[理學(xué)]MCS—51單片機(jī)組成原理ppt課件

1、1. 引腳描畫與內(nèi)部構(gòu)造引腳描畫與內(nèi)部構(gòu)造 2. 存儲(chǔ)器配置存儲(chǔ)器配置 3. 時(shí)鐘、復(fù)位、時(shí)序時(shí)鐘、復(fù)位、時(shí)序 4. 輸入輸出端口輸入輸出端口5. 任務(wù)方式任務(wù)方式 HMOS工藝的工藝的51單片機(jī)，單片機(jī)，40引腳引腳雙列直插雙列直插PDIP封裝封裝 ，如，如8051 CHMOS工藝的工藝的51單片機(jī)，單片機(jī)，44腳腳方型塑封構(gòu)造方型塑封構(gòu)造PLCC封裝封裝 ，如，如80C51一、封裝方式一、封裝方式 PDIP封裝，引腳數(shù)封裝，引腳數(shù)40、24、20、8 PLCC封裝，封裝，68腳、腳、44腳腳PDIPPLCCHMOS工藝的工藝的51單片機(jī)單片機(jī)8051單片機(jī)的引腳定義：單片機(jī)的引腳定義：2條

2、電源線條電源線2條外接晶體振蕩器條外接晶體振蕩器4條控制和電源復(fù)用線條控制和電源復(fù)用線32條條I/O引腳引腳 詳細(xì)引腳描畫參見表211l電源：電源：VCCVCC、VSSVSSl復(fù)位：復(fù)位：RSTRST，高電平復(fù)位，高電平復(fù)位 l時(shí)鐘：時(shí)鐘：XTAL1XTAL1、XTAL2 XTAL2 l存儲(chǔ)器接口信號(hào)存儲(chǔ)器接口信號(hào)lI/OI/O接口接口外部構(gòu)造外部構(gòu)造/EA：低電平從外部程序存儲(chǔ)器取指令：低電平從外部程序存儲(chǔ)器取指令/PESN：取指令選通訊號(hào)：取指令選通訊號(hào)ALE：外部地址鎖存信號(hào)：外部地址鎖存信號(hào) /WR：外部數(shù)據(jù)寫選通訊號(hào)：外部數(shù)據(jù)寫選通訊號(hào) /RD：外部數(shù)據(jù)讀選通訊號(hào)：外部數(shù)據(jù)讀選通訊號(hào)

3、 P0口：外部數(shù)據(jù)總線和地址總線低口：外部數(shù)據(jù)總線和地址總線低8位或位或I/O口口P1口：口：I/O口口P2口：外部地址總線高口：外部地址總線高8位或位或I/O口口 P3口：口：I/O口或特殊端口口或特殊端口 串行口：RXD、TXD 特殊端口 中斷接口：INT0、INT1 計(jì)數(shù)器：T0、T1 CPUROM存存儲(chǔ)器儲(chǔ)器時(shí)鐘時(shí)鐘RAM存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器SFR特殊存放器特殊存放器定時(shí)定時(shí)/計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)器并行并行I/O接口接口串行串行I/O接口接口P0 P1 P2 P3TXD RXD計(jì)數(shù)輸入計(jì)數(shù)輸入 T0 T1中斷中斷系統(tǒng)系統(tǒng)INT0 INT1外擴(kuò)展部分l中央處置器CPUl程序存儲(chǔ)器ROM l數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器RAM

4、 l時(shí)序控制邏輯 l接口控制電路 算術(shù)邏輯運(yùn)算單元算術(shù)邏輯運(yùn)算單元ALU ALU 累加器累加器ACC ACC 存放器陣列、棧區(qū)存放器陣列、棧區(qū) 形狀標(biāo)志形狀標(biāo)志PSW PSW 程序指針程序指針PCPC、棧指針、棧指針SPSP、數(shù)據(jù)指針、數(shù)據(jù)指針DPTRDPTR指令譯碼邏輯指令譯碼邏輯 并行輸入輸出接口：并行輸入輸出接口：4 4個(gè)個(gè)8 8位位I/OI/O接口接口 串行輸入輸出接口：串行輸入輸出接口：1 1個(gè)個(gè)UART UART 復(fù)位邏輯復(fù)位邏輯RSTRST：高電平復(fù)位：高電平復(fù)位10ms10ms 中斷控制邏輯：中斷控制邏輯：2 2個(gè)外部和個(gè)外部和3 3個(gè)內(nèi)部中斷個(gè)內(nèi)部中斷 內(nèi)部中斷：1個(gè)串行口中

