1、第二章 單片機(jī)基礎(chǔ)概述概述MCSMCS5151單片機(jī)基本結(jié)構(gòu)單片機(jī)基本結(jié)構(gòu)中央處理器中央處理器CPUCPUMCSMCS5151單片機(jī)存儲(chǔ)器及存儲(chǔ)空間單片機(jī)存儲(chǔ)器及存儲(chǔ)空間并行輸入輸出接口并行輸入輸出接口2.12.1 概述概述單片機(jī)（單片機(jī)（Single Chip Microcomputer)Single Chip Microcomputer)： 又稱(chēng)微控制器，它把組成微型計(jì)算機(jī)的各功能部件：中央處理器、RAM、ROM、IO接口電路、定時(shí)計(jì)數(shù)器、中斷控制器等部件集成在一塊半導(dǎo)體芯片中，構(gòu)成一個(gè)完整的微型計(jì)算機(jī)。單片機(jī)系列簡(jiǎn)介單片機(jī)系列簡(jiǎn)介片內(nèi)ROMEPROM片內(nèi)RAM定時(shí)計(jì)數(shù)器并行IO口串行IO

2、口AD中斷源DAMCS-4804K64256B18位38位2MCS-5108K128256B（23）16位48位156MCS-9608K256B416位58位1（48） 10位8PWM輸出2.2 MCS-51系列單片機(jī)基本結(jié)構(gòu)系列單片機(jī)基本結(jié)構(gòu)MCS-51MCS-51系列單片機(jī)配置系列單片機(jī)配置片內(nèi)存儲(chǔ)器（字節(jié)）定時(shí)計(jì)數(shù)器并行IO口串行IO口中斷源制造工藝無(wú)ROMEPROMRAMMCS-51子系列803180514K87514K128B216 4815HMOS80C3180C514K87C514K128B216 4815CHMOSMCS-52子系列803280528K87528K256B316

3、 4816HMOS80C232 80C2528K87C2528K256B316 4817CHMOSMCS-51單片機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)及功能部件單片機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)及功能部件中央處理器CPU（8位）128B片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（RAM）4KB的ROM或EPROM18個(gè)特殊功能寄存器（SFR）4個(gè)并行IO接口P0P31個(gè)串行接口2個(gè)16位定時(shí)計(jì)數(shù)器中斷系統(tǒng)CPU（運(yùn)算部件）控制部件SFRRAM程序存儲(chǔ)器定時(shí)計(jì)數(shù)器中斷系統(tǒng)串行口P3口P1口P2口P0口MCS51系列單片機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化框圖單片機(jī)外部結(jié)構(gòu)單片機(jī)外部結(jié)構(gòu)返回8051RXDTXDP S E NX 2EA / VP1818ALE / P外部引腳說(shuō)明外部引腳說(shuō)明1

4、 1電源類(lèi)引腳電源類(lèi)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 2時(shí)鐘振蕩電路引腳時(shí)鐘振蕩電路引腳 XTAL1（19腳)和XTAL2(18腳)的內(nèi)部是一個(gè)振蕩電路。當(dāng)使用內(nèi)部振蕩電路時(shí)，在這兩個(gè)管腳上外接石英晶體和微調(diào)電容；當(dāng)使用外部時(shí)鐘時(shí)用于接外部時(shí)鐘脈沖信號(hào)。外部結(jié)構(gòu)3 3、控制類(lèi)引腳、控制類(lèi)引腳 RSTVPD(9腳)： RST為復(fù)位信號(hào)輸入端。 ALE/PROG(30腳)： ALE為地址鎖存允許信號(hào)輸出端。PSEN(29腳)：外部程序存儲(chǔ)器ROM的讀選通信號(hào)輸出端。EAVpp(31腳)：EA為訪(fǎng)問(wèn)內(nèi)外部程序存儲(chǔ)器控制信號(hào) 當(dāng)EA0時(shí)對(duì)RO

