單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)基礎(chǔ)(C語(yǔ)言)課件：?jiǎn)纹瑱C(jī)硬件系統(tǒng)

單片機(jī)硬件系統(tǒng)任務(wù)1點(diǎn)亮最簡(jiǎn)單的單片機(jī)系統(tǒng)

任務(wù)1點(diǎn)亮最簡(jiǎn)單的單片機(jī)系統(tǒng)

1.任務(wù)目的通過(guò)利用單片機(jī)來(lái)控制LED發(fā)光二極管閃爍的電路制作，了解單片機(jī)和單片機(jī)最小系統(tǒng)，掌握簡(jiǎn)單單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的硬件電路搭建方法，了解單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)開(kāi)發(fā)流程。2.任務(wù)要求能夠獨(dú)立完成實(shí)現(xiàn)LED發(fā)光二極管閃爍控制的簡(jiǎn)單單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)硬件電路的制作，能嘗試把給定程序下載到單片機(jī)中去，觀察實(shí)現(xiàn)效果。3.硬件電路一個(gè)最簡(jiǎn)單的單片機(jī)系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)也需要電路設(shè)計(jì)、單片機(jī)器件選擇和程序編寫3個(gè)步驟。對(duì)于單片機(jī)系統(tǒng)，最簡(jiǎn)單的功能就是控制輸出電平的高低。本任務(wù)中將單片機(jī)系統(tǒng)接上一個(gè)發(fā)光二極管，用二極管的亮滅表示設(shè)計(jì)的單片機(jī)系統(tǒng)是否正常工作。單片機(jī)控制LED發(fā)光二極管閃爍系統(tǒng)的硬件電路如圖1.1所示，主要包括單片機(jī)、時(shí)鐘電路、復(fù)位電路、電源電路以及一個(gè)發(fā)光二極管的輸出顯示電路。小提示：和發(fā)光二極管相連的電阻，不接是不行的，這個(gè)電阻起限流作用。一般發(fā)光二極管的額定電壓為1.5～1.8?V，工作電流為5～10?mA。選用5?V電源供電時(shí)，限流電阻值在500～1000?Ω左右。本例中我們選用了1?kΩ的電阻。當(dāng)然再大點(diǎn)或小點(diǎn)都可以，結(jié)果就是發(fā)光二極管會(huì)偏暗點(diǎn)或偏亮點(diǎn)。4.程序設(shè)計(jì)#include<reg51.h> //包含51單片機(jī)的寄存器符號(hào)定義頭文件reg51.hsbitP2_0=P2^0; //定義P2.0口位名稱voidmain() //主函數(shù){unsignedinti,j;while(1){P2_0=!P2_0; //對(duì)應(yīng)口線P2.0取反，控制對(duì)應(yīng)小燈的亮滅for(i=0;i<1000;i++)for(j=0;j<1000;j++); //雙重循環(huán)，實(shí)現(xiàn)延時(shí)約1s}小知識(shí)：#include<reg51.h>為文件包含。文件包含是指一個(gè)源文件可以將另外一個(gè)源文件的全部?jī)?nèi)容包含進(jìn)來(lái)，即將另外的文件包含到本文件之中。文件包含命令的一般格式為：#include<文件名>或#include“文件名”文件包含命令#include的功能是用指定文件的全部?jī)?nèi)容替換該預(yù)處理行。文件包含命令#include通常放在C語(yǔ)言程序的開(kāi)頭，被包含的文件一般是一些公用的宏定義和外部變量說(shuō)明。

1.1單?片?機(jī)?簡(jiǎn)?介

