單片機(jī)英語課件第2章

第2章MCS-51單片機(jī)結(jié)構(gòu)及原理

2.1MCS-51單片機(jī)結(jié)構(gòu)2.2MCS-51的存儲器結(jié)構(gòu)2.3單片機(jī)的復(fù)位、時鐘與時序2.4并行I/O口

第2章MCS-51單片機(jī)結(jié)構(gòu)及原理2.1MCS-51單2.1MCS-51單片機(jī)結(jié)構(gòu)

2.1.1MCS-51單片機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)

2.1.2MCS-51引腳及功能

2.2MCS-51的存儲器結(jié)構(gòu)2.3單片機(jī)的復(fù)位、時鐘與時序2.4并行I/O口

第2章MCS-51單片機(jī)結(jié)構(gòu)及原理

2.1MCS-51單片機(jī)結(jié)構(gòu)第2章MCS-51單片機(jī)結(jié)構(gòu)SCM——將通用微計算機(jī)基本功能部件集成在一塊芯片上構(gòu)成的一種專用微計算機(jī)系統(tǒng)SCM=CPU+OSC+ROM+RAM+T/C+INT+BEC+I/O+UART第2章MCS-51單片機(jī)結(jié)構(gòu)及原理

51單片機(jī)的結(jié)構(gòu)組成SCM——將通用微計算機(jī)基本功能部件集成在一塊芯片上構(gòu)成的一87C52INTELMCS-51系列單片機(jī)一覽表第2章MCS-51單片機(jī)結(jié)構(gòu)及原理

SCM=CPU+OSC+ROM+RAM+T/C+INT+BEC+I/O+UART80C51=(8位)CPU+4KBROM+128BRAM+(2×16)T/C+(4×8)I/O+1個UART+5個INT+2個64KBBEC87C52INTELMCS-51系列單片機(jī)一覽表第2章M51單片機(jī)主要內(nèi)部資源的學(xué)習(xí)安排

中央處理器CPU——第2章程序存儲器ROM——第2章數(shù)據(jù)存儲器RAM——第2章并行I/O口——第2章中斷源INT——第5章定時器/計數(shù)器T/C——第6章全雙工串行口UART——第7章第2章MCS-51單片機(jī)結(jié)構(gòu)及原理

教材結(jié)構(gòu)第1章單片機(jī)基礎(chǔ)知識概述第2章MCS-51單片機(jī)結(jié)構(gòu)及原理第3章單片機(jī)的匯編語言與程序設(shè)計第4章單片機(jī)的C51語言第5章單片機(jī)的中斷系統(tǒng)第6章單片機(jī)的定時器/計數(shù)器第7章單片機(jī)的串行通信技術(shù)第8章單片機(jī)接口技術(shù)第9章單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計與開發(fā)附錄實驗指導(dǎo)51單片機(jī)主要內(nèi)部資源的學(xué)習(xí)安排中央處理器CPU——第2CPUCPU=控制器

+運算器第2章MCS-51單片機(jī)結(jié)構(gòu)及原理

（CentralProcessingUnit）CPUCPU=第2章MCS-51單片機(jī)結(jié)構(gòu)及原理（C控制器的用途：統(tǒng)一指揮和控制各單元協(xié)調(diào)工作控制器的任務(wù)：從ROM中取出指令→譯碼→執(zhí)行指令控制器的組成：程序計數(shù)器PC、數(shù)據(jù)指針寄存器DPTR、…第2章MCS-51單片機(jī)結(jié)構(gòu)及原理

控制器的用途：統(tǒng)一指揮和控制各單元協(xié)調(diào)工作第2章MCS-5運算器的用途：對數(shù)據(jù)進(jìn)行算術(shù)運算和邏輯操作運算器的任務(wù)：計算緩存器內(nèi)容→結(jié)果暫存→修改運行標(biāo)志運算器的組成：累加器ACC、程序狀態(tài)字寄存器PSW、…第2章MCS-51單片機(jī)結(jié)構(gòu)及原理

運算器的用途：對數(shù)據(jù)進(jìn)行算術(shù)運算和邏輯操作第2章MCS-5（1）程序計數(shù)器（ProgramCounter——PC）——指向ROM存儲單元的地址指針（引導(dǎo)程序運行）

……XxxxxxxxXxxxxxxxXxxxxxxxXxxxxxxxXxxxxxxxROM0000H0001H0002H0003H0004HFFFFH16位寄存器→可尋址范圍216（=65536B=64KB）永遠(yuǎn)存放著下一條指令的首地址具有自動加“1”

功能→順序運行程序功能具有可被指令修改功能→跳轉(zhuǎn)運行程序功能復(fù)位時，PC初值=0→復(fù)位后程序從0開始運行第2章MCS-51單片機(jī)結(jié)構(gòu)及原理

PC指針0000（1）程序計數(shù)器（ProgramCounter——PC）（2）數(shù)據(jù)指針寄存器（DataPointer——DPTR）16位寄存器，可尋址范圍216（64KB）可拆為2個8位的獨立寄存器DPL和DPH具有可被指令修改功能→可變更數(shù)據(jù)地址DPLDPH——指向ROM或RAM存儲單元的地址指針（引導(dǎo)數(shù)據(jù)傳送）

第2章MCS-51單片機(jī)結(jié)構(gòu)及原理

……0000H0001H0002H0003H0004HFFFFH35H77HF4H94H9EHDPTR指針……xxHxxHxxHxxHxxHROMRAM0000H0001H0002H0003H0004HFFFFH（2）數(shù)據(jù)指針寄存器（DataPointer——DPTR（3）累加器（ACCUMULATER——A或ACC）8位寄存器其值可由指令修改是最繁忙的寄存器——存放操作數(shù)或中間運算結(jié)果的寄存器第2章MCS-51單片機(jī)結(jié)構(gòu)及原理

A（3）累加器（ACCUMULATER——A或ACC）8位寄（4）程序狀態(tài)字寄存器（ProgramStateWord——PSW）

8位寄存器各位都具有特殊含義狀態(tài)值可由硬件形成或由指令修改——存放程序運行過程中的各種狀態(tài)信息的寄存器第2章MCS-51單片機(jī)結(jié)構(gòu)及原理

AC（4）程序狀態(tài)字寄存器（ProgramStateWordCY（PSW.7）——進(jìn)位標(biāo)志在進(jìn)行加或減運算時，如果操作結(jié)果最高位有進(jìn)位或借位時，CY由硬件置“1”，否則清“0”。CYACF0RS1RS0OVF1PCYACF0RS1RS0OVF1PCYACF0RS1RS0OVF1PCYACF0RS1RS0OVF1PPSW.7PSW.6PSW.5PSW.4PSW.3PSW.2PSW.1PSW.0用途：1、可根據(jù)CY判斷有無進(jìn)位或借位；2、可作為位操作中的位累加器用。第2章MCS-51單片機(jī)結(jié)構(gòu)及原理

10010011+11110000

————————CY=110000011進(jìn)位標(biāo)志位CY舉例CY（PSW.7）——進(jìn)位標(biāo)志CYACF0RS1RS0OVF

AC（PSW.6）——輔助進(jìn)位標(biāo)志在進(jìn)行加或減運算時，如果操作結(jié)果的低四位數(shù)向高四位產(chǎn)生進(jìn)位或借位時，將由硬件置“1”，否則清“0”。01001111+10100001

————————AC=111110000半進(jìn)位舉例用途：1、根據(jù)AC判斷加減運算時有無半進(jìn)位或半借位；2、在BCD碼調(diào)整運算中要用到AC標(biāo)志第2章MCS-51單片機(jī)結(jié)構(gòu)及原理

CYACF0RS1RS0OVF1PCYACF0RS1RS0OVF1PCYACF0RS1RS0OVF1PCYACF0RS1RS0OVF1PPSW.7PSW.6PSW.5PSW.4PSW.3PSW.2PSW.1PSW.0AC（PSW.6）——輔助進(jìn)位標(biāo)志F0（PSW.5）和F1（PSW.1）——用戶標(biāo)志位用途:可做為用戶指定的狀態(tài)標(biāo)志第2章MCS-51單片機(jī)結(jié)構(gòu)及原理

