第2章硬件結(jié)構(gòu)

1、1第2章 AT89S51單片機 硬件結(jié)構(gòu)2 第第2章章 目錄目錄2.1 AT89S51單片機的硬件組成單片機的硬件組成2.2 AT89S51的引腳功能的引腳功能 2.2.1 電源及時鐘引腳 2.2.2 控制引腳 2.2.3 并行I/O口引腳2.3 AT89S51的的CPU 2.3.1 運算器 2.3.2 控制器 2.4 AT89S51存儲器的結(jié)構(gòu)存儲器的結(jié)構(gòu) 2.4.1 程序存儲器空間3 2.4.2 數(shù)據(jù)存儲器空間 2.4.3 特殊功能寄存器（SFR） 2.4.4 位地址空間2.5 AT89S51的并行的并行I/O端口端口 2.5.1 P0口 2.5.2 P1口 2.5.3 P2口 2.5.4

2、 P3口 2.5.5 P1P3口驅(qū)動LED發(fā)光二極管42.6 時鐘電路與時序時鐘電路與時序 2.6.1 時鐘電路設(shè)計 2.6.2 機器周期、指令周期與指令時序2.7 復(fù)位操作和復(fù)位電路復(fù)位操作和復(fù)位電路 2.7.1 復(fù)位操作 2.7.2 復(fù)位電路設(shè)計2.8 低功耗節(jié)電模式低功耗節(jié)電模式 2.8.1 空閑模式 2.8.2 掉電運行模式 2.8.3 掉電和空閑模式下的WDT5nAT89S51AT89S51的片內(nèi)硬件基本結(jié)構(gòu)、引腳功能、存儲器結(jié)構(gòu)、的片內(nèi)硬件基本結(jié)構(gòu)、引腳功能、存儲器結(jié)構(gòu)、特殊功能寄存器功能、特殊功能寄存器功能、4 4個并行個并行I/OI/O口的結(jié)構(gòu)和特點，口的結(jié)構(gòu)和特點，n復(fù)位電路

3、和時鐘電路的設(shè)計復(fù)位電路和時鐘電路的設(shè)計, ,節(jié)電工作模式。節(jié)電工作模式。目的：目的：本章本章學(xué)習(xí)學(xué)習(xí)，為，為AT89S51AT89S51系統(tǒng)的應(yīng)用系統(tǒng)的應(yīng)用設(shè)計設(shè)計打下基礎(chǔ)。打下基礎(chǔ)。在原理和結(jié)構(gòu)上，單片機把微機的許多概念、技術(shù)與特點都在原理和結(jié)構(gòu)上，單片機把微機的許多概念、技術(shù)與特點都繼承下來。用學(xué)習(xí)微機的思路來學(xué)習(xí)單片機。繼承下來。用學(xué)習(xí)微機的思路來學(xué)習(xí)單片機。內(nèi)容概要內(nèi)容概要62.1 AT89S512.1 AT89S51單片機的硬件組成單片機的硬件組成片內(nèi)硬件組成結(jié)構(gòu)如片內(nèi)硬件組成結(jié)構(gòu)如圖圖2-12-1所示。把作為控制應(yīng)用所必需的基所示。把作為控制應(yīng)用所必需的基本功能部件都集成在一個尺

4、寸有限的集成電路芯片上。本功能部件都集成在一個尺寸有限的集成電路芯片上。有如下有如下功能部件功能部件和和特性特性：（1 1）8 8位微處理器（位微處理器（CPUCPU）；）；（2 2）數(shù)據(jù)存儲器（）數(shù)據(jù)存儲器（128B RAM128B RAM）；）；（3 3）程序存儲器（）程序存儲器（4KB Flash ROM4KB Flash ROM）；）；（4 4）4 4個個8 8位可編程并行位可編程并行I/OI/O口（口（P0P0口、口、P1P1口、口、P2P2口口和和P3P3口）；口）；（5 5）1 1個全雙工的異步串行口；個全雙工的異步串行口；（6 6）2 2個可編程的個可編程的1616位定時器位定

5、時器/ /計數(shù)器；計數(shù)器；7圖圖2-12-1 AT89S51AT89S51單片機片內(nèi)結(jié)構(gòu)單片機片內(nèi)結(jié)構(gòu)8（7 7）1 1個看門狗定時器；個看門狗定時器；（8 8）中斷系統(tǒng)具有）中斷系統(tǒng)具有5 5個中斷源、個中斷源、5 5個中斷向量；個中斷向量；（9 9）特殊功能寄存器（）特殊功能寄存器（SFRSFR）2626個；個；（1010）低功耗模式有）低功耗模式有空閑模式空閑模式和和掉電模式掉電模式，且具有掉電模式，且具有掉電模式 下的中斷恢復(fù)模式；下的中斷恢復(fù)模式；（1111）3 3個程序加密鎖定位個程序加密鎖定位。與AT89C51相比，AT89S51有更突出的優(yōu)點有更突出的優(yōu)點：（1）增加在線可編程

6、功能ISPISP（In System Program），字字節(jié)節(jié)和頁編程頁編程，現(xiàn)場程序調(diào)試和修改更加方便靈活；（2）數(shù)據(jù)指針數(shù)據(jù)指針增加到兩個兩個，方便了對片外RAM的訪問過程；（3）增加增加了看門狗定時器看門狗定時器，提高了系統(tǒng)的抗干擾能力；（4）增加增加斷電標(biāo)志；（5）增加掉電狀態(tài)下的中斷恢復(fù)模式。片內(nèi)各功能部件通過片內(nèi)單一總線連接而成（見圖2-1），基本結(jié)構(gòu)依舊是CPU 加上外圍芯片的傳統(tǒng)微機結(jié)構(gòu)。CPU對各種功能部件的控制對各種功能部件的控制是采用特殊功能寄存器特殊功能寄存器（SFR，Special Function Register）的集中控制方式。下面介紹圖2-1中片內(nèi)各功能部件

7、片內(nèi)各功能部件。（1 1）CPUCPU（微處理器）（微處理器） 8位的CPU，與通用CPU基本相同，同樣包括了運算器運算器和控制控制器器兩大部分，還有面向控制的位處理功能位處理功能。9（2 2）數(shù)據(jù)存儲器（）數(shù)據(jù)存儲器（RAMRAM）片內(nèi)為128B（52子系列為256B），片外最多可擴64KB。片內(nèi)128B的RAM以高速RAM的形式集成，可加快單片機運行的速度和降低功耗。（3 3）程序存儲器（）程序存儲器（Flash ROMFlash ROM）片內(nèi)集成有4KB4KB的Flash存儲器（AT89S52 則為8KB；AT89C55片內(nèi)20KB），如片內(nèi)容量不夠，片外可外擴至64KB。（4 4）中斷

8、系統(tǒng)）中斷系統(tǒng)具有6個中斷源，2級中斷優(yōu)先權(quán)。（5 5）定時器）定時器/ /計數(shù)器計數(shù)器2個16位定時器/計數(shù)器（52子系列有3個），4種工作方式。10（6 6）1 1個看門狗定時器個看門狗定時器WDTWDT當(dāng)CPU由于干擾使程序陷入死循環(huán)或跑飛時，WDT可使程序恢復(fù)正常運行。（7 7）串行口）串行口1個全雙工的異步串行口，4種工作方式?？蛇M行串行通信，擴展并行I/O口，還可與多個單片機構(gòu)成多機系統(tǒng)。（8 8）P0P0口口、P1P1口、口、P2P2口口和和P3P3口口4個8位并行I/O口。（9 9）特殊功能寄存器（）特殊功能寄存器（SFRSFR）26個，對片內(nèi)各功能部件管理、控制和監(jiān)視。是各個