1.1.1單片機(jī)基本概念1.什么是單片機(jī)單片機(jī)是在一塊硅片上集成了微處理器(CPU)、存儲(chǔ)器以及各種輸入/輸出接口的芯片，如圖1.2所示，它具有了計(jì)算機(jī)的屬性，因而被稱為單片微型計(jì)算機(jī)，簡(jiǎn)稱單片機(jī)。由于它的結(jié)構(gòu)和指令功能是按照工業(yè)控制要求設(shè)計(jì)的，故又稱為微控制器。通俗地說(shuō)，單片機(jī)就是一塊集成芯片，只是它具有一些特殊的功能，這些功能的實(shí)現(xiàn)要靠使用者自己編程來(lái)完成。單片機(jī)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小、價(jià)格低、控制功能強(qiáng)、可靠性高等優(yōu)點(diǎn)。2.單片機(jī)能做什么單片機(jī)是一種可通過(guò)編程控制的微控制器，單片機(jī)芯片自身不能單獨(dú)應(yīng)用于某個(gè)項(xiàng)目或產(chǎn)品上，必須靠外圍數(shù)字器件或模擬器件的配合才可發(fā)揮自身的強(qiáng)大功能。單片機(jī)屬于控制類的數(shù)字集成芯片，目前已在很多領(lǐng)域廣泛應(yīng)用。如：(1)消費(fèi)類電子產(chǎn)品。(2)智能儀器儀表。(3)工業(yè)自動(dòng)化。(4)通信方面。(5)軍工領(lǐng)域的應(yīng)用。以上應(yīng)用中的電子器件內(nèi)部都用到了單片機(jī)，而且大多數(shù)電器內(nèi)部的主控芯片就是用單片機(jī)來(lái)控制實(shí)現(xiàn)的，可以說(shuō)，凡是與控制或簡(jiǎn)單計(jì)算有關(guān)的電子設(shè)備都可以用單片機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)。3.單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)組成單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)由軟件系統(tǒng)和硬件系統(tǒng)兩部分組成，如圖1.3所示，二者相互依賴，缺一不可。單片機(jī)硬件系統(tǒng)是以單片機(jī)芯片為核心，配以相關(guān)的外圍設(shè)備及接口電路構(gòu)成的；軟件在硬件系統(tǒng)的基礎(chǔ)之上，對(duì)其資源進(jìn)行合理調(diào)配和使用，控制其按照一定的要求完成各種運(yùn)算或動(dòng)作，從而實(shí)現(xiàn)應(yīng)用所要求完成的任務(wù)。1.1.251單片機(jī)目前市面上以MCS-51系列8位單片機(jī)使用最為廣泛，本書以8051為例進(jìn)行講解。1.常用51單片機(jī)芯片“8051”源自Intel公司的MCS-51系列芯片，但目前所采用的8051并不限于Intel公司所生產(chǎn)的芯片，而是以51為內(nèi)核擴(kuò)展出的單片機(jī)，并且以其他廠商所發(fā)行的兼容芯片為主，如表1.1所示是不同國(guó)家的芯片廠商生產(chǎn)的以51為內(nèi)核的51單片機(jī)產(chǎn)品。2.單片機(jī)標(biāo)號(hào)信息如圖1.4所示為一芯片實(shí)物圖，芯片上的標(biāo)號(hào)為STC89C51RC40C-PDIP，下面以此為例來(lái)說(shuō)明單片機(jī)芯片上的標(biāo)號(hào)信息。STC：前綴，表示芯片為STC公司生產(chǎn)的產(chǎn)品，其他前綴還有如AT、i等。8：表示該芯片為8051內(nèi)核芯片。9：表示內(nèi)部含F(xiàn)lashE2PROM存儲(chǔ)器。C：表示該芯片為CMOS產(chǎn)品。5：固定不變。1：表示該芯片內(nèi)部程序存儲(chǔ)器存儲(chǔ)空間的大小。程序存儲(chǔ)器存儲(chǔ)空間大小決定了一個(gè)芯片所能裝入執(zhí)行代碼的多少。RC：表示STC單片機(jī)內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器(RAM隨機(jī)存儲(chǔ)器)為512B。40：表示芯片外部晶振頻率最高可接入40MHz。C：表示產(chǎn)品級(jí)別，表示芯片使用溫度范圍。PDIP：表示產(chǎn)品封裝型號(hào)為雙列直插式。小提示：一般來(lái)說(shuō)，程序存儲(chǔ)器空間越大，芯片價(jià)格也就越高，所以在選擇芯片時(shí)要根據(jù)自己硬件設(shè)備實(shí)現(xiàn)功能所需代碼的大小來(lái)選擇價(jià)格合適的芯片。3.STC公司51系列單片機(jī)選型STC公司51系列單片機(jī)選型如表1.2所示。

