第01章单片机基础.ppt

《第01章单片机基础.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《第01章单片机基础.ppt（74页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。

1、1.2 MCS-511.2 MCS-51单片机的硬件基础单片机的硬件基础 1.2.1 内部结构 l l 运算器运算器运算器运算器以以算算术术逻逻辑辑单单元元ALU为为核核心心，加加上上累累加加器器ACC、寄寄存存器器B、暂暂存存器器TMP1和和TMP2、程程序序状状态态寄寄存存器器PSW、十十进进制调整电路及专门用于位操作的布尔处理机组成的。制调整电路及专门用于位操作的布尔处理机组成的。功能：实现数据的算术逻辑运算，位变量处理和数据传送操作。功能：实现数据的算术逻辑运算，位变量处理和数据传送操作。功能：实现数据的算术逻辑运算，位变量处理和数据传送操作。功能：实现数据的算术逻辑运算，位变量处理和

2、数据传送操作。5l l 控制器控制器控制器控制器控控制制器器是是单单片片机机的的神神经经中中枢枢，识识别别指指令令并并根根据据指指令令性性质质控控制制单单片片机机各各部部件件，保保证证单单片片机机各各部部分分能能自自动动而而协协调调地地工工作作。它它包包括括程程序序计计数数器器（PC）、数数据据指指针针寄寄存存器器（DPTR）、指指令令寄寄存存器器（IR）、指指令令译译码码器器（ID）、堆堆栈栈指指针针（SP）、缓冲器以及控制矩阵等。）、缓冲器以及控制矩阵等。功功功功能能能能：控控控控制制制制指指指指令令令令的的的的读读读读出出出出、译译译译码码码码和和和和执执执执行行行行。对对对对指指指指令

3、令令令的的的的执执执执行行行行过过过过程程程程定时控制，并根据执行结果决定是否分支转移。定时控制，并根据执行结果决定是否分支转移。定时控制，并根据执行结果决定是否分支转移。定时控制，并根据执行结果决定是否分支转移。6 PCPC（程序计数器）（程序计数器）（程序计数器）（程序计数器）pPC是是专专门门用用来来控控制制指指令令执执行行顺顺序序的的寄寄存存器器，其其内内容容为为将将要要执执行行的的下下一一条条指指令令的的地地址址，即即下下一一条条将将要要从从ROM中中取取出出的的指指令令地址。地址。pPC是是一一个个16位位的的寄寄存存器器，它它在在物物理理上上是是独独立立的的，不不在在内内部部RA

4、M之之列列，没没有有地地址址，是是不不可可寻寻址址的的。16位位地地址址的的寻寻址址范范围围为为64KB（ROM）。）。p用用户户不不需需要要也也无无法法对对PC进进行行读读/写写，PC的的内内容容是是通通过过执执行行指指令令改变的。在执行指令过程中，改变的。在执行指令过程中，PC具有具有自动加自动加1功能。功能。p在在执执行行转转移移、调调用用、返返回回等等指指令令时时能能自自动动改改变变PC内内容容，以以改改变程序的执行顺序。变程序的执行顺序。p复位时，复位时，PC自动装入自动装入0000H，使程序从，使程序从0000H单元开始执行。单元开始执行。7 指令寄存器指令寄存器指令寄存器指令寄存

5、器IRIR、指令译码器以及控制逻辑、指令译码器以及控制逻辑、指令译码器以及控制逻辑、指令译码器以及控制逻辑pIR是用来存放指令操作码的专用寄存器。是用来存放指令操作码的专用寄存器。p整整个个程程序序的的执执行行过过程程就就是是在在控控制制器器的的控控制制下下，将将指指令令从从ROM中中逐逐条条取取出出，进进行行译译码码，然然后后由由定定时时控控制制逻逻辑辑电电路路发发相相应应的的定定时时控控制制信信号号，控控制制指指令令的的执执行行，是是一一个个取取指指令令指指令令译译码码执执行行指令指令的不断循环的过程。的不断循环的过程。8 2.2.定时器定时器定时器定时器/计数器计数器计数器计数器 出出于

6、于控控制制应应用用的的需需要要，80C51共共有有2个个16位位的的定定时时器器/计计数数器器，以以实实现定时或计数的功能，并以其定时或计数结果对单片机进行控制。现定时或计数的功能，并以其定时或计数结果对单片机进行控制。3.3.内部程序存储器（内部内部程序存储器（内部内部程序存储器（内部内部程序存储器（内部ROMROM）80C51共有共有4KB ROM，用于存放程序和原始数据。，用于存放程序和原始数据。4.4.内部数据存储器（内部内部数据存储器（内部内部数据存储器（内部内部数据存储器（内部RAMRAM）80C51芯芯片片中中共共有有256B RAM单单元元，但但其其中中后后128单单元元被被特

