單片機原理及應用張毅主編

1、優(yōu)秀精品課件文檔資料第第2 2章章 mcs-51mcs-51單片機的硬件結構單片機的硬件結構片內結構如圖片內結構如圖2-12-1所示所示: :介紹圖介紹圖2-12-1中的各功能部件：中的各功能部件： 1.cpu1.cpu（微處理器）（微處理器）2.2.數據存儲器（數據存儲器（ramram） 片內為片內為128128個字節(jié)（個字節(jié)（5252子系列的為子系列的為256256個字節(jié)）個字節(jié)）3.3.程序存儲器（程序存儲器（rom/epromrom/eprom） 8031:8031:無此部件；無此部件； 8051:8051:4k4k字節(jié)字節(jié)romrom； 8751:8751:4k4k字節(jié)字節(jié)eprom

2、 eprom ； 89c51:89c51:4k4k字節(jié)閃存。字節(jié)閃存。4.4.中斷系統(tǒng)中斷系統(tǒng) 5.5.定時器定時器/ /計數器計數器6. 6. 串行口串行口 1 1個全雙工的異步串行口，具有四種工作方式。個全雙工的異步串行口，具有四種工作方式。 7. p17. p1口、口、p2p2口、口、p3p3口、口、p0p0口口 為為4 4個并行個并行8 8位位i/oi/o口?？?。 8. 8. 特殊功能寄存器（特殊功能寄存器（sfrsfr） 共有共有2121個，是一個具有特殊功能的個，是一個具有特殊功能的ramram區(qū)。區(qū)。2.2 mcs-512.2 mcs-51的引腳的引腳 4040只引腳只引腳雙列直

3、插封裝（雙列直插封裝（dipdip）。）。 4444只引腳方形封裝方式（只引腳方形封裝方式（4 4只無用）只無用）4040只引腳只引腳按功能分為按功能分為3 3類類： （1 1）電源及時鐘引腳）電源及時鐘引腳: vcc: vcc、vssvss；xtal1xtal1、xtal2xtal2。 （2 2）控制引腳：）控制引腳： psenpsen* *、eaea* * 、aleale、reset reset （即（即rstrst）。）。 （3 3）i/oi/o口引腳：口引腳：p0p0、p1p1、p2p2、p3p3，為，為4 4個個8 8位位i/oi/o口口的外部引腳。的外部引腳。2.2.1 2.2.1

4、 電源及時鐘引腳電源及時鐘引腳 1 1電源引腳電源引腳 （1 1）vccvcc（4040腳）腳）：+5v+5v電源；電源； （2 2）vssvss（2020腳）腳）：接地。：接地。2 2時鐘引腳時鐘引腳 （1 1）xtal1xtal1（1919腳）腳）：如果采用外接晶體振蕩器時，：如果采用外接晶體振蕩器時，此引腳應接地。此引腳應接地。（2 2）xtal2xtal2（1818腳）腳）：接外部晶體的另一端。：接外部晶體的另一端。2.2.2 2.2.2 控制引腳控制引腳 提供控制信號，有的引腳還具有復用功能。提供控制信號，有的引腳還具有復用功能。 (1) rst/v(1) rst/vpdpd(9(9

5、腳腳) )：復位與備用電源。：復位與備用電源。 (2) ale/prog(2) ale/prog* *（3030腳）：腳）：第一功能第一功能aleale為地址鎖存為地址鎖存允許，可驅動允許，可驅動8 8個個lsls型型ttlttl負載。負載。 progprog* *為本引腳的第二功能。為編程脈沖輸入端。為本引腳的第二功能。為編程脈沖輸入端。 (3) psen(3) psen* * （2929腳）：腳）：讀外部程序存儲器的選通信號。讀外部程序存儲器的選通信號。可以驅動可以驅動8 8個個lsls型型ttlttl負載。負載。 (4) ea(4) ea* */v/vpppp (enable addre

