第2章單片機的結(jié)構(gòu)與原理

1、第第2 2章章 單片機的結(jié)構(gòu)與原理單片機的結(jié)構(gòu)與原理 首首 頁頁本章內(nèi)容本章內(nèi)容2.1 MCS-512.1 MCS-51系列單片機總體結(jié)構(gòu)系列單片機總體結(jié)構(gòu) 2.2 2.2 微處理器微處理器 2.3 MCS-512.3 MCS-51單片機時鐘電路及單片機時鐘電路及CPUCPU的工作時序的工作時序 2.4 MCS-5l2.4 MCS-5l單片機存儲器分類及配置單片機存儲器分類及配置 2.5 CHMOS2.5 CHMOS型單片機的低功耗工作方式型單片機的低功耗工作方式 下 頁上 頁返 回2.1 MCS-512.1 MCS-51系列單片機總體結(jié)構(gòu)系列單片機總體結(jié)構(gòu) MCS-51MCS-51系列是系列

2、是IntelIntel公司公司2020世紀世紀8080年代初推出的年代初推出的高性能單片機。高性能單片機。MCS-51MCS-51系列單片機包括系列單片機包括5151和和5252兩兩個子系列。在個子系列。在5151子系列中，主要有子系列中，主要有80318031、80518051和和87518751三個機型，它們的指令系統(tǒng)與芯片引腳完全三個機型，它們的指令系統(tǒng)與芯片引腳完全相同，僅片內(nèi)相同，僅片內(nèi)ROMROM有所不同。有所不同。 5151子系列的主要功能為：子系列的主要功能為： 88位位CPUCPU。 128128個字節(jié)的片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲器個字節(jié)的片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲器 4K 4K字節(jié)的片內(nèi)程序存儲器（字

3、節(jié)的片內(nèi)程序存儲器（80318031無）。無）。下 頁上 頁返 回程序存儲器的尋址范圍為程序存儲器的尋址范圍為64KB64KB字節(jié)。字節(jié)。片外數(shù)據(jù)存儲器的尋址范圍為片外數(shù)據(jù)存儲器的尋址范圍為64KB64KB字節(jié)。字節(jié)。44個個8 8位并行位并行I/OI/O接口：接口：P0P0、P1P1、P2P2、P3P3。55個中斷源，可編程為兩個優(yōu)先級。個中斷源，可編程為兩個優(yōu)先級。11個全雙工串行個全雙工串行I/OI/O接口，可多機通信。接口，可多機通信。22個個1616位定時器位定時器/ /計數(shù)器。計數(shù)器。2121個專用寄存器。個專用寄存器。111111條指令，含乘法指令和除法指令。條指令，含乘法指令和

4、除法指令。強大的位尋址、位處理能力。強大的位尋址、位處理能力。片內(nèi)帶振蕩器，振蕩頻率片內(nèi)帶振蕩器，振蕩頻率fOSCfOSC范圍為范圍為1.21.2 12MHZ12MHZ；可有時鐘輸出。；可有時鐘輸出。下 頁上 頁返 回 片內(nèi)采用單總線結(jié)構(gòu)。片內(nèi)采用單總線結(jié)構(gòu)。 單一單一+5V+5V供電。供電。 5252子系列主要有子系列主要有80328032、80528052兩種機型。與兩種機型。與5151子系列不同在于：片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲器增至子系列不同在于：片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲器增至256256個字個字節(jié)；片內(nèi)程序存儲器增至節(jié)；片內(nèi)程序存儲器增至8KB8KB（80328032無）；有無）；有3 3個個1616位定時器位

5、定時器/ /計數(shù)器；有計數(shù)器；有6 6個中斷源。個中斷源。2.1.1 MCS-512.1.1 MCS-51單片機的內(nèi)部結(jié)構(gòu)單片機的內(nèi)部結(jié)構(gòu) MCS-5lMCS-5l單片機內(nèi)部結(jié)構(gòu)框如圖單片機內(nèi)部結(jié)構(gòu)框如圖2.12.1所示。所示。 1 1MCS-51MCS-51的內(nèi)部程序存儲器的內(nèi)部程序存儲器(ROM)(ROM)和內(nèi)部數(shù)和內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲器據(jù)存儲器(RAM)(RAM) MCS-51 MCS-51系列的系列的805l805l單片機內(nèi)部有單片機內(nèi)部有4KB4KB的程序存的程序存儲器，地址范圍為儲器，地址范圍為0000-0FFFH0000-0FFFH。當單片機的。當單片機的下 頁上 頁返 回圖圖2.1 M