5、M的訪(fǎng)問(wèn)限定在外部程序存儲(chǔ)器，當(dāng)EA1時(shí)，在對(duì)ROM的訪(fǎng)問(wèn)先從內(nèi)部4KB開(kāi)始，當(dāng)?shù)刂贩秶?KB時(shí)自動(dòng)切換到外部進(jìn)行訪(fǎng)問(wèn)。總線(xiàn)結(jié)構(gòu)4并行IO端口P0口(3239腳)：分時(shí)提供低8位地址，并用作8位雙向數(shù)據(jù)總線(xiàn)。P1口(18腳)：是一個(gè)帶內(nèi)部提升電阻的8位準(zhǔn)雙向IO。P2口(2128腳)：是一個(gè)帶內(nèi)部提升電阻的8位準(zhǔn)雙向IO口在訪(fǎng)問(wèn)外部存儲(chǔ)器時(shí)，提供高8位地址。P3口(10一17腳)：是一個(gè)帶內(nèi)部提升電阻的8位準(zhǔn)雙向IO口。在系統(tǒng)中這8個(gè)引腳都有各自的第二功能外部結(jié)構(gòu)P3口的第二功能表口的第二功能表引腳第二功能P3.0RXD（串行口輸入端）P3.1TXD （串行口輸出端）P3.2INT0（外部

6、中斷0請(qǐng)求輸入端）P3.3INT1（外部中斷1請(qǐng)求輸入端）P3.4T0（定時(shí)計(jì)數(shù)器0計(jì)數(shù)脈沖輸入端）P3.5T1（定時(shí)計(jì)數(shù)器1計(jì)數(shù)脈沖輸入端）P3.6WR（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫(xiě)選通信號(hào)輸出端）P3.7RD（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀選通信號(hào)輸出端外部結(jié)構(gòu)返回單片機(jī)的三總線(xiàn)結(jié)構(gòu)單片機(jī)的三總線(xiàn)結(jié)構(gòu)返回2.3 中央處理器中央處理器CPU-決定單片機(jī)的主要功能特性決定單片機(jī)的主要功能特性2.3.1 運(yùn)算部件運(yùn)算部件1、算術(shù)邏輯單元ALU與累加器ACC、寄存器BMCS-51內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖返回RAM P0口串行口 定時(shí)器 計(jì)數(shù)器特殊功能寄存器（SFR）中斷系統(tǒng)微處理器ALU控制邏輯 P2口 P1口 P3口RO

7、M/EPROMCPU內(nèi)部 總線(xiàn)VccVssXTAL1XTAL2PSEN EAALERESETP2.0P2.7P0.0P0.788P1.0P1.78P3.0P 3.788051/8751面向用戶(hù)的結(jié)構(gòu)8031共40條引線(xiàn)用戶(hù)的內(nèi)特性用戶(hù)外特性圖2-2 MCS-51功能 框圖P23P23 圖2-1是其物理結(jié)構(gòu)框圖邏輯結(jié)構(gòu)框圖2、程序狀態(tài)字、程序狀態(tài)字PSWCY（Psw.7):進(jìn)位標(biāo)志位AC（Psw.6):輔助進(jìn)位標(biāo)志位F0（Psw.5):用戶(hù)定義的標(biāo)志位RS1和RS0（Psw.4 、Psw.3）：工作寄存器組選擇位CY AC F0 RS1 RS0 OV PPsw.0Psw.7工作寄存器組的選擇表工

8、作寄存器組的選擇表PSW.4(RS1)PSW.3(RS0)當(dāng)前使用的工作寄存器組R0R7000組（00H07H）011組（08H0FH）102組（10H17H）113組（18H1FH） OV（PSW.2）: 溢出標(biāo)志位 PSW.1：未定義 P（PSW.0）：奇偶檢驗(yàn)位CY AC F0 RS1 RS0 OV PPsw.0Psw.700001000例：（PSW）08HCY AC F0 RS1 RS0 OV P布爾累加器布爾指令集位地址空間布爾處理機(jī)PSW中的中的CY17條位操作條位操作指令指令存儲(chǔ)器中的存儲(chǔ)器中的位地址空間位地址空間3、布爾處理機(jī)、布爾處理機(jī)2.3.2 控制部件及振蕩器控制部件及振