6、ss/voltage pulse of (enable address/voltage pulse of programingprograming，3131腳腳) ) eaea* *為內外程序存儲器選擇控制端。為內外程序存儲器選擇控制端。 eaea* *=1=1，訪問片內程序存儲器，但在訪問片內程序存儲器，但在pcpc（程序計數（程序計數器）值超過器）值超過0fffh0fffh（對于（對于80518051、87518751）時，即超出片）時，即超出片內程序存儲器的內程序存儲器的4k4k字節(jié)地址范圍時，將自動轉向執(zhí)字節(jié)地址范圍時，將自動轉向執(zhí)行外部程序存儲器內的程序行外部程序存儲器內的程序。 e

7、aea* *=0=0，單片機則只訪問外部程序存儲器。單片機則只訪問外部程序存儲器。 v vpppp為本引腳的第二功能。用于為本引腳的第二功能。用于施加編程電壓施加編程電壓（例如（例如+21v+21v或或+12v+12v）。對）。對89c5189c51，加在，加在v vpppp腳的編程電壓為腳的編程電壓為+12v+12v或或+5v+5v。2.2.3 i/o2.2.3 i/o口引腳口引腳 (1) (1) p0p0口口：雙向：雙向8 8位三態(tài)位三態(tài)i/oi/o口，此口為地址總線口，此口為地址總線（低（低8 8位）及數據總線分時復用口，可驅動位）及數據總線分時復用口，可驅動8 8個個lsls型型ttl

8、ttl負載。負載。 (2) (2) p1p1口口：8 8位準雙向位準雙向i/oi/o口，可驅動口，可驅動4 4個個lsls型型ttlttl負載。負載。 (3) (3) p2p2口口：8 8位準雙向位準雙向i/oi/o口，與地址總線（高口，與地址總線（高8 8位）復用，可驅動位）復用，可驅動4 4個個lsls型型ttlttl負載。負載。 (4) (4) p3p3口口：8 8位準雙向位準雙向i/oi/o口，雙功能復用口，可口，雙功能復用口，可驅動驅動4 4個個lsls型型ttlttl負載。負載。要特別要特別注意準雙向口與雙向三態(tài)口的差別注意準雙向口與雙向三態(tài)口的差別。當當3 3個準雙向個準雙向i/

9、oi/o口作輸入口使用時，要向該口先寫口作輸入口使用時，要向該口先寫“1 1”，另外準雙向，另外準雙向i/oi/o口無高阻的口無高阻的“浮空浮空”狀態(tài)。狀態(tài)。2.3 mcs-512.3 mcs-51的的cpucpu 由由運算器運算器和和控制器控制器所構成所構成2.3.1 2.3.1 運算器運算器 對操作數進行對操作數進行算術、邏輯運算和位操作算術、邏輯運算和位操作。1 1算術邏輯運算單元算術邏輯運算單元alualu2 2累加器累加器a a 使用最頻繁的寄存器，也可寫為使用最頻繁的寄存器，也可寫為accacc。 a a的作用：的作用：（1 1）是）是alualu單元的輸入之一，又是運算結果的存放

10、單單元的輸入之一，又是運算結果的存放單元。元。（2 2）數據傳送大多都通過累加器）數據傳送大多都通過累加器a a。mcs-51mcs-51增加了一增加了一部分可以不經過累加器的傳送指令，即可加快數據的部分可以不經過累加器的傳送指令，即可加快數據的傳送速度，又減少了累加器的傳送速度，又減少了累加器的“瓶頸堵塞瓶頸堵塞”現象?，F象。 a a的進位的進位標志標志cycy是特殊的，同時又是是特殊的，同時又是位處理機的位累位處理機的位累加器。加器。3 3程序狀態(tài)字寄存器程序狀態(tài)字寄存器pswpsw （1 1）cycy（psw.7psw.7）進位標志位進位標志位（2 2）ac(psw.6)ac(psw.6