7、特殊殊功功能能寄寄存存器器占占用用，供供用用户户使使用用的的只只有有前前128单单元元，用用于于存存放放可可读读写写的的数数据。故据。故“内部内部RAM”指前指前128单元单元。注：存储器采用注：存储器采用哈佛结构哈佛结构95.5.并行并行并行并行I/OI/O口口口口MCS-51共共有有4个个8位位的的I/O口口(P0、P1、P2、P3)，以以实实现现数数据据的并行输入输出。大部分引脚具有第二功能。的并行输入输出。大部分引脚具有第二功能。6.6.串行口串行口串行口串行口MCS-51有一个异步双工串行通信接口，可以发送和接收数据。有一个异步双工串行通信接口，可以发送和接收数据。7.7.中断控制系

8、统中断控制系统中断控制系统中断控制系统 MCS-51共共有有5个个中中断断源源，即即外外中中断断2个个，定定时时/计计数数中中断断2个个，串串行中断行中断1个。中断屏蔽寄存器个。中断屏蔽寄存器IE，中断优先权管理寄存器，中断优先权管理寄存器IP。108.8.时钟电路时钟电路时钟电路时钟电路l为单片机产生时钟脉冲序列，典型的晶振频率为为单片机产生时钟脉冲序列，典型的晶振频率为12MHz。lMCS-51芯芯片片内内部部有有一一个个高高增增益益反反相相放放大大器器，其其输输入入端端为为XTAL1，输出端为，输出端为XTAL2。9.9.总线总线总线总线l系统的地址信号、数据信号和控制信号都是通过总线传

9、送的。系统的地址信号、数据信号和控制信号都是通过总线传送的。l总线结构减少了单片机的连线和引脚提高了集成度和可靠性。总线结构减少了单片机的连线和引脚提高了集成度和可靠性。1.2.2 MCS-51的封装 40只引脚双列直插封装（DIP）44只引脚方形封装方式（4只无用）贴片封装LCC44：元器件四边有脚，向底部弯曲。可以缩小体积，减少电磁干扰。LCC44封装扁平封装QFP44：元器件四边有脚，呈海鸥翼(L)型。芯片引脚间距小，管脚很细，用于大规模或超大规模集成电路。QFP44 封装1.2.3 引脚8051单片机为40条引脚双列直插式封装引脚可分为三个部分控控制制引引脚脚并行并行I/O口引脚口引脚

10、电电源源及及时时钟钟引引脚脚引脚逻辑图1.1.主电源和时钟振荡电路引脚主电源和时钟振荡电路引脚主电源和时钟振荡电路引脚主电源和时钟振荡电路引脚lVCC（40脚）脚）运行和程序校验时接运行和程序校验时接+5V电源电源lVSS（20脚脚)地线地线lXTAL1（19脚脚）接接石石英英晶晶体体一一端端，反反相相放放大大器器的的输输入入端端，这这个放大器构成了片内振荡器。个放大器构成了片内振荡器。lXTAL2（18脚）脚）接接石石英英晶晶体体的的另另一一端端，反反相相放放大大器器的的输输出出端端。2.2.输入输入输入输入/输出（输出（输出（输出（I/OI/O）引脚）引脚）引脚）引脚lP0.0P0.7（3

11、9脚脚32脚）脚）：8位漏极开路的双向位漏极开路的双向I/O口口当使用片外当使用片外ROM和和RAM时，用作低时，用作低8位地址和数据分时复用。位地址和数据分时复用。lP1.0P1.7（1脚脚8脚）脚）：8位带上拉电阻的准双向位带上拉电阻的准双向I/O口口在在编编程程/校校验验期期间间，用用作作输输入入低低8位位地地址址。对对于于8052，P1.0是是定定时时器器T2的计数输入端；的计数输入端；P1.1是定时器是定时器T2的外部输入端。的外部输入端。lP2.0P2.7（21脚脚28脚）脚）：8位带上拉电阻的准双向位带上拉电阻的准双向I/O口口当使用片外当使用片外ROM和和RAM时，输出高时，输

12、出高8位地址。位地址。lP3.0P3.7（10脚脚17脚）脚）：8位带上拉电阻的准双向位带上拉电阻的准双向I/O口口P3口具有第二功能口具有第二功能在在单单片片机机中中，“口口”是是一一个个集集数数据据输输入入缓缓冲冲、输输出出驱驱动动及及锁锁存等多项功能于一体的存等多项功能于一体的I/OI/O电路。电路。3.3.控制信号引脚控制信号引脚控制信号引脚控制信号引脚lRST/VPD（9引脚）：引脚）：RST为复位信号输入端。为复位信号输入端。当当RST端保持端保持2个机器周期以上高电平时，单片机完成复位操作。个机器周期以上高电平时，单片机完成复位操作。第第二二功功能能VPD为为内内部部RAM的的备