9、蕩器 單片機(jī)的神經(jīng)中樞，包括定時(shí)和控制電路、指令寄存器、譯碼器以及信息傳送等部件。 作用：作用：發(fā)出CPU時(shí)序，對(duì)指令進(jìn)行譯碼，完成定時(shí)控制的微操作，協(xié)調(diào)各功能部件之間的動(dòng)作。內(nèi)部結(jié)構(gòu)時(shí)鐘電路時(shí)鐘電路內(nèi)部振蕩器方式外部振蕩器方式2.4 MCS-51存儲(chǔ)器及存儲(chǔ)空間存儲(chǔ)器及存儲(chǔ)空間2.4.1 存儲(chǔ)器分類(lèi)及配置存儲(chǔ)器分類(lèi)及配置存儲(chǔ)器的分類(lèi)方式存儲(chǔ)器的分類(lèi)方式(1) 存儲(chǔ)器按其所處的位置，可分為外部存儲(chǔ)器和內(nèi)部存儲(chǔ)器兩種形式。(2) 按存儲(chǔ)器的讀寫(xiě)方式，又可分為只讀存儲(chǔ)器ROM(Read only Memory)；讀寫(xiě)存儲(chǔ)器RAM(Random access Memory)又稱(chēng)隨機(jī)存儲(chǔ)器。存儲(chǔ)器的常

10、用單位及術(shù)語(yǔ)存儲(chǔ)器的常用單位及術(shù)語(yǔ)位(bit)字節(jié)(Byte) 字(Word)字長(zhǎng)存儲(chǔ)容量：存儲(chǔ)器所能存儲(chǔ)的二進(jìn)制信息的位數(shù)。地址：為了辨認(rèn)并區(qū)別這些單元，將每個(gè)單元按順序編號(hào)，這種編號(hào)稱(chēng)為地址。 地址是用若干位二進(jìn)制數(shù)碼來(lái)表示的。存儲(chǔ)器的地址存儲(chǔ)器的地址00H08H16H55H89H0000H0001H0002H0003H0004H每個(gè)單元存放一個(gè)8位的二進(jìn)制數(shù)，單元的地址用兩位的十六進(jìn)制數(shù)或四位的十六進(jìn)制數(shù)表示.存儲(chǔ)器單元存儲(chǔ)信息存儲(chǔ)單元地址數(shù)據(jù)、地址、指令數(shù)據(jù)、地址、指令（1）這三者的本質(zhì)都是一樣的數(shù)字，或者說(shuō)都是一串0和1組成的序列。換言之，地址、指令也都是數(shù)據(jù)。（2）指令：由單片機(jī)芯

11、片的設(shè)計(jì)者規(guī)定的一種數(shù)字，它與我們常用的指令助記符有著嚴(yán)格的一一對(duì)應(yīng)關(guān)系，不可以由單片機(jī)的開(kāi)發(fā)者更改。（3）地址：是尋找單片機(jī)內(nèi)部、外部的存儲(chǔ)單元、輸入輸出口的依據(jù)，內(nèi)部單元的地址值已由芯片設(shè)計(jì)者規(guī)定好，不可更改，外部的單元可以由單片機(jī)開(kāi)發(fā)者自行決定。（4）數(shù)據(jù)：這是由微處理機(jī)處理的對(duì)象。存儲(chǔ)器的編址方式存儲(chǔ)器的編址方式（1）普林斯頓結(jié)構(gòu)(VON Neumam): 程序存儲(chǔ)器和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器共用一個(gè)存儲(chǔ)空間，統(tǒng)一編址。（2）哈佛結(jié)構(gòu)（ HawarJ）：程序存儲(chǔ)器和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器互相分離，分開(kāi)編址。MCS-5l型單片機(jī)采用的是哈佛結(jié)構(gòu)。程序存儲(chǔ)器（ROM）數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（RAM）片內(nèi)4KB ROM存儲(chǔ)器空間