1.2MCS-51單片機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)

1.2.18051單片機(jī)的內(nèi)部基本組成標(biāo)準(zhǔn)8051的內(nèi)部基本結(jié)構(gòu)如圖1.5所示。1.中央處理器(CPU)CPU是單片機(jī)芯片中最復(fù)雜、最核心的智能部件，完成運(yùn)算和控制功能，它分為運(yùn)算器和控制器兩部分。運(yùn)算器主要實(shí)現(xiàn)算術(shù)運(yùn)算以及控制程序計(jì)數(shù)器PC、8位累加器ACC、寄存器B、程序狀態(tài)字寄存器PSW等，能完成字節(jié)和位的運(yùn)算，字節(jié)運(yùn)算以可進(jìn)行8位算術(shù)運(yùn)算和邏輯運(yùn)算的單元ALU為核心，位運(yùn)算以可進(jìn)行位運(yùn)算的布爾處理機(jī)為核心?？刂破魇菃纹瑱C(jī)的神經(jīng)中樞，包括程序計(jì)數(shù)器PC、指令寄存器IR、指令譯碼器ID等部件，主要實(shí)現(xiàn)程序譯碼以及完成輸入/輸出邏輯等。2.存儲(chǔ)器(1)程序存儲(chǔ)器ROM。(2)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器RAM。3.I/O口4.中斷系統(tǒng)5.定時(shí)/計(jì)數(shù)器6.串行口7.時(shí)鐘振蕩電路1.2.28051單片機(jī)的存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)8051在物理結(jié)構(gòu)上有四個(gè)存儲(chǔ)空間：片內(nèi)程序存儲(chǔ)器，片外程序存儲(chǔ)器以及片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器和片外數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器。但從用戶角度上有三個(gè)存儲(chǔ)空間：片內(nèi)外統(tǒng)一編址的64KB程序存儲(chǔ)器地址空間、256B的片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器地址空間(其中高128?B離散地分布著21個(gè)特殊功能寄存器，低128B供用戶暫存中間數(shù)據(jù))、最大擴(kuò)展64?KB片外數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器。1.程序存儲(chǔ)器單片機(jī)的工作是按照事先編制好的程序按一定順序進(jìn)行執(zhí)行的，程序存儲(chǔ)器(ROM)就是用來(lái)存放程序的。8051單片機(jī)程序存儲(chǔ)器的結(jié)構(gòu)如圖1.6所示，其內(nèi)部4?KB的ROM，片外可以擴(kuò)展，實(shí)行片內(nèi)外統(tǒng)一編址，組成64?KB的程序存儲(chǔ)器區(qū)，采用16位程序計(jì)數(shù)器PC作為地址指針，其地址范圍為0000H～FFFFH。對(duì)于8051系列單片機(jī)而言，程序存儲(chǔ)器的某些地址單元被保留，用于特定的程序入口地址，用戶程序是不能占用這些地址單元的。如表1.3所示，其中一組特殊地址單元是0000H～0002H單元，單片機(jī)系統(tǒng)復(fù)位后，PC?