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1、2.1 片内结构和引脚功能 2.1.1 片内结构 第1页/共32页2.1.2 引脚功能 第2页/共32页 电源:V VCCCC-芯片电源，接+5V+5V；V VSSSS-接地端；时钟:XTAL1XTAL1、XTAL2-XTAL2-晶体振荡电路反相输入端和输出端。控制线:控制线共有4 4根，其中3 3根是复用线。所谓复用线是 指具有二种功能，正常使用时是一种功能，在某种条件下是另一种功能。ALEALE/PROGPROG:地址锁存允许/片内EPROMEPROM编程脉冲 ALEALE功能：用来锁存P0P0口送出的低8 8位地址 PROGPROG功能：片内有EPROMEPROM的芯片，在EPROMEP
2、ROM编程期间，此引脚输入编程脉冲。PSEN:PSEN:外ROMROM读选通信号。RSTRST/VPD:VPD:复位/备用电源。RSTRST（ResetReset）功能：复位信号输入端。VPDVPD功能：在VccVcc掉电情况下，接备用电源。EAEA/VppVpp:内外ROMROM选择/片内EPROMEPROM编程电源。EAEA功能：内外ROMROM选择端。VppVpp功能：片内有EPROMEPROM的芯片，在EPROMEPROM编程期间，施加编程电源VppVpp。第3页/共32页 I/OI/O线80C5180C51共有4 4个8 8位并行I/OI/O端口：P0 P0、P1 P1、P2 P2、
3、P3P3口，共3232个引脚。P3P3口还具有第二功能，用于特殊信号输入输出和控制信号（属控制总线）。P3.0 P3.0 RXDRXD：串行口输入端；P3.1 P3.1 TXDTXD：串行口输出端；P3.2 P3.2 INT0INT0：外部中断0 0请求输入端；P3.3 P3.3 INT1INT1：外部中断1 1请求输入端；P3.4 P3.4 T0T0：定时/计数器0 0外部信号输入端；P3.5 P3.5 T1T1：定时/计数器1 1外部信号输入端；P3.6 P3.6 WRWR：外RAMRAM写选通信号输出端；P3.7 P3.7 RDRD：外RAMRAM读选通信号输出端。第4页/共32页2.2
4、 存储空间配置和功能 80C51 80C51的存储器组织结构可以分为三个不同的存储空间，分别是：64KB64KB程序存储器(ROMROM),),包括片内ROMROM和片外ROMROM；256B256B内部数据存储器(内RAMRAM)(包括特殊功能寄存器）。64KB64KB外部数据存储器（外RAMRAM）；第5页/共32页80C5180C51存储空间配置图 第6页/共32页2.2.1 程序存储器（ROM）地址范围：0000H0000HFFFFHFFFFH，共64KB64KB。其中:低段4KB4KB：0000H0000H0FFFH0FFFH 80C51 80C51和87C5187C51在片内，80
5、C3180C31在片外。高段60KB60KB：1000H1000HFFFFHFFFFH。在片外。读写ROMROM用MOVCMOVC指令，控制信号是PSENPSEN和EAEA。读ROMROM是以程序计数器PCPC作为1616位地址指针，依次读相应地址ROMROM中的指令和数据，每读一个字节，PC+1PCPC+1PC，这是CPUCPU自动形成的。但是有些指令有修改PCPC的功能，例如转移类指令和MOVCMOVC指令，CPUCPU将按修改后PCPC的1616位地址读ROMROM。第7页/共32页2.2.2 外部数据存储器（外RAM）l 地址范围：0000H0000HFFFFHFFFFH 共64KB6
6、4KB。l 读写外RAMRAM用MOVXMOVX指令，控制信号是P3P3口中的RDRD和WRWR。第8页/共32页2.2.3 内部数据存储器（内RAM）从广义上讲，80C5180C51内RAMRAM（128B128B）和特殊功能寄存器（128B128B）均属于片内RAMRAM空间，读写指令均用MOVMOV指令。但为加以区别，内RAMRAM通常指00H00H7FH7FH的低128B128B空间。第9页/共32页 80C5180C51内RAMRAM结构图，它又可以分成三个物理空间：工作寄存器区、位寻址区和数据缓冲区。地址区域地址区域 功能名称功能名称 00H 00H 1FH1FH00H00H07H
