ)器配置（片內(nèi)RAM）,用于用于存放各種數(shù)據(jù)和中間結(jié)果，起到數(shù)據(jù)緩沖的作用。,特殊功能寄存器(SFR),特殊功能寄存器SFR（專用寄存器） 特殊用途寄存器的集合。專用于控制、選擇、管理、存放單片機(jī)內(nèi)部各部分的工作方式、條件、狀態(tài)、結(jié)果的寄存器。,不同的SFR管理不同的硬件模塊

49、，負(fù)責(zé)不同的功能各司其職 換言之：要讓單片機(jī)實(shí)現(xiàn)預(yù)訂的功能，必須有相應(yīng)的硬件和軟件，而軟件中最重要的一項(xiàng)工作就是對(duì)SFR寫命令（要求）。,特殊功能寄存器不能作為普通的RAM存儲(chǔ)單元來使用。只有在編程中根據(jù)需要，進(jìn)行一些特定功能的設(shè)定，或者是從中查尋相關(guān)部件的狀態(tài)時(shí)，才能進(jìn)行讀、寫操作。如中斷方式的設(shè)定、定時(shí)器工作模式的設(shè)定，查詢串行口發(fā)送或接收是否結(jié)束等等。,有21個(gè)SFR 已知的P0、P1、P2、P3等四個(gè)8位I/O口分別由名為P0、P1、P2、P3四個(gè)SFR代表。,堆棧指針寄存器 SP（Stack Pointer): 總是指向棧頂,壓棧時(shí)先 (SP)+1 然后數(shù)據(jù)進(jìn)棧；彈棧時(shí)數(shù)據(jù)先出棧 然

50、后(SP)-1。,累加器 ACC:一個(gè)用得最頻繁的特殊功能寄存器(如：運(yùn)算、數(shù)據(jù)傳輸)。,副累加器 B:一個(gè)經(jīng)常與 ACC 配合在一起使用的特殊功能寄存器(如：乘法、除法)，此外，它也經(jīng)常當(dāng)作普通寄存器使用。,特殊功能寄存器(P0P3,SP,A,B),堆棧： 在片內(nèi)RAM中，常常要指定一個(gè)專門的區(qū)域來存放某些特別的數(shù)據(jù),它遵循順序存取和后進(jìn)先出(LIFO/FILO）的原則,這個(gè)RAM區(qū)叫堆棧。,功用： 1）子程序調(diào)用和中斷服務(wù) 2）保護(hù)現(xiàn)場/恢復(fù)現(xiàn)場 3）數(shù)據(jù)傳輸,堆棧操作分自動(dòng)方式和指令方式。自動(dòng)方式是在調(diào)用子程序或發(fā)生中斷時(shí)CPU自動(dòng)將斷口地址存人或者取出；指令方式是使用進(jìn)出棧指令進(jìn)行操作

51、。,00H,20H,2FH,7FH,1FH,30H,80H,FFH,普通RAM區(qū),位尋址區(qū),工作寄存器區(qū),SP棧頂,下一個(gè)進(jìn)棧的數(shù)據(jù)將存在此,數(shù)據(jù)進(jìn)棧,已經(jīng)進(jìn)棧的數(shù)據(jù)存放在此,初始 SP,復(fù)位后 SP=07H，數(shù)據(jù)進(jìn)棧時(shí)：首先SP+1指向08H單元，第一個(gè)放進(jìn)堆棧的數(shù)據(jù)將放進(jìn)08H單元，然后SP再自動(dòng)增 1，仍指著棧頂,堆棧區(qū)由特殊功能寄存器堆棧指針SP管理 堆棧區(qū)可以安排在 RAM區(qū)任意位置，一般不安排在工作寄存器區(qū)和可按位尋址的RAM區(qū)，通常放在RAM區(qū)的靠后的位置。,SFR,從堆棧取出數(shù)據(jù)時(shí)：取出的數(shù)據(jù)是最近放進(jìn)去的一個(gè)數(shù)據(jù)，也就是當(dāng)前棧頂?shù)臄?shù)據(jù)。然后SP再自動(dòng)減1，仍指著棧頂,00H,

