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1、第第1章章 MCS-51單片機(jī)的結(jié)構(gòu)與原理單片機(jī)的結(jié)構(gòu)與原理主要內(nèi)容：主要內(nèi)容：典型單片機(jī)（典型單片機(jī)（ MCS-51, MSP430, EM78, PIC, Motorola, AVR ）的性能，）的性能，MCS-51內(nèi)部結(jié)構(gòu)、內(nèi)部結(jié)構(gòu)、 特點(diǎn)、工作方式、時序和片上系統(tǒng)特點(diǎn)、工作方式、時序和片上系統(tǒng)SOC 。為學(xué)生。為學(xué)生 后續(xù)學(xué)習(xí)單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)、利用單片機(jī)解決后續(xù)學(xué)習(xí)單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)、利用單片機(jī)解決 工程實(shí)際問題打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。工程實(shí)際問題打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。重重 點(diǎn)：點(diǎn)： 基本概念、組成原理、特點(diǎn)及基本概念、組成原理、特點(diǎn)及MCS-51MCS-51的最小應(yīng)的最小應(yīng) 用系統(tǒng)。用系統(tǒng)。難難

2、 點(diǎn)：點(diǎn)： 時序。時序。1.1 典型單片機(jī)性能概覽典型單片機(jī)性能概覽1.2 MCS-51單片機(jī)硬件結(jié)構(gòu)及引腳單片機(jī)硬件結(jié)構(gòu)及引腳1.3 MCS-51單片機(jī)的工作方式單片機(jī)的工作方式1.4 單片機(jī)的時序單片機(jī)的時序1.5 C8051F系列片上系統(tǒng)（系列片上系統(tǒng)（SOC）簡介）簡介第第1章章 MCS-51單片機(jī)的結(jié)構(gòu)與原理單片機(jī)的結(jié)構(gòu)與原理 典型單片機(jī)有典型單片機(jī)有MCS-51MCS-51、MSP430MSP430、EM78EM78、PICPIC、MotorolaMotorola、AVRAVR等。等。 MCS-51MCS-51為主流產(chǎn)品，性能如表為主流產(chǎn)品，性能如表1.1.11.1.1。 MSP4

3、30MSP430為低電壓、低功耗產(chǎn)品，功能較強(qiáng)，主要應(yīng)用于智能為低電壓、低功耗產(chǎn)品，功能較強(qiáng)，主要應(yīng)用于智能小區(qū)及四表系統(tǒng)。性能如表小區(qū)及四表系統(tǒng)。性能如表1.1.21.1.2。 EM78EM78為低功耗產(chǎn)品，價格較低，優(yōu)越的數(shù)據(jù)處理功能。性能為低功耗產(chǎn)品，價格較低，優(yōu)越的數(shù)據(jù)處理功能。性能如表如表1.1.31.1.3。 PICPIC為低電壓、低功耗、大電流為低電壓、低功耗、大電流LCDLCD驅(qū)動、低價格產(chǎn)品，性能驅(qū)動、低價格產(chǎn)品，性能如表如表1.1.41.1.4。 MotorolaMotorola是世界上最大的單片機(jī)生產(chǎn)廠家之一，品種全、選是世界上最大的單片機(jī)生產(chǎn)廠家之一，品種全、選擇擇 余

4、地大、新產(chǎn)品多。其特點(diǎn)是噪聲低，抗干擾能力強(qiáng)，比較余地大、新產(chǎn)品多。其特點(diǎn)是噪聲低，抗干擾能力強(qiáng)，比較適合于工控領(lǐng)域及惡劣的環(huán)境。性能如表適合于工控領(lǐng)域及惡劣的環(huán)境。性能如表1.1.51.1.5。 AVRAVR為高速、低功耗產(chǎn)品，支持為高速、低功耗產(chǎn)品，支持ISPISP、IAPIAP，I/OI/O口驅(qū)動能力較口驅(qū)動能力較強(qiáng)。性能如表強(qiáng)。性能如表1.1.61.1.6。1.1 1.1 典型單片機(jī)性能概覽典型單片機(jī)性能概覽 表表1.1.1 MCS-511.1.1 MCS-51系列單片機(jī)的性能一覽表系列單片機(jī)的性能一覽表系系 列列典型芯片典型芯片I/O口口定時器定時器/計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)器中斷源中斷源串行通信

5、口串行通信口片內(nèi)片內(nèi)RAM片內(nèi)片內(nèi)ROM51系列系列80C3148位216位51128字節(jié)無80C5148位216位51128字節(jié)4KB掩膜ROM87C5148位216位51128字節(jié)4KB EPROM89C5148位216位51128字節(jié)4KB E2PROM5252系列系列80C3248位316位61256字節(jié)無80C5248位316位61256字節(jié)8KB掩膜ROM87C5248位316位61256字節(jié)8KB EPROM89C5248位316位61256字節(jié)8KB E2PROM1.2 MCS-51單片機(jī)硬件結(jié)構(gòu)及引腳單片機(jī)硬件結(jié)構(gòu)及引腳 MCS-51系列單片機(jī)都是以系列單片機(jī)都是以Intel

6、公司最早的典型產(chǎn)品公司最早的典型產(chǎn)品8051為核心，增加了一定的功能部件后構(gòu)成的，因此，本章為核心，增加了一定的功能部件后構(gòu)成的，因此，本章以以8051為主介紹為主介紹MCS-51系列單片機(jī)系列單片機(jī) 。 1.2.1 MCS-511.2.1 MCS-51單片機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)單片機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu) MCS-51MCS-51單片機(jī)的組成：單片機(jī)的組成： CPU(進(jìn)行運(yùn)算、控制進(jìn)行運(yùn)算、控制)、 RAM(數(shù)據(jù)存儲器數(shù)據(jù)存儲器)、 ROM(程序存儲器）、程序存儲器）、 I/O口口(串口、并口）、串口、并口）、 定時器定時器/計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)器（T0、T1）、）、 中斷系統(tǒng)中斷系統(tǒng) 內(nèi)部總線內(nèi)部總線（1）運(yùn)算器）運(yùn)算器

7、組成：組成：ALU（Arithmetic Logic Unit）、）、A（Accumulator）、）、B、 PSW（Program Status Word）、）、TMP1和和TMP2等。等。功能：功能：完成算術(shù)運(yùn)算和邏輯運(yùn)算。完成算術(shù)運(yùn)算和邏輯運(yùn)算。（2）控制器）控制器組成：組成：PC（Program Counter）、）、IR（Instruction Register）、）、ID（Instruction Decoder）、）、SP、DPTR、定時控制邏輯、定時控制邏輯和振蕩器和振蕩器OSC等電路。等電路。功能：功能：CPU根據(jù)根據(jù)PC中的地址將欲執(zhí)行指令的指令碼從存儲器中中的地址將欲執(zhí)行指