9、功能部件的控制寄存器控制寄存器和狀態(tài)寄存器，映射在片內(nèi)狀態(tài)寄存器，映射在片內(nèi)RAM區(qū)80H80HFFHFFH內(nèi)。11AT89S51完全兼容AT89C51，在充分保留原來軟、硬件條件下，完全可以用AT89S51直接代換。2.2 AT89S512.2 AT89S51的引腳功能的引腳功能先了解引腳，牢記各引腳的功能。AT89S51與51系列中各種型號芯片的引腳互相兼容。目前多采用4040只只引腳引腳雙列直插雙列直插，如圖圖2-22-2所示。引腳按其功能可分為如下3類：（1 1）電源及時鐘引腳）電源及時鐘引腳VCC、VSS；XTAL1、XTAL2。（2 2）控制引腳）控制引腳 、ALE/ 、 / /V

10、PP、RST（RESET）（3 3）I/OI/O口引腳口引腳P0、P1、P2、P3，為4個8位I/O口12EAEAEAPSENPROG2.2.1 2.2.1 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）V VCCCC（4040腳）：腳）：+5V電源。（2 2）V VSSSS（2020腳）：腳）：數(shù)字地。13圖圖2-2 AT89S51雙列直插封裝方式的引腳2 2時鐘引腳時鐘引腳 （1 1）XTAL1XTAL1（1919腳）：腳）：片內(nèi)振蕩器反相放大器和時鐘發(fā)生器電路輸入端。用片內(nèi)振蕩器時，該腳接外部石英晶體和微調(diào)電容。外接時鐘源時外接時鐘源時，該腳接外部時鐘振蕩器的信號。（2 2

11、）XTAL2XTAL2（1818腳）：腳）：片內(nèi)振蕩器反相放大器的輸出端。當(dāng)使用片內(nèi)振蕩器片內(nèi)振蕩器，該腳連接外部石英晶體和微調(diào)電容。當(dāng)使用外部時鐘源外部時鐘源時，本腳懸空。2.2.2 2.2.2 控制引腳控制引腳（1 1）RST (RESETRST (RESET，9 9腳腳) )復(fù)位信號輸入，在引腳加上持續(xù)時間大于持續(xù)時間大于2 2個機器周期的高電個機器周期的高電平平，可使單片機復(fù)位復(fù)位。正常工作，此腳電平應(yīng) 0.5V。1415當(dāng)看門狗定時器溢出輸出時，該腳將輸出長達當(dāng)看門狗定時器溢出輸出時，該腳將輸出長達9696個時鐘振蕩個時鐘振蕩周期周期的的高電平高電平。（2 2） /VPP/VPP (

12、Enable Address/Voltage Pulse of (Enable Address/Voltage Pulse of ProgramingPrograming，3131腳腳) ) ：引腳引腳第一功能第一功能：外部程序存儲器訪問允許控制端。：外部程序存儲器訪問允許控制端。=1=1，在，在PCPC值不超出值不超出0FFFH0FFFH（即不超出片內(nèi)（即不超出片內(nèi)4KB Flash4KB Flash存存儲器的地址范圍）時，單片機讀儲器的地址范圍）時，單片機讀片內(nèi)程序存儲器片內(nèi)程序存儲器（4KB4KB）中的程序，但中的程序，但PCPC值超出值超出0FFFH0FFFH （即超出片內(nèi)（即超出片內(nèi)

13、4KB Flash4KB Flash地地址范圍）時，將址范圍）時，將自動轉(zhuǎn)向讀取片外自動轉(zhuǎn)向讀取片外60KB60KB（1000H-FFFFH1000H-FFFFH）程序存儲器空間中的程序。程序存儲器空間中的程序。EAEAEA =0 =0，只讀取只讀取外部的程序存儲器外部的程序存儲器中的內(nèi)容，讀取的地中的內(nèi)容，讀取的地址范圍為址范圍為0000H0000HFFFFHFFFFH，片內(nèi)的，片內(nèi)的4KB Flash 4KB Flash 程序存儲器不起程序存儲器不起作用。作用。 V VPPPP：引腳引腳第二功能第二功能，對片內(nèi)，對片內(nèi)FlashFlash編程，接編程，接編程電壓編程電壓。（3 3）ALE/

14、 ALE/ （Address Latch Enable/Address Latch Enable/PROGrammingPROGramming，3030腳）腳）ALEALE為為CPUCPU訪問外部程序存儲器或外部數(shù)據(jù)存儲器提供訪問外部程序存儲器或外部數(shù)據(jù)存儲器提供地地址鎖存信號址鎖存信號，將，將低低8 8位地址位地址鎖存在片外的地址鎖存器中。鎖存在片外的地址鎖存器中。16EAPROG此外，單片機此外，單片機正常運行正常運行時，時，ALEALE端端一直有正脈沖信號輸出一直有正脈沖信號輸出，此，此頻率為時鐘振蕩器頻率頻率為時鐘振蕩器頻率f foscosc的的1/61/6?？捎米魍獠慷〞r或觸發(fā)?？捎?/p>

15、作外部定時或觸發(fā)信號。信號。注意注意，每當(dāng)，每當(dāng)AT89S51AT89S51訪問外部訪問外部RAMRAM時（執(zhí)行時（執(zhí)行MOVXMOVX類指令），要類指令），要丟失一個丟失一個ALEALE脈沖脈沖。如需要，可將如需要，可將特殊功能寄存器特殊功能寄存器AUXRAUXR（地址為（地址為8EH8EH，將在后面介，將在后面介紹）的紹）的第第0 0位位（ALEALE禁止位）置禁止位）置1 1，來，來禁止禁止ALEALE操作操作，但執(zhí)行，但執(zhí)行訪問外部程序存儲器或外部數(shù)據(jù)存儲器指令訪問外部程序存儲器或外部數(shù)據(jù)存儲器指令“MOVCMOVC”或或“MOVXMOVX”時，時，ALEALE仍然有效。仍然有效。即即

16、ALEALE禁止位不影響對外部存禁止位不影響對外部存儲器的訪問。儲器的訪問。 ：引腳引腳第二功能第二功能，對片內(nèi)，對片內(nèi) FlashFlash編程，為編程，為編程脈沖輸編程脈沖輸入入 腳。腳。17PROG（4 4） （Program Strobe Program Strobe ENableENable，2929腳）腳） 片外程序存儲器讀選通信號，低電平有效。2.2.3 2.2.3 并行并行I/OI/O口引腳口引腳（1 1）P0P0口：口：8 8位，漏極開路的雙向位，漏極開路的雙向I/OI/O口口當(dāng)外擴存儲器及外擴存儲器及I/OI/O接口芯片時接口芯片時，P0口作為低8位地址總線及數(shù)據(jù)總線的分時

