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1,第二章89C51单片机的结构和原理,2,教学目标,掌握单片机的主要功能部件，掌握单片机的引脚及其功能定义；掌握单片机的复位电路、时钟电路；理解单片机的指令周期；掌握存储空间结构及操作指令；掌握内部RAM功能分区、记忆部分SFR；了解：存储器的容量、中断入口地址、位寻址区.,2.289C51单片机引脚及其功能,2.389C51存储器配置,2.4CPU时序,2.5复位及复位电路,2.689C51单片机的低功耗工作方式,返回,2.7输出/输入端口结构,教学内容,2.189C51单片机的结构,89C51单片机结构框图 如图2-1所示,返回,2.189C51单片机的结构 2.1.1 89C51组成结构与性能,89C51单片机结构框图,89C51CPU,振荡器和时序OSC,64KB 总线扩展控制器,数据存储器256B RAM/SFR,216位定时器/计数器,可编程I/O,程序存储器4KBROM,可编程全双工串行口,外中断,内中断,控制,P0 P2 P1 P3 并行口,串行通信,外部时钟源,外部事件计数,返回,一、组成,一个8位 的微处理器CPU。,返回,用以存放可以读/写的数据，如运算的中间结果、最终结果以及欲显示的数据等。,片内数据存储器(RAM128B/256B）:,返回,用以存放程序、一些原始数据和表格。但有一些单片机内部不带ROM/EPROM，如8031、8032、80C31等。,片内程序存储器Flash ROM（4KB/8KB）:,返回,每个口可以用作输入，也可以用作输出。,四个8位并行I/O（输入/输出）接口P0P3,返回,每个定时/计数器都可以设置成计数方式，用以 对 外部事件进行计数，也可以设置成定时方式，并可以根据计数或定时的结果 实现计算机控制。,两个或三个定时/计数器:,返回,可实现单片机与单片机或其它微机之间串行通信。,一个全双工UART的串行I/O口:,返回,但需外接晶振和电容。,片内振荡器和时钟产生电路:,返回,五个中断源的中断控制系统。,返回,二、89C51系列单片机的性能,如表2-1所示。表中型号带“C”表示所用的是CMOS工艺，具有功耗低的优点。,返回,51系列单片机性能表,2.1.2 89C51单片机内部结构,一、结构图,二、结构组成,返回,一、结构图,由 中央处理单元（CPU）、存储器（ROM及RAM）和I/O接口组成。MCS-51单片机内部结构如 图2-2所示。,返回,P0驱动器,P2驱动器,P0锁存器,P2锁存器,RAM地址寄存器,128BRAM,4KBFlash ROM,B寄存器,暂存器1,暂存器2,ACC,SP,程序地址寄存器,缓冲器,PC增1,PC,DPTR,中断、串行口和定时器,PSW,P1锁存器,P1驱动器,P3锁存器,P3驱动器,定时控制,指令寄存器,指令译码器,OSC,ALU,XTAL1 XTAL2,PSENALEEARET,89C51单片机内部结构图,返回,二、结构组成,（一）、中央处理单元（CPU）,（二）、存储器,（三）、I/O接口,返回,（一）、中央处理单元（CPU）,1运算器,返回,2控制器,1运算器,（1）8位的ALU：,返回,（2）8位累加器ACC（A）：,（3）8位程序状态寄存器PSW：,（4）8位寄存器B：,（5）布尔处理器：,（6）2个8位暂存器：,可对4位、8位、16位数据进行操作。,返回,（1）8位的ALU：,（2）8位累加器ACC（A）：,它经常作为一个运算数经暂存器2进ALU的输入端，与另一个来自暂存器1的运算数进行运算，运算结果又送回ACC。,返回,指示指令执行后的状态信息供程序查询和判别用。,（3）8位程序状态寄存器PSW：,返回,（4）8位寄存器B：,在乘除运算时，用来存放一个操作数也用来存放运算后的一部分结果；如不能做乘除运算时，作为通用寄存器。