8、令的指令碼從存儲器中取出，存放在取出，存放在IR中，中，ID對對IR中的指令碼進(jìn)行譯碼，定時中的指令碼進(jìn)行譯碼，定時控制邏輯在控制邏輯在OSC配合下對配合下對ID譯碼后的信號進(jìn)行分時，以譯碼后的信號進(jìn)行分時，以產(chǎn)生執(zhí)行本條指令所需的全部信號。產(chǎn)生執(zhí)行本條指令所需的全部信號。 1. 中央處理器（中央處理器（CPU）2. 存儲器存儲器 MCS-51MCS-51的存儲器可分為程序存儲器和數(shù)據(jù)存儲器的存儲器可分為程序存儲器和數(shù)據(jù)存儲器, ,又有片又有片內(nèi)和片外之分。內(nèi)和片外之分。物理上有四個存儲器空間：物理上有四個存儲器空間： 程序存儲器程序存儲器 （片內(nèi)、片外）（片內(nèi)、片外） 數(shù)據(jù)存儲器數(shù)據(jù)存儲器

9、（片內(nèi)、片外）（片內(nèi)、片外）邏輯上有三個存儲空間：邏輯上有三個存儲空間： 片內(nèi)外統(tǒng)一的片內(nèi)外統(tǒng)一的64KB64KB程序存儲地址空間程序存儲地址空間 128B128B內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲器地址空間內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲器地址空間 64KB64KB外部數(shù)據(jù)存儲器地址空間外部數(shù)據(jù)存儲器地址空間 （1 1）程序存儲器）程序存儲器 一般將只讀存儲器（一般將只讀存儲器（ROM）用做程序存儲器。可尋址空間）用做程序存儲器。可尋址空間為為64KB，用于存放用戶程序、數(shù)據(jù)，用于存放用戶程序、數(shù)據(jù)和表格等信息。和表格等信息。 MCS-51單片機(jī)按單片機(jī)按程序存儲器可分為內(nèi)部程序存儲器可分為內(nèi)部無無ROM型（如型（如8031）和）和

10、內(nèi)部有內(nèi)部有ROM型（如型（如8051）兩種，連接時兩種，連接時 引腳有引腳有區(qū)別。程序存儲器結(jié)構(gòu)區(qū)別。程序存儲器結(jié)構(gòu)如右圖所示：如右圖所示：（2）數(shù)據(jù)存儲器）數(shù)據(jù)存儲器 一般將隨機(jī)存儲器（一般將隨機(jī)存儲器（RAM）用做數(shù)據(jù)存儲器。可尋址空）用做數(shù)據(jù)存儲器?？蓪ぶ房臻g為間為64KB。MCS-51數(shù)據(jù)存儲器可分為片內(nèi)和片外兩部分。數(shù)據(jù)存儲器可分為片內(nèi)和片外兩部分。片外片外RAM： 最大范圍：最大范圍：0000HFFFFH，64KB；用指令；用指令MOVX訪問。訪問。片內(nèi)片內(nèi)RAM： 最大范圍：最大范圍：00HFFH，256B；用指令；用指令MOV訪問。又分訪問。又分為兩部分：低為兩部分：低128

11、B（007FH）為真正的為真正的RAM區(qū)，高區(qū)，高128B（80FFH）為特殊功能寄存器）為特殊功能寄存器（SFR）區(qū)。如右圖所示。）區(qū)。如右圖所示。 內(nèi)部內(nèi)部RAM的的20H2FH單元為單元為位尋址區(qū)，既可位尋址區(qū)，既可作為一般單元用作為一般單元用字節(jié)尋址，也可字節(jié)尋址，也可對它們的位進(jìn)行對它們的位進(jìn)行尋址。位地址為尋址。位地址為00H7FH。 CPU能直接尋址能直接尋址這些位（稱這些位（稱MCS-51具有布爾處理具有布爾處理功能），位地址功能），位地址分配如右表所示。分配如右表所示。3特殊功能寄存器（特殊功能寄存器（SFRSFR） MCS-51有有21個特殊功能寄存器（也稱為專用寄存器）。

12、個特殊功能寄存器（也稱為專用寄存器）。組成：組成：算術(shù)運(yùn)算寄存器、指針寄存器、算術(shù)運(yùn)算寄存器、指針寄存器、I/O口鎖存器、定時器口鎖存器、定時器/計(jì)計(jì)數(shù)器、串行口、中斷、狀態(tài)、控制寄存器。數(shù)器、串行口、中斷、狀態(tài)、控制寄存器。位置：位置： SFR被離散地分布在內(nèi)部被離散地分布在內(nèi)部RAM的的80HFFH地址單元中，地址單元中，共占據(jù)了共占據(jù)了128個存儲單元，構(gòu)成了個存儲單元，構(gòu)成了SFR存儲塊（不包括存儲塊（不包括PC） 。位尋址狀態(tài)：位尋址狀態(tài)：其字節(jié)地址可被其字節(jié)地址可被8整除的整除的SFR可位尋址。可位尋址。特點(diǎn)：特點(diǎn)：SFR反映了反映了MCS-51單片機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)。特殊功能寄存器單片

13、機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)。特殊功能寄存器分布如下表所示。分布如下表所示。（1 1）程序計(jì)數(shù)器）程序計(jì)數(shù)器PCPC（Program CounterProgram Counter） 按機(jī)器周期按機(jī)器周期自動自動+1 的的16位計(jì)數(shù)器；位計(jì)數(shù)器； 物理上是獨(dú)立的，物理上是獨(dú)立的，PC不屬于不屬于SFR存儲器塊；存儲器塊； 當(dāng)前當(dāng)前PC值總指向下一條（將要執(zhí)行的）指令所在首地址；值總指向下一條（將要執(zhí)行的）指令所在首地址； 尋址范圍為尋址范圍為64KB，但不可直接尋址；但可以通過轉(zhuǎn)移、調(diào)用、，但不可直接尋址；但可以通過轉(zhuǎn)移、調(diào)用、返回等指令改變其內(nèi)容，以控制程序執(zhí)行的順序；返回等指令改變其內(nèi)容，以控制程序執(zhí)行的順