5、斷、2個(gè)計(jì)數(shù)器中斷 外部中斷：2個(gè)外部中斷INT0、INT1 內(nèi)部組成內(nèi)部組成 內(nèi)部最多4KB ROM或EPROM 內(nèi)部128B RAM以及特殊存放器SFR塊 內(nèi)部時(shí)鐘振蕩器及時(shí)序控制邏輯 CPU：8位； 存儲(chǔ)器：片內(nèi)128B RAM、4KB ROM，片外可擴(kuò)展64KB RAM、64KB ROM；4個(gè)8位I/O口，共32條I/O口線；2個(gè)16位定時(shí)計(jì)數(shù)器；1個(gè)全雙工通用異步串行通訊端口；2個(gè)外部、3個(gè)內(nèi)部共5個(gè)中斷源，2個(gè)中斷優(yōu)先級(jí)；內(nèi)部RAM以及特殊存放器SFR可以位尋址，即擁有布爾 操作區(qū)；乘除指令、布爾操作指令。 小結(jié)一、地址空間一、地址空間 1 1、程序存儲(chǔ)器空間、程序存儲(chǔ)器空間 內(nèi)部

6、內(nèi)部ROM+ROM+外部外部ROMROM的總空間的總空間=64 KB =64 KB 4個(gè)物理存儲(chǔ)器空間：內(nèi)部ROM、外部ROM 內(nèi)部RAM、外部RAM。 c c內(nèi)部內(nèi)部+ +外部外部 內(nèi)部內(nèi)部4KB4KB：0000H0FFFH0000H0FFFH 外部外部60KB60KB：1000HFFFFH 1000HFFFFH 三種程序存儲(chǔ)器配置情況：三種程序存儲(chǔ)器配置情況： a a內(nèi)部內(nèi)部ROMROM或或PROMPROM、EPROMEPROM、EEPROMEEPROM、FLASH ROMFLASH ROM 4KB 4KB：0000H0FFFH0000H0FFFHb b外部外部ROMROM或或PROMPR

7、OM、EPROMEPROM、EEPROMEEPROM、FLASH ROMFLASH ROM 64KB 64KB：0000HFFFFH0000HFFFFH內(nèi)部ROM4KB0FFFH:0000H外部ROM60KB內(nèi)部or 外部ROM4KB0FFFH:0000HFFFFH:1000HEA=1EA=1時(shí)，訪問內(nèi)部程序存儲(chǔ)器，時(shí)，訪問內(nèi)部程序存儲(chǔ)器， 超出內(nèi)部地址范圍時(shí)，自動(dòng)指向外部；超出內(nèi)部地址范圍時(shí)，自動(dòng)指向外部；EA=0EA=0時(shí)，強(qiáng)行訪問外部程序存儲(chǔ)器時(shí)，強(qiáng)行訪問外部程序存儲(chǔ)器, , 不論內(nèi)部能否有程序存儲(chǔ)器。不論內(nèi)部能否有程序存儲(chǔ)器。 EA管腳的作用? MCS-51的程序?qū)ぶ贩秶鸀椋?000H

8、FFFFHMCS-51的內(nèi)部RAM尋址范圍為：00H7FH 內(nèi)部SFR尋址范圍為：80HFFHMCS-51的外部RAM尋址范圍為：0000HFFFFH MCS51單片機(jī)泛制單片機(jī)泛制8031、8051、8751等型號(hào)，其主要型號(hào)區(qū)等型號(hào)，其主要型號(hào)區(qū)別在于其內(nèi)部別在于其內(nèi)部ROM的類型的類型MCS52系列單片機(jī)泛指系列單片機(jī)泛指8032、8052、8752等型號(hào)等型號(hào),它是對(duì)應(yīng)它是對(duì)應(yīng)MCS51系列單片機(jī)的加強(qiáng)型或稱系列單片機(jī)的加強(qiáng)型或稱double型型,主要是存儲(chǔ)器加倍主要是存儲(chǔ)器加倍 存儲(chǔ)器類型存儲(chǔ)器類型單片機(jī)單片機(jī)內(nèi)部內(nèi)部ROM內(nèi)部內(nèi)部EPROM內(nèi)部內(nèi)部RAM其它其它MCS518031/

9、128B4 4個(gè)個(gè)8 8位可編程并行接口位可編程并行接口2 2個(gè)個(gè)1616位定時(shí)位定時(shí)/ /計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)器1 1個(gè)串行通信接口個(gè)串行通信接口URATURAT2 2個(gè)外部中斷源個(gè)外部中斷源 80514KB/8751/4KBMCS528032/256B4 4個(gè)個(gè)8 8位可編程并行接口位可編程并行接口3 3個(gè)個(gè)1616位定時(shí)位定時(shí)/ /計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)器1 1個(gè)串行通信接口個(gè)串行通信接口URATURAT2個(gè)外部中斷源個(gè)外部中斷源 80528KB/8752/8KB普通普通MCS51單片機(jī)不加特別闡明就指單片機(jī)不加特別闡明就指8031普林斯頓構(gòu)造：程序和數(shù)據(jù)共用一個(gè)存儲(chǔ)器邏輯普林斯頓構(gòu)造：程序和數(shù)據(jù)共用一個(gè)存儲(chǔ)