17、復(fù)用分時復(fù)用端口。P0口也可用用作通用的作通用的I/OI/O口口，需加上拉電阻，這時為準(zhǔn)雙向準(zhǔn)雙向口口。作為通用I/O輸入，應(yīng)先向端口寫入1?？沈?qū)動8個LS型TTL負(fù)載。（2 2）P1P1口：口：8 8位，準(zhǔn)雙向位，準(zhǔn)雙向I/OI/O口，具有內(nèi)部上拉電阻?？冢哂袃?nèi)部上拉電阻。準(zhǔn)雙向I/O口，作為通用I/O輸入時，應(yīng)先向端口鎖存器寫1。18PSEN19P1口可驅(qū)動4 4個個LSLS型型TTLTTL負(fù)載。P1.5/MOSIP1.5/MOSI、P1.6/MISOP1.6/MISO和和P1.7/SCKP1.7/SCK可用于對片內(nèi)Flash存儲器串行編程和校驗，它們分別是串行數(shù)據(jù)輸入、輸出和移位脈沖引

18、腳。（3 3）P2P2口：口：8位，準(zhǔn)雙向I/O口，具有內(nèi)部上拉電阻。當(dāng)AT89S51擴展外部存儲器及I/O口時，P2口作為高高8 8位地址總線位地址總線用，輸出高8位地址。P2P2口口也可作為普通的也可作為普通的I/OI/O口口使用。當(dāng)作為通用使用。當(dāng)作為通用I/OI/O輸入時，輸入時， 應(yīng)先向端口輸出鎖存器寫應(yīng)先向端口輸出鎖存器寫1 1。P2P2口可驅(qū)動口可驅(qū)動4 4個個LSLS型型TTLTTL負(fù)載負(fù)載。（4 4）P3P3口：口：8 8位，位，準(zhǔn)雙向準(zhǔn)雙向I/OI/O口口，具有內(nèi)部上拉電阻。，具有內(nèi)部上拉電阻。可作為可作為通用的通用的I/OI/O口使用口使用。作為。作為通用通用I/OI/O

19、輸入輸入，應(yīng)先向端，應(yīng)先向端口輸出鎖存器寫入口輸出鎖存器寫入1 1?？沈?qū)動?？沈?qū)動4 4個個LSLS型型TTLTTL負(fù)載。負(fù)載。P3P3口還可提供口還可提供第二功能第二功能。第二功能定義。第二功能定義見見表表2-12-1，應(yīng)熟，應(yīng)熟記。記。2021INT0INT1WRRD綜上所述，綜上所述，P0P0口口可可作為總線作為總線口口，為雙向口。作為通用的，為雙向口。作為通用的I/OI/O口使用時，為準(zhǔn)雙向口，這時需加上拉電阻?？谑褂脮r，為準(zhǔn)雙向口，這時需加上拉電阻。P1P1口、口、P2P2口、口、P3P3口口均為準(zhǔn)雙向口。均為準(zhǔn)雙向口。注意注意：準(zhǔn)雙向口與雙向口的差別準(zhǔn)雙向口與雙向口的差別。準(zhǔn)雙向口

20、僅有兩個狀態(tài)。準(zhǔn)雙向口僅有兩個狀態(tài)。而。而P0P0口作為總線使用，口線內(nèi)無上拉電阻，處于高阻口作為總線使用，口線內(nèi)無上拉電阻，處于高阻“懸浮懸浮”態(tài)。故態(tài)。故P0P0口為雙向三態(tài)口為雙向三態(tài)I/OI/O口。口。為什么為什么P0P0口要有高阻口要有高阻“懸浮懸浮”態(tài)？態(tài)？準(zhǔn)雙向準(zhǔn)雙向I/OI/O口則無高阻的口則無高阻的“懸浮懸浮”狀態(tài)。狀態(tài)。另外，另外，準(zhǔn)雙向口準(zhǔn)雙向口作通用作通用I/OI/O的輸入口使用時，的輸入口使用時，一定要向該口一定要向該口先寫入先寫入“1 1”。以上的準(zhǔn)雙向口與雙向口的差別，讀者在閱讀以上的準(zhǔn)雙向口與雙向口的差別，讀者在閱讀2.52.5節(jié)后，將會有深刻的理解。節(jié)后，將會

21、有深刻的理解。22至此，至此，4040個個引腳已介紹引腳已介紹完完，應(yīng)熟記每一引腳功能對應(yīng)用，應(yīng)熟記每一引腳功能對應(yīng)用系統(tǒng)硬件電路設(shè)計十分重要。系統(tǒng)硬件電路設(shè)計十分重要。2.3 AT89S512.3 AT89S51的的CPUCPU由圖由圖2-12-1可見，可見，CPUCPU由由運算器運算器和和控制器控制器構(gòu)成。構(gòu)成。2.3.1 2.3.1 運算器運算器對操作數(shù)進行算術(shù)、邏輯和位操作運算。主要包括算術(shù)對操作數(shù)進行算術(shù)、邏輯和位操作運算。主要包括算術(shù)邏輯運算單元邏輯運算單元ALUALU、累加器、累加器A A、位處理器、程序狀態(tài)字寄存、位處理器、程序狀態(tài)字寄存器器PSWPSW及兩個暫存器等。及兩個暫

22、存器等。1 1算術(shù)邏輯運算單元算術(shù)邏輯運算單元ALUALU可對可對8 8位變量位變量邏輯邏輯運算運算（與、或、異或、循環(huán)、求補和清與、或、異或、循環(huán)、求補和清零零），還可，還可算術(shù)運算算術(shù)運算（加、減、乘、除加、減、乘、除）23ALUALU還有位操作功能，對位變量進行位處理，如置還有位操作功能，對位變量進行位處理，如置“1 1”、清、清“0 0”、求補、測試轉(zhuǎn)移及邏輯、求補、測試轉(zhuǎn)移及邏輯“與與”、“或或”等等。2 2累加器累加器A A使用最頻繁的寄存器，使用最頻繁的寄存器，可可寫為寫為AccAcc?！癆 A”與與“AccAcc” 書寫書寫上的差別，將在第上的差別，將在第3 3章介紹。章介紹。

23、作用如下：作用如下：（1 1）ALUALU單元的輸入數(shù)據(jù)源之一，又是單元的輸入數(shù)據(jù)源之一，又是ALUALU運算結(jié)果存放單運算結(jié)果存放單元元。（2 2）數(shù)據(jù)傳送大多都通過累加器）數(shù)據(jù)傳送大多都通過累加器A A，相當(dāng)于數(shù)據(jù)的中轉(zhuǎn)站。，相當(dāng)于數(shù)據(jù)的中轉(zhuǎn)站。為解決為解決“瓶頸堵塞瓶頸堵塞”問題，問題，AT89S51AT89S51增加了一部分可以不增加了一部分可以不經(jīng)過累加器的傳送指令。經(jīng)過累加器的傳送指令。24A A的進位標(biāo)志的進位標(biāo)志CyCy是特殊的，因為它同時又是是特殊的，因為它同時又是位處理機的位處理機的位累位累加器加器3 3程序狀態(tài)字寄存器程序狀態(tài)字寄存器PSWPSWPSWPSW（Progra

24、m Status WordProgram Status Word）位于片內(nèi)特殊功能寄存器區(qū)，）位于片內(nèi)特殊功能寄存器區(qū)，字節(jié)地址為字節(jié)地址為D0HD0H。包含了包含了程序運行狀態(tài)的信息程序運行狀態(tài)的信息，其中，其中4 4位保存當(dāng)前指令執(zhí)行后位保存當(dāng)前指令執(zhí)行后的狀態(tài)，供程序查詢和判斷。的狀態(tài)，供程序查詢和判斷。格式如圖格式如圖2-32-3所示所示。 圖圖2-32-3 PSW PSW的格式的格式25PSWPSW中各個位的功能中各個位的功能：（1 1）CyCy（PSW.7PSW.7）進位標(biāo)志位）進位標(biāo)志位 可寫為可寫為C C。在算術(shù)和邏輯運算時，若有。在算術(shù)和邏輯運算時，若有進位進位/ /借位借位