14、序； 一切分支一切分支/跳轉(zhuǎn)跳轉(zhuǎn)/調(diào)用調(diào)用/中斷中斷/復(fù)位等操作的本質(zhì)就是改變復(fù)位等操作的本質(zhì)就是改變 PC 值。值。（2）累加器）累加器A （Accumulator） 8位寄存器，又記做位寄存器，又記做ACC， 是一個最常用的專用寄存器。在算術(shù)是一個最常用的專用寄存器。在算術(shù)/邏輯運(yùn)算中用于存放操作邏輯運(yùn)算中用于存放操作數(shù)或結(jié)果。數(shù)或結(jié)果。（3）寄存器）寄存器B 8位寄存器，專門為乘除法指令設(shè)計(jì)，也作通用寄存器用。位寄存器，專門為乘除法指令設(shè)計(jì)，也作通用寄存器用。（4 4）工作寄存器）工作寄存器 內(nèi)部內(nèi)部RAM的工作寄存器區(qū)的工作寄存器區(qū)00H1FH，分成四個組（區(qū)），分成四個組（區(qū)），每個

15、組（區(qū)）有每個組（區(qū)）有8個寄存器，分別用個寄存器，分別用R0R7表示，稱為工作寄存表示，稱為工作寄存器或通用寄存器，其中，器或通用寄存器，其中，R0、R1還經(jīng)常用于間接尋址的地址指還經(jīng)常用于間接尋址的地址指針。在程序中通過程序狀態(tài)字寄存器（針。在程序中通過程序狀態(tài)字寄存器（PSW）第）第3、4位設(shè)置工位設(shè)置工作寄存器區(qū)。作寄存器區(qū)。（5）程序狀態(tài)字）程序狀態(tài)字PSW （Program Status Word） 程序狀態(tài)字程序狀態(tài)字PSW是是8位寄存器，用于存放程序運(yùn)行的狀態(tài)信位寄存器，用于存放程序運(yùn)行的狀態(tài)信息，息，PSW中各位狀態(tài)通常是在指令執(zhí)行的過程中自動形成的，中各位狀態(tài)通常是在指令執(zhí)

16、行的過程中自動形成的，但也可以由用戶根據(jù)需要采用傳送指令加以改變。其定義格式但也可以由用戶根據(jù)需要采用傳送指令加以改變。其定義格式如下頁表所示。如下頁表所示。其中：其中：CyCy：進(jìn)借位標(biāo)志；進(jìn)借位標(biāo)志； ACAC：輔助進(jìn)借位標(biāo)志輔助進(jìn)借位標(biāo)志； F F0 0 ：用戶標(biāo)志；用戶標(biāo)志； RSRS1 1、RSRS0 0：工作寄存器組（區(qū)）選擇（如下表所示）；工作寄存器組（區(qū)）選擇（如下表所示）； OVOV：溢出標(biāo)志位，有溢出時置溢出標(biāo)志位，有溢出時置1； P P：奇偶標(biāo)志位。奇偶標(biāo)志位。A中有奇數(shù)個中有奇數(shù)個1時置時置1。 CPU隨時監(jiān)視著隨時監(jiān)視著A中中的的“1”的個數(shù)的個數(shù),并反映在并反映在P

17、SW中。中。位序位序PSW7PSW6PSW5PSW4PSW3PSW2PSW1PSW0位標(biāo)志位標(biāo)志CYACF0RS1RS0OVPRS1（PSW4） RS0（PSW3）選定的當(dāng)前使用的選定的當(dāng)前使用的工作寄存器組（區(qū)）工作寄存器組（區(qū)）片內(nèi)片內(nèi)RAM地址地址通用寄存器名稱通用寄存器名稱00第第0區(qū)區(qū)00H07HR0R701第第1區(qū)區(qū)08H0fHR0R710第第2區(qū)區(qū)10H17HR0R711第第3區(qū)區(qū)18H1fHR0R700H00H20H20H2FH2FH7FH7FH1FH1FH30H30H80H80HFFHFFH52子系列才有子系列才有的的RAM區(qū)區(qū)普通普通RAM區(qū)區(qū)位尋址區(qū)位尋址區(qū)工作寄存器區(qū)工

18、作寄存器區(qū)R0R2R1R3R4R5R6R707H02H01H00H06H04H05H03H08H1FH工作寄存器區(qū)工作寄存器區(qū)3工作寄存器區(qū)工作寄存器區(qū)2工作寄存器區(qū)工作寄存器區(qū)1工作寄存器區(qū)工作寄存器區(qū)00FH10H17H18H（6 6）數(shù)據(jù)指針）數(shù)據(jù)指針DPTRDPTR（Data PointerData Pointer） 16位專用寄存器，既可為位專用寄存器，既可為16位，也可為兩個獨(dú)立的位，也可為兩個獨(dú)立的8位寄位寄存器存器DPH （高（高8位）位） 、DPL （低（低8位）。位）。 DPTR主要用作主要用作16位位間址寄存器，訪問程序存儲器和片外數(shù)據(jù)寄存器。間址寄存器，訪問程序存儲器和

19、片外數(shù)據(jù)寄存器。（7 7）堆棧指針）堆棧指針SPSP（Stack PointerStack Pointer） 堆棧堆棧是一種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，是內(nèi)部是一種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，是內(nèi)部RAM的一段區(qū)域。的一段區(qū)域。 堆棧存取數(shù)據(jù)的原則堆棧存取數(shù)據(jù)的原則是是“后進(jìn)先出后進(jìn)先出”。 堆棧指針堆棧指針SP是一個是一個8位寄存器，用于指示堆棧的棧頂，它位寄存器，用于指示堆棧的棧頂，它決定了堆棧在內(nèi)部決定了堆棧在內(nèi)部RAM中的物理位置。中的物理位置。 MCS-51單片機(jī)的堆棧地址單片機(jī)的堆棧地址向大的方向向大的方向變化（與微機(jī)堆棧變化（與微機(jī)堆棧地址地址向小的方向向小的方向變化相反）。壓棧時先變化相反）。壓棧時先 (SP)+

20、1 然后數(shù)據(jù)進(jìn)棧；然后數(shù)據(jù)進(jìn)棧；彈棧時數(shù)據(jù)先出棧彈棧時數(shù)據(jù)先出棧 然后然后(SP)-1。 堆棧區(qū)可以安排在堆棧區(qū)可以安排在 RAM區(qū)任意位置，一般不安排在工作區(qū)任意位置，一般不安排在工作寄存器區(qū)和可按位尋址的寄存器區(qū)和可按位尋址的RAM區(qū)，通常放在區(qū)，通常放在RAM區(qū)的靠后的區(qū)的靠后的位置。位置。 系統(tǒng)復(fù)位后，系統(tǒng)復(fù)位后，SP初值為初值為07H，實(shí)際應(yīng)用中通常根據(jù)需要在，實(shí)際應(yīng)用中通常根據(jù)需要在主程序開始處對主程序開始處對SP進(jìn)行初始化，一般設(shè)置進(jìn)行初始化，一般設(shè)置SP為為60H。 設(shè)立堆棧的目的是用于數(shù)據(jù)的暫存，中斷、子程序調(diào)用時設(shè)立堆棧的目的是用于數(shù)據(jù)的暫存，中斷、子程序調(diào)用時斷點(diǎn)和現(xiàn)場的