=?0000H，單片機(jī)從0000H單元開(kāi)始執(zhí)行；另一組特殊地址單元是0003H～002AH，這40個(gè)單元被分為5部分，作為單片機(jī)5個(gè)中斷源的中斷服務(wù)程序入口地址區(qū)。小提示：在單片機(jī)C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)中，用戶可以不必知道其真實(shí)地址，因而不必?fù)?dān)心，讀者只需了解程序存儲(chǔ)器的結(jié)構(gòu)即可。如中斷入口地址在具體編程時(shí)會(huì)用相應(yīng)中斷序號(hào)與之相對(duì)應(yīng)(具體內(nèi)容將在模塊4中詳述)，而不是直接用這些地址，編譯程序就會(huì)在編譯過(guò)程中按照規(guī)定自行安排程序的存放地址。2.片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器8051單片機(jī)的片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器(RAM)為256?B，其結(jié)構(gòu)如圖1.7所示。這256?B單元的地址空間分為兩部分，低128?B(00H～7FH)空間供用戶使用，是真正的通用型RAM區(qū)；而高128?B(80H～FFH)空間，是專門為特殊功能寄存器(SFR)保留的。1)低128?B的RAM低128?B的RAM按照用途從低地址到高地址劃分為工作寄存器組區(qū)、可位尋址區(qū)和緩沖區(qū)。(1)工作寄存器組區(qū)。從00H～1FH的32個(gè)地址為工作寄存器組區(qū)，共分為4組，分別為寄存器組0：00H～07H，寄存器組1：08H～0FH，寄存器組2：10H～17H，寄存器組3：18H～1FH。每個(gè)寄存器組都包含R0～R7這樣8個(gè)寄存器，而任意一個(gè)時(shí)刻只能使用其中一個(gè)寄存器組。寄存器組的切換由程序狀態(tài)字寄存器(PSW)中的RS1和RS0來(lái)決定，具體內(nèi)容將在其后特殊功能寄存器中詳述。用戶通過(guò)軟件編程修改PSW中的RS1和RS0兩位的狀態(tài)，就可以任意選擇一個(gè)工作寄存器工作，這使得8051單片機(jī)具有快速現(xiàn)場(chǎng)保護(hù)功能，對(duì)于提高程序的效率和響應(yīng)中斷的速度是很有利的。若程序不需要4個(gè)工作寄存器組，那么剩下的工作寄存器組所對(duì)應(yīng)的單元也可以作為一般的數(shù)據(jù)緩沖區(qū)使用。(2)可位尋址區(qū)。從20H～2FH的16個(gè)字節(jié)存儲(chǔ)區(qū)為可位尋址區(qū)，每個(gè)字節(jié)有8位，共有128位，每一個(gè)位都有一個(gè)對(duì)應(yīng)的位地址。8051單片機(jī)通常訪問(wèn)存儲(chǔ)器以字節(jié)為單位，“可位尋址”是指可以指定訪問(wèn)某一個(gè)位。(3)緩沖區(qū)。從30H～7FH的80個(gè)字節(jié)地址為緩沖區(qū)，可以提供一般數(shù)據(jù)訪問(wèn)或用作堆棧區(qū)。由于CPU復(fù)位后，堆棧指針SP指向07H位置，為了確保數(shù)據(jù)安全與程序的正確執(zhí)行，最好把堆棧指針改至本區(qū)。2)高128B的RAM高128B的RAM中離散地分布著21個(gè)SFR，每一個(gè)SFR都有字節(jié)地址，并定義了符號(hào)名，也有一部分SFR不僅具有字節(jié)地址，還具有位地址，表中帶“*”的SFR表示該SFR具有位地址，是可以進(jìn)行位尋址的。在這128B中盡管還有許多空閑地址，但用戶不能使用。小提示：特殊功能寄存器就是8051內(nèi)部的裝置，若用匯編語(yǔ)言編寫程序，大家就必須確切地掌控這些寄存器。本書以C語(yǔ)言編寫程序，就不是那么重要了，其位地址的聲明放在KeilC所提供的“reg51.h”頭文件中，使用時(shí)只要把它包含到程序中即可，而不必記憶這些位地址。