CYACF0RS1RS0OVF1PCYACF0RS1RS0OVF1PCYACF0RS1RS0OVF1PCYACF0RS1RS0OVF1PPSW.7PSW.6PSW.5PSW.4PSW.3PSW.2PSW.1PSW.0F0（PSW.5）和F1（PSW.1）——用戶標(biāo)志位第2RS1（PSW.4）和RS0（PSW.3）——工作寄存器組指針用途：用于指定CPU的當(dāng)前工作寄存器組第2章MCS-51單片機(jī)結(jié)構(gòu)及原理

CYACF0RS1RS0OVF1PCYACF0RS1RS0OVF1PCYACF0RS1RS0OVF1PCYACF0RS1RS0OVF1PPSW.7PSW.6PSW.5PSW.4PSW.3PSW.2PSW.1PSW.0RS1（PSW.4）和RS0（PSW.3）——工作寄存器組指OV（PSW.2）——溢出標(biāo)志在有符號數(shù)加減運算或無符號數(shù)乘除運算中若有異常結(jié)果，OV硬件置1，否則硬件清0。用途：判斷運算的結(jié)果是否正確，正確=0；出錯=1第2章MCS-51單片機(jī)結(jié)構(gòu)及原理

CYACF0RS1RS0OVF1PCYACF0RS1RS0OVF1PCYACF0RS1RS0OVF1PCYACF0RS1RS0OVF1PPSW.7PSW.6PSW.5PSW.4PSW.3PSW.2PSW.1PSW.0OV（PSW.2）——溢出標(biāo)志用途：判斷運算的結(jié)果是否正確OV=C6YC7Y=1

0=101010100（+84）

+01101001（+105）

——————————————CY=010111101→（-67）D6有進(jìn)位D7無進(jìn)位10111101→11000010→11000011正數(shù)的補(bǔ)碼是它本身，負(fù)數(shù)的補(bǔ)碼是除符號位外每位求反，然后末尾加111111011（-5）

+11110000（-16）

——————————————CY=111101011→（-21）D7有進(jìn)位

D6有進(jìn)位OV=C6YC7Y=1

1=011101011→10010100→10010101→運算出錯→運算正確舉例舉例第2章MCS-51單片機(jī)結(jié)構(gòu)及原理

OV=C6YC7Y=10=1P（PSW.0）——奇偶標(biāo)志位該位始終跟蹤累加器A中含“1”個數(shù)的奇偶性如果A中有奇數(shù)個“1”，則P置“1”，否則置“0”舉例若A=10011111，則P=0

若A=11000001，則P=1用途：串行通訊中的數(shù)據(jù)校驗，判斷是否存在傳輸錯誤。第2章MCS-51單片機(jī)結(jié)構(gòu)及原理

CYACF0RS1RS0OVF1PCYACF0RS1RS0OVF1PCYACF0RS1RS0OVF1PCYACF0RS1RS0OVF1PPSW.7PSW.6PSW.5PSW.4PSW.3PSW.2PSW.1PSW.0P（PSW.0）——奇偶標(biāo)志位舉例若A=10012.1MCS-51單片機(jī)結(jié)構(gòu)2.1.1MCS-51單片機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)

2.1.2MCS-51引腳及功能

2.2MCS-51的存儲器結(jié)構(gòu)2.3單片機(jī)的復(fù)位、時鐘與時序2.4并行I/O口

第2章MCS-51單片機(jī)結(jié)構(gòu)及原理

2.1MCS-51單片機(jī)結(jié)構(gòu)第2章MCS-51單片機(jī)結(jié)構(gòu)51系列單片機(jī)一般采用40只引腳的雙列直插式（DIP——DualIn-linePackage）封裝結(jié)構(gòu)第2章MCS-51單片機(jī)結(jié)構(gòu)及原理

51系列單片機(jī)一般采用40只引腳的雙列直插式（DIP——Du除DIP封裝外，51單片機(jī)還采用44只引腳的方形扁平(QFP

——QuadFlatPackage)封裝方式（4只引腳無用）。第2章MCS-51單片機(jī)結(jié)構(gòu)及原理

除DIP封裝外，51單片機(jī)還采用44只引腳的方形扁平(QFDIP引腳分布電源及晶振引腳（共4只）控制引腳（共4只）端口引腳（共32只）三類第2章MCS-51單片機(jī)結(jié)構(gòu)及原理

DIP引腳分布電源及晶振引腳（共4只）三類第2章MCS-（1）電源及晶振引腳VCC(40腳)：+5V電源引腳VSS(20腳)：接地引腳XTAL1(19腳)；外接晶振引腳（內(nèi)置放大器輸入端）XTAL2(18腳)：外接晶振引腳（內(nèi)置放大器輸出端）80C51Vcc80C512040Vss+5V80C51第2章MCS-51單片機(jī)結(jié)構(gòu)及原理

（1）電源及晶振引腳VCC(40腳)：+5V電源引腳XTA（2）控制引腳RST/VPD

(9)：復(fù)位/備用電源引腳ALE/PROG

(30)：地址鎖存使能輸出/編程脈沖輸入PSEN

(29)：輸出訪問外部ROM讀選通信號

EA/VPP

(31)：外部ROM允許訪問/編程電源輸入20μF8K10k80C51第2章MCS-51單片機(jī)結(jié)構(gòu)及原理

（2）控制引腳RST/VPD(9)：復(fù)位/備用電源引腳（3）端口引腳P0.0～P0.7（39～32腳）——P0口P1.0～P1.7（1～8腳）——P1口P2.0～P2.7（21～28腳）——P2口P3.0～P3.7（10～17腳）——P3口8只/組×4組=32只引腳P0口～P3口是單片機(jī)對外聯(lián)絡(luò)的重要通道第2章MCS-51單片機(jī)結(jié)構(gòu)及原理

（3）端口引腳P0.0～P0.7（39～32腳）——P0口最簡單的單片機(jī)電路圖MCU的電源引腳被隱藏（ISIS仿真與Vcc和Vss無關(guān)）最簡單的單片機(jī)電路圖MCU的電源引腳被隱藏（ISIS仿真與V2.1MCS-51單片機(jī)結(jié)構(gòu)2.2MCS-51的存儲器結(jié)構(gòu)2.3單片機(jī)的復(fù)位、時鐘與時序2.4并行I/O口

第2章MCS-51單片機(jī)結(jié)構(gòu)及原理

2.1MCS-51單片機(jī)結(jié)構(gòu)第2章MCS-51單片機(jī)結(jié)1.

存儲器劃分方法計算機(jī)存儲器地址空間的兩種結(jié)構(gòu)形式：普林斯頓結(jié)構(gòu)和哈佛結(jié)構(gòu)。RAM和ROM統(tǒng)一編址

RAM和ROM分別編址

第2章MCS-51單片機(jī)結(jié)構(gòu)及原理

1.存儲器劃分方法計算機(jī)存儲器地址空間的兩種結(jié)構(gòu)形式：RA程序存儲器ROM數(shù)據(jù)存儲器RAM第2章MCS-51單片機(jī)結(jié)構(gòu)及原理

51單片機(jī)采用哈佛結(jié)構(gòu)，共有4個物理存儲空間：片內(nèi)RAM、片內(nèi)ROM、片外RAM、片外ROM各類存儲器分別編址片內(nèi)RAM片內(nèi)ROM片外RAM片外ROM00H000H0000H0000H

FFH

FFFHFFFFHFFFFH程序存儲器ROM數(shù)據(jù)存儲器RAM第2章MCS-51單片機(jī)結(jié)2.程序存儲器(ROM)作用：存放程序、表格或常數(shù)，具有非易失性特點：片內(nèi)ROM與片外ROM可有2種組合方案第2章MCS-51單片機(jī)結(jié)構(gòu)及原理

方案1

：4KB以內(nèi)的地址在片內(nèi)ROM，大于4KB的地址在片外ROM中（圖中折線），兩者共同構(gòu)成64KB空間；方案2

：片內(nèi)ROM被禁用，全部64KB地址都在片外ROM中（圖中直線）。2種組合方案由EA引腳的電平狀態(tài)決定：EA=1時為方案1，EA=0時為方案22.程序存儲器(ROM)作用：存放程序、表格或常數(shù)，具有非EA引腳接低電平時，僅使用片外ROM（片外ROM不可缺省)。由于片內(nèi)、外ROM是統(tǒng)一編址的，故只能算作1個邏輯存儲空間。第2章MCS-51單片機(jī)結(jié)構(gòu)及原理

