1、第二章：MCS-5l系列單片機(jī)的結(jié)構(gòu)和原理,主講 喻萍 2011年3月,內(nèi)容,2.1 內(nèi)部組成 2.2 存儲(chǔ)器 2.3 并行輸入/輸出端口結(jié)構(gòu) 2.4 引腳、時(shí)鐘電路與CPU時(shí)序 2.5 復(fù)位電路,2.1 MCS-5l系列單片機(jī)的內(nèi)部組成,MCS-51系列單片機(jī)簡(jiǎn)介 MCS-51系列單片機(jī)是美國(guó)Intel公司的高性能8位單片微機(jī)。 按其存儲(chǔ)器配置狀態(tài)可分3種： 片內(nèi)ROM型 片內(nèi)EPROM型 外接EPROM型（無(wú)ROM） 按其功能可分8種類(lèi)型：,1.基本型 該類(lèi)型的典型產(chǎn)品是8051 特性：8位CPU；片內(nèi)RAM有128字節(jié)；片內(nèi)ROM有4K字節(jié)；21個(gè)特殊功能寄存器；4個(gè)8位并行I/O口，一

2、個(gè)全雙工串行口；2個(gè)16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器；5個(gè)中斷源、2個(gè)中斷優(yōu)先級(jí)；一個(gè)片內(nèi)時(shí)鐘振蕩器和時(shí)鐘電路。 基本型的產(chǎn)品還有 8031、8051、8751 8031AH、8051AH、8751H、8751BH等 8051AH與8051不同點(diǎn)在于采用了HMOS工藝制造,2.增大內(nèi)部存儲(chǔ)器的基本型 內(nèi)部RAM和ROM容量比基本型單片機(jī)增大一倍。如8052AH、8032AH、8752BH。 3. 低功耗基本型 這類(lèi)產(chǎn)品型號(hào)中帶有“C”字，采用CHMOS工藝，其特點(diǎn)為低功耗。產(chǎn)品有80C51BH、80C31BH、87C51。 4. 高級(jí)語(yǔ)言型 如8052AHBASIC芯片內(nèi)固化有MCS BASIC52解釋程

3、序。 5. 可編程計(jì)數(shù)陣列（PCA）型 該類(lèi)產(chǎn)品具有兩個(gè)特點(diǎn)：一個(gè)是有5個(gè)比較/捕捉模塊；另一個(gè)是有一個(gè)增強(qiáng)的多機(jī)通信接口。該類(lèi)產(chǎn)品有83C51FA、80C51FA、87C51FA、83C51FB等。,6. A/D型 該系列單片機(jī)帶有8路8位A/D；半雙工同步串行接口；擁有16位監(jiān)視定時(shí)器；擴(kuò)展了A/D中斷和串行口中斷，使中斷源達(dá)到7個(gè)；具有振蕩器失效檢測(cè)功能。該類(lèi)產(chǎn)品有83C51GA、80C51GA、87C51GA等。 7. DMA型。實(shí)現(xiàn)高速數(shù)據(jù)傳送 該產(chǎn)品分為兩類(lèi)。一類(lèi)產(chǎn)品是DMA、GSC型，產(chǎn)品有83C152JA、80C152JA、80C152B等。另一類(lèi)產(chǎn)品是DMA、FIFO型，產(chǎn)品

4、有83C452、80C452、87C452P。 8. 多并行口型 此類(lèi)單片機(jī)是在80C51基礎(chǔ)上，新增加和P1口相同8位準(zhǔn)雙向P4口和P5口，還增加在內(nèi)部具有上拉電阻的8位雙向口P6口。該類(lèi)產(chǎn)品有83C451、80C451。,51與52子系列： 51子系列：主要產(chǎn)品8031、8051、8751、89C51 52子系列：主要產(chǎn)品8032、8052、8752、89C52 無(wú) ROM EPROM EEPROM 51與52的區(qū)別在于： 51子系列RAM有128B；ROM有4KB;2個(gè)16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器; 52子系列RAM有256B；ROM有8KB;3個(gè)16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器; 8051是最早最典型產(chǎn)品

