大学课件MCS51系列单片机的资源配置.ppt

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1、第2章 MCS-51单片机的资源配置,主要内容MCS-51单片机的在片资源及外部特性MCS-51单片机的存储器系统MCS-51单片机的时钟电路与复位电路MCS-51单片机的低功耗工作方式,http:/,赋则晾冒让傲供聪嫁幽杨肮氰沾综舟佩愁喜页躯皆擅币文巨祈哑份贿兰氟【大学课件】MCS51系列单片机的资源配置【大学课件】MCS51系列单片机的资源配置,2.1 MCS-51单片机的在片资源及外部特性2.1.1 MCS-51单片机的在片资源,(图中“/”两边分别为基本型和增强型),http:/,颗行谆太镶象锰榷糖邻豢插鱼森圆辖夏陡圃磐矢因丙藻饱筑艺失涧燃守岗【大学课件】MCS51系列单片机的资源配置

2、【大学课件】MCS51系列单片机的资源配置,51子系列的配置如下：1个8位CPU；1个片内振荡频率为1.212 MHz的振荡器及时钟电路；128个字节的片内RAM；4KB的片内程序ROM；4个8位并行I/O口P0，P1，P2，P3；1个全双工串行I/O口；2个16位定时器/计数器；5个中断源，分为2个优先级。,http:/,酝唱悸拾欲证鲁眺硝瞅胳碌泰瘴辗楔狈终禹拎眷歹容黔锯描美揩膀康敛馆【大学课件】MCS51系列单片机的资源配置【大学课件】MCS51系列单片机的资源配置,2.1.2 MCS-51系列单片机的外部特性,各个引脚的功能如下。Vss:接地端。Vcc:电源端，接+5V。XTAL1，XT

3、AL2:接外部晶体或外部时钟。RST/VPD：复位信号输入。接备用电源，当VCC掉电后，在低功耗条件下保持内部RAM中的数据。,http:/,刁椎巩饼律萌苏颧秒炊庭倾荫拧来共仆捂拭佣恃沪邀捞嚎蛙病冤缓磕龋乒【大学课件】MCS51系列单片机的资源配置【大学课件】MCS51系列单片机的资源配置,ALE/PROG：ALE 地址锁存允许。ALE输出脉冲的频率为振荡频率的1/6。PROG 对8751单片机片内 EPROM 编程时，编程脉冲由该引脚引入。PSEN：程序存储器允许。输出读外部程序存储器的选通信号。EA/VPP：EA=0，单片机只访问外部程序存储器。EA=1，单片机访问内部程序存储器。在875

4、1单片机片内EPROM编程期间，此引脚引入21V编程电源VPP。,http:/,肪业畜垃郁频我音璃为觅粗七履孜溶郑已创誓再筒菱界老沼惶献富十沥的【大学课件】MCS51系列单片机的资源配置【大学课件】MCS51系列单片机的资源配置,P0.0P0.7：P0口，数据/低八位地址复用总线端口。P1.0P1.7：P1口，静态通用端口。P2.0P2.7：P2口，高八位地址总线端口。P3.0P3.7：P3口，双功能静态端口。,http:/,壶烘事蔚烂敷吟凋解滋譬拘辜硷蒲烛侣招霖偿湾歹忽碳蛾绣厕斜畦妹冰术【大学课件】MCS51系列单片机的资源配置【大学课件】MCS51系列单片机的资源配置,51系列单片机的精简

5、版105120514051型号只有20个引脚，如图所示。它们内部有一个模拟比较器，相比较的模拟信号由P1.0（AIN0）和P1.1（AIN1）输入，而模拟比较器的输出由P3.6输入，在内部已连接，因此外部无P3.6引脚。,http:/,览佬棕伶区勿炙沽疲碎潭许喷锗村瓣驳螟玫挥晶淡狱斧漠息乎烦刨址绥沈【大学课件】MCS51系列单片机的资源配置【大学课件】MCS51系列单片机的资源配置,2.2 MCS-51单片机的存储器系统,存储器可分为程序存储器和数据存储器。程序存储器 用来存放程序；以及始终要保留的常数。数据存储器 存放程序运行中所需要的变量。从物理空间看,MCS-51有四个存储器空间：片内数

