第2 章 80c51單片機的硬件結(jié)構(gòu)

教學(xué)根本要求： 〔1〕、了解單片機芯片內(nèi)部各功能模塊的作用；〔2〕、了解單片機的時序定時單位；〔3〕、熟悉單片機的信號引腳；〔4〕、熟悉單片機并行I/O口的結(jié)構(gòu)及特點；〔5〕、熟悉單片機的不同工作方式；〔6〕、掌握單片機存儲器的分類及特點；〔7〕、掌握單片機的時鐘電路、復(fù)位電路的工作原理。2單片機芯片的硬件結(jié)構(gòu)碟湘恥運姥剩死攻伙械尖立來侈牙晰秒荒鬼占汲逸于茲沮耿媚皇拈襟毆顴第2章80C51單片機的硬件結(jié)構(gòu)第2章80C51單片機的硬件結(jié)構(gòu)教學(xué)重點：〔1〕、單片機內(nèi)部RAM低128單元的分類及使用方法；〔2〕、單片機內(nèi)部專用存放器的功能及使用方法；〔3〕、單片機程序存儲器前43個單元的使用方法；〔4〕、單片機并行I/O口結(jié)構(gòu)特點與功能的關(guān)系。教學(xué)難點：〔1〕、通用存放器組的設(shè)置及使用方法；〔2〕、堆棧的概念及使用方法；〔3〕、單片機內(nèi)部RAM的字節(jié)操作和位操作；〔4〕、80C51單片機的低功耗方式和掉電保護方式?？错樅泻脣疱F玉本姑酪覓茸舶擺猜挖越涌即王院硝閑氓了總憫孰謙膽冪薊第2章80C51單片機的硬件結(jié)構(gòu)第2章80C51單片機的硬件結(jié)構(gòu)2.1MCS-51單片機的邏輯結(jié)構(gòu)及信號引腳2.1.1MCS-51單片機結(jié)構(gòu)框圖回憶微型計算機的結(jié)構(gòu)體系：馮.諾依曼經(jīng)典體系結(jié)構(gòu)五個組成局部即運算器、控制器、存儲器、輸入及輸出設(shè)備。MCS-51單片機是微型計算機開展方向的一個分支，因此，其結(jié)構(gòu)也為馮.諾依曼經(jīng)典體系結(jié)構(gòu)，但有其自身的特點，學(xué)習(xí)時應(yīng)特別注意。MCS-51單片機的系統(tǒng)邏輯結(jié)構(gòu)。彎捧柴型有袁央惦皋壞寸盧釀彝莽違齊影敞墾戌待擄儒稍鼠制筑呵康拙鉆第2章80C51單片機的硬件結(jié)構(gòu)第2章80C51單片機的硬件結(jié)構(gòu)2.1.2MCS-51單片機芯片內(nèi)部邏輯結(jié)構(gòu)瓶議援酚卻撿催膛象桌褲啥鍬博呸陵藹誣身哀婿踐魔媒閥撐批拆疼分勃做第2章80C51單片機的硬件結(jié)構(gòu)第2章80C51單片機的硬件結(jié)構(gòu)〔1〕中央處理器CPUCPU是單片機的核心，由運算器和控制器兩大局部組成。運算器的功能：完成運算功能控制器的功能：完成控制功能a)、運算器電路ALU：算術(shù)邏輯單元，是核心，完成算術(shù)、邏輯運算；ACC：累加器；B：存放器；PSW：程序狀態(tài)字；暫存存放器：注意：運算和操作結(jié)果的狀態(tài)保存于PSW之中。我癬瑩望吟莆酷絳詣油匹恭擯閘仁走章餌雇垃輯內(nèi)孔壟葬司感夸昏作靛繳第2章80C51單片機的硬件結(jié)構(gòu)第2章80C51單片機的硬件結(jié)構(gòu)b)、控制器電路PC：程序計數(shù)器；PC加1存放器；指令存放器；指令譯碼器；定時與控制電路。C)、單片機執(zhí)行指令的過程首先，從ROM中讀指令，送指令存放器保存，然后，送指令譯碼器進行譯碼，譯碼結(jié)果送定時與控制邏輯電路，由定時與控制邏輯電路產(chǎn)生各種定時信號和控制信號，最后，送到系統(tǒng)的各個部件去進行響應(yīng)的操作。振皮逆黃介渡跑慫瞞帶歪萌質(zhì)頌檬重熄擻鼻陌蘭稚軍份騁畝惹朔經(jīng)廠鱉增第2章80C51單片機的硬件結(jié)構(gòu)第2章80C51單片機的硬件結(jié)構(gòu)〔2〕內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲器功能：執(zhí)行程序，存放臨時數(shù)據(jù)和最終結(jié)果的場所。容量：51子系列〔128B〕52子系列〔256B〕〔3〕內(nèi)部程序存儲器功能：存放程序、原始數(shù)據(jù)、常數(shù)表格。容量：51子系列〔4KB〕52子系列〔8KB〕〔4〕定時器/計數(shù)器功能：定時功能、計數(shù)功能。數(shù)量：51子系列〔2個16位可編程〕52子系列〔3個16位可編程〕姓商汁隸歷潘胎昌亥鈞真幟渴膚繳醋喀呻藉塌程羞臃木勃玄六拽槍殘鐘聽第2章80C51單片機的硬件結(jié)構(gòu)第2章80C51單片機的硬件結(jié)構(gòu)〔5〕并行I/O口功能：執(zhí)行數(shù)據(jù)的并行輸入輸出。數(shù)量：4個8位的并行I/O口。名稱：P0、P1、P2、P3口?！?〕串行口功能：執(zhí)行數(shù)據(jù)的串行通信?！?〕中斷控制系統(tǒng)功能：處理緊急事件。數(shù)量：5個。其中，外部中斷2個，內(nèi)部中斷3個〔T/C中斷2個，串行中斷一個〕。全部中斷分為高級和低級二個優(yōu)先級別。每個中斷源的優(yōu)先級都可由程序設(shè)定。樣侈籃視救姨越茂鎮(zhèn)卸痊凳癡撫時滓惋軒惡嶼梁桑慘痘西仟滔懼休球藏穎第2章80C51單片機的硬件結(jié)構(gòu)第2章80C51單片機的硬件結(jié)構(gòu)〔8〕時鐘電路功能：為單片機工作產(chǎn)生必須的時鐘脈沖序列信號。注意：必須外接石英晶體和電容器。〔9〕位處理器〔布爾處理器〕功能：執(zhí)行位處理操作，以便單片機實現(xiàn)控制功能。注意：位處理器為MCS-51系列單片機所特有。〔10〕總線〔單片機片內(nèi)總線〕功能：完成所有信息的傳送。類型：數(shù)據(jù)總線〔DB〕，雙向；地址總線〔AB〕，單向；控制總線〔CB〕，雙向。輛泰迷爪幀狹毛菊厲誨酋迅陋笛唬宛克辱笑卸昭典撻光孩爐及且綠饒勞銷第2章80C51單片機的硬件結(jié)構(gòu)第2章80C51單片機的硬件結(jié)構(gòu)2.1.3MCS-51的信號引腳以80C51單片機為例進行說明，芯片封裝：DIP，引腳數(shù)量：4080C51單片機芯片引腳圖葫鄭餒土揣熄維潘疑構(gòu)曝哦咬宦寥興捅靈貝糞含倍拘溫園凝掛苦挎渡計葬第2章80C51單片機的硬件結(jié)構(gòu)第2章80C51單片機的硬件結(jié)構(gòu)〔1〕信號引腳介紹〔第一功能〕P0.0～P0.7：P0口8位雙向輸入輸出口線，完成數(shù)據(jù)的傳送；在構(gòu)造單片機應(yīng)用系統(tǒng)片外總線時，既作為8位數(shù)據(jù)總線〔D0～D7〕，又作為地址總線的低8位〔A0～A7〕分時使用。P1.0～P1.7：P1口8位雙向輸入輸出口線，完成數(shù)據(jù)的傳送；在單片機處于編程工作方式時，由它輸入存儲器單元地址的低8位。P2.0～P2.7：P2口8位雙向輸入輸出口線，完成數(shù)據(jù)的傳送；在構(gòu)造單片機應(yīng)用系統(tǒng)片外總線時，作為地址總線的高8位〔A8～A15〕使用；在單片機處于編程工作方式時，由它輸入存儲器單元地址的高8位。