10、器邏輯空空 間，一致編址。間，一致編址。MCS51哈佛構(gòu)造：程序與數(shù)據(jù)分為兩個(gè)獨(dú)立存儲(chǔ)器邏輯空間哈佛構(gòu)造：程序與數(shù)據(jù)分為兩個(gè)獨(dú)立存儲(chǔ)器邏輯空間, 分開編址。分開編址。入口地址用 途0000H復(fù)位入口0003HINT0中斷入口000BHCTC0中斷入口0013HINT1中斷入口001BHCTC1中斷入口0023H串行口中斷入口002BHCTC2中斷入口52系列入口地址是硬件自動(dòng)引導(dǎo)的程序跳轉(zhuǎn)入口何謂入口地址？ORG0000HAJMP MAINORG0003HAJMP SUB-IT0ORG000BHAJMP SUB-CT0ORG0013HAJMP SUB-IT1ORG001BHAJMP SUB-C

11、T1ORG0023HAJMP SUB-UT ORG0050H；INT0中斷SUB-IT0： ；效力子程序RETIORG0100H；CTC0中斷SUB-CT0： ；效力子程序RETIORG0500H；RST復(fù)位入口MAIN： ；主程序ENDl128B RAMl 00H 1FH：分成：分成4個(gè)快速定位存放器區(qū)，個(gè)快速定位存放器區(qū)，每個(gè)區(qū)中有每個(gè)區(qū)中有R0 R7共共8個(gè)存放器個(gè)存放器l 20H 2FH：除正常作為：除正常作為RAM單元外，單元外，還可還可“位尋址。共位尋址。共128位單元，位地址位單元，位地址00H 7FH l 30H 7FH: 普通普通RAM區(qū)區(qū)/棧區(qū)。實(shí)際上棧區(qū)。實(shí)際上說說00H

12、 7FH均可作為普通均可作為普通RAM和堆棧運(yùn)用和堆棧運(yùn)用l51系列單片機(jī)內(nèi)部系列單片機(jī)內(nèi)部RAM總尋址空間為總尋址空間為256Bl 其中，低其中，低128BRAM，內(nèi)存，內(nèi)存l 高高128BSFR，內(nèi)部特殊存放器，內(nèi)部特殊存放器存放器存放器區(qū)？區(qū)？布布爾爾區(qū)？區(qū)？符號(hào)符號(hào)地地址址功能功能符號(hào)符號(hào)地地址址功能功能B B F0H F0H B B寄存器寄存器 TH1 TH1 8 8DH DH 定時(shí)器定時(shí)器/ /計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)器1 1( (高高8 8位位) ) ACC ACC E0H E0H 累加器累加器 TH0 TH0 8CH 8CH 定時(shí)器定時(shí)器/ /計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)器1 1( (低低8 8位位) ) P

13、SW PSW D0H D0H 程序狀態(tài)字程序狀態(tài)字 TL1 TL1 8BH 8BH 定時(shí)器定時(shí)器/ /計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)器0 0( (高高8 8位位) ) IP IP B8H B8H 中斷優(yōu)先級(jí)控制寄存器中斷優(yōu)先級(jí)控制寄存器 TL0 TL0 8AH 8AH 定時(shí)器定時(shí)器/ /計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)器0 0( (低低8 8位位) ) P3 P3 B0H B0H P3P3口鎖存器口鎖存器 TMOD TMOD 89H 89H 定時(shí)器定時(shí)器/ /計(jì)數(shù)器方式控制寄存器計(jì)數(shù)器方式控制寄存器 IE IE A8H A8H 中斷允許控制寄存器中斷允許控制寄存器 TCON TCON 88H 88H 定時(shí)器定時(shí)器/ /計(jì)數(shù)器控制寄存器

14、計(jì)數(shù)器控制寄存器 P2 P2 A0H A0H P2P2口鎖存器口鎖存器 PCON PCON 87H 87H 電源控制寄存器電源控制寄存器 SBUF SBUF 99H 99H 串行口鎖存器串行口鎖存器 DPH DPH 83H 83H 數(shù)據(jù)地址指針數(shù)據(jù)地址指針( (高高8 8位位) ) SCON SCON 98H 98H 串行口控制寄存器串行口控制寄存器 DPL DPL 82H 82H 數(shù)據(jù)地址指針數(shù)據(jù)地址指針( (低低8 8位位) ) P1 P1 90H 90H P1P1口鎖存器口鎖存器 SP SP 81H 81H 堆棧指針堆棧指針 P0 P0 80H 80H P0P0口鎖存器口鎖存器 51系列

