第2章 单片机芯片的结构

null单片机接口技术及应用单片机接口技术及应用第二章 单片机芯片的硬件结构第二章 单片机芯片的硬件结构 主要内容： 80C51系列单片机的分类 80C51的内部结构 80C51的引脚功能 80C51 的I/O端口 CPU时序及工作方式第二章 单片机芯片的硬件结构第二章 单片机芯片的硬件结构 学习目标： 了解单片机的分类，各引脚功能，输入/输出口作用 熟悉单片机存储器组织2.1 80C51单片机系列2.1 80C51单片机系列80C51系列单片机是Intel公司于1980年推出的8位机，因其优秀的性能价格比，获得了广泛的应用 80C51是80C51系列单片机中CHMOS工艺的一个典型品种。一般以8051为基核开发出的CHMOS工艺单片机产品统称为80C51系列单片机 80C51可分为51和52个子系列，主要有四种型号，分别是：80C31/80C32、80C51/80C52、87C51/87C52、89C51/89C52。 null不同型号MCS-51单片机CPU处理能力和指令系统完全兼容，只是存储器和I/O接口的配置有所不同。 硬件配置基本配置： 1. 8位CPU 2. 片内ROM/EPROM、RAM 3. 片内并行 I/O接口 4. 片内16位定时器/计数器 5. 片内中断处理系统 6. 片内全双工串行I/O口资源配置 资源配置 52系列较51系列功能上有所增强，如片内ROM及RAM都增加一倍，定时/计数器个数由2个增加到3个，中断源由5个增加到6个等。2.2 80C51单片机的内部结构2.2 80C51单片机的内部结构RAMI/O接口 电路时 钟定时器/ 计数器ROM80C51单片机的基本结构是由以下几部分组成微处理器CPU 存储器 外部输入/输出接口电路（I/O接口） 中断系统 时钟电路 系统总线80C51单片机的基本结构是由以下几部分组成80C51单片机结构框图80C51单片机结构框图80C51单片机芯片内部逻辑结构框图80C51单片机芯片内部逻辑结构框图80C51的微处理器 它由运算器、控制器等部件组成 运算器由算术逻辑运算单元ALU、累加器ACC、寄存器B、暂存寄存器和程序状态字寄存器PSW组成。它所完成的任务是实现算术与逻辑运算、位变量处理和数据传送等操作。 控制器由指令寄存器、指令译码器、定时及控制逻辑电路和程序计数器PC等组成。80C51的微处理器 80C51的存储器 80C51的存储器 内部数据存储器 80C51芯片中共有256个RAM单元，但其中后128单元被专用寄存器占用，供用户使用的只是前128单元，用于存放可读写的数据。 内部程序存储器 内部程序存储器是指ROM(4KB×8)。80C51共有 4 KB掩膜ROM，用存放程序和原始数据,因此称之为程序存储器，简称“内部 ROM”。 I/O接口电路 I/O接口电路 80C51单片机共有 4个8位的I／0口(P0-P3)，以实现数据的并行输入输出。 还有一个可编程全双工的串行口，它功能强大，可做异步通信收发器使用，也可用作同步移位器使用。中断系统 中断系统 80C51单片机的中断功能较强，以满足控制应用的需要。80C51共有5个中断源： 外部中断2个 定时／计数中断2个 串行中断1个 全部中断分为高优先级和低优先级共两级。时钟电路 时钟电路 80C51单片机的内部具有时钟电路，但石英晶体振荡器和微调电容需外接。 总线 上述这些部件都是通过总线连接起来，才能构成一个完整的单片机系统。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。 2.3 80C51的外部引脚及功能2.3 80C51的外部引脚及功能80C51系列单片机采用40引脚的双列直插式封装芯片40引脚共可分为四个部分 电源2个 外接晶体振荡器2个 控制信号引脚4个 I/O引脚32个2.3.1 信号引脚的介绍2.3.1 信号引脚的介绍Vss（20脚）：接地 Vcc（40脚）：正常操作、对EPROM编程和验证时为+5V电源。