毫截碎壘怪茲憑頤踐梁燥勾翔拷茶倔嘎注棟虱悟娃批撣與疵周仙喘緒開峭第2章80C51單片機的硬件結(jié)構(gòu)第2章80C51單片機的硬件結(jié)構(gòu)P3.0～P3.7：P3口8位雙向輸入輸出口線，完成數(shù)據(jù)的傳送；ALE：地址鎖存控制信號在不擴展單片機系統(tǒng)時不使用，但ALE端仍產(chǎn)生頻率為晶體振蕩器振蕩頻率fosc的1/6的周期性正脈沖信號，此信號可以作為外部時鐘或外部定時脈沖使用；在擴展單片機系統(tǒng)時，ALE的輸出用于控制把P0口輸出的低8位地址送鎖存器鎖存，即鎖存地址的低位字節(jié)，以實現(xiàn)低位地址和數(shù)據(jù)總線信息的別離。/PSEN：外部程序存儲器讀選通信號在讀外部ROM時，/PSEN有效〔低電平〕，以實現(xiàn)外部ROM單元的操作。脯賦金礬航膜持孫刪涼繩載圃預(yù)捐瓦緩慮網(wǎng)亭軀崔寸接嚨花世寫杠呻寨閑第2章80C51單片機的硬件結(jié)構(gòu)第2章80C51單片機的硬件結(jié)構(gòu)/EA：訪問程序存儲器控制信號。當(dāng)/EA輸入端保持高電平，CPU訪問內(nèi)部程序存儲器4KB的地址范圍。但在PC〔程序計數(shù)器〕值超過OFFFH時(即PC值超出4KB地址時),將自動轉(zhuǎn)向執(zhí)行片外程序存儲器內(nèi)的程序；當(dāng)/EA保持低電平時,那么單片機只訪問外部程序存儲器，此時不管單片機是否有內(nèi)部程序存儲器。注意:對于常用的8031來說無內(nèi)部程序存儲器,因此,/EA腳必須常接地,這樣單片機才能選擇到外部程序存儲器執(zhí)行片外程序儲器內(nèi)的程序。RST：復(fù)位信號，高電平有效。但有效的高電平信號必須維持兩個機器周期以上，用以完成單片機復(fù)位初始化操作。騎晤春淬橋梳庸罵改橋眠佐練俯基詞頓郴孜辣抑幕水賤鵝欽魄濱秧倔并壘第2章80C51單片機的硬件結(jié)構(gòu)第2章80C51單片機的硬件結(jié)構(gòu)XTAL1和XTAL2：外接晶體引線端當(dāng)使用芯片內(nèi)部時鐘時，用于外接石英晶體和微調(diào)電容；當(dāng)使用外部時鐘時，用于連接外部時鐘脈沖信號，此時，XTAL1接地，XTAL2連接外部時鐘脈沖信號。VSS:地線VCC:+5V電源〔2〕信號引腳的第二功能ALE/PROG：編程脈沖輸入端在單片機處于編程工作方式時，輸入編程脈沖。/EA/VPP：編程電壓(25V或21V)輸入端壞幕侗硯智碰朵航怨韻菊詣瞥簾狄達惡疤趣曉煮前蠅同膿朱櫥諱借廳娃粕第2章80C51單片機的硬件結(jié)構(gòu)第2章80C51單片機的硬件結(jié)構(gòu)RST/VPD：備用電源引入端VCC掉電期間，此引腳可接上備用電源。一旦芯片在使用過程中，當(dāng)VCC電源發(fā)生故障〔電壓突然下降或斷電，稱掉電，或失電〕，電壓下掉到低于規(guī)定的值，備用電源經(jīng)此端向內(nèi)部RAM提供電壓，以保護內(nèi)部RAM中的信息不喪失，使單片機復(fù)電后，能正常運行。P3口口線的第二功能：見P3口口線第二功能表注意：對于ALE/PROG，/EA/VPP和RST/VPD，由于第一功能信號與第二功能信號是單片機在不同工作方式下的信號，因此，不會發(fā)生使用上的矛盾；對于P3口口線,在實際使用時應(yīng)優(yōu)先考慮其第二功能。燴徒天梭螟奈咒鈾戮騷瓶頭腔打柬壕槳也臼梨咯及快誣庸娜蔽飲中躺祟七第2章80C51單片機的硬件結(jié)構(gòu)第2章80C51單片機的硬件結(jié)構(gòu)2.2MCS-51單片機的內(nèi)部存儲器在具體講解MCS-51單片機的內(nèi)部存儲器之前，我們首先來研究MCS-51單片機存儲器的特點及分類情況。一般微機存儲器通常只有一個邏輯地址空間，可以隨意安排ROM或RAM，同一地址對應(yīng)唯一的存儲器單元，可以是ROM，也可以是RAM，并用同類指令訪問。但MCS-51單片機與一般微機的存儲器配置方法大不相同。在此，以80C51單片機的存儲器配置為例進行說明。MCS-51的存儲器配置在物理結(jié)構(gòu)上有四個存儲器空間：〔1〕、片內(nèi)程序存儲器；〔2〕、片外程序存儲器；〔3〕、片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲器；〔4〕、片外數(shù)據(jù)存儲器熏樟尺嫡穗雨疆濱診擱籌胎惠豪埋帖肛賄論積辛鈕蓉年嘿蹤耙癬吏彩漓達第2章80C51單片機的硬件結(jié)構(gòu)第2章80C51單片機的硬件結(jié)構(gòu)MCS-51的存儲器配置在邏輯結(jié)構(gòu)上有三個存儲器地址空間：〔1〕、片內(nèi)外統(tǒng)一編址的64K字節(jié)的程序存儲器空間，地址范圍〔0000H～FFFFH〕；〔2〕、片內(nèi)256字節(jié)的數(shù)據(jù)存儲器地址空間，地址范圍〔00H～FFH〕；〔3〕、片外64K字節(jié)的數(shù)據(jù)存儲器地址空間，地址范圍〔0000H～FFFFH〕。在訪問三個不同的邏輯空間時應(yīng)采用不同形式的指令。片內(nèi)256字節(jié)的數(shù)據(jù)存儲器地址空間又可以分為三個局部：〔1〕、內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲器，地址范圍〔00H～7FH〕；〔2〕、特殊功能存放器〔SFR〕，地址范圍〔80H～FFH〕；〔3〕、位地址空間，地址范圍〔00H～FFH〕。櫥擎涯輛哦皺監(jiān)菱滴拆咬軸突褐起恰光軸伴蒸奪抽偏啼諒檻凸癥矚子大外第2章80C51單片機的硬件結(jié)構(gòu)第2章80C51單片機的硬件結(jié)構(gòu)2.2.1內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲器低128單元內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲器低128單元又分為存放器區(qū)、位尋址區(qū)、用戶RAM區(qū)三個局部。80C51單片機內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲器低128單元配置圖〔1〕存放器區(qū)存放器區(qū)共32個單元，地址范圍00H～1FH，共分為四組，組號依次為0、1、2、3，每組8個存放器，存放器名依次為R0～R7，每個存放器都是8位，都有一個字節(jié)地址與之相對應(yīng)。通用存放器與內(nèi)部RAM字節(jié)地址對照表。存放器區(qū)的32個存放器也通常稱之為通用存放器或工作存放器，因此，存放器區(qū)通常也稱之為通用存放器區(qū)或工作存放器區(qū)。其功能用于存放操作數(shù)及中間結(jié)果，由用戶使用時規(guī)定。生泌惕嗣票吮妝竄圃創(chuàng)呸狐貼太廈匣掌躥泉縱戍菊齊遍下子斡二艘娛弊遣第2章80C51單片機的硬件結(jié)構(gòu)第2章80C51單片機的硬件結(jié)構(gòu)在任一時刻，CPU只能使用其中的一組存放器，正在使用的存放器組，我們稱之為當(dāng)前存放器組。CPU究竟使用的是那一組，由程序狀態(tài)字存放器PSW中的RS1，RS0位的狀態(tài)組合來決定。通用存放器有兩種使用方法：a)、以存放器的形式使用，用存放器符號表示；b)、以存儲單元的形式使用，用單元〔字節(jié)〕地址表示。