13、备用用电电源源输输入入端端。当当主主电电源源VCC发发生生断断电电，降降到到一一定定电电压压值值时时，可可通通过过VPD为为单单片片机机内内部部RAM提提供供电电源，以保护片内源，以保护片内RAM中的信息不丢失，上电后能继续正常运行。中的信息不丢失，上电后能继续正常运行。lALE/PROG（30引脚）引脚）：ALE为地址锁存允许信号为地址锁存允许信号在在系系统统扩扩展展时时，ALE用用于于控控制制把把P0口口输输出出的的低低8位位地地址址送送入入锁锁存存器器锁存起来，以实现低锁存起来，以实现低8位地址和数据的分时传送。位地址和数据的分时传送。由由于于ALE是是以以1/6晶晶振振频频率率的的固固

14、定定频频率率输输出出的的正正脉脉冲冲，故故可可作作为为外外部时钟或外部定时脉冲使用。部时钟或外部定时脉冲使用。ALE可驱动可驱动8个个LSTTL门。门。第二功能第二功能PROG是对是对8751内部内部EPROM编程时的编程脉冲输入端。编程时的编程脉冲输入端。lPSEN（29引脚）引脚）：外部程序存储器（：外部程序存储器（ROM）读选通信号）读选通信号访问外部访问外部ROM时，时，PSEN产生负脉冲作为外部产生负脉冲作为外部ROM选通信号。选通信号。访问外部访问外部RAM或内部或内部ROM时，不会产生有效的时，不会产生有效的PSEN信号。信号。PSEN可驱动可驱动8个个LSTTL门。门。lEA/

15、VPP（31引脚）：引脚）：EA为访问程序存储器（为访问程序存储器（ROM）控制信号）控制信号对对8051和和8751，它它们们的的片片内内有有4KB的的ROM，当当EA为为高高电电平平时时，若若访访问问的的地地址址空空间间在在04KB范范围围内内，CPU访访问问片片内内ROM；若若访访问的地址范围超过问的地址范围超过4KB时，时，CPU将自动访问外部将自动访问外部ROM。EA保持低电平，则访问外部保持低电平，则访问外部ROM。对于对于8031，EA必须接地，只能访问外部必须接地，只能访问外部ROM。第二功能为对第二功能为对8751的的+25V编程电源输入。编程电源输入。1.2.4 1.2.4

16、 输入输入/输出端口输出端口在在单单片片机机中中，“口口”是是一一个个集集数数据据输输入入缓缓冲冲、输输出出驱驱动动及及锁锁存存等多项功能于一体的等多项功能于一体的I/O电路。电路。p MCS-51单单片片机机4个个8位位的的并并行行I/O口口：P0、P1、P2、P3，这这4个个口口既既可可以以按按字字节节寻寻址址，也也可可以以按按位位寻寻址址，共共32位位。每每个个口口输输出出具具有有锁锁存存功功能能，前前一一次次输输出出的的信信息息将将一一直直锁锁存存到到下下一一次次输输出出新新信信息息时时为为止止；输输入入没没有有锁锁存存功功能能，所所以以输输入入信信息息应应一一直直保保持持到输入指令把

17、信息取走时为止。到输入指令把信息取走时为止。p每每个个口口都都能能用用作作通通用用输输入入/输输出出，其其中中P0口口又又能能作作为为地地址址/数数据据总总线线，P2口口能能传传送送高高8位位地地址址；P3口口有有第第二二功功能能；P1口口只只能能用用作通用作通用I/O口。口。J P0 P0口口口口字节地址：字节地址：80H，位地址：，位地址：80H87H既能用作通用既能用作通用I/O口，又能用作地址口，又能用作地址/数据总线的复用。数据总线的复用。V1V21234P0口由口由8个完全相同又相互独立的逻辑电路个完全相同又相互独立的逻辑电路组成：组成：p锁锁存存器器用用于于进进行行数数据据位位的

18、的锁锁存存,8个个锁锁存存器器构构成成了了特特殊殊功功能能寄寄存器存器P0；p场效应管场效应管V1、V2组成数据输出的驱动和控制电路；组成数据输出的驱动和控制电路；p与门与门3、反相器、反相器4及多路转接开关及多路转接开关MUX构成输出控制电路；构成输出控制电路；p三态门三态门1是引脚输入缓冲器是引脚输入缓冲器;三态门三态门2是用于读锁存器端口。是用于读锁存器端口。读读引引脚脚是是指指将将引引脚脚P0.x上上的的值值通通过过内内部部总总线线读读入入CPU，而而读读锁锁存存器器是是读读入入一一个个口口锁锁存存器器的的值值，进进行行处处理理后后重重新新写写回回锁锁存存器器中中（读读-修修改改-写写