21、保護(hù)與恢復(fù)。斷點(diǎn)和現(xiàn)場的保護(hù)與恢復(fù)。（8 8）I/OI/O口專用寄存器（口專用寄存器（P0, P1, P2, P3P0, P1, P2, P3） 8051片內(nèi)有片內(nèi)有4個個8位并行位并行I/O接口接口P0, P1, P2和和P3，在，在SFR中相中相應(yīng)有應(yīng)有4個個I/O口寄存器口寄存器P0, P1, P2和和P3。（9 9）定時器）定時器/ /計(jì)數(shù)器（計(jì)數(shù)器（TL0, TH0, TL1TL0, TH0, TL1和和TH1TH1） MCS-51單片機(jī)中有兩個單片機(jī)中有兩個16位的定時器位的定時器/計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)器T0和和T1，它，它們由們由4個個8位寄存器（位寄存器（TL0, TH0, TL1和和T

22、H1）組成，）組成，2個個16位定時位定時器器/計(jì)數(shù)器是完全獨(dú)立的?？梢詥为?dú)對這計(jì)數(shù)器是完全獨(dú)立的?？梢詥为?dú)對這4個寄存器進(jìn)行尋址，但個寄存器進(jìn)行尋址，但不能把不能把T0和和T1當(dāng)做當(dāng)做16位寄存器來使用。位寄存器來使用。（1010）串行數(shù)據(jù)緩沖器（）串行數(shù)據(jù)緩沖器（SBUFSBUF） SBUF用于存放需要發(fā)送和接收的數(shù)據(jù)，它由兩個獨(dú)立的寄用于存放需要發(fā)送和接收的數(shù)據(jù)，它由兩個獨(dú)立的寄存器組成（發(fā)送緩沖器和接收緩沖器），要發(fā)送和接收的操作其存器組成（發(fā)送緩沖器和接收緩沖器），要發(fā)送和接收的操作其實(shí)都是對串行數(shù)據(jù)緩沖器實(shí)都是對串行數(shù)據(jù)緩沖器SBUF進(jìn)行的進(jìn)行的。（11）其他控制寄存器）其他控制寄

23、存器 除上述外，還有除上述外，還有IP, IE, TCON, SCON和和PCON等幾個寄存等幾個寄存器，主要用于中斷、定時和串行口的控制。器，主要用于中斷、定時和串行口的控制。4 4I/OI/O接口接口 I/O接口是接口是MCS-51單片機(jī)對外部實(shí)現(xiàn)控制和信息交換的必單片機(jī)對外部實(shí)現(xiàn)控制和信息交換的必經(jīng)之路，用于信息傳送過程中的速度匹配和增加它的負(fù)載能力。經(jīng)之路，用于信息傳送過程中的速度匹配和增加它的負(fù)載能力。 8051內(nèi)部有內(nèi)部有4個個8位并行接口位并行接口P0, P1, P2, P3，有，有1個全雙工的個全雙工的可編程串行可編程串行I/O接口。接口。5 5定時器定時器/ /計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)器

24、8051內(nèi)部有兩個內(nèi)部有兩個16位可編程序的定時器位可編程序的定時器/計(jì)數(shù)器，均為二計(jì)數(shù)器，均為二進(jìn)制加進(jìn)制加1計(jì)數(shù)器，分別命名為計(jì)數(shù)器，分別命名為T0和和T1。 T0和和T1均有定時器和計(jì)數(shù)器兩種工作模式。均有定時器和計(jì)數(shù)器兩種工作模式。在定時器模式下：在定時器模式下：T0和和T1的計(jì)數(shù)脈沖是由單片機(jī)時鐘脈沖經(jīng)的計(jì)數(shù)脈沖是由單片機(jī)時鐘脈沖經(jīng)12分頻后提供。分頻后提供。在計(jì)數(shù)器模式下：在計(jì)數(shù)器模式下：T0和和T1的計(jì)數(shù)脈沖是從的計(jì)數(shù)脈沖是從P3.4和和P3.5引腳上輸引腳上輸入。對入。對T0和和T1的控制由定時器方式選擇寄存器的控制由定時器方式選擇寄存器TMOD和定時和定時器控制寄存器器控制寄

25、存器TCON完成。完成。 6 6中斷系統(tǒng)中斷系統(tǒng) 中斷：中斷：指指CPU暫停原程序執(zhí)行，轉(zhuǎn)而為外部設(shè)備服務(wù)（執(zhí)行中斷暫停原程序執(zhí)行，轉(zhuǎn)而為外部設(shè)備服務(wù)（執(zhí)行中斷服務(wù)程序），并在服務(wù)完后返回到原程序執(zhí)行的過程。服務(wù)程序），并在服務(wù)完后返回到原程序執(zhí)行的過程。中斷系統(tǒng)：中斷系統(tǒng)：能夠處理中斷過程所需要的硬件電路。能夠處理中斷過程所需要的硬件電路。中斷源：中斷源：能產(chǎn)生中斷請求信號的源泉。能產(chǎn)生中斷請求信號的源泉。 8051可處理可處理5個中斷源（個中斷源（2個外部，個外部，3個內(nèi)部）發(fā)出的中斷請個內(nèi)部）發(fā)出的中斷請求，并可對其進(jìn)行優(yōu)先權(quán)處理。外部中斷的請求信號可以從求，并可對其進(jìn)行優(yōu)先權(quán)處理。外部

26、中斷的請求信號可以從P3.2, P3.3（即（即 和和 ）引腳上輸入，有電平或邊沿兩種觸發(fā)）引腳上輸入，有電平或邊沿兩種觸發(fā)方式；內(nèi)部中斷源有方式；內(nèi)部中斷源有3個，個，2個定時器個定時器/計(jì)數(shù)器中斷源和計(jì)數(shù)器中斷源和1個串行口個串行口中斷源。中斷源。 8051的中斷系統(tǒng)主要由中斷允許控制器的中斷系統(tǒng)主要由中斷允許控制器IE和中斷優(yōu)先級控制和中斷優(yōu)先級控制器器IP等電路組成。等電路組成。 0INT1INT1.2.2 MCS-51單片機(jī)外部引腳單片機(jī)外部引腳 MCS-51單片機(jī)單片機(jī) 40腳腳Vcc, GND 2XTAL1, XTAL2 2RESET 1EA/Vpp 1ALE/PROG 1PSE