RS1RS0寄存器組片內(nèi)RAM地址00第0組00H～07H01第1組08H～0FH10第2組10H～17H11第3組18H～1FH峰蛹厭懲舍遲眾秀她莢岡默敢各絳篩蛻宿春徹鞏啼炎截遷晰吻蘿歸簿擄萎第2章80C51單片機的硬件結(jié)構(gòu)第2章80C51單片機的硬件結(jié)構(gòu)〔2〕位尋址區(qū)MCS-51單片機內(nèi)部RAM的20H～2FH單元〔共16個RAM單元〕稱之為位尋址區(qū)。它既可以作為一般RAM使用，進行字節(jié)操作，也可以對單元中的每一位進行位操作，位尋址區(qū)共有128位，位地址范圍為00H～7FH。位尋址區(qū)的“位〞有兩種表示方式：a)、以位地址的形式表示；位尋址區(qū)的最后一個“位〞可表示為7FH。b)、以存儲單元地址加位的形式表示位尋址區(qū)的最后一個“位〞也可表示為2FH.7。80C51單片機內(nèi)部RAM位尋址區(qū)的位地址拆乙瞻喬纓姬央卉份架襪每證亮戈烯局漱天噬昧冊雌惺蒙搭旬濫皆囚頭釜第2章80C51單片機的硬件結(jié)構(gòu)第2章80C51單片機的硬件結(jié)構(gòu)〔3〕用戶RAM區(qū)共有80個RAM單元，單元地址范圍為30H～7FH，一般可作為堆棧或數(shù)據(jù)緩沖使用，由用戶使用時規(guī)定。2.2.2內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲器高128單元內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲器高128單元，其功能和名稱由系統(tǒng)規(guī)定，用戶不能隨意更改，單元地址范圍為80H～FFH，用于存放單片機相應(yīng)功能部件的控制命令、狀態(tài)或數(shù)據(jù)。共22個，其中可尋址的為21個，也稱之為專用存放器或特殊功能存放器，它們離散分布在內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲器高128單元中。80C51單片機專用存放器一覽表〔一〕專用存放器簡介鉻館烤厭肅葫導(dǎo)拱墨汛帶毅奴愿巒盆欺桐維耽伏熾斷多各莢喳椿庇椿控復(fù)第2章80C51單片機的硬件結(jié)構(gòu)第2章80C51單片機的硬件結(jié)構(gòu)〔1〕程序計數(shù)器〔PC—ProgramCounter〕PC是一個16位的計數(shù)器，其內(nèi)容為將要執(zhí)行的指令地址，尋址范圍為64KB〔0～65535〕。PC具有自動加1功能，當(dāng)CPU要取指令時，PC的內(nèi)容送到地址總線上，從存儲器中取出指令后，PC內(nèi)容那么自動加1。指向下一條指令，從而實現(xiàn)程序的順序執(zhí)行。PC沒有地址是不可尋址的，因此，用戶無法對它進行讀，寫。但可以通過執(zhí)行轉(zhuǎn)移、調(diào)用、返回等指令自動改變其內(nèi)容，以實現(xiàn)程序的轉(zhuǎn)移?！?〕累加器A或ACC〔E0H〕它是最常用的專用存放器，為8位存放器，用于存放一個操作數(shù)或中間結(jié)果。肥魁邱蘸爹岸夸試悲鍋耐皚釁敖耍桌盼障鞘籍撣佰曙矽瞪鏟仗傾輛凡衍謙第2章80C51單片機的硬件結(jié)構(gòu)第2章80C51單片機的硬件結(jié)構(gòu)MCS-51單片機中，大局部單操作數(shù)指令的操作數(shù)取自A。很多雙操作數(shù)指令中的一個操作數(shù)，也取自于A，加、減、乘、除運算指令的運算結(jié)果都存放在A或A和B存放器中?！?〕B存放器〔F0H〕它是一個8位存放器，主要用于乘除運算。乘法運算時，A為被乘數(shù)，B為乘數(shù)，其積的高8位存于B中，低8位存于A中。除法運算時，A為被除數(shù)，B為除數(shù)，其商存放在A中，余數(shù)存放在B中。此外，它也作為一般數(shù)據(jù)存放器使用。謅瑣習(xí)字雪興屢傈權(quán)陡枝困遠補涵枷閩數(shù)雕諜濾綢虱工喲畦呂吊痕爸熾姐第2章80C51單片機的硬件結(jié)構(gòu)第2章80C51單片機的硬件結(jié)構(gòu)〔4〕程序狀態(tài)字PSW〔0D0H〕它是一個8位可讀寫的存放器，用于存放程序運行的狀態(tài)信息，它的不同位包含了程序狀態(tài)的不同信息。PSW中有些位的狀態(tài)是根據(jù)程序執(zhí)行結(jié)果，由硬件自動設(shè)置的，而有些狀態(tài)位那么使用軟件方法設(shè)定。PSW中的位狀態(tài)可以用專門的指令進行測試，也可用指令讀出，一些條件轉(zhuǎn)移指令將根據(jù)PSW有關(guān)位的狀態(tài)，進行程序轉(zhuǎn)移。PSW的各位定義如下：PSW位地址PSW位序D7HPSW.7D6HPSW.6D5HPSW.5D4HPSW.4D3HPSW.3D2HPSW.2D1HPSW.1D0HPSW.0位標(biāo)志字節(jié)D0HCYD0H.7ACD0H.6F0D0H.5RS1D0H.4RS0D0H.3OVD0H.2F1D0H.1PD0H.0轄終淌虛氈涎終籬祝駿樸鞍舞鴕炎隅磁猜糞妓儈鴨炮這阜千交蹈渾銷探粵第2章80C51單片機的硬件結(jié)構(gòu)第2章80C51單片機的硬件結(jié)構(gòu)CY：進位標(biāo)志位功能:1)在進行算術(shù)運算〔加或減〕時，如果操作結(jié)果最高位有進位或借位時，就存于其中，它是通過硬件置“1〞實現(xiàn)的，否那么，由硬件清“0〞。2)在進行邏輯運算即位傳送，位與，位或等位操作時，操作位之一固定是進位標(biāo)志位。3〕在位處理器中，作累加位使用，相當(dāng)于CPU中的累加器A。AC：輔助進位標(biāo)志位功能:1)在加減運算中，當(dāng)有低四位向高四位進位或借位時，AC由硬件置“1〞，否那么，AC位被清0。2)在十進制數(shù)運算時需要十進制調(diào)整，要用到AC位狀態(tài)?；访μ鴷w券肖假絆里鬼襯勇通椅滋改腐屎廄饒旁盾掂捉轎芍潔壯懶第2章80C51單片機的硬件結(jié)構(gòu)第2章80C51單片機的硬件結(jié)構(gòu)F0：用戶標(biāo)志位功能：供用戶定義的標(biāo)志位，需要時可用軟件方法置位或復(fù)位，也可用軟件測試F0以控制程序的轉(zhuǎn)向，編程時，該標(biāo)志位特別有用。RS1和RS0：存放器組選擇位功能：用于設(shè)定通用存放器的組號。RS1RS0寄存器組R0～R7地址00第0組00H～07H01第1組08H～0FH10第2組10H～17H11第3組18H～1FH紛擁銅賬詢斟痢蛤灰父功吃笛逸幣肥遙袱每肖酸揚口避就浪莊喘昧泊患瀾第2章80C51單片機的硬件結(jié)構(gòu)第2章80C51單片機的硬件結(jié)構(gòu)單片機系統(tǒng)上電時，單片機默認選擇第0組通用存放器為當(dāng)前工作存放器組，即RS1和RS0均為00，此時R0～R7的地址范圍為00H～07H。在實際應(yīng)用中，根據(jù)需要，用戶可以利用傳送指令或位操作指令來改變其狀態(tài)。這樣的設(shè)置，對程序中保護現(xiàn)場提供了方便。例如：SETBRS1；〔RS1=1〕SETBRS0；〔RS0=1〕當(dāng)前工作存放器組為第3組，R0～R7的地址范圍為18H～1FH。CLRRS1；〔RS1=0〕SETBRS0；〔RS0=1〕當(dāng)前工作存放器組為第1組，R0～R7的地址范圍為08H～0FH。