6、CS-5l2.1 MCS-5l單片機內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖單片機內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖 下 頁上 頁返 回EAEA引腳為高電平時，程序存儲器空間的引腳為高電平時，程序存儲器空間的0000-0000-0FFFH0FFFH在單片機內(nèi)部，在單片機內(nèi)部，1000-FFFFH1000-FFFFH在單片機外部。在單片機外部。805l805l單片機的內(nèi)部有單片機的內(nèi)部有128B128B的數(shù)據(jù)存儲器，地址的數(shù)據(jù)存儲器，地址范圍從范圍從00-7FH(805200-7FH(8052內(nèi)部有內(nèi)部有256B256B，地址范圍從，地址范圍從00-FFH00-FFH，其中，其中80-FFH80-FFH單元只能用寄存器間接尋單元只能用寄存器間接

7、尋址訪問址訪問) )。 2 2MCS-51MCS-51的特殊功能寄存器的特殊功能寄存器 內(nèi)部地址范圍從內(nèi)部地址范圍從80-FFH80-FFH為特殊功能寄存器區(qū)。為特殊功能寄存器區(qū)。單片機的輸入輸出端口、計數(shù)器定時器、單片機的輸入輸出端口、計數(shù)器定時器、串行通信口、累加器及一些控制寄存器等都位串行通信口、累加器及一些控制寄存器等都位于這個地址空間。特殊功能寄存器實際只占用于這個地址空間。特殊功能寄存器實際只占用了了部分部分80-FFH80-FFH地址，其余部分地址保留未地址，其余部分地址保留未下 頁上 頁返 回用。用。MCS-51MCS-51單片機各種型號間的差別就在于特單片機各種型號間的差別就

8、在于特殊功能寄存器數(shù)量的多少。殊功能寄存器數(shù)量的多少。 3 3中斷與堆棧中斷與堆棧 MCS-51MCS-51有有5 5個中斷源個中斷源( (對對8032803280528052為為6 6個個) )，分別為外部中斷分別為外部中斷0 0、外部中斷、外部中斷1 1、時鐘中斷、時鐘中斷0 0、時、時鐘中斷鐘中斷1 1和串行通信中斷和串行通信中斷( (對對8032803280528052還有時還有時鐘中斷鐘中斷2)2)，這些中斷分為兩個優(yōu)先級，每個中，這些中斷分為兩個優(yōu)先級，每個中斷源的優(yōu)先級都是可編程的。堆棧位于單片機斷源的優(yōu)先級都是可編程的。堆棧位于單片機的內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲器中，堆棧是一個向上增長的的內(nèi)

9、部數(shù)據(jù)存儲器中，堆棧是一個向上增長的后進先出的存儲空間，主要用于保存中斷返回后進先出的存儲空間，主要用于保存中斷返回地址和子程序調(diào)用返回地址地址和子程序調(diào)用返回地址( (由硬件自動保由硬件自動保存存) )也可用指令進行堆棧數(shù)據(jù)的存取操作。也可用指令進行堆棧數(shù)據(jù)的存取操作。 下 頁上 頁返 回 4 4定時計數(shù)器與寄存器區(qū)定時計數(shù)器與寄存器區(qū) MCS-51MCS-51子系列有兩個子系列有兩個1616位定時計數(shù)器，通位定時計數(shù)器，通過編程可以實現(xiàn)過編程可以實現(xiàn)4 4種工作模式。種工作模式。MCS-52MCS-52子系列則子系列則有有3 3個個1616位定時計數(shù)器。位定時計數(shù)器。MCS-5lMCS-5

