創(chuàng)新協(xié)會(huì)單片機(jī)最小系統(tǒng)學(xué)習(xí)資料

第1章單片機(jī)最小系統(tǒng)——單片機(jī)最小硬件系統(tǒng)簡(jiǎn)介1.1計(jì)算機(jī)、微型機(jī)、單片機(jī)及單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)概述微型計(jì)算機(jī)的出現(xiàn)給人類生活帶來了根本性的變化，使現(xiàn)代科學(xué)研究產(chǎn)生了質(zhì)的飛躍，單片機(jī)技術(shù)的出現(xiàn)則給現(xiàn)代工業(yè)測(cè)控領(lǐng)域帶來了一次新的技術(shù)革命。它在工業(yè)控制、數(shù)控采集、智能化儀表、辦公自動(dòng)化等諸多領(lǐng)域得到了極為廣泛的應(yīng)用，毫不夸張地說，單片機(jī)技術(shù)的開發(fā)和應(yīng)用水平已逐步成為一個(gè)國(guó)家工業(yè)發(fā)展的標(biāo)志之一。單片微型計(jì)算機(jī)（SingleChipMicroComputer）簡(jiǎn)稱單片機(jī)，它是一種把組成微型計(jì)算機(jī)的各功能部件：中央處理單元CPU、一定容量的隨機(jī)存儲(chǔ)器RAM和只讀存儲(chǔ)器ROM、I/O接口電路、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器以及串行口等制作在一塊芯片中的計(jì)算機(jī)。由于單片機(jī)的硬件結(jié)構(gòu)與指令系統(tǒng)的功能都是按工業(yè)控制要求而設(shè)計(jì)的，常用在工業(yè)檢測(cè)、控制裝置中，因而也稱為微控制器（Micro-Controller）。單片機(jī)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、控制功能強(qiáng)、可靠性高、體積小、價(jià)格低等特點(diǎn)，在家用電器、智能化儀器、工業(yè)控制以及火箭導(dǎo)航尖端技術(shù)領(lǐng)域都發(fā)揮著十分重要的作用。單片機(jī)及單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)1．微型計(jì)算機(jī)及微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)計(jì)算機(jī)的硬件系統(tǒng)由運(yùn)算器、存儲(chǔ)器、控制器、輸入和輸出設(shè)備五大部分組成。把運(yùn)算器、控制器及一些寄存器集成在一塊硅片上而成為獨(dú)立的器件，該器件就稱為微處理器（CPU）。微處理器芯片、存儲(chǔ)器芯片、輸入/輸出接口電路芯片以及外部設(shè)備，在它們之間用總線連接起來就構(gòu)成了微型計(jì)算機(jī)，如圖1-1所示。圖1-1微型計(jì)算機(jī)組成框圖可見，微型計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)的突出特征是具有一個(gè)包含運(yùn)算器和控制器的集成芯片微處理器（CPU）。微型機(jī)硬件系統(tǒng)各部分的組成及功能簡(jiǎn)述如下：1）微處理器微處理器是微型計(jì)算機(jī)的核心，其結(jié)構(gòu)示意如圖1-2所示。圖1-2微處理器結(jié)構(gòu)示意圖微處理器包括運(yùn)算器，控制器和寄存器組3個(gè)基本部分。（1）運(yùn)算器：運(yùn)算器是計(jì)算機(jī)的運(yùn)算部件，用于實(shí)現(xiàn)算術(shù)和邏輯運(yùn)算。計(jì)算機(jī)的數(shù)據(jù)運(yùn)算和處理都在這里進(jìn)行。芒通常運(yùn)算器兩由算術(shù)晶/巾邏輯運(yùn)算單莊元停ALU鈔、累加器罰A耽、暫存寄存閉器、標(biāo)志寄懇存器需F絨等組成。槍累加器劍A指是一個(gè)特殊追的寄存器。償通常其作用左有兩個(gè)：一渡是運(yùn)算時(shí)把蒸一個(gè)操作數(shù)慘經(jīng)暫存器送叼至簽ALU芳；二是在運(yùn)徒算后保存其蕩運(yùn)算結(jié)果。吸暫存寄存器想用來暫時(shí)存程儲(chǔ)數(shù)據(jù)總線神或其他寄存劑器送來的操絕作數(shù)，是犁ALU刻的數(shù)據(jù)輸奸入源。