5、，其它均以此為核心再增加部分功能部件構(gòu)成。因此具有相同的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。以8051為例介紹系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、工作原理、資源特性和使用方法。,圖2-1 8051內(nèi)部結(jié)構(gòu)原理框圖,8位CPU,1.212MHz,RAM,ROM,片外存儲(chǔ)器尋址能力64KB,4個(gè)8位并行口,2個(gè)16位計(jì)數(shù)器,5個(gè)中斷源,1個(gè)串行口,2.2 存儲(chǔ)器,MCS-51單片機(jī)的存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)與常規(guī)的微型計(jì)算機(jī)的配置不同，它把程序存儲(chǔ)器和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器分開(kāi)，各有自己的尋址系統(tǒng)、控制信號(hào)和功能。 程序存儲(chǔ)器：存放程序和始終保留的常數(shù)。 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器：存放程序運(yùn)行中所需的常數(shù)或變量。,2.2 存儲(chǔ)器,從物理地址空間看，MCS-51單片機(jī)有四個(gè)存儲(chǔ)器地址空間：

6、 片內(nèi)程序存儲(chǔ)器：4KB 片外程序存儲(chǔ)器：064KB 片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器：128B 片外數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器： 064KB 從邏輯地址空間看，MCS-51單片機(jī)有三個(gè)存儲(chǔ)器地址空間： 片內(nèi)片外統(tǒng)一的程序存儲(chǔ)器：64KB 片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器：128B 片外數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器： 064KB,圖2-3 8051存儲(chǔ)器地址空間圖,4KB,60KB,128B,64KB,如何區(qū)別三個(gè)不同的邏輯空間呢？不同的指令!,一、程序存儲(chǔ)器ROM,程序存儲(chǔ)器可尋址的地址空間為64K字節(jié)。以16位的程序計(jì)數(shù)器PC作地址指針。 4KB片內(nèi)ROM和片外ROM是統(tǒng)一編址的。 片內(nèi)ROM和片外ROM的選擇由EA引腳上的電平控制 EA1：PC04KB，C

7、PU訪問(wèn)內(nèi)部ROM(4KB) PC4KB64KB，CPU訪問(wèn)外部ROM(60KB) EA0：內(nèi)部ROM被忽略，CPU總是從外ROM讀， 外ROM空間可達(dá)64KB(064KB),先內(nèi)后外,一、程序存儲(chǔ)器ROM,PSEN：片外程序存儲(chǔ)器選通信號(hào) 幾個(gè)特殊單元：ROM中有幾個(gè)特殊單元 0000H0002H：MCS-51復(fù)位后，PC0000H，因此系統(tǒng)從0000H單元開(kāi)始讀取指令，并執(zhí)行程序，它是系統(tǒng)執(zhí)行程序的起始地址。常在此放一條跳轉(zhuǎn)指令。 0003H002AH：5個(gè)中斷源的中斷服務(wù)程序的入口地址(58=40)。,二、片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器RAM,RAM從物理上或邏輯上都分為兩個(gè)地址空間: 內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器1

8、28B：地址為007FH，用MOV指令訪問(wèn)； 外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器64KB：地址為0000FFFFH，用MOVX指令訪問(wèn)。 因此，二者可以實(shí)現(xiàn)地址重疊。 內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的使用最為靈活，它被分成物理上獨(dú)立的、且性質(zhì)不同的三個(gè)地址區(qū)間 。,RAM 片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器,32個(gè)單元,16個(gè)單元,80個(gè)單元,21個(gè)專(zhuān)用寄存器,共128個(gè)單元,工作寄存器區(qū)（00H1FH） 工作寄存器與RAM地址對(duì)照表,每組都有8個(gè)寄存器，各組都以R0 R7作寄存器單元編號(hào),任一時(shí)刻只能選用其中一組， 正在使用的那組稱(chēng)當(dāng)前寄存器組,未被用作工作寄存器組的RAM 單元可作為一般RAM使用,當(dāng)前寄存器組由程序狀態(tài)字PSW（專(zhuān)用功能寄存器