10、l在內(nèi)部在內(nèi)部RAMRAM中中開設(shè)了開設(shè)了4 4個通用工作寄存器區(qū)，共個通用工作寄存器區(qū)，共3232個通用寄存?zhèn)€通用寄存器，以適應多種中斷或子程序嵌套的要求。器，以適應多種中斷或子程序嵌套的要求。 5 5指令系統(tǒng)指令系統(tǒng) MCS-51MCS-51的指令系統(tǒng)有加、減、乘、除等算術(shù)的指令系統(tǒng)有加、減、乘、除等算術(shù)運算指令；邏輯運算指令；位操作指令；數(shù)據(jù)運算指令；邏輯運算指令；位操作指令；數(shù)據(jù)傳送指令及多種程序轉(zhuǎn)移指令。當振蕩器頻率傳送指令及多種程序轉(zhuǎn)移指令。當振蕩器頻率接接12MHz12MHz時，大部分指令執(zhí)行時間為時，大部分指令執(zhí)行時間為1s1s，少部，少部分為分為2s2s，乘除指令的執(zhí)行時問也

11、只有，乘除指令的執(zhí)行時問也只有4s4s。 下 頁上 頁返 回 6 6布爾處理器布爾處理器 MCS-51MCS-51的布爾處理器實際上是一個完整的一的布爾處理器實際上是一個完整的一位微計算機。這個一位微機有自己的位微計算機。這個一位微機有自己的CPUCPU、位寄、位寄存器、存器、I I0 0口和指令集口和指令集( (對于對于MCS-51MCS-51是一個指令是一個指令子集子集) )。把八位微機和一位微機結(jié)合在一起是微。把八位微機和一位微機結(jié)合在一起是微機技術(shù)上的一個突破。一位機在開關(guān)決策、邏機技術(shù)上的一個突破。一位機在開關(guān)決策、邏輯電路仿真和實時測控方面非常有效，而八位輯電路仿真和實時測控方面非

12、常有效，而八位機在運算處理、智能儀表常用的數(shù)據(jù)采集方面機在運算處理、智能儀表常用的數(shù)據(jù)采集方面有明顯的長處。在有明顯的長處。在MCS-51MCS-51系列單片機中八位機系列單片機中八位機和一位機和一位機( (布爾處理器布爾處理器) )的硬件資源是復合在一的硬件資源是復合在一起的，二者相輔相承，這是起的，二者相輔相承，這是MCS-51MCS-51在設(shè)計上的在設(shè)計上的精美之處，也是一般微機所不具備的。精美之處，也是一般微機所不具備的。 下 頁上 頁返 回2.1.2 MCS-512.1.2 MCS-51單片機的引腳描述單片機的引腳描述 MCS-51MCS-51系列系列80518051單片機單片機采用

13、采用4040引腳的雙列直插封引腳的雙列直插封裝裝(DIP) (DIP) 。其引腳功能可。其引腳功能可分為四類：分為四類： 1 1電源引腳電源引腳VccVcc（4040腳）腳）和和VssVss（2020腳）。腳）。 2 2外接晶體引腳外接晶體引腳XTALlXTALl和和XTAL2XTAL2。XTAL1(19XTAL1(19腳腳) )和和XTAl2(18XTAl2(18腳腳) )引腳接外部引腳接外部振蕩器的信號。振蕩器的信號。 3 3控制和復位引腳控制和復位引腳ALEALE、PSENPSEN、EAEA和和RSTRST。圖圖2.2 MCS-512.2 MCS-51芯片引腳圖芯片引腳圖下 頁上 頁返

14、回 ALE(30 ALE(30腳腳) )：當訪問外部存儲器時，：當訪問外部存儲器時，ALE(ALE(允許允許地址鎖存地址鎖存) )的輸出用于鎖存地址的低位字節(jié)。的輸出用于鎖存地址的低位字節(jié)。ALEALE端總是出現(xiàn)正脈沖信號，其頻率為振蕩器頻端總是出現(xiàn)正脈沖信號，其頻率為振蕩器頻率的率的1 16 6。需要注意的是，每當訪問外部數(shù)據(jù)。需要注意的是，每當訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時，將跳過一個存儲器時，將跳過一個ALEALE脈沖。脈沖。ALEALE端可以驅(qū)端可以驅(qū)動動8 8個個TTLTTL門電路。門電路。 PSEN(29PSEN(29腳腳) )：外部程序存儲器的讀選通信號。：外部程序存儲器的讀選通信號。在從