25、，CyCy1 1；否則，否則，CyCy0 0。在位處理器中，它是位累加器。在位處理器中，它是位累加器。（2 2）AcAc（PSW.6PSW.6）輔助進位標(biāo)志位）輔助進位標(biāo)志位 在在BCDBCD碼運算時，用作十進位調(diào)整。即當(dāng)碼運算時，用作十進位調(diào)整。即當(dāng)D3D3位向位向D4D4位產(chǎn)生進位產(chǎn)生進位或借位時，位或借位時，AcAc1 1；否則，；否則，AcAc0 0。（3 3）F0F0（PSW.5PSW.5）用戶設(shè)定標(biāo)志位）用戶設(shè)定標(biāo)志位 由用戶使用的一個狀態(tài)標(biāo)志位，可用指令來使它置由用戶使用的一個狀態(tài)標(biāo)志位，可用指令來使它置1 1或清或清0 0，控制程序的流向。用戶應(yīng)充分利用?？刂瞥绦虻牧飨?。用戶應(yīng)

26、充分利用。26（4 4）RS1RS1、RS0RS0（PSW.4PSW.4、PSW.3PSW.3）4 4組工作寄存器區(qū)選擇組工作寄存器區(qū)選擇選擇片內(nèi)選擇片內(nèi)RAMRAM區(qū)中的區(qū)中的4 4組工作寄存器區(qū)中的某一組為當(dāng)前工組工作寄存器區(qū)中的某一組為當(dāng)前工作寄存區(qū)作寄存區(qū)見見表表2-22-2。（5 5）OVOV（PSW.2PSW.2）溢出標(biāo)志位）溢出標(biāo)志位當(dāng)執(zhí)行算術(shù)指令時，用來指示運算結(jié)果是否產(chǎn)生溢出。如當(dāng)執(zhí)行算術(shù)指令時，用來指示運算結(jié)果是否產(chǎn)生溢出。如果結(jié)果產(chǎn)生溢出，果結(jié)果產(chǎn)生溢出，OV=1OV=1；否則，；否則，OV=0OV=0。（6 6）PSW.1PSW.1位位 保留位保留位（7 7）P P（P

27、SW.0PSW.0）奇偶標(biāo)志位）奇偶標(biāo)志位指令執(zhí)行完，累加器指令執(zhí)行完，累加器A A中中“1 1”的個數(shù)的個數(shù)是是奇數(shù)奇數(shù)還是還是偶數(shù)偶數(shù)。27P=1P=1，表示表示A A中中“1 1”的個數(shù)為的個數(shù)為奇數(shù)奇數(shù)。P=0P=0，表示，表示A A中中“1 1”的個數(shù)為的個數(shù)為偶數(shù)偶數(shù)。此標(biāo)志位對串行通信有重要的意義此標(biāo)志位對串行通信有重要的意義，常用常用奇偶檢驗奇偶檢驗的的方法來檢驗數(shù)據(jù)串行傳輸?shù)目煽啃?。方法來檢驗數(shù)據(jù)串行傳輸?shù)目煽啃浴?8292.3.2 2.3.2 控制器控制器 任務(wù)任務(wù)識別指令，并根據(jù)指令的性質(zhì)控制單片機各功能部件識別指令，并根據(jù)指令的性質(zhì)控制單片機各功能部件，從而保證單片機各

28、部分能自動協(xié)調(diào)地工作。，從而保證單片機各部分能自動協(xié)調(diào)地工作。 控制器包括控制器包括：程序計數(shù)器、指令寄存器、指令譯碼器、定程序計數(shù)器、指令寄存器、指令譯碼器、定時及控制邏輯電路等。功能是控制指令的讀入、譯碼和執(zhí)行時及控制邏輯電路等。功能是控制指令的讀入、譯碼和執(zhí)行，從而對各功能部件進行定時和邏輯控制。，從而對各功能部件進行定時和邏輯控制。 程序計數(shù)器程序計數(shù)器PCPC是一個獨立的是一個獨立的1616位計數(shù)器，不可訪問。單片位計數(shù)器，不可訪問。單片機復(fù)位時，機復(fù)位時，PCPC中內(nèi)容為中內(nèi)容為0000H0000H，從程序存儲器，從程序存儲器0000H0000H單元取指單元取指令，開始執(zhí)行程序。令

29、，開始執(zhí)行程序。 PC PC工作過程是工作過程是：CPUCPU讀指令時，讀指令時，PCPC的內(nèi)容作為所取指令的地的內(nèi)容作為所取指令的地址，程序存儲器按此地址輸出指令字節(jié)，同時址，程序存儲器按此地址輸出指令字節(jié)，同時PCPC自動加自動加1 1。 PC PC中內(nèi)容變化軌跡中內(nèi)容變化軌跡決定程序流程。當(dāng)決定程序流程。當(dāng)順序執(zhí)行順序執(zhí)行程序時自動程序時自動加加1 1；執(zhí)行；執(zhí)行轉(zhuǎn)移程序轉(zhuǎn)移程序或或子程序、中斷子程序調(diào)用子程序、中斷子程序調(diào)用時，自動時，自動將其內(nèi)容更改成所要轉(zhuǎn)移的目的地址。將其內(nèi)容更改成所要轉(zhuǎn)移的目的地址。 PC PC的計數(shù)寬度的計數(shù)寬度決定了程序存儲器的地址范圍。決定了程序存儲器的地

30、址范圍。PCPC為為1616位，位，故可對故可對64KB64KB（=2=21616B B）尋址。尋址。2.4 AT89S512.4 AT89S51存儲器的結(jié)構(gòu)存儲器的結(jié)構(gòu)存儲器存儲器的的結(jié)構(gòu)特點之一是將程序存儲器和數(shù)據(jù)存儲器分開結(jié)構(gòu)特點之一是將程序存儲器和數(shù)據(jù)存儲器分開（哈佛結(jié)構(gòu)），哈佛結(jié)構(gòu)），并有并有各自各自的訪問指令。的訪問指令。存儲器空間可分為存儲器空間可分為4 4類類。30. .程序存儲器空間程序存儲器空間片內(nèi)和片外兩部分。片內(nèi)和片外兩部分。片內(nèi)片內(nèi)4KB4KB FlashFlash ，編程和擦除完全是電氣實現(xiàn)?？捎猛ㄓ镁?，編程和擦除完全是電氣實現(xiàn)?？捎猛ㄓ镁幊唐鲗ζ渚幊?，也可程器對其

31、編程，也可在線編程在線編程。當(dāng)片內(nèi)當(dāng)片內(nèi)4KB Flash 4KB Flash 存儲器不夠用時，可片外擴展，最多可擴存儲器不夠用時，可片外擴展，最多可擴展至展至64KB64KB程序存儲器。程序存儲器。. .數(shù)據(jù)存儲器空間數(shù)據(jù)存儲器空間片內(nèi)片內(nèi)與與片外片外兩部分。兩部分。片內(nèi)有片內(nèi)有128 B RAM128 B RAM（5252子系列為子系列為256B256B）。片內(nèi)片內(nèi)RAM RAM 不夠用時，在不夠用時，在片外可擴展至片外可擴展至64KB RAM64KB RAM 。31. .特殊功能寄存器特殊功能寄存器SFRSFR （Special Function RegisterSpecial Func