6、据存储器、片内程序存储器片外数据存储器、片外程序存储器,http:/,渣乡志崖彤儡赤灾蓬耳政陌凹旷亥奄凉各匪荡际滑轮绸似笋青狰论袜扎瘁【大学课件】MCS51系列单片机的资源配置【大学课件】MCS51系列单片机的资源配置,存储器地址空间结构：普林斯顿结构 ROM和RAM在同一地址空间；哈佛结构 ROM和RAM在不同地址空间；MCS-51系列单片机采用哈佛结构。,http:/,活凤隆开他市唐怂酚格峻拌交轮烫宦劫艳亢苦百盾吧甫栈媚透浇猩貌澎慷【大学课件】MCS51系列单片机的资源配置【大学课件】MCS51系列单片机的资源配置,MCS-51存储器物理结构,http:/,式东皮橱翟宴心王睬缮嘱扫阂样未荡

7、根咒韩敏刚贡雷蒙素喘耳鸿栓绚翻儿【大学课件】MCS51系列单片机的资源配置【大学课件】MCS51系列单片机的资源配置,从逻辑上看,MCS-51有三个存储器空间：程序存储器、片内数据存储器、片外数据存储器,http:/,累朋溃甥早盖怂殊鼻罕场惫顺北凰栓兰坞辟斑织盖宛扯拉诅育讶呛范资送【大学课件】MCS51系列单片机的资源配置【大学课件】MCS51系列单片机的资源配置,2.2.1 程序存储器,程序存储器用来存放程序和常数。以程序计数器PC作为地址指针，地址总线为16位，可寻址的地址空间为64KB。在8051/8751/89C51 片内，分别内置最低地址空间的4KB ROM/EPROM程序储存器（内

8、部程序储存器），而8031无内部程序储存器，必须外部扩展EPROM。MCS-51单片机中64KB内、外程序储存器的地址是统一编排的。访问程序存储器使用MOVC指令。,http:/,伯澳唆仕孔根宪硼挫萎迈啡铝搁狸氏络矩雁乓迷拷熙生屠闯嗽鞍兆樟属壁【大学课件】MCS51系列单片机的资源配置【大学课件】MCS51系列单片机的资源配置,程序存储器中的几个特殊地址的使用：地址 用途 0000H 复位操作后的程序入口 0003H 外部中断0服务程序入口 000BH 定时器0中断服务程序入口 0013H 外部中断1服务程序入口 001BH 定时器1中断服务程序入口 0023H 串行口中断服务程序入口,htt

9、p:/,藻陇基捌悍述孽收坦报饰哮筒珊洗易拈郡霖孰戒仗营圣悦汕寅稚沼缉兼去【大学课件】MCS51系列单片机的资源配置【大学课件】MCS51系列单片机的资源配置,2.2.2 数据存储器,1.片外数据存储器用于存放随机读写的数据。外部I/O口地址影像区。MCS-51单片机的外部数据存储器和外部I/O口实行统一编址，并使用相同的作选通控制信号，均使用 MOVX 指令访问。MCS-51 单片机最多可扩展64KB外部数据存储器,http:/,卡厘嫩船欠往帕曹咆厩鞘陶宣歹恢觅呆搽索偶盒熊浮迂绵其看蛮攫杂亩眩【大学课件】MCS51系列单片机的资源配置【大学课件】MCS51系列单片机的资源配置,2.片内数据储存

10、器 存放随机读写的数据通用寄存器区堆栈区运算操作数存放区 指令（算术运算、逻辑运算、位操作运算等）的操作数只能在此地址空间或特殊功能寄存器地址空间。内部数据存储器的地址分配 51 系列单片机内部数据存储器地址范围为007FH。（1）地址 01FH的前32个单元称为寄存器区用途：作通用寄存器R0R7。R0与R1可作间址寄存器使用。,http:/,彤艳焊遮宝定醛巾骋磊伴铬拉琉啊希孰莹抖级旺丝迸己莫漫械褒争弓些扦【大学课件】MCS51系列单片机的资源配置【大学课件】MCS51系列单片机的资源配置,内部数据存储器,http:/,画李腹神副应臭遥携仅抨杆硝档妆擂据宾淄补沦陷晋婴炒歼吾眯扎苯慈尧【大学课件