27、N 1P0.0P0.7 8P1.0P1.7 8 P2.0P2.7 8 P3.0P3.7 81.2.2 MCS-511.2.2 MCS-51單片機(jī)外部引腳單片機(jī)外部引腳 1 1電源線電源線 GNDGND：接地引腳。接地引腳。 V VCCCC：正電源引腳。接正電源引腳。接5V5V電源。電源。 MCS-51MCS-51系列單片機(jī)中，各類單片機(jī)都是相互兼容的，只是系列單片機(jī)中，各類單片機(jī)都是相互兼容的，只是引腳功能略有差異。引腳功能略有差異。80518051單片機(jī)有單片機(jī)有4040個引腳，分為端口線、電源個引腳，分為端口線、電源線和控制線三類。線和控制線三類。2 2端口線端口線 P0P0P3P3口：口

28、：4 48=328=32條。條。（1 1）P0P0口（口（ P0.0P0.0P0.7 P0.7 ） 8 8位雙向三態(tài)位雙向三態(tài)I/OI/O口，可作為外部擴(kuò)展時的數(shù)口，可作為外部擴(kuò)展時的數(shù)據(jù)總線據(jù)總線/ /低低8 8位地址總線的分時復(fù)用口。又可作為位地址總線的分時復(fù)用口。又可作為通用通用I/OI/O口，每個引腳可驅(qū)動口，每個引腳可驅(qū)動8 8個個TTLTTL負(fù)載。負(fù)載。 對對EPROMEPROM型芯片（如型芯片（如87518751）進(jìn)行編程和校驗(yàn)）進(jìn)行編程和校驗(yàn)時，時，P0P0口用于輸入口用于輸入/ /輸出數(shù)據(jù)。輸出數(shù)據(jù)。（2 2）P1P1口（口（P1.0P1.0P1.7P1.7） 8位準(zhǔn)雙向位準(zhǔn)

29、雙向I/O口，內(nèi)部具有上拉電阻，可作為通用口，內(nèi)部具有上拉電阻，可作為通用I/O口。口。每個引腳可驅(qū)動每個引腳可驅(qū)動4個個TTL負(fù)載。負(fù)載。 （3 3）P2P2口（口（P2.0P2.0P2.7P2.7） 8位準(zhǔn)雙向位準(zhǔn)雙向I/O口，內(nèi)部具有上拉電阻，可作為外部擴(kuò)展口，內(nèi)部具有上拉電阻，可作為外部擴(kuò)展時的高時的高8位地址總線。又可作為通用位地址總線。又可作為通用I/O口，每個引腳可驅(qū)動口，每個引腳可驅(qū)動4個個TTL負(fù)載。負(fù)載。 對對EPROM型芯片（如型芯片（如8751）進(jìn)行編程和校驗(yàn)時，用來）進(jìn)行編程和校驗(yàn)時，用來接收高接收高8位地址。位地址。 （4 4）P3P3口（口（ P3.0P3.0P3

30、.7 P3.7 ） 8位準(zhǔn)雙向位準(zhǔn)雙向I/O口，內(nèi)部具有上拉電阻。它是雙功能復(fù)用口，內(nèi)部具有上拉電阻。它是雙功能復(fù)用口，作為通用口，作為通用I/O口時，功能與口時，功能與P1口相同，常用第二功能?？谙嗤?，常用第二功能。每個引腳可驅(qū)動每個引腳可驅(qū)動4個個TTL負(fù)載。作為第二功能使用時，各位負(fù)載。作為第二功能使用時，各位的作用如下頁表所示。的作用如下頁表所示。3 3控制線控制線 （1 1）RST/VRST/VPDPD RST/VPD引腳是復(fù)位信號引腳是復(fù)位信號/備用電源線引腳。當(dāng)備用電源線引腳。當(dāng)8051通電通電時，在時，在RST引腳上出現(xiàn)引腳上出現(xiàn)24個時鐘周期以上的高電平，系統(tǒng)即個時鐘周期以上

31、的高電平，系統(tǒng)即初始復(fù)位。初始復(fù)位。 P3P3口口第第 二二 功功 能能信信 號號 名名 稱稱P3.0P3.0RXDRXD串行數(shù)據(jù)接收口串行數(shù)據(jù)接收口P3.1P3.1TXDTXD串行數(shù)據(jù)發(fā)送口串行數(shù)據(jù)發(fā)送口P3.2P3.2外部中斷外部中斷0 0請求輸入請求輸入P3.3P3.3外部中斷外部中斷1 1請求輸入請求輸入P3.4P3.4T0T0定時器定時器/ /計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)器0 0的外部輸入口的外部輸入口P3.5P3.5T1T1定時器定時器/ /計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)器1 1的外部輸入口的外部輸入口P3.6P3.6外部外部RAMRAM寫選通信號寫選通信號P3.7P3.7外部外部RAMRAM讀選通信號讀選通信號0IN

32、TRD1INTWR（2）ALE/ 地址鎖存允許地址鎖存允許/編程引腳。當(dāng)訪問外部存編程引腳。當(dāng)訪問外部存儲器時，儲器時，ALE的輸?shù)妮敵鲇糜阪i存地址的低位字節(jié)，以便出用于鎖存地址的低位字節(jié)，以便P0口實(shí)現(xiàn)地址口實(shí)現(xiàn)地址/數(shù)據(jù)復(fù)用。當(dāng)數(shù)據(jù)復(fù)用。當(dāng)不訪問外部程序存儲器時，不訪問外部程序存儲器時，ALE端將輸出一個端將輸出一個1/6時鐘頻率的正時鐘頻率的正脈沖信號。脈沖信號。 ALE/ 是復(fù)用引腳，其第二功能是對是復(fù)用引腳，其第二功能是對EPROM型芯片型芯片（如（如8751）進(jìn)行編程和校驗(yàn)時，此引腳傳送）進(jìn)行編程和校驗(yàn)時，此引腳傳送52ms寬的負(fù)脈沖選寬的負(fù)脈沖選通信號，程序計(jì)數(shù)器通信號，程序計(jì)數(shù)