15、有20個(gè)公用存放器屬于SFR塊，共占用21個(gè)字節(jié) PC程序地址指針獨(dú)立存在，不屬于SFR區(qū) SFR區(qū)中的公用存放器在單片機(jī)編程中具有重要意義 有有12個(gè)單元可以位尋址個(gè)單元可以位尋址它們是它們是其字節(jié)地址可被其字節(jié)地址可被8整除整除哪些單哪些單元可以元可以位尋址？位尋址？程序計(jì)數(shù)器PC存放下一條要執(zhí)行的指令的地址存放下一條要執(zhí)行的指令的地址, ,又稱程序指針又稱程序指針, ,共共1616位。位。PCPC實(shí)踐上是程序地址計(jì)數(shù)器實(shí)踐上是程序地址計(jì)數(shù)器,PC,PC中的內(nèi)容是將要執(zhí)行的下中的內(nèi)容是將要執(zhí)行的下一條指令的地址。一條指令的地址。改動(dòng)改動(dòng)PCPC的內(nèi)容就可改動(dòng)程序執(zhí)行的方向。的內(nèi)容就可改動(dòng)程

16、序執(zhí)行的方向。PCPC可對(duì)可對(duì)64KB64KB程序程序存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器ROMROM直接尋址。直接尋址。 累加器A 累加器A是最常用的公用存放器。進(jìn)入ALU中進(jìn)展算術(shù)運(yùn)算和邏輯運(yùn)算的操作數(shù)大多來自累加器A，其操作的結(jié)果也常送回累加器A。有許多單操作數(shù)指令都是直接經(jīng)過累加器A完成的。存放器B乘除運(yùn)算時(shí)運(yùn)用，其它情況可作為普通內(nèi)部乘除運(yùn)算時(shí)運(yùn)用，其它情況可作為普通內(nèi)部RAMRAM單元運(yùn)用單元運(yùn)用 棧指針SP 表示堆棧的起始地址表示堆棧的起始地址, ,可由用戶自定義。例如設(shè)置可由用戶自定義。例如設(shè)置SP=30H,SP=30H,那么內(nèi)部那么內(nèi)部RAMRAM的的30H-7FH30H-7FH均被設(shè)置為棧區(qū)。均被

17、設(shè)置為棧區(qū)。 數(shù)據(jù)指針DPTR 16位公用存放器，可表示對(duì)外部數(shù)據(jù)存放器的操作地址。位公用存放器，可表示對(duì)外部數(shù)據(jù)存放器的操作地址?？煞纸鉃榭煞纸鉃镈PH、DPL兩個(gè)部分分別運(yùn)用。兩個(gè)部分分別運(yùn)用。 端口端口P0-P3 P0-P3 端口端口P0P0P3P3的鏡像存放器，內(nèi)部的鏡像存放器，內(nèi)部RAMRAM單元的讀單元的讀/ /寫操作就等寫操作就等效為進(jìn)展輸入效為進(jìn)展輸入/ /輸出操作。輸出操作。 其它存放器 1、與串行口、定時(shí)/計(jì)數(shù)器、中斷相關(guān)的存放器：SBUF、 TH0、TL0、TH1、TL1、IP、IE、TMOD、SCON、PCON等CYACF0RS1 RS0 OVPPSW.7PSW.0 C

18、Y(PSW.7)：進(jìn)位標(biāo)志：進(jìn)位標(biāo)志許多算術(shù)、邏輯運(yùn)算指令均影響CYCY還用作為布爾處置機(jī)的累加器。運(yùn)用率高。 AC(PSW.6)：輔助進(jìn)位：輔助進(jìn)位(半進(jìn)位半進(jìn)位 用于十進(jìn)制運(yùn)算調(diào)整，參見用于十進(jìn)制運(yùn)算調(diào)整，參見DADA指令。指令。 F0(PSW.5)：用戶自定義標(biāo)志位：用戶自定義標(biāo)志位 OV(PSW.2): 溢出標(biāo)志溢出標(biāo)志 用于算術(shù)運(yùn)算時(shí)指示結(jié)果能否溢出。用于算術(shù)運(yùn)算時(shí)指示結(jié)果能否溢出。 P(PSW.0): 奇偶標(biāo)志奇偶標(biāo)志 P=1表示累加器表示累加器A中的中的“1的位數(shù)為奇數(shù)的位數(shù)為奇數(shù),否那么否那么,為偶數(shù)。為偶數(shù)。主要用于數(shù)據(jù)傳輸時(shí)進(jìn)展校驗(yàn)主要用于數(shù)據(jù)傳輸時(shí)進(jìn)展校驗(yàn) RS1RS0寄

19、存器區(qū)寄存器區(qū)內(nèi)部內(nèi)部RAM地址地址00000H07H01108H0FH10210H17H11318H1FHPSW？PSW是可以位尋址是可以位尋址的，其作用是監(jiān)測(cè)、的，其作用是監(jiān)測(cè)、控制程序形狀控制程序形狀如何選如何選擇存放擇存放器區(qū)？器區(qū)？系統(tǒng)復(fù)位時(shí)，系統(tǒng)復(fù)位時(shí)，自動(dòng)指向自動(dòng)指向0區(qū)區(qū)解釋以下程序執(zhí)行完后解釋以下程序執(zhí)行完后, ,內(nèi)部內(nèi)部RAMRAM中中00H00H 1FH1FH各單元的數(shù)各單元的數(shù)值為多少值為多少? ?CLRCLRA AMOVMOVR0,#31R0,#31MOVMOVR1,#16R1,#16LOOP:LOOP:MOVMOVR0,AR0,ADECDECR0R0DJNZDJNZ