9、）中的D4和D3位（即RS1和RS0）來(lái)決定,工作寄存器區(qū)（00H1FH）,PSW的狀態(tài)與工作寄存器組的對(duì)應(yīng)關(guān)系如表2-4,位尋址區(qū)（20H2FH）,既可作為一般RAM單元使用，進(jìn)行字節(jié)操作；也可對(duì)單元中的每一位進(jìn)行位操作，因此稱(chēng)之為位尋址區(qū) 16個(gè)字節(jié)共有128位（168） 位地址區(qū)間是00H7FH 每位都可視作“軟件觸發(fā)器” 由程序直接進(jìn)行位處理。通常把各種程序狀態(tài)標(biāo)志、位控制變量設(shè)在位尋址區(qū)內(nèi),位尋址區(qū)的位地址分配表,字節(jié)地址20H2FH,位地址00H7FH,用戶RAM區(qū)（30H7FH）80個(gè)單元 堆棧區(qū),不僅是（30H7FH）區(qū)間，實(shí)際上任何一個(gè)字節(jié)單元都可以作為用戶緩沖器使用。 堆棧

10、區(qū)是一個(gè)“后進(jìn)先出”的數(shù)據(jù)緩沖區(qū)，由堆棧指針SP來(lái)指出棧頂?shù)刂?。堆棧區(qū)原則上可設(shè)置在片內(nèi)RAM的任何位置。但由于（00H1FH）、（20H2FH）已有上面用途，堆棧區(qū)一般設(shè)在用戶緩沖區(qū)內(nèi)。,三、專(zhuān)用功能寄存器 （特殊功能寄存器）SFR,MCS-51單片機(jī)內(nèi)各種控制寄存器和狀態(tài)寄存器都是以專(zhuān)用功能寄存器（或稱(chēng)特殊功能寄存器）的形式出現(xiàn)的，它們的地址分布在80HFFH區(qū)間。 每個(gè)寄存器都有相應(yīng)的地址，可以象訪問(wèn)內(nèi)部RAM一樣訪問(wèn)。 MCS-51共有21個(gè)寄存器，只占80HFFH中的一部分，PC除外。,介紹幾個(gè)常用SFR,1、累加器 ACC 累加器是一個(gè)最常用的專(zhuān)用寄存器。大多數(shù)單操作數(shù)指令的操作數(shù)

11、取自累加器，很多雙操作數(shù)指令的一個(gè)操作數(shù)也取自累加器 2、B寄存器 在乘除指令中用到了B寄存器，在其它指令中，B寄存器可以用作計(jì)數(shù)器或一般RAM單元。 3、程序狀態(tài)字PSW,PSW各位定義如下,.CY （PSW.7）進(jìn)位/借位標(biāo)志 在執(zhí)行某些算術(shù)和邏輯指令時(shí)，它可以被硬件或軟件置位或清位。在布爾處理機(jī)中它被認(rèn)為是位累加器，其重要性相當(dāng)于常規(guī)中央處理器中的累加器A。 . AC （PSW.6）輔助進(jìn)位標(biāo)志 當(dāng)進(jìn)行加法或減法操作而產(chǎn)生有低4位數(shù)（一個(gè)BCD碼）向高4位數(shù)進(jìn)位或借位時(shí)，AC將被硬件置位，否則被清零。AC常被用于十進(jìn)制調(diào)整。 . F0 （PSW.5）軟件標(biāo)志 可供用戶使用的一個(gè)狀態(tài)標(biāo)志，

12、可以用軟件置位或清位，也可以用軟件測(cè)試它，以便控制程序的流向。,PSW各位定義如下,. RS1，RS0（PSW.4，PSW.3）工作寄存器區(qū)選擇位。 可用軟件置位或清零，以便確定當(dāng)前工作寄存器組。RS1，RS0與工作寄存器組的對(duì)應(yīng)關(guān)系如下表：,PSW各位定義如下,. OV （PSW.2）溢出標(biāo)志 當(dāng)執(zhí)行算術(shù)指令時(shí)，由硬件置位或清零，以指示溢出狀態(tài)。 當(dāng)執(zhí)行加法或減法指令時(shí)有： OV = Cs Cp 加法：用Cs和Cp表示有進(jìn)位 減法：用Cs和Cp表示有借位 無(wú)符號(hào)數(shù)乘法或除法指令：執(zhí)行結(jié)果也會(huì)影響OV標(biāo)志，詳見(jiàn)MUL和DIV指令的說(shuō)明。 . P （PSW.0）奇偶標(biāo)志 由硬件置位或清零，以表示