主电源引脚Vss和Vcc外接晶振引脚XTALl和XTAL2外接晶振引脚XTALl和XTAL2XTALl（19脚）：内部振荡电路反相放大器的输入端，是外接晶体的一个引脚。使用外部时钟时，对于HMOS单片机，该引脚必须接地；对于CHMOS单片机，该引脚作为驱动端。 XTAL2（18脚）：内部振荡电路反相放大器的输出端，是外接晶体的另一端。若使用外部时钟时，对于HMOS单片机，该引脚输入外部时钟脉冲；对于CHMOS单片机，此引脚应悬浮。控制和其它电源复用引脚控制和其它电源复用引脚RST／VPD（9脚）：双功能引脚复位信号RST引脚，输入 启动时，需要复位，使CPU各部件处于确定的初始状态。 正常工作状态（振荡器稳定），该引脚上出现持续24个振荡周期（即两个机器周期）以上的高电平，单片机就可完成系统复位操作 。 备用电源VPD引脚，输入 当无VCC时使用，给内部RAM供电以实现掉电保护。ALE／PROG（30脚）：双功能ALE／PROG（30脚）：双功能地址锁存允许信号ALE，输出 当访问外部存储器时，ALE的输出用于锁存地址的低位字节。 即使不访问外部存储器，ALE仍以不变的频率周期性的出现正脉冲信号，频率为振荡器频率的1/6。 编程脉冲引脚PROG，输入 在对8751片内EPROM编程时，编程脉冲由此输入EA／Vpp（31脚）：双功能EA／Vpp（31脚）：双功能访外允许EA 当EA端保持高电平时，访问内部程序存储器，当PC值超过0FFFH时，将自动转向，执行外部程序存储器的程序 当EA保持低电平时，则只访问外部程序存储器，不管是否有内部程序存储器。 8031中EA必须接地Vpp 编程电压输入Vpp 编程电压输入对8751片内EPROM编程时，此脚接编程电压,（+21V～+25V）PSEN（29脚）：外部程序存储器读选通信号 在由外部程序存储器取指令期间，每个机器周期两次PSEN有效。并行I／O口引脚(32个，分成4个8位口)并行I／O口引脚(32个，分成4个8位口)P0.0～P0.7： 一般I／O口引脚或数据／低位地址总线复用引脚； P1.0～P1.7： 一般I／O口引脚； P2.0～P2.7： 一般I／O口引脚或高位地址总线引脚； P3.0～P3.7： 一般I／O口引脚或第二功能引脚。P3口的第二功能P3口的第二功能P3.0：RXD 串行数据接收 P3.1：TXD 串行数据接收 P3.2：INT0# 外部中断0 申请 关于撤销行政处分的申请关于工程延期监理费的申请报告关于减免管理费的申请关于减租申请书的范文关于解除警告处分的申请 P3.3：INT1# 外部中断1申请 P3.4：T0 定时器／计数器0计数输入 P3.5：T1定时器／计数器1计数输入 P3.6：WR# 外部RAM写选通 P3.7：RD# 外部RAM读选通2.3.2 引脚的复用 2.3.2 引脚的复用 对于各种型号的芯片，其引脚的第一功能信号是相同的，所不同的只在引脚的第二功能信号上。 对于9、30和31各引脚，由于第一功能信号与第二功能信号是单片机在不同工作方式下的信号，因此不会发生使用上的矛盾。 P3口线的情况却有所不同，它的第二功能信号都是单片机的重要控制信号。因此在实际使用时，总是先按需要优先选用它的第二功能，剩下不用的才作为口线使用。2.4 80C51的存储器配置2.4 80C51的存储器配置2.4.1 80C51单片机系统的存储器结构特点80C51单片机的存储器结构与常见的微型计算机的配置方式不同，它把程序存储器（ROM）和数据存储器（RAM）分开，计成两个独立的空间，称为哈佛结构。 ROM和RAM安排在同一空间的不同范围，称为普林斯顿结构。哈佛体系结构计算机的存储结构哈佛体系结构计算机的存储结构普林斯顿体系结构计算机的存储结构普林斯顿体系结构计算机的存储结构2.4.2 内部数据存储器低128单元2.4.2 内部数据存储器低128单元80C51单片机的内部数据存储器(内部RAM）共256字节，在物理上分为两个区： 低128字节单元，单元地址：00H～7FH 低128字节单元的RAM常称为片内RAM 高128字节单元，单元地址：80H～FFH 高128字节单元又称特殊功能寄存器区（SFR） 80C51片内RAM的128 B单元又分成：工作寄存器区、位寻址区、通用用户区。