32、tion Register）片內(nèi)各功能部件的控制寄存器及狀態(tài)寄存器。片內(nèi)各功能部件的控制寄存器及狀態(tài)寄存器。SFRSFR綜合反映了綜合反映了整個單片機基本系統(tǒng)內(nèi)部實際的工作狀態(tài)及工作方式。整個單片機基本系統(tǒng)內(nèi)部實際的工作狀態(tài)及工作方式。. .位地址空間位地址空間共有共有211211個個可尋址位，構(gòu)成了位地址空間。它們位于內(nèi)部可尋址位，構(gòu)成了位地址空間。它們位于內(nèi)部 RAMRAM（共（共128128位）和特殊功能寄存器區(qū)（共位）和特殊功能寄存器區(qū)（共8383位）中。位）中。2.4.1 2.4.1 程序存儲器空間程序存儲器空間存放程序和表格之類的固定常數(shù)。片內(nèi)為存放程序和表格之類的固定常數(shù)。片內(nèi)為

33、4KB4KB的的 Flash Flash ，地址，地址為為0000H0000H0FFFH0FFFH。1616位地址線，可外擴的程序存儲器空間最位地址線，可外擴的程序存儲器空間最大為大為64KB64KB，地址為，地址為0000H0000HFFFFHFFFFH。使用使用時時應(yīng)注意以下問題應(yīng)注意以下問題：32（1 1）分為）分為片內(nèi)片內(nèi)和和片外片外兩部分兩部分，訪問片內(nèi)的還是片外的程序，訪問片內(nèi)的還是片外的程序存儲器，由存儲器，由 引腳電平引腳電平確定。確定。 =1 =1時，時，CPUCPU從片內(nèi)從片內(nèi)0000H0000H開始取指令，開始取指令，當(dāng)當(dāng)PCPC值沒有超出值沒有超出0FFFH0FFFH時

34、，只訪問片內(nèi)時，只訪問片內(nèi)Flash Flash 存儲器，存儲器，當(dāng)當(dāng)PCPC值超出值超出0FFFH0FFFH自自動轉(zhuǎn)向讀片外程序存儲器空間動轉(zhuǎn)向讀片外程序存儲器空間1000H1000HFFFFH FFFFH 內(nèi)的程序。內(nèi)的程序。 =0 =0時，只能執(zhí)行片外程序存儲器（時，只能執(zhí)行片外程序存儲器（0000H0000HFFFFHFFFFH）中的）中的程序。不理會片內(nèi)程序。不理會片內(nèi)4KB Flash 4KB Flash 存儲器。存儲器。（2 2）程序存儲器某些固定單元）程序存儲器某些固定單元用于各中斷源中斷服務(wù)程序用于各中斷源中斷服務(wù)程序入口。入口。33EAEAEA3464KB64KB程序存儲器

35、空間中有程序存儲器空間中有5 5個特殊單元個特殊單元分別對應(yīng)于分別對應(yīng)于5 5個中斷源個中斷源 的中斷入口地址，見的中斷入口地址，見表表2-32-3。通常這通常這5 5個中斷入口個中斷入口地址處地址處都放一條跳轉(zhuǎn)指令都放一條跳轉(zhuǎn)指令跳向?qū)?yīng)的跳向?qū)?yīng)的 中斷服務(wù)子程序，而不是直接存放中斷服務(wù)子程序中斷服務(wù)子程序，而不是直接存放中斷服務(wù)子程序。2.4.2 2.4.2 數(shù)據(jù)存儲器空間數(shù)據(jù)存儲器空間 片內(nèi)與片外兩部分。片內(nèi)與片外兩部分。. .片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲器片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲器 片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲器（片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲器（RAMRAM）共）共128128個單元，字節(jié)地址個單元，字節(jié)地址為為00H00H7FH7FH。圖圖

36、2-42-4為片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲器的結(jié)構(gòu)。為片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲器的結(jié)構(gòu)。35圖圖2-4 2-4 AT89S51AT89S51片內(nèi)片內(nèi)RAMRAM結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)00H00H1FH1FH 的的3232個單元個單元是是4 4組通用工作寄存器區(qū)，每區(qū)包含組通用工作寄存器區(qū)，每區(qū)包含8B8B，為為R7R7R0R0。可。可通過指令改變通過指令改變RS1RS1、RS0RS0兩位兩位來選擇。來選擇。20H20H2FH2FH的的1616個個單元的單元的128128位可位尋址，也可字節(jié)尋址。位可位尋址，也可字節(jié)尋址。30H30H7FH7FH的單元只能字節(jié)尋址，用作存數(shù)據(jù)以及作為堆棧區(qū)。的單元只能字節(jié)尋址，用作存數(shù)據(jù)以及作為堆棧區(qū)。

37、. .片外數(shù)據(jù)存儲器片外數(shù)據(jù)存儲器當(dāng)片內(nèi)當(dāng)片內(nèi)128B128B的的RAMRAM不夠用時，需外擴，最多可外擴不夠用時，需外擴，最多可外擴64KB64KB的的RAMRAM。注意，片內(nèi)注意，片內(nèi)RAMRAM與片外與片外RAMRAM兩個空間是相互獨立的，兩個空間是相互獨立的，片內(nèi)片內(nèi)RAMRAM與片外與片外RAMRAM的低的低128B128B的地址是相同的的地址是相同的，但由于使用的是不同，但由于使用的是不同的訪問指令，所以不會發(fā)生沖突。的訪問指令，所以不會發(fā)生沖突。362.4.3 2.4.3 特殊功能寄存器（特殊功能寄存器（SFRSFR）采用特殊功能寄存器集中控制采用特殊功能寄存器集中控制各功能部件

38、各功能部件。特殊功能寄存器特殊功能寄存器映射在片內(nèi)映射在片內(nèi)RAMRAM的的 80H80HFFH FFH 區(qū)域區(qū)域中，共中，共2626個個。表表2-4 2-4 SFRSFR的名稱及其分布。有些還可位尋址，位地址的名稱及其分布。有些還可位尋址，位地址見見表表2-42-4。與與AT89C51AT89C51相比，相比，新增新增5 5個個SFRSFR：DP1LDP1L、DP1HDP1H、AUXRAUXR、AUXR1AUXR1和和WDTRSTWDTRST，已在，已在表表2-42-4中標(biāo)出。中標(biāo)出。凡是凡是可位尋址的可位尋址的SFRSFR，字節(jié)地址末位只能是，字節(jié)地址末位只能是0H0H或或8H8H。另外，

39、。另外，若讀若讀/ /寫寫未未定義單元，將得到一個不確定的隨機數(shù)。定義單元，將得到一個不確定的隨機數(shù)。下面介紹某些下面介紹某些SFRSFR，余下的，余下的SFRSFR將在后將在后面面介紹。介紹。3738391 1堆棧指針堆棧指針SPSP指示堆棧頂部在內(nèi)部指示堆棧頂部在內(nèi)部RAMRAM塊中的位置。塊中的位置。堆棧結(jié)構(gòu)堆棧結(jié)構(gòu)向上生長型向上生長型。單片機。單片機復(fù)位復(fù)位后，后，SPSP為為07H07H，使得堆，使得堆棧實際上從棧實際上從08H08H單元開始，單元開始，由于由于08H08H1FH1FH單元分別是屬于單元分別是屬于1 13 3組的工作寄存器區(qū)，組的工作寄存器區(qū)，最好在復(fù)位最好在復(fù)位后后