11、)輔助進位標志位輔助進位標志位（3 3）f0f0（psw.5psw.5）標志位標志位 由用戶使用的一個狀態(tài)標志位。由用戶使用的一個狀態(tài)標志位。（4 4）rs1rs1、rs0rs0（psw.4psw.4、psw.3psw.3）：4 4組工作寄存器組工作寄存器區(qū)選擇控制位區(qū)選擇控制位1 1和位和位0 0。 rs1 rs0 rs1 rs0 所選的所選的4 4組寄存器組寄存器 0 0 00 0 0區(qū)（內部區(qū)（內部ramram地址地址00h00h07h07h） 0 1 10 1 1區(qū)（內部區(qū)（內部ramram地址地址08h08h0fh0fh） 1 0 21 0 2區(qū)（內部區(qū)（內部ramram地址地址10

12、h10h17h17h） 1 1 31 1 3區(qū)（內部區(qū)（內部ramram地址地址18h18h1fh1fh）（5 5）ovov（psw.2psw.2）溢出標志位）溢出標志位 指示運算是否產生溢出。各種算術運算指令指示運算是否產生溢出。各種算術運算指令對該位的影響情況較復雜，將在第對該位的影響情況較復雜，將在第3 3章介紹。章介紹。 （6 6）psw.1psw.1位位: : 保留位，未用保留位，未用 （7 7）p(psw.0)p(psw.0)奇偶標志位奇偶標志位 p=1p=1，a a中中“1 1”的個數為奇數的個數為奇數p=0p=0，a a中中“1 1”的個數為偶數的個數為偶數2.3.2 2.3.

13、2 控制器控制器 1 1程序計數器程序計數器pcpc（program counterprogram counter） 存放下一條要執(zhí)行的指令在程序存儲器中的地址。存放下一條要執(zhí)行的指令在程序存儲器中的地址。 基本工作方式有以下幾種：基本工作方式有以下幾種： （1 1）程序計數器）程序計數器自動加自動加1 1 （2 2）執(zhí)行）執(zhí)行有條件或無條件轉移有條件或無條件轉移指令時，程序計數指令時，程序計數器將被置入新的數值，從而使程序的流向發(fā)生變化。器將被置入新的數值，從而使程序的流向發(fā)生變化。 （3 3）在執(zhí)行調用）在執(zhí)行調用子程序調用或中斷調用子程序調用或中斷調用，完成下，完成下列操作：列操作： p

14、cpc的現行值保護的現行值保護 將子程序的入口地址或中斷向量的地址送入將子程序的入口地址或中斷向量的地址送入pcpc。2 2指令寄存器指令寄存器irir、指令譯碼器及控制邏輯電路、指令譯碼器及控制邏輯電路2.4 mcs-512.4 mcs-51存儲器的結構存儲器的結構哈佛（哈佛（har-vardhar-vard）結構）結構 存儲器空間可劃分為存儲器空間可劃分為5 5類：類：1.1.程序存儲器程序存儲器 80318031無內部程序存儲器。無內部程序存儲器。 2.2.內部數據存儲器內部數據存儲器 3.3.特殊功能寄存器特殊功能寄存器（sfr-special function sfr-special

15、 function registerregister）4.4.位地址空間位地址空間 211211個可尋址位。個可尋址位。5.5.數據寄存器數據寄存器 片外可擴展片外可擴展64k64k字節(jié)字節(jié)ramram。 2.4.1 2.4.1 程序存儲器程序存儲器 存放應用程序和表格之類的固定常數。存放應用程序和表格之類的固定常數。 分為片內和片外兩部分，由分為片內和片外兩部分，由eaea* *引腳上所接的電平確引腳上所接的電平確定。定。 程序存儲器中的程序存儲器中的0000h0000h地址是系統(tǒng)程序的啟動地址地址是系統(tǒng)程序的啟動地址 5 5個單元具有特殊用途個單元具有特殊用途 表表2-1 52-1 5種中

16、斷源的中斷入口地址種中斷源的中斷入口地址外中斷外中斷0 0003h0 0003h定時器定時器t0 000bht0 000bh外中斷外中斷1 1 0013h 0013h 定時器定時器t1 001bh t1 001bh 串行口串行口 0023h0023h2.4.2 2.4.2 內部數據存儲器內部數據存儲器 128128個，字節(jié)地址為個，字節(jié)地址為00h00h7fh7fh。00h00h1fh1fh：3232個單元是個單元是4 4組通用工作寄存器區(qū)組通用工作寄存器區(qū)20h20h2fh2fh：1616個單元可進行共個單元可進行共128128位的位尋址位的位尋址30h30h7fh7fh：用戶：用戶ramr