19、）。由由指指令令决决定定是是读读引引脚脚还还是是读读锁锁存存器器，例例如如指指令令ANLP1,A就就是是读读锁锁存存器器，它它是是将将P1口口的的8位位分分别别与与累累加加器器A中的中的8位进行与操作，结果写回位进行与操作，结果写回P1口的口的8个锁存器中。个锁存器中。MOVA，P1读引脚读引脚nP0P0口用作通用口用作通用口用作通用口用作通用I/OI/O口口口口CPU发发来来的的控控制制信信号号为为低低电电平平，MUX接接通通锁锁存存器器Q端端的的输输出出通通路路。与与门门3输输出出低低电电平平并并将将输输出出驱驱动动电电路路的的上上拉拉场场效效应应管管V2截截止，输出端处于漏极开路状态。止

20、，输出端处于漏极开路状态。【注意注意】:lP0口口在在输输出出数数据据时时,由由于于V2截截止止,输输出出级级是是漏漏极极开开路路电电路路,要要使使“1”信号正常输出信号正常输出,必须必须外接上拉电阻外接上拉电阻。lP0口口作作为为输输入入口口使使用用时时，应应区区分分读读引引脚脚和和读读锁锁存存器器。读读引引脚脚时时应使应使V1截止（截止（先向该端口锁存器写入先向该端口锁存器写入“1”）n P0P0口作为地址口作为地址口作为地址口作为地址/数据总线数据总线数据总线数据总线CPU发来的控制信号为高电平，发来的控制信号为高电平，MUX接通反相器接通反相器4。l作作总总线线输输出出时时，从从“地地

21、址址/数数据据”端端输输入入的的地地址址（低低8位位）或或数数据据信信号号同同时时作作用用于于与与门门3和和反反相相器器4，并并分分别别驱驱动动V1、V2，结结果在引脚上得到地址或数据输出信号。果在引脚上得到地址或数据输出信号。l外外部部数数据据输输入入时时，CPU使使V1、V2均均截截止止，从从引引脚脚上上输输入入的的外外部数据经读引脚缓冲器部数据经读引脚缓冲器2进入内部数据总线。进入内部数据总线。【注注意意】：P0口口在在有有外外部部扩扩展展存存储储器器时时被被作作为为地地址址/数数据据总总线线口口，此此时时是是一一个个真真正正的的双双向向口口；在在没没有有外外部部扩扩展展存存储储器器时时

22、，P0口也可作为通用的口也可作为通用的I/O接口，但此时只是一个接口，但此时只是一个准双向口准双向口。输出部分有内部上拉电阻R*约为20K。其他部分与P0端口使用相类似（读引脚时先写入1）。写数据读端口J P1 P1口口口口字节地址：字节地址：90H，位地址：，位地址：90H97H只能作为通用只能作为通用I/O口使用，是口使用，是准双向口准双向口。V1n P1P1口电路与口电路与口电路与口电路与P0P0口的区别：口的区别：口的区别：口的区别：l因因只只传传送送数数据据，所所以以没没有有地地址址/数数据据的的传传送送电电路路和和多多路路转转接接开开关关MUX。l输输出出驱驱动动电电路路中中有有上

23、上拉拉电电阻阻，上上拉拉电电阻阻与与场场效效应应管管共共同同组组成成输输出驱动电路。出驱动电路。输输入入数数据据时时，应应先先向向其其锁锁存存器器写写入入“1”，使使输输出出驱驱动动电电路路的的V1截止。截止。P2口口是是一一个个多多功功能能的的8位位口口，可可以以字字节节访访问问也也可可位位访访问问，其字节访问地址为其字节访问地址为A0H，位访问地址为位访问地址为A0HA7H。P2口位结构和工作原理口位结构和工作原理P2口位结构原理图示。口位结构原理图示。P2口口P2口的功能口的功能P2口是一个双功能的口：口是一个双功能的口：作作IO口使用时，口使用时，P2口为一准双向口。口为一准双向口。作

24、作地地址址输输出出时时，P2口口可可以以输输出出程程序序存存储储器器或或片片外外数数据据存存储储器器的的高高8位位地地址址，与与P0输输出出的的低低地地址址一一起起构构成成16位位地地址址线线，从从而而可可分分别别寻寻址址64KB的的程程序序存存储储器器或或片片外外数数据据存存储储器器。地地址址线线是是8位一起自动输出的。位一起自动输出的。P2口使用中注意的问题口使用中注意的问题由由于于P2口口的的输输出出锁锁存存功功能能，在在取取指指周周期期内内或或外外部部数数据据存存储储器器读读、写写选选通通期期间间，输输出出的的高高8位位地地址址是是锁锁存存的的，故故无无需需外外加加地址锁存器。地址锁存