領(lǐng)標(biāo)志寄存器鄙F哪用來保存次ALU嫩運(yùn)算結(jié)果的格特征（如進(jìn)陵位標(biāo)志、溢販出標(biāo)志等）訂和處理器的帽狀態(tài)，這些汽特征和狀態(tài)餅可以作為控聽制程序轉(zhuǎn)移老的條件。拌算術(shù)追/歌邏輯運(yùn)算單今元啄ALU朝由加法器和丑相應(yīng)的控制耐邏輯電路組載成。它能分席別對(duì)來自兩它個(gè)暫存器數(shù)昨據(jù)源的兩個(gè)唇操作數(shù)進(jìn)行責(zé)加、減、與勒、或等運(yùn)算盲，還能進(jìn)行拾數(shù)據(jù)的移位磚。者ALU泛進(jìn)行何種運(yùn)因算由控制器右發(fā)出的命令竟確定，運(yùn)算殺后的結(jié)果經(jīng)戲數(shù)據(jù)總線送鐘至累加器漸A揭，同時(shí)影響隸標(biāo)志寄存器散F煩的狀態(tài)。喬（落2德）控制器：嶄計(jì)算機(jī)的控踩制器由指令弄寄存器廣IR候、指令譯碼郊器痰ID樓、定時(shí)及控崗制邏輯電路污和程序計(jì)數(shù)芳器濱PC痕等組成，它彎控制使計(jì)算夾機(jī)各部分自赴動(dòng)、協(xié)調(diào)地怨工作?？刂祁}器按照指定撐的順序從程佩序存儲(chǔ)器中撲取出指令進(jìn)散行譯碼并根器據(jù)譯碼結(jié)果棕發(fā)出相應(yīng)的巧控制信號(hào)，陶從而完成該幸指令所規(guī)定填的任務(wù)。飛指令寄存器耽IR方用來保存當(dāng)六前正在執(zhí)行膜的一條指令鎮(zhèn)。要執(zhí)行一歪條指令，首吩先要把它從館程序存儲(chǔ)器堡中取到指令鑄寄存器中。今指令的內(nèi)容突包括操作碼幸和操作數(shù)（朽或操作數(shù)的鞏地址碼）兩剛部分。操作煉碼送到指令抄譯碼器串ID摘，經(jīng)譯碼后刷確定所要執(zhí)悄行的操作；底操作數(shù)的地烤址碼也要送稿到操作數(shù)地評(píng)址形成電路深以便形成真李正的操作數(shù)吩地址。透定時(shí)及控制枕邏輯電路是維CPU載的核心部件敘。它的任務(wù)另有控制取指姥令、執(zhí)行指謝令、存取操梢作數(shù)或運(yùn)算庫結(jié)果等操作睜，向其他部雅件發(fā)出控制頓信號(hào)，協(xié)調(diào)閃各部件的工擊作?？壮绦蛴?jì)數(shù)器背PC怎也叫指令地暢址計(jì)數(shù)器?？从?jì)算機(jī)的程華序是有序地矩存儲(chǔ)在程序帝存儲(chǔ)器中的胞各種指令的瀉集合。計(jì)算補(bǔ)機(jī)運(yùn)行時(shí)，州按順序取出荒程序存儲(chǔ)器俯中的指令并關(guān)逐一執(zhí)行。煎程序計(jì)數(shù)器股PC俗指出當(dāng)前要偽執(zhí)行的指令株的地址。每以當(dāng)指令取出序后，疏PC撇的內(nèi)容自動(dòng)潮加郵1即（除轉(zhuǎn)移指稻令外），從辮而指向按序哈排列的下一終條指令的地謙址。若遇到挖轉(zhuǎn)移指令（族JMP俱）、子程序同調(diào)用指令（嫂CALL法）或返回指目令（碼RET較）時(shí)，這些互指令會(huì)把要枝執(zhí)行的下一燦條指令的地繳址直接置入庭PC杰中，器PC遭的內(nèi)容才會(huì)兆突變。程序臟計(jì)數(shù)器歸PC微的位數(shù)決定點(diǎn)了微處理器零所尋址的存繼儲(chǔ)器空間。及（3）寄存薄器組：寄存為器組作為C封PU內(nèi)部的右暫存單元至屋關(guān)重要，它儀是CPU處通理數(shù)據(jù)所必蹤需的一個(gè)存次取空間，其吊多少直接影拳響著微機(jī)系反統(tǒng)處理數(shù)據(jù)夫的能力和速協(xié)度。2）存儲(chǔ)器呢存儲(chǔ)器是計(jì)慧算機(jī)存放程芽序或數(shù)據(jù)的符器件，它由步若干存儲(chǔ)單鼓元組成。存刑儲(chǔ)器有兩個(gè)駱指標(biāo)：膜①坊存儲(chǔ)容量是欣指存儲(chǔ)器所詢能存放的最敵大字節(jié)數(shù)，彈每個(gè)存儲(chǔ)單列元按順序都臨有一個(gè)惟一殃的編號(hào)，即蹄存儲(chǔ)地址；無②既存取時(shí)間是傭指存儲(chǔ)器存燦取一次數(shù)據(jù)蠢所需要的時(shí)箭間，在某種橡程度上，它女決定著計(jì)算蓮機(jī)系統(tǒng)的運(yùn)交行速度。甚存儲(chǔ)器又分仍內(nèi)存儲(chǔ)器和港外存儲(chǔ)器。以存放程序的消存儲(chǔ)器采用漂只讀存儲(chǔ)器莖（恢ROM鋼）；存放輸銀入旬/射輸出數(shù)據(jù)或復(fù)中間結(jié)果的績(jī)存儲(chǔ)器采用粥隨機(jī)存儲(chǔ)器以（敘RAM惱）。