17、am區(qū)，只能進行字節(jié)尋址，用作區(qū)，只能進行字節(jié)尋址，用作 數據緩沖區(qū)以及堆棧區(qū)。數據緩沖區(qū)以及堆棧區(qū)。2.4.3 2.4.3 特殊功能寄存器（特殊功能寄存器（sfrsfr）cpucpu對各種功能部件的控制采用特殊功能寄存器采用集對各種功能部件的控制采用特殊功能寄存器采用集中控制方式，中控制方式，共共2121個個。 有的有的sfrsfr可進行可進行位尋址位尋址。 表表2-2(p21)2-2(p21)是是sfrsfr的名稱及其分布。的名稱及其分布。 其字節(jié)其字節(jié)地址的末位是地址的末位是0h0h或或8h8h。 下面介紹下面介紹sfrsfr塊中的某些寄存器。塊中的某些寄存器。1 1堆棧指針堆棧指針sp

18、sp 指示出堆棧頂部在內部指示出堆棧頂部在內部ramram塊中的位置塊中的位置 復位后復位后 ，spsp中的內容為中的內容為07h07h。（1 1）保護斷點）保護斷點（2 2）現場保護）現場保護堆棧堆棧向上生長向上生長 2. 2. 數據指針數據指針dptrdptr 高位字節(jié)寄存器用高位字節(jié)寄存器用dphdph表示，低位字節(jié)寄存器用表示，低位字節(jié)寄存器用dpldpl表示。表示。 3. i/o3. i/o端口端口p0p0p3p3 p0p0p3p3分別為分別為i/oi/o端口端口p0p0p3p3的鎖存器。的鎖存器。 4.4.寄存器寄存器b b 為執(zhí)行乘法和除法操作設置的。為執(zhí)行乘法和除法操作設置的。

19、 在不執(zhí)行乘、除的情況下，可當作一個普通寄存器在不執(zhí)行乘、除的情況下，可當作一個普通寄存器來使用。來使用。5.5.串行數據緩沖器串行數據緩沖器sbufsbuf 存放欲發(fā)送或已接收的數據，一個字節(jié)地址，物理存放欲發(fā)送或已接收的數據，一個字節(jié)地址，物理上是由兩個獨立的寄存器組成，一個是發(fā)送緩沖器，上是由兩個獨立的寄存器組成，一個是發(fā)送緩沖器，另一個是接收緩沖器。另一個是接收緩沖器。6.6.定時器定時器/ /計數器計數器 兩個兩個1616位位定時器定時器/ /計數器計數器t1t1和和t0t0，各由兩個獨立，各由兩個獨立的的8 8位寄存器組成：位寄存器組成： th1th1、tl1tl1、th0th0、

20、tl0tl0，只能字，只能字節(jié)尋址，但不能把節(jié)尋址，但不能把t1t1或或t0t0當作一個當作一個1616位寄存器來尋位寄存器來尋址訪問。址訪問。2.4.4 2.4.4 位地址空間位地址空間 211211個（個（128128個個+83+83個）尋址位個）尋址位。位地址范圍為：。位地址范圍為：00h00hffhffh。 內部內部ramram的可尋址位的可尋址位128128個個( (字節(jié)地址字節(jié)地址20h20h2fh)2fh)見見表表2-32-3（p24p24）。 特殊功能寄存器特殊功能寄存器sfrsfr為為8383個個可尋址位，見可尋址位，見表表2-42-4（p24p24）。2.4.5 2.4.5

