初識MCS－51單片機(jī)課件

初識MCS－51單片機(jī)MCS-51單片機(jī)及內(nèi)部組成8051的內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖1.

中央處理器CPU2.

片內(nèi)RAM3.

片內(nèi)ROM4.

定時器/計數(shù)器5.

并行I/O口6.

串行口7.

中斷控制系統(tǒng)RAM地址寄存器P0.0~P0.7P2.0~P2.7P1.0~P1.7P3.0~P3.7P1口鎖存器P1口驅(qū)動器P3口驅(qū)動器P3口鎖存器P0口鎖存器P2口鎖存器P0口驅(qū)動器P2口驅(qū)動器RAMEPROM/ROMACCTMP2TMP1ALUB寄存器PSW定時和控制指令寄存器OSCRSTEAALEPSEN中斷、串行口和定時器等部件程序地址寄存器緩沖器PC值遞增器PCDPTR棧指示器SP引腳定義及功能（一）1.電源類引腳

VCC（40腳）：芯片工作電源的輸入端，＋5V。VSS（20腳）：電源的接地端。2.控制信號引腳RST/VPD（9腳）：RST為復(fù)位信號輸入端。ALE/（30腳）：ALE為地址鎖存允許輸出信號。PSEN29腳）：外部程序存儲器ROM的讀選通信號輸出端。EA/VPP（31腳）：為訪問內(nèi)外部程序存儲器控制信號。引腳定義及功能（二）3.時鐘振蕩電路引腳XTAL1（19腳）和XTAL2（18腳）的內(nèi)部是一個振蕩電路。當(dāng)使用內(nèi)部振蕩電路時在這兩個管腳上外接石英晶體和微調(diào)電容；當(dāng)使用外部時鐘時，用于接外部時鐘脈沖信號。引腳定義及功能（三）4.并行I/O端口P0口（32～39腳）：8位漏極開路雙向I/O口；訪問外部存儲器時，分時提供低8位地址并用作8位雙向數(shù)據(jù)總線。P1口（1～8腳）：帶內(nèi)部提升電阻8位準(zhǔn)雙向I/O。P2口（21～28腳）：帶內(nèi)部提升電阻8位準(zhǔn)雙向I/O口；訪問外部存儲器時，提供高8位地址。在對8751片內(nèi)EPROM進(jìn)行編程和檢驗時，P2口用于接收高8位地址和控制信號。·P3口（10～17腳）：帶內(nèi)部提升電阻8位準(zhǔn)雙向I/O口。MCS-51單片機(jī)芯片引腳圖圖1－2MCS-51單片機(jī)芯片引腳圖P1.0P1.1P1.2P1.3P1.4P1.5P1.6P1.7RST/VPDRXDP3.0TXDP3.1INTOP3.2INT1P3.3T0P3.4T1P3.5WRP3.6RDP3.7XTAL2XTAL1Vss805187518031P0.0P0.1P0.2P0.3P0.4P0.5P0.6P0.7P2.7P2.6P2.5P2.4P2.3P2.2P2.1P2.0VccEA/VppALE/PROGPSEN

P3口各位的第二功能P3口引腳第二功能P3.0RXD（串行口輸入端）P3.1TXD（串行口輸出端）P3.2INT0(外部中斷0輸入)P3.3INT1(外部中斷1輸入)P3.4T0（定時器0外部輸入）P3.5T1（定時器1外部輸入）P3.6WR（外部數(shù)據(jù)存儲器寫脈沖輸出）P3.7RD（外部數(shù)據(jù)存儲器讀脈沖輸出）存儲器組織結(jié)構(gòu)存儲器的基礎(chǔ)知識

存儲器的分類方式:ROM/RAM存儲器的常用單位及術(shù)語位（Bit）計算機(jī)中最基本和最小的數(shù)據(jù)單位。字節(jié)（Byte）1Byte=8Bit。字（Word）16位二進(jìn)制數(shù)字長字長是指計算機(jī)一次處理二進(jìn)制數(shù)碼位數(shù)。存儲器的主要參數(shù)存儲容量讀寫周期功耗存儲器的編址方式馮·諾以曼（VonNeumann）結(jié)構(gòu)哈佛（Haward）結(jié)構(gòu)MCS－51采用的是哈佛結(jié)構(gòu)。MCS-51的存儲器結(jié)構(gòu)-ROM8051/8751:0000H~0FFFH（片內(nèi)）