在實(shí)驗(yàn)枕系統(tǒng)中使用撇的懶EEPRO螞M2864屋、故SRAM6薯264抖都是存儲(chǔ)器高芯片。悉3辦）輸入設(shè)備疤輸入設(shè)備用鳳于把程序和坡數(shù)據(jù)輸入到般計(jì)算機(jī)中。蜘常用的輸入火設(shè)備有鍵盤盜、鼠標(biāo)、光束電輸入機(jī)等葬?？?榜）輸出設(shè)備才輸出設(shè)備用扒于把計(jì)算機(jī)杠數(shù)據(jù)計(jì)算或徐數(shù)據(jù)處理的喂結(jié)果，以用由戶需要的形價(jià)式顯示或打睡印出來。常錯(cuò)用的輸出設(shè)角備有打印機(jī)疏、顯示器、丟繪圖儀等。健計(jì)算機(jī)用于嘉控制時(shí)，輸捕入輸出信息副還包括現(xiàn)場(chǎng)太的各種信息泄和控制命令望。揭軟件系統(tǒng)和阿硬件系統(tǒng)共絡(luò)同構(gòu)成完整州的微型機(jī)系蜻統(tǒng)，兩者相車輔相成，缺食一不可。會(huì)2匠．嗽單片微型計(jì)小算機(jī)任前面已經(jīng)提竹到：?jiǎn)纹⑻m型計(jì)算機(jī)簡(jiǎn)熱稱單片機(jī)，嶄它是指把組宴成微型計(jì)算杠機(jī)的各功能鎮(zhèn)部件集成在瀉一個(gè)芯片上滿構(gòu)成一個(gè)完畢整的微型機(jī)蛋，從而實(shí)現(xiàn)鼻微型計(jì)算機(jī)數(shù)的基本功能烤。單片機(jī)實(shí)嚷質(zhì)上是一個(gè)材芯片，在實(shí)患際應(yīng)用中通秋常很難直接春把單片機(jī)和烤受控對(duì)象進(jìn)靠行電氣連接懇，而是必須忙外加各種擴(kuò)援展接口電路扇以至外部設(shè)鐘備，連同貪受控對(duì)象和修單片機(jī)程序喇軟件構(gòu)成一消個(gè)單片機(jī)應(yīng)鹽用系統(tǒng)?；陥D菜1鈔-爸3誤微型計(jì)橫算機(jī)系統(tǒng)結(jié)盤構(gòu)示意圖遇互舉夫圖堅(jiān)1壽-怪4家單片機(jī)柄內(nèi)部結(jié)構(gòu)示袍意圖弄支典MCS-5煮1丙系列單片機(jī)昆Intel般公司于彈1976五年推出了初MCS-4渣8磨系列單片機(jī)糕，于跑1980獎(jiǎng)年推出了叼MCS-5導(dǎo)1瞞系列單片機(jī)饞，于網(wǎng)1983恒年推出了腫MCS-9謀6線系列單片機(jī)瀉。想1撞．誠(chéng)MCS-5稿1意系列單片機(jī)梁MCS-5經(jīng)1癥系列單片機(jī)晌是一種高性帥能的梨8霧位單片機(jī)，雀它是在街MCS-4家8勞系列單片機(jī)分的基礎(chǔ)上推柿出的第二代而單片機(jī)。其喇典型產(chǎn)品為若8051很，封裝為幕40額引腳。芯片漸內(nèi)部集成有恐：尸一個(gè)從8架位的微處理鵲器（膽CPU鄭）紙4KB誼的程序存儲(chǔ)毫器鎖128B亡的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)挪器塘64KB泊的片外程序稿存儲(chǔ)器尋址差能力偷64KB謀的片外數(shù)據(jù)萌存儲(chǔ)器尋址令能力喚32豪根輸入帝/諸輸出線斗1巡個(gè)全雙工異衰步串行口急2蔥個(gè)咐16堡位定時(shí)站/敢計(jì)數(shù)器民5麗個(gè)中斷源，色2發(fā)個(gè)優(yōu)先級(jí)撇MCS-5繳1蒜系列單片機(jī)威按片內(nèi)有無斷程序存儲(chǔ)器初及程序存儲(chǔ)塌器的形式分攻為三種基本緊產(chǎn)品：吃8051砌、刊8751責(zé)和柿8031阿。我1.2逝置MCS-5由1移單片機(jī)結(jié)構(gòu)鋸和原理丘科歷MCS-贊51稻單片機(jī)的引割腳及內(nèi)部結(jié)弊構(gòu)脹對(duì)于一個(gè)單莖片機(jī)應(yīng)用系偵統(tǒng)的開發(fā)設(shè)她計(jì)者，熟悉浪并掌握單片持機(jī)的硬件結(jié)杠構(gòu)是十分重雅要的，這里漁從實(shí)際需要肌出發(fā)，只介棚紹與程序設(shè)注計(jì)和系統(tǒng)擴(kuò)災(zāi)展應(yīng)用有關(guān)李的內(nèi)容。紐1．墻89C51葵的外部引腳搞8賓9社C比51踐是標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)40甚引腳雙列直濕插式集成電棍路芯補(bǔ)片。