52、20H,2FH,7FH,1FH,30H,80H,FFH,52子系列才有 的RAM區(qū),普通RAM區(qū),位尋址區(qū),工作寄存器區(qū),SP棧頂,當(dāng)前要出棧的數(shù)據(jù),數(shù)據(jù)出棧,SP-1指向下一個(gè)將要出棧的數(shù)據(jù),初始 SP,堆棧區(qū)由特殊功能寄存器堆棧指針SP管理 堆棧區(qū)可以安排在 RAM區(qū)任意位置，一般不安排在工作寄存器區(qū)和可按位尋址的RAM區(qū)，通常放在RAM區(qū)的靠后的位置。,從堆棧取出數(shù)據(jù)時(shí)：取出的數(shù)據(jù)是最近放進(jìn)去的一個(gè)數(shù)據(jù)，也就是當(dāng)前棧頂?shù)臄?shù)據(jù)。然后SP再自動(dòng)減1，仍指著棧頂,00H,20H,2FH,7FH,1FH,30H,80H,FFH,52子系列才有 的RAM區(qū),普通RAM區(qū),位尋址區(qū),工作寄存器區(qū),S

53、P-1 指向新的棧頂,也就是下一個(gè)將要出棧的數(shù)據(jù),數(shù)據(jù)出棧,初始 SP,堆棧區(qū)由特殊功能寄存器堆棧指針SP管理 堆棧區(qū)可以安排在 RAM區(qū)任意位置，一般不安排在工作寄存器區(qū)和可按位尋址的RAM區(qū)，通常放在RAM區(qū)的靠后的位置。,push a push b push PSW . pop a pop b pop PSW 這樣的指令順序?qū)Σ粚?duì)？,程序狀態(tài)字寄存器 PSW：也稱為標(biāo)志寄存器，存放各有關(guān)標(biāo)志。,CY,AC,F0,RS0,OV,P,RS1,PSW.7,PSW.0,CY(PSW.7)進(jìn)位/借位標(biāo)志位。若在加減運(yùn)算過程中如果操作結(jié)果最高位有進(jìn)位或借位，則CY=1；否則=0。它也是布爾處理器的位

54、累加器，可用于布爾操作。,AC(PSW.6)半進(jìn)位/借位標(biāo)志位。若在加減運(yùn)算過程中，D3位向D4位發(fā)生了進(jìn)位或借位，則AC=1,否則=0。機(jī)器在執(zhí)行“DA A”指令時(shí)自動(dòng)要判斷這一位，我們可以暫時(shí)不關(guān)心它。,PSW.6,PSW.5,特殊功能寄存器(PSW),F0 (PSW.5)可由用戶定義的標(biāo)志位。,程序狀態(tài)字寄存器 PSW（續(xù)）：,CY,AC,F0,RS0,OV,P,RS1,PSW.7,PSW.0,RS1(PSW.4)、RS0(PSW.3)工作寄存器組選擇位。,PSW.4 PSW.3,RS1、RS0 = 00 0區(qū)（00H07H） RS1、RS0 = 01 1區(qū)（08H0FH） RS1、RS

55、0 = 10 2區(qū)（10H17H） RS1、RS0 = 11 3區(qū)（18H1FH）,片內(nèi)RAM前32個(gè)單元(00H1FH)是工作寄存器區(qū) (由PSW中的RS1,RS0決定),00H,20H,2FH,7FH,1FH,30H,80H,FFH,普通RAM區(qū),位尋址區(qū),工作寄存器區(qū),R0,R2,R1,R3,R4,R5,R6,R7,07H,02H,01H,00H,06H,04H,05H,03H,08H,1FH,工作寄存器區(qū)3,工作寄存器區(qū)2,工作寄存器區(qū)1,工作寄存器區(qū)0,程序狀態(tài)字寄存器 PSW（續(xù)）：,CY,AC,F0,RS0,OV,P,RS1,PSW.7,PSW.0,OV (PSW.2)溢出標(biāo)志位。 OV(PSW.2) 溢出標(biāo)志位: 判斷符號(hào)數(shù)加減法運(yùn)算時(shí)是否有溢出. OV的結(jié)果可以用一個(gè)算法來表示: OV=C6異或C7 其中: C7為D7的進(jìn)借位, C6 為D6的進(jìn)借位,OV=1表明有溢出。,PSW.1 未定義。,PSW.2,PSW.1,程序狀態(tài)字寄存器 PSW（續(xù)）：,CY,AC,F0,RS0,OV,P,RS1,PSW.7,PSW.0,P (PSW.0)奇偶標(biāo)志位。 P=1表示累加器中“1”的個(gè)數(shù)為奇數(shù) P=0表示累加器中“1”的個(gè)數(shù)為偶數(shù) CPU隨時(shí)監(jiān)視著ACC中的“1”的個(gè)數(shù),并反映在PSW中,PSW