1000H~FFFFH（片外）8031：0000H~FFFFH（片外）

MCS-51的存儲器結(jié)構(gòu)-RAM

工作寄存器組區(qū)（00H～1FH）工作寄存器區(qū)分為4組，依次被稱為第0～3組，每組有8個單元，各組都可以R0～R7作單元編號。位尋址區(qū)（20H～2FH）內(nèi)部RAM的20H～2FH單元是位尋址區(qū)域。用戶RAM區(qū)（30H～7FH）特殊功能寄存器（SFR）外RAM:0000H~FFFFH特殊功能寄存器（SFR）

累加器ACC（Accumulator）B寄存器程序狀態(tài)字PSW堆棧指針寄存器SP數(shù)據(jù)指針寄存器DPTR程序計數(shù)器PC程序狀態(tài)字PSWD7D6D5D4D3D2D1D0PSWCYACF0RS1RS0OV-PCY（PSW.7）:進(jìn)位標(biāo)志AC（PSW.6）:輔助進(jìn)位標(biāo)志/半進(jìn)位標(biāo)志F0(PSW.5):用戶標(biāo)志RS1和RS0（PSW.4和PSW.3）:工作寄存器組選擇標(biāo)志OV(PSW.2):溢出標(biāo)志P（PSW.0）——奇偶標(biāo)志P0口(1)

讀鎖存器讀引腳寫鎖存器內(nèi)部總線P0.X鎖存器MUXP0.X引腳Vcc地址/數(shù)據(jù)控制&DCLQQ圖1-7P0口位結(jié)構(gòu)圖P0口(2)P0口作為通用I/O口使用（1）P0口作為通用輸出必須外接上拉電阻，（比如10K）。（2）P0口作為通用輸入?yún)^(qū)分讀引腳和讀鎖存器。P0口在作為一般輸入口使用時在讀取管腳之前應(yīng)向鎖存器寫入“1”。（3）P0口作為地址/數(shù)據(jù)總線使用P0口作為地址/數(shù)據(jù)總線使用時，無需外接上拉電阻。P1口讀鎖存器讀引腳寫鎖存器內(nèi)部總線P1.X鎖存器P1.X引腳VccDCLQQ圖1-9P1口位結(jié)構(gòu)圖內(nèi)部上拉電阻P2口讀鎖存器讀引腳寫鎖存器內(nèi)部總線P2.X鎖存器MUXP2.X引腳Vcc地址控制DCLQQ圖1-10P2口位結(jié)構(gòu)圖P3口-1讀鎖存器讀引腳寫鎖存器內(nèi)部總線P3.X鎖存器P3.X引腳Vcc內(nèi)部上拉電阻第二功能輸出&DCLQQ圖1-11具有第二功能輸出的P3口位結(jié)構(gòu)圖P3口-2讀鎖存器讀引腳寫鎖存器內(nèi)部總線P3.X鎖存器P3.X引腳Vcc內(nèi)部上拉電阻第二功能輸入DCLQQ圖1-12具有第二功能輸入的P3口位結(jié)構(gòu)圖MCS-51單片機(jī)的工作方式

復(fù)位方式上電復(fù)位手動復(fù)位自動復(fù)位（WATCHDOG）程序執(zhí)行方式：從0000H單元開始單步執(zhí)行方式：用于調(diào)試時，每按鍵一次執(zhí)行一步低功耗工作方式與掉電保護(hù)。MCS-51單片機(jī)的時序（1）基本概念時鐘：CPU的振蕩信號時鐘周期P：既振蕩周期狀態(tài)周期S：1S=2P機(jī)器周期：=6S指令周期：指令執(zhí)行所需的機(jī)器周期數(shù)1字節(jié)指令2字節(jié)指令4字節(jié)指令（只有乘除兩條指令）MCS-51單片機(jī)的時序（2）指令存放在內(nèi)部ROM區(qū)域，指令本身是訪問內(nèi)部RAM的時序。單字節(jié)單機(jī)器周期指令（例如INCA）