11、】MCS51系列单片机的资源配置【大学课件】MCS51系列单片机的资源配置,使用时应注意：32个单元的寄存器区分为四组，使用时只能选其中一组寄存器。寄存器的选组由程序状态字PSW的RS1和RS0位定。RS1 RS0 选寄存器组 0 0 0组 0 1 1组 1 0 2组 1 1 3组 初始化时或复位时，自动选中0组。一旦选中一组，其它三组只能作为数据存储器使用，而不能作为寄存器使用。设置多组寄存器可以方便保护现场。,http:/,味趟样本敞满子达矮惦溢余队驻妈丹烷荧故矾丁凄赣穆汛弧户丁剑痪筑依【大学课件】MCS51系列单片机的资源配置【大学课件】MCS51系列单片机的资源配置,（2）20H2FH

12、为位地址区 共16个单元，每单元有八个位，每位有一个位地址，共128位，位地址范围为00H7FH，该区既可位寻址，又可字节寻址。如 MOV 20H，C(这里C是Cy进位标志位），该指令是将Cy内容送20H位,如果Cy1，位20H值为“1”。（3）除选中的寄存组以外的存储器均可以作为通用RAM区。,http:/,杖付塔侵渣锐返邻避父庐瓦闰系掉钒刀挽交曙儒尘良蝎轻嚎馅谊嗽蕊该粒【大学课件】MCS51系列单片机的资源配置【大学课件】MCS51系列单片机的资源配置,3.特殊功能寄存器 MCS-51单片机共有21个字节的特殊功能寄存器用英文缩写SFR（Special Fuction Register）表

13、示。用途：A 累加器、状态标志寄存器单片机内部各部件专用的控制、状态寄存器并行口、串行口影射寄存器 地址空间：21个特殊功能器不连续的分布在80HFFH 128个字节地址空间。地址能被8整除的为可位寻址的寄存器。,http:/,纤铁罗昏琢慑采缚边伤闰居钧搓祟裙沪毗球渗姥缴篆凸交险厅厉嘲切判朝【大学课件】MCS51系列单片机的资源配置【大学课件】MCS51系列单片机的资源配置,特殊功能寄存器地址表,http:/,兔窿拥捅般豹涅频柜疗宝趴哨陨画旷脸粟体粳炮泞湛凯饶秽册瘁勋净冀芋【大学课件】MCS51系列单片机的资源配置【大学课件】MCS51系列单片机的资源配置,A 累加器 B 寄存器，常用于乘除法

14、运算。PSW 程序状态字。主要起着标志寄存器的作用。,位地址,位名称,CY：进/借位标志,AC：辅助进/借位标志,FO：用户标志位。可由用户设定其含义。,RS1，RS0：工作寄存器组选择位。,OV：溢出标志,P：奇偶标志,运算结果有奇个“1”，P=1；运算结果有偶个“1”，P=0。,http:/,籍士胡男木胰难靠搁氧忆宴楚县晶蟹剔屉失肄谊剁厌毒亭灿摸必槛购而瞪【大学课件】MCS51系列单片机的资源配置【大学课件】MCS51系列单片机的资源配置,SP 堆栈指针 堆栈设在片内RAM中，每次操作为8位二进制数 堆栈是向着地址大的方向形成的 系统复位后，SP=07H,DPTR 数据指针寄存器 主要用于

15、片外数据存储器的访问以及在程序存储器中取常数的操作。DPTR可分成DPL和DPH两个8位寄存器分别使用。,http:/,泌舔匈十员报屁云烟依盎五涩面奄螟舒憾缀沫亏山助倍帮零搽恋腰贯戴技【大学课件】MCS51系列单片机的资源配置【大学课件】MCS51系列单片机的资源配置,P0 P1 P2 P3 I/O端口寄存器 是四个并行I/O端口映射入SFR中的寄存器。通过对该寄存器的读/写，可实现从相应I/O端口的输入/输出。例如：指令 MOV P1，A实现了把A累加器中的内容从P1端口输出的操作。指令MOV A，P3实现了把P3端口线上的信息输入到A中的操作。,http:/,太另厌涝皱吱商吾彻汀惰荫激俊表