,返回,2控制器,（1）程序计数器PC（16位）,（2）指令寄存器IR及指令译码器ID,返回,（3）振荡器和定时电路,（1）程序计数器PC（16位）,由两个8位计数器PCH、PCL组成。PC是程序的字节地址计数器，PC内容为将要执行的指令地址。改变PC内容，改变执行的流向。PC可对64KB的ROM直接寻址，也可对89C51片内RAM寻址。复位后PC的值为0,返回,（2）指令寄存器IR及指令译码器ID,由PC中的内容指定ROM地址，取出来的指令经IR送至ID，由ID对指令译码产生一定序列的控制信号，以执行指令所规定的操作。,返回,（3）振荡器和定时电路,89C51单片机片内有振荡电路，只需外接石英晶体和频率微调电容（2个30pF左右），其频率范围为1.2MHz12MHz。该信号作为89C51工作的基本节拍即时间的最小单位。,返回,（二）、存储器,1、程序存储器（ROM）,2、数据存储器（RAM）,返回,1、程序存储器（ROM）,地址从0000H开始。用于存放程序和表格常数。,返回,2、数据存储器（RAM）,地址为00H7FH。用于存放运算的中间结果、数据暂存以及数据缓冲等。片内还有21个特殊功能寄存器（SFR），它们同128字节RAM统一编址，地址为80HFFH。,返回,（三）、I/O接口,89C51有四个8位并行I/O接口P0P3。它们都是双向端口，每个端口各有8条I/O线。P0-P3口四个锁存器同RAM统一编址，可作为SFR来寻址。,返回,三、80C51的应用模式（一）总线型单片机应用模式,总线型应用的“三总线”模式 非总线型应用的“多I/O”模式,2.289C51单片机引脚及其功能,2.2.189C51单片机引脚,2.2.2 89C51单片机引脚功能,返回,2.2.1 89C51单片机引脚,89C51单片机引脚如图2-3所示。,返回,89C51单片机引脚图,返回,2.2.2 89C51单片机引脚功能,一、电源引脚：Vcc和Vss二、时钟电路引脚：XTAL1和XTAL2三、控制信号引脚RST、ALE、PSEN和EA四、I/O端口P0、P1、P2和P3,返回,一、电源引脚：,1Vcc(40脚)：电源端，为+5V。2Vss(20脚)：接地端。,返回,图2-3,二、时钟电路引脚：,XTAL2（18脚）：接外部晶体和微调电容的一端；在89C51 片内它是振荡电路反向放大器的输出端，振荡电路的频率就是晶体固有频率。若需采用外部时钟电路时，该引脚输入外部时钟脉冲。89C51/8031正常工作时，该引脚应有脉冲信号输出。,返回,XTAL1（19脚）：接外部晶体和微调电容的另一端；在片内它是振荡电路反向放大器的输入端，在采用外部时钟时，该引脚接地。,二、时钟电路引脚：,返回,三、控制信号引脚：,RST/VPD（9脚）：RST：复位信号输入端，高电平有效。当此输入端保持两个机器周期的高电平时，就可以完成复位操作。,返回,RST/VPD（9脚）：VPD：RST引脚的第二功能，备用电源输入端。当主电源Vcc 发生故障，降低到低电平规定值时，将+5V电源自动接入该引脚，为RAM提供备用电源，以保证RAM中的信息不丢失，使得复位后能继续正常运行。,返回,ALE/PROG（30脚）：ALE：地址锁存允许信号端。正常工作时，该引脚以振荡频率的1/6固定输出正脉冲。CPU访问片外存储器时，该引脚输出信号作为锁存低8位地址的控制信号。它的负载能力为8个LS型TTL负载。,返回,ALE/PROG（30脚）：PROG：是对片内带有4KB EPROM的8751编程写入时的编程脉冲输入端。,三、控制信号引脚：,返回,PSEN（29脚）：程序存储器允许信号输出端。在访问片外ROM时，定时输出负脉冲作为读片外ROM的选通信号，接片外ROM 的OE端。它的负载能力为8个LS型TTL负载。,三、控制信号引脚：,返回,EA/Vpp（31脚）：EA：外部程序存储器地址允许输入端。当该引脚接高电平时，CPU访问片内EPROM/ROM并执行片内程序存储器中的指令，但当PC值超过0FFFH（片内ROM为4KB）时，将自动转向执行片外ROM中的程序。