7、 07H 工作寄存器工作寄存器0 0区区 08H08H0FH 0FH 工作寄存器工作寄存器1 1区区 10H10H17H 17H 工作寄存器工作寄存器2 2区区 18H18H1FH 1FH 工作寄存器工作寄存器3 3区区 20H20H2FH2FH 位寻址区位寻址区 30H30H7FH7FH数据缓冲区数据缓冲区 第10页/共32页作用：工作寄存器区 工作寄存器区分为4 4个区：0 0区、1 1区、2 2区、3 3区。每区有8 8个寄存器：R0R0R7R7，寄存器名称相同。但是，当前工作的寄存器区只能有一个，由PSWPSW中的D4D4、D3D3位决定。有专用于工作寄存器操作的指令，读写速度比一般内
8、RAMRAM要快，指令字节比一般直接寻址指令要短，还具有间址功能，能给编程和应用带来方便。第11页/共32页 位寻址区 地址:从20H20H2FH2FH共1616字节（ByteByte，缩写为英文大写字母B B）属位寻址区。每B B有8 8位（bitbit，缩写为小写b b），共128128位，每一位均有一个位地址，可位寻址、位操作。所谓位寻址位操作是指按位地址对该位进行置1 1、清0 0、求反或判转。用途：存放各种标志位信息和位数据。注意事项:位地址与字节地址两者编址相同，容易混淆。区分方法:位操作指令中的地址是位地址;字节操作指令中的地址是字节地址。第12页/共32页位寻址区的位地址映象表
9、 字节字节地址地址位位 地地 址址D7D7D6D6D5D5D4D4D3D3D2D2D1D1D0D02FH2FH7FH7FH7EH7EH7DH7DH7CH7CH7BH7BH7AH7AH79H79H78H78H2EH2EH77H77H76H76H75H75H74H74H73H73H72H72H71H71H70H70H2DH2DH6FH6FH6EH6EH6DH6DH6CH6CH6BH6BH6AH6AH69H69H68H68H2CH2CH67H67H66H66H65H65H64H64H63H63H62H62H61H61H60H60H2BH2BH5FH5FH5EH5EH5DH5DH5CH5CH5BH5B
10、H5AH5AH59H59H58H58H2AH2AH57H57H56H56H55H55H54H54H53H53H52H52H51H51H50H50H29H29H4FH4FH4EH4EH4DH4DH4CH4CH4BH4BH4AH4AH49H49H48H48H28H28H47H47H46H46H45H45H44H44H43H43H42H42H41H41H40H40H27H27H3FH3FH3EH3EH3DH3DH3CH3CH3BH3BH3AH3AH39H39H38H38H26H26H37H37H36H36H35H35H34H34H33H33H32H32H31H31H30H30H25H25H2FH2F
11、H2EH2EH2DH2DH2CH2CH2BH2BH2AH2AH29H29H28H28H24H24H27H27H26H26H25H25H24H24H23H23H22H22H21H21H20H20H23H23H1FH1FH1EH1EH1DH1DH1CH1CH1BH1BH1AH1AH19H19H18H18H22H22H17H17H16H16H15H15H14H14H13H13H12H12H11H11H10H10H21H21H0FH0FH0EH0EH0DH0DH0CH0CH0BH0BH0AH0AH09H09H08H08H20H20H07H07H06H06H05H05H04H04H03H03H02H02
12、H01H01H00H00H第13页/共32页 数据缓冲区 内RAMRAM中30H30H7FH7FH为数据缓冲区，属内RAMRAM，用于存放各种数据和中间结果，起到数据缓冲的作用。第14页/共32页2.2.4 特殊功能寄存器（SFR）特殊功能寄存器地址映象表（一）第15页/共32页特殊功能寄存器地址映象表（二）第16页/共32页特殊功能寄存器地址映象表（三）注：带括号的字节地址表示每位有位地址可位操作。累加器AccAcc 寄存器B B第17页/共32页 程序状态字寄存器PSWPSW PSWPSW也称为标志寄存器，存放各有关标志。其结构和定义如下：CyCy 进位标志。用于表示Acc.7Acc.7有
13、否向更高位进位。ACAC 辅助进位标志。用于表示Acc.3Acc.3有否向Acc.4Acc.4进位。第18页/共32页 RS1RS1、RS0 RS0 工作寄存器区选择控制位。RS1RS1、RS0=00 0RS0=00 0区（00H00H07H07H）RS1RS1、RS0=01 1RS0=01 1区（08H08H0FH0FH）RS1RS1、RS0=10 2RS0=10 2区（10H10H17H17H）RS1RS1、RS0=11 3RS0=11 3区（18H18H1FH1FH）OV OV 溢出标志。表示AccAcc在有符号数算术运算中的溢出。P P 奇偶标志。表示AccAcc中“1”1”的个数的奇