33、器PC的的16位地址數(shù)據(jù)將出現(xiàn)在位地址數(shù)據(jù)將出現(xiàn)在P0和和P2口上，口上，外部程序存儲器則把指令碼放到外部程序存儲器則把指令碼放到P0口上，由口上，由CPU讀入并執(zhí)行。讀入并執(zhí)行。 （3 3） /V/VPPPP 允許允許訪問片外程序存儲器訪問片外程序存儲器/ /編程電源引腳。對于片內(nèi)無程序編程電源引腳。對于片內(nèi)無程序存儲器的存儲器的MCS-51MCS-51單片機(jī)（如單片機(jī)（如80318031），）， 必須接地。片內(nèi)有程序必須接地。片內(nèi)有程序存儲器的存儲器的MCS-51MCS-51單片機(jī)（如單片機(jī)（如80518051），）， 必須接高電平。必須接高電平。 /V/VPPPP是復(fù)用引腳，其第二功能是

34、片內(nèi)是復(fù)用引腳，其第二功能是片內(nèi)EPROMEPROM編程編程/ /校驗(yàn)時校驗(yàn)時的電源線，在編程時，的電源線，在編程時，V VPPPP腳需加上腳需加上21V21V的編程電壓。的編程電壓。 EAPROGPROGEAEAEA（4 4）XTAL1XTAL1和和XTAL2XTAL2 XTAL1腳為片內(nèi)振蕩電路的輸入端，腳為片內(nèi)振蕩電路的輸入端，8051的時鐘有兩種方的時鐘有兩種方式，一種是片內(nèi)時鐘振蕩方式，但需在式，一種是片內(nèi)時鐘振蕩方式，但需在XTAL1和和XTAL2腳外接腳外接石英晶體（頻率為石英晶體（頻率為1.212MHz）和振蕩電容，振蕩電容的值一）和振蕩電容，振蕩電容的值一般取般取1030pF

35、，典型值為，典型值為30pF；另外一種是外部時鐘方式，即；另外一種是外部時鐘方式，即將將XTAL1接地，外部時鐘信號從接地，外部時鐘信號從XTAL2腳輸入，如下圖所腳輸入，如下圖所示示。 （5 5）PSENPSEN 片外片外ROM選通線。在選通線。在執(zhí)行訪問片外執(zhí)行訪問片外ROM的指的指令令MOVC時，時，8051自動在自動在 引腳產(chǎn)生一個負(fù)脈引腳產(chǎn)生一個負(fù)脈沖，用于對片外沖，用于對片外ROM的的選通。其他情況下，該引選通。其他情況下，該引腳均為高電平封鎖狀態(tài)。腳均為高電平封鎖狀態(tài)。 1.3 MCS-51單片機(jī)的工作方式單片機(jī)的工作方式 MCS-51系列單片機(jī)的工作方式可分為：系列單片機(jī)的工作

36、方式可分為：復(fù)位方式、程序執(zhí)復(fù)位方式、程序執(zhí)行方式、單行方式、單步步執(zhí)行方式、掉電保護(hù)方式、節(jié)電工作方式和執(zhí)行方式、掉電保護(hù)方式、節(jié)電工作方式和EPROMEPROM編程編程/ /校驗(yàn)方式。校驗(yàn)方式。 1.3.1 1.3.1 復(fù)位方式復(fù)位方式 復(fù)位方式：復(fù)位方式：系統(tǒng)開始運(yùn)行和重新啟動靠復(fù)位電路來實(shí)現(xiàn)。系統(tǒng)開始運(yùn)行和重新啟動靠復(fù)位電路來實(shí)現(xiàn)。 功能：功能：單片機(jī)在開機(jī)時都需要復(fù)位，以便單片機(jī)在開機(jī)時都需要復(fù)位，以便CPU及其他功能及其他功能部件都處于一種確定的初始狀態(tài)，并從這個狀態(tài)開始工作。部件都處于一種確定的初始狀態(tài)，并從這個狀態(tài)開始工作。 實(shí)現(xiàn)條件：實(shí)現(xiàn)條件：MCS-51單片機(jī)在單片機(jī)在RS

37、T引腳產(chǎn)生兩個機(jī)器周期引腳產(chǎn)生兩個機(jī)器周期（即（即24個時鐘周期）以上的高電平即可實(shí)現(xiàn)復(fù)位。個時鐘周期）以上的高電平即可實(shí)現(xiàn)復(fù)位。 復(fù)位電路有兩種：上電自動復(fù)位和上電復(fù)位電路有兩種：上電自動復(fù)位和上電/ /按鍵手動按鍵手動復(fù)位，如下圖所示復(fù)位，如下圖所示。 上電自動復(fù)位電路上電自動復(fù)位電路 上電上電/ /按鍵手動復(fù)位電路按鍵手動復(fù)位電路 復(fù)位后，復(fù)位后，80518051的各特殊功能寄存器的初始狀態(tài)如下表的各特殊功能寄存器的初始狀態(tài)如下表所示。所示。特殊功能寄存器特殊功能寄存器初始態(tài)初始態(tài)特殊功能寄存器特殊功能寄存器初始態(tài)初始態(tài)ACC00HB00HPSW00HSP07HDPH00HTH000HD

38、PL00HTL000HIPxxx00000BTH100HIE0 xx00000BTL100HTMOD00HTCON00HSCON00HSBUFxxxx xxxxBP0P311111111BPCON0 xxxxxxxBPC=0000H1.3.2 程序執(zhí)行方式程序執(zhí)行方式 單片機(jī)的單片機(jī)的基本工作方式基本工作方式，可分為，可分為連續(xù)執(zhí)行工作方式連續(xù)執(zhí)行工作方式和和單步單步執(zhí)行工作方式。執(zhí)行工作方式。1 1連續(xù)執(zhí)行工作方式連續(xù)執(zhí)行工作方式 這是所有單片機(jī)都需要的一種方式。單片機(jī)復(fù)位后，這是所有單片機(jī)都需要的一種方式。單片機(jī)復(fù)位后，PCPC值值為為0000H0000H，因此單片機(jī)復(fù)位后立即轉(zhuǎn)到，因此單

39、片機(jī)復(fù)位后立即轉(zhuǎn)到0000H0000H處執(zhí)行程序。單片處執(zhí)行程序。單片機(jī)按照程序事先編排的任務(wù)，自動連續(xù)地執(zhí)行下去。機(jī)按照程序事先編排的任務(wù)，自動連續(xù)地執(zhí)行下去。2 2單步執(zhí)行工作方式單步執(zhí)行工作方式 這是用戶調(diào)試程序的一種工作方式，在單片機(jī)開發(fā)系統(tǒng)上這是用戶調(diào)試程序的一種工作方式，在單片機(jī)開發(fā)系統(tǒng)上有一專用的單步按鍵（或軟件調(diào)試環(huán)境）。按一次，單片機(jī)就有一專用的單步按鍵（或軟件調(diào)試環(huán)境）。按一次，單片機(jī)就執(zhí)行一條指令（僅僅執(zhí)行一條），這樣就可以逐條檢查程序，執(zhí)行一條指令（僅僅執(zhí)行一條），這樣就可以逐條檢查程序，發(fā)現(xiàn)問題進(jìn)行修改。發(fā)現(xiàn)問題進(jìn)行修改。 單步執(zhí)行方式是利用單片機(jī)外部中斷功能實(shí)現(xiàn)的。