null片内RAM（00～7FH）工作寄存器区：（32B） 字节地址：00H～1FH 位寻址区：（16B） 字节地址：20H～2FH 位地址为：00H～7FH 一般数据区：（80B） 字节地址：00H～7FH 一般使用：30H～7FH片内RAM（00～7FH）工作寄存器区 工作寄存器区 80C51单片机片内RAM低端的00H～1FH共32B分成4个工作寄存器组，每组占8个单元。 寄存器0组：地址00H～07H 寄存器1组：地址08H～0FH 寄存器2组：地址10H～17H 寄存器3组：地址18H～1FH当前工作寄存器组的选择当前工作寄存器组的选择由特殊功能寄存器中的程序状态字寄存器PSW的RSl、RS0位来选定 RSl、RS0与工作寄存器组的关系地址如 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 所示 当前工作寄存器组的选择位寻址区 位寻址区 内部RAM的20H～2FH单元，既可作为一般RAM单元使用，进行字节操作，也可以对单元中每一位进行位操作，因此把该区称之为位寻址区。 位寻址区共有16个RAM单元，共计128位，地址为00H～7FH。 一般（用户）RAM区 一般（用户）RAM区 在内部RAM低128单元中，通用寄存器占32个单元，位寻址区占去16个单元，剩余80个单元就是供用户使用的一般RAM区，其单元地址为30H～7FH。 用户RAM区只能以存储单元的形式来使用，其他没有任何规定或限制。 在一般应用中常把堆栈开辟在30H～7FH区中2.4.3 内部数据存储器高128单元（SFR区）2.4.3 内部数据存储器高128单元（SFR区）80C51单片机内的锁存器、定时器、串行口数据缓冲器以及各种控制寄存器和状态寄存器等（共21个）都是以特殊功能寄存器（SFR）的形式出现 它们分散地分布在内部RAM高128字节地址单元中，可寻址； 程序计数器PC不属于此范畴，因为它不可寻址累加器Acc累加器Acc最常用的特殊功能寄存器，大部分单操作数指令的操作取自累加器Acc。很多双操作数指令的一个操作数取自累加器Acc。乘除法指令中常用的寄存器。乘法指令的两个操作数分别取自A和B，其结果存放在A、B寄存器对中。寄存器B程序状态字PSW程序状态字PSW程序状态字PSW是一个8位寄存器，它包含了程序状态信息。此寄存器各位的含义如表所示。其中PSW．1未用。PSW．1未用程序状态字PSW 各位定义程序状态字PSW 各位定义CY(PSW.7)进位标志 AC(PSW.6)辅助进位标志 F0(PSW.5)用户标志 RSl、RS0(PSW.4、PSW.3)寄存器区选择控制 OV(PSW.2)溢出标志 P(PSW.0)奇偶标志进位标志CY(PSW.7) ：进位标志CY(PSW.7) ：算术逻辑指令时，最高位D7有进（借）位，则CY=1，否则CY=0； 在布尔处理器中，它起着“位累加器”的作用，17条布尔处理指令多数是针对CY来完成的。程序中写成C。加（减）法运算时，如果低半字节的最高位D3有进（借）位，则AC=1，否则AC=0； AC在作BCD码运算而进行二～十进制调整时有用。辅助进位标志AC(PSW.6)用户标志F0(PSW.5)用户标志F0(PSW.5)是用户定义的一个状态标志。可通过软件对它置位、清零； 在编程时，也常测试其状态进行程序分支。作有符号数加法、减法时由硬件置位或清除，以指示运算结果是否溢出。溢出标志OV(PSW.2)每执行一条指令，单片机都能根据A中1的个数的奇偶自动令P置位或清零； 奇为1，偶为0。奇偶标志P(PSW.0)工作寄存器区选择位RSl、RS0(PSW.4、PSW.3)工作寄存器区选择位RSl、RS0(PSW.4、PSW.3)可借软件置位或清零，以选定4个工作寄存器区中的一个区投入工作。栈指针SP栈指针SP栈指针SP是一个8位特殊功能寄存器，它指示出堆栈顶部在内部RAM中的位置 系统复位后，SP初始化为07H，使得堆栈的存放事实上由08H单元开始。