圖1-689C51引腳勉按其功能可海分為電源、奏時(shí)鐘、控制四和味I/O圖1-689C51引腳驕1懶）電源引腳理VCC：芯設(shè)片主電源，遼外接快+5V影；GND：毀電源地線。巴2拾）時(shí)鐘引腳膜XTAL1劃與碗XTAL2旱為內(nèi)部振蕩敘器的兩條引錦出線。域3益）控制引腳躲（勉1缸）迫ALE/重：地址鎖存槍控制信號(hào)疲/宵編程脈沖輸里入端仰在擴(kuò)展系統(tǒng)僑時(shí)，弊ALE自用于控制把濫P0付口輸出的低戚8蒼位地址鎖存禍起來，以實(shí)簽現(xiàn)低雹8豐位地址和數(shù)捏據(jù)的隔離，預(yù)P0憂口作為數(shù)據(jù)福地址復(fù)用口酷線。當(dāng)訪問砌單片機(jī)外部房程序或數(shù)據(jù)棚存儲(chǔ)器或外矛接看I/O詠口時(shí)，功ALE棚輸出脈沖的殼下降沿用于辜低殃8胖位地址的鎖打存信號(hào)；即瓶使不訪問單督片機(jī)外部程蹦序或收據(jù)存軍儲(chǔ)器或外接法I/O躍口，萌ALE縣端仍以晶振繁頻率的該1/6暫輸出正脈沖嶼信號(hào)，因此著可作為外部繭時(shí)鐘或外部揭定時(shí)信號(hào)使離用。但應(yīng)注屑意，此時(shí)不丈能訪問單片明機(jī)外部程序云、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)抗器或外設(shè)炎I/O腔接口。您ALE款端可以驅(qū)動(dòng)栽8史個(gè)敵TTL油負(fù)載。棕對(duì)于E垃EPROM美型單片機(jī)（才89C萬51互）或員EPROM們型單片機(jī)（虛8751攜），在革EEPRO塊M腥或餅EPROM遷編程期間，隆該引腳用來霉輸入一個(gè)編脫程脈沖都。頸（于2?。┚悖浩獬绦虿麓鎯?chǔ)器讀選衫通有效信號(hào)異在劍CPU暑向片外程序會(huì)存儲(chǔ)器讀取向指令和常數(shù)托時(shí)，每個(gè)機(jī)荒器周期放兩次低電平昏有效。但在綢此期間，每眼當(dāng)訪問外部厚數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器尺或突I/O坡接口時(shí)，該藏兩次低電平同有效信號(hào)將俯不出現(xiàn)。拆端可以驅(qū)動(dòng)菌8趨個(gè)這TTL駁負(fù)載。醉（謎3題）駝/VPP踩：訪問程序夸存儲(chǔ)器控制割信號(hào)佩/叨編程電源輸菠入端撐當(dāng)該引腳罷信號(hào)為低電平平時(shí)，只訪兄問片外程序黑存儲(chǔ)器，不膝管片內(nèi)是否渣有程序存儲(chǔ)鋤器；當(dāng)該引貸腳為高電平凍時(shí)，單片機(jī)叉訪問片內(nèi)的廟程序存儲(chǔ)器給。但對(duì)街AT惱89C撤51缸來說，當(dāng)嗽PC穴（程序計(jì)數(shù)嬌器）值超出求4K芒地址時(shí)，自洞動(dòng)轉(zhuǎn)到片外執(zhí)程序存儲(chǔ)器楊1000H屬開始順序讀魔取指令。況對(duì)于架EEPRO祝M漁型單片機(jī)（啦89C桐51基）或租EPROM疑型單片機(jī)（瓣8751酸），在系EEPRO遷M酷或啦EPROM獅編程期間，改該引腳用于哥施加一個(gè)醬+12V歷或及+21V葵的電源。帆（片4瓦）扛RST/V聰PD查：復(fù)位傳/漆掉電保護(hù)信著號(hào)輸入端部當(dāng)振蕩器運(yùn)加行時(shí)，在該尤引腳加上一粉個(gè)溜2歷個(gè)機(jī)器周期占以上的高電客平信號(hào)，就蕩能使單片機(jī)次回到初始狀鼻態(tài)，即進(jìn)行倉復(fù)位。征掉電期間，墳該引腳可接系上備用電源抗（跨VPD泉）以保持內(nèi)易部添RAM堅(jiān)的數(shù)據(jù)。丑4）I/O其引腳影P0跑口（那P0促.漿0擋～亮P0冬.鑄7嬌）：秤8去位雙向并行貴I/O箏接口。擴(kuò)展翼片外存儲(chǔ)器蒼或上I/O跟口時(shí)，作為陵低兔8腎位地址總線臣和竟8們位數(shù)據(jù)總線狂的分時(shí)復(fù)用俊接口，它為狐雙向三態(tài)。釣P1餅口（求P1款.垮0疾～良P1搜.牢7霞）：狂8蔬位準(zhǔn)雙向并確行雹I/O償接口。揪P1懲口每一位都屠可以獨(dú)立設(shè)源置成輸入輸右出位。扣P2脈口（求P2心.榴0怎～應(yīng)P2各.漆7煎）：擱8碌位準(zhǔn)雙向并撤行覺I/O克接口。擴(kuò)展捐外部數(shù)據(jù)、讀程序存儲(chǔ)器朗時(shí)，作為高肉8凈位地址輸出培端口。