13、累加器A中含“1”的個(gè)數(shù)的奇偶性。奇偶標(biāo)志在串行通信中的數(shù)據(jù)傳輸有重要意義 奇數(shù)：P=1 偶數(shù)：P=0,4、堆棧指針SP 何為堆棧： 堆棧是只允許在其一端進(jìn)行數(shù)據(jù)插入和刪除操作的線性表，不是按字節(jié)任意訪問(wèn)的，是一個(gè)特殊的存儲(chǔ)區(qū)。它的特點(diǎn)是按“先進(jìn)后出，后進(jìn)先出”的原則存取數(shù)據(jù)，這里的“進(jìn)”與“出”是指進(jìn)棧與出棧操作 。 堆棧功能： 為子程序調(diào)用和中斷操作而設(shè)立，主要功能是暫時(shí)存放數(shù)據(jù)和斷點(diǎn)地址保護(hù)現(xiàn)場(chǎng),堆棧有棧底和棧頂之分，棧底由棧底地址標(biāo)識(shí)且固定不變，它決定了堆棧在RAM中的物理位置。 第一個(gè)進(jìn)棧的數(shù)據(jù)X1所在的存儲(chǔ)單元就在棧底之上，然后逐次進(jìn)棧。 最后進(jìn)棧的數(shù)據(jù)X4所在的存儲(chǔ)單元稱(chēng)為棧頂。

14、隨著存放數(shù)據(jù)的增減，棧頂是變化的。,棧頂 （先?。?棧底,最后取,棧底、棧頂,何為堆棧指針SP： 為此專(zhuān)門(mén)設(shè)了一個(gè)堆棧指針SP，用于存放棧頂?shù)刂?。每存?或取出)1個(gè)字節(jié)數(shù)據(jù)，SP就自動(dòng)加1(或減1)。SP始終指向新的棧頂。有專(zhuān)門(mén)的堆棧操作指令PUSH、POP把數(shù)據(jù)存入或取出堆棧。 SP是一個(gè)8位專(zhuān)用寄存器，它的內(nèi)容是棧頂在片內(nèi)RAM中的位置。系統(tǒng)復(fù)位后，SP初始化為07H，常把SP移到別的單元，一般設(shè)在30H以后的范圍為宜。SP的初值越小，堆棧深度就越深。,棧底,棧頂,小結(jié)： 堆棧是一個(gè)“后進(jìn)先出”的內(nèi)部RAM區(qū)，在數(shù)據(jù)進(jìn)出堆棧時(shí)，SP的值將自動(dòng)增減，但始終指向最后進(jìn)入或即將彈出數(shù)據(jù)的單元（

15、即棧頂）,SP初值,SP當(dāng)前值,數(shù)據(jù)進(jìn)入堆棧稱(chēng)“進(jìn)棧（壓棧）” 數(shù)據(jù)從堆棧取出稱(chēng)“出棧（彈棧）” 壓棧：先SP增1，然后裝入數(shù)據(jù) 出棧：先取出數(shù)據(jù)，然后SP減1。,5、 數(shù)據(jù)指針DPTR DPTR是一個(gè)16位專(zhuān)用寄存器。既可作16位寄存器處理，又可分開(kāi)作兩個(gè)8位寄存器處理。分別稱(chēng)為 DPH（高8位） DPL（低8位） DPTR是唯一的可尋址16位寄存器，主要用來(lái)存放16位地址，可訪問(wèn)64K片外RAM。,四、位存儲(chǔ)器,為配合位操作指令，方便用戶編程，專(zhuān)門(mén)設(shè)置了可位尋址的單元（位存儲(chǔ)器） 兩部分位地址空間構(gòu)成了位存儲(chǔ)器 內(nèi)部RAM中20H2FH共16個(gè)單元的128位，對(duì)應(yīng)的位地址為00H7FH S

16、FR中地址為8的倍數(shù)的寄存器，共11個(gè)，對(duì)應(yīng)的位地址為80HFFH 它們可以按位操作，如：置1、置0、取反等。也可按字節(jié)操作。,專(zhuān)用寄存器字節(jié)地址和位地址表,五、外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器,MCS-51具有擴(kuò)展64K字節(jié)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器和I/O口的能力。外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器用MOVX指令來(lái)訪問(wèn)，單片機(jī)在執(zhí)行MOVX指令時(shí)，將發(fā)出RD或WR信號(hào)來(lái)選通外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器。第八章介紹,總結(jié)2.2 存儲(chǔ)器,一、程序存儲(chǔ)器 二、片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器(分三個(gè)區(qū)） 三、專(zhuān)用寄存器（特殊功能寄存器） 四、位存儲(chǔ)器 五、外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器,片內(nèi),2.3 并行輸入/輸出端口結(jié)構(gòu),4個(gè)雙向并行的8位I/O口P0P3 P1、P2、P3口為準(zhǔn)雙向口（作

