片機硬件基礎(chǔ)知識1.ppt

1、1,第二講：單片機硬件基礎(chǔ),本講重點： MCS-51的基本特性; 單片機的引腳與I/O口結(jié)構(gòu); 存儲器、堆棧與特殊功能寄存器; 低功耗運行方式 最小系統(tǒng)設(shè)計,2,MCS-51系列單片機配置一覽表,注意：今后將會經(jīng)常提到ATMEL的AT89C2051/51/52等MCU！,3,MCS-51單片機基本特性,8 位的 CPU， 片內(nèi)有振蕩器和時鐘電路,工作頻率為 112MHz（Atmel 89Cxx為024MHz） 片內(nèi)有 128/256字節(jié) RAM 片內(nèi)有 0K/4K/8K字節(jié) 程序存儲器ROM 可尋址片外 64K字節(jié) 數(shù)據(jù)存儲器RAM 可尋址片外 64K字節(jié) 程序存儲器ROM 片內(nèi) 18個（21

2、字節(jié)）/21個（26字節(jié)）特殊功能寄存器（SFR） 4個8位 的并行I/O口（PIO） 1個 全雙工串行口（SIO/UART） 2/3個16位 定時器/計數(shù)器（TIMER/COUNTER） 可處理 5/6個中斷源，兩級中斷優(yōu)先級 內(nèi)置1個布爾處理器和1個布爾累加器（Cy） MCS-51指令集含 111條指令,4,MSC-51系列單片機內(nèi)部結(jié)構(gòu),5,內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖,6,單片機的引腳定義,從一片集成電路的角度去認(rèn)識單片機,7,認(rèn)識單片機的引腳,MCS-51單片機40腳 Vcc, GND 2 XTAL1, XTAL2 2 RESET 1 EA/Vpp 1 ALE/PROG 1 PSEN 1,P0.0P

3、0.7 8 P1.0P1.7 8 P2.0P2.7 8 P3.0P3.7 8,8,單片機的引腳（電源端）,Vcc, GND: 正電源端與接地端（+5V/3.3V/2.7V)不同的單片機可以允許不同的工作電壓，不同的單片機表現(xiàn)出的功耗也不同。,9,單片機的引腳（晶振端）,Vcc, GND: 正電源端與接地端（+5V/3.3V/2.7V)不同的單片機可以允許不同的工作電壓，不同的單片機表現(xiàn)出的功耗也不同。,XTAL1, XTAL2: 片內(nèi)振蕩電路輸入/輸出端,10,單片機的引腳（晶振端）,Vcc, GND:正電源端與接地端 (+5V/3.3V/2.7V) XTAL1, XTAL2: 片內(nèi)振蕩電路輸

4、入/輸出端,1545pfx2,112MHz（MCS-51） 024MHz（Atmel-89C）,XTAL1,XTAL2,通常外接一個晶體兩個電容,（1）內(nèi)部時鐘方式,11,常見無源晶振外形和種類,12,單片機的引腳（晶振端）,Vcc, GND:正電源端與接地端 (+5V/3.3V/2.7V) XTAL1, XTAL2: 片內(nèi)振蕩電路輸入/輸出端,112MHz（MCS-51） 024MHz（Atmel-89C）,可以根據(jù)情況由 XTAL1或XTAL2端接入外部時鐘，當(dāng)一個引腳接時鐘時，另一個引腳此時應(yīng)將接地或懸空：,XTAL2/XTAL1,XTAL1/XTAL2,外部時鐘,（2）外部時鐘方式,1

5、3,單片機的引腳（晶振端）,Vcc, GND:正電源端與接地端 (+5V/3.3V/2.7V) XTAL1, XTAL2: 片內(nèi)振蕩電路輸入/輸出端,HMOS（高密度溝道MOS）芯片XTAL2端接外部時鐘，XTAL1接地，如：8051。,XTAL1,XTAL2,外部時鐘,（2）外部時鐘方式,CHMOS（互補金屬氧化物HMOS ）芯片XTAL1端接外部時鐘，XTAL2懸空，如：89C51。,XTAL2,XTAL1,外部時鐘,14,常見有源晶振外形,15,單片機的引腳（晶振端）,Vcc, GND:正電源端與接地端（+5V/3.3V/2.7V) XTAL1, XTAL2: 片內(nèi)振蕩電路輸入、輸出端,