15、外部程序存儲器取指令在從外部程序存儲器取指令( (或常數(shù)或常數(shù)) )期間，每期間，每個機器周期兩次個機器周期兩次PSENPSEN有效。但在此期間，每當有效。但在此期間，每當訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時，這兩次有效的訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時，這兩次有效的PSENPSEN信信號將不出現(xiàn)。號將不出現(xiàn)。PSENPSEN同樣可以驅(qū)動同樣可以驅(qū)動8 8個個TTLTTL門電路。門電路。下 頁上 頁返 回 EA(31 EA(31腳腳) )：當：當EAEA端保持高電平時，訪問內(nèi)部端保持高電平時，訪問內(nèi)部程序存儲器，超過片內(nèi)程序存儲器容量程序存儲器，超過片內(nèi)程序存儲器容量(8051(8051為為4KB)4KB)時，自動轉(zhuǎn)向執(zhí)

16、行外部程序存儲器。當時，自動轉(zhuǎn)向執(zhí)行外部程序存儲器。當EAEA保持低電平時，則只訪問外部程序存儲器，不保持低電平時，則只訪問外部程序存儲器，不管是否有內(nèi)部程序存儲器。對于管是否有內(nèi)部程序存儲器。對于80318031來說，無來說，無內(nèi)部程序存儲器，故內(nèi)部程序存儲器，故EAEA腳必須常接地。單片機腳必須常接地。單片機只在復位期間采樣只在復位期間采樣EAEA腳的電平。腳的電平。 RST(9RST(9腳腳) )：在此引腳上出現(xiàn)兩個機器周期的：在此引腳上出現(xiàn)兩個機器周期的高電平將使單片機復位。建議在此引腳與高電平將使單片機復位。建議在此引腳與VssVss引引腳之間連接一個約腳之間連接一個約8.2kQ8.

17、2kQ的下拉電阻，與的下拉電阻，與VccVcc引引腳之間連接一個約腳之間連接一個約lOFlOF的電容，以保證可靠復的電容，以保證可靠復位。下圖為復位電路。位。下圖為復位電路。下 頁上 頁返 回 圖圖2.3 MCS-512.3 MCS-51復位電路原理圖復位電路原理圖 MCS-51MCS-51復位后，復位后，P0P0P3P3口輸出高電平，堆?？谳敵龈唠娖?，堆棧指針指針SPSP置為置為07H07H，清，清“0”0”程序計數(shù)器程序計數(shù)器PCPC和其余和其余的特殊功能寄存器，如下表所示。的特殊功能寄存器，如下表所示。RSTRST由高電平由高電平變?yōu)榈碗娖胶?，變?yōu)榈碗娖胶螅?0318031從從0 0地址

18、開始執(zhí)行程序。地址開始執(zhí)行程序。 下 頁上 頁返 回表表2.1 MCS-512.1 MCS-51復位后內(nèi)部寄存器初態(tài)復位后內(nèi)部寄存器初態(tài) 下 頁上 頁返 回 4 4輸入輸出引腳輸入輸出引腳P0P0、PlPl、P2P2、P3(P3(共共3232根根) ) PO PO口口(32(323939腳腳) )：雙向：雙向8 8位三態(tài)位三態(tài)I IO O口，數(shù)據(jù)口，數(shù)據(jù)/ /地址總線口，能以吸收電流的方式驅(qū)動地址總線口，能以吸收電流的方式驅(qū)動8 8個個TTLTTL負載。負載。 P1P1口口(1(18 8腳腳) )：是：是8 8位準雙向位準雙向I IO O口。因其輸口。因其輸出沒有高阻狀態(tài)，輸入也不能鎖存。故不