EA引腳接高電平時，可同時使用2種ROM(片外ROM可以缺省)；EA引腳接低電平時，僅使用片外ROM（片外ROM不可缺省)第2章MCS-51單片機(jī)結(jié)構(gòu)及原理

51單片機(jī)的四個物理存儲空間僅相當(dāng)于三個邏輯存儲空間片內(nèi)RAM片內(nèi)ROM片外RAM片外ROM00H000H0000H0000H

FFH

FFFHFFFFHFFFFH物理存儲空間邏輯存儲空間第2章MCS-51單片機(jī)結(jié)構(gòu)及原理51單片機(jī)的四個物理存第2章MCS-51單片機(jī)結(jié)構(gòu)及原理

中斷程序執(zhí)行過程：某一突發(fā)事件→相應(yīng)中斷入口地址自動裝入PC→引導(dǎo)兩次跳轉(zhuǎn)→執(zhí)行相應(yīng)中斷服務(wù)程序主程序一般應(yīng)安排在0030H地址以后（有中斷需要時）ROM有6個特殊存儲器單元——用于程序引導(dǎo)…主程序跳轉(zhuǎn)指令I(lǐng)NT0中斷跳轉(zhuǎn)指令T0中斷跳轉(zhuǎn)指令I(lǐng)NT1中斷跳轉(zhuǎn)指令T1中斷跳轉(zhuǎn)指令主程序首指令0000H0003H000BH0013H001BH0030H0023HRI/TI中斷跳轉(zhuǎn)指令ROM

0000H：主程序入口地址

0003H：INT0中斷程序入口地址

000BH：T0中斷程序入口地址

0013H：INT1中斷程序入口地址

001BH：T1中斷程序入口地址

0023H：RI/TI中斷程序入口地址第2章MCS-51單片機(jī)結(jié)構(gòu)及原理中斷程序執(zhí)行過程：某一3.片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲器(RAM)作用：存放程序運行結(jié)果字長：8位數(shù)量：128B+128B（80C51）30H低128B（00H～7FH）為普通RAM區(qū)高128B（80H～FFH）為特殊功能寄存器區(qū)第2章MCS-51單片機(jī)結(jié)構(gòu)及原理

3.片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲器(RAM)作用：存放程序運行結(jié)果30H低(1)低128字節(jié)的區(qū)域

①工作寄存器區(qū)（00H～1FH）

②可位尋址區(qū)（20H～2FH）

③用戶RAM區(qū)（30H～7FH）①②③30H第2章MCS-51單片機(jī)結(jié)構(gòu)及原理

(1)低128字節(jié)的區(qū)域①②③30H第2章MCS-51①區(qū)共有32個存儲單元；每個單元都有1個8位地址（字節(jié)地址）每個單元都有1個寄存器名稱（R0～R7）32個單元分為4組（第0～

第3組）CPU只能選一組為當(dāng)前工作寄存器組當(dāng)前工作寄存器組取決于PSW的設(shè)置①30HCPU復(fù)位后RS1和RS0默認(rèn)值為0，即默認(rèn)第0組為當(dāng)前工作寄存器組。第2章MCS-51單片機(jī)結(jié)構(gòu)及原理

①區(qū)共有32個存儲單元；當(dāng)前工作寄存器組取決于PSW的設(shè)置②30H②區(qū)共有16個存儲單元；每個單元都有一個字節(jié)地址每個單元都有8個不同的位地址

②區(qū)共有128個位地址②區(qū)可以字節(jié)地址和位地址兩種方式存取數(shù)據(jù)。第2章MCS-51單片機(jī)結(jié)構(gòu)及原理

②30H②區(qū)共有16個存儲單元；②區(qū)可以字節(jié)地址和位地址兩種③區(qū)共有80個存儲單元；每個單元都有一個字節(jié)地址，但沒有位地址，也沒有寄存器名。③30H此區(qū)可作為堆棧區(qū)和中間數(shù)據(jù)存儲區(qū)使用——用戶RAM區(qū)【注意】：①區(qū)和③區(qū)只能按字節(jié)進(jìn)行數(shù)據(jù)存取操作，②區(qū)則可按字節(jié)和位兩種方式存取操作。第2章MCS-51單片機(jī)結(jié)構(gòu)及原理

③區(qū)共有80個存儲單元；③30H此區(qū)可作為堆棧區(qū)和中間數(shù)據(jù)存（2）高128字節(jié)RAM區(qū)

30HSFR承擔(dān)著51單片機(jī)內(nèi)部資源的管理工作每個存儲單元都有一個字節(jié)地址，但只有其中21個單元可以使用，并有相應(yīng)寄存器名稱。51單片機(jī)共有21個特殊功能寄存器（SpetialFunctionRegister）第2章MCS-51單片機(jī)結(jié)構(gòu)及原理

（2）高128字節(jié)RAM區(qū)30HSFR承擔(dān)著51單片機(jī)內(nèi)部字節(jié)地址末位是0或8的SFR，都具有位地址。88H89H8AH8BH8CH8DH8EH8FH§2.1§2.1§2.3§2.3字節(jié)地址末位是0或8的SFR，都具有位地址。88H89H8A2.1MCS-51單片機(jī)結(jié)構(gòu)2.2MCS-51的存儲器結(jié)構(gòu)

2.3單片機(jī)的復(fù)位、時鐘與時序

2.4并行I/O口

第2章MCS-51單片機(jī)結(jié)構(gòu)及原理

2.1MCS-51單片機(jī)結(jié)構(gòu)第2章MCS-51單片機(jī)結(jié)復(fù)位——使單片機(jī)恢復(fù)原始默認(rèn)狀態(tài)的操作。1.復(fù)位與復(fù)位電路

第2章MCS-51單片機(jī)結(jié)構(gòu)及原理

復(fù)位——使單片機(jī)恢復(fù)原始默認(rèn)狀態(tài)的操作。1.復(fù)位與復(fù)位電路復(fù)位條件在RST/VPD引腳端出現(xiàn)：≥10ms時間的高電平（≥3V）狀態(tài)復(fù)位方式

上電復(fù)位第2章MCS-51單片機(jī)結(jié)構(gòu)及原理

復(fù)合復(fù)位按鍵復(fù)位10ms3V復(fù)位條件在RST/VPD引腳端出現(xiàn)：≥10ms時間的高電平（單片機(jī)需要統(tǒng)一的時鐘控制，其時鐘系統(tǒng)可有兩種方案：2.時鐘電路

外部時鐘脈沖內(nèi)部OSC+外部時鐘電路，或內(nèi)部OSC

+外部時鐘脈沖第2章MCS-51單片機(jī)結(jié)構(gòu)及原理

MCS-51的時鐘頻率一般為6～12MHzC1、C2≈30pF外部時鐘電路石英晶體單片機(jī)需要統(tǒng)一的時鐘控制，其時鐘系統(tǒng)可有兩種方案：2.時鐘電3.單片機(jī)時序

（1）時序的概念第2章MCS-51單片機(jī)結(jié)構(gòu)及原理

時序是對象（或引腳、事件、信息）間按照時間順序組成的序列關(guān)系。時序可以用狀態(tài)方程、狀態(tài)圖、狀態(tài)表和時序圖4種方法表示，其中時序圖最為常用。時序圖亦稱為波形圖或序列圖，縱坐標(biāo)表示不同對象的電平，橫坐標(biāo)表示時間（從左往右為時間正向軸），通常坐標(biāo)軸可省略。3.單片機(jī)時序（1）時序的概念第2章MCS-51單片機(jī)第2章MCS-51單片機(jī)結(jié)構(gòu)及原理

(1)最左邊是引腳的標(biāo)識，表示該圖反映了RS、R/W、E、D0~D7四類引腳的序列關(guān)系。(2)交叉線部分表示電平的變化，如高電平和低電平。(3)封閉菱形部分表示數(shù)據(jù)有效范圍（偶爾使用文字ValidData）。(4)水平方向的尺寸線表示持續(xù)時間的長度。舉例：某芯片時序圖第2章MCS-51單片機(jī)結(jié)構(gòu)及原理(1)最左邊是引腳的第2章MCS-51單片機(jī)結(jié)構(gòu)及原理