富P3其口（鉤P3陽.遷0斥～深P3陪.肝7終）：球8身位準(zhǔn)雙向并霧行才I/O嗓接口。除了鏈與止P1伴口有一樣的航功能外，每喇一個(gè)引腳還前兼有第二功不能。三以上是把躍MSC-5閣1吊單片機(jī)芯片門全部桌40旺個(gè)信號(hào)引腳仗的定義及功促能作一簡(jiǎn)單電說明。毛2昆．鑒8悔9C園51的內(nèi)部上結(jié)構(gòu)忙8陶9C51單身片機(jī)由運(yùn)算傷器和控制器螞組成的微處館理器、片內(nèi)悲存儲(chǔ)器珍RAM/R靜OM洋、詞P0指～江P3紫組成的王I/O午端口以及各滾種存儲(chǔ)器組脾成的特殊功渠能寄存器圓SFR塞和串行接口很、定時(shí)折/脈計(jì)數(shù)器、中蠢斷系統(tǒng)、振撕蕩器等構(gòu)成賓。下面介紹承其各構(gòu)成部舉分的基本含券義。祥1刊）燙8窯9C為51的微處忽理器（幅CPU乘）貪微處理器是淹單片機(jī)的核辦心部分，完案成運(yùn)算和控驅(qū)制功能。岸8宏9C掃51的踩CPU彼能處理因8博位二進(jìn)數(shù)或腎代碼，它由幅運(yùn)算器（包窮括算術(shù)抹/竊邏輯運(yùn)算單圍元慌ALU耍、累加器鮮A留、寄存器汁B適、暫存寄存侵器、程序狀引態(tài)字寄存器降PS是W茫）、控制器鞠（包括指令篇寄存器鎖IR襲、指令譯碼炊器油ID萍、定時(shí)及控緩制邏輯電路睬）、程序計(jì)糟數(shù)器由PC韻等組成。茄2依）邪8庸9C職51的內(nèi)部遲數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器果（內(nèi)部落RAM撥）叉8降9C先51芯片中真共有攜256縮個(gè)響RAM掠單元，但其蚊中高串128咐單元被專用駛寄存器慨SFR慚占用，能作末為寄存器供產(chǎn)用戶使用的撥只是低犬128桂單元，地址悟范圍是鮮00H丹～罷7FH育，用于存放澆可讀寫的數(shù)抬據(jù)。因此通渠常所說的內(nèi)圍部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)參器是指低商128線單元，簡(jiǎn)稱姥內(nèi)部傭RAM眉。茅3耗）對(duì)8禁9C朋51的內(nèi)部迷程序存儲(chǔ)器然（內(nèi)部舅ROM扮）遺8綿9C淹51芯片中匠共有充4KBFP尋EROM善，地址范圍銅是桐0000H紋～囑0FFFH沾，用于存放宵程序、原始做數(shù)據(jù)或表格桶，因此稱之緩為程序存儲(chǔ)畝器，簡(jiǎn)稱內(nèi)敬部碼ROM首。劉4呀）定時(shí)蔬/啞計(jì)數(shù)器抱8覽9C已51芯片中塞共有兩個(gè)很16州位的定時(shí)增/揀計(jì)數(shù)器以實(shí)寨現(xiàn)定時(shí)或計(jì)皇數(shù)功能，并屠以其定時(shí)或揪計(jì)數(shù)結(jié)果實(shí)圈現(xiàn)控制功能屯。那5芽）并行棕I/O游口捆8籃9C疊51芯片中稍共有崇4慶個(gè)鍬8麥位的凈I/O幟口（離P0殃、延P1稿、穩(wěn)P2死、噸P3鴨）以實(shí)現(xiàn)數(shù)犯據(jù)的并行輸恐入蓬/斑輸出。本書賢在實(shí)訓(xùn)幼1別中已經(jīng)使用奮了狼P1引口，通過敘P1奏口連接邊8盡個(gè)發(fā)光二極多管。6）串行口霧8酷9C招51單片機(jī)閱有一個(gè)全雙建工的串行口頓以實(shí)現(xiàn)單片婦機(jī)和其他設(shè)職備之間的串喬行數(shù)據(jù)傳送地。該串行口銀功能較強(qiáng)，壽既可作為全致雙工異步通示信收發(fā)器使丹用，也可作期為同步移位應(yīng)器使用。蓬7戚）中斷控制帥系統(tǒng)下MCS-5游1擾系列單片機(jī)疑的中斷功能煙較強(qiáng)以滿足洲控制應(yīng)用的分需要。喘8荷9C軍51共有貨5扶個(gè)中斷撓源，即外皺中斷兩個(gè)、故定時(shí)有/譯計(jì)數(shù)中斷兩午個(gè)、串行中驚斷一個(gè)。全嬌部中斷分為略高級(jí)和低級(jí)日兩個(gè)優(yōu)先級(jí)徹別?？?葛）時(shí)鐘電路荷89C纏51芯片的絨內(nèi)部有時(shí)鐘紐電路，但石竿英晶體和微扒調(diào)電容需外曠接。時(shí)鐘電雞路位單片機(jī)糾產(chǎn)生時(shí)鐘脈違沖序列。系毫統(tǒng)允許的晶裕振頻率一般但為慮6MH絞z～籃12MH超z。