特殊功能寄存器專用于控制、管理單片機(jī)內(nèi)算術(shù)邏輯部件、并行I/O口鎖存器、中斷系統(tǒng)、定時(shí)/計(jì)數(shù)器、串行口等功能模塊的工作，因而這21個(gè)特殊功能寄存器分為這樣五個(gè)部分：與CPU控制運(yùn)算有關(guān)的有A、B、SP、PSW、DPTR；與I/O端口控制有關(guān)的有P0～P3；與中斷控制有關(guān)的有IE、IP；與定時(shí)/計(jì)數(shù)器控制有關(guān)的有TCON、TMOD、TH0、TL0、TH1、TL1；與串行口控制有關(guān)的有SCON、PCON、SBUF。下面對(duì)幾個(gè)常用的專用寄存器進(jìn)行簡(jiǎn)單介紹。(1)程序狀態(tài)字寄存器PSW。程序狀態(tài)字寄存器是一個(gè)8位寄存器，用來(lái)存放運(yùn)算結(jié)果的一些特征，如有無(wú)進(jìn)位、借位等，每位的具體含義：CY：進(jìn)位標(biāo)志位，表示運(yùn)算是否有進(jìn)位(或借位)。如果運(yùn)算結(jié)果在最高位有進(jìn)位(加法)或者有借位(減法)，則該位為1，否則為0。AC：輔助進(jìn)位標(biāo)志位，又稱半進(jìn)位標(biāo)志，表示兩個(gè)8位數(shù)運(yùn)算低四位是否有半進(jìn)位，即低四位相加(或相減)是否有進(jìn)位(或借位)，如有該位為1，否則為0。F0：由用戶使用的一個(gè)狀態(tài)標(biāo)志位，可用軟件來(lái)使它置1或清0，也可由軟件來(lái)測(cè)試它，以控制程序的流向。RS1、RS0：工作寄存器組選擇控制位，在匯編語(yǔ)言中這兩位用來(lái)在4組工作寄存器區(qū)中選擇哪一組為當(dāng)前工作寄存器組，其對(duì)應(yīng)關(guān)系如表1.6所示。OV：溢出標(biāo)志位，表示帶符號(hào)數(shù)的運(yùn)算結(jié)果是否有溢出。P：奇偶標(biāo)志位，表示累加器ACC中1的個(gè)數(shù)奇偶性。(2)累加器ACC。ACC累加器提供CPU主要操作的位置，是CPU中使用頻率最高的特殊功能寄存器，CPU中的數(shù)據(jù)傳送大多數(shù)都通過(guò)它來(lái)完成。(3)堆棧指針SP。堆棧指針SP為8位專用寄存器。在CPU響應(yīng)中斷或調(diào)用子程序時(shí)，程序斷口16位PC便會(huì)自動(dòng)壓入堆棧中；在中斷程序或子程序結(jié)束時(shí)，原PC值會(huì)自動(dòng)彈出堆棧，使程序從原斷口處繼續(xù)順序執(zhí)行下去。堆棧除用于保護(hù)斷口地址外，有時(shí)還需要保護(hù)其他一些重要信息。堆棧在存取信息時(shí)必須按照“后進(jìn)先出”或“先進(jìn)后出”的原則。(4)數(shù)據(jù)指針DPTR。數(shù)據(jù)指針DPTR是16位專用寄存器，它也可拆成高字節(jié)DPH和低字節(jié)DPL兩個(gè)獨(dú)立的8位寄存器，主要用于存放16位地址。(5)程序計(jì)數(shù)器PC。PC是一個(gè)16位計(jì)數(shù)器，用于存放下一條將要執(zhí)行的指令的地址，尋址范圍為64KB。在讀取指令時(shí)，程序計(jì)數(shù)器PC將其保存的內(nèi)容作為所取指令的地址輸出給程序存儲(chǔ)器，然后程序存儲(chǔ)器按此地址將指令送出，同時(shí)程序計(jì)數(shù)器PC自身自動(dòng)加1，指向下一條將要取出的指令的地址。3.片外數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器8051單片機(jī)中的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器除內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器外，還可以擴(kuò)展外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，最多可擴(kuò)展64KB(0000H～FFFFH)，這兩部分?jǐn)?shù)據(jù)存儲(chǔ)器可以并存。