RS和R/W端首先變?yōu)榈碗娖?；隨后D0~D7端出現(xiàn)有效數(shù)據(jù)；R/W低電平tsp1之后，E端出現(xiàn)寬度為tpm的正脈沖；E脈沖結(jié)束并延時tHD1后，RS和R/W端恢復(fù)高電平；E脈沖結(jié)束并延時tHD2后，D0~D7端的本次數(shù)據(jù)結(jié)束；隨后D0~D7端出現(xiàn)新的數(shù)據(jù)，但下次E脈沖應(yīng)在tc時間后才能出現(xiàn)。根據(jù)這些信息便可以進(jìn)行相應(yīng)的軟件編程了。時序關(guān)系：第2章MCS-51單片機(jī)結(jié)構(gòu)及原理RS和R/W端首先變?yōu)闀r序與時鐘的關(guān)系——時序要受時鐘節(jié)拍的制約第2章MCS-51單片機(jī)結(jié)構(gòu)及原理

ADC0809芯片的完整時序圖（§8.5.2）時序與時鐘的關(guān)系——時序要受時鐘節(jié)拍的制約第2章MCS-5時鐘的度量單位：時鐘周期（或節(jié)拍）P、狀態(tài)周期S、機(jī)器周期、指令周期1個狀態(tài)周期（S）=2個節(jié)拍（P）1個機(jī)器周期=6個狀態(tài)（S）=12個節(jié)拍（P）1個指令周期約為1～4個機(jī)器周期第2章MCS-51單片機(jī)結(jié)構(gòu)及原理

時鐘的度量單位：1個狀態(tài)周期（S）=2個節(jié)拍（P）第2章第2章MCS-51單片機(jī)結(jié)構(gòu)及原理

單片機(jī)時序——CPU在執(zhí)行指令時所需控制信號的時間順序。1、用于片內(nèi)各功能部件的邏輯控制（不作介紹）2、用于片外RAM訪問或總線方式控制（§8.2.1介紹）51單片機(jī)訪問外部RAM時序

第2章MCS-51單片機(jī)結(jié)構(gòu)及原理單片機(jī)時序——CPU在第2章MCS-51單片機(jī)結(jié)構(gòu)及原理

單片機(jī)常用時序邏輯元件——D觸發(fā)器（或邊沿D觸發(fā)器）正邊沿D觸發(fā)器特性只在時鐘脈沖CLK上升沿到來的時刻，才采樣D端的輸入信號，并據(jù)此立即改變Q和/Q端的輸出狀態(tài)。而在其它時刻，D與Q是信號隔離的。正邊沿D觸發(fā)器

D（輸入），Q（輸出）CLK（時鐘脈沖）第2章MCS-51單片機(jī)結(jié)構(gòu)及原理單片機(jī)常用時序邏輯元件第2章MCS-51單片機(jī)結(jié)構(gòu)及原理

負(fù)邊沿D觸發(fā)器負(fù)邊沿D觸發(fā)器工作特性只在時鐘脈沖CLK下降沿到來的時刻，才采樣D端的輸入信號，并據(jù)此立即改變Q和/Q端的輸出狀態(tài)。而在其它時刻，D與Q是信號隔離的。D觸發(fā)器的這一特性被廣泛用于數(shù)字信號的鎖存輸出。第2章MCS-51單片機(jī)結(jié)構(gòu)及原理負(fù)邊沿D觸發(fā)器負(fù)邊沿D第2章MCS-51單片機(jī)結(jié)構(gòu)及原理

74LS74

：DualPositive-Edge-TrggeredD-TypeFlip-FlopsWithClearAndPreset（帶清除和預(yù)置端功能的雙上升沿D型觸發(fā)器）（詳見D觸發(fā)器仿真課件）第2章MCS-51單片機(jī)結(jié)構(gòu)及原理74LS74：Du2.1MCS-51單片機(jī)結(jié)構(gòu)2.2MCS-51的存儲器結(jié)構(gòu)

2.3單片機(jī)的復(fù)位、時鐘與時序2.4并行I/O口

第2章MCS-51單片機(jī)結(jié)構(gòu)及原理

2.1MCS-51單片機(jī)結(jié)構(gòu)第2章MCS-51單片機(jī)結(jié)2.4并行I/O口

51單片機(jī)有32只I/O引腳，分屬于4個端口（P0～P3）。第2章MCS-51單片機(jī)結(jié)構(gòu)及原理

可作為并行I/O輸入通道（例如，按鍵/開關(guān)連接通道）2.4并行I/O口51單片機(jī)有32只I/O引腳，分屬于4可作為并行I/O輸出通道（例如，數(shù)碼管顯示器連接通道）第2章MCS-51單片機(jī)結(jié)構(gòu)及原理

可作為并行I/O輸出通道（例如，數(shù)碼管顯示器連接通道）第2章可作為串行通信通道（例如，雙機(jī)通訊的連接通道）第2章MCS-51單片機(jī)結(jié)構(gòu)及原理

可作為串行通信通道（例如，雙機(jī)通訊的連接通道）第2章MCS可作為外部設(shè)備的連接通道（例如，存儲器擴(kuò)展通道）第2章MCS-51單片機(jī)結(jié)構(gòu)及原理

可作為外部設(shè)備的連接通道（例如，存儲器擴(kuò)展通道）第2章MC由于工作任務(wù)不同，4個端口的內(nèi)部結(jié)構(gòu)也不同。了解4類端口的內(nèi)部結(jié)構(gòu)對于正確使用這些I/O端口非常重要。第2章MCS-51單片機(jī)結(jié)構(gòu)及原理

以下按照先易后難的原則進(jìn)行學(xué)習(xí)，即P1→P3→P0→P2由于工作任務(wù)不同，4個端口的內(nèi)部結(jié)構(gòu)也不同。了解4類端口的1.P1口

P1.n=1個鎖存器+1個場效應(yīng)管驅(qū)動器V+2個三態(tài)門緩沖器P1口包含P1.0～P1.7共8個相同結(jié)構(gòu)的電路P1.0～P1.7中的8個鎖存器共同組成P1特殊功能寄存器(90H)第2章MCS-51單片機(jī)結(jié)構(gòu)及原理

1.P1口P1.n=1個鎖存器+1個場效應(yīng)管驅(qū)動P1.n的通用I/O口工作方式：第2章MCS-51單片機(jī)結(jié)構(gòu)及原理

讀鎖存器輸出讀引腳

（詳見P1口仿真課件）P1.n的通用I/O口工作方式：第2章MCS-51單片機(jī)結(jié)P1口的要點：1、P1口具有通用I/O口方式，可實現(xiàn)輸出、讀引腳（輸入）和讀鎖存器三種功能；2、P1口為準(zhǔn)雙向通用口，作為通用輸入口時應(yīng)先使P1.n→1，作為通用輸出口時是無條件的。第2章MCS-51單片機(jī)結(jié)構(gòu)及原理

P1口的要點：第2章MCS-51單片機(jī)結(jié)構(gòu)及原理2.P3口

與P1.n

差別：第二功能控制單元→雙功能P3.0～P3.7中的8個鎖存器構(gòu)成了P3

SFR（B0H）第2章MCS-51單片機(jī)結(jié)構(gòu)及原理

2.P3口與P1.n差別：第二功能控制單元→雙功能PP3.n的通用I/O口工作方式第2章MCS-51單片機(jī)結(jié)構(gòu)及原理

：輸出、讀引腳、讀鎖存器輸出條件：第二輸出功能口→

“1”(與非門開鎖)輸入條件：Q端和第二輸出功能端→“1”（V管截止）*此時的第二功能口由CPU自動置位，無需指令操作P3.n的通用I/O口工作方式第2章MCS-51單片機(jī)結(jié)P3口的第二功能方式第二輸出功能的條件：Q端→“1”(與非門開鎖)1第2章MCS-51單片機(jī)結(jié)構(gòu)及原理

：第二輸出功能、第二輸入功能

RXD第7章TXD第7章/INT0第5章/INT1第5章T0第6章T1第6章/WR第8章/RD第8章第二輸入功能的條件：Q端和第二輸出功能端→“1”（V管截止）（詳見P3口仿真課件）*此時上述條件由CPU自動設(shè)置，無需指令操作P3口的第二功能方式第二輸出功能的條件：Q端→“1”(與P3口的要點：1、P3口具有通用I/O口方式，可實現(xiàn)輸出、讀引腳（輸入）和讀鎖存器三種功能；2、P3口為準(zhǔn)雙向通用口，作為通用輸入口時應(yīng)先使P3.n→1，作為通用輸出口時應(yīng)先使第二輸出端→1；3、P3口具有第二功能方式，可實現(xiàn)第二輸出和第二輸入兩種功能。第2章MCS-51單片機(jī)結(jié)構(gòu)及原理