巨從上述內(nèi)容駕可以看出，兼MCS-5趨1姐雖然是一個(gè)直單片機(jī)芯片睛，但作為計(jì)姜算機(jī)應(yīng)該具末有的基本部勞件它都包括拋，因此，實(shí)糠際上它已屬郵于一個(gè)簡(jiǎn)單施的微型計(jì)算懇機(jī)系統(tǒng)了。濟(jì)庸MCS辦-51懶單片機(jī)的內(nèi)孕部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)鮮器潔存儲(chǔ)器功能罵是存儲(chǔ)信息向——狼程序和數(shù)據(jù)夫。存儲(chǔ)器按們其存取方式志可以分成兩陡大類，一類廊是隨機(jī)存取枝存儲(chǔ)器（矮RAM體）；另一類干是只讀存儲(chǔ)略器（雅ROM迅）。辮對(duì)于恰RAM館，畏CPU反在運(yùn)行過程旨中能隨時(shí)進(jìn)侮行寫入和讀苦出，但在關(guān)徑閉電源時(shí)，列其存儲(chǔ)信息走將丟失，所蛾以它只能用覽來存放暫時(shí)政性的輸入/附輸出數(shù)據(jù)、勉運(yùn)算的中間股結(jié)果或用作左堆棧。因此保，深RAM墾常被稱作數(shù)薦據(jù)存儲(chǔ)器。炊ROM序是一種寫入鍋信息后不能厚改寫只能讀麗出的存儲(chǔ)器紐，斷電后，紹其信息仍保扇留不變。刻ROM既用來存放固皂定的程序或弓數(shù)據(jù)，如系漁統(tǒng)監(jiān)控程序松、常數(shù)表格記等。所以，拐R暫O猜M歐常被稱作程黎序存儲(chǔ)器。鬧MCS-5哥1咸單片機(jī)的芯鞭片內(nèi)部包含慚數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器基（索RAM登）和程序存破儲(chǔ)器（醬ROM創(chuàng)）兩類存儲(chǔ)慮器。下文先寺介紹內(nèi)部數(shù)萬據(jù)存儲(chǔ)器（雁RAM結(jié)）。檢1糊．內(nèi)部數(shù)據(jù)閘存儲(chǔ)器（扒RAM辛）的地址分堤配蛙內(nèi)部撿RAM姐共有塑256漁個(gè)單元，通貢常把嶼256設(shè)個(gè)單元按其鉛功能劃分為臥兩部分：低雜128駕字節(jié)（夸00H巷～冤7FH晉）熄RAM污和高糧128移字節(jié)（族80H扇～秩FFH胡）。妄2．內(nèi)部數(shù)鴉據(jù)存儲(chǔ)器（截RAM粥）低纖128油單元比內(nèi)部數(shù)據(jù)存搖儲(chǔ)器的低靈128馬單元（小00H截～法7FH嚼）是真正的枯RAM蓬存儲(chǔ)器，按藥其用途劃分狗為工作寄存林器區(qū)、位尋榆址區(qū)和用戶奏RAM錯(cuò)區(qū)三個(gè)區(qū)域蓋。以1宗）寄存器區(qū)舒共有瓜4勁組寄存器，魂每組線8危個(gè)寄存單元眉，各單元信8架位，每組的錄8擦個(gè)寄存單元或都以孝R0菠～直R7先作為寄存單增元的編號(hào)。憤寄存器常用班于存放操作盛數(shù)及中間結(jié)載果，由于它膊們的功能及刻使用不作預(yù)點(diǎn)先規(guī)定，因卵此稱為通用勿寄存器，有獨(dú)時(shí)也叫工作取寄存器。酬4手組通用寄存廳器占據(jù)內(nèi)部跑RAM護(hù)的關(guān)00H遭～禾1F件單元地址。咱在任一時(shí)刻罷，篩CPU鍵只能使用四膛組寄存器中把的一組寄存禍器，并且把口正在使用的出那組寄存器恥稱之為當(dāng)前牽寄存器組。喬到底是哪一猜組，由程序仙狀態(tài)字寄存賄器擋PSW西中的撞RS1慧、爛RS0翅的狀態(tài)組合尚來決定（見驅(qū)SFR未中的拒PSW梯）。搜通用寄存器耍為筋CPU宮提供了就近進(jìn)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的腸功能，有利滲于提高單片帽機(jī)的運(yùn)算速耕度。此外，轎使用通用寄炸存器還能提信高程序編制鐘的靈活性，鄙因此在單片訓(xùn)機(jī)的應(yīng)用編妨程中應(yīng)充分份地利用這些居寄存器，以倘簡(jiǎn)化程序設(shè)杰計(jì)，提高程董序運(yùn)行速度敗。啦2廟）位尋址區(qū)儉內(nèi)部譜RAM貞的烏20H枕～盤2FH然單元，既可吹以作為一般乓的貞RAM獨(dú)單元，進(jìn)行遵字節(jié)操作，蒸也可以對(duì)單掉元中每一位趁進(jìn)行位操作狼，因此把該爸區(qū)稱為位尋烈址區(qū)。位尋子址區(qū)共有殖16狂個(gè)陪RAM夢(mèng)單元字節(jié)，胃計(jì)飄128擋位，各位地亭址位勿00H膝～誰7FH搞。激MCS-5尿1序具有布爾處蛇理機(jī)的功能抬，位尋址區(qū)錢可以構(gòu)成布慣爾處理機(jī)的把存儲(chǔ)空間。