null 数据指针DPTR数据指针DPTR是一个16位特殊功能寄存器 可以作为一个16位寄存器DPTR来使用 也可作为两个8位寄存器使用 高位字节寄存器用DPH表示 低位字节寄存器用DPL表示 与接口相关的寄存器与接口相关的寄存器并行I／O接口P0、P1、P2、P3，均为8位 串行接口数据缓冲器SBUF 串行接口控制寄存器SCON 电源控制寄存器PCON与中断相关的寄存器与中断相关的寄存器中断允许控制寄存器IE 中断优先级控制寄存器lP 定时／计数器的工作方式寄存器TMOD 定时／计数器的控制寄存器TCON与定时/计数器相关的寄存器特殊寄存器的字节寻址特殊寄存器的字节寻址可寻址的特殊寄存器及地址null特殊寄存器的位寻址（共11个）特殊寄存器的位寻址（共11个）null2.4.4 80C51单片机的堆栈操作2.4.4 80C51单片机的堆栈操作堆栈 堆栈是在片内RAM中开辟的暂存区 功能有两个：保护断点和保护现场 特点：先进后出，后进先出 堆栈的操作 堆栈共有两种操作： 数据进栈，指令：PUSH 数据出栈，指令：POP堆栈指针SP 堆栈指针SP SP实际为一个8位寄存器，它的内容是栈顶存储单元的地址； 数据的进栈或出栈皆是对堆栈的栈顶单元进行的； SP始终指向堆栈最后压入或即将弹出的数据单元，即指向栈顶。 堆栈使用方式 堆栈的使用有两种方式： 自动方式，执行子程序、中断响应时 指令方式，执行指令 ：PUSH、POP 关于堆栈区的划定关于堆栈区的划定为保护足够的寄存器内容，需要堆栈有一定的深度，即有足够的容量。 原则上堆栈区可以是片内RAM任意区域，但通常SP设在30H以后，即在用户RAM（30H～7FH）之间开辟堆栈区。 具体应用时栈区设置应和RAM的分配统一考虑，工作寄存器和位寻址区域分配好后再指定堆栈区域。 系统复位后，SP＝07H，则实际堆栈从08H单元开始。2.4.5 程序存储器2.4.5 程序存储器程序存储器用来存放程序和 表格 关于规范使用各类表格的通知入职表格免费下载关于主播时间做一个表格详细英语字母大小写表格下载简历表格模板下载 常数 程序存储器以程序计数器PC作地址指针，通过16位地址总线，可寻址的地址空间为64KB程序存储器使用时情况程序存储器使用时情况在80C51／87C51片内带有4KB ROM／EPROM程序存储器(内部程序存储器) 4KB可存储约两千多条指令 若开发的单片机系统较复杂，片内程序存储器存储空间不够用时，可外扩展片外程序存储器 程序存储器的总容量为64KB 片内、片外统一编址 64KB总容量减去内部4KB即为外部能扩展的最大容量 。中断入口地址区中断入口地址区在程序存储器中有一个固定的中断入口地址区，这些入口地址不得被其他程序指令占用。 80C51的5个中断入口地址为： 0003H：外部中断0的中断服务程序入口地址 000BH：定时器／计数器0溢出中断服务程序入 口地址 0013H：外部中断1的中断服务程序入口地址 001BH：定时器／计数器1溢出中断服务程序入 口地址 0023H：串行接口中断服务程序入口地址2.4.6 80C51的存储器组织 2.4.6 80C51的存储器组织 根据作用分类： 程序存储器ROM 数据存储器RAM 根据位置分类： 片内存储器 片外存储器物理上构成了4个结构独立的存储器空间 片内数据存储器、片外数据存储器 片内程序存储器、片外程序存储器null片内程序存储器（片内ROM） 8051、8751有4KB的片内ROM 地址：0000H~0FFFH 片内数据存储器（片内RAM）共有256B 低128B片内RAM，地址：00～7FH 高128B片内RAM，地址：80H～FFH，特殊功能寄存器（SFR）区（占21B） 片外ROM扩展（最多64K） 地址为0000H～FFFFH或者1000H～FFFFH 注：8051、8751芯片根据EA状态 片外RAM扩展 地址：0000H～FFFFH null8051存储结构如图8051存储结构如图逻辑上划分的3个存储器地址空间逻辑上划分的3个存储器地址空间片内外统一编址的程序存储器地址空间(64KB) 