40、單步執(zhí)行方式是利用單片機(jī)外部中斷功能實(shí)現(xiàn)的。 節(jié)電工作方式是一種低功耗的工作方式，可分為空閑（等待）節(jié)電工作方式是一種低功耗的工作方式，可分為空閑（等待）方式和掉電（停機(jī)）方式。是針對方式和掉電（停機(jī)）方式。是針對CHMOS類芯片而設(shè)計(jì)的，類芯片而設(shè)計(jì)的，HMOS型單片機(jī)不能工作在節(jié)電方式，但它有一種掉電保護(hù)功能。型單片機(jī)不能工作在節(jié)電方式，但它有一種掉電保護(hù)功能。 1HMOS單片機(jī)的掉電保護(hù)單片機(jī)的掉電保護(hù) 當(dāng)當(dāng)VCC突然掉電時，單片機(jī)通過中斷將必須保護(hù)的數(shù)據(jù)送入突然掉電時，單片機(jī)通過中斷將必須保護(hù)的數(shù)據(jù)送入內(nèi)部內(nèi)部RAM，備用電源，備用電源VPD可以維持內(nèi)部可以維持內(nèi)部RAM中的數(shù)據(jù)不丟失

41、。中的數(shù)據(jù)不丟失。 2CHMOS單片機(jī)的節(jié)電方式單片機(jī)的節(jié)電方式 CHMOS型單片機(jī)是一種低功耗器件，正常工作時電流為型單片機(jī)是一種低功耗器件，正常工作時電流為1122mA，空閑狀態(tài)時為，空閑狀態(tài)時為1.75mA，掉電方式為，掉電方式為550 A。因。因此，此，CHMOS型單片機(jī)特別適用于低功耗應(yīng)用場合，它的空閑方型單片機(jī)特別適用于低功耗應(yīng)用場合，它的空閑方式和掉電方式都是由電源控制寄存器式和掉電方式都是由電源控制寄存器PCON中相應(yīng)的位來控制。中相應(yīng)的位來控制。 1.3.3 節(jié)電方式節(jié)電方式 （1）電源控制寄存器）電源控制寄存器PCON PCON各位的定義如下表所示。各位的定義如下表所示。I

42、DLIDL：空閑方式控制位，該位為空閑方式控制位，該位為1 1時，單片機(jī)進(jìn)入空閑待機(jī)工作時，單片機(jī)進(jìn)入空閑待機(jī)工作方式。方式。PDPD：掉電方式控制位，為掉電方式控制位，為1 1時，單片機(jī)進(jìn)入掉電工作方式。時，單片機(jī)進(jìn)入掉電工作方式。 上面的上面的IDLIDL、PDPD同時為同時為1 1，則進(jìn)入掉電工作方式，同時為，則進(jìn)入掉電工作方式，同時為0 0，則工作在正常運(yùn)行狀態(tài)。則工作在正常運(yùn)行狀態(tài)。GF0, GF1GF0, GF1：通用標(biāo)志位，描述中斷是來自正常運(yùn)行還是來自空通用標(biāo)志位，描述中斷是來自正常運(yùn)行還是來自空閑方式，用戶可通過指令設(shè)定它們的狀態(tài)。閑方式，用戶可通過指令設(shè)定它們的狀態(tài)。SMO

43、DSMOD：為串行口波特率倍率控制位，用于串行通信。為串行口波特率倍率控制位，用于串行通信。 D7D6D5D4D3D2D1D0地址（地址（87H）SMODGF1GF0PDIDL（2）空閑工作方式）空閑工作方式 將將IDL位置為位置為1（用指令（用指令ORL PCON, #01H），則進(jìn)入），則進(jìn)入空閑工作方式，其內(nèi)部控制電路如右下圖所示。此時，空閑工作方式，其內(nèi)部控制電路如右下圖所示。此時，CPU進(jìn)入空閑待機(jī)狀態(tài)，中斷系統(tǒng)、串行口、定時器進(jìn)入空閑待機(jī)狀態(tài)，中斷系統(tǒng)、串行口、定時器/計(jì)數(shù)器，仍計(jì)數(shù)器，仍有時鐘信號，仍繼續(xù)工作。有時鐘信號，仍繼續(xù)工作。 退出空閑狀態(tài)有兩種退出空閑狀態(tài)有兩種方法：方

44、法： 一是中斷退出；一是中斷退出； 二是硬件復(fù)位退出。二是硬件復(fù)位退出。（3）掉電工作方式）掉電工作方式 將將PD置為置為1（用指令（用指令ORL PCON, #02H），可使單片機(jī)），可使單片機(jī)進(jìn)入掉電工作方式。此時振蕩器停振，只有片內(nèi)的進(jìn)入掉電工作方式。此時振蕩器停振，只有片內(nèi)的RAM和和SFR中的數(shù)據(jù)保持不變，而包括中斷系統(tǒng)在內(nèi)的全部電路都將處于中的數(shù)據(jù)保持不變，而包括中斷系統(tǒng)在內(nèi)的全部電路都將處于停止工作狀態(tài)。退出掉電工作方式，只能采用硬件復(fù)位的方法。停止工作狀態(tài)。退出掉電工作方式，只能采用硬件復(fù)位的方法。 欲使欲使8051從掉電方式退出后繼續(xù)執(zhí)行掉電前的程序，則必從掉電方式退出后繼續(xù)

45、執(zhí)行掉電前的程序，則必須在掉電前預(yù)先通過程序把須在掉電前預(yù)先通過程序把SFR中的內(nèi)容保存到片內(nèi)中的內(nèi)容保存到片內(nèi)RAM中，中，并在掉電方式退出后恢復(fù)并在掉電方式退出后恢復(fù)SFR掉電前的內(nèi)容。掉電前的內(nèi)容。1.3.4 編程和校驗(yàn)方式編程和校驗(yàn)方式 編程和校驗(yàn)方式用于內(nèi)部含有編程和校驗(yàn)方式用于內(nèi)部含有EPROM（包括（包括E2PROM）的單片機(jī)芯片（如的單片機(jī)芯片（如8751），一般的單片機(jī)開發(fā)系統(tǒng)都提供實(shí)現(xiàn)這），一般的單片機(jī)開發(fā)系統(tǒng)都提供實(shí)現(xiàn)這種方式的設(shè)備和功能。種方式的設(shè)備和功能。 編程編程的主要操作是將原始程序、數(shù)據(jù)寫入內(nèi)部的主要操作是將原始程序、數(shù)據(jù)寫入內(nèi)部EPROM中。中。 校驗(yàn)校驗(yàn)的主