17、為輸入線時(shí)，口鎖存器必須先寫(xiě)“1”，口線被拉成高電平，故稱(chēng)為準(zhǔn)雙向口）。 P0可驅(qū)動(dòng)8個(gè)TTL電路；P1、P2、P3口其負(fù)載能力為4個(gè)TTL電路。,P0P3已被歸入專(zhuān)用寄存器之列，且具有字節(jié)尋址和位尋址的功能 端口（口） 是一個(gè)綜合概念，口是一個(gè)集數(shù)據(jù)輸入緩沖、數(shù)據(jù)輸出緩沖、驅(qū)動(dòng)及鎖存等多項(xiàng)功能為一體的I/O電路。 P0P3 四個(gè)口的功能有所不同，故它們的電路結(jié)構(gòu)也不完全一樣，但基本工作原理相似。,相同部分和不同部分,不同部分：因?yàn)楣δ艿牟顒e而附加的輸出控制電路不同。其中P1口的位結(jié)構(gòu)是最簡(jiǎn)單的，也是最基本的。,各位端口有其相同的組成部分： 一個(gè)輸出鎖存器（D鎖存器） 一個(gè)輸出驅(qū)動(dòng)電路,由FE

18、T(場(chǎng)效應(yīng)管)構(gòu)成 兩個(gè)三態(tài)緩沖器。一個(gè)用于讀鎖存器、一個(gè)讀引腳。,1P1口的結(jié)構(gòu)及工作原理,P1口只能作一般I/O使用，有3種操作方式 輸出數(shù)據(jù)方式： CPU可以通過(guò)內(nèi)部總線向端口寫(xiě)數(shù)據(jù)，且保存于端口鎖存器中。鎖存器中的數(shù)據(jù)由反相端Q經(jīng)反相的輸出電路（由T和上拉電阻組成的反相放大器）輸出到外部引腳上，其邏輯正好是兩次反相，恢復(fù)了數(shù)據(jù)原貌。,讀端口數(shù)據(jù)方式（讀鎖存器） 通過(guò)“讀鎖存器信號(hào)”來(lái)選通三態(tài)緩沖器2 讀端口引腳方式（讀引腳） 通過(guò)“讀引腳信號(hào)”來(lái)選通三態(tài)緩沖器1 但這時(shí)內(nèi)部輸出電路T必須是截止的，否則，外部輸入的高電平就會(huì)被導(dǎo)通的T拉低而導(dǎo)致錯(cuò)誤的結(jié)果。為此，規(guī)定在讀引腳之前，必須先向

19、相應(yīng)的端口寫(xiě)一個(gè)“1”，也因此把這種有條件的輸入/輸出口稱(chēng)為“準(zhǔn)雙向的”I/O,2P2口的結(jié)構(gòu)及工作原理,2、作高8位地址總線使用：接有外部存儲(chǔ)器時(shí)輸出高8位地址。為此，其結(jié)構(gòu)在P1口的基礎(chǔ)上增加了一個(gè)多路開(kāi)關(guān)，該開(kāi)關(guān)由內(nèi)部控制信號(hào)控制其轉(zhuǎn)向 。,雙功能口： 1、作一般I/O使用：與P1口完全相同,3P3口的結(jié)構(gòu)及工作原理,雙功能口： 1、作一般I/O使用：當(dāng)作一般I/O使用時(shí)，“第二功能輸出”端必須保持高電平，以保證與非門(mén)3對(duì)鎖存器的輸出暢通,2、當(dāng)作第二功能使用時(shí)，鎖存器輸出Q必須保持高電平，以保證與非門(mén)3對(duì)來(lái)自“第二功能輸出”端的輸出暢通。 對(duì)P3口不管是作第一或作第二功能輸入口，相應(yīng)位