片内片外的程序存贮器在同一逻辑空间中，地址从0000H～FFFFH，共有64K字节范围 片内数据存储地址空间(256B) 片内数据存贮器地址范围：00H～FFH 片外的数据存储器地址空间(64KB) 片外数据存贮器地址范围：0000H～FFFFH区分四个独立空间的 方法 快递客服问题件处理详细方法山木方法pdf计算方法pdf华与华方法下载八字理论方法下载 区分四个独立空间的方法使用MOV、MOVX、MOVC三个不同的指令分别区分片内RAM、片外RAM和ROM 片外ROM使用控制信号PSEN 片外RAM使用控制信号RD、WR EA引脚接地，从片外ROM开始 0000H～0FFFH 位于片外ROM EA引脚接高电平，从片内ROM开始 0000H～ 0FFFH位于片内ROM ROM和片外RAM一定要用16位地址 片内RAM 和SFR，只能使用8位地址2.5 80C51 单片机并行输入/输出接口电路2.5 80C51 单片机并行输入/输出接口电路80C51单片机有4个8位的并行接口P0、P1、P2和P3，共32根I/O线（32个引脚）; 4个端口都是双向的; 各接口都由接口锁存器、输出驱动器和输入缓冲器组成; 各接口除可以作为字节输入/输出外，它们的每一条接口线也可以单独地用作位输入/输出线; 各接口编址于特殊功能寄存器中。2.5.1 P1口的内部结构及功能2.5.1 P1口的内部结构及功能P1口内部结构图示接口功能接口功能P1口只有一种功能：通用输入输出接口 P1口作输出口时：外电路无需加上拉电阻 P1口作输入口时：先向锁存器写“1”使“FET”截止P1口由1个输出锁存器、2个三态输入缓冲器和输出驱动电路组成 输出驱动电路内部设有上拉电阻。 接口结构中锁存器起输出锁存作用，8位锁存器组成特殊功能寄存器P1。P1口的内部结构2.5.2 P2口的内部结构及功能2.5.2 P2口的内部结构及功能P2口内部结构图示P2口的内部结构P2由1个输出锁存器、1个转换MUX、2个三态输入缓冲器、输出驱动电路和1个反相器组成P2口的内部结构接口功能P2具有双重功能：通用I/O口和高8位地址总线地址总线 单片机扩展时，“控制”信号使 MUX 打向右边，内部的地址线经反相器与输出驱动器相连，于是内部“地址”信号可以由P2口引脚输出，此地址信号为高8位地址。通用I/O接口通用I/O接口作为通用I/O口时，“控制”信号使MUX打向左边，这时P2口电路结构与P1口相同，其功能和用法亦与P1口相同，负载能力也相同。2.5.3 P3口的内部结构及功能2.5.3 P3口的内部结构及功能P3口内部结构图示P3口的内部结构P3口由1个输出锁存器、3个输入缓冲器（其中2个为三态）、输出驱动电路和1个与非门组成 输出驱动电路与P2接口和P1接口相同，内部设有上拉电阻。 与P1口相比多了一个与非门和一个输入缓冲器，所以它除了可作为一般I/O口外，还具有第二功能。 P3口的内部结构接口功能接口功能通用I/O接口 作为通用I/O接口时，“第二功能输出”线为“1”，接口的电路结构与P1口相同，所以功能和用法均与P1相同。第二功能 当P3口作为第二功能使用时些信号为输出，有些信号为输入，为使第二功能信号能顺畅的输入或输出，该口锁存器的状态必须为“1”。 2.5.4 P0口的内部结构与功能2.5.4 P0口的内部结构与功能P0口的内部结构图P0口的内部结构P0口的内部结构P0接口由一个输入锁存器、两个三态缓冲器、一个输出驱动电路和一个输出锁存器； 输出锁存器为D触发器； 出驱动电路由一对场效应管T1、T2组成； 输出控制电路由一个与门、一个反相器和一个模拟转换开关MUX组成。接口功能接口功能P0口可作为通用I/O接口，也可作为地址/数据总线口。地址/数据总线 这时“控制”信号为1，多路开关MUX向上，地址/数据信号反相后经多路开关送到下一个场效应管的栅极。 如果地址/数据信号为1，则下一个场效应管截止，上一个场效应管导通，引脚为高电平； 若地址/数据信号为0，则下一个场效应管导通，上一个场效应管截止，引脚为低电平，即地址/数据信号可顺利的到达引脚。