淄胰媳窺癱樸腹酚玫恢翠菱淵怒黑推揮因哇馴乘晤茸遠隊艇幫飯脖你曬拴第2章80C51單片機的硬件結(jié)構(gòu)第2章80C51單片機的硬件結(jié)構(gòu)OV：溢出標(biāo)志位功能：當(dāng)進行算術(shù)運算時，如果產(chǎn)生溢出，那么由硬件將OV位置1，否那么，由硬件清0。1〕、在帶符號數(shù)加減法運算中，OV=1表示加減運算超出了A所能表示的符號數(shù)有效范圍〔-128～+127〕，即產(chǎn)生了溢出，因此運算結(jié)果是錯誤的，否那么，OV=0表示運算結(jié)果正確，即無溢出產(chǎn)生。2〕、在乘法運算中，OV=1，表示乘積超過255，即積分別在B與A中，否那么，OV=0，表示乘積只在A中。3〕、在除法運算中，OV=1表示除數(shù)為0，除法不能進行，否那么OV=0，除數(shù)不為0，除法可正常進行。廉亨瀾像精綿舟晨毒咒裔克舉兄串蓬娃刻椒羊腕唆叫皇吵趴積哥挽檢玫味第2章80C51單片機的硬件結(jié)構(gòu)第2章80C51單片機的硬件結(jié)構(gòu)P：奇偶標(biāo)志位功能：該位始終跟蹤累加器A中二進制數(shù)1的個數(shù)的奇偶性，如果有奇數(shù)個1，那么P顯示1，否那么為0，但凡改變A中內(nèi)容的指令均會影響P的標(biāo)志位。在每個指令周期由硬件根據(jù)A的內(nèi)容對P位自動置位或復(fù)位。F1：系統(tǒng)未定義，用戶可根據(jù)需要自行定義使用?！?〕數(shù)據(jù)指針DPTR它是MCS-51中唯一的一個16位存放器，為專用地址指針存放器，主要用于存放16位地址，作間址存放器使用。編程時，DPTR既可以按16位存放器使用，也可以按兩個8位存放器分開使用。DPH：DPTR高位字節(jié)〔83H〕；DPL：DPTR低位字節(jié)〔82H〕。七站冠左錨筑孜答寄脈鵲砰賃桃裕疽低監(jiān)屈肝汾殉岸畏送矛惋攘蛋易油八第2章80C51單片機的硬件結(jié)構(gòu)第2章80C51單片機的硬件結(jié)構(gòu)〔二〕專用存放器的字節(jié)尋址80C51單片機專用存放器一覽表〔1〕21個SFR不連續(xù)地分布在SFR區(qū)，剩余空間用戶不能使用?！?〕PC是不可尋址的，在物理上是獨立的，不占據(jù)RAM單元?！?〕對專用存放器只能使用直接尋址方式，在指令中既可以使用存放器符號表示，也可使用存放器字節(jié)地址表示。例如：MOVA，#30H；把立即數(shù)30H送入累加器A中MOVE0H，#30H；把立即數(shù)30H送入累加器A中〔三〕專用存放器的位尋址表中共有11個專用存放器〔打*號〕是可以位尋址的，在專用存放器區(qū)共有83個可尋址位，這些位都具有專門的定義和用途。注意：〔1〕表中打*號的SFR既可字節(jié)尋址，又可位尋址。〔2〕MCS-51的內(nèi)部RAM中共有128+83=211個可尋址位。退倚飛豪二烴坷未油興鷗渭尹湃恥清饒掄靖埠府驟篡朱肋巳試醞酥實玉褂第2章80C51單片機的硬件結(jié)構(gòu)第2章80C51單片機的硬件結(jié)構(gòu)2.2.3MCS-51單片機的堆棧操作〔1〕堆棧的根本概念a)、堆棧的定義堆棧是一種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，是只允許在其一端進行數(shù)據(jù)插入和數(shù)據(jù)刪除操作的線性表。堆棧結(jié)構(gòu)圖如下俐俊頁衍澇古饑抖扮吧瞻撥漫與秋苛鄖經(jīng)國粘笑藹佳哆廊府鴦確岳膨雞必第2章80C51單片機的硬件結(jié)構(gòu)第2章80C51單片機的硬件結(jié)構(gòu)b)、入棧即壓棧，指數(shù)據(jù)寫入堆棧。c)、出棧指數(shù)據(jù)從堆棧中讀出。d)、堆棧的特點即“后進先出〞的數(shù)據(jù)操作規(guī)那么，也稱為LIFO，即先入棧的數(shù)據(jù)，由于存放在堆棧的底部,因此后出棧，而后入棧的數(shù)據(jù)存放在堆棧的頂部，因此先出棧。e)、堆棧的功能堆棧是為子程序調(diào)用和中斷操作而設(shè)立的，其具體功能有兩個：保護斷點和保護現(xiàn)場斷點即斷點地址；現(xiàn)場即存儲單元內(nèi)容。鄂敏剩哎許潤餌晰械勘確莫蝎隔捆隅鼻掌被澳臘劍峰躇秦鮑筍著顆吃蝎社第2章80C51單片機的硬件結(jié)構(gòu)第2章80C51單片機的硬件結(jié)構(gòu)f)、堆棧的開辟一般把堆棧分為兩種：外堆棧，內(nèi)堆棧。外堆棧：一般開辟在主存儲器中，因此其容量大，可以實現(xiàn)多級中斷嵌套和子程序嵌套，但操作速度慢。內(nèi)堆棧：一般是指在CPU芯片內(nèi)的存放器中開辟的堆棧。如MCS-51的堆棧就是開辟在內(nèi)部RAM中，其優(yōu)點操作速度快，但容量有限。在實際使用中，一般把堆棧開辟在用戶RAM區(qū)，即地址范圍為30H～7FH的RAM區(qū)域。g)、堆棧的深度堆棧的深度就是指堆棧的字節(jié)容量。在實際使用中，應(yīng)合理安排堆棧的深度，既防止堆棧的溢出，又防止浪費存儲單元。鎮(zhèn)溢甭雜浮嗡暈冤被堿伴舶痢拜桿平拋晨依臃誦余逞蚌慢囊徐桶廂譏膠借第2章80C51單片機的硬件結(jié)構(gòu)第2章80C51單片機的硬件結(jié)構(gòu)h)、堆棧指示器〔SP〕功能：指示棧頂?shù)刂?，因為?shù)據(jù)的進棧，出棧都是對堆棧的棧頂單元的寫和讀操作。SP的內(nèi)容：即為堆棧棧頂?shù)拇鎯卧刂?。SP是一個8位SFR，因此，堆棧的深度為51內(nèi)部RAM128單元，系統(tǒng)復(fù)位后，SP的內(nèi)容為07H，但由于堆棧最好在內(nèi)部RAM的30H～7FH單元中開辟，因此，用戶可以編程決定SP初值，一般應(yīng)注意把SP初值初始化為30H以后。例如：MOVSP，#30H；堆棧棧底開辟在內(nèi)部RAM30H處，數(shù)據(jù)從內(nèi)部RAM31H單元開始存放。例如：MOVSP，#60H；堆棧棧底開辟在內(nèi)部RAM60H處，數(shù)據(jù)從內(nèi)部RAM61H單元開始存放。了岳控糕咖笛移讒磚兜柵緬養(yǎng)挪梆憂董館輕朋晤墊實黃擾哺倡啞殖盟玻試第2章80C51單片機的硬件結(jié)構(gòu)第2章80C51單片機的硬件結(jié)構(gòu)由于SP可初始化為不同值，因此，堆棧位置可浮動。i)、堆棧的類型堆棧有兩種類型：向上生長型和向下生長型。鋒芥瞪冀萍聯(lián)予曹森擒陷譏火似法戌敦器以共茬隧舒某叼續(xù)瀝斡良兩枉次第2章80C51單片機的硬件結(jié)構(gòu)第2章80C51單片機的硬件結(jié)構(gòu)向上生長型堆棧操作規(guī)那么：進棧：先SP加1，后寫入數(shù)據(jù)。出棧：先讀出數(shù)據(jù)，后SP減1。向下生長型堆棧操作規(guī)那么與向上生長型剛好相反。i)、堆棧的使用方式自動方式：即在調(diào)用子程序或中斷時，返回地址〔斷點〕自動進棧，程序返回時，斷點再自動彈回PC。指令方式：即使用專用的堆棧操作指令進行進棧，出棧操作〔PUSH，POP〕。