当该引脚接低电平时，CPU只访问片外EPROM/ROM并执行外部程序存储器中的程序。,返回,EA/Vpp（31脚）：Vpp：对8751片内EPROM固化编程时，编程电压输入端（12-21V）。,返回,四、I/O端口P0、P1、P2和P3,1、准双向2、P0口3、P1口4、P2口5、P3口,返回,1、准双向,当I/O口作为输入时，应先向此口锁存器写入全1，此时该口引脚浮空，可作高阻抗输入。,返回,2、P0口：,漏极开路的8位准双向I/O口，每位能驱动8个LS型TTL负载。P0口可作为一个数据输入/输出口；在CPU访问片外存储器时，P0口为分时复用的低8位地址总线和8位数据总线。,返回,3、P1口：,带内部上拉电阻的8位准双向I/O端口，每位能驱动4个LS型TTL负载。,返回,4、P2口：,P2口：带内部上拉电阻的8位准双向I/O端口，每位能驱动4个LS型TTL负载。在CPU访问片外存储器时，它输出高8位地址。,返回,5、P3口：,带内部上拉电阻的8位准双向I/O端口，每位能驱动4个LS型TTL负载。P3口除作为一般I/O口外，每个引脚都有第二功能。（参见教材P24）,返回,2.389C51存储器配置,2.3.189C51存储器分类2.3.2程序存储器地址空间2.3.3数据存储器地址空间,返回,2.3.1 89C51存储器分类,一、物理结构（哈佛结构）二、用户角度,返回,一、物理结构（哈佛结构）,89C51存储器,程序存储器ROM,数据存储器ROM,片内程序存储器,片外程序存储器,片内数据存储器,片外数据存储器,返回,二、用户角度,89C51存储器配置,89C51单片机存储器结构,二、用户角度,1、片内、外统一编址的64K程序存储器地址空间。CPU访问片内、片外ROM指令用MOVC。,返回,二、用户角度,2、64K的片外数据存储器地址空间。访问片外RAM指令用MOVX。,返回,2.3.1 89C51存储器分类,二、用户角度,3、256字节的片内数据存储器地址空间。访问片内RAM指令用MOV。上述三个存储空间地址是重叠的，89C51的指令系统采用不同的数据传送指令符号。,返回,2.3.1 89C51存储器分类,2.3.2 程序存储器地址空间,一、用途：二、编址：三、寻址方式：,返回,一、用途：,用于存放编好的程序和表格常数。,返回,2.3.2 程序存储器地址空间,二、编址：,容量为4KB。地址为0000H0FFFH。片外最多可扩至64KB ROM/EPROM，地址为1000HFFFFH。片内外统一编址。,返回,2.3.2 程序存储器地址空间,三、寻址方式：,1、当 EA=“1”时：在00000FFFH范围内执行片内ROM中的程序，当指令地址超过0FFFH 后就自动转向片外ROM中取指令。,2.3.2 程序存储器地址空间,三、寻址方式：,2、当 EA=”0”时：片内ROM不起作用，CPU只能从片ROM/EPROM中取指令。可以从 0000H 开始寻址。,2.3.2 程序存储器地址空间,三、寻址方式：,3、片内ROM和片外ROM取指的速度相同。4、程序存储器的保留存储单元。,2.3.2 程序存储器地址空间,三、寻址方式：,（1）0000H0002H三个单元：用作上电复位后引导程序的存放单元。因为复位后PC的内容为0000H，CPU总是从0000H开始执行程序。将转移指令存放到这三个单元，程序就被引导到指定的程序存储器空间去执行。,2.3.2 程序存储器地址空间,三、寻址方式：,（2）0003H002AH单元：均分为五段，用作五个中断服务程序的入口。中断矢量地址表,返回,2.3.2 程序存储器地址空间,2.3.3 数据存储器地址空间,一、用途：二、片外RAM：三、片内RAM：,返回,一、用途：,用于存放运算的中间结果、数据暂存和缓冲、标志位等。