1.38051單片機(jī)的信號(hào)引腳及最小系統(tǒng)

1.3.1信號(hào)引腳及功能8051單片機(jī)芯片采用雙列直插式封裝方式，共有40引腳，受集成電路芯片引腳數(shù)目的限制，許多引腳具有雙功能，其引腳排列如圖1.8所示，各引腳功能如表1.7所示。1.電源引腳電源引腳用于接入單片機(jī)的工作電源。2.時(shí)鐘引腳時(shí)鐘引腳XTAL1(19腳)、XTAL2(18腳)既可以利用內(nèi)部時(shí)鐘振蕩電路，也可以外接振蕩電路來(lái)給單片機(jī)提供時(shí)鐘控制信號(hào)。3.復(fù)位引腳RST/VPD(9腳)RST：復(fù)位信號(hào)引腳。對(duì)于8051來(lái)說(shuō)，在單片機(jī)運(yùn)行時(shí)，只要在此引腳加上超過(guò)兩個(gè)機(jī)器周期的高電平將使單片機(jī)復(fù)位，此引腳具有復(fù)用功能。VPD：備用電源引腳。在掉電期間，可在此引腳上接備用電源，以保持內(nèi)部RAM中的數(shù)據(jù)不丟失。4.控制引腳控制引腳包括、ALE、，給單片機(jī)提供控制信號(hào)，有的引腳具有復(fù)用功能。(1)(29腳)。：訪問(wèn)外部程序存儲(chǔ)器的讀選通信號(hào)，接外部程序存儲(chǔ)器時(shí)，作讀指令信號(hào)輸出端。(2)?ALE/(30腳)。ALE：地址鎖存控制信號(hào)。系統(tǒng)擴(kuò)展時(shí)，若ALE?=?1，P0被當(dāng)成地址總線；若ALE?=?0，P0被當(dāng)作數(shù)據(jù)總線。

：?jiǎn)纹瑱C(jī)在編程期間作為編程脈沖輸入端。單片機(jī)內(nèi)部有程序存儲(chǔ)器，其作用是用來(lái)存放用戶需要執(zhí)行的程序，寫好的程序可以通過(guò)編程脈沖輸入寫進(jìn)程序存儲(chǔ)器中。(3)/VPP(31腳)。：訪問(wèn)外部程序存儲(chǔ)器控制信號(hào)。=?0時(shí)，系統(tǒng)使用外部程序存儲(chǔ)器；=?1時(shí)，系統(tǒng)使用內(nèi)部程序存儲(chǔ)器。VPP：編程電源輸入端。在編程期間，在此引腳加入編程電源。5.I/O口引腳8051有四個(gè)I/O口，包括P0口、P1口、P2口、P3口(其結(jié)構(gòu)及應(yīng)用將在模塊3中詳細(xì)敘述)，每個(gè)I/O口都對(duì)應(yīng)8個(gè)引腳。P0口：P0.0～P0.7(39腳～32腳)，P1口：P1.0～P1.7(1腳～8腳)，P2口：P2.0～P2.7(21腳～28腳)，P3口：P3.0～P3.7(10腳～17腳)。它們用來(lái)連接單片機(jī)和外部設(shè)備，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的輸入/輸出。1.3.2單片機(jī)的最小系統(tǒng)單片機(jī)最小系統(tǒng)電路是指單片機(jī)工作不可或缺的最基本連接電路。單片機(jī)最小系統(tǒng)電路框圖如圖1.9所示，主要包括4部分：?jiǎn)纹瑱C(jī)芯片本身、電源電路、時(shí)鐘振蕩電路、復(fù)位電路。1.電源電路要讓單片機(jī)工作就得讓它“吃飯”，沒(méi)有電路是不需要電源的，8051單片機(jī)電路也是一樣，將第40腳接?+5?V電源，第20腳接地即可。2.時(shí)鐘振蕩電路單片機(jī)本身就如同一個(gè)復(fù)雜的同步時(shí)序電路，為了保證同步工作方式的實(shí)現(xiàn)，電路必須在脈沖信號(hào)的統(tǒng)一指揮下才能工作。單片機(jī)必須按照一定的時(shí)鐘節(jié)拍進(jìn)行工作，那么為單片機(jī)提供時(shí)鐘節(jié)拍信號(hào)的時(shí)鐘電路必不可少，它用來(lái)控制單片機(jī)的機(jī)器周期。芯片生產(chǎn)廠家一般都規(guī)定該芯片的晶振頻率范圍，用戶可以自行選擇相應(yīng)的外部晶振。