6、CPU總是按照一定的時鐘節(jié)拍與時序工作：,振蕩周期/時鐘周期： Tc=晶振頻率fosc（或外加頻率）的倒數(shù) 狀態(tài)周期：Ts=2個時鐘周期(Tc)（很少用到此概念） 機器周期：Tm=6個狀態(tài)周期(Ts)=12個振蕩周期(Tc) 指令周期: Ti:執(zhí)行一條指令所需的機器周期(Tm)數(shù),牢牢記?。赫袷幹芷?= 晶振頻率fosc的倒數(shù)；,1個機器周期 = 12個振蕩周期；,1個指令周期 = 1、2、4個機器周期,16,單片機的引腳（復(fù)位端）,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，寬度8 ms）

7、,17,復(fù)位使單片機進(jìn)入某種確定的初始狀態(tài)： PC值歸零（0000H）； 各個SFR被賦予初始值（見P.42）： P0P3 = 0FFH，Acc = 0，B = 0，TH0=0，TL0=0，TH1=0，TL0=0，SP=7，PSW=0 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。,單片機的引腳（復(fù)位端）,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，寬度8 ms）,18,PC與SFR復(fù)位狀態(tài)表,19,單片機的引腳（復(fù)位端）,A.上電復(fù)位,B.手動亮綠燈 RED

8、O: SETB 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，報警！ AJMP REDO ;再跳回去檢測,任務(wù)：紅外防盜報警,P1.3口用于輸入狀態(tài)檢測的語句：,紅外線光路通暢時，P1.3端低電平 紅外線光路阻斷時，P1.3端高電平,34,單片機的引腳（P0口）,P0.0P0.7: 雙向I/O （內(nèi)置場效應(yīng)管上拉） 尋址外部程序存儲器時分時作為雙向8位數(shù)據(jù)口和輸出低8位地址復(fù)用口；不接外部程序存儲器時可作為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),控制

9、,引腳P0.X,3,4,Vcc,35,2,1,D,Q,CK,/Q,讀引腳 =1,讀鎖存器,寫鎖存器,內(nèi)部總線,地址/數(shù)據(jù),控制,引腳P0.X,3,4,控制=0 時，此腳作輸入口（事先必須對它寫“1”）,0,0,1,0,0,截止,截止,=0,Vcc,單片機的引腳（P0口）,P0.0P0.7: 雙向I/O （內(nèi)置場效應(yīng)管上拉） 尋址外部程序存儲器時分時作為雙向8位數(shù)據(jù)口和輸出低8位地址復(fù)用口；不接外部程序存儲器時可作為8位準(zhǔn)雙向I/O口使用。,36,2,1,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,引腳P0.X,3,4,控制=0 時，此腳作輸出口（輸出引腳必須加上

10、拉電阻）,0,0,1,0,0,截止,截止,=0,Vcc,單片機的引腳（P0口）,P0.0P0.7: 雙向I/O （內(nèi)置場效應(yīng)管上拉） 尋址外部程序存儲器時分時作為雙向8位數(shù)據(jù)口和輸出低8位地址復(fù)用口；不接外部程序存儲器時可作為8位準(zhǔn)雙向I/O口使用。,37,2,1,D,Q,CK,/Q,讀引腳 =0,讀鎖存器,寫鎖存器,內(nèi)部總線,地址/數(shù)據(jù),控制=1,引腳P0.X,3,4,控制=1時，此腳作地址/數(shù)據(jù)復(fù)用口：（1）輸出地址/數(shù)據(jù) =0 時,1,0,1,1,=0,導(dǎo)通,截止,=0,Vcc,單片機的引腳（P0口）,P0.0P0.7: 雙向I/O （內(nèi)置場效應(yīng)管上拉） 尋址外部程序存儲器時分時作為雙向