12、（0000H0FFFH）片外64KB ROM存儲(chǔ)器空間（0000HFFFFH）片內(nèi)128B的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器空間（00H一7FH）片內(nèi)128B的特殊功能寄存器空間（80H一FFH）片外64KB的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器空間（0000HFFFFH）8051型單片機(jī)的存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)返回如書(shū)p29 圖2-5所示程序存儲(chǔ)器用于存放程序及表格常數(shù)。程序存儲(chǔ)器用于存放程序及表格常數(shù)。（1）8051及8751型單片機(jī)有4KB內(nèi)部程序存儲(chǔ)器，編址為0000H0FFFH，（2）當(dāng)需要擴(kuò)展時(shí)，外部程序存儲(chǔ)器從1000H開(kāi)始編址，這種內(nèi)外存儲(chǔ)器統(tǒng)一編址的方式，是為了便于程序的連續(xù)執(zhí)行。（3）內(nèi)外ROM的選擇。是由信號(hào)EA來(lái)控制的。（4）8

13、031型單片機(jī)無(wú)內(nèi)部程序存儲(chǔ)器，EA應(yīng)接地。程序存儲(chǔ)器2.4.2 程序存儲(chǔ)器程序存儲(chǔ)器1224096外部?jī)?nèi)部FFFFH1000H0FFFH0000HEA=1外部EA=00000HFFFFH外部52子系列內(nèi)部輔加內(nèi)部FFFFH2000H1FFFH1000H0FFFH0000HEA=1外部EA=00000HFFFFH程序存儲(chǔ)器返回（1）PC是一個(gè)16位的寄存器，用于存放將要執(zhí)行的指令地址。（2）CPU每讀取指令的一個(gè)字節(jié)PC值便自動(dòng)加一，指向本指令的下一個(gè)字節(jié)或下一條指令。（3）PC可尋址64KB范圍ROM在物理結(jié)構(gòu)上是獨(dú)立的，不屬于內(nèi)部RAM中的SFR范圍。（4）PC沒(méi)有地址，因此是不可尋址的。

14、用戶(hù)無(wú)法對(duì)其進(jìn)行讀寫(xiě)，但可以通過(guò)轉(zhuǎn)移、調(diào)用、返回等指令改變其內(nèi)容，以實(shí)現(xiàn)程序的轉(zhuǎn)移。程序計(jì)數(shù)器程序計(jì)數(shù)器PC (見(jiàn)書(shū)中見(jiàn)書(shū)中p23 圖圖2-1、2)計(jì)算機(jī)的工作過(guò)程計(jì)算機(jī)的工作過(guò)程1、寫(xiě)程序，即將計(jì)算程序和原始數(shù)據(jù)寫(xiě)入存儲(chǔ)器中。2、運(yùn)算啟動(dòng)啟動(dòng)，控制臺(tái)發(fā)出啟動(dòng)命令，計(jì)算機(jī)開(kāi)始工作：取指令取指令，控制器按照PC指定的地址（復(fù)位后為0000H），從0000H單元取出第一條指令。取操作數(shù)取操作數(shù)，控制器根據(jù)指令中所給的操作數(shù)地址，從存儲(chǔ)器中取出操作數(shù)。運(yùn)算運(yùn)算，控制器根據(jù)指令操作碼向運(yùn)算器發(fā)出操作命令，由運(yùn)算器完成操作運(yùn)算。 與此同時(shí)，與此同時(shí)，PCPC值自動(dòng)加值自動(dòng)加1 1，給出下一條指令的地址，