P3口的要點：第2章MCS-51單片機(jī)結(jié)構(gòu)及原理3.P0口

與P1.n差別：輸出控制電路、輸出驅(qū)動電路→總線功能P0.0～P0.7中的8個鎖存器構(gòu)成了P0

SFR（80H）第2章MCS-51單片機(jī)結(jié)構(gòu)及原理

3.P0口與P1.n差別：輸出控制電路、輸出驅(qū)動電路漏極開路與上拉電阻的概念

控制端=0→MUX下通→/Q與V1柵極直通→V2截止→V1漏極開路第2章MCS-51單片機(jī)結(jié)構(gòu)及原理

→封鎖與門A(→0)→地址/數(shù)據(jù)端與A輸出無關(guān)漏極開路與上拉電阻的概念控制端=0→MUX下通→/Q與V1為使漏極開路的V1有效，必須通過外接上拉電阻與電源連通，上拉電阻的阻值一般為100Ω～10kΩ。注意：P1、P2、P3口無需外接上拉電阻（已有內(nèi)部上拉電阻）第2章MCS-51單片機(jī)結(jié)構(gòu)及原理

為使漏極開路的V1有效，必須通過外接上拉電阻與電源連通，上拉P0.n的通用I/O口工作方式第2章MCS-51單片機(jī)結(jié)構(gòu)及原理

：輸出、讀引腳、讀鎖存器輸出條件：控制端→

“0”（V2管截止，MUX下通）輸入條件：Q端→

“1”（V1管截止）P0.n的通用I/O口工作方式第2章MCS-51單片機(jī)結(jié)構(gòu)P0.n的地址/數(shù)據(jù)分時復(fù)用方式：地址/數(shù)據(jù)輸出時V1和V2交替導(dǎo)通，無需外接上拉電阻

第2章MCS-51單片機(jī)結(jié)構(gòu)及原理

地址/數(shù)據(jù)輸出的條件：控制端→1地址/數(shù)據(jù)輸出、數(shù)據(jù)輸入數(shù)據(jù)輸入時，CPU自動使Q端→1，控制端→0，故分時復(fù)用方式為無條件的真雙向口（詳見P0口仿真課件）P0.n的地址/數(shù)據(jù)分時復(fù)用方式：地址/數(shù)據(jù)輸出時V1和V2P0口的要點：1、P0口具有通用I/O口方式，可實現(xiàn)輸出、讀引腳（輸入）和讀鎖存器三種功能；2、P0口為準(zhǔn)雙向通用口，作為通用輸入口時應(yīng)先使P3.n→1，作為通用輸出口時應(yīng)先使第二輸出端→1；3、作為通用I/O口方式時，需要外接上拉電阻；4、P0口具有地址/數(shù)據(jù)分時復(fù)用方式，可實現(xiàn)地址/數(shù)據(jù)輸出、數(shù)據(jù)輸入兩種功能；5、地址/數(shù)據(jù)分時復(fù)用方式時無需外接上拉電阻；6、分時復(fù)用方式的數(shù)據(jù)輸入時無需程序?qū)?操作。第2章MCS-51單片機(jī)結(jié)構(gòu)及原理

P0口的要點：第2章MCS-51單片機(jī)結(jié)構(gòu)及原理4.P2口

與P1.n差別：輸出控制單元，鎖存信號由Q端輸出P2.0～P2.7中的8個鎖存器構(gòu)成了P2

SFR（A0H）第2章MCS-51單片機(jī)結(jié)構(gòu)及原理

4.P2口與P1.n差別：輸出控制單元，鎖存信號由Q端輸P2.n的通用IO口方式第2章MCS-51單片機(jī)結(jié)構(gòu)及原理

：輸出、讀引腳、讀鎖存器輸出條件：控制端→

“0”（MUX下通）輸入條件：Q端→

“1”（V管截止）無需外接上拉電阻P2.n的通用IO口方式第2章MCS-51單片機(jī)結(jié)構(gòu)及原理P2.n的地址輸出口方式第2章MCS-51單片機(jī)結(jié)構(gòu)及原理

：地址輸出地址輸出條件：控制端→

“1”（MUX上通）（詳見P2口仿真課件）P2.n的地址輸出口方式第2章MCS-51單片機(jī)結(jié)構(gòu)及原理P2口的要點：1、P2口具有通用I/O口方式，可實現(xiàn)輸出、讀引腳（輸入）和讀鎖存器三種功能；2、P2口為準(zhǔn)雙向通用口，作為通用輸入口時應(yīng)先使P2.n→1，作為通用輸出口時應(yīng)先使控制端→1；3、作為通用I/O口方式時，無需外接上拉電阻；4、P2口具有地址輸出方式，可實現(xiàn)地址輸出功能。第2章MCS-51單片機(jī)結(jié)構(gòu)及原理

P2口的要點：第2章MCS-51單片機(jī)結(jié)構(gòu)及原理P0～P3小結(jié)1.結(jié)構(gòu)2.功能B0HA0H90H80HSFR地址★

第二功能

★

★復(fù)用端口★★★★準(zhǔn)雙向IO口P3P2P1P0★★★內(nèi)部上拉電阻★★★輸出控制★★MUX開關(guān)★★★★D鎖存器P3P2P1P0第2章MCS-51單片機(jī)結(jié)構(gòu)及原理

P0～P3小結(jié)1.結(jié)構(gòu)2.功能B0HA0H90H80H本章小結(jié)1、單片機(jī)的CPU由控制器和運算器組成，在時鐘電路和復(fù)位電路的支持下，按一定的時序工作。單片機(jī)的時序信號包括振蕩周期、時鐘周期、機(jī)器周期和指令周期。2、51單片機(jī)采用哈佛結(jié)構(gòu)存儲器，共有3個邏輯存儲空間和4個物理存儲空間。片內(nèi)低128字節(jié)RAM中包含4個工作寄存器組、128個位地址單元和80個字節(jié)地址單元。片內(nèi)高128字節(jié)RAM中離散分布有21個特殊功能寄存器。3、P0～P3口都可作為準(zhǔn)雙向通用I/O口，其中只有P0口需要外接上拉電阻；在需要擴(kuò)展片外設(shè)備時，P2口可作為其地址線接口，P0口可作為其地址線/數(shù)據(jù)線復(fù)用接口，此時它是真正的雙向口。第2章MCS-51單片機(jī)結(jié)構(gòu)及原理

本章小結(jié)1、單片機(jī)的CPU由控制器和運算器組成，在時鐘電路和第2章MCS-51單片機(jī)結(jié)構(gòu)及原理

2.1MCS-51單片機(jī)結(jié)構(gòu)2.2MCS-51的存儲器結(jié)構(gòu)2.3單片機(jī)的復(fù)位、時鐘與時序2.4并行I/O口

第2章MCS-51單片機(jī)結(jié)構(gòu)及原理2.1MCS-51單2.1MCS-51單片機(jī)結(jié)構(gòu)

2.1.1MCS-51單片機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)

2.1.2MCS-51引腳及功能

2.2MCS-51的存儲器結(jié)構(gòu)2.3單片機(jī)的復(fù)位、時鐘與時序2.4并行I/O口

第2章MCS-51單片機(jī)結(jié)構(gòu)及原理

2.1MCS-51單片機(jī)結(jié)構(gòu)第2章MCS-51單片機(jī)結(jié)構(gòu)SCM——將通用微計算機(jī)基本功能部件集成在一塊芯片上構(gòu)成的一種專用微計算機(jī)系統(tǒng)SCM=CPU+OSC+ROM+RAM+T/C+INT+BEC+I/O+UART第2章MCS-51單片機(jī)結(jié)構(gòu)及原理

51單片機(jī)的結(jié)構(gòu)組成SCM——將通用微計算機(jī)基本功能部件集成在一塊芯片上構(gòu)成的一87C52INTELMCS-51系列單片機(jī)一覽表第2章MCS-51單片機(jī)結(jié)構(gòu)及原理