40、把把SPSP值改置為值改置為60H60H或或更大的值更大的值，避免堆棧與工作寄存器沖突。，避免堆棧與工作寄存器沖突。堆棧是為堆棧是為子程序調(diào)用子程序調(diào)用和和中斷操作中斷操作而設(shè)而設(shè)，主要主要用來用來保護斷點保護斷點和和現(xiàn)場現(xiàn)場。（1 1）保護斷點。）保護斷點。無論是子程序調(diào)用操作還是中斷服務(wù)子程無論是子程序調(diào)用操作還是中斷服務(wù)子程序調(diào)用，最終都要返回主程序。應(yīng)預(yù)先把主程序的斷點在序調(diào)用，最終都要返回主程序。應(yīng)預(yù)先把主程序的斷點在堆棧中保護起來，為程序正確返回做準(zhǔn)備。堆棧中保護起來，為程序正確返回做準(zhǔn)備。40（2 2）現(xiàn)場保護。）現(xiàn)場保護。執(zhí)行子程序或中斷服務(wù)子程序時，要用到一執(zhí)行子程序或中斷服

41、務(wù)子程序時，要用到一些寄存器單元，會破壞原有內(nèi)容。要把有關(guān)寄存器單元的內(nèi)些寄存器單元，會破壞原有內(nèi)容。要把有關(guān)寄存器單元的內(nèi)容保存起來，送入堆棧，這就是所謂的容保存起來，送入堆棧，這就是所謂的“現(xiàn)場保護現(xiàn)場保護”。兩種操作：兩種操作：數(shù)據(jù)壓入數(shù)據(jù)壓入（PUSHPUSH）堆棧，堆棧，數(shù)據(jù)彈出數(shù)據(jù)彈出（POPPOP）堆棧。堆棧。數(shù)據(jù)壓入堆棧，數(shù)據(jù)壓入堆棧，SPSP自動加自動加1 1；數(shù)據(jù)彈出堆棧，；數(shù)據(jù)彈出堆棧，SPSP自動減自動減1 1。2 2寄存器寄存器B B為執(zhí)行乘法和除法為執(zhí)行乘法和除法而而設(shè)。在不執(zhí)行乘、除法操作的情況下，可設(shè)。在不執(zhí)行乘、除法操作的情況下，可把它當(dāng)作一個普通寄存器來使用

42、。把它當(dāng)作一個普通寄存器來使用。4142乘法乘法，兩乘數(shù)分別在，兩乘數(shù)分別在A A、B B中，執(zhí)行乘法指令后，乘積在中，執(zhí)行乘法指令后，乘積在BABA中中除法除法，被除數(shù)取自，被除數(shù)取自A A，除數(shù)取自，除數(shù)取自B B，商存放在，商存放在A A中，余數(shù)存中，余數(shù)存B B中。中。3 3AUXRAUXR寄存器寄存器 AUXR AUXR是輔助寄存器，其格式如是輔助寄存器，其格式如圖圖2-52-5所示所示：圖圖2-52-5 AUXRAUXR寄存器的格式寄存器的格式43其中其中: :DISALEDISALE：ALEALE的禁止的禁止/ /允許位允許位。0 0：ALEALE有效，發(fā)出脈沖；有效，發(fā)出脈沖；

43、 1 1：ALEALE僅在執(zhí)行僅在執(zhí)行MOVCMOVC和和MOVXMOVX類指令時有效，不訪問外部類指令時有效，不訪問外部存儲器時，存儲器時，ALEALE不輸出脈沖信號不輸出脈沖信號。DISRTODISRTO：禁止禁止/ /允許允許WDTWDT溢出時的復(fù)位輸出溢出時的復(fù)位輸出。0 0：WDTWDT溢出時，在溢出時，在RSTRST引腳輸出一個高電平脈沖；引腳輸出一個高電平脈沖；1 1：RSTRST引腳僅為輸入腳。引腳僅為輸入腳。WDIDLEWDIDLE：WDTWDT在空閑模式下的禁止在空閑模式下的禁止/ /允許位。允許位。 0 0： WDTWDT在空閑模式下繼續(xù)計數(shù)；在空閑模式下繼續(xù)計數(shù)； 1

44、1： WDTWDT在空閑模式下暫停計數(shù)。在空閑模式下暫停計數(shù)。444. 4. 數(shù)據(jù)指針數(shù)據(jù)指針DPTR0DPTR0和和DPTR1DPTR1雙數(shù)據(jù)指針寄存器雙數(shù)據(jù)指針寄存器，便于訪問便于訪問數(shù)據(jù)存儲器數(shù)據(jù)存儲器。DPTR0DPTR0：AT89C51AT89C51單片機單片機原有原有的數(shù)據(jù)指針的數(shù)據(jù)指針；DPTR1DPTR1：新增加新增加的數(shù)據(jù)指針。的數(shù)據(jù)指針。AUXR1AUXR1的的DPSDPS位位用于用于選擇選擇兩個數(shù)據(jù)指針兩個數(shù)據(jù)指針。當(dāng)。當(dāng)DPS=0DPS=0時，選用時，選用DPTR0DPTR0；當(dāng)；當(dāng)DPS=1DPS=1時，選用時，選用DPTR1DPTR1。數(shù)據(jù)指針數(shù)據(jù)指針可作為一個可作

45、為一個1616位寄存器來用，也可作為兩個獨立的位寄存器來用，也可作為兩個獨立的8 8位寄存器位寄存器DP0HDP0H（或（或DP1HDP1H）和）和DP0LDP0L（或（或DP1LDP1L）來用。）來用。455. AUXR15. AUXR1寄存器寄存器AUXR1AUXR1是輔助寄存器，格式如是輔助寄存器，格式如圖圖2-62-6所示所示： DPSDPS：數(shù)據(jù)指針寄存器選擇位。數(shù)據(jù)指針寄存器選擇位。0 0：選擇數(shù)據(jù)指針寄存器選擇數(shù)據(jù)指針寄存器DPTR0DPTR0；1 1：選擇數(shù)據(jù)指針寄存器選擇數(shù)據(jù)指針寄存器DPTR1DPTR1。圖圖2-62-6 AUXR1AUXR1寄存器的格式寄存器的格式6. 6

46、. 看門狗定時器看門狗定時器WDTWDTWDTWDT包含一個包含一個1414位計數(shù)器位計數(shù)器和和看門狗定時器復(fù)位寄存器看門狗定時器復(fù)位寄存器 （WDTRSTWDTRST）。）。當(dāng)當(dāng)CPUCPU由于干擾，程序陷入死循環(huán)或跑飛狀態(tài)時，由于干擾，程序陷入死循環(huán)或跑飛狀態(tài)時，WDTWDT提供了一種提供了一種使程序恢復(fù)正常運行的有效手段。使程序恢復(fù)正常運行的有效手段。有關(guān)有關(guān)WDTWDT在抗干擾設(shè)計中的應(yīng)用以及低功耗模式下運行的狀態(tài)，在抗干擾設(shè)計中的應(yīng)用以及低功耗模式下運行的狀態(tài)，將在相應(yīng)的章節(jié)中具體介紹。將在相應(yīng)的章節(jié)中具體介紹。上面介紹的特殊功能寄存器，上面介紹的特殊功能寄存器，除了前兩個除了前兩個