21、 外部數據存儲器外部數據存儲器 最多可最多可外擴外擴64k64k字節(jié)字節(jié)的的ramram或或i/oi/o 。 使用各類存儲器，注意幾點：使用各類存儲器，注意幾點： (1) (1) 地址的重疊性地址的重疊性 表表2-32-3表表2-42-4 程序存儲器（程序存儲器（romrom）與數據存儲器（）與數據存儲器（ramram）全部）全部64k64k字節(jié)地址空間重疊字節(jié)地址空間重疊) )。(2)(2) 程序存儲器（程序存儲器（romrom）與數據存儲器（）與數據存儲器（ramram）在使用）在使用上是嚴格區(qū)分的上是嚴格區(qū)分的 。(3)(3)位地址空間共有兩個區(qū)域，位地址空間共有兩個區(qū)域， (4)(4)

22、片外數據存儲區(qū)中，片外數據存儲區(qū)中，ramram與與i/oi/o端口統(tǒng)一編址。端口統(tǒng)一編址。所有外圍所有外圍i/oi/o端口的地址均占用端口的地址均占用ramram地址單元，使地址單元，使用與訪問外部數據存儲器相同的傳送指令。用與訪問外部數據存儲器相同的傳送指令。 圖圖2-62-6為各類存儲器在存儲器空間的位置的總結。為各類存儲器在存儲器空間的位置的總結。 2.5 2.5 并行并行i/oi/o端口端口 4 4個雙向的個雙向的8 8位并行位并行i/oi/o端口端口(port) (port) ，記作，記作p0p0p3 p3 屬于特殊功能寄存器，還可位尋址。屬于特殊功能寄存器，還可位尋址。 2.5.

23、1 p02.5.1 p0端口端口 p0p0口某一位的電路包括：口某一位的電路包括：(1) (1) 一個數據輸出鎖存器，用于數據位的鎖存一個數據輸出鎖存器，用于數據位的鎖存(2) (2) 兩個三態(tài)的數據輸入緩沖器。兩個三態(tài)的數據輸入緩沖器。(3) (3) 一個多路轉接開關一個多路轉接開關muxmux，設置多路轉接開關的目設置多路轉接開關的目的的:p0:p0口既作通用口既作通用i/oi/o口，又可作為系統(tǒng)的地址口，又可作為系統(tǒng)的地址/ /數據數據線口。線口。(4) (4) 數據輸出的驅動和控制電路，由兩只場效應管數據輸出的驅動和控制電路，由兩只場效應管（fetfet）組成，上面的場效應管構成上拉電

24、路。）組成，上面的場效應管構成上拉電路。p0p0口傳送地址或數據口傳送地址或數據時，時，cpucpu發(fā)出控制信號為發(fā)出控制信號為高電平高電平，打開上面的與門，使打開上面的與門，使多路轉接開關多路轉接開關muxmux打向上邊打向上邊，使，使內部地址內部地址/ /數據線與下面的場效應管處于反相接通數據線與下面的場效應管處于反相接通狀態(tài)。這時的輸出驅動電路由于上下兩個狀態(tài)。這時的輸出驅動電路由于上下兩個fetfet處于反相，處于反相，形成推拉式電路結構，大大提高負載能力。形成推拉式電路結構，大大提高負載能力。p0p0口作通用的口作通用的i/oi/o口使用口使用。這時，。這時，cpucpu發(fā)來的發(fā)來的

25、“控制控制”信號為信號為低電平低電平，上拉場效應管截止，上拉場效應管截止，多路轉接開關多路轉接開關muxmux打向下邊打向下邊，與，與d d鎖存器的鎖存器的q q* *端接通。端接通。（1 1）作輸出口使用）作輸出口使用來自來自cpucpu的的“寫入寫入”脈沖加在脈沖加在d d鎖存器的鎖存器的cpcp端，內部總端，內部總線上的數據寫入線上的數據寫入d d鎖存器，并向端口引腳鎖存器，并向端口引腳p0.xp0.x輸出。輸出。注意：由于輸出電路是漏極開路（因為這時上拉場注意：由于輸出電路是漏極開路（因為這時上拉場效效應管截止），必須外接上拉電阻才能有高電平輸出。應管截止），必須外接上拉電阻才能有高電