SCM=CPU+OSC+ROM+RAM+T/C+INT+BEC+I/O+UART80C51=(8位)CPU+4KBROM+128BRAM+(2×16)T/C+(4×8)I/O+1個UART+5個INT+2個64KBBEC87C52INTELMCS-51系列單片機(jī)一覽表第2章M51單片機(jī)主要內(nèi)部資源的學(xué)習(xí)安排

中央處理器CPU——第2章程序存儲器ROM——第2章數(shù)據(jù)存儲器RAM——第2章并行I/O口——第2章中斷源INT——第5章定時器/計數(shù)器T/C——第6章全雙工串行口UART——第7章第2章MCS-51單片機(jī)結(jié)構(gòu)及原理

教材結(jié)構(gòu)第1章單片機(jī)基礎(chǔ)知識概述第2章MCS-51單片機(jī)結(jié)構(gòu)及原理第3章單片機(jī)的匯編語言與程序設(shè)計第4章單片機(jī)的C51語言第5章單片機(jī)的中斷系統(tǒng)第6章單片機(jī)的定時器/計數(shù)器第7章單片機(jī)的串行通信技術(shù)第8章單片機(jī)接口技術(shù)第9章單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計與開發(fā)附錄實驗指導(dǎo)51單片機(jī)主要內(nèi)部資源的學(xué)習(xí)安排中央處理器CPU——第2CPUCPU=控制器

+運算器第2章MCS-51單片機(jī)結(jié)構(gòu)及原理

（CentralProcessingUnit）CPUCPU=第2章MCS-51單片機(jī)結(jié)構(gòu)及原理（C控制器的用途：統(tǒng)一指揮和控制各單元協(xié)調(diào)工作控制器的任務(wù)：從ROM中取出指令→譯碼→執(zhí)行指令控制器的組成：程序計數(shù)器PC、數(shù)據(jù)指針寄存器DPTR、…第2章MCS-51單片機(jī)結(jié)構(gòu)及原理

控制器的用途：統(tǒng)一指揮和控制各單元協(xié)調(diào)工作第2章MCS-5運算器的用途：對數(shù)據(jù)進(jìn)行算術(shù)運算和邏輯操作運算器的任務(wù)：計算緩存器內(nèi)容→結(jié)果暫存→修改運行標(biāo)志運算器的組成：累加器ACC、程序狀態(tài)字寄存器PSW、…第2章MCS-51單片機(jī)結(jié)構(gòu)及原理

運算器的用途：對數(shù)據(jù)進(jìn)行算術(shù)運算和邏輯操作第2章MCS-5（1）程序計數(shù)器（ProgramCounter——PC）——指向ROM存儲單元的地址指針（引導(dǎo)程序運行）

……XxxxxxxxXxxxxxxxXxxxxxxxXxxxxxxxXxxxxxxxROM0000H0001H0002H0003H0004HFFFFH16位寄存器→可尋址范圍216（=65536B=64KB）永遠(yuǎn)存放著下一條指令的首地址具有自動加“1”

功能→順序運行程序功能具有可被指令修改功能→跳轉(zhuǎn)運行程序功能復(fù)位時，PC初值=0→復(fù)位后程序從0開始運行第2章MCS-51單片機(jī)結(jié)構(gòu)及原理

PC指針0000（1）程序計數(shù)器（ProgramCounter——PC）（2）數(shù)據(jù)指針寄存器（DataPointer——DPTR）16位寄存器，可尋址范圍216（64KB）可拆為2個8位的獨立寄存器DPL和DPH具有可被指令修改功能→可變更數(shù)據(jù)地址DPLDPH——指向ROM或RAM存儲單元的地址指針（引導(dǎo)數(shù)據(jù)傳送）

第2章MCS-51單片機(jī)結(jié)構(gòu)及原理

……0000H0001H0002H0003H0004HFFFFH35H77HF4H94H9EHDPTR指針……xxHxxHxxHxxHxxHROMRAM0000H0001H0002H0003H0004HFFFFH（2）數(shù)據(jù)指針寄存器（DataPointer——DPTR（3）累加器（ACCUMULATER——A或ACC）8位寄存器其值可由指令修改是最繁忙的寄存器——存放操作數(shù)或中間運算結(jié)果的寄存器第2章MCS-51單片機(jī)結(jié)構(gòu)及原理

A（3）累加器（ACCUMULATER——A或ACC）8位寄（4）程序狀態(tài)字寄存器（ProgramStateWord——PSW）

8位寄存器各位都具有特殊含義狀態(tài)值可由硬件形成或由指令修改——存放程序運行過程中的各種狀態(tài)信息的寄存器第2章MCS-51單片機(jī)結(jié)構(gòu)及原理

AC（4）程序狀態(tài)字寄存器（ProgramStateWordCY（PSW.7）——進(jìn)位標(biāo)志在進(jìn)行加或減運算時，如果操作結(jié)果最高位有進(jìn)位或借位時，CY由硬件置“1”，否則清“0”。CYACF0RS1RS0OVF1PCYACF0RS1RS0OVF1PCYACF0RS1RS0OVF1PCYACF0RS1RS0OVF1PPSW.7PSW.6PSW.5PSW.4PSW.3PSW.2PSW.1PSW.0用途：1、可根據(jù)CY判斷有無進(jìn)位或借位；2、可作為位操作中的位累加器用。第2章MCS-51單片機(jī)結(jié)構(gòu)及原理

10010011+11110000

————————CY=110000011進(jìn)位標(biāo)志位CY舉例CY（PSW.7）——進(jìn)位標(biāo)志CYACF0RS1RS0OVF

AC（PSW.6）——輔助進(jìn)位標(biāo)志在進(jìn)行加或減運算時，如果操作結(jié)果的低四位數(shù)向高四位產(chǎn)生進(jìn)位或借位時，將由硬件置“1”，否則清“0”。01001111+10100001

————————AC=111110000半進(jìn)位舉例用途：1、根據(jù)AC判斷加減運算時有無半進(jìn)位或半借位；2、在BCD碼調(diào)整運算中要用到AC標(biāo)志第2章MCS-51單片機(jī)結(jié)構(gòu)及原理

CYACF0RS1RS0OVF1PCYACF0RS1RS0OVF1PCYACF0RS1RS0OVF1PCYACF0RS1RS0OVF1PPSW.7PSW.6PSW.5PSW.4PSW.3PSW.2PSW.1PSW.0AC（PSW.6）——輔助進(jìn)位標(biāo)志F0（PSW.5）和F1（PSW.1）——用戶標(biāo)志位用途:可做為用戶指定的狀態(tài)標(biāo)志第2章MCS-51單片機(jī)結(jié)構(gòu)及原理

CYACF0RS1RS0OVF1PCYACF0RS1RS0OVF1PCYACF0RS1RS0OVF1PCYACF0RS1RS0OVF1PPSW.7PSW.6PSW.5PSW.4PSW.3PSW.2PSW.1PSW.0F0（PSW.5）和F1（PSW.1）——用戶標(biāo)志位第2RS1（PSW.4）和RS0（PSW.3）——工作寄存器組指針用途：用于指定CPU的當(dāng)前工作寄存器組第2章MCS-51單片機(jī)結(jié)構(gòu)及原理

CYACF0RS1RS0OVF1PCYACF0RS1RS0OVF1PCYACF0RS1RS0OVF1PCYACF0RS1RS0OVF1PPSW.7PSW.6PSW.5PSW.4PSW.3PSW.2PSW.1PSW.0RS1（PSW.4）和RS0（PSW.3）——工作寄存器組指OV（PSW.2）——溢出標(biāo)志在有符號數(shù)加減運算或無符號數(shù)乘除運算中若有異常結(jié)果，OV硬件置1，否則硬件清0。用途：判斷運算的結(jié)果是否正確，正確=0；出錯=1第2章MCS-51單片機(jī)結(jié)構(gòu)及原理

CYACF0RS1RS0OVF1PCYACF0RS1RS0OVF1PCYACF0RS1RS0OVF1PCYACF0RS1RS0OVF1PPSW.7PSW.6PSW.5PSW.4PSW.3PSW.2PSW.1PSW.0OV（PSW.2）——溢出標(biāo)志用途：判斷運算的結(jié)果是否正確OV=C6YC7Y=1