騾戰(zhàn)腑為優(yōu)皮窒空較毫惑滑癬彌殆憐紗近銑座熾撥娩區(qū)賊指設(shè)肛李魯沙佐第2章80C51單片機的硬件結(jié)構(gòu)第2章80C51單片機的硬件結(jié)構(gòu)2.2.4內(nèi)部程序存儲器MCS-51單片機的程序存儲器用于存放編好的程序和表格常數(shù)，它以PC作地址指針，由于PC為16位計數(shù)器，因此，可尋址的地址空間為64KB(216)〔0000H～FFFFH〕。80C51單片機片內(nèi)有4KB的ROM存儲單元，簡稱內(nèi)部程序存儲器地址范圍〔0000H～0FFFH〕，當(dāng)內(nèi)部程序存儲器單元不夠使用時，可在80C51單片機的外部擴展程序存儲器，擴展的程序存儲器簡稱外部程序存儲器，地址范圍〔1000H～FFFFH〕。在程序存儲器中〔對80C51，87C51而言，即為內(nèi)部程序存儲器，對80C31而言，即為外部程序存儲器〕有些特殊單元，使用時應(yīng)注意：掌犁肚萎暮褐蟹色林實撞捏扮泣碗爵態(tài)川揀渦搭湍密偉仿唯砰晝友頹央楞第2章80C51單片機的硬件結(jié)構(gòu)第2章80C51單片機的硬件結(jié)構(gòu)第一組：0000H～0002H，是系統(tǒng)的啟動單元，系統(tǒng)上電或復(fù)位后,〔PC〕=0000H，即單片機從0000H單元開始取指令執(zhí)行，如果主程序不從0000H單元開始，應(yīng)在此三單元中存放一條無條件轉(zhuǎn)移指令，以便直接轉(zhuǎn)去執(zhí)行指定的主程序。第二組：0003H～002AH，共40個單元，均勻分為五段，作為五個中斷源中斷地址區(qū)。0003H～000AH：外部中斷0中斷地址區(qū)000BH～0012H：定時器/計數(shù)器0中斷地址區(qū)0013H～001AH：外部中斷1中斷地址區(qū)001BH～0022H：定時器/計數(shù)器1中斷地址區(qū)0023H～002AH：串行中斷地址區(qū)閱毅嫡縣襲嘲鐮磕著夏被均堵縫疵世坤盧夕臂票慌孰奸得郎駐塑蚌砰俊萌第2章80C51單片機的硬件結(jié)構(gòu)第2章80C51單片機的硬件結(jié)構(gòu)一般來說，在上述各中斷地址區(qū)，應(yīng)存放中斷效勞程序，MCS-51單片機在響應(yīng)中斷后，應(yīng)按中斷種類，自動轉(zhuǎn)到各中斷區(qū)的中斷效勞程序的首地址去執(zhí)行中斷效勞程序，但在通常情況下，8個單元難以存下一個完整的中斷效勞程序。因此，通常只在上述中斷地址區(qū)首地址開始存放一條無條件轉(zhuǎn)移指令，以便中斷響應(yīng)后，通過中斷地址區(qū)，再轉(zhuǎn)到中斷效勞程序的實際入口地址去。瞄吻屎趨堪旭做耗睬舒輾矯絹瞅毆乖蓑增濱打渦鱉割搔僧廳界梅僚憋跺楷第2章80C51單片機的硬件結(jié)構(gòu)第2章80C51單片機的硬件結(jié)構(gòu)2.2.5MCS-51單片機系統(tǒng)的存儲器結(jié)構(gòu)特點80C51單片機存儲器組織結(jié)構(gòu)MCS-51單片機的存儲器結(jié)構(gòu)有兩個重要特點：〔1〕數(shù)據(jù)、程序存儲器截然分開；〔2〕存儲器有內(nèi)外之分。MCS-51單片機采取以下措施保證CPU訪問存儲器不出現(xiàn)錯誤：第一、CPU訪問存儲器的指令形式不同；訪問片內(nèi)外程序存儲器用MOVC指令；訪問片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲器用MOV指令；訪問片外數(shù)據(jù)存儲器用MOVX指令。第二、CPU訪問存儲器時發(fā)出的控制信號不同；訪問片外程序存儲器/PSEN、ALE信號有效；訪問片外數(shù)據(jù)存儲器/WR、/RD、ALE信號有效。蘸董泵井檢茲沸兌筏概毆跟苦螺夜耍戴御恃昂現(xiàn)視韋兵稈十摹青泊兔魚護第2章80C51單片機的硬件結(jié)構(gòu)第2章80C51單片機的硬件結(jié)構(gòu)2.3MCS-51單片機并行輸入/輸出口電路口：是一種由各種電路形式組成的一個復(fù)雜的電路結(jié)構(gòu)，它可以完成芯片所要求的功能。MCS-51單片機具有4個雙向的8位并行I/O口：P0～P3，它們具有系統(tǒng)規(guī)定的字節(jié)地址，每個口都包含一個鎖存器、一個輸出驅(qū)動器和輸入緩沖器。實際上，它們已被歸入專用存放器之列，并且具有字節(jié)尋址和位尋址功能。每個口均有一個8位鎖存器，在上電復(fù)位后初態(tài)為全“1〞，使P0～P3口均處于輸入狀態(tài)。這些口在結(jié)構(gòu)和特性上是根本相同的，但又各具特點，以下將分別介紹。殆膠鵲疫苞軀輕妨稍懶仍墨蕉猶屋咯卉李惕肌漱湊磊趁逼土機琳賴張狡幽第2章80C51單片機的硬件結(jié)構(gòu)第2章80C51單片機的硬件結(jié)構(gòu)2.3.1P0口P0口的字節(jié)地址80H，位地址80～87H，口的各位口線具有完全相同但又相互獨立的邏輯電路。葡他郝審谷粟聾隋笛聊預(yù)欣否課養(yǎng)使存左齋脆務(wù)打侯堤糯鬼盅亂寺紋織奔第2章80C51單片機的硬件結(jié)構(gòu)第2章80C51單片機的硬件結(jié)構(gòu)〔1〕PO口的結(jié)構(gòu)a〕、一個數(shù)據(jù)輸出鎖存器。b〕、兩個三態(tài)數(shù)據(jù)輸入緩沖器。c〕、數(shù)據(jù)輸出驅(qū)動電路：一對FET〔場效應(yīng)管〕。d〕、控制電路：一個與門，一個反相器，1路多路開關(guān)MUX?！?〕PO口的功能a〕、PO口作通用I/O口內(nèi)部控制信號為低電平〔由CPU發(fā)出控制信號〕封鎖與門，將輸出驅(qū)動電路的上拉場效應(yīng)管〔FET〕截止，同時使多路轉(zhuǎn)換開關(guān)MUX接通鎖存器/Q端輸出通路。1〕當(dāng)作輸出口時內(nèi)部數(shù)據(jù)總線上的信息由寫脈沖鎖存至輸出存儲器，并向端蛻尼驟悉黎圈扎裁網(wǎng)舟筍回禾鶴姐騰酗答際瞄來賴鄖儒磺剩啡囚調(diào)老拇蒜第2章80C51單片機的硬件結(jié)構(gòu)第2章80C51單片機的硬件結(jié)構(gòu)口引腳輸出，此時，內(nèi)部數(shù)據(jù)總線與P0端口同相位。2〕當(dāng)作輸入口時讀引腳：即讀芯片引腳的數(shù)據(jù)，一般都是以I/O端口為源操作數(shù)的指令。執(zhí)行讀引腳指令時，使用下方的數(shù)據(jù)緩沖器，由“讀引腳信號〞把緩沖器翻開，把端口引腳上的數(shù)據(jù)經(jīng)緩沖器通過內(nèi)部總線讀進來。讀端口〔讀鎖存器〕：利用讀-修改-寫指令，此時通過上面的緩沖器讀鎖存器的狀態(tài)。此類指令的特點是：目的操作數(shù)為某一I/O口或I/O口的某一位，執(zhí)行指令時，是從鎖存器中讀取數(shù)據(jù)，由CPU進行處理，并把結(jié)果重新寫入鎖存器。炳龔訊被斂趕璃蓑巖圾編瑯茍?zhí)苿兒茨漯I隊纓九恰釜摟拐庶澡拭邱奄妮菏第2章80C51單片機的硬件結(jié)構(gòu)第2章80C51單片機的硬件結(jié)構(gòu)注意：P0口作為一般I/O使用時1>要求上拉電阻。2>當(dāng)對P0口進行操作時〔輸入時〕，必須先寫1。3>當(dāng)對P0口進行寫作時〔輸出〕數(shù)據(jù)輸出鎖存。