通用I/O接口通用I/O接口此时“控制”信号为“0”，多路开关MUX向下，输出驱动器处于开漏状态，故需外接上拉电阻，这种情况下，电路结构与P1相同，所以也是一个准双向口 当要作为输入时，必须先向口锁存器写“1”。 2.5.5 并行接口电路小结2.5.5 并行接口电路小结按功能划分 P0口：地址低8位与数据线分时使用端口； P1口：按位可编址的输入输出口； P2口：地址高8位输出口； P3口：双功能口。若不用第二功能，可作通用I/O口。按双向口划分按双向口划分在4个口中只有P0口是真正的双向口，而其余的3个口都是准双向口。 为此就要求P0口的输出缓冲器是一个三态门。 在P0中输出三态门是由两个场效应管(FET)组成的，所以说它是一个真正的双向口。 其它3个口中，上拉电阻代替了P0口中的场效应管，输出缓冲器不是三态的，因此不是真正的双向口，而只称其为准双向口。按三总线划分按三总线划分地址线：P0、P2口分别输出地址的低8位和高8位； 数据线：P0口输入输出8位数据； 控制线：P3口的8位加上PSEN、ALE共同完成按负载能力划分按负载能力划分4个I/O口的输入和输出电平与CMOS电平和TTL电平均兼容。 P0接口的每一位可驱动8个LSTTL负载。 P1、P2、P3接口的每一位可驱动4个LSTTL负载2.6 80C51单片机的时钟电路与时序2.6 80C51单片机的时钟电路与时序单片机的工作过程是：取一条指令、译码、进行操作，再取一条指令……，这样自动地、一步一步地依序完成相应指令规定的功能。 各指令的操作在时间上有严格的次序，这种操作的时间次序称作时序。 单片机的时钟信号用来为单片机芯片内部各种操作提供时间基准。 80C51单片机的时钟信号通常有两种方式产生：一是内部时钟方式，二是外部时钟方式2.6.1 时钟电路内部时钟方式内部时钟方式图中电容器C1和C2的作用是稳定频率和快速起振 电容值在5—30pF，典型值为30 pF 晶振的振荡频率范围在1.2—12MHz间选择，典型值为12MHz和6MHz。XTAL1和XTAL2引脚外接石英晶体（简称晶振），就构成了自激振荡器并在单片机内部产生时钟脉冲信号。外部时钟方式 外部时钟方式 一般要求外部信号高电平的持续时间大于20ns，且为频率低于12MHz的方波 对于CHMOS工艺的单片机，外部时钟要由XTAL1端引入，而XTAL2引脚应悬空。把外部已有的时钟信号引入到单片机内。此方式常用于多片80C51单片机同时工作，以便于各单片机的同步。2.6.2 时钟时序的基本概念2.6.2 时钟时序的基本概念null晶振周期（或外部时钟信号周期）为最小的时序单位 节拍：一个晶振周期定义叫“节拍”（用“P”表示） 状态：晶振脉冲经二分频后成为时钟信号，将时钟周期定义为“状态”（用“S”表示）。 一个状态等于两个节拍，即 S＝2P 前一个节拍称作节拍1（P1） 后一个节拍称作节拍2（P2）null机器周期：晶振信号12分频后形成 一个机器周期包含12个晶振周期 一个机器周期包含6个状态，依次记作S1～S6 一个机器周期包含12个节拍，依次记作S1 P1、 S1 P2、 S2 P1、 S2 P2、…、 S6 P2 指令周期：执行一条指令所需要的时间。指令周期是最大的时序定时单位, 它一般由若干个机器周期组成。 80C51单片机的指令按执行时间可以分为三类：单周期指令、双周期指令和四周期指令（四周期指令只有乘、除两条指令）。null例： 设单片机工作在晶振频率为12M，则 时钟周期为：1/12微秒 一个机器周期＝12×1/12＝1微秒 若单片机工作在晶振频率为6M，则 时钟周期为：1/6微秒 一个机器周期＝12×1/6＝2微秒80C51单片机的指令时序80C51单片机的指令时序单周期单字节指令 单周期双字节指令 双周期单字节指令 访问外部RAM周期单字节指令2.7 80C51单片机的工作方式2.7 80C51单片机的工作方式复位是使单片或系统中的其他部件处于某种确定的初始状态，单片机的工作是从复位开始的2.7.1 复位方式复位电路复位电路当在80C51单片机的RST引脚引入高电平并保持2个机器周期时，单片机内部就执行复位操作（若该引脚持续保持高电平，单片机就处于循环复位状态）。 