25、器。在在系系统统中中如如果果外外接接有有程程序序存存储储器器，由由于于访访问问片片外外程程序序存存储储器器的的连连续续不不断断的的取取指指操操作作，P2口口需需要要不不断断送送出出高高位位地地址址，这这时时P2口的全部口线均不宜再作口的全部口线均不宜再作I/O口使用。口使用。在在无无外外接接程程序序存存储储器器而而有有片片外外数数据据存存储储器器的的系系统统中中，P2口口使用可分为两种情况：使用可分为两种情况：若若片片外外数数据据存存储储器器的的容容量量256B：可可使使用用“MOVXA，Ri”及及“MOVXRi，A”类类指指令令访访问问片片外外数数据据存存储储器器，这这时时P2口口不不输出地

26、址，输出地址，P2口仍可作为口仍可作为I/O口使用；口使用；若若片片外外数数据据存存储储器器的的容容量量256B：这这时时使使用用“MOVXA，DPTR”及及“MOVXDPTR，A”类类指指令令访访问问片片外外数数据据存存储储器器，P2口口需需输输出出高高8位位地地址址。在在片片外外数数据据存存储储器器读读、写写选选通通期期间间，P2口口引引脚脚上上锁锁存存高高8位位地地址址信信息息，但但是是在在选选通通结结束束后后，P2口口内原来锁存的内容又重新出现在引脚上。内原来锁存的内容又重新出现在引脚上。使使用用“MOVXA，Ri”及及“MOVXRi，A”类类访访问问指指令令时时，高高位位地地址址通通

27、过过程程序序设设定定，只只利利用用P1、P3甚甚至至P2口口中中的的某某几几根根口线送高位地址，从而保留口线送高位地址，从而保留P2口的全部或部分口线作口的全部或部分口线作I/O口用。口用。P3口口P3口是一个多功能的口是一个多功能的8位口，可以字节访问也可位访问，其位口，可以字节访问也可位访问，其字节访问地址为字节访问地址为B0H，位访问地址为位访问地址为B0HB7H。位结构与工作原理位结构与工作原理P3口的位结构原理如口的位结构原理如图图所示。所示。P3口的功能口的功能P3口是一个多功能口。口是一个多功能口。可作可作I/O口使用，为准双向口。口使用，为准双向口。既既可可以以字字节节操操作作

28、，也也可可以以位位操操作作；既既可可以以8位位口口操操作作，也也可可以以逐逐位位定定义义口口线线为为输输入入线线或或输输出出线线；既既可可以以读读引引脚脚，也也可可以以读读锁存器，实现锁存器，实现“读一修改一输出读一修改一输出”操作。操作。可以作为替代功能的输入、输出。可以作为替代功能的输入、输出。替代输入功能：替代输入功能：P3.0RXD，串行输入口。串行输入口。P3.2外部中断外部中断0的请求。的请求。P3.3外部中断外部中断1的请求。的请求。P3.4T0，定时器计数器定时器计数器0外部计数脉冲输入。外部计数脉冲输入。P3.5T1，定时器计数器定时器计数器1外部计数脉冲输入。外部计数脉冲输

29、入。替代输出功能：替代输出功能：P3.lTXD，串行输出口。串行输出口。P3.6外外 部部 数数 据据 存存 储储 器器 写写 选选 通通，输输 出出，低低 电电 平平 有有 效效。P3.7外部数据存储器读选通，输出，低电平有效。外部数据存储器读选通，输出，低电平有效。四个并行口的操作（以口为例）四个并行口的操作（以口为例）字节操作和位操作字节操作和位操作CPU对对于于P1口口不不仅仅可可以以作作为为一一个个8位位口口（字字节节）来来操操作作，也也可以按位来操作。可以按位来操作。有关字节操作的指令有：有关字节操作的指令有：输出：输出：MOV P1，A；P1AMOV P1，data；P1data

30、MOVP1，direct；P1direct输入：输入：MOVA，P1；AP1MOV direct，Pl；directPl有关位操作的指令有：有关位操作的指令有：置位、清除：置位、清除：SETBP1.i；P1.i1CLR Pli；P1i0输入、输出：输入、输出：MOVP1i，C；P1iCYMOVC，P1i；CYP1.i判跳：判跳：JBP1i，rel；P1.I=1，跳转跳转JBC P1i，rel；P1.i0，跳转且跳转且；P1.i0逻辑运算：逻辑运算：ANL C，P1i；CY（P1.iCY）ORLC，P1i；CY（P1.iCY）P1i中的中的i0，7。P1口口不不仅仅可可以以以以8位位一一组组进进

31、行行输输入入、输输出出操操作作，还还可可以以逐逐位分别定义各口线为输入线或输出线。例如：位分别定义各口线为输入线或输出线。例如：ORLP1，00000010B可以使可以使P1l位口线输出位口线输出l，而使其余各位不变。而使其余各位不变。ANLP1，11111101B可以使可以使P11位线输出位线输出0，而使其余各位不变。，而使其余各位不变。读引脚操作和读锁存器操作读引脚操作和读锁存器操作从从P1口口的的位位结结构构图图中中可可以以看看出出，有有两两种种读读口口的的操操作作：一一种是读引脚操作，一种是读锁存器操作。种是读引脚操作，一种是读锁存器操作。在在响响应应CPU输输出出的的读读引引脚脚信信