20、 R1,LOOPR1,LOOPSETBSETB PSW.4PSW.4SETBSETB PSW.3PSW.3MOV MOV R7,#45R7,#45CLRCLRPSW.3PSW.3MOV MOV R7,#33 R7,#33 ；A清清0；(00H)=1FH (01H)=16；(1FH)(10H)=0 (00H)=0FH (01H)=0；選擇存放器區(qū)為；選擇存放器區(qū)為3區(qū)區(qū)；(1FH) =45 ；選擇存放器區(qū)為；選擇存放器區(qū)為2區(qū)區(qū)；(17H) =33 1.MCS51存儲(chǔ)構(gòu)造分配是怎樣的？存儲(chǔ)構(gòu)造分配是怎樣的？ 2.SFR中各存放器的稱號(hào)？中各存放器的稱號(hào)？ 3.程序形狀存放器程序形狀存放器PSW中

21、各位的含義中各位的含義? 思索題思索題1.80511.8051單片機(jī)內(nèi)部單片機(jī)內(nèi)部RAMRAM可劃分為幾個(gè)區(qū)域可劃分為幾個(gè)區(qū)域? ?各個(gè)區(qū)域的特點(diǎn)各個(gè)區(qū)域的特點(diǎn)? ?2.MCS512.MCS51單片機(jī)內(nèi)部的特殊功能存放器有哪些單片機(jī)內(nèi)部的特殊功能存放器有哪些? ?它們的功能它們的功能? ? 尋址方式有何特點(diǎn)？尋址方式有何特點(diǎn)？3.3.怎樣進(jìn)展任務(wù)存放器區(qū)的選擇怎樣進(jìn)展任務(wù)存放器區(qū)的選擇? ? 作業(yè)作業(yè) 晶體振蕩電路為計(jì)算機(jī)提供基準(zhǔn)時(shí)序，晶體振蕩電路為計(jì)算機(jī)提供基準(zhǔn)時(shí)序，MCS-51MCS-51單片機(jī)的基準(zhǔn)時(shí)鐘可采用單片機(jī)的基準(zhǔn)時(shí)鐘可采用2 2種方法：種方法： 一、時(shí)鐘一、時(shí)鐘2、外接時(shí)鐘。經(jīng)過

22、、外接時(shí)鐘。經(jīng)過OC門外接門外接 1 1、石英晶體振蕩電路。、石英晶體振蕩電路。C1C1、C2C2起抗擾動(dòng)作用，起抗擾動(dòng)作用， 取值普通為取值普通為5 5 30pF30pF；3、時(shí)鐘范圍：1.2MHz12MHzRST/VPD：復(fù)位信號(hào)端和后備電源輸入端。 輸入10ms的高電平脈沖，單片機(jī)復(fù)位。VPD運(yùn)用后備電源，可實(shí)現(xiàn)掉電維護(hù)。復(fù)位電路：復(fù)位電路：1上電復(fù)位上電復(fù)位2外部同步復(fù)位外部同步復(fù)位思索題：設(shè)運(yùn)用單片機(jī)晶振頻率分別為思索題：設(shè)運(yùn)用單片機(jī)晶振頻率分別為6MHz、 8MHz、 12MHz，問機(jī)器周期分別為多少？指令周期分別為多少？，問機(jī)器周期分別為多少？指令周期分別為多少？1、機(jī)器周期、機(jī)

23、器形狀、時(shí)鐘節(jié)拍、機(jī)器周期、機(jī)器形狀、時(shí)鐘節(jié)拍 1 1個(gè)時(shí)鐘節(jié)拍周期個(gè)時(shí)鐘節(jié)拍周期=1/=1/假定晶體振蕩器假定晶體振蕩器MHzMHz1 1個(gè)機(jī)器周期個(gè)機(jī)器周期TCYTCY包含包含6 6個(gè)機(jī)器形狀：個(gè)機(jī)器形狀：S1S1、S2S2、S3S3、S4S4、S5S5、S6S61 1個(gè)機(jī)器形狀包含個(gè)機(jī)器形狀包含2 2個(gè)時(shí)鐘節(jié)拍：個(gè)時(shí)鐘節(jié)拍：P1P1、P2P21 1個(gè)機(jī)器周期個(gè)機(jī)器周期TCYTCY包含包含1212個(gè)時(shí)鐘節(jié)拍：個(gè)時(shí)鐘節(jié)拍：S1P1S1P1S6P2S6P2機(jī)器周期機(jī)器周期 TCY 12/，是指令執(zhí)行的最小時(shí)間，是指令執(zhí)行的最小時(shí)間指令周期指令周期: 一條指令的執(zhí)行時(shí)間，以機(jī)器周期為單位，那么指