15、給出下一條指令的地址機(jī)器重復(fù)執(zhí)行上述過(guò)程中的機(jī)器重復(fù)執(zhí)行上述過(guò)程中的 、 、 即取指令即取指令取操作數(shù)取操作數(shù)操作運(yùn)算操作運(yùn)算程序運(yùn)行入口地址程序運(yùn)行入口地址操作入口地址復(fù)位0000H外部中斷INT00003H定時(shí)計(jì)數(shù)器0溢出000BH外部中斷INT10013H定時(shí)計(jì)數(shù)器1溢出001BH串行口中斷0023H定時(shí)計(jì)數(shù)器2溢出（MCS52子系列）002BH2.4.3 內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器1、內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的編址 地址為00HFFH2、內(nèi)部RAM區(qū) 8051型單片機(jī)內(nèi)地址為00H7FH的低128B的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器區(qū)域。按其功能不同可劃分為3個(gè)小的區(qū)域。（p29 圖2-5 b）3、SFR區(qū) 805

16、1型單片機(jī)內(nèi)地址為80HFFH的高128B的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器區(qū)域。工作寄存器組區(qū)工作寄存器組區(qū)(00H(00H一一1FH)1FH)（1）工作寄存器區(qū)分為4組（2）可通過(guò)改變程序狀態(tài)字Psw中的 Rs0與 Rs1的狀態(tài)來(lái)重新設(shè)定當(dāng)前組。（3）工作寄存器區(qū)主要用來(lái)存放操作 數(shù)和運(yùn)算的中間結(jié)果。特殊功能寄特殊功能寄存器（存器（SFR）位尋址區(qū)位尋址區(qū)（128位）位）工作寄存器工作寄存器3組組30H2FH00H數(shù)據(jù)緩沖區(qū)數(shù)據(jù)緩沖區(qū)7FHFFH工作寄存器工作寄存器2組組工作寄存器工作寄存器1組組工作寄存器工作寄存器0組組20H1FH80H內(nèi)部RAMR0R1R2R3R4R5R6R700H01H02H03H04H

17、05H06H07H工作寄存器0組R0R1R2R3R4R5R6R708H09H0AH0BH0CH0DH0EH0FH工作寄存器1組R0R1R2R3R4R5R6R710H11H12H13H14H15H16H17H工作寄存器2組R0R1R2R3R4R5R6R718H19H1AH1BH1CH1DH1EH1FH工作寄存器3組位尋址區(qū)位尋址區(qū)（1）位尋址區(qū)(20H一2FH)。內(nèi)部RAM的 20H一2FH單元是位尋址區(qū)域。該區(qū)域的16個(gè)單元的每一位都有一個(gè)位地址，依次編址為00H一7FH （2）位尋址區(qū)的16個(gè)單元可以像普通RAM單元一樣進(jìn)行字節(jié)操作，也可以用位操作指令對(duì)單獨(dú)的位進(jìn)行操作。特殊功能寄特殊功能寄

18、存器（存器（SFR）位尋址區(qū)位尋址區(qū)（128位）位）工作寄存器工作寄存器3組組30H2FH00H數(shù)據(jù)緩沖區(qū)數(shù)據(jù)緩沖區(qū)7FHFFH工作寄存器工作寄存器2組組工作寄存器工作寄存器1組組工作寄存器工作寄存器0組組20H1FH80H內(nèi)部RAM20H.0（00H）20H.7（07H）20H21H000110102FH共16個(gè)單元128位78H7FH位尋址區(qū)位尋址區(qū)位地址字節(jié)地址位地址單元中存儲(chǔ)的信息內(nèi)部?jī)?nèi)部RAM中的位地址表中的位地址表續(xù)表續(xù)表見(jiàn)書(shū)表2-7， p32數(shù)據(jù)緩沖區(qū)數(shù)據(jù)緩沖區(qū)（1）在內(nèi)部RAM l28單元中，從30H開(kāi)始 的80個(gè)單元，就是供用戶(hù)使用的一般數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)域。（2）編址為30H一7F