睛這種位尋址匙區(qū)能力是吹MCS-5取1餡的一個(gè)重要柴特點(diǎn)，表構(gòu)1遲-4為位尋蓋址區(qū)的位地肆址表。慕3咬）用戶餅RAM伶區(qū)志在內(nèi)部犁RAM獅的犁128嘗個(gè)單元中，英通用寄存器詢占了五32給個(gè)單元，位蹄尋址區(qū)占了刮16貍個(gè)單元，剩搬下聚80膨個(gè)單元，這潤(rùn)就是供用戶水使用的一般扛RAM肺區(qū)，其單元勤地址為殼30H幅～斷7FH臉。真對(duì)用戶才RAM欄區(qū)的使用沒艘有任何規(guī)定腥和限制，但浮在實(shí)際使用驗(yàn)中，常需在測(cè)RAM島區(qū)設(shè)置堆棧及。這在編程名中使用寄RAM杯單元時(shí)應(yīng)特滔別注意，不匯要和棧區(qū)單晴元混淆。啄3碗．內(nèi)部數(shù)據(jù)截存儲(chǔ)器（狂RAM鬼）高寧128兔單元儀內(nèi)部數(shù)據(jù)存?zhèn)銉?chǔ)器（雪RAM使）高合128孝單元是供給府專用寄存器籮使用的，其紙單元地址為擋80H川～缺FFH申。但這悼21宜個(gè)專用寄存素器的地址分柴散地分布在只80H犁～震FFH頂?shù)牡刂房臻g疲中，只占用毅了高咽128悶單元中的棉21罰個(gè)單元。因謀這些寄存器始的功能已作恭專門規(guī)定，廳故稱之為專赤用寄存器（好Speci夕alFu闖nctio竄nReg顯ister所），也可稱舟之為特殊功捷能寄存器。膚1樓）特殊功能型寄存器（虹SPR帝）簡(jiǎn)介由8糊0密51襖/猶89C附51共有井21艇個(gè)專用寄存圓器，現(xiàn)把其匆中部分寄存吵器簡(jiǎn)單介紹牙如下：盯（璃1贏）程序計(jì)數(shù)糞器（腰Progr煉amCo母unter冷，PC）勞鼠PC夏是一個(gè)悟16液位的計(jì)數(shù)器賞，它的作用逗是控制程序叫的執(zhí)行順序吧，其內(nèi)容為競(jìng)下一條要執(zhí)舍行的指令的氣地址，尋址成范圍達(dá)蹈64KB硬。星PC消有自動(dòng)加合1染的功能，從壇而實(shí)現(xiàn)程序拋的順序執(zhí)行言。昨PC蛛沒有地址，誦是不可尋址遇的，因此用落戶無法對(duì)它嘉進(jìn)行讀/寫債操作，但可余以通過轉(zhuǎn)移昂、調(diào)用、返侵回等指令改谷變其內(nèi)容，株以實(shí)現(xiàn)程序進(jìn)的轉(zhuǎn)移。因夏地址不在疑SFR駐（專用寄存屈器）內(nèi)，一嫁般不計(jì)作專椒用寄存器。遣（賤2釋）累加器（畝Accum口ulato瓜r演，ACC）分累加器速為遠(yuǎn)8遙位寄存器，丹是最常用的霞專用寄存器擁，功能較多洪，地位重要己。它既可用笨于存放操作扣數(shù)，也可用嚴(yán)來存放運(yùn)算掙的中間結(jié)果抗。幅MCS-5標(biāo)1朝單片機(jī)中大利部分單操作使數(shù)指令的操捉作數(shù)就取自榆累加器，許蘿多雙操作數(shù)床指令中的一漁個(gè)操作數(shù)也盒取自累加器勝。蝶（膨3購(gòu)）思B賺寄存器畜B黃寄存器也是洋一個(gè)溫8相位寄存器，我主要用于乘索除運(yùn)算。乘柏法運(yùn)算時(shí)，答B(yǎng)爭(zhēng)存乘數(shù)，乘油法操作后，躲乘積的高溫8億位存于央B夸中；除法運(yùn)跟算時(shí)，看B建存除數(shù)，除已法操作后，抖余數(shù)存于繞B嶺中。此外，高B武寄存器也可胸作為一般寄淘存器使用。脾（嗽4蹄）程序狀態(tài)女字（活Progr伐amSt后atus磁Word狠，PSW）訂程序狀渾態(tài)字是一個(gè)詞8模位寄存器，陷用于存放程務(wù)序運(yùn)行中的品各種狀態(tài)信危息。其中有怎些位的狀態(tài)完是根據(jù)程序太執(zhí)行結(jié)果，山由硬件自動(dòng)蘭設(shè)置的，而曬有些位的狀級(jí)態(tài)則使用軟寧件方法設(shè)定牛。待PSW石的位狀態(tài)可么以用專門指驕令進(jìn)行測(cè)試珠，也可以用努指令讀出。納一些條件轉(zhuǎn)藥移指令根據(jù)齒PSW罰某些位的狀聚態(tài)進(jìn)行程序傅轉(zhuǎn)移。映位或復(fù)位，鍬用于控制程額序的轉(zhuǎn)向。賄（汗5磚）數(shù)據(jù)指針艇（塑DPTR勒）數(shù)據(jù)序指針為嗎16忠位寄存器?？耍ㄉ?盾）堆棧指針奔嫁（斥Stack倉Poin勉ter揭，SP）夕堆棧是一惱個(gè)特殊的存絹儲(chǔ)區(qū)，用來膚暫存數(shù)據(jù)和駝地址，它是旅按繳“戀先進(jìn)后出嫩”蔬的原則存取跨數(shù)據(jù)的。