32、号号时时，端端口口本本身身引引脚脚的的电电平平值值通通过过缓缓冲冲器器BUF1进进入入内内部部总总线线。这这种种类类型型的的指指令令，执执行行之之前前必必须须先先将将端端口口锁锁存存器器置置1，使使A点点处处于于高高电电平平，否否则则会会损损坏坏引引脚，而且也使信号无法读出。脚，而且也使信号无法读出。这种类型的指令有：这种类型的指令有：MOVA，P1；AP1MOV direct，P1；directP1在在执执行行读读锁锁存存器器的的指指令令时时，CPU首首先先完完成成将将锁锁存存器器的的值值通通过过缓缓冲冲器器BUF2读读入入内内部部，进进行行修修改改，然然后后重重新新写写到到锁锁存存器器中中

33、去去，这就是这就是“读一修改一写读一修改一写”指令。指令。这这种种类类型型的的指指令令包包含含所所有有的的口口的的逻逻辑辑操操作作（ANL、ORL、XRL）和位操作和位操作(JBC、CPL、MOV、SETB、CLR等）指令。等）指令。P1口的多功能线口的多功能线在在80C52中中，P10和和P11口口线线是是多多功功能能的的，即即除除作作一一般般双双向向I/O口线之外，这两根口线还具有下列功能：口线之外，这两根口线还具有下列功能：P10定时器计数器定时器计数器2的外部输入端的外部输入端T2；P11定时器计数器定时器计数器2的外部控制端的外部控制端T2EX。2.5I/O2.5I/O口的结构及应用

34、特性口的结构及应用特性口的结构及应用特性口的结构及应用特性：（1 1）所有）所有）所有）所有3232个端口均带输出锁存器，都可作普通个端口均带输出锁存器，都可作普通个端口均带输出锁存器，都可作普通个端口均带输出锁存器，都可作普通I/OI/O口用。口用。口用。口用。（2 2）P0P0口口口口为为为为双双双双向向向向口口口口，可可可可驱驱驱驱动动动动8 8个个个个TTLTTL门门门门，P1-P3P1-P3为为为为准准准准双双双双向向向向口，只能驱动口，只能驱动口，只能驱动口，只能驱动4 4个个个个TTLTTL门。门。门。门。（3 3）P0P0口作普通口作普通口作普通口作普通I/OI/O口时需外接上

35、拉电阻。口时需外接上拉电阻。口时需外接上拉电阻。口时需外接上拉电阻。（4 4）所有）所有）所有）所有I/OI/O作输入口用时需作输入口用时需作输入口用时需作输入口用时需“先写先写先写先写1 1后读后读后读后读”。（5 5）对对对对于于于于852852单单单单片片片片机机机机，其其其其P1.0P1.0、P1.1P1.1的的的的第第第第二二二二功功功功能能能能为为为为定定定定时时时时器器器器、计数器计数器计数器计数器T2T2输入输入输入输入/控制端。控制端。控制端。控制端。三、三、存储器结构和地址空间存储器结构和地址空间 3.1结构形式和一般特点结构形式和一般特点80C51单单片片机机存存储储器器

36、包包括括程程程程序序序序存存存存储储储储器器器器ROMROM和和和和数数数数据据据据存存存存储器储器储器储器RAMRAM。51单单片片机机存存储储器器的的结结构构形形式式采采用用程程序序存存储储器器和和数数据据存存储储器器相相互互独独立立的的哈哈佛佛结结构构。控控制制程程序序和和暂暂存存数数据据有有各各自自的的寻址空间、寻址方式（用不同指令）和控制系统。寻址空间、寻址方式（用不同指令）和控制系统。PC机机采采用用程程序序存存储储器器和和数数据据存存储储器器合合用用同同一一个个存存储储器器系统的普林斯顿系统的普林斯顿或冯或冯.诺依曼诺依曼结构。结构。（1）物理上分成）物理上分成4个存储器空间：个

37、存储器空间：片内程序存储器片内程序存储器ROM、片外程序存储器片外程序存储器ROM；片内数据存储器片内数据存储器RAM、片外数据存储器片外数据存储器RAM。（2）逻辑上分成逻辑上分成3个地址空间：个地址空间：片内、片外统一编址的片内、片外统一编址的64KB程序存储器空间；程序存储器空间；片内片内256B的数据存储器地址空间；的数据存储器地址空间；片外片外64KB的数据存储器空间。的数据存储器空间。（3）在寻址方式上分成：）在寻址方式上分成：直接寻址和间接寻址直接寻址和间接寻址方式。方式。（4）不同的存储空间采用）不同的存储空间采用3种不同的指令寻址：种不同的指令寻址：对于程序存储器查表，用对于