24、一條指令的執(zhí)行時(shí)間，以機(jī)器周期為單位，那么指令可分為：單周期、雙周期和周圍期指令令可分為：單周期、雙周期和周圍期指令留意：盡量運(yùn)用內(nèi)部定時(shí)器而不要采用純粹的軟件延時(shí)程序。留意：盡量運(yùn)用內(nèi)部定時(shí)器而不要采用純粹的軟件延時(shí)程序。思索題：假定思索題：假定12MHz12MHz時(shí)鐘改成時(shí)鐘改成6MHz6MHz，如何設(shè)計(jì)？，如何設(shè)計(jì)？ 解：解：一、一、P0口口 P0P0口構(gòu)造圖口構(gòu)造圖功能：功能：DB0DB07 7、I/OI/O、AB0AB07 71、當(dāng)控制信號(hào)、當(dāng)控制信號(hào)=“0時(shí)，時(shí)， I/O 開關(guān)位置如圖示開關(guān)位置如圖示與門輸出與門輸出“0 0 FET1 FET1截止截止輸出級(jí)為開漏輸出輸出級(jí)為開漏輸

25、出 CPU向端口寫數(shù)據(jù)向端口寫數(shù)據(jù) 寫脈沖加到寫脈沖加到CLCL端端, ,內(nèi)部總線上數(shù)據(jù)由內(nèi)部總線上數(shù)據(jù)由D D端鎖存到端鎖存到D D觸發(fā)器觸發(fā)器, ,經(jīng)反相端經(jīng)反相端輸出輸出, ,再經(jīng)輸出級(jí)再經(jīng)輸出級(jí)FET2FET2反相，送到引腳。引腳上出現(xiàn)的數(shù)據(jù)恰好反相，送到引腳。引腳上出現(xiàn)的數(shù)據(jù)恰好是內(nèi)部總線上的數(shù)據(jù)。是內(nèi)部總線上的數(shù)據(jù)。 CPU從端口引腳讀數(shù)據(jù)從端口引腳讀數(shù)據(jù) 讀脈沖讀脈沖讀引腳讀引腳 緩沖器緩沖器B1B1通通P0.XP0.X引腳信號(hào)到達(dá)內(nèi)部總線引腳信號(hào)到達(dá)內(nèi)部總線 CPU從端口存放器讀數(shù)據(jù)從端口存放器讀數(shù)據(jù) 讀脈沖讀脈沖“讀鎖存器讀鎖存器 緩沖器緩沖器B2B2通通存放器存放器Q Q端

26、數(shù)據(jù)端數(shù)據(jù)內(nèi)部總內(nèi)部總線線 2、當(dāng)控制信號(hào)、當(dāng)控制信號(hào)=“1時(shí)，時(shí)， AB07、DB07這時(shí)，與門開通，這時(shí)，與門開通，F(xiàn)ET2FET2接到反相器輸出端。接到反相器輸出端。CPUCPU輸出的輸出的地址地址/ /數(shù)據(jù)同時(shí)經(jīng)數(shù)據(jù)同時(shí)經(jīng)FET1FET1和和FET2FET2實(shí)現(xiàn)實(shí)現(xiàn)“推拉輸出。推拉輸出。另一種情況，數(shù)據(jù)總線輸入數(shù)據(jù)時(shí)，仍經(jīng)由緩沖器另一種情況，數(shù)據(jù)總線輸入數(shù)據(jù)時(shí)，仍經(jīng)由緩沖器B1B1進(jìn)進(jìn)入內(nèi)部總線。入內(nèi)部總線。 闡明闡明1 1：作為普通：作為普通I/OI/O口運(yùn)用時(shí)口運(yùn)用時(shí),P0,P0口為輸出開漏電路口為輸出開漏電路, ,內(nèi)部無上內(nèi)部無上拉電阻拉電阻, ,必需外接上拉電阻。作為地址必需外

27、接上拉電阻。作為地址/ /數(shù)據(jù)總線運(yùn)用時(shí)數(shù)據(jù)總線運(yùn)用時(shí), ,內(nèi)部由上內(nèi)部由上下下2 2個(gè)個(gè)FETFET推拉驅(qū)動(dòng)推拉驅(qū)動(dòng), ,不得外接上拉電阻不得外接上拉電阻 闡明闡明2 2：在一個(gè)系統(tǒng)中：在一個(gè)系統(tǒng)中P0P0口只能被定義為一種方式，要么作為普口只能被定義為一種方式，要么作為普通通I/OI/O口，要么作為總線，一旦系統(tǒng)設(shè)計(jì)完成，那么不能互換?？?，要么作為總線，一旦系統(tǒng)設(shè)計(jì)完成，那么不能互換。 闡明闡明3 3：作為普通：作為普通I/OI/O口運(yùn)用時(shí)口運(yùn)用時(shí), ,假設(shè)要從引腳讀取數(shù)據(jù)假設(shè)要從引腳讀取數(shù)據(jù), ,應(yīng)先向應(yīng)先向該端口寫入該端口寫入“1 1, ,然后再讀取。寫入然后再讀取。寫入“1 1后后,