20、的鎖存器和第二輸出功能端都必須為1,P3口第二功能,4P0口的結(jié)構(gòu),雙功能口 1、作一般I/O使用 2、作“地址/數(shù)據(jù)總線”使用,輸出控制電路組成與P1口差別較大： 1個(gè)與門(mén)電路3 1個(gè)反相器4 1路多路開(kāi)關(guān)MUX,多路開(kāi)關(guān)的位置由來(lái)自CPU的控制信號(hào)決定,1、作一般I/O使用 “控制”端的電平為“0”，開(kāi)關(guān)轉(zhuǎn)向鎖存器，與門(mén)3被封鎖，T1截止，這時(shí)相當(dāng)于一個(gè)開(kāi)漏的輸出電路，因此要求外接上拉電阻，其它情形與P1口同。,2、作“地址/數(shù)據(jù)總線”低8位地址和數(shù)據(jù)線 “控制”端的電平為“1”，開(kāi)關(guān)轉(zhuǎn)向反相器4輸出端，與門(mén)3被開(kāi)放，“地址/數(shù)據(jù)”信號(hào)經(jīng)反相器4到達(dá)輸出電路，“地址/數(shù)據(jù)”信號(hào)同時(shí)又通過(guò)與

21、門(mén)3驅(qū)動(dòng)T1。 “地址/數(shù)據(jù)”為“0”時(shí)：T2導(dǎo)通、T1截止，端口輸出為“0”； “地址/數(shù)據(jù)”為“1”時(shí)，T2截止、T1導(dǎo)通，端口輸出為“1”。,2.4 引腳、時(shí)鐘電路與CPU時(shí)序,1、引腳 MCS-51單片機(jī)芯片有40個(gè)引腳，采用HMOS工藝、雙列直插式封裝。 8C51等型號(hào)是低功耗品種，采用CHMOS工藝，也可采用扁平式封裝 下面是引腳配置圖和邏輯符號(hào)圖。,1、主電源引腳 VSS(地）、VCC（電源） 2、時(shí)鐘電路引腳 XTAL1、XTAL2 4、I/O端口引腳 P0、P1、P2、P3 3、控制信號(hào)引腳 RST、ALE、PSEN、EA,各引腳功能,（一） 主電源引腳 VCC：接+5V電源

22、端 VSS：接地端 （二） 時(shí)鐘電路引腳 XTAL1：片內(nèi)反向放大器輸入端； XTAL2：片內(nèi)反向放大器輸出端。 任何計(jì)算機(jī)的工作都是按照一定的節(jié)拍有條不紊的工作，節(jié)拍即時(shí)鐘信號(hào)，它由片內(nèi)時(shí)鐘電路產(chǎn)生，單片機(jī)內(nèi)部有一個(gè)反相放大器組成的振蕩器，XTAL1和XTAL2分別是振蕩電路的輸入端和輸出端。,（三） 輸入輸出引腳 4個(gè)并行口，共32位，且可位尋址。 1、P0.0 P0.7：P0口的8個(gè)引腳，既可做分時(shí)復(fù)用的8位雙向數(shù)據(jù)總線和低8位地址總線，又可做一般的準(zhǔn)雙向I/O使用。 2、P1.0 P1.7：P1口的8個(gè)引腳，可做一般的準(zhǔn)雙向I/O使用。 3、P2.0 P2.7：P2口的8個(gè)引腳，可做一

23、般的準(zhǔn)雙向I/O使用；還可做高8位地址總線。 4、P3.0 P3.7：P3口的8個(gè)引腳，可做一般的準(zhǔn)雙向I/O使用；此外，更重要的是還有第二功能。,（四） 控制線 1. RST/VPD：RESET（復(fù)位）端。 復(fù)位端：正常工作時(shí)，在該引腳上保持兩個(gè)機(jī)器周期的高電平就可實(shí)現(xiàn)復(fù)位操作，使單片機(jī)恢復(fù)到初始狀態(tài)。 備用電源施加端：在掉電保護(hù)工作方式下，該引腳作為備用電源施加端（VPD），用以保護(hù)片內(nèi)RAM的數(shù)據(jù)。 2. ALE/PROG：地址鎖存允許信號(hào)輸出端。 在訪問(wèn)外部存儲(chǔ)器期間，ALE每個(gè)機(jī)器周期出現(xiàn)兩次，其下降沿用于鎖存P0口輸出的低8位地址。在不訪問(wèn)片外存儲(chǔ)器時(shí)，該引腳可作為一個(gè)頻率為fos