16、八壤丘牡靠吏卫蚜婆刚锐芳爹怪碾记卯【大学课件】MCS51系列单片机的资源配置【大学课件】MCS51系列单片机的资源配置,此外还有如下寄存器，它们将在后面章节介绍：IP中断优先级控制寄存器。IE中断允许控制寄存器。TMOD定时器/计数器方式控制寄存器。TCON定时器/计数器控制寄存器。TH0，TL0定时器/计数器0。TH1，TL1定时器/计数器1。SCON串行端口控制寄存器。SBUF串行数据缓冲器。PCON电源控制寄存器。,http:/,绦戮银厄仪腔坝胞慢形腐嚎高鳃藤啊口瓤庸呕犁祖甜遭庞娇取罩巩闯即岛【大学课件】MCS51系列单片机的资源配置【大学课件】MCS51系列单片机的资源配置,注：在52

17、子系列中，高128字节RAM和SFR的地址是重叠的，究竟访问哪一块可通过不同的寻址方式加以区分，访问高128字节RAM采用寄存器间址，访问SFR则只能采用直接寻址，访问低128字节RAM时，两种寻址均可采用。,http:/,镭忧这炒乱程段嚷亡辣横磕胜虫独植儒揩盅勿卢药酝篱逆虑悬颁感汪攘铂【大学课件】MCS51系列单片机的资源配置【大学课件】MCS51系列单片机的资源配置,内部振荡方式：在引脚 XTAL1和 XTAL2外接晶体振荡器（简称晶振）如图所示。,单片机的时钟信号用来提供单片机内各种微操作时间基准，8XX51单片机的时钟信号通常有两种电路形式：内部振荡方式和外部振荡方式。,电容器C01、

18、C02起稳定振荡频率、快速起振的作用。电容值一般为 530PF。,2.3 MCS-51单片机的时钟电路与复位电路2.3.1 时钟电路,http:/,契沂囱赖翟汰薪虏删盖釉寇踢允象宫茬模赛盛椒汗候怎苍壕递耿亩淌塞凉【大学课件】MCS51系列单片机的资源配置【大学课件】MCS51系列单片机的资源配置,由于单片机内部有一个高增益运算放大器，当外接晶振后，就构成了自激振荡器并产生振荡时钟脉冲。,8XX51,外部振荡方式是把已有的时钟信号引入单片机。这种方式适宜用于使单片机的时钟与外部信号保持一致。外部振荡方式如图1-4所示。,对HMOS的单片机（8031、8031AH等）外部时钟信号由XTAL2引入，

19、对于CHMOS的单片机（8XCXX），外部时钟由XTAL1引入。,http:/,假拨仙七沙草滑狂巍糠慎浊男呐憾滥小辙酗篡重束琴推羊粟瞥善溶坪詹廊【大学课件】MCS51系列单片机的资源配置【大学课件】MCS51系列单片机的资源配置,2.3.2 基本时序单位,单片机的时序单位有：振荡周期：晶振的振荡周期，又称时钟周期，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个状态周期及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。,http:/,嗅鸦蜂摈雨海害姻汐排烹汹居卑获穗贩掉嗡脯

20、需完召嫡陷庙散摇叶暂唆桑【大学课件】MCS51系列单片机的资源配置【大学课件】MCS51系列单片机的资源配置,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。4种时序单位中，振荡周期和机器周期是单片机内计算其他时间值（例如，波特率、定时器的定时时间等）的基本时序单位。例：单片机外接晶振频率12MHZ时的各种时序单位：振荡周期=1/fosc=1/12MHZ=0.0833us 状态周期=2/fosc=2/12MHZ=0.167us 机器周期=12/fosc=12/12MHZ=1us 指令周期=(14)机器周期=14us,http:/,澄癣整道匀请菠髓肯枯掘当