11、8位數(shù)據(jù)口和輸出低8位地址復(fù)用口；不接外部程序存儲器時可作為8位準(zhǔn)雙向I/O口使用。,38,2,1,D,Q,CK,/Q,讀引腳 =0,讀鎖存器,寫鎖存器,內(nèi)部總線,地址/數(shù)據(jù),控制=1,引腳P0.X,3,4,控制=1時，此腳作地址/數(shù)據(jù)復(fù)用口：（2）輸出地址/數(shù)據(jù) =1 時,1,1,0,0,=1,截止,導(dǎo)通,=1,Vcc,單片機的引腳（P0口）,P0.0P0.7: 雙向I/O （內(nèi)置場效應(yīng)管上拉） 尋址外部程序存儲器時分時作為雙向8位數(shù)據(jù)口和輸出低8位地址復(fù)用口；不接外部程序存儲器時可作為8位準(zhǔn)雙向I/O口使用。,39,2,1,D,Q,CK,/Q,讀引腳 =1,讀鎖存器,寫鎖存器,內(nèi)部總線,地

12、址/數(shù)據(jù),控制=1,引腳P0.X,3,4,控制=1時，此腳作地址/數(shù)據(jù)復(fù)用口： （3）輸入數(shù)據(jù)時，輸入指令將使引腳與內(nèi)部總線直通,Vcc,單片機的引腳（P0口）,P0.0P0.7: 雙向I/O （內(nèi)置場效應(yīng)管上拉） 尋址外部程序存儲器時分時作為雙向8位數(shù)據(jù)口和輸出低8位地址復(fù)用口；不接外部程序存儲器時可作為8位準(zhǔn)雙向I/O口使用。,40,單片機的引腳（P2口）,P2.0P2.7: 雙向I/O （內(nèi)置了上拉電阻） 尋址外部程序存儲器時輸出高8位地址；不接外部程序存儲器時可作為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,地址高8位,控制,引腳 P2.

13、X,3,內(nèi)部上拉電阻,Vcc,41,2,1,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,控制=0時，此腳作通用輸出口：輸出=0時,0,0,1,導(dǎo)通,3,內(nèi)部上拉電阻,0,0,Vcc,=0,=0,單片機的引腳（P2口）,P2.0P2.7: 雙向I/O （內(nèi)置了上拉電阻） 尋址外部程序存儲器時輸出高8位地址；不接外部程序存儲器時可作為8位準(zhǔn)雙向I/O口使用。,42,2,1,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=1,引腳P2.X,控制=1 時，此腳作高8位地址A8A15輸出口：當(dāng)輸出 =1 時,1,0,截

14、止,3,內(nèi)部上拉電阻,1,=1,Vcc,=1,單片機的引腳（P2口）,P2.0P2.7: 雙向I/O （內(nèi)置了上拉電阻） 尋址外部程序存儲器時輸出高8位地址；不接外部程序存儲器時可作為8位準(zhǔn)雙向I/O口使用。,43,2,1,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=1,引腳P2.X,0,1,導(dǎo)通,3,內(nèi)部上拉電阻,0,=0,Vcc,=0,控制=1 時，此腳作高8位地址A8A15輸出口：當(dāng)輸出 =0 時,單片機的引腳（P2口）,P2.0P2.7: 雙向I/O （內(nèi)置了上拉電阻） 尋址外部程序存儲器時輸出高8位地址；不接外部程序存儲器時可作為8位準(zhǔn)雙向I/O

15、口使用。,44,單片機的引腳（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它就是普通的通用準(zhǔn)雙向I/O口。,2,1,D,Q,CK,/Q,讀引腳,讀鎖存器,寫鎖存器,內(nèi)部總線,第二功能輸出,引腳 P3.X,3,內(nèi)部上拉電阻,Vcc,第二功能輸入,4,45,2,1,D,Q,CK,/Q,讀引腳,讀鎖存器,寫鎖存器,內(nèi)部總線,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，內(nèi)部自動 D=1,1,1,1,反相器,單片機的引腳（P3口）,P3.0P3.7: 雙功能口（內(nèi)置了上拉電阻） 它具有特定的

16、第二功能。在不使用它的第二功能時它就是普通的通用準(zhǔn)雙向I/O口。,46,2,1,D,Q,CK,/Q,讀引腳,讀鎖存器,寫鎖存器,內(nèi)部總線,此端自動1,引腳 P3.X,3,內(nèi)部上拉電阻,Vcc,第二功能輸入（RxD，T0，T1，INT0，INT1）,4,第二功能輸入時，信號經(jīng)緩沖器4 直接進(jìn)入內(nèi)總線,1,1,1,0,截止,單片機的引腳（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它就是普通的通用準(zhǔn)雙向I/O口。,47,P3口第二功能表（P.31 表2-3）,48,51單片機的8個特殊引腳,Vcc, GND: 電源端 XTAL1, XTAL