28、 ,端口端口2 2個(gè)個(gè)FETFET均截止均截止, ,處處于高阻懸浮形狀于高阻懸浮形狀, ,便于數(shù)據(jù)的可靠采集便于數(shù)據(jù)的可靠采集 闡明闡明4 4：端口引腳和端口存放器不一定一致，直接從端口引腳?。憾丝谝_和端口存放器不一定一致，直接從端口引腳取數(shù)據(jù)那么其結(jié)果那么是無法預(yù)料的。數(shù)據(jù)那么其結(jié)果那么是無法預(yù)料的?！白x讀修正修正寫指令實(shí)踐讀的寫指令實(shí)踐讀的是端口存放器是端口存放器 二、二、P1口口I/O P1口的內(nèi)部存放器與口的內(nèi)部存放器與P0類似。耗盡型類似。耗盡型FET1提供固定上拉電阻提供固定上拉電阻,但是這個(gè)上拉電阻阻值較大。當(dāng)?shù)沁@個(gè)上拉電阻阻值較大。當(dāng)Q從從“1 “0時(shí)時(shí), FET2由導(dǎo)通由

29、導(dǎo)通截止截止,但是由于但是由于FET1的阻值較大的阻值較大,動(dòng)態(tài)特性差。動(dòng)態(tài)特性差。 P1、P2、P3口的輸出級(jí)構(gòu)造一樣?？诘妮敵黾?jí)構(gòu)造一樣。 改善端口動(dòng)態(tài)特性的方法是引入附加上拉電阻。當(dāng)改善端口動(dòng)態(tài)特性的方法是引入附加上拉電阻。當(dāng)Q Q從從“1 1 “0 0時(shí)時(shí), ,或門輸出產(chǎn)生或門輸出產(chǎn)生“ 過程過程, ,高電平繼續(xù)時(shí)間高電平繼續(xù)時(shí)間2 2個(gè)振蕩周期個(gè)振蕩周期, ,此間此間,FET3,FET3導(dǎo)通導(dǎo)通,FET3,FET3的導(dǎo)通電阻遠(yuǎn)小于的導(dǎo)通電阻遠(yuǎn)小于FET1,FET1,可很好地改善端口的動(dòng)態(tài)可很好地改善端口的動(dòng)態(tài)特性。特性。三、三、P2、P3口口 P2P2功能：功能：I/OI/O、AB0

30、AB07 7 ；P3P3功能：功能：I/OI/O、特殊端口、特殊端口 當(dāng)控制信號(hào)為低電平常當(dāng)控制信號(hào)為低電平常, ,多路開關(guān)接到左端多路開關(guān)接到左端,P2,P2口作為通用口作為通用I/OI/O口口運(yùn)用運(yùn)用, ,其功能和運(yùn)用方法與其功能和運(yùn)用方法與P1P1口一樣?？谝粯?。 當(dāng)控制端輸出高電平常當(dāng)控制端輸出高電平常, ,多路開關(guān)接到右端多路開關(guān)接到右端, ,地址信號(hào)經(jīng)反相器地址信號(hào)經(jīng)反相器從引腳輸出。這時(shí)從引腳輸出。這時(shí)P2P2口輸出地址總線高口輸出地址總線高8 8位位, ,供系統(tǒng)擴(kuò)展運(yùn)用。供系統(tǒng)擴(kuò)展運(yùn)用。 對(duì)對(duì)80518051、87518751單片機(jī)單片機(jī),P2,P2口能作為口能作為I/OI/O

31、口或地址總線。對(duì)于口或地址總線。對(duì)于80318031單片機(jī)，單片機(jī)，P2P2口只能用作地址總線?？谥荒苡米鞯刂房偩€。 P3P3口有一套替代功能轉(zhuǎn)換邏輯電路，可實(shí)現(xiàn)普通口有一套替代功能轉(zhuǎn)換邏輯電路，可實(shí)現(xiàn)普通I/OI/O或特殊端口或特殊端口 P0口的輸出能驅(qū)動(dòng)口的輸出能驅(qū)動(dòng)8個(gè)個(gè)LSTTL負(fù)載負(fù)載,輸出電流不小于輸出電流不小于800A通常把通常把100A輸入電流定義為一個(gè)輸入電流定義為一個(gè)TTL負(fù)載輸人負(fù)載輸人電流電流,P1P3口的輸出能驅(qū)動(dòng)口的輸出能驅(qū)動(dòng)4個(gè)個(gè)LSTTL負(fù)載。負(fù)載。 對(duì)于對(duì)于MOSMOS型負(fù)載型負(fù)載,P1,P1、P2P2、P3P3無須外加電阻就可以直接無須外加電阻就可以直接驅(qū)動(dòng)