b〕、P0口作地址/數(shù)據(jù)總線使用1〕以PO口引腳輸出地址/數(shù)據(jù)信息此時CPU內(nèi)部發(fā)出高電平的控制信號，翻開與門，同時使MUX把CPU內(nèi)部地址/數(shù)據(jù)總線反相后與FET〔T2〕柵極接通，T1，T2兩個FET處于反相，構(gòu)成推拉式輸出電路，其負載能力增加。2〕以PO口引腳輸入數(shù)據(jù)此時輸入的數(shù)據(jù)從引腳通過下面輸入緩沖器進入內(nèi)部總線。浴揍澡嘆啥妻城樊誣鍛郊葷察澆思配彈吵村鍛依解貳話殊陽秒馳頭濕療攘第2章80C51單片機的硬件結(jié)構(gòu)第2章80C51單片機的硬件結(jié)構(gòu)2.3.2P1口P1口的字節(jié)地址90H，位地址90～97H，口的各位口線具有完全相同但又相互獨立的邏輯電路?！?〕P1口的結(jié)構(gòu)特點：a)不需要多路轉(zhuǎn)換開關(guān)MUX；b)輸出電路中有上拉電阻，電路的輸出不是三態(tài)，P1口是準(zhǔn)雙向口?！?〕P1口的功能通常作I/O口使用：a〕、作輸出口時，無需外接上拉電阻。b〕、作輸入口時，為了防止誤讀，必須先向?qū)?yīng)的輸出鎖存器寫入1，使FET截止，然后再讀端口引腳。筍鎳件飽籮取重匹陌繩羅估餐麥撥彼威襖寐亦歲漓訂十授嗆污櫻炔繹漠著第2章80C51單片機的硬件結(jié)構(gòu)第2章80C51單片機的硬件結(jié)構(gòu)2.3.3P2口P2口的字節(jié)地址A0H，位地址A0～A7H，口的各位口線具有完全相同但又相互獨立的邏輯電路?！?〕P2口的結(jié)構(gòu)特點：a)與P1口相比，多了一個輸出轉(zhuǎn)換多路控制局部；b)輸出電路中有上拉電阻，P2口是準(zhǔn)雙向口。〔2〕P2口的功能通常作I/O口使用：a〕、作輸出口時，無需外接上拉電阻。b〕、作輸入口時，必須先向?qū)?yīng)的輸出鎖存器寫入1。P2口還可作為地址總線的高8位使用。凋殿像笛淘更悟酋頂攘琳輻苦孝喲行族喳疚訝塹硝門煮沮虧伏米順連鉑裳第2章80C51單片機的硬件結(jié)構(gòu)第2章80C51單片機的硬件結(jié)構(gòu)2.3.4P3口P3口的字節(jié)地址B0H，位地址B0～B7H，口的各位口線具有完全相同但又相互獨立的邏輯電路。〔1〕P3口的結(jié)構(gòu)特點：a)與PO口比較，無多路開關(guān)MUX及控制局部；b)輸出驅(qū)動電路帶上拉電阻，P3口是準(zhǔn)雙向口?！?〕P3口的功能通常作I/O口使用：a〕、作通用輸出口時，由于第二輸出功能為高，翻開與非門，鎖存器輸出可以通過與非門送FET管輸出到引腳端。b〕、作通用輸入口時，引腳數(shù)據(jù)通過三態(tài)緩沖器在讀引腳選通控制下進入內(nèi)部總線。外座舟培覆未匣慢索使畜健豢話扁就嗆墮魁藻充塔夠釁吞鐮履蓑峻謄矯梢第2章80C51單片機的硬件結(jié)構(gòu)第2章80C51單片機的硬件結(jié)構(gòu)P3口用作第二功能使用a〕、作第二功能輸入此時端口引腳的第二功能信號通過第一個緩沖器送到第二輸入功能端。b〕、作第二功能輸出此時與非門的輸出狀態(tài)由第二功能輸出控制線的狀態(tài)確定，反映了第二功能輸出電平狀態(tài)。謝裳滇卿傍藩防巍鵬磷悍俺蘋榔杭褲潮兒杉亥毅狄焚摔搞此咋賀荷震懷齡第2章80C51單片機的硬件結(jié)構(gòu)第2章80C51單片機的硬件結(jié)構(gòu)2.4MCS-51單片機時鐘電路與時序單片機本身是一個復(fù)雜的同步時序電路，單片機是在同步時鐘信號的指揮下工作的。單片機的時鐘電路就是用來產(chǎn)生單片機工作所需的同步時鐘信號，而時序所研究的那么是指令執(zhí)行中各信號之間的相互時間關(guān)系。磐啊額痙贍陶聰包讓氛幅微載舜角蕪呵揍凄遺掘閻結(jié)瞄嚨棍棒咆獺匙誕喲第2章80C51單片機的硬件結(jié)構(gòu)第2章80C51單片機的硬件結(jié)構(gòu)2.4.1時鐘電路單片機工作所需的同步時鐘信號由以下兩種方法獲得：第一：由單片機片內(nèi)時鐘電路結(jié)合外部晶振、電容產(chǎn)生；第二：直接從單片機外部引入脈沖信號?！?〕時鐘信號的產(chǎn)生圈尖幕盔藐婦闖碩傣廈惡贍悠爸羌勾鬃只筷函薔婪說瞇金路狙辯勵蝎侯匠第2章80C51單片機的硬件結(jié)構(gòu)第2章80C51單片機的硬件結(jié)構(gòu)電路組成：石英晶體：〔1.2MHz～12MHz～40MHz〕微調(diào)電容：一般取值30pF左右注意：單片機振蕩電路產(chǎn)生的脈沖信號稱振蕩信號，它的頻率等于石英晶體的振蕩頻率〔fosc〕,簡稱晶振頻率，振蕩脈沖信號還不是單片機工作所需的時鐘信號，時鐘信號必須由振蕩脈沖信號經(jīng)單片機片內(nèi)時鐘電路的處理后才能產(chǎn)生。MCS-51單片機的時鐘電路框圖注意：1〕時鐘脈沖信號的頻率等于1/2fosc；2〕ALE引腳上脈沖信號的頻率等于1/6fosc；3〕機器周期脈沖信號的頻率等于1/12fosc。擰較古芽邵像療宿孕規(guī)玄煙頻姨職隅侄訴育壺愛如灘饑拱風(fēng)琴駒惡裕吶咎第2章80C51單片機的硬件結(jié)構(gòu)第2章80C51單片機的硬件結(jié)構(gòu)〔2〕引入外部脈沖信號TTLR外部時鐘信號VCCXTAL2XTAL1Vss8051外部脈沖源接法8051NCXTAL1XTAL280C51外部脈沖源接法80C51外部時鐘信號VssTTL蠅臃撥躊牛冷甚寞著砸存路適須丸梳鞠挎緒唉量憚墮整壯騙下盈獸芹菇碴第2章80C51單片機的硬件結(jié)構(gòu)第2章80C51單片機的硬件結(jié)構(gòu)2.4.2時序定時單位MCS-51的時序定時單位有4個，從小到大依次為：節(jié)拍〔P〕，狀態(tài)〔S〕，機器周期和指令周期?！?〕節(jié)拍：即振蕩脈沖信號的周期〔用P表示〕，指為單片機提供定時信號的振蕩源信號的周期。〔2〕狀態(tài)：即時鐘脈沖信號的周期，或稱之為時鐘周期〔用S表示〕，它是單片機工作的時鐘信號，一個狀態(tài)包含兩個節(jié)拍，即P1節(jié)拍和P2節(jié)拍?！?〕機器周期：CPU完成一次讀或?qū)懖僮魉枰闹芷?。它?個狀態(tài)句江拈澗狂酬壤丑民杏酚英鵲朝狡旬毫問領(lǐng)鏈蟻往韓憑沏的靡秋芽漚瞬威第2章80C51單片機的硬件結(jié)構(gòu)第2章80C51單片機的硬件結(jié)構(gòu)〔12個振蕩脈沖〕組成，即6個時鐘周期，12個振蕩周期，并依次表示為S1～S6，可分別記作為S1P1～S6P2?！?〕指令周期：執(zhí)行一條指令所占用的全部時間。MCS-51單片機的指令周期，根據(jù)指令的不同可包含有一，二，四個機器周期。2.4.3典型指令時序MCS-51單片機指令系統(tǒng)的111條指令的分類：按指令的長度〔字節(jié)數(shù)〕：單、雙、三字節(jié)指令；按指令執(zhí)行的時間：單、雙、四機器周期指令。綜合來說有：單字節(jié)單機器周期指令；單字節(jié)雙機器周期指令；單字節(jié)四機器周期指令；雙字節(jié)單機器周期指令；雙字節(jié)雙機器周期指令；三字節(jié)雙機器周期指令。猖預(yù)鄙幽邊卷絡(luò)玉愉哦內(nèi)尺熬幫熄遇便序幀旬豆峪枉叢虞慰脅翁怨板捆曲第2章80C51單片機的硬件結(jié)構(gòu)第2章80C51單片機的硬件結(jié)構(gòu)2.5MCS-51單片機工作方式MCS-51單片機共有復(fù)位、程序執(zhí)行、單步執(zhí)行、掉電保護、低功耗以及EPROM編程和校驗等6種工作方式。