17、2: 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),49,51單片機的4個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)用時是雙向口；不復(fù)用時也是準(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 （用于尋址時是輸出口；不尋址時是準(zhǔn)雙向口） P3.0P3.7: 具有特定的第二功能（準(zhǔn)雙向口）,注意：在不外擴(kuò)ROM/RAM時

18、，P0P3均可作通用I/O口使用，而且都是準(zhǔn)雙向I/O口(例如:AT89C51)！,小結(jié),50,P3口第二功能表 （P.31 表2-3）,小結(jié),51,存儲器、堆棧、SFR,52,程序存儲器ROM（Read Only Memory） MASK ROM PROMProgrammable ROM EPROM（UV）Erazible Programmable ROM EEPROM/E2PROMElectrical Erasable Programmable ROM 閃速存儲器Flash Memory 按字節(jié)尋址：每個字節(jié)(8個位)占一個地址 按位尋址：有的存儲器每一個位就有一個地址,單片機的存儲器幾個

19、有關(guān)的概念：,53,數(shù)據(jù)存儲器RAM（Random Access Memory） 靜態(tài)存儲器 SRAMStatic RAM 動態(tài)存儲器 DRAMDynamic RAM,單片機的存儲器幾個有關(guān)的概念：,54,89C51單片機存儲器配置,單片機的存儲器系統(tǒng)采用哈佛結(jié)構(gòu)，ROM空間和RAM空間是分開的。 片內(nèi)Flash ROM 4K字節(jié) （000HFFFH） 片內(nèi)RAM 128字節(jié)（00H7FH） 可尋址片外ROM 64K字節(jié) （0000HFFFFH） 可尋址片外RAM 64K字節(jié) （0000HFFFFH）,55,89C51單片機存儲器配置 ROM,程序存儲器編址原則：（P37） 先片內(nèi)，后片外，片

20、內(nèi)、片外連續(xù)，二者一般不重疊。,56,89C51單片機存儲器配置 ROM,ROM中7個特殊入口地址（P37）,57,89C51單片機存儲器配置 RAM,片內(nèi)RAM 128字節(jié)（00H7FH）： 片內(nèi)RAM前32個單元是工作寄存器區(qū)(00H1FH) 片內(nèi)RAM有128個可按位尋址的位，占16個單元。 位地址編號為：00H7FH， 分布在20H2FH單元 片內(nèi)RAM有80個單元是數(shù)據(jù)緩沖區(qū)（30H7FH） （52有208個單元，30HFFH） 片內(nèi)18/21（51/52）個特殊功能寄存器(SFR)中：地址號能被8整除的 SFR中的各位也可按位尋址（P.3940）,58,存儲器配置（片內(nèi)RAM）,片

21、內(nèi)RAM 128字節(jié)（00H7FH）,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),SFR分布在80H-FFH 其中93個位可位尋址,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,89C51 128字節(jié),59,片內(nèi)RAM前32個單元是工作寄存器區(qū) (00H1FH),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),存儲器配置（片內(nèi)RAM）,60,00H,20H,2FH,7FH

22、,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),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個單元是工作寄存器區(qū) (00H1FH),存儲器配置（片內(nèi)RAM）,61,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)

23、0,0FH,10H,17H,18H,工作寄存器選擇(通過PSW中第4位、第3位，即RS1、RS0兩位的值進(jìn)行選擇),存儲器配置（片內(nèi)RAM）,62,00H,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),片內(nèi)RAM中有128個可按位尋址的位。 位地址:00H7FH 分布在:20H2FH單元,存儲器配置（片內(nèi)RAM）,63,00H,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),27H,22H,21H,20H,26H,24H,25H,23H,28H,

24、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 7E 7D 7C 7B 7A 79 78,位地址,總共128個可按位尋址的位,片內(nèi)RAM中有128個可按位尋址的位。 位地址:00H7FH 分布