26、平輸出。（2 2）作輸入口使用）作輸入口使用應區(qū)分應區(qū)分“讀引腳讀引腳”和和“讀端口讀端口”（或稱（或稱“讀鎖存讀鎖存器器”）。）?！白x引腳讀引腳”信號把下方緩沖器打開，引腳上的狀態(tài)信號把下方緩沖器打開，引腳上的狀態(tài)經緩沖器讀入內部總線；經緩沖器讀入內部總線；“讀鎖存器讀鎖存器”信號打開上面的緩沖器把鎖存器信號打開上面的緩沖器把鎖存器q q端的端的狀態(tài)讀入內部總線。狀態(tài)讀入內部總線。2.5.2 p12.5.2 p1端口端口 字節(jié)地址字節(jié)地址90h90h，位地址，位地址90h90h97h97h。p1p1口只作為通用的口只作為通用的i/oi/o口使用口使用，在電路結構上與，在電路結構上與p0p0口

27、有口有兩點區(qū)別兩點區(qū)別：（1 1）因為）因為p1p1口只傳送數據，不再需要多路轉接開關口只傳送數據，不再需要多路轉接開關muxmux。（2 2）由于）由于p1p1口用來傳送數據，因此口用來傳送數據，因此輸出電路中有上拉輸出電路中有上拉電阻，這樣電路的輸出不是三態(tài)的電阻，這樣電路的輸出不是三態(tài)的，所以，所以p1p1口是準口是準雙向口。雙向口。因此：因此：（1 1）p1p1口作為輸出口使用時口作為輸出口使用時，外電路無需再接上拉電，外電路無需再接上拉電 阻。阻。（2 2）p1p1口作為輸入口使用時口作為輸入口使用時，應先向其鎖存器先寫入應先向其鎖存器先寫入 “1 1”，使輸出驅動電路的使輸出驅動電

28、路的fetfet截止。截止。2.5.3 p22.5.3 p2端口端口 字節(jié)地址為字節(jié)地址為a0ha0h，位地址，位地址a0ha0ha7ha7h。 在實際應用中，因為在實際應用中，因為p2p2口用于為系統(tǒng)提供高位地址，口用于為系統(tǒng)提供高位地址，有一個多路轉接開關有一個多路轉接開關muxmux。但。但muxmux的一個輸入端不的一個輸入端不再是再是“地址地址/ /數據數據”，而是單一的，而是單一的“地址地址”，因為，因為p2p2口只作為地址線使用?？谥蛔鳛榈刂肪€使用。當當p2p2口用作為高位地址線使用時口用作為高位地址線使用時，多路轉接開關應，多路轉接開關應接向接向“地址地址”端。正因為只作為地址

29、線使用，口端。正因為只作為地址線使用，口的輸出用不著是三態(tài)的，所以，的輸出用不著是三態(tài)的，所以，p2p2口也是一個準口也是一個準雙向口。雙向口。p2p2口也可以作為通用口也可以作為通用i/oi/o口使用，這時，多路轉接開口使用，這時，多路轉接開關接向鎖存器關接向鎖存器q q端端。 2.5.4 p32.5.4 p3端口端口 p3p3口的字節(jié)地址為口的字節(jié)地址為b0hb0h，位地址為，位地址為b0hb0hb7hb7h p3p3口的口的第二功能第二功能定義，應熟記。定義，應熟記。表表2-2 p32-2 p3口的第二功能定義口的第二功能定義 口引腳口引腳 第二功能第二功能 p3.0p3.0 rxd r

30、xd（串行輸入口）（串行輸入口） p3.1p3.1 txd txd（串行輸出口）（串行輸出口） p3.2p3.2 int0 int0* * （外部中斷（外部中斷0 0） p3.3p3.3 int1 int1* * （外部中斷（外部中斷1 1） p3.4p3.4 t0 t0（定時器（定時器0 0外部計數輸入）外部計數輸入） p3.5p3.5 t1 t1（定時器（定時器1 1外部計數輸入）外部計數輸入） p3.6p3.6 wr wr* * （外部數據存儲器寫選通）（外部數據存儲器寫選通） p3.7p3.7 rd rd* * （外部數據存儲器讀選通）（外部數據存儲器讀選通） 第二功能信號第二功能信號