14、偶性。F0 F0、F1 F1 用户标志。第19页/共32页 数据指针DPTRDPTR 堆栈指针SPSP专用于指出堆栈顶部数据的地址。1616位，由两个8 8位寄存器DPHDPH、DPLDPL组成。主要用于存放一个1616位地址，作为访问外部存储器（外RAMRAM和ROMROM）的地址指针。第20页/共32页 执行调用子程序或发生中断时，CPUCPU会自动将当前 PCPC值压入堆栈，将子程序入口地址或中断入口地址装入PCPC；子程序返回或中断返回时，恢复原有被压入堆栈的PCPC值，继续执行原顺序程序指令。五、程序计数器PCPC PCPC不属于特殊功能寄存器，不可访问，在物理结构上是独立的。PC
15、PC是一个1616位的地址寄存器，用于存放将要从ROMROM中读出的下一字节指令码的地址，因此也称为地址指针。PC PC的基本工作方式有：自动加1 1。CPUCPU从ROMROM中每读一个字节，自动执行 PC+1PCPC+1PC；执行转移指令时，PCPC会根据该指令要求修改下一次 读ROMROM新的地址；第21页/共32页2.3 I/O端口结构及工作原理 有4 4个8 8位并行I/OI/O口,共3232条端线：P0P0、P1P1、P2P2和P3P3口。每一个I/OI/O口都能用作输入或输出。用作输入时，均须先写入“1”1”；用作输出时，P0P0口应外接上拉电阻。P0P0口的负载能力为8 8个L
16、STTLLSTTL门电路；P1P1P3P3口的负载能力为4 4个LSTTLLSTTL门电路。在并行扩展外存储器或I/OI/O口情况下，P0P0口用于低8 8位地址总线和数据总线(分时传送)P2P2口用于高8 8位地址总线，P3P3口常用于第二功能，用户能使用的I/OI/O口只有P1P1口和未用作第二功能的部分P3P3口端线。第22页/共32页2.4 时钟和时序 时钟电路 2.4.1 时钟电路和机器周期 第23页/共32页 时钟周期和机器周期 80C5180C51单片机工作的基本定时单位，简称机周。时钟周期。80C5180C51振荡器产生的时钟脉冲频率的倒数，是最基本最小的定时信号。机器周期。机
17、器周期是时钟周期的1212倍。当时钟频率为12MHz12MHz时，机器周期为1 1 s s；当时钟频率为6MHz6MHz时，机器周期为2 2 s s。第24页/共32页 80C5180C51单片机的工作方式共有四种：复位方式；程序执行方式；低功耗方式；片内ROMROM编程（包括校验）方式。2.5 复位和低功耗工作方式第25页/共32页 复位电路2.5.1 复位方式 复位条件 RSTRST引脚保持2 2个机器周期以上的高电平。第26页/共32页 复位后CPUCPU状态第27页/共32页2.5.2 低功耗工作方式 待机(休闲)方式（IdleIdle）掉电保护方式（Power DownPower D
18、own）。在Vcc=5VVcc=5V，fosc=12MHzfosc=12MHz条件下，正常工作时电流约20mA20mA；待机(休闲)方式时电流约5mA5mA；掉电保护方式时电流仅7575 A A。第28页/共32页两种低功耗工作方式由电源控制寄存器PCONPCON确定。其中：SMODSMOD：波特率倍增位（在串行通信中使用）GF1GF1、GF0GF0：通用标志位 PDPD：掉电方式控制位，PD=1PD=1，进入掉电工作方式；IDLIDL：待机(休闲)方式控制位,IDL=1,IDL=1,进入待机工作方式。注意:PCONPCON字节地址87H87H，不能位寻址。读写时，只能整体字节操作，不能按位操
19、作。SMODSMODGF1GF1GF0GF0PDPDIDLIDLPSONPSONMSBMSBLSBLSB第29页/共32页 待机（休闲）方式 待机（休闲）状态退出 产生中断；复位。待机（休闲）方式状态片内时钟仅向中断源提供，其余被阻断；PCPC、特殊功能寄存器和片内RAMRAM状态保持不变；I/OI/O引脚端口值保持原逻辑值；ALEALE、保持逻辑高电平；CPUCPU不工作，但中断功能继续存在。待机（休闲）状态进入 只要使PCONPCON中IDLIDL位置1 1。第30页/共32页 掉电保护方式 掉电保护状态退出 掉电保护方式状态片内振荡器停振，所有功能部件停止工作；片内RAMRAM数据信息保存不变；ALEALE、PSENPSEN为低电平；VccVcc可降至2V2V，但不能真正掉电。掉电保护状态进入只要使PCONPCON中PDPD位置1 1。唯一方法是硬件复位，复位后片内RAMRAM数据不变，特殊功能寄存器内容按复位状态初始化。第31页/共32页感谢您的欣赏！第32页/共32页