47、SPSP和和B B以外，其余的均以外，其余的均為為AT89S51AT89S51在在AT89C51AT89C51基礎(chǔ)上基礎(chǔ)上新增加的新增加的SFRSFR。462.4.4 2.4.4 位地址空間位地址空間211211個尋址位的位地址，位地址范圍為個尋址位的位地址，位地址范圍為 00H00HFFHFFH，其中，其中 00H00H7FH7FH 這這128128位處于位處于片內(nèi)片內(nèi)RAM RAM 字節(jié)地址字節(jié)地址 20H20H2FH2FH 單元中，如單元中，如表表2-52-5所示。其余的所示。其余的8383個可尋址位個可尋址位分布在分布在特殊功能寄存器特殊功能寄存器SFRSFR中，中，見見表表2-62-

48、6?？杀晃粚ぶ返目杀晃粚ぶ返奶厥饧拇嫫魈厥饧拇嫫饔杏?111個個，共有位地址，共有位地址8888個，個，5 5個位未個位未用，其余用，其余8383個位的位地址離散地分布于片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲器區(qū)字個位的位地址離散地分布于片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲器區(qū)字節(jié)地址為節(jié)地址為80H80HFFHFFH的范圍內(nèi)，其的范圍內(nèi)，其最低的位地址等于其字節(jié)地最低的位地址等于其字節(jié)地址址，且其字節(jié)地址的，且其字節(jié)地址的末位都為末位都為0H0H或或8H8H。4748特殊功能寄存器位 地 址字 節(jié)地 址D7D6D5D4D3D2D1D0BF7HF6HF5HF4HF3HF2HF1HF0HF0HAccE7HE6HE5HE4HE3HE2HE1HE0

49、HE0HPSWD7HD6HD5HD4HD3HD2HD1HD0HD0HIPBCHBBHBAHB9HB8HB8HP3B7HB6HB5HB4HB3HB2HB1HB0HB0HIEAFHACHABHAAHA9HA8HA8HP2A7HA6HA5HA4HA3HA2HA1HA0HA0HSCON9FH9EH9DH9CH9BH9AH99H98H98HP197H96H95H94H93H92H91H90H90HTCON8FH8EH8DH8CH8BH8AH89H88H88HP087H86H85H84H83H82H81H80H80H表2-6 SFR中的位地址分布 作為對作為對AT89S51AT89S51存儲器結(jié)構(gòu)的總結(jié)，

50、存儲器結(jié)構(gòu)的總結(jié)，圖圖2-72-7為為各類存儲各類存儲器的結(jié)構(gòu)圖。器的結(jié)構(gòu)圖。從圖中可從圖中可清楚看出各類存儲器在存儲器空間清楚看出各類存儲器在存儲器空間的位置。的位置。50圖圖2-7 2-7 AT89S51AT89S51單片機的存儲器結(jié)構(gòu)單片機的存儲器結(jié)構(gòu)2.5 AT89S512.5 AT89S51的并行的并行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，分別記為端口，分別記為P0P0、P1P1、P2P2和和P3P3，其中，其中輸出鎖存器輸出鎖存器屬于屬于特殊功能寄存器特殊功能寄存器。端口的每一位均由輸出鎖。端口的每一位均由輸出鎖存器、輸出驅(qū)動器和輸入緩沖器組

51、成，存器、輸出驅(qū)動器和輸入緩沖器組成，4 4個端口按個端口按字節(jié)輸入字節(jié)輸入/ /輸出輸出外，外，也也可可位尋址位尋址。2.5.1 P02.5.1 P0口口P0P0口是一個口是一個雙功能雙功能的的8 8位并行端口，位并行端口，字節(jié)地址字節(jié)地址為為80H80H，位地址為，位地址為80H80H87H87H。端口的各位具有完全相同但又相互獨立的電路結(jié)。端口的各位具有完全相同但又相互獨立的電路結(jié)構(gòu)，構(gòu)，P0P0口口某一位的某一位的位電路結(jié)構(gòu)位電路結(jié)構(gòu)如如圖圖2-82-8所示所示。5152圖圖2-8 2-8 P0P0口某一位的位電路結(jié)構(gòu)口某一位的位電路結(jié)構(gòu)1 1位電路結(jié)構(gòu)位電路結(jié)構(gòu) P0 P0口某一位的

52、電路包括：口某一位的電路包括：（1 1）一個數(shù)據(jù)輸出的鎖存器，用于數(shù)據(jù)位的鎖存。）一個數(shù)據(jù)輸出的鎖存器，用于數(shù)據(jù)位的鎖存。（2 2）兩個三態(tài)的數(shù)據(jù)輸入緩沖器，分別是用于）兩個三態(tài)的數(shù)據(jù)輸入緩沖器，分別是用于讀鎖存器數(shù)讀鎖存器數(shù)據(jù)據(jù)的輸入緩沖器的輸入緩沖器BUF1BUF1和和讀引腳數(shù)據(jù)讀引腳數(shù)據(jù)的輸入緩沖器的輸入緩沖器BUF2BUF2。（3 3）一個多路轉(zhuǎn)接開關(guān)）一個多路轉(zhuǎn)接開關(guān)MUXMUX，它的一個輸入來自鎖存器的，它的一個輸入來自鎖存器的 端，另一個輸入為地址端，另一個輸入為地址/ /數(shù)據(jù)信號的反相輸出。數(shù)據(jù)信號的反相輸出。MUXMUX由由“控控制制”信號控制，實現(xiàn)鎖存器的輸出和地址信號控制

53、，實現(xiàn)鎖存器的輸出和地址/ /數(shù)據(jù)信號之間數(shù)據(jù)信號之間的轉(zhuǎn)接。的轉(zhuǎn)接。（4 4）數(shù)據(jù)輸出的）數(shù)據(jù)輸出的控制和驅(qū)動電路控制和驅(qū)動電路，由，由兩個場效應(yīng)管兩個場效應(yīng)管（FETFET）組成。組成。532 2工作過程分析工作過程分析（1 1）P0P0口用作地址口用作地址/ /數(shù)據(jù)總線數(shù)據(jù)總線外擴存儲器或外擴存儲器或I/OI/O時，時，P0P0口作為單片機系統(tǒng)口作為單片機系統(tǒng)復(fù)用的復(fù)用的地址地址/ /數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)總線使用。總線使用。當(dāng)作為當(dāng)作為地址或數(shù)據(jù)輸出地址或數(shù)據(jù)輸出時，時，“控制控制”信號為信號為1 1，硬件自動使轉(zhuǎn)，硬件自動使轉(zhuǎn)接開關(guān)接開關(guān)MUXMUX打向上面，接通反相器的輸出，同時使與門處于打向上