38、程序存储器查表，用MOVC指令寻址；指令寻址；对片内对片内RAM传送数据用传送数据用MOV指令寻址；指令寻址；对片外对片外RAM读、写用读、写用MOVX指令寻址指令寻址。2 2、存储器的一般特点：、存储器的一般特点：、存储器的一般特点：、存储器的一般特点：单片机存储器的基本特性和用途单片机存储器的基本特性和用途名名称称程序存储器程序存储器ROM数据存储器数据存储器RAM用用途途存放指令存放指令、常数、表格、公式等、常数、表格、公式等存放缓冲数据、存放缓冲数据、记录数据信息记录数据信息存放形式存放形式程序固化程序固化在芯片内、只读、不丢失在芯片内、只读、不丢失数据通电保持、断电丢失数据通电保持、

39、断电丢失（EEPROM保持不丢失）保持不丢失）物理空间物理空间片内片内/片外（内小，外大）片外（内小，外大）片内片内/片外（内小，外大）片外（内小，外大）寻址范围寻址范围直接寻址直接寻址64K范围（可另扩）范围（可另扩）直接寻址范围直接寻址范围64K（可另扩）可另扩）编址形式编址形式片内外统一编址片内外统一编址片内片内/片外的片外的RAM地址重叠地址重叠控制方式控制方式硬件：硬件：EA“1”片内，片内，“0”片外片外查表用查表用MOVC指令指令软件：片内用软件：片内用MOV指令指令片外用片外用MOVX指令指令容容量量片内片内0KB、1KB32KB，片外片外2KB-64KB片内片内128B/25

40、6B，片外片外2KB64KB工艺结构工艺结构掩膜掩膜OM/EPROM/EEPROM/OTPDRAM/SRAM/EEPROM(FLASH)接口形式接口形式片外片外ROM通常为并行总线通常为并行总线片外片外RAM并行总线并行总线/I2C总线总线入口地址入口地址名名称称0000H程序计数器程序计数器PC地址地址0003H外部中断外部中断INT0入口地址入口地址000BH定时、器定时、器T0溢出中断入口地址溢出中断入口地址0013H外部中断外部中断INT1入口地址入口地址001BH定时定时/计数器计数器T1溢出中断入口地址溢出中断入口地址0023H串行口接收串行口接收/发送中断入口地址发送中断入口地址

41、002BH定时/计数器T2溢出中断入口地址（仅52单片机有）3.2 程序存储器（Program memory-Read only memory）一特点：一特点：（1）ROM类类型型有有：掩掩膜膜ROMROM、EPROMEPROM、E E2 2 PROMPROM、FLASH FLASH ROMROM、OTPROMOTPROM。分分成成片片内内和和片片外外两两部部分分，由由EA引脚接高（内）或接地（外）决定。引脚接高（内）或接地（外）决定。片内外统一编址，最大寻址范围片内外统一编址，最大寻址范围64KB。（2）程序存储器特定的复位入口地址程序存储器特定的复位入口地址MCS-51单片机复位单片机复位

42、/中断入口地址中断入口地址 二程序运行控制操作有：二程序运行控制操作有：二程序运行控制操作有：二程序运行控制操作有：复位、顺序执行、转移控制和中断：复位、顺序执行、转移控制和中断：复位、顺序执行、转移控制和中断：复位、顺序执行、转移控制和中断：（1）顺序执行）顺序执行是最基本最简单的程序执行方式。是最基本最简单的程序执行方式。（2）复复位位和和中中断断由由相相应应的的硬硬件件结结构构控控制制，它它们们有有有有固固固固定定定定的的的的程程程程序序序序入入入入口口口口地地地地址址址址（见见表表22）。通通过过各各种种调调用用、返返回回、有有条条件件和和无无条条件转移来实现程序的转移控制。件转移来实

43、现程序的转移控制。（3）查表程序是通过两条指令来完成：）查表程序是通过两条指令来完成：MOVCA，A+DPTR；将将（DPTR）中中的的地地址址加加（A）中中的的偏偏移移量量，得得到到该该单单元元内内容容存存A。寻寻址址范范围围为为64K，称称长长长长查查查查表表表表指令。指令。指令。指令。MOVCA，APC；以以PC为为基基址址寄寄存存器器，A为为偏偏址址数数据据，相相加加后后的的数数作作为为地地址址，取取出出该该地地址址单单元元的的内内容容送送累累加加器器A。表表格只能放在格只能放在0255字节范围之内。称字节范围之内。称短查表指令。短查表指令。短查表指令。短查表指令。3.3 数据存储器数