19、H（3） 用戶(hù)對(duì)該區(qū)域的訪(fǎng)問(wèn)是按字節(jié)尋址的方式進(jìn)行的。（4）該區(qū)域主要用來(lái)存放隨機(jī)數(shù)據(jù)及運(yùn)算的中間結(jié)果，另外也常把堆棧開(kāi)辟在該區(qū)域。特殊功能寄特殊功能寄存器（存器（SFR）位尋址區(qū)位尋址區(qū)（128位）位）工作寄存器工作寄存器3組組30H2FH00H數(shù)據(jù)緩沖區(qū)數(shù)據(jù)緩沖區(qū)7FHFFH工作寄存器工作寄存器2組組工作寄存器工作寄存器1組組工作寄存器工作寄存器0組組20H1FH80H內(nèi)部RAM特殊功能寄存器（SFR）RAM存儲(chǔ)器（52子系列）位尋址區(qū)（128位）工作寄存器區(qū)FFH30H2FH20H1FH00H數(shù)據(jù)緩沖區(qū)80H7FH80HFFHMCS-51內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器堆棧與堆棧指針堆棧與堆棧指針（1）堆

20、棧的概念 ： 堆棧是一種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。所謂堆棧，就是數(shù)據(jù)只允許在其一端出入的一段存儲(chǔ)空間。（2）堆棧的功能： 堆棧是為程序調(diào)用和中斷操作而設(shè)立的，具體功能是保護(hù)現(xiàn)場(chǎng)和斷點(diǎn)地址。堆棧（3）堆棧操作遵守先進(jìn)后出的原則：先入后出。數(shù)據(jù)寫(xiě)入堆棧稱(chēng)為入棧或壓棧，對(duì)應(yīng)指令的助記符為PUSH。數(shù)據(jù)從堆棧中讀出則稱(chēng)為出?；驈棾觯瑢?duì)應(yīng)指令的助記符為POP。（4）堆棧指針SP（Stack Pointer) ： 堆棧指針SP是一個(gè)8位的特殊功能寄存器，用來(lái)存放堆棧的棧頂?shù)刂?。?）堆棧區(qū)域設(shè)定 ： MCS51型系列單片機(jī)復(fù)位后，SP初值自動(dòng)設(shè)為07H 。用戶(hù)程序設(shè)計(jì)時(shí)，一般都將堆棧設(shè)在內(nèi)部RAM的30H一7FH地址空間

21、。堆棧（7）堆棧的類(lèi)型： MCS-51系列單片機(jī)屬于向上生長(zhǎng)型堆棧。 隨著數(shù)據(jù)進(jìn)棧地址遞增，SP的內(nèi)容逐漸增大，指針上移； 相反，隨著數(shù)據(jù)的出棧，地址遞減，SP內(nèi)容逐漸減小，指針SP下移。00H進(jìn)棧出棧棧頂SPSP1例：PUSH A，設(shè)（A）00H，（SP）07H00HA00HSP100H07H堆棧3、特殊功能寄存器、特殊功能寄存器 MCS-51型系列單片機(jī)內(nèi)部的累加器A、B寄存器、程序狀態(tài)字PSW、堆棧指針SP以及I/O口鎖存器、串行口數(shù)據(jù)緩沖器、各種控制寄存器和狀態(tài)寄存器等，統(tǒng)稱(chēng)為特殊功能寄存器(Special Function Register)，簡(jiǎn)稱(chēng)SFR。它是單片機(jī)的狀態(tài)和控制字寄存

22、器。它是單片機(jī)的狀態(tài)和控制字寄存器。數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器特殊功能寄存器一覽表特殊功能寄存器一覽表返回4、位尋址空間、位尋址空間（1）內(nèi)部RAM的20H2FH的16個(gè)字 節(jié)內(nèi)，共128位。（2）SFR中93位2.4.4 外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（1）尋址范圍：64K （0000HFFFFH）（2）訪(fǎng)問(wèn)指令：MOVX（3）數(shù)據(jù)指針寄存器DPTR(Data Pointer)：16位特殊功能寄存器由DPH和DPL兩個(gè)8位的特殊功能寄存器組成，是對(duì)片外RAM及擴(kuò)展IO口進(jìn)行存取操作地址指針。也可分成兩個(gè)8位寄存器進(jìn)行操作。外部0000HFFFFH特殊功能寄存器（SFR）RAM存儲(chǔ)器（52子系列）位尋址區(qū)（12