,2.3.3 数据存储器地址空间,二、片外RAM：,地址：0000HFFFFH 寻址：用MOVX指令,2.3.3 数据存储器地址空间,三、片内RAM：,片内数据存储器最大可寻址256个单元，它们又分为两部分：低128字节(00H7FH)是真正的RAM区；高128字节(80HFFH)为特殊功能寄存器(SFR)区。高128字节和低128字节RAM中的配置及含义如图28和图29所示。,2.3.3 数据存储器地址空间,低128字节RAM区,高128字节RAM区(SFR区),1)低128字节RAM,9C51的32个工作寄存器与RAM安排在同一个队列空间里，统一编址并使用同样的寻址方式(直接寻址和间接寻址)。00H1FH地址安排为4组工作寄存器区，每组有8个工作寄存器(R0R7)，共占32个单元，见表2-4。通过对程序状态字PSW中RS1、RS0的设置，每组寄存器均可选作CPU的当前工作寄存器组。若程序中并不需要4组，那么其余可用作一般RAM单元。CPU复位后，选中第0组寄存器为当前的工作寄存器。工作寄存器区后的16字节单元(20H2FH)，可用位寻址方式访问其各位。在89系列单片机的指令系统中，还包括许多位操作指令，这些位操作指令可直接对这128位寻址。这128位的位地址为00H7FH，其位地址分布见图28。,2.3.3 数据存储器地址空间,2)高128字节RAM特殊功能寄存器(SFR),89C51片内高128字节RAM中，有21个特殊功能寄存器(SFR)，它们离散地分布在80HFFH的RAM空间中。访问特殊功能寄存器只允许使用直接寻址方式。,2.3.3 数据存储器地址空间,(1)累加器ACC(E0H),累加器ACC是89C51最常用、最忙碌的8位特殊功能寄存器，许多指令的操作数取自于ACC，许多运算中间结果也存放于ACC。在指令系统中用A作为累加器ACC的助记符。,2.3.3 数据存储器地址空间,(2)寄存器B(F0H),在乘、除指令中，用到了8位寄存器B。乘法指令的两个操作数分别取自A和B，乘积存于B和A两个8位寄存器中。除法指令中，A中存放被除数，B中放除数，商存放于A，B中存放余数。在其他指令中，B可作为一般通用寄存器或一个RAM单元使用。,2.3.3 数据存储器地址空间,(3)程序状态寄存器PSW(D0H),PSW是一个8位特殊功能寄存器，它的各位包含了程序执行后的状态信息，供程序查询或判别之用。各位的含义及其格式如表26所列。PSW除有确定的字节地址(D0H)外，每一位均有位地址，见表26。,2.3.3 数据存储器地址空间,表2.1 PSW的各状态位定义,(1)CY：进位标志位 在执行某些算术和逻辑指令时，可以被硬件或软件置位或清零。在算术运算中它可作为进位标志，在位运算中，它作累加器使用，在位传送、位与和位或等位操作中，都要使用进位标志位。(2)AC：辅助进位标志 进行加法或减法操作时，当发生低四位向高四位进位或借位时，AC由硬件置位，否则AC位被置“0”。在进行十进制调整指令时，将借助AC状态进行判断。,(3)用户标志位 该位为用户定义的状态标记，用户根据需要用软件对其置位或清零，也可以用软件测试F0来控制程序的跳转。(4)RS1和RS0：寄存器区选择控制位 该两位通过软件置“0”或“1”来选择当前工作寄存器区。,表2-7 工作寄存器组选择控制表,(5)OV：溢出标志位 当执行算术指令时，由硬件置位或清零来指示溢出状态。在带符号的加减运算中，OV1表示加减运算结果超出了累加器A所能表示的符号数有效范围（128127），即运算结果是错误的，反之，OV0表示运算正确，即无溢出产生。无符号数乘法指令MUL的执行结果也会影响溢出标志，若置于累加器A和寄存器B的两个数的乘积超过了255，则OV1，反之OV0。由于乘积的高8位存放于B中，低8位存放于A中，OV0则意味着只要从A中取得乘积即可，否则要从BA寄存器对中取得乘积结果。,(4)栈指针SP(81H),堆栈指针SP为8位特殊功能寄存器，SP的内容可指向89C51片内00H7FH RAM的任何单元。系统复位后，SP初始化为07H，即指向07H的RAM单元。