46、要操作是在向片內(nèi)程序存儲器的主要操作是在向片內(nèi)程序存儲器EPROM寫入信息時寫入信息時或?qū)懭胄畔⒑?，可將片?nèi)或?qū)懭胄畔⒑?，可將片?nèi)EPROM的內(nèi)容讀出進(jìn)行校驗(yàn)，以保證的內(nèi)容讀出進(jìn)行校驗(yàn)，以保證寫入信息的正確性。寫入信息的正確性。 1.4 1.4 單片機(jī)的時序單片機(jī)的時序 時序：時序：CPU在執(zhí)行指令時所需控制信號的時間順序稱為時序。在執(zhí)行指令時所需控制信號的時間順序稱為時序。 時序是用定時單位來描述的，時序是用定時單位來描述的，MCS-51的時序單位有四個：的時序單位有四個： 時鐘周期（節(jié)拍）、狀態(tài)、機(jī)器周期和指令周期。時鐘周期（節(jié)拍）、狀態(tài)、機(jī)器周期和指令周期。 1.4.1 MCS-51的時

47、序單位的時序單位 1.1.時鐘周期時鐘周期 又稱為振蕩周期、節(jié)拍又稱為振蕩周期、節(jié)拍（用（用P P表示）表示），定義為單片機(jī)提供時定義為單片機(jī)提供時鐘信號的振蕩源（鐘信號的振蕩源（OSCOSC）的周期。它是時序中的最小單位。）的周期。它是時序中的最小單位。2 2. .狀態(tài)狀態(tài) 單片機(jī)振蕩脈沖經(jīng)過二分頻后即得到整個單片機(jī)工作系統(tǒng)單片機(jī)振蕩脈沖經(jīng)過二分頻后即得到整個單片機(jī)工作系統(tǒng)的狀態(tài)的狀態(tài)（用（用S S表示）表示）。一個狀態(tài)有兩個節(jié)拍（。一個狀態(tài)有兩個節(jié)拍（P1P1，P2 P2 ）。）。3. 3. 機(jī)器周期機(jī)器周期 通常將完成一個基本操作所需的時間稱為機(jī)器周期。通常將完成一個基本操作所需的時間稱

48、為機(jī)器周期。 MCS-51中規(guī)定一個機(jī)器周期包含中規(guī)定一個機(jī)器周期包含12個時鐘周期，即有個時鐘周期，即有6個狀態(tài)，個狀態(tài)，分別表示為分別表示為S1S6。 若晶振為若晶振為6MHz，則機(jī)器周期為，則機(jī)器周期為2s，若晶振為，若晶振為12MHz，則，則機(jī)器周期為機(jī)器周期為1s。4. 指令周期指令周期 執(zhí)行一條指令所需要的時間稱為指令周期。它是時序中的執(zhí)行一條指令所需要的時間稱為指令周期。它是時序中的最大單位。一個指令周期通常含有最大單位。一個指令周期通常含有14個機(jī)器周期。指令所包個機(jī)器周期。指令所包含的機(jī)器周期數(shù)決定了指令的運(yùn)算速度，機(jī)器周期數(shù)越少的指含的機(jī)器周期數(shù)決定了指令的運(yùn)算速度，機(jī)器周

49、期數(shù)越少的指令，其執(zhí)行速度越快。令，其執(zhí)行速度越快。 以機(jī)器周期為單位，指令可分為單周期、雙周期和四周期以機(jī)器周期為單位，指令可分為單周期、雙周期和四周期指令。指令。1.4.2 MCS-51指令的取指指令的取指/執(zhí)行時序執(zhí)行時序 程序：程序：指令的集合稱為程序。指令的集合稱為程序。 執(zhí)行程序的過程就是執(zhí)行指令的過程。執(zhí)行程序的過程就是執(zhí)行指令的過程。 指令執(zhí)行可分為取指階段和執(zhí)行階段。指令執(zhí)行可分為取指階段和執(zhí)行階段。取指階段：取指階段：CPU從程序存儲器中取出指令操作碼，送指令寄存從程序存儲器中取出指令操作碼，送指令寄存器器IR，再經(jīng)指令譯碼器，再經(jīng)指令譯碼器ID譯碼，產(chǎn)生一系列控制信號。譯

50、碼，產(chǎn)生一系列控制信號。執(zhí)行階段：執(zhí)行階段：完成本指令規(guī)定的操作。完成本指令規(guī)定的操作。 單周期和雙周期指令的取指時序圖如下頁圖所示。單周期和雙周期指令的取指時序圖如下頁圖所示。 ALE信號是用于鎖存低信號是用于鎖存低8位地址的選通信號，每出現(xiàn)一次該位地址的選通信號，每出現(xiàn)一次該信號，單片機(jī)即進(jìn)行一次讀指令操作。當(dāng)指令為多字節(jié)或多周信號，單片機(jī)即進(jìn)行一次讀指令操作。當(dāng)指令為多字節(jié)或多周期指令時，只有第一個期指令時，只有第一個ALE信號進(jìn)行讀指令操作，其余的信號進(jìn)行讀指令操作，其余的ALE信號為無效操作（或讀操作數(shù)操作）。信號為無效操作（或讀操作數(shù)操作）。 1.4.3 訪問片外訪問片外ROM/R

51、AM指令的時序指令的時序1外部程序存儲器讀時序外部程序存儲器讀時序 從外部程序存儲器讀取指令，必須有兩個信號進(jìn)行控制：從外部程序存儲器讀取指令，必須有兩個信號進(jìn)行控制：ALE信號和信號和 信號（外部信號（外部ROM讀選通脈沖）。讀選通脈沖）。 PSEN2外部數(shù)據(jù)存儲器讀時序外部數(shù)據(jù)存儲器讀時序 第一個機(jī)器周期是取指周期，是從第一個機(jī)器周期是取指周期，是從ROM中讀取指令數(shù)據(jù)，第中讀取指令數(shù)據(jù)，第二個機(jī)器周期才開始讀取外部數(shù)據(jù)存儲器二個機(jī)器周期才開始讀取外部數(shù)據(jù)存儲器RAM中的內(nèi)容。三個控中的內(nèi)容。三個控制信號：制信號：ALE信號、信號、 信號（外部信號（外部ROM讀選通脈沖）和讀選通脈沖）和 信號（外部信號（外部RAM讀選通脈沖）。讀選通脈沖）。 PSENRD1.5 C805