單片機(jī)主題知識(shí)講座

嵌入式系統(tǒng)基礎(chǔ)主講：

李靜第2章

單片機(jī)初步應(yīng)用單片機(jī)主題知識(shí)講座第1頁(yè)第2章單片機(jī)初步應(yīng)用2.151單片機(jī)最小系統(tǒng)1.51單片機(jī)硬件結(jié)構(gòu)電子系

李靜圖2.18051單片機(jī)功效結(jié)構(gòu)圖電子系

李靜單片機(jī)主題知識(shí)講座第2頁(yè)2.189C51單片機(jī)最小系統(tǒng)電子系

李靜8051單片機(jī)內(nèi)部包含以下部件

一個(gè)8位CPU。一個(gè)片內(nèi)時(shí)鐘振蕩器以及時(shí)鐘電路。4KB程序存放器ROM。128B數(shù)據(jù)存放器RAM。最大可尋址64KB外部程序存放器和數(shù)據(jù)存放器。21個(gè)特殊功效存放器SFR。4個(gè)8位并行I/O口，共32根I/O線。1個(gè)全雙工串行口。2個(gè)16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器。含有5個(gè)中止源，2個(gè)優(yōu)先級(jí)中止結(jié)構(gòu)。含有位尋址功效位處理器，適合用于位（布爾）處理。單片機(jī)主題知識(shí)講座第3頁(yè)2.189C51單片機(jī)最小系統(tǒng)電子系

李靜圖2.28051引腳圖（a）DIP引腳排列圖；（b）邏輯符號(hào)圖單片機(jī)主題知識(shí)講座第4頁(yè)2.189C51單片機(jī)最小系統(tǒng)電源引腳——GND，VCC時(shí)鐘引腳——XTAL1，XTAL2控制引腳RSTALE/

/VPP輸入輸出引腳P0~P3電子系

李靜單片機(jī)主題知識(shí)講座第5頁(yè)2.189C51單片機(jī)最小系統(tǒng)電子系

李靜位（布爾）處理器控制器程序計(jì)數(shù)器PC指令存放器指令譯碼電路數(shù)據(jù)地址指針DPTR定時(shí)控制與條件轉(zhuǎn)移邏輯電路運(yùn)算器算術(shù)邏輯運(yùn)算部件ALU累加器ACC存放器Ｂ暫存存放器程序狀態(tài)字存放器PSW堆棧指針SP一些專用存放器MCS-51片內(nèi)CPU還是一個(gè)性能優(yōu)異位處理器，也就是說(shuō)MCS-51實(shí)際上又含有一個(gè)完整一位微型計(jì)算機(jī)。這個(gè)一位機(jī)有自已CPU、位存放器、位累加器、I/O接口和指令系統(tǒng)。它們組成了一個(gè)完整、獨(dú)立而且功效很強(qiáng)位處理單片機(jī)。CPU單片機(jī)主題知識(shí)講座第6頁(yè)2.189C51單片機(jī)最小系統(tǒng)電子系

李靜圖2.389C51單片機(jī)內(nèi)部邏輯結(jié)構(gòu)圖單片機(jī)主題知識(shí)講座第7頁(yè)2.189C51單片機(jī)最小系統(tǒng)電子系

李靜圖2.451單片機(jī)時(shí)鐘源（a）內(nèi)部振蕩器方式；（b）外時(shí)鐘源接法；（c）外時(shí)鐘源接法時(shí)鐘電路單片機(jī)主題知識(shí)講座第8頁(yè)2.189C51單片機(jī)最小系統(tǒng)電子系

李靜CPU時(shí)序振蕩周期、狀態(tài)周期、機(jī)器周期、指令周期一個(gè)機(jī)器周期由6個(gè)狀態(tài)周期（12個(gè)振蕩脈沖）組成，分為6個(gè)狀態(tài)：S1～S6。每個(gè)狀態(tài)又分為2拍：P1和P2。所以，一個(gè)機(jī)器周期中12個(gè)振蕩周期表示為S1P1，S1P2，…S6P1，S6P2。圖2.5

各種周期之間關(guān)系圖單片機(jī)主題知識(shí)講座第9頁(yè)2.189C51單片機(jī)最小系統(tǒng)電子系

李靜圖2.6MCS-51單片機(jī)取指、執(zhí)行時(shí)序單片機(jī)主題知識(shí)講座第10頁(yè)2.189C51單片機(jī)最小系統(tǒng)電子系