31、有有輸出輸出和和輸入輸入兩類：兩類：（1 1）對作為）對作為第二功能輸出第二功能輸出的引腳，的引腳，當作通用的當作通用的i/oi/o口使用時口使用時，電路中的，電路中的“第二輸出功能第二輸出功能”線應保持線應保持高電平，與非門開通，以使鎖存器的高電平，與非門開通，以使鎖存器的q q端輸出通路端輸出通路保持暢通。保持暢通。當輸出第二功能信號當輸出第二功能信號，該鎖存器應預，該鎖存器應預先置先置“1 1”，使與非門對，使與非門對“第二輸出功能第二輸出功能”信號的信號的輸出是暢通的，從而實現第二功能信號的輸出。輸出是暢通的，從而實現第二功能信號的輸出。（2 2）對作為）對作為第二功能輸入第二功能輸入

32、的引腳，在口線引腳的內的引腳，在口線引腳的內部增加了一個緩沖器，輸入的信號就從這個緩沖部增加了一個緩沖器，輸入的信號就從這個緩沖器的輸出端取得。而作為通用的器的輸出端取得。而作為通用的i/oi/o口線使用的輸口線使用的輸入，仍取自三態(tài)緩沖器的輸出端。入，仍取自三態(tài)緩沖器的輸出端。p3p3口無論是作口無論是作為輸入口使用還是第二功能信號的輸入，鎖存器為輸入口使用還是第二功能信號的輸入，鎖存器輸出和輸出和“第二輸出功能第二輸出功能”線都應保持高電平。線都應保持高電平。 2.5.5 p02.5.5 p0p3p3端口功能總結端口功能總結使用中應注意的問題：使用中應注意的問題：（1 1）p0p0p3p3

33、口都是并行口都是并行i/oi/o口，都可用于數據的輸入口，都可用于數據的輸入和輸出，但和輸出，但p0p0口和口和p2p2口除了可進行數據的輸入口除了可進行數據的輸入/ /輸輸出外，通常用來構建系統(tǒng)的數據總線和地址總線，出外，通常用來構建系統(tǒng)的數據總線和地址總線，所以在電路中有一個多路轉接開關所以在電路中有一個多路轉接開關muxmux，以便進行，以便進行兩種用途的轉換。而兩種用途的轉換。而p1p1口和口和p3p3口沒有構建系統(tǒng)的數口沒有構建系統(tǒng)的數據總線和地址總線的功能，因此，在電路中沒有多據總線和地址總線的功能，因此，在電路中沒有多路轉接開關路轉接開關muxmux。由于。由于p0p0口可作為地

34、址口可作為地址/ /數據復用線數據復用線使用，需傳送系統(tǒng)的低使用，需傳送系統(tǒng)的低8 8位地址和位地址和8 8位數據，因此位數據，因此muxmux的一個輸入端為的一個輸入端為“地址地址/ /數據數據”信號。而信號。而p2p2口僅口僅作為高位地址線使用，不涉及數據，所以作為高位地址線使用，不涉及數據，所以muxmux的一的一個輸入信號為個輸入信號為“地址地址”。 （2 2）在在4 4個口中只有個口中只有p0p0口是一個真正的雙向口口是一個真正的雙向口，p1p1p3p3口都是準雙向口。口都是準雙向口。原因原因: :p0p0口作為系統(tǒng)的數口作為系統(tǒng)的數據總線使用時，為保證數據的正確傳送，需要解據總線使

35、用時，為保證數據的正確傳送，需要解決芯片內外的隔離問題，決芯片內外的隔離問題，即只有在數據傳送時芯即只有在數據傳送時芯片內外才接通；不進行數據傳送時，芯片內外應片內外才接通；不進行數據傳送時，芯片內外應處于隔離狀態(tài)。為此，要求處于隔離狀態(tài)。為此，要求p0p0口的輸出緩沖器是口的輸出緩沖器是一個三態(tài)門。一個三態(tài)門。在在p0p0口中輸出三態(tài)門是由兩只場效應管（口中輸出三態(tài)門是由兩只場效應管（fetfet）組成，）組成，所以是一個真正的雙向口。而其它的三個口所以是一個真正的雙向口。而其它的三個口p1p1p3p3中，上拉電阻代替中，上拉電阻代替p0p0口中的場效應管，輸出緩口中的場效應管，輸出緩沖器不