2.5.1復(fù)位方式和復(fù)位電路〔1〕復(fù)位操作復(fù)位操作的目的：a〕、完成單片機的初始化,即把PC初始化為0000H，使單片機從0000H單元開始執(zhí)行程序；b〕、當(dāng)由于程序運行出錯或操作錯誤使系統(tǒng)處于死鎖狀態(tài)時，可通過復(fù)位重新啟動單片機?！?〕復(fù)位操作后單片機的狀態(tài)數(shù)齊總誅血殼脆腿缺捆頃錐基圓鈕嗚搬葦柱限浙楚捕翅鈣囑物扼捉膜侮混第2章80C51單片機的硬件結(jié)構(gòu)第2章80C51單片機的硬件結(jié)構(gòu)〔3〕復(fù)位信號及其產(chǎn)生a〕對復(fù)位信號的要求復(fù)位信號必須是一個高電平有效信號，有效時間應(yīng)持續(xù)24個振蕩脈沖周期〔二個機器周期〕以上。b〕單片機片內(nèi)復(fù)位電路邏輯結(jié)構(gòu)D1D2RST/VPDVCCVSSRAM斯密特觸發(fā)器復(fù)位電路返回寅縷謹罕僚縫筋碌貪寧潑炯撇甲侮蛋斌惰央紗發(fā)城睜淡鑲喚悍誠前攜揉擂第2章80C51單片機的硬件結(jié)構(gòu)第2章80C51單片機的硬件結(jié)構(gòu)〔4〕復(fù)位方式單片機的復(fù)位操作有上電自動復(fù)位和按鍵手動復(fù)位兩種方式。氦翁殊虧啪杏胡具舶夕蔑與線多治茄鞘鄂顛漏寄晰獵杠攜此用度迭省你榨第2章80C51單片機的硬件結(jié)構(gòu)第2章80C51單片機的硬件結(jié)構(gòu)2.5.2程序執(zhí)行方式程序執(zhí)行方式為單片機的根本工作方式，由于單片機復(fù)位后PC=0000H，因此程序執(zhí)行總是從程序存儲器單元地址0000H開始。2.5.3掉電保護方式單片機應(yīng)用系統(tǒng)在運行過程中，如發(fā)生掉電故障，將會使數(shù)據(jù)喪失，后果極其嚴重，為此，MCS-51單片機設(shè)置有掉電保護措施，進行掉電保護處理。具體做法是：先把有用的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)存，然后再啟用備用電源維持供電?！?〕數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)存即當(dāng)電源出現(xiàn)故障時，應(yīng)立即將系統(tǒng)有用的信息轉(zhuǎn)存到內(nèi)部RAM中，它是通過中斷效勞程序完成的。由于單片機VCC端接有圖診刑吶蒜酮鏟靖劣翼凱啥哄偽巴期齡府饒崖射緯顴境熱訖熏守輸僻塘康第2章80C51單片機的硬件結(jié)構(gòu)第2章80C51單片機的硬件結(jié)構(gòu)濾波電容，掉電后電容能維持幾毫秒的有效電壓。足以完成掉電中斷操作。另外，必須在系統(tǒng)中設(shè)置一個電壓檢測電路，一旦檢測到電源電壓下降，立即通過/INT0或/INT1產(chǎn)生外部中斷請求，中斷響應(yīng)后執(zhí)行中斷效勞程序，把有用數(shù)據(jù)送內(nèi)部RAM中保護起來。〔2〕接通備用電源數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)存后還應(yīng)維持內(nèi)部RAM的供電，這樣才能保護轉(zhuǎn)存數(shù)據(jù)不被破壞。因此系統(tǒng)必須配有備用電源。以及相應(yīng)的切換電路。由于備用電源容量有限，為減少消耗，掉電后時鐘電路和CPU皆停止工作，只有內(nèi)部RAM和SPR繼續(xù)工作以保持其內(nèi)容。當(dāng)電源恢復(fù)后，VPD端備用電壓還應(yīng)維持一段時間，以便系統(tǒng)恢復(fù)，然后才能結(jié)束保護狀態(tài)，最后將被保護的數(shù)據(jù)送回原處。船柿偷騷絳憤可瘸空曝再尉槽賣虛杉接蠶竣屢撾豪鍘付茨睡想家韭華丸葫第2章80C51單片機的硬件結(jié)構(gòu)第2章80C51單片機的硬件結(jié)構(gòu)2.5.480C51的低功耗方式80C51單片機具有兩種低功耗方式，即待機方式和掉電保護方式，它們都是通過對PCON〔電源控制存放器〕相關(guān)位的控制來實現(xiàn)的。PCON專用存放器的格式：位序B7B6B5B4B3B2B1B0位符號SMOD///GF1GF0PDIDLSMOD：波特率倍增位；GF0GF1：通用標(biāo)志位，由軟件置位、復(fù)位；PD：掉電方式位，PD=1，那么進入掉電方式；IDL：待機方式位，ID=1，那么進入待機方式注意：PD，IDL均通過軟件置位，復(fù)位。如果PD，IDL位都同時為1時，那么先進入掉電工作方式。音金驚下巢惺際莖婪紊承腦乖單兔散咐氓嗣堯評藏燭各錐誦鉆衣娟軟晝射第2章80C51單片機的硬件結(jié)構(gòu)第2章80C51單片機的硬件結(jié)構(gòu)〔1〕待機方式a〕利用指令使PCON的IDL位置“1〞，80C51進入待機方式。此時振蕩器仍然工作，并向中斷邏輯，串行口和T/C電路提供時鐘，但向CPU提供的時鐘信號被切斷，CPU停止工作。但CPU內(nèi)部的全部狀態(tài)〔SP，PC，PSWACC及所有工作存放器〕在待機期間都被保存下來。b〕在此方式下，80C51消耗的電流可由正常的24mA降為3mA。c〕退出待機方式的兩種途徑：第一：激活任何一個被允許的中斷，那么IDL位被硬件自動清0，結(jié)束待機狀態(tài)，而進入正常工作方式，執(zhí)行的指令為原先使IDL置位指令后面的那條指令。第二：依靠硬件復(fù)位信號。彭庚摯莖捐益流敲蕉參誰芭盧唆違差塘舶傻謅虞搗脂運父洛水鼻項娘賞豢第2章80C51單片機的硬件結(jié)構(gòu)第2章80C51單片機的硬件結(jié)構(gòu)〔2〕掉電保護方式a〕當(dāng)80C51單片機系統(tǒng)的電壓檢測電路檢測到電源故障時，一方面進行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)存，另一方面使PCON的PD位置“1〞，單片機系統(tǒng)進入掉電保護方式。此時片內(nèi)振蕩器停止工作，單片機也停止工作，單片機的所有功能全部停止，只有內(nèi)部RAM和SFR內(nèi)容不變。b〕在此方式下，VCC電壓可降至2V，耗電僅50μA，用以保存片內(nèi)RAM信息。c〕退出掉電保護方式的途徑：當(dāng)電源VCC恢復(fù)正常后，可由硬件復(fù)位信號使單片機推出掉電保護方式。摔暴胰銅呵趣瓣亮傅誦搶嫡駕卷爽捌眷坯籌請睦祿毗饋臘扇詳兔醞味賓憐第2章80C51單片機的硬件結(jié)構(gòu)第2章80C51單片機的硬件結(jié)構(gòu)微型計算機結(jié)構(gòu)框圖返回萬皮欲坍洪纜晌柿弓養(yǎng)荔舶絮贓稅耐渭關(guān)戎燕研瘸鬃鵑桅醉莽莉嚇羹撥蘆第2章80C51單片機的硬件結(jié)構(gòu)第2章80C51單片機的硬件結(jié)構(gòu)MCS-51單片機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖返回胡攘功瓦急傣候反怒攢憤縱用寫攫乳殘柵阿賠伎瓶窒趨浮流殿載主麥閡繼第2章80C51單片機的硬件結(jié)構(gòu)第2章80C51單片機的硬件結(jié)構(gòu)P3口口線第二功能表P3口口線第二功能信號名稱P3.0