44、据存储器数据存储器数据存储器一特点：一特点：一特点：一特点：分成片内分成片内/外外RAM，内外地址重叠。内外地址重叠。片片外外RAM寻寻址址范范围围064KB，只只能能用用MOVX指指令令间间接接寻址。寻址。片内有片内有128B/256B的的RAM，用，用MOV指令寻址指令寻址。00H-7FH00H-7FH片片内内128BRAM128BRAM空空间间为为80C51固固有有片片内内RAM，可以直接或间接寻址；可以直接或间接寻址；80H-FFH高高128B空间空间仅仅80C2单片机有单片机有，只能间接寻址。只能间接寻址。二片内二片内二片内二片内RAMRAM功能划区功能划区功能划区功能划区*：片片内

45、内RAM的的00H-7FH地地址址空空间间的的功功能能划划区区：物物理理上上分分成成工工工工作作作作寄寄寄寄存存存存器器器器区区区区，位位位位寻寻寻寻址址址址区区区区，数数数数据据据据缓缓缓缓冲冲冲冲区区区区三三个个区区域域，应应用用中分成中分成工作寄存器区，位寻址区，数据缓冲区和堆栈区。工作寄存器区，位寻址区，数据缓冲区和堆栈区。工作寄存器区，位寻址区，数据缓冲区和堆栈区。工作寄存器区，位寻址区，数据缓冲区和堆栈区。（1）00H-1FH为为工工作作寄寄存存器器区区，该该区区分分成成4组组，每每组组都都有有R0-R7八八个个工工作作寄寄存存器器（但但地地址址不不同同）。由由PSW.3(RS0)

46、和和PSW.4(RS1)两位来选区两位来选区。（2）20H-2FH为为位位寻寻址址区区，共共16个个字字节节单单元元128位位，位位地地址址00H7FH位位。（3）30H-7FH为数据缓冲区为数据缓冲区；（4）可可浮浮动动的的堆堆栈栈区区设设在在07H为为栈栈底底的的片片内内RAM中中合合适适的区域。的区域。片内存储器的功能分区、地址分配、复位状态及操作方法片内存储器的功能分区、地址分配、复位状态及操作方法 功能单元功能单元字节地址字节地址复位状态复位状态操操作作方方法法共共4组工组工作寄存器作寄存器R0R700H07H08H0FH10H17H18H1FH指向指向0组组由由PSW.4，PSW.

47、3置位状态对置位状态对R0-R7四选其一四选其一例：例：CLRRS0（PSW.3）；）；SETBRS1(PSW.4)；选择第选择第2组工作寄存器组工作寄存器堆堆栈栈07H以上以上栈底栈底07H通过堆栈指针通过堆栈指针SP赋值，例：赋值，例：MOVSP,#60H；将栈底设在将栈底设在60H单元。单元。位寻址区位寻址区20H2FH随随机机位地址：位地址：00H7FH共共128位位软件置位软件置位STEBbit，清零清零CLRbit例：例：SETB08H；置位置位21H字节单元的字节单元的D0位位CLR22H；将；将24H字节单元的字节单元的D2位清位清0数据缓冲区数据缓冲区*30H7FH随随机机直

48、接与直接与A进行传送、运算、转移等操作进行传送、运算、转移等操作片内片内RAMRAM中可位寻址区的字节地址与位地址对应关系中可位寻址区的字节地址与位地址对应关系字节地址字节地址位地址位地址位地址位地址位地址位地址位地址位地址位地址位地址位地址位地址位地址位地址位地址位地址2FH7FH7EH7DH7CH7BH7AH79H78H2EH77H76H75H74H73H72H71H70H2DH6FH6EH6DH6CH6BH6AH69H68H2CH67H66H65H64H63H62H61H60H2BH5FH5EH5DH5CH5BH5AH59H58H2AH57H56H55H54H53H52H51H50H29

49、H4FH4EH4DH4CH4BH4AH49H48H28H47H46H45H44H43H42H41H40H27H3FH3EH3DH3CH3BH3AH39H38H26H37H36H35H34H33H32H31H30H25H2FH2EH2DH2CH2BH2AH29H28H24H27H26H25H24H23H22H21H20H23H1FH1EH1DH1CH1BH1AH19H18H22H17H16H15H14H13H12H11H10H21H0FH0EH0DH0CH0BH0AH09H08H20H07H06H05H04H03H02H01H00H3.4SFR3.4SFR特殊功能寄存器的运行管理模式特殊功能寄存

50、器的运行管理模式特殊功能寄存器的运行管理模式特殊功能寄存器的运行管理模式3.4.1SFR清单：清单：1、地地址址分分配配：片片内内RAM80H-FFH中中分分布布在在21个个单单元元（52系列单片机有系列单片机有26个）；个）；2、主主要要功功能能：主主要要用用于于对对片片内内13个个单单元元操操作作管管理理。包包括括4个个端端口口、5个个中中断断（含含两两个个外外中中断断、两两个个定定时时器器/计计数数器器、串口）、串口）、SP、DPTR、PSW、PCON。3、尚有许多保留单元待作它用。、尚有许多保留单元待作它用。3.4.2SFR的功能和操作方式：的功能和操作方式：1 1SFRSFR的的的的