23、8位）工作寄存器區(qū)FFH30H2FH20H1FH00H數(shù)據(jù)緩沖區(qū)80H7FH80HFFH內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器MCS-51 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器空間數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器空間1、P0口功能：作為通用輸入/輸出口使用分時(shí)提供低8位地址，并用作8位雙向數(shù)據(jù)總線(xiàn)。2、P0口的位結(jié)構(gòu)：一個(gè)鎖存器，兩個(gè)三態(tài)緩沖器及輸出驅(qū)動(dòng)電路。1一、一、P0口作地址數(shù)據(jù)總線(xiàn)口作地址數(shù)據(jù)總線(xiàn) (1) 此時(shí)內(nèi)部的控制信號(hào)為高電平，使得Mux接到了上檔位置，同時(shí)打開(kāi)了上面的與門(mén)，P0口的輸出僅受內(nèi)部地址數(shù)據(jù)線(xiàn)的控制。（2）在這種情況下，讀鎖存器三態(tài)緩沖器處于高阻狀態(tài)，當(dāng)需要輸入數(shù)據(jù)時(shí)，輸入信號(hào)就直接從引腳通過(guò)輸入緩沖器進(jìn)人內(nèi)部總線(xiàn)。（3）P

24、0口作為地址數(shù)據(jù)總線(xiàn)使用時(shí)，無(wú)需外接上拉電阻。101011011001 11二、二、P0口作為通用輸入輸出口作為通用輸入輸出（1）內(nèi)部的控制電平為低電平，封鎖與門(mén)， 將輸出驅(qū)動(dòng)電路的上面的場(chǎng)效應(yīng)管(FET)截止。（2）同時(shí)使多路轉(zhuǎn)接開(kāi)關(guān)MuX接通鎖存器Q端的輸出通路。輸出鎖存器在CP脈沖的配合下，將內(nèi)部總線(xiàn)傳來(lái)的信息反映到輸出端并鎖存。（3）需外接上拉電阻00/010100/1010+5v應(yīng)區(qū)分兩種情況： 讀引腳就是直接讀取P0.x引腳的狀態(tài)。在“讀引腳”信號(hào) (為低電平0) 的控制下把緩沖器打開(kāi)，將端口引腳上的數(shù)據(jù)經(jīng)緩沖器通過(guò)內(nèi)部總線(xiàn)讀進(jìn)來(lái)。注意：注意：P0口在作為一般輸入口使用時(shí)在讀取管腳

25、之前還應(yīng)向鎖存器寫(xiě)入“1“，使上下兩個(gè)場(chǎng)效應(yīng)管均處于截止?fàn)顟B(tài)，使外接的狀態(tài)不受內(nèi)部信號(hào)的影響，然后再來(lái)讀。000000000011001000100準(zhǔn)雙向口：準(zhǔn)雙向口：MOV P0,#0FFH11例： ANL P0，A 為了能夠適應(yīng)“讀修改寫(xiě)”操作的需要，在P0口電路中另外設(shè)置了讀取鎖存器的輸入通道，在“讀鎖存器”信號(hào)的控制下可以直接讀取鎖存器的Q端的狀態(tài)，從而避免讀引腳讀到錯(cuò)誤數(shù)據(jù)。00100110P1口口（1）P1口是一個(gè)準(zhǔn)雙向IO口。它只能作為通用IO口使用，沒(méi)有第二功能。（2）在輸出級(jí)內(nèi)部由做阻性元件使用的場(chǎng)效應(yīng)晶體管組成的上拉電阻因此P1口在作為通用輸出口使用時(shí)，不需要再外接上拉電阻