0=101010100（+84）

+01101001（+105）

——————————————CY=010111101→（-67）D6有進(jìn)位D7無進(jìn)位10111101→11000010→11000011正數(shù)的補(bǔ)碼是它本身，負(fù)數(shù)的補(bǔ)碼是除符號位外每位求反，然后末尾加111111011（-5）

+11110000（-16）

——————————————CY=111101011→（-21）D7有進(jìn)位

D6有進(jìn)位OV=C6YC7Y=1

1=011101011→10010100→10010101→運算出錯→運算正確舉例舉例第2章MCS-51單片機(jī)結(jié)構(gòu)及原理

OV=C6YC7Y=10=1P（PSW.0）——奇偶標(biāo)志位該位始終跟蹤累加器A中含“1”個數(shù)的奇偶性如果A中有奇數(shù)個“1”，則P置“1”，否則置“0”舉例若A=10011111，則P=0

若A=11000001，則P=1用途：串行通訊中的數(shù)據(jù)校驗，判斷是否存在傳輸錯誤。第2章MCS-51單片機(jī)結(jié)構(gòu)及原理

CYACF0RS1RS0OVF1PCYACF0RS1RS0OVF1PCYACF0RS1RS0OVF1PCYACF0RS1RS0OVF1PPSW.7PSW.6PSW.5PSW.4PSW.3PSW.2PSW.1PSW.0P（PSW.0）——奇偶標(biāo)志位舉例若A=10012.1MCS-51單片機(jī)結(jié)構(gòu)2.1.1MCS-51單片機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)

2.1.2MCS-51引腳及功能

2.2MCS-51的存儲器結(jié)構(gòu)2.3單片機(jī)的復(fù)位、時鐘與時序2.4并行I/O口

第2章MCS-51單片機(jī)結(jié)構(gòu)及原理

2.1MCS-51單片機(jī)結(jié)構(gòu)第2章MCS-51單片機(jī)結(jié)構(gòu)51系列單片機(jī)一般采用40只引腳的雙列直插式（DIP——DualIn-linePackage）封裝結(jié)構(gòu)第2章MCS-51單片機(jī)結(jié)構(gòu)及原理

51系列單片機(jī)一般采用40只引腳的雙列直插式（DIP——Du除DIP封裝外，51單片機(jī)還采用44只引腳的方形扁平(QFP

——QuadFlatPackage)封裝方式（4只引腳無用）。第2章MCS-51單片機(jī)結(jié)構(gòu)及原理

除DIP封裝外，51單片機(jī)還采用44只引腳的方形扁平(QFDIP引腳分布電源及晶振引腳（共4只）控制引腳（共4只）端口引腳（共32只）三類第2章MCS-51單片機(jī)結(jié)構(gòu)及原理

DIP引腳分布電源及晶振引腳（共4只）三類第2章MCS-（1）電源及晶振引腳VCC(40腳)：+5V電源引腳VSS(20腳)：接地引腳XTAL1(19腳)；外接晶振引腳（內(nèi)置放大器輸入端）XTAL2(18腳)：外接晶振引腳（內(nèi)置放大器輸出端）80C51Vcc80C512040Vss+5V80C51第2章MCS-51單片機(jī)結(jié)構(gòu)及原理

（1）電源及晶振引腳VCC(40腳)：+5V電源引腳XTA（2）控制引腳RST/VPD

(9)：復(fù)位/備用電源引腳ALE/PROG

(30)：地址鎖存使能輸出/編程脈沖輸入PSEN

(29)：輸出訪問外部ROM讀選通信號

EA/VPP

(31)：外部ROM允許訪問/編程電源輸入20μF8K10k80C51第2章MCS-51單片機(jī)結(jié)構(gòu)及原理

（2）控制引腳RST/VPD(9)：復(fù)位/備用電源引腳（3）端口引腳P0.0～P0.7（39～32腳）——P0口P1.0～P1.7（1～8腳）——P1口P2.0～P2.7（21～28腳）——P2口P3.0～P3.7（10～17腳）——P3口8只/組×4組=32只引腳P0口～P3口是單片機(jī)對外聯(lián)絡(luò)的重要通道第2章MCS-51單片機(jī)結(jié)構(gòu)及原理

（3）端口引腳P0.0～P0.7（39～32腳）——P0口最簡單的單片機(jī)電路圖MCU的電源引腳被隱藏（ISIS仿真與Vcc和Vss無關(guān)）最簡單的單片機(jī)電路圖MCU的電源引腳被隱藏（ISIS仿真與V2.1MCS-51單片機(jī)結(jié)構(gòu)2.2MCS-51的存儲器結(jié)構(gòu)2.3單片機(jī)的復(fù)位、時鐘與時序2.4并行I/O口

第2章MCS-51單片機(jī)結(jié)構(gòu)及原理

2.1MCS-51單片機(jī)結(jié)構(gòu)第2章MCS-51單片機(jī)結(jié)1.

存儲器劃分方法計算機(jī)存儲器地址空間的兩種結(jié)構(gòu)形式：普林斯頓結(jié)構(gòu)和哈佛結(jié)構(gòu)。RAM和ROM統(tǒng)一編址

RAM和ROM分別編址

第2章MCS-51單片機(jī)結(jié)構(gòu)及原理

1.存儲器劃分方法計算機(jī)存儲器地址空間的兩種結(jié)構(gòu)形式：RA程序存儲器ROM數(shù)據(jù)存儲器RAM第2章MCS-51單片機(jī)結(jié)構(gòu)及原理

51單片機(jī)采用哈佛結(jié)構(gòu)，共有4個物理存儲空間：片內(nèi)RAM、片內(nèi)ROM、片外RAM、片外ROM各類存儲器分別編址片內(nèi)RAM片內(nèi)ROM片外RAM片外ROM00H000H0000H0000H

FFH

FFFHFFFFHFFFFH程序存儲器ROM數(shù)據(jù)存儲器RAM第2章MCS-51單片機(jī)結(jié)2.程序存儲器(ROM)作用：存放程序、表格或常數(shù)，具有非易失性特點：片內(nèi)ROM與片外ROM可有2種組合方案第2章MCS-51單片機(jī)結(jié)構(gòu)及原理

方案1

：4KB以內(nèi)的地址在片內(nèi)ROM，大于4KB的地址在片外ROM中（圖中折線），兩者共同構(gòu)成64KB空間；方案2

：片內(nèi)ROM被禁用，全部64KB地址都在片外ROM中（圖中直線）。2種組合方案由EA引腳的電平狀態(tài)決定：EA=1時為方案1，EA=0時為方案22.程序存儲器(ROM)作用：存放程序、表格或常數(shù)，具有非EA引腳接低電平時，僅使用片外ROM（片外ROM不可缺省)。由于片內(nèi)、外ROM是統(tǒng)一編址的，故只能算作1個邏輯存儲空間。第2章MCS-51單片機(jī)結(jié)構(gòu)及原理

EA引腳接高電平時，可同時使用2種ROM(片外ROM可以缺省)；EA引腳接低電平時，僅使用片外ROM（片外ROM不可缺省)第2章MCS-51單片機(jī)結(jié)構(gòu)及原理

51單片機(jī)的四個物理存儲空間僅相當(dāng)于三個邏輯存儲空間片內(nèi)RAM片內(nèi)ROM片外RAM片外ROM00H000H0000H0000H

FFH

FFFHFFFFHFFFFH物理存儲空間邏輯存儲空間第2章MCS-51單片機(jī)結(jié)構(gòu)及原理51單片機(jī)的四個物理存第2章MCS-51單片機(jī)結(jié)構(gòu)及原理

中斷程序執(zhí)行過程：某一突發(fā)事件→相應(yīng)中斷入口地址自動裝入PC→引導(dǎo)兩次跳轉(zhuǎn)→執(zhí)行相應(yīng)中斷服務(wù)程序主程序一般應(yīng)安排在0030H地址以后（有中斷需要時）ROM有6個特殊存儲器單元——用于程序引導(dǎo)…主程序跳轉(zhuǎn)指令I(lǐng)NT0中斷跳轉(zhuǎn)指令T0中斷跳轉(zhuǎn)指令I(lǐng)NT1中斷跳轉(zhuǎn)指令T1中斷跳轉(zhuǎn)指令主程序首指令0000H0003H000BH0013H001BH0030H0023HRI/TI中斷跳轉(zhuǎn)指令ROM