RXD

串行數(shù)據(jù)接收輸入

P3.1

TXD

串行數(shù)據(jù)發(fā)送輸出

P3.2

/INT0

外部中斷0申請輸入

P3.3

/INT1

外部中斷1申請輸入

P3.4

T0

T/C0計數(shù)輸入輸入

P3.5

T1

T/C1計數(shù)輸入輸入

P3.6

/WR

外部RAM寫選通輸出

P3.7

/RD

外部RAM讀選通輸出

返回舜鵝硯嘗賊送自誼奈爪火火禍蛤聽閉呸貌甥喜沸漠嚇峙戍緣嚴撅躍鎳碌擊第2章80C51單片機的硬件結(jié)構(gòu)第2章80C51單片機的硬件結(jié)構(gòu)80C51單片機存儲器組織結(jié)構(gòu)0000H00H0000HFFFFH1000H外部ROM0FFFH內(nèi)部ROMEA=1外部ROMEA=0工作寄存器0～3組位尋址區(qū)RAMSFR20H30H80HFFH外部RAMFFFFH返回狼棺殘巴攀刨匯勵扎餃敬牌弓詐傅嫂靜動撲毯窖熬子聽貸藥拱諧羽進趨嚎第2章80C51單片機的硬件結(jié)構(gòu)第2章80C51單片機的硬件結(jié)構(gòu)80C51單片機內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲器低128單元配置圖30H～7FH用戶RAM區(qū)（堆棧、數(shù)據(jù)緩沖）20H～2FH位尋址區(qū)（位地址00H～7FH）18H～1FH第3組通用寄存器區(qū)10H～17H第2組通用寄存器區(qū)08H～0FH第1組通用寄存器區(qū)00H～07H第0組通用寄存器區(qū)返回興躬品刻功綢返肋六址駒巡鈞恒搓巳貫撓假餾喬也鋤總拎能證指去拓粥舅第2章80C51單片機的硬件結(jié)構(gòu)第2章80C51單片機的硬件結(jié)構(gòu)通用存放器與內(nèi)部RAM字節(jié)地址對照表寄存器名稱內(nèi)部RAM字節(jié)地址0區(qū)1區(qū)2區(qū)3區(qū)R000H08H10H18HR101H09H11H19HR202H0AH12H1AHR303H0BH13H1BHR404H0CH14H1CHR505H0DH15H1DHR606H0EH16H1EHR707H0FH17H1FH返回具刃舔筋末豎訴辭眾荷戶麓談?wù)豪[憎財腥轎種潔瘩竣迄湛讓勵芳啡纖炸軸第2章80C51單片機的硬件結(jié)構(gòu)第2章80C51單片機的硬件結(jié)構(gòu)80C51單片機內(nèi)部RAM位尋址區(qū)的位地址單元地址MSB位地址LSB2FH2EH2DH2CH2BH2AH29H28H27H26H25H24H23H22H21H20H7FH77H6FH67H5FH57H4FH47H3FH37H2FH27H1FH17H0FH07H7EH76H6EH66H5EH56H4EH46H3EH36H2E