24、c/6的時(shí)鐘信號(hào)源。 在對(duì)片內(nèi)EPROM編程時(shí)，該引腳是編程脈沖輸入端（PROG功能），低電平有效。,3. PSEN：片外程序存儲(chǔ)器讀選通信號(hào)輸出端。 在CPU對(duì)片外程序存儲(chǔ)器讀指令或常數(shù)期間，該信號(hào)在每個(gè)機(jī)器周期兩次有效。在訪問(wèn)片外數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器期間，該引腳無(wú)輸出信號(hào)。 4. EA/Vpp：片外程序存儲(chǔ)器選擇端。 引腳接低電平時(shí)，單片機(jī)僅僅使用片外程序存儲(chǔ)器 引腳接高電平時(shí)，單片機(jī)首先使用片內(nèi)程序存儲(chǔ)器，一旦地址超過(guò)片內(nèi)程序存儲(chǔ)器地址區(qū)間，則自動(dòng)轉(zhuǎn)向片外程序存儲(chǔ)器。 對(duì)EPROM單片機(jī)，該引腳作為編程電源端（VPP）輸入端,2、時(shí)鐘電路與CPU時(shí)序,時(shí)鐘電路：用于產(chǎn)生單片機(jī)工作所需要的時(shí)鐘信號(hào)

25、時(shí)序：指令執(zhí)行中各信號(hào)之間的相互關(guān)系（CPU執(zhí)行指令的時(shí)間順序稱(chēng)時(shí)序） 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)，電路應(yīng)在唯一的時(shí)鐘信號(hào)控制下嚴(yán)格地按時(shí)序進(jìn)行工作 時(shí)鐘電路 CPU時(shí)序 MCS51指令的取指和執(zhí)行時(shí)序,1）時(shí)鐘電路,為了提供時(shí)鐘信號(hào)，8051片內(nèi)設(shè)有一個(gè)由反相放大器所構(gòu)成的振蕩電路，XTAL1和XTAL2分別是振蕩電路的輸入端和輸出端。 有兩種方式產(chǎn)生時(shí)鐘信號(hào)，無(wú)論那種方式都將時(shí)鐘信號(hào)送入芯片作為CPU時(shí)序的基準(zhǔn)時(shí)鐘。,產(chǎn)生單片機(jī)時(shí)鐘的兩種方法,1內(nèi)部振蕩方式：MCS-51單片機(jī)片內(nèi)有一個(gè)用于構(gòu)成振蕩器的高增益反相放大器，引腳XTAL1和XTAL2分別

26、是此放大器的輸入端和輸出端。把放大器與作為反饋元件的晶體振蕩器和微調(diào)電容連接，就構(gòu)成了穩(wěn)定的自激振蕩器，其發(fā)出的脈沖直接輸入單片機(jī)的內(nèi)部時(shí)鐘電路 。 2外部振蕩方式：在由多片單片機(jī)組成的系統(tǒng)中，為了各單片機(jī)之間時(shí)鐘信號(hào)的同步，引入唯一的共用外部脈沖信號(hào)作為各單片機(jī)的振蕩脈沖 。,外部振蕩方式,內(nèi)部振蕩方式,1.2MHz12MHz,2） CPU時(shí)序,CPU執(zhí)行指令的一系列動(dòng)作是在時(shí)序電路控制下一拍一拍進(jìn)行的，不同的指令執(zhí)行時(shí)間不一定相同 2個(gè)原因：指令字節(jié)數(shù)不同、指令功能不同 4個(gè)時(shí)序定時(shí)單位： 振蕩周期（拍節(jié)）：振蕩脈沖的周期稱(chēng)為振蕩周期或拍節(jié)（用P表示） 狀態(tài)：一個(gè)狀態(tài)包含兩個(gè)拍節(jié)，其前半周期對(duì)應(yīng)的拍節(jié)叫拍節(jié)1（P1），后半周期對(duì)應(yīng)的拍節(jié)叫拍節(jié)2（P2） 機(jī)器周期 指令周期,指令周期：CPU取出一條指令至該指令執(zhí)行完所需