36、是三態(tài)的，因此不是真正的雙向口，只能沖器不是三態(tài)的，因此不是真正的雙向口，只能稱其為準雙向口稱其為準雙向口（3 3）p3p3口的口線具有第二功能，為系統(tǒng)提供一些控口的口線具有第二功能，為系統(tǒng)提供一些控制信號。因此在制信號。因此在p3p3口電路增加了第二功能控制邏輯?？陔娐吩黾恿说诙δ芸刂七壿嫛＿@是這是p3p3口與其它各口的不同之處口與其它各口的不同之處。2.6 2.6 時鐘電路與時序時鐘電路與時序時鐘電路用于產生時鐘電路用于產生mcs-51mcs-51單片機工作所必需的時鐘控單片機工作所必需的時鐘控制信號。制信號。2.6.1 2.6.1 時鐘電路時鐘電路時鐘頻率直接影響單片機的時鐘頻率直接影

37、響單片機的速度速度，電路的質量直接影，電路的質量直接影響系統(tǒng)的響系統(tǒng)的穩(wěn)定性穩(wěn)定性。常用的時鐘電路有兩種方式：。常用的時鐘電路有兩種方式：內內部時鐘部時鐘方式和方式和外部時鐘外部時鐘方式。方式。一、內部時鐘方式一、內部時鐘方式 內部有一個用于構成振蕩器的高增益反相放大器，反內部有一個用于構成振蕩器的高增益反相放大器，反相放大器的輸入端為芯片引腳相放大器的輸入端為芯片引腳xtal1xtal1，輸出端為引腳，輸出端為引腳xtal2xtal2。 c1c1和和c2c2典型值通常選擇為典型值通常選擇為30pf30pf左右。左右。 晶體的振蕩頻率在晶體的振蕩頻率在1.2mhz1.2mhz12mhz12mh

38、z之間。之間。 某些高速單片機芯片的時鐘頻率已達某些高速單片機芯片的時鐘頻率已達40mhz40mhz。二、外部時鐘方式二、外部時鐘方式 常用于多片常用于多片mcs-51mcs-51單片機同時工作。單片機同時工作。 三、時鐘信號的輸出三、時鐘信號的輸出為應用系統(tǒng)中的其它芯片提供時鐘，但需增加驅動為應用系統(tǒng)中的其它芯片提供時鐘，但需增加驅動能力。能力。 2.6.2 2.6.2 機器周期、指令周期與指令時序機器周期、指令周期與指令時序單片機執(zhí)行的指令的各種時序均與時鐘周期有關單片機執(zhí)行的指令的各種時序均與時鐘周期有關一、時鐘周期一、時鐘周期單片機的單片機的基本時間單位基本時間單位。若時鐘的晶體的振蕩

39、頻率。若時鐘的晶體的振蕩頻率為為foscfosc，則時鐘周期，則時鐘周期tosc=1/fosctosc=1/fosc。如。如fosc=6mhzfosc=6mhz，tosc=166.7nstosc=166.7ns。二、機器周期二、機器周期cpucpu完成一個基本操作所需要的時間完成一個基本操作所需要的時間稱為稱為機器周期機器周期。執(zhí)行一條指令分為幾個機器周期。每個機器周期執(zhí)行一條指令分為幾個機器周期。每個機器周期完成一個基本操作。完成一個基本操作。mcs-51mcs-51單片機每單片機每1212個時鐘周個時鐘周期為一個機器周期，期為一個機器周期，一個機器周期又分為一個機器周期又分為6 6個狀態(tài)個狀態(tài)：s1s1s6s6。每個狀態(tài)每個狀態(tài)又分為兩拍又分為兩拍：p1p1和和p2p2。因此，。因此，一個機器周期