54、面，接通反相器的輸出，同時使與門處于開啟狀態(tài)。開啟狀態(tài)。當(dāng)當(dāng)輸出的地址輸出的地址/ /數(shù)據(jù)信息為數(shù)據(jù)信息為1 1時，與門輸出為時，與門輸出為1 1，上方的場效應(yīng)，上方的場效應(yīng)管導(dǎo)通，下方的場效應(yīng)管截止，管導(dǎo)通，下方的場效應(yīng)管截止，P0.xP0.x引腳輸出為引腳輸出為1 1；當(dāng)輸出當(dāng)輸出的地址的地址/ /數(shù)據(jù)信息為數(shù)據(jù)信息為0 0時，時，上方的場效應(yīng)管上方的場效應(yīng)管截止截止，下方的場下方的場效應(yīng)管效應(yīng)管導(dǎo)通導(dǎo)通，P0.xP0.x引腳輸出為引腳輸出為0 0。5455輸出電路是輸出電路是上、下兩個場效應(yīng)管形成的上、下兩個場效應(yīng)管形成的推拉式結(jié)構(gòu)推拉式結(jié)構(gòu)，大大提高了，大大提高了負(fù)載能力，上方的場效應(yīng)

55、管這時起到負(fù)載能力，上方的場效應(yīng)管這時起到內(nèi)部上拉電阻內(nèi)部上拉電阻的作用。的作用。當(dāng)當(dāng)P0P0口作為口作為數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)輸入時輸入時，僅從外部存儲器（或，僅從外部存儲器（或I/OI/O）讀入信息，）讀入信息，對應(yīng)的對應(yīng)的“控制控制”信號為信號為0 0，MUXMUX接通鎖存器的接通鎖存器的 端。端。由于由于P0P0口作為地址口作為地址/ /數(shù)據(jù)復(fù)用方式訪問外部存儲器時，數(shù)據(jù)復(fù)用方式訪問外部存儲器時，CPUCPU自動向自動向P0P0口寫入口寫入FFHFFH，使下方場效應(yīng)管截止，上方場效應(yīng)管由于控制，使下方場效應(yīng)管截止，上方場效應(yīng)管由于控制信號為信號為0 0也截止，從而也截止，從而保證數(shù)據(jù)信息的保證數(shù)據(jù)信

56、息的高阻抗高阻抗輸入輸入，從外部存，從外部存儲器輸入的數(shù)據(jù)信息直接由儲器輸入的數(shù)據(jù)信息直接由P0.xP0.x引腳通過輸入緩沖器引腳通過輸入緩沖器BUF2BUF2進進入內(nèi)部總線。入內(nèi)部總線。Q具有具有高阻抗輸入的高阻抗輸入的I/OI/O口口應(yīng)具有應(yīng)具有高電平高電平、低電平低電平和和高阻抗高阻抗3 3種狀種狀態(tài)態(tài)的端口。因此，的端口。因此，P0P0口作為地址口作為地址/ /數(shù)據(jù)總線使用時是一個真正數(shù)據(jù)總線使用時是一個真正的雙向端口，簡稱的雙向端口，簡稱雙向口雙向口。 （2 2）P0P0口用作通用口用作通用I/OI/O口口當(dāng)當(dāng)P0P0口不作為系統(tǒng)的地址口不作為系統(tǒng)的地址/ /數(shù)據(jù)總線使用時，此時數(shù)據(jù)

57、總線使用時，此時P0P0口也可作口也可作為通用的為通用的I/OI/O口使用。口使用。作通用的作通用的I/OI/O口時，對應(yīng)的口時，對應(yīng)的“控制控制”信號為信號為0 0，MUXMUX打向下面，打向下面，接通鎖存器的接通鎖存器的 端，端，“與門與門”輸出為輸出為0 0，上方場效應(yīng)管截止，上方場效應(yīng)管截止，形成的形成的P0P0口輸出電路為漏極開路輸出。口輸出電路為漏極開路輸出。P0P0口作輸出口口作輸出口時，來自時，來自CPUCPU的的“寫寫”脈沖加在脈沖加在D D鎖存器的鎖存器的CPCP端，端，內(nèi)部總線上的數(shù)據(jù)寫入內(nèi)部總線上的數(shù)據(jù)寫入D D鎖存器，并由引腳鎖存器，并由引腳P0.xP0.x輸出。輸出

58、。56Q當(dāng)當(dāng)D D鎖存器為鎖存器為1 1時，時， 端為端為0 0，下方場效應(yīng)管截止，輸出為漏極開，下方場效應(yīng)管截止，輸出為漏極開路，此時，必須外接上拉電阻才能有高電平輸出；當(dāng)路，此時，必須外接上拉電阻才能有高電平輸出；當(dāng)D D鎖存器鎖存器為為0 0時，下方場效應(yīng)管導(dǎo)通，時，下方場效應(yīng)管導(dǎo)通，P0P0口輸出為低電平?？谳敵鰹榈碗娖?。P0P0口作輸入口口作輸入口使用時，有使用時，有兩種讀入方式兩種讀入方式：“讀鎖存器讀鎖存器”和和“讀讀引腳引腳”。當(dāng)當(dāng)CPUCPU發(fā)出發(fā)出“讀鎖存器讀鎖存器”指令時，指令時，鎖存器的狀態(tài)鎖存器的狀態(tài)由由Q Q端經(jīng)上方的端經(jīng)上方的三態(tài)緩沖器三態(tài)緩沖器BUF1BUF1進

59、入內(nèi)部總線；進入內(nèi)部總線；當(dāng)當(dāng)CPUCPU發(fā)出發(fā)出“讀引腳讀引腳”指令指令時，鎖存器的輸出狀態(tài)時，鎖存器的輸出狀態(tài)=1=1（即（即 端端為為0 0），而使下方場效應(yīng)管截止，），而使下方場效應(yīng)管截止，引腳的狀態(tài)引腳的狀態(tài)經(jīng)下方的三態(tài)緩經(jīng)下方的三態(tài)緩沖器沖器BUF2BUF2進入內(nèi)部總線。進入內(nèi)部總線。57QQ3 3P0P0口的特點口的特點P0P0口為口為雙功能口雙功能口地址地址/ /數(shù)據(jù)復(fù)用數(shù)據(jù)復(fù)用口和口和通用通用I/OI/O口?？?。（1 1）當(dāng)當(dāng)P0P0口用作口用作地址地址/ /數(shù)據(jù)復(fù)用數(shù)據(jù)復(fù)用口時，是一個口時，是一個真正的雙向口真正的雙向口， 輸出低輸出低8 8位地址和輸出位地址和輸出/ /輸

60、入輸入8 8位數(shù)據(jù)。位數(shù)據(jù)。（2 2）當(dāng)當(dāng)P0P0口用作口用作通用通用I/OI/O口時，由于需要在片外接上拉電阻，口時，由于需要在片外接上拉電阻，端口不存在高阻抗（懸?。顟B(tài)，因此是一個端口不存在高阻抗（懸浮）狀態(tài)，因此是一個準(zhǔn)雙向口準(zhǔn)雙向口。為保證引腳信號的為保證引腳信號的正確讀入正確讀入，應(yīng)，應(yīng)首先向鎖存器寫首先向鎖存器寫1 1。單片機復(fù)。單片機復(fù)位后，鎖存器自動被置位后，鎖存器自動被置1 1；當(dāng)；當(dāng)P0P0口由原來輸出轉(zhuǎn)變?yōu)檩斎霑r，口由原來輸出轉(zhuǎn)變?yōu)檩斎霑r，應(yīng)先置鎖存器為應(yīng)先置鎖存器為1 1，方可執(zhí)行輸入操作。，方可執(zhí)行輸入操作。58P0P0口口大多作為地址大多作為地址/ /數(shù)據(jù)復(fù)用口數(shù)