李靜圖2.7

復(fù)位電路（a）上電復(fù)位方式；（b）按鈕復(fù)位方式在圖2.6（a）中，當(dāng)振蕩頻率fose=12MHz時(shí)，經(jīng)典值C=10μF，R=8.2kΩ；當(dāng)振蕩頻率fose=6MHz時(shí)，經(jīng)典值C=20μF，R=1kΩ。在圖2.9（b）中，當(dāng)振蕩頻率fose=6MHz時(shí)，經(jīng)典值C=20μF，R1=1kΩ，R2=0.2kΩ復(fù)位電路單片機(jī)主題知識(shí)講座第11頁(yè)2.189C51單片機(jī)最小系統(tǒng)2.51單片機(jī)存放器結(jié)構(gòu)電子系

李靜MCS-51單片機(jī)存放器物理上各自獨(dú)立，數(shù)據(jù)和程序分別存放片內(nèi)數(shù)據(jù)存放器片外程序存放器片內(nèi)程序存放器片外數(shù)據(jù)存放器單片機(jī)主題知識(shí)講座第12頁(yè)2.189C51單片機(jī)最小系統(tǒng)電子系

李靜圖2.88051存放器地址空間片內(nèi)外統(tǒng)一編址ROM地址空間64KB片外RAM地址空間0000H~0002H:系統(tǒng)復(fù)位后，PC為0000H0003H：外部中止0中止入口地址000BH：定時(shí)計(jì)數(shù)器0中止入口地址0013H：外部中止1中止入口地址001BH：定時(shí)計(jì)數(shù)器1中止入口地址0023H：串行口中止入口地址單片機(jī)主題知識(shí)講座第13頁(yè)2.189C51單片機(jī)最小系統(tǒng)電子系

李靜圖2.9

內(nèi)部RAM地址空間分布圖單片機(jī)主題知識(shí)講座第14頁(yè)2.189C51單片機(jī)最小系統(tǒng)電子系

李靜存放器B乘除法運(yùn)算中，A*B=BA;A/B,商A余B。數(shù)據(jù)指針DPTR16位,DPH,DPL,訪問(wèn)片外程序存放器時(shí)做基址存放器。堆棧指針SP初始值07H堆棧：先進(jìn)后出標(biāo)準(zhǔn)；入棧（PUSH）出棧（POP）。單片機(jī)主題知識(shí)講座第15頁(yè)2.251單片機(jī)I/O系統(tǒng)電子系

李靜輸入輸出端口——P0圖2.10P0口某位結(jié)構(gòu)VT1VT212C使用ALE信號(hào)作為低8位地址鎖存控制信號(hào)。ALE接到外部鎖存器時(shí)，高電平期間，51p0輸出地址，低電平時(shí)鎖存器將地址鎖存，在ALE低電平時(shí)，（PSEN為低）p0口能夠傳輸數(shù)據(jù)（指令），這么就能夠地址/數(shù)據(jù)復(fù)用了。單片機(jī)主題知識(shí)講座第16頁(yè)2.251單片機(jī)I/O系統(tǒng)電子系

李靜輸入輸出端口——P1圖2.11P1口某位結(jié)構(gòu)單片機(jī)主題知識(shí)講座第17頁(yè)2.251單片機(jī)I/O系統(tǒng)電子系

李靜輸入輸出端口——P2圖2.12P2口某位結(jié)構(gòu)單片機(jī)主題知識(shí)講座第18頁(yè)2.251單片機(jī)I/O系統(tǒng)電子系

李靜輸入輸出端口——P3圖2.13P3口某位結(jié)構(gòu)單片機(jī)主題知識(shí)講座第19頁(yè)2.251單片機(jī)I/O系統(tǒng)電子系

李靜I/O口——小結(jié)P0口（P0.0～P0.7）是一個(gè)8位漏極開(kāi)路雙向I/O口。第二功效是在訪問(wèn)外部存放器時(shí)，它分時(shí)作為低8位地址線和8位雙向數(shù)據(jù)線。當(dāng)P0口作為普通輸入口使用時(shí)，應(yīng)先向口鎖存器寫(xiě)“1”。P1口（P1.0～P1.7）是一個(gè)內(nèi)部帶上拉電阻準(zhǔn)雙向I/O口。當(dāng)P1口作為普通輸入口使用時(shí)，應(yīng)先向口鎖存器寫(xiě)“1”。P2口（P2.0～P2.7）也是一個(gè)內(nèi)部帶上拉電阻8位準(zhǔn)雙向I/O口。第二功效是在訪問(wèn)外部存放器時(shí)，作為高8位地址線。P3口（P3.0～P3.7）也是一個(gè)內(nèi)部帶上拉電阻8位準(zhǔn)雙向I/O口。P3口除了作為普通準(zhǔn)雙向口使用外，每個(gè)引腳還有其第