,2.3.3 数据存储器地址空间,在图中，假若有8个RAM单元，每个单元都在其右面编有地址，栈顶由堆栈指针SP自动管理。每次进行压入或弹出操作以后，堆栈指针便自动调整以保持指示堆栈顶部的位置。这些操作可用图说明。,堆栈的压入与弹出,(5)数据指针DPTR(83H，82H),DPTR是一个16位的特殊功能寄存器，其高位字节寄存器用DPH表示(地址83H)，低位字节寄存器用DPL表示(地址82H)。DPTR既可以作为一个16位寄存器来处理，也可以作为两个独立的8位寄存器DPH和DPL使用。DPTR主要用于存放16位地址，以便对64 KB片外RAM作间接寻址。,(6)/端口P0P3(80H，90H，A0H，B0H),P0P3为4个8位特殊功能寄存器，分别是4个并行/端口的锁存器。它们都有字节地址，每一个口锁存器还有位地址，每一条/线均可独立用作输入或输出。用作输出时，可以锁存数据；用作输入时，数据可以缓冲。图2-11所示为各个SFR所在的字节地址位置。空格部分为未来设计新型芯片可定义的SFR位置。,特殊功能寄存器SFR的位置,2.4CPU时序,2.4.1 片内振荡器及时钟信号的产生,返回,2.4.2机器周期和指令周期,2.4.3 CPU取指、执行周期时序,2.4.1片内时钟信号的产生,89C51芯片内部有一个高增益反相放大器，用于构成振荡器。反相放大器的输入端为XTAL1，输出端为XTAL2，两端跨接石英晶体及两个电容就可以构成稳定的自激振荡器。电容器和通常取30 pF左右，可稳定频率并对振荡频率有微调作用。振荡脉冲频率范围为fOSC=024 MHz。晶体振荡器的频率为fOSC，振荡信号从XTAL2端输入到片内的时钟发生器上，如图2-12 所示。,返回,2.4CPU时序,图2-12 89C51的片内振荡器及时钟发生器,2.4CPU时序,1.节拍与状态周期,时钟发生器是一个2分频的触发器电路，它将振荡器的信号频率fOSC除以2，向CPU提供两相时钟信号P1和P2。时钟信号的周期称为机器状态周期S(STATE)，是振荡周期的2倍。在每个时钟周期(即机器状态周期S)的前半周期，相位1(P1)信号有效，在每个时钟周期的后半周期，相位2(P2，节拍2)信号有效。每个时钟周期(以后常称状态S)有两个节拍(相)P1和P2，CPU就以两相时钟P1和P2为基本节拍指挥89C51单片机各个部件协调地工作。,一个机器周期是指CPU访问存储器一次所需的时间。例如，取指令、读存储器、写存储器等等。一个机器周期包括12个振荡周期，分为6个S状态：S1S6。每个状态又分为两拍，称为P1和P2。因此，一个机器周期中的12个振荡周期表示为S1P1，S1P2，S2P1，S6P1，S6P2。若采用6MHz晶体振荡器，则每个机器周期为2s（微秒）,机器周期,如图所示,返回,2.机器周期和指令周期,指令周期：执行一条指令所需的时间。每条指令由一个或若干个字节组成。有单字节指令，双字节指令，多字节指令等。字节数少则占存储器空间少。每条指令的指令周期都由一个或几个机器周期组成。有单周期指令、双周期指令、和四周期指令。机器周期数少则执行速度快。,指令周期,如图所示,返回,2.机器周期和指令周期,3.基本时序定时单位,综上所述，89C51或其他89C51单片机的基本时序定时单位有如下4个。振荡周期：晶振的振荡周期，为最小的时序单位。状态周期：振荡频率经单片机内的二分频器分频后提供给片内CPU的时钟周期。因此，一个状态周期包含2个振荡周期。机器周期（MC）：1个机器周期由6个状态周期即12个振荡周期组成，是计算机执行一种基本操作的时间单位。指令周期：执行一条指令所需的时间。一个指令周期由14个机器周期组成，依据指令不同而不同，见附录A。,图2-13 89C51单片机各种周期的相互关系,2.4CPU时序,2.4.2CPU取指、执行周期时序,每条指令的执行都可以包括取指和执指两个阶段。在取指阶段，CPU从内部或外部ROM中取出指令操作码及操作数，然后再执行这条指令。