1)時(shí)鐘電路連接方式單片機(jī)提供兩種振蕩電路連接方式：一種是內(nèi)部時(shí)鐘方式；另一種是外部時(shí)鐘方式。(1)內(nèi)部時(shí)鐘方式。8051單片機(jī)雖然內(nèi)部有時(shí)鐘振蕩電路，但要形成時(shí)鐘，必須外接元件，如圖1.10所示。外接無(wú)源晶振以及電容C1、C2構(gòu)成并聯(lián)諧振電路，為內(nèi)部時(shí)鐘方式。此時(shí)，通過(guò)XTAL1、XTAL2外接作為反饋元件的晶體與電容組成的并聯(lián)諧振回路構(gòu)成一個(gè)自激振蕩器，必須和單片機(jī)內(nèi)部時(shí)鐘電路連接才能輸出振蕩脈沖。振蕩器的頻率主要取決于晶體的振蕩頻率。電容C1、C2可在5～30?pF之間選擇，電容的大小對(duì)振蕩頻率有微小的影響，可起到頻率微調(diào)作用。(2)外部時(shí)鐘方式。當(dāng)用戶選擇有源晶振時(shí)，則使用外部時(shí)鐘方式，如圖1.11所示。此時(shí)，有源晶振產(chǎn)生的振蕩信號(hào)直接輸入到XTAL2即可實(shí)現(xiàn)。2)?CPU時(shí)序時(shí)鐘脈沖是單片機(jī)的基本信號(hào)，不管是采用內(nèi)部的振蕩電路，還是外部時(shí)鐘脈沖產(chǎn)生電路提供的時(shí)鐘脈沖，這個(gè)時(shí)鐘將成為整個(gè)單片機(jī)系統(tǒng)工作的基礎(chǔ)。單片機(jī)在執(zhí)行指令時(shí)，通常將一條指令分解為若干個(gè)基本的操作，這些基本操作所對(duì)應(yīng)的脈沖信號(hào)在時(shí)間上的先后次序稱為單片機(jī)CPU的時(shí)序。要理解時(shí)序，首先要理解常用的概念。(1)振蕩周期：是指為單片機(jī)提供定時(shí)信號(hào)的振蕩源的周期或外部輸入時(shí)鐘的周期。(2)狀態(tài)周期：兩個(gè)振蕩周期為一個(gè)狀態(tài)周期，用S表示，它分為P1節(jié)拍和P2節(jié)拍，通常在P1節(jié)拍完成算術(shù)邏輯操作，在P2節(jié)拍完成內(nèi)部寄存器之間的傳送操作。(3)機(jī)器周期：就是單片機(jī)執(zhí)行一個(gè)基本規(guī)定操作所需要的時(shí)間。(4)指令周期：就是指CPU從讀取指令開(kāi)始至該指令執(zhí)行完畢所需要的時(shí)間(即執(zhí)行一條指令所需要的時(shí)間)。不同的指令所需要的時(shí)間是不同的，指令周期一般由1～4個(gè)機(jī)器周期組成。3.復(fù)位電路通過(guò)某種方式，使單片機(jī)內(nèi)各寄存器的值變?yōu)槌跏紶顟B(tài)的操作稱為復(fù)位。在時(shí)鐘電路工作后，只要在單片機(jī)的RST引腳上加上超過(guò)兩個(gè)機(jī)器周期以上的高電平就可以實(shí)現(xiàn)復(fù)位，這需要靠外部電路來(lái)實(shí)現(xiàn)。1)復(fù)位方式復(fù)位分為上電復(fù)位、手動(dòng)復(fù)位和混合復(fù)位三種方式。(1)上電復(fù)位。單片機(jī)接通電源時(shí)產(chǎn)生復(fù)位信號(hào)，因?yàn)樵谏想娝查g電容兩端電壓不能突變，所以在RST引腳出現(xiàn)高電平，從而使單片機(jī)復(fù)位，恢復(fù)單片機(jī)的初始工作狀態(tài)；由于該電路通過(guò)電阻接地，所以電容完成充電后，就通電阻R進(jìn)行放電，調(diào)整電阻R和電容C的值可以改變充放電時(shí)間。適當(dāng)設(shè)置它們的值，即可實(shí)現(xiàn)有效復(fù)位。上電復(fù)位的缺點(diǎn)就是每次復(fù)位時(shí)都必須斷開(kāi)電源。(2)手動(dòng)復(fù)位。手動(dòng)按鍵產(chǎn)生復(fù)位信號(hào)，當(dāng)按鍵按下時(shí)RST引腳接高電平，從而使單片機(jī)復(fù)位。按鍵松開(kāi)后，單片機(jī)恢復(fù)正常狀態(tài)。通常在單