堆塔棧共有兩種島操作：進(jìn)棧儲(chǔ)和出棧。個(gè)2蛾）特殊功能烘寄存器中的床字節(jié)尋址和預(yù)位尋址志MCS-5懂1席系列單片機(jī)沉有你21蟻個(gè)可尋址的納專用寄存器鋼，其中有座11悅個(gè)專用寄存飯器是可以位喂尋址的。洲對(duì)專用寄存宣器的字節(jié)尋侄址問題作如晝下幾點(diǎn)說明姜：閉（艦1示）張21桌個(gè)可字節(jié)尋仗址的專用寄反存器不連續(xù)館地分散在內(nèi)半部窩RAM嬌高夠128登單元之中，次盡管還余有狡許多空閑地死址，但用戶街并不能使用曲。奧（掀2鞏）程序寄數(shù)澤器抗PC盆不占據(jù)洞RAM克單元，它在宅物理上是獨(dú)情立的，因此揉是不可尋址物的寄存器。鮮（限3倦）對(duì)專用寄保存器只能使粒用直接的尋童址方式，書在寫時(shí)既可使邁用寄存器符著號(hào)，也可使甜用寄存器單震元地址。峰全部專用寄珍存器可位尋墨址的位共下83罷位，這些位翅都具有專門踏的定義和用硬途。這樣，塔加上位尋址萬的牧128滔位，在伐MCS-5祥1升的內(nèi)部奸RAM抓中共有深128+8壽3=211粉個(gè)可尋址位電。面蕉味MCS-飛51帆單片機(jī)的內(nèi)夫部程序存儲(chǔ)齡器容8051重片內(nèi)有灰4KB否的色ROM虎，蜻8751略片內(nèi)有格4KB酷的養(yǎng)EPROM標(biāo)，例8031井片內(nèi)無程序憂存儲(chǔ)器。棕MCS-5專1穿的片外最多被能擴(kuò)張謠64KB蜜程序存儲(chǔ)器驕，片內(nèi)外的耳ROM擁是統(tǒng)一編址顯的。猜1.3心徐MCS-撫51垃單片機(jī)的并糠行端口橡單片機(jī)芯片煌內(nèi)還有一項(xiàng)腦主要內(nèi)容即江并行束I/O沈口。監(jiān)MCS-5織1納共有耗4匯個(gè)壟8嶼位的刊I/O漆口，分別記梨作儲(chǔ)P0素、性P1扣、嗽P2刊、鍋P3揉。每個(gè)口都滋包含一個(gè)鎖訪存器、一個(gè)都輸出驅(qū)動(dòng)器聽和輸入緩沖楚器。釀1.4枯時(shí)鐘電路瘡與復(fù)位電路疤時(shí)鐘電路用樓于產(chǎn)生單片色機(jī)工作所需籮要的時(shí)鐘信悉號(hào)，而時(shí)序辜所研究的是抹指令執(zhí)行中劇各信號(hào)之間維的相互關(guān)系桿。單片機(jī)本于身就如一個(gè)閱復(fù)雜的同步董時(shí)序電路，當(dāng)為了保證同掘步工作方式你的實(shí)現(xiàn)，電跌路應(yīng)在惟一煮的時(shí)鐘信號(hào)妹控制下嚴(yán)格戶地按時(shí)序進(jìn)摩行工作。澇參誕時(shí)鐘電路與秒時(shí)序蝴1．時(shí)鐘電汪路劣1）時(shí)鐘電燭路的產(chǎn)生啞在凈MCS-5原1碼芯片內(nèi)部有藝一個(gè)高增益旬反相放大器緣，其輸入端雹為芯片引腳統(tǒng)XTAL1類，輸出端為知引腳駛XTAL2讀。在芯片的惠外部，靠XTAL1悄和鼠XTAL2近之間跨接晶似體振蕩器和汽微調(diào)電容，綿從而構(gòu)成一眠個(gè)穩(wěn)定的自重激振蕩器，讀即單片機(jī)的炊時(shí)鐘電路。遼如圖1-1靜5所示。秋時(shí)鐘電路產(chǎn)姨生的振蕩脈左沖經(jīng)過觸發(fā)谷器進(jìn)行二分班頻之后，才桌成為單片機(jī)洞的時(shí)鐘脈沖零信號(hào)。請(qǐng)讀于者特別注意毛時(shí)鐘脈沖與阿振蕩脈沖之貿(mào)間的二分頻扛關(guān)系，否則嚼會(huì)造成概念準(zhǔn)上的錯(cuò)誤?；话愕?，電壓容榜C1墨和倡C2檔取寇30pF父左右，晶體沉的振蕩頻率耳范圍是場(chǎng)2MHz～樂12MHz厲。晶體振蕩隊(duì)頻率高，則嘆系統(tǒng)的時(shí)鐘盜頻率也高，究從而單片機(jī)落運(yùn)行速度也店就快。通常嬸情況下，灶MCS-5嚷1謊的應(yīng)用振蕩晚頻率為驕6MHz馳或沒12MH宴z絨。體2）引入外喝部脈沖信號(hào)宿在由多片單灣片機(jī)組成的露系統(tǒng)中，為錘了各單片機(jī)越之間時(shí)鐘信惰號(hào)的同步，腫應(yīng)當(dāng)引入惟憶一的公用外嶺部脈沖信號(hào)秧作為單片機(jī)昌的振蕩脈沖青。怎擠有躍估纏2．時(shí)序咳時(shí)序是用定仿時(shí)單位來說射明的。裂MCS-5暈1校的時(shí)序單位瞇共有纏4蝕個(gè)，從小到約大依次是：姓節(jié)拍、狀態(tài)趟、機(jī)器周期朵