0000H：主程序入口地址

0003H：INT0中斷程序入口地址

000BH：T0中斷程序入口地址

0013H：INT1中斷程序入口地址

001BH：T1中斷程序入口地址

0023H：RI/TI中斷程序入口地址第2章MCS-51單片機(jī)結(jié)構(gòu)及原理中斷程序執(zhí)行過程：某一3.片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲器(RAM)作用：存放程序運行結(jié)果字長：8位數(shù)量：128B+128B（80C51）30H低128B（00H～7FH）為普通RAM區(qū)高128B（80H～FFH）為特殊功能寄存器區(qū)第2章MCS-51單片機(jī)結(jié)構(gòu)及原理

3.片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲器(RAM)作用：存放程序運行結(jié)果30H低(1)低128字節(jié)的區(qū)域

①工作寄存器區(qū)（00H～1FH）

②可位尋址區(qū)（20H～2FH）

③用戶RAM區(qū)（30H～7FH）①②③30H第2章MCS-51單片機(jī)結(jié)構(gòu)及原理

(1)低128字節(jié)的區(qū)域①②③30H第2章MCS-51①區(qū)共有32個存儲單元；每個單元都有1個8位地址（字節(jié)地址）每個單元都有1個寄存器名稱（R0～R7）32個單元分為4組（第0～

第3組）CPU只能選一組為當(dāng)前工作寄存器組當(dāng)前工作寄存器組取決于PSW的設(shè)置①30HCPU復(fù)位后RS1和RS0默認(rèn)值為0，即默認(rèn)第0組為當(dāng)前工作寄存器組。第2章MCS-51單片機(jī)結(jié)構(gòu)及原理

①區(qū)共有32個存儲單元；當(dāng)前工作寄存器組取決于PSW的設(shè)置②30H②區(qū)共有16個存儲單元；每個單元都有一個字節(jié)地址每個單元都有8個不同的位地址

②區(qū)共有128個位地址②區(qū)可以字節(jié)地址和位地址兩種方式存取數(shù)據(jù)。第2章MCS-51單片機(jī)結(jié)構(gòu)及原理

②30H②區(qū)共有16個存儲單元；②區(qū)可以字節(jié)地址和位地址兩種③區(qū)共有80個存儲單元；每個單元都有一個字節(jié)地址，但沒有位地址，也沒有寄存器名。③30H此區(qū)可作為堆棧區(qū)和中間數(shù)據(jù)存儲區(qū)使用——用戶RAM區(qū)【注意】：①區(qū)和③區(qū)只能按字節(jié)進(jìn)行數(shù)據(jù)存取操作，②區(qū)則可按字節(jié)和位兩種方式存取操作。第2章MCS-51單片機(jī)結(jié)構(gòu)及原理

③區(qū)共有80個存儲單元；③30H此區(qū)可作為堆棧區(qū)和中間數(shù)據(jù)存（2）高128字節(jié)RAM區(qū)

30HSFR承擔(dān)著51單片機(jī)內(nèi)部資源的管理工作每個存儲單元都有一個字節(jié)地址，但只有其中21個單元可以使用，并有相應(yīng)寄存器名稱。51單片機(jī)共有21個特殊功能寄存器（SpetialFunctionRegister）第2章MCS-51單片機(jī)結(jié)構(gòu)及原理

（2）高128字節(jié)RAM區(qū)30HSFR承擔(dān)著51單片機(jī)內(nèi)部字節(jié)地址末位是0或8的SFR，都具有位地址。88H89H8AH8BH8CH8DH8EH8FH§2.1§2.1§2.3§2.3字節(jié)地址末位是0或8的SFR，都具有位地址。88H89H8A2.1MCS-51單片機(jī)結(jié)構(gòu)2.2MCS-51的存儲器結(jié)構(gòu)

2.3單片機(jī)的復(fù)位、時鐘與時序

2.4并行I/O口

第2章MCS-51單片機(jī)結(jié)構(gòu)及原理

2.1MCS-51單片機(jī)結(jié)構(gòu)第2章MCS-51單片機(jī)結(jié)復(fù)位——使單片機(jī)恢復(fù)原始默認(rèn)狀態(tài)的操作。1.復(fù)位與復(fù)位電路

第2章MCS-51單片機(jī)結(jié)構(gòu)及原理

復(fù)位——使單片機(jī)恢復(fù)原始默認(rèn)狀態(tài)的操作。1.復(fù)位與復(fù)位電路復(fù)位條件在RST/VPD引腳端出現(xiàn)：≥10ms時間的高電平（≥3V）狀態(tài)復(fù)位方式

上電復(fù)位第2章MCS-51單片機(jī)結(jié)構(gòu)及原理

復(fù)合復(fù)位按鍵復(fù)位10ms3V復(fù)位條件在RST/VPD引腳端出現(xiàn)：≥10ms時間的高電平（單片機(jī)需要統(tǒng)一的時鐘控制，其時鐘系統(tǒng)可有兩種方案：2.時鐘電路

外部時鐘脈沖內(nèi)部OSC+外部時鐘電路，或內(nèi)部OSC

+外部時鐘脈沖第2章MCS-51單片機(jī)結(jié)構(gòu)及原理

MCS-51的時鐘頻率一般為6～12MHzC1、C2≈30pF外部時鐘電路石英晶體單片機(jī)需要統(tǒng)一的時鐘控制，其時鐘系統(tǒng)可有兩種方案：2.時鐘電3.單片機(jī)時序

（1）時序的概念第2章MCS-51單片機(jī)結(jié)構(gòu)及原理

時序是對象（或引腳、事件、信息）間按照時間順序組成的序列關(guān)系。時序可以用狀態(tài)方程、狀態(tài)圖、狀態(tài)表和時序圖4種方法表示，其中時序圖最為常用。時序圖亦稱為波形圖或序列圖，縱坐標(biāo)表示不同對象的電平，橫坐標(biāo)表示時間（從左往右為時間正向軸），通常坐標(biāo)軸可省略。3.單片機(jī)時序（1）時序的概念第2章MCS-51單片機(jī)第2章MCS-51單片機(jī)結(jié)構(gòu)及原理

(1)最左邊是引腳的標(biāo)識，表示該圖反映了RS、R/W、E、D0~D7四類引腳的序列關(guān)系。(2)交叉線部分表示電平的變化，如高電平和低電平。(3)封閉菱形部分表示數(shù)據(jù)有效范圍（偶爾使用文字ValidData）。(4)水平方向的尺寸線表示持續(xù)時間的長度。舉例：某芯片時序圖第2章MCS-51單片機(jī)結(jié)構(gòu)及原理(1)最左邊是引腳的第2章MCS-51單片機(jī)結(jié)構(gòu)及原理

RS和R/W端首先變?yōu)榈碗娖?；隨后D0~D7端出現(xiàn)有效數(shù)據(jù)；R/W低電平tsp1之后，E端出現(xiàn)寬度為tpm的正脈沖；E脈沖結(jié)束并延時tHD1后，RS和R/W端恢復(fù)高電平；E脈沖結(jié)束并延時tHD2后，D0~D7端的本次數(shù)據(jù)結(jié)束；隨后D0~D7端出現(xiàn)新的數(shù)據(jù)，但下次E脈沖應(yīng)在tc時間后才能出現(xiàn)。根據(jù)這些信息便可以進(jìn)行相應(yīng)的軟件編程了。時序關(guān)系：第2章MCS-51單片機(jī)結(jié)構(gòu)及原理RS和R/W端首先變?yōu)闀r序與時鐘的關(guān)系——時序要受時鐘節(jié)拍的制約第2章MCS-51單片機(jī)結(jié)構(gòu)及原理

ADC0809芯片的完整時序圖（§8.5.2）時序與時鐘的關(guān)系——時序要受時鐘節(jié)拍的制約第2章MCS-5時鐘的度量單位：時鐘周期（或節(jié)拍）P、狀態(tài)周期S、機(jī)器周期、指令周期1個狀態(tài)周期（S）=2個節(jié)拍（P）1個機(jī)器周期=6個狀態(tài)（S）=12個節(jié)拍（P）1個指令周期約為1～4個機(jī)器周期第2章MCS-51單片機(jī)結(jié)構(gòu)及原理

時鐘的度量單位：1個狀態(tài)周期（S）=2個節(jié)拍（P）第2章第2章MCS-51單片機(jī)結(jié)構(gòu)及原理