25、在:20H2FH單元,存儲器配置（片內(nèi)RAM）,64,00H,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),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 3

26、1 30,3F 3E 3D 3C 3B 3A 39 38,47 46 45 44 43 42 41 40,7F 7E 7D 7C 7B 7A 79 78,位地址,總共128個可按位尋址的位,存儲器配置（片內(nèi)RAM）,注意： MOV C，00H MOV A，00H MOV A，20H 的區(qū)別,65,堆棧： 在片內(nèi)RAM中，常常要指定一個專門的區(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RAM區(qū)叫堆棧。,功用： 1）子程序調(diào)用和中斷服務(wù)時CPU自動將當(dāng)前PC 值壓棧保存，返回時自動將PC值彈棧。 2）保護(hù)現(xiàn)場/恢復(fù)現(xiàn)場 3）數(shù)據(jù)傳輸,66,00H,20H,2

27、FH,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,下一個進(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：首先SP+1指向08H單元，第一個放進(jìn)堆棧的數(shù)據(jù)將放進(jìn)08H單元，然后SP再根據(jù)進(jìn)棧指令自動增 1，始終指著棧頂,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。,67,從堆棧取出數(shù)據(jù)時：取出的數(shù)據(jù)是最近放進(jìn)去的一個數(shù)據(jù)，也就是當(dāng)前棧頂?shù)臄?shù)據(jù)。然后SP再自動減1，仍

28、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),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。,68,從堆棧取出數(shù)據(jù)時：取出的數(shù)據(jù)是最近放進(jìn)去的一個數(shù)據(jù)，也就是當(dāng)前棧頂?shù)臄?shù)據(jù)。然后SP再自動減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

29、尋址區(qū),工作寄存器區(qū),SP-1 指向新的棧頂,也就是下一個將要出棧的數(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。,69,可尋址片外RAM 64K字節(jié) （0000HFFFFH） * 片內(nèi)片外地址可以重疊,存儲器配置（片外RAM）,70,89C51特殊功能寄存器(SFR),特殊功能寄存器SFR（專用寄存器） 專用于控制、選擇、管理、存放單片機內(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，負(fù)責(zé)不同的功能各司其職 換言之：要讓單片

30、機實現(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工作就是對SFR寫命令（要求）。,71,程序計數(shù)器PC（Program Counter） PC 不是一個在特殊功能寄存器區(qū)的SFR，但其作用又十分重要和特殊!,特點： 它是16位的按機器周期自動增1計數(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),特殊功能寄存器(PC),72,89C51有21個字節(jié)SFR(89C52有26個字節(jié)) P3940 已知的P0、P1、P2、P3等四個8位I/O口分別由名為P0、P1、P2、P3四個SFR代表。,堆棧指針寄存器 SP（Sta

31、ck Pointer): 總是指向棧頂,壓棧時先 (SP)+1 然后數(shù)據(jù)進(jìn)棧；彈棧時數(shù)據(jù)先出棧 然后(SP)-1。,累加器 ACC:一個被眾多指令用得最頻繁的特殊功能寄存器(如：運算、數(shù)據(jù)傳輸)。,特殊功能寄存器(P0P3,SP,A,B,DPTR),73,副累加器 B:一個經(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,DPTR),數(shù)據(jù)指針寄存器DPTR:一個16位寄存器,可以暫存片外的16位地址,作間址寄存器使用,對外部存儲器和I/O口尋址,也可拆成高低兩字節(jié)DPH,DPL單獨使用。,74,程序狀態(tài)

32、字寄存器 PSW,CY,AC,F0,RS0,OV,P,RS1,PSW.7,PSW.0,CY(PSW.7)進(jìn)位/借位標(biāo)志位。若ACC在運算過程中發(fā)生了進(jìn)位或借位，則CY=1；否則=0。它也是布爾處理器的位累加器，可用于布爾操作。,AC(PSW.6)半進(jìn)位/借位標(biāo)志位。若ACC在運算過程中，D3位向D4位發(fā)生了進(jìn)位或借位，則AC=1,否則=0。機器在執(zhí)行“DA A”指令時自動要判斷這一位，我們可以暫時不關(guān)心它。,F0(PSW.5)可由用戶定義的標(biāo)志位。,PSW.6,PSW.5,特殊功能寄存器(PSW),75,程序狀態(tài)字寄存器 PSW（續(xù)）：,CY,AC,F0,RS0,OV,P,RS1,PSW.7,