32、。驅(qū)動(dòng)。P0P0口作口作I/OI/O口運(yùn)用時(shí)需外加上拉電阻口運(yùn)用時(shí)需外加上拉電阻,P0,P0口用作地址口用作地址/ /數(shù)據(jù)線時(shí)數(shù)據(jù)線時(shí), ,它可以直接驅(qū)動(dòng)它可以直接驅(qū)動(dòng)MOSMOS型負(fù)載型負(fù)載, ,而不用加上拉電阻而不用加上拉電阻。 不同廠家的單片機(jī)的驅(qū)動(dòng)才干能夠不同不同廠家的單片機(jī)的驅(qū)動(dòng)才干能夠不同, ,特別是一些特別是一些MCS51MCS51兼容型單片機(jī)兼容型單片機(jī), ,在負(fù)載才干、速度、功耗等方面均在負(fù)載才干、速度、功耗等方面均比規(guī)范比規(guī)范5151單片機(jī)有很大改良單片機(jī)有很大改良 。1、P0口：地址低口：地址低8位與數(shù)據(jù)線分時(shí)運(yùn)用端口或通用位與數(shù)據(jù)線分時(shí)運(yùn)用端口或通用I / O 2、P1

33、口：按位可編址的通用口：按位可編址的通用I / O端口端口3、P2口：地址高口：地址高8位輸出口或按位可編址的通用位輸出口或按位可編址的通用I / O 口口4、P3口：雙功能口。假設(shè)不用第二功能，也可作按位可編口：雙功能口。假設(shè)不用第二功能，也可作按位可編址址 的通用的通用I / O 口口5、按三總線劃分：、按三總線劃分： 地址線地址線ABAB：P0P0低八位地址，低八位地址，P2P2高八地址高八地址數(shù)據(jù)線數(shù)據(jù)線DBDB：P0P0輸入輸出輸入輸出8 8位數(shù)據(jù)位數(shù)據(jù)控制線控制線CBCB：P3P3口的口的8 8位加上位加上/PSEN/PSEN、ALEALE共同完成控制總線共同完成控制總線小結(jié)小結(jié)

34、1. 1.簡述簡述80C5180C51單片機(jī)的單片機(jī)的4 4個(gè)個(gè)I/OI/O口在運(yùn)用上有哪些分工和特點(diǎn)？口在運(yùn)用上有哪些分工和特點(diǎn)？ 2. P0 2. P0口作普通口作普通I/OI/O口運(yùn)用時(shí)，應(yīng)留意什么？口運(yùn)用時(shí)，應(yīng)留意什么？ 3. 3.設(shè)單片機(jī)的晶振頻率為設(shè)單片機(jī)的晶振頻率為6MHz6MHz時(shí)，試求機(jī)器周期和時(shí)，試求機(jī)器周期和ALEALE引腳的信號(hào)引腳的信號(hào) 周期。周期。 4. 4.單片機(jī)復(fù)位的作用是什么？復(fù)位操作對(duì)內(nèi)部存放器有哪些影響單片機(jī)復(fù)位的作用是什么？復(fù)位操作對(duì)內(nèi)部存放器有哪些影響? ?MCS51單片機(jī)的任務(wù)方式有四種：單片機(jī)的任務(wù)方式有四種： 復(fù)位。復(fù)位脈沖自動(dòng)引導(dǎo)系統(tǒng)進(jìn)入復(fù)位入

35、口，即使程復(fù)位。復(fù)位脈沖自動(dòng)引導(dǎo)系統(tǒng)進(jìn)入復(fù)位入口，即使程序指針序指針PC=0000H,PC=0000H,取指令取指令, ,進(jìn)入程序執(zhí)行方式進(jìn)入程序執(zhí)行方式 程序執(zhí)行。正常任務(wù)方式，運(yùn)轉(zhuǎn)編制好的程序程序執(zhí)行。正常任務(wù)方式，運(yùn)轉(zhuǎn)編制好的程序 低功耗。這是低功耗。這是MCS51MCS51單片機(jī)在系統(tǒng)休閑時(shí)為降低功耗單片機(jī)在系統(tǒng)休閑時(shí)為降低功耗采取的任務(wù)方式。電池供電系統(tǒng)經(jīng)常采用。采取的任務(wù)方式。電池供電系統(tǒng)經(jīng)常采用。 低功耗方式又分：休眠、掉電維護(hù)兩種任務(wù)方式。低功耗方式又分：休眠、掉電維護(hù)兩種任務(wù)方式。 單步執(zhí)行。系統(tǒng)調(diào)試時(shí)采用的任務(wù)方式。按一次按鈕單步執(zhí)行。系統(tǒng)調(diào)試時(shí)采用的任務(wù)方式。按一次按鈕就執(zhí)行一條用戶指令。就執(zhí)行一條用戶指令。掉電維護(hù)方式掉電維護(hù)方式 單片機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)過程中假設(shè)斷電，單片機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)過程中假設(shè)斷電，