21、粳坝耪馒淬耸维深陌缘哩诛女翰宁实竭伸召侠【大学课件】MCS51系列单片机的资源配置【大学课件】MCS51系列单片机的资源配置,2.3.3 复位电路,复位操作则使单片机的片内电路初始化，使单片机从一种确定的状态开始运行。当MCS-51系列单片机的复位引脚 RST出现 5ms以上的高电平时，单片机就完成了复位操作。如果RST持续为高电平，单片机就处于循环复位状态。复位操作通常有2种基本形式：上电复位 开关复位。,http:/,州事椒昂艺荡著突恫啄己连蔽椽妙遇咀弘蕾媒谍践姨浩章设桥扁冈捡歹膝【大学课件】MCS51系列单片机的资源配置【大学课件】MCS51系列单片机的资源配置,上电后，由于电容充电，使

22、 RST持续一段高电平时间。当单片 机已在运行过程中时，按下复位键 也能使 RST持续一段时间的高电平，从而实现上电且开关复位的操作。通常选择:C=10f,R=10K。RST RST RST RST,上电复位要求接通电源后，自动实现复位。开关复位要求在电源接通的条件下，在单片机运行期间，用按钮开关操作使单片机复位。常用的上电且开关复位电路如 图所示。,复位电路,http:/,硕涯戍抑蒜豪瘴鹤镐冬番箭普邱惠贩泛很婶妄莽馋碘湾诲汕瓦艺责蝎劲互【大学课件】MCS51系列单片机的资源配置【大学课件】MCS51系列单片机的资源配置,单片机的复位操作是使SFR寄存器进入初始化，不改变片内RAM区中的内容。

23、主要特殊功能寄存器复位状态归纳如下：PC=0000HSP=07HP0P3口各位的输出锁存器置“”除SBUF不定，IP、IP和PCON有效位为零外，其他特殊功能寄存器清零,http:/,蘑掂港掷妆涩财荫旭普瓣囊冷剃糙赏希阔屁泥辖涝辨难作夹龄卞馁盒园幻【大学课件】MCS51系列单片机的资源配置【大学课件】MCS51系列单片机的资源配置,电源控制寄存器PCON,掉电方式 PD=1 时进入掉电方式，只有硬件复位可以退出这种方式。,等待工作方式（休眠状态）IDL=1 时进入空闲方式，CPU得不到时钟，任何的中断或硬件复位可以退出这种方式。,2.4 MCS-51单片机的低功耗工作方式,PCON,http:

24、/,瓢剑足诲紧香军泥赋烯棘抱纵鳃小乌唉最劳母首墩绽居醋汇坎采倒笨盗钥【大学课件】MCS51系列单片机的资源配置【大学课件】MCS51系列单片机的资源配置,小 结,本章重点是单片机的内部结构和存储器结构 51系列单片机内部包含：一个8位的CPU。4KB程序存储器ROM（视不同产品型号不同：8031内部无ROM；8051内部为掩模式ROM；8751为EPROM；89C51内部为FLASH EEPROM）。128字节RAM数据存储器。两个16位定时器/计数器。,http:/,幢私踪烘嗽厘痔缔姬曳抬癸滓彤莱蠢曙羚骚磐荚帮慰眠雌哀绵去振忌蝇枷【大学课件】MCS51系列单片机的资源配置【大学课件】MCS51系列单片机的资源配置,可寻址64KB外部数据存储器和64KB外部程序存 储器空间的控制电路。32条可编程的I/O线（四个8位并行I/O端口）。一个可编程全双工串行口。具有两个优先级嵌套中断结构的五个中断源。掌握51系列单片机各存储空间的地址分配，使用特点及数据操作方法。它是编程和硬件扩展的基础，相当重要，务必要熟记和掌握。,http:/,俩搏芭胺哪瞻逼侧钵保伐妖古须维瞥挂类好慑筷奴褪霸宪撅臣寄憨榆堑虑【大学课件】MCS51系列单片机的资源配置【大学课件】MCS51系列单片机的资源配置,