33、PSW.0,RS1(PSW.4)、RS0(PSW.3)工作寄存器組選擇位。,RS1，RS0 = 0 1 則選擇了工作寄存器組 1 區(qū)R0R7分別代表08H 0FH單元。,RS1，RS0 = 1 0 則選擇了工作寄存器組 2 區(qū) R0R7分別代表10H 17H單元。,RS1，RS0 = 1 1 則選擇了工作寄存器組 3 區(qū)R0R7分別代表18H 1FH單元。,PSW.4 PSW.3,RS1，RS0 = 0 0 則選擇了工作寄存器組 0 區(qū)R0R7分別代表00H 07H單元。,76,片內(nèi)RAM前32個單元(00H1FH)是工作寄存器區(qū) (由PSW中的RS1,RS0決定),00H,20H,2FH,7

34、FH,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),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)0,77,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=1時特指累加器在進(jìn)行帶符號數(shù)(-128+127)運算時出錯（超出范圍）；OV=0時未出錯。,PSW.1 未定義。,P (PSW.0)奇偶標(biāo)志位。 P=1表示

35、累加器中“1”的個數(shù)為奇數(shù) P=0表示累加器中“1”的個數(shù)為偶數(shù) CPU隨時監(jiān)視著ACC中的“1”的個數(shù),并反映在PSW中,PSW.2,PSW.1,78,PC與SFR復(fù)位狀態(tài)表,回顧,79,89C51單片機存儲器配置,片內(nèi)RAM 128字節(jié)（00H7FH）； 片內(nèi)RAM前32個單元是工作寄存器區(qū)(00H1FH) 片內(nèi)RAM有128個可按位尋址的位，占16個單元。 位地址編號為：00H7FH 分布在：20H2FH單元 片內(nèi)21個特殊功能寄存器(SFR)中：地址號能被 8整除的 SFR中的各位也可按位尋址 可尋址片外RAM 64K字節(jié) （0000HFFFFH） 可尋址片外ROM 64K字節(jié) （00

36、00HFFFFH） 片內(nèi)Flash ROM 4K字節(jié) （000HFFFH）,小結(jié),80,存儲器配置（片內(nèi)RAM）,片內(nèi)RAM 128字節(jié)（00H7FH）,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),SFR分布在80H-FFH 其中93個位可位尋址,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,128字節(jié),小結(jié),81,單片機存儲器配置（片外RAM/ROM）,可尋址片外RAM 64K字節(jié) （0000HFFFFH）； 可尋址片外ROM 64K字節(jié) （0000

37、HFFFFH）； 片內(nèi) Flash ROM 4K字節(jié) （000HFFFH）；,FFFFH,0000H,可尋址片外RAM,64K字節(jié),FFFFH,0000H,可尋址片外ROM,64K字節(jié),FFFH,000H,可尋址片內(nèi) Flash ROM,4K字節(jié),89C51,7FH,00H,片內(nèi) RAM,128字節(jié),FFH,80H,小結(jié),82,低功耗運行方式,83,電源控制寄存器PCON(97H)：,SMOD:波特率倍增位，主要用于串行通信。,SMOD,GF1,GF0,IDL,PCON.7,PCON.0,PCON.3,PCON.1,PD,GF1,GF2:通用標(biāo)志位，由用戶自己定義。,PD:掉電方式位，PD1則進(jìn)入掉電工作方式。,IDL:待機方式位，IDL1則進(jìn)入待機工作方式。,PCON.2,84,掉電工作方式,當(dāng)電源控制寄存器PCON的PD為1時，進(jìn)入掉電工作方式。在該方式下，振蕩器停止工作，一切功能停止，但是片內(nèi)RAM的數(shù)據(jù)可以保持不變,退出掉電工作方式的方法：硬件復(fù)位,進(jìn)入掉電工作方式的方法：,85,掉電工作方式,待機方式和掉電方式的硬件結(jié)構(gòu),86,待機工作方式,當(dāng)電源控制寄存器PCO