单字节和双字节的指令都可能是单机器周期或双周期，而三字节指令都是双周期的，只有乘、除指令占四周期。,返回,2.4CPU时序,89C51单片机典型指令的取指和执行时序,2.5复位操作,返回,2.5.1 复位操作的主要功能主要功能是把PC初始化为0000H，使单片机从0000H单元开始执行程序。复位操作还对其他一些寄存器有影响，它们的复位状态如表28所列。,表28 各特殊功能寄存器的复位值,返回,2.5.2复位信号及其产生,一、复位信号：RST引脚为复位信号输入端。当RST引脚为高电平，且有效时间持续24个振荡周期以上，才能复位。二、产生复位信号的电路逻辑图：,返回,2.5.3复位电路,一、上电自动复位：是通过外部复位电路的电容充电实现。二、按键手动复位：按键电平复位方式,返回,几种复位电路,2.6 89C51单片机的低功耗工作方式,89C51提供两种节电工作方式，即空闲（等待、待机）方式和掉电（停机）工作方式,图217 空闲和掉电方式控制电路,2.6.1 方式的设定,空闲方式和掉电方式是通过对SFR中的PCON（地址87H)相应位置1而启动的。,图218 电源控制寄存器PCON,2.6.2 空闲工作方式,CPU执行完置IDL=1(PCON.1）的指令后，系统进入空闲工作方式。CPU没有时钟，而振荡器继续工作，且输出到中断系统、串行口及定时器。功耗为1.75mA。进入空闲方式后，有两种方法可以使系统退出空闲方式：一是任何的中断请求被响应都可以由硬件将PCON.0（IDL）清0而中止空闲工作方式。另一种退出空闲方式的方法是硬件复位。,2.6.3 掉电（停机）工作方式,当CPU执行一条置PCON.1位（PD）为1的指令后，系统进入掉电工作方式。掉电方式下，振荡器停止工作，但SFR和RAM中的数据被保存，此时功耗为5-50uA。退出掉电方式的唯一方法是由硬件复位，复位后将所有特殊功能寄存器的内容初始化，但不改变片内RAM区的数据。在掉电工作方式下，VCC可以降到2 V，但在进入掉电方式之前，VCC不能降低。而在准备退出掉电方式之前，VCC必须恢复正常的工作电压值，并维持一段时间（约10 ms），使振荡器重新启动并稳定后方可退出掉电方式。,2.7输出/输入端口,2.7.1 I/O端口概述2.7.2 P0口2.7.3 P1口2.7.4 P2口2.7.5 P3口2.7.6 端口的负载能力和接口要求,返回,2.7.1 I/O端口概述,MCS-51单片机有4个双向并行的8位I/O口P0P3，P0口为三态双向口，可驱动8个TTL电路，P1、P2、P3口为准双向口（作为输入时，口线被拉成高电平，故称为准双向口），其负载能力为4个TTL电路。,2.7.2 P0口,一、结构二、P0口作为一般I/O口使用三、P0口作为地址/数据总线使用,返回,一、结构,P0口某位的结构由一个输出锁存器、二个三态输入缓冲器和输出驱动电路及控制电路组成。,返回,P0口某位的结构图,当C=0时，开关MUX被控为如图示位置，P0口为通用I/O口；当C=1时，开关拨向反相器3的输出端，P0口分时作为地址/数据总线使用。,返回,二、P0口作为一般I/O口使用,1、P0口用作输出口 需外加上拉电阻2、P0口作输入口 必须先向对应的锁存器写入1,返回,三、P0口作为地址/数据总线使用,1P0口用作输出地址/数据总线以P0口引脚输出低8位地址或数据信息，当P0口被地址/数据总线占用时，就无法再作I/O口使用了。,返回,2.7.3 P1口,一、P1口结构二、P1口用作通用I/O,返回,2.7.3P1口,一、P1口结构：其电路结构见图2-19，输出驱动部分与P0口不同，内部有上拉负载电阻与电源相连。,返回,图2-19 P1口某位的结构图,返回,2.7.3P1口,二、P1口用作通用I/OP1口也是一个准双向口。在端口用作输入时，也必须先向对应的锁存器写入1，使FET截止。当P1口输出高电平时，能向外提供拉电流负载，所以不必再接上拉电阻。