雙字節(jié)單機(jī)器周期指令（例如：ADDA，#data）

單字節(jié)雙機(jī)器周期指令（例如：INCDPTR）MCS-51單片機(jī)時序（2）圖XTAL2P1P2P1P2P1P2P1P2P1P2P1P2P1P2P1P2P1P2P1P2P1P2P1P2P1P2P1P2P1P2P1P2P1P2P1P2P1P2P1P2P1P2P1P2P1P2P1P2P1P2P1P2P1P2P1P2P1P2P1P2P1P2P1P2P1P2P1P2P1P2P1P2P2P1P1P2P1P2P1P2P1P2P1P2P1P2P1P2P1P2P1P2P1P2P1P2P1P2P2P1S1S2S3S4S5S6S1S2S3S4S5S6S1S2S3S4S5S6S1S2S3S4S5S6S1S2S3S4S5S6S1S2S3S4S5S6S1S2S3S4S5S6S1S2S3S4S5S6S1ALE讀操作碼讀下一個操作碼（丟棄）再讀下一個操作碼讀操作碼讀第二字節(jié)讀下一個操作碼讀操作碼讀操作碼讀下一個操作碼（丟棄）再讀下一個操作碼讀下一個操作碼（丟棄）無取指無ALE無取指再讀下一個操作碼（a）1字節(jié)，1周期指令如：INCA（b）2字節(jié)，1周期指令如：ADDA,#DATA（c）1字節(jié)，2周期指令如：INCDPTR（d）1字節(jié)，2周期指令如：MOVXA,@DPTR圖1-17MCS-51時序MCS-51單片機(jī)的時序（3）指令存放在內(nèi)ROM區(qū)域，指令本身為訪問外部RAM的指令（如：MOVX）MCS-51單片機(jī)時序（4）指令存放在外部ROM區(qū)域，而指令本身是訪問內(nèi)部RAM區(qū)域。振蕩脈沖P1P2P1P2P1P2P1P2P1P2P1P2P1P2P1S1S2S3S4S5S6S1ALEPSENP2P0A15～A8A15～A8A7～A0A7～A0指令指令圖1－18指令存放在外ROM時，CPU的取指時序MCS-51單片機(jī)時序（5）指令存放在外部ROM區(qū)域，指令本身又是訪問外RAM區(qū)域。振蕩脈沖S1S2S3S4S5S6ALEPSENP2P0PCH輸出圖1－19指令存放在外部ROM，CPU訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時序S2S3S4S5S6PCH輸出S1PCH輸出DPH輸出或P2輸出PCL輸出S1指令輸入指令輸入PCL輸出地址輸出數(shù)據(jù)輸入

構(gòu)建51單片機(jī)最小系統(tǒng)（1）

R1200ΩR2200ΩR3200ΩR4200ΩR54.7KR64.7KR74.7KR84.7KK1K2K3K4D1D2D3D4VccR10200ΩR910KC310μ/16VC133PC233PXTAL6MHZIC18751RXDTXDP10P11P12P13P14P15P16P17T1T0EA/VPDRESETP27P26P25P24P23P22P21P20ALE/PROGP07P06P05P04P03P02P01P00INT1INT0WRRDPSENVccXTAL1XTAL2圖1-208751構(gòu)建的最小系統(tǒng)Vcc1111構(gòu)建51單片機(jī)最小系統(tǒng)（2）P2.7P2.6P2.5P2.4P2.3P2.2P2.1P2.0P1.0P1.1P1.2P1.3P1.4P1.5P1.6P1.7T1T0EA/VPPRXDTXDRESETXTAL6MHZXTAL1XTAL2C233PC133PC310μ/16VR910KR10200ΩALE/PROGP0.7P0.6P0.5P0.4P0.3P0.2P0.1P0.0INT1INT0WRRDPSENR1200