26、。 （3）當(dāng)Pl口作為輸入口使用時(shí)，仍需要向鎖存器先寫(xiě)入“1”，使場(chǎng)效應(yīng)管截止，然后再讀取輸入信號(hào)（準(zhǔn)雙向IO口）。（4）其輸入也分為”讀引腳”方式（作輸入口）和“讀鎖存器”方式（端口操作）兩種。P2口口（1） P2口也是一個(gè)準(zhǔn)雙向IO口。（2）在P2口電路中也有一個(gè)多路轉(zhuǎn)接開(kāi)關(guān)Mux （3）在P2口作為一般IO口使用時(shí)與P1口類(lèi)似，用于輸出時(shí)不需要外接上拉電阻；當(dāng)用于輸入時(shí)，仍需要向鎖存器先寫(xiě)入“1”，然后再讀取（準(zhǔn)雙向IO口）。（4）P2口輸入也分為“讀引腳”方式和“讀鎖存器”方式兩種。P3口口（1）在P3口上增加了第二功能控制邏輯。（2）P3口也是準(zhǔn)雙向口并行并行IO口的特點(diǎn)口的特點(diǎn)（1

27、）P0口和P2口構(gòu)成MCS一51型單片機(jī)的16位地址總線(xiàn)，P0口還是8位的數(shù)據(jù)總線(xiàn)。（2）P3口多用于第二功能輸入或輸出。（3）通常只有P1口用于一般輸入輸出。（4）系統(tǒng)復(fù)位后，P0一P3口的32個(gè)管腳均輸出高電平，因此在系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過(guò)程中應(yīng)保證這些管腳控制的外設(shè)不會(huì)因?yàn)橄到y(tǒng)復(fù)位而發(fā)生誤動(dòng)作。 （5）每個(gè)并行口，可定義一部分管腳為輸入口，另一部分管腳為輸出腳，沒(méi)有使用的管腳可以懸空。2.6 CPU的時(shí)序與復(fù)位的時(shí)序與復(fù)位（1）MCS-51型單片機(jī)均有片內(nèi)振蕩器和時(shí)鐘電路并以此作為CPU的時(shí)鐘源。（2）這種時(shí)鐘源是用來(lái)產(chǎn)生單片機(jī)工作所需要的時(shí)鐘信號(hào)。振蕩器和時(shí)鐘電路一旦確定，CPU的時(shí)鐘頻率也就確

28、定了。（3）CPU的時(shí)序是指令執(zhí)行中各控制信號(hào)在時(shí)間上的相互關(guān)系。時(shí)序單位時(shí)序單位 (1) 振蕩周期：是為單片機(jī)提供定時(shí)信號(hào)的振蕩源的周期，是MCS51型單片機(jī)中最小的時(shí)序單位。 (2)狀態(tài)周期： 連續(xù)的兩個(gè)振蕩周期稱(chēng)為一個(gè)狀態(tài)周期。即1個(gè)狀態(tài)周期2個(gè)振蕩周期。通常把一個(gè)狀態(tài)的前后兩個(gè)振蕩周期用P1、P2來(lái)表示，稱(chēng)為兩個(gè)節(jié)拍。 (3) 機(jī)器周期 ： 通常把單片機(jī)完成某種基本操作所需要的時(shí)間稱(chēng)為一個(gè)機(jī)器周期。一個(gè)機(jī)器周期由6個(gè)狀態(tài)周期組成，分別用s1s6來(lái)表示。這樣一個(gè)機(jī)器周期中的12個(gè)振蕩周期就可以表示為S1P1、S1P2、S2P1、S2P2、S6P2。(4)指令周期： 單片機(jī)完成基本指令所需的時(shí)間，以機(jī)器周期為單位。MCS-51的指令周期為14個(gè)機(jī)器周期。 例：外接晶振 fosc=12MHZ，則振蕩周期112s狀態(tài)周期16s機(jī)器周期1s指令周期14s典型指令的取指和執(zhí)行時(shí)序OSCALEP1 P2P1 P2P1 P2P1 P2P1 P2P1 P2S1S2S3S4S5S6機(jī)器周期讀操作碼 04H讀下一個(gè)操作碼（丟掉）PC不增“1”S1S2S3S4S5S6再讀下一個(gè)操作碼(a) 單字節(jié)單周期指令 如： INC