实际应用中，复位操作有两种基本形式：一种是上电复位。另一种是上电与按键均有效的复位。 上电复位 上电复位 它是利用电容充电来实现的 在接电瞬间，RESET端的电位与VCC相同，随着充电电流的减少，RESET的电位逐渐下降。 只要保证RESET为高电平的时间大于两个机器周期，便能正常复位。上电复位要求接通电源后，单片机自动实现复位操作。常用的上电复位电路图如图所示。上电与按键均有效的复位上电与按键均有效的复位上电复位原理与上相同 另外在单片机运行期间，还可以利用按键完成复位操作; 此时电源VCC经电阻R1、R2分压，在RESET端产生一个复位高电平; 晶振为6MHz时，R2为200Ω。null复位后，内部各专用寄存器状态表2.7.2 节电方式2.7.2 节电方式80C51有两种低功耗方式，即待机方式和掉电保护方式。 待机方式和掉电方式都是由专用寄存器PCON（电源控制寄存器）的有关位来控制 PCON寄存器 格式 pdf格式笔记格式下载页码格式下载公文格式下载简报格式下载 SMOD：波特率倍增位，在串行通信时才使用 GF1， GF0 ， 通用标志位 PD：掉电方式位， PD =1，则进入掉电方式 IDL：待机方式位，IDL=1，则进入待机方式待机方式 待机方式 使用指令使PCON寄存器IDL位置1，则80C51即进入待机方式 这时振荡器仍然工作，并向中断逻辑、串行口和定时器/计数器电路提供时钟 但向CPU提供时钟的电路被阻断，因此CPU 不能工作，与CPU有关的如SP、PC、PWS、ACC以及全部通用寄存器也都被“冻结”在原状态。掉电保护方式 掉电保护方式 PCON寄存器的PD位控制单片机进入掉电保护方式 80C51单片机，在检测到电源故障时，除进行信息保护外，还应把PCON的第1位置1，使之进入掉电保护方式。 此时单片机一切工作都停止，只有内部RAM单元的内容被保存。本章小结本章小结80C51单片机在功能上可以分为基本型和增强型（如 80C51/80C52）。 80C51单片机采用40引脚双列直插封装，它由微处理器、存储器、I/O口以及定时/中断系统等组成。 80C51单片机存储器结构上把程序存储器以及数据存储器分开，并且都可以实现64KB的片外扩展，各有自己的寻址系统，控制信号和功能。 P0口可以作为输入输出口又可以作为地址/数据总线使用，P1口为准双向口，P2口作通用I/O口使用时一个准双向口，另外可作为地址的高8位总线，P3口是一个多功能端口，可用作第一和第二功能。null80C51单片机的时钟信号通常有两种方式产生：一是内部时钟方式，二是外部时钟方式。 80C51单片机工作时晶振周期为最小的时序单位，其典型值为12MHz和6MHz。1个机器周期为6个时钟周期，1个时钟周期为2个晶振周期。 80C51单片机的复位操作有两种基本形式：一种是上电复位。另一种是上电与按键均有效的复位。复位操作使单片机进入初始化状态。本章小结(续)习题习题3.1 单片机有哪些类型，请举例出三个以上生产厂家？ 3.2 80C51单片机主要由哪几部分组成？ 3.3 80C51内部RAM区功能结构如何分配？4组工作寄存器使用时如何选用？位寻址区域的字节地址范围是多少？ 3.4 特殊功能寄存器中哪些寄存器可以位寻址？它们的字节地址是什么？ 3.5 80C51单片机的P0—P3接口在结构上有何不同，在使用上有何特点？ 3.6 80C51单片机复位后的状态如何，复位方法有几种？部分习题答案部分习题答案3.2答：80C51单片机的基本结构是由中央处理器CPU、存储器、输入/输出接口电路（I/O口）、定时和中断电路组成。 3.3答：80C51片内RAM共有128 B，分成工作寄存器区、位寻址区、通用用户区。内部RAM的20H～2FH单元称为位寻址区。 3.4答：P0/80H, P1/90H,P2/A0H,P3/B0H,TCON/88H等。 3.6答：复位操作有两种基本形式：一种是上电复位。另一种是上电与按键均有效的复位。