,返回,2.7.4 P2口,一、P2口结构二、P2口用作一般I/O口三、P2口用作高8位地址总线,返回,一、P2口结构,P2口某位的结构与P0口类似，有MUX开关。驱动部分与P1口类似，但比P1口多了一个转换控制部分。,返回,图2-20 P2口某位的结构图,返回,二、P2口用作一般I/O口,1、当CPU对片内存储器和I/O口进行读/写（执行MOV 指令或EA=1时，执行MOVC指令）时，由内部硬件自动使开关MUX倒向锁存器的Q端，这时，P2口为一般I/O口。,返回,二、P2口用作一般I/O口,2、在只需扩展256B片外RAM的系统中，使用“MOVX A,Ri”类指令访问片外RAM时，寻址范围是256B，只需低8位地址线就可以实现。P2口不受该指令影响，仍可作通用I/O口。,返回,二、P2口用作一般I/O口,3、若扩展的RAM容量超过256B，使用“MOVX A,DPTR”类指令的寻址范围是64KB，此时，高8位地址总线用P2口输出。在片外RAM读/写周期内，P2口锁存器仍保持原来端口的数据；在访问片外RAM周期结束后，多路开关MUX自动切换倒锁存器Q端。由于CPU对RAM的访问不是经常的，在这种情况下，P2口在一定的限度内仍可用作通用I/O口。,返回,三、P2口用作高8位地址总线,当CPU对片外存储器或I/O口进行读/写（执行MOVX指令或EA=0时执行MOVC指令）时，开关倒向地址线（右）端，这时，P2口只输出高8位地址。因为访问片外EPROM和RAM的操作往往接连不断，所以，P2口要不断送出高8位地址，此时P2口无法再用作通用I/O口。,返回,2.7.5 P3口,一、结构二、P3口作为通用I/O口使用三、P3口用作第二功能使用,返回,图2-22 P3口某位的结构图,返回,当P3口作为输入使用（即CPU读引脚状态)时，同P0P2口一样应由软件向口锁存器写1。,二、P3口作为通用I/O口使用,返回,三、P3口用作第二功能使用,当端口用于第二功能时，8个引脚可按位独立定义。见表2-10,返回,表2-10 P3口线与第二功能表,返回,132,2.8 思考题与习题,1.89C51单片机片内包含哪些主要逻辑功能部件?2.89C51的端有何用途?3.89C51的存储器分哪几个空间?如何区别不同空间的寻址?4.简述89C51片内RAM的空间分配。5.简述布尔处理存储器的空间分配，片内RAM中包含哪些可位寻址单元。,133,2.8 思考题与习题,6.如何简捷地判断89C51正在工作?7.89C51如何确定和改变当前工作寄存器组?8.89C51 P0口用作通用/口输入时，若通过TTL“OC”门输入数据，应注意什么?为什么?9.读端口锁存器和“读引脚”有何不同？各使用哪种指令？10.89C51 P0P3口结构有何不同?用作通用/口输入数据时，应注意什么?11.89C51单片机的信号有何功能?在使用8031时，信号引脚应如何处理?,134,2.8 思考题与习题,12.89C51单片机有哪些信号需要芯片引脚以第2功能的方式提供?13.内部RAM低128字节单元划分为哪3个主要部分?各部分主要功能是什么?14.使单片机复位有几种方法?复位后机器的初始状态如何?15.开机复位后，CPU使用的是哪组工作寄存器?它们的地址是什么?CPU如何确定和改变当前工作寄存器组?16.程序状态寄存器PSW的作用是什么?常用标志有哪些位?作用是什么?17.位地址7CH与字节地址7CH如何区别?位地址7CH具体在片内RAM中的什么位置?,135,2.8 思考题与习题,18.89C51单片机的时钟周期与振荡周期之间有什么关系?什么叫机器周期和指令周期？19.一个机器周期的时序如何划分?20.什么叫堆栈?堆栈指针SP的作用是什么?89C51单片机堆栈的容量不能超过多少字节?21.89C51有几种低功耗方式？如何实现？22.PC与DPTR各有哪些特点？有何异同？23.89C51端口锁存器的“读修改写”操作与“读引脚”操作有何区别？,返回,136,