19、是出沒有高阻狀態(tài)，輸入也不能鎖存。故不是下 頁上 頁返 回真正的雙向真正的雙向I IO O口。口。P1P1口能驅(qū)動口能驅(qū)動( (吸收或輸出電吸收或輸出電流流)4)4個個TTLTTL負載。負載。 P2P2口口(21(212828腳腳) )：是：是8 8位準雙向位準雙向I IO O口。在訪口。在訪問外部存儲器時，可作為高問外部存儲器時，可作為高8 8位地址總線。位地址總線。P2P2可可以驅(qū)動以驅(qū)動( (吸收或輸出電流吸收或輸出電流)4)4個個TTLTTL負載。負載。 P3P3口口(10(101717腳腳) )：是：是8 8位準雙向位準雙向I IO O口，是一口，是一個復用雙功能口（普通個復用雙功能

20、口（普通I IO O口口/ /第二功能）。該第二功能）。該口能驅(qū)動口能驅(qū)動( (吸收或輸出電流吸收或輸出電流)4)4個個TTLTTL負載。作為負載。作為第二功能使用時，各引腳的定義如表第二功能使用時，各引腳的定義如表2.22.2所示。所示。注：注：P3P3口的每一條引腳均可獨立定義為普通口的每一條引腳均可獨立定義為普通I IO O口口/ /第二功能。第二功能。下 頁上 頁返 回表表2.2 P32.2 P3口第口第2 2功能表功能表下 頁上 頁返 回2.1.3 MCS-512.1.3 MCS-51單片機的片外總線結(jié)構(gòu)單片機的片外總線結(jié)構(gòu) 單片機的引腳除了電源、復位、時鐘和用戶單片機的引腳除了電源

21、、復位、時鐘和用戶I IO O口外，其余腳都是為實現(xiàn)系統(tǒng)擴展而設(shè)置的?？谕?，其余腳都是為實現(xiàn)系統(tǒng)擴展而設(shè)置的。這些引腳構(gòu)成了這些引腳構(gòu)成了MCS-51MCS-51單片機片外三總線結(jié)構(gòu)。單片機片外三總線結(jié)構(gòu)。 1) 1) 地址總線地址總線(AB)(AB)：地址總線寬度為：地址總線寬度為1616位，可位，可訪問訪問64KB64KB的外部程序存儲器和的外部程序存儲器和64KB64KB的外部數(shù)據(jù)的外部數(shù)據(jù)存儲器。低存儲器。低8 8位地址總線位地址總線(A0(A0A7)A7)由由P0P0口經(jīng)地址口經(jīng)地址鎖存器提供，高鎖存器提供，高8 8位地址總線位地址總線(A8(A8A15)A15)直接由直接由P2P2

22、口提供?？谔峁?。 2) 2) 數(shù)據(jù)總線數(shù)據(jù)總線(DB)(DB)：數(shù)據(jù)總線寬度為：數(shù)據(jù)總線寬度為8 8位，由位，由P0P0口提供?？谔峁?3) 3) 控制總線控制總線(CB)(CB)：由：由P3P3口的第二功能狀態(tài)和口的第二功能狀態(tài)和4 4根獨立控制線根獨立控制線RESETRESET、EAEA、ALEALE和和PSENPSEN組成。組成。下 頁上 頁返 回2.2 2.2 微處理器微處理器 微處理器（微處理器（CPUCPU）由運算器和控制器組成。）由運算器和控制器組成。2.2.1 2.2.1 運算器運算器 運算器運算器( (如圖如圖2.12.1所示所示) )，以算術(shù)邏輯單元，以算術(shù)邏輯單元ALU

23、ALU為核心，含累加器為核心，含累加器A A、暫存器、程序狀態(tài)字、暫存器、程序狀態(tài)字PSWPSW、B B寄存器等許多部件。寄存器等許多部件。 1. 1. 算術(shù)邏輯單元算術(shù)邏輯單元 它在控制器所發(fā)內(nèi)部控制信號的控制下進行它在控制器所發(fā)內(nèi)部控制信號的控制下進行各種算術(shù)操作和邏輯操作。算術(shù)邏輯單元除能各種算術(shù)操作和邏輯操作。算術(shù)邏輯單元除能完成帶進位位完成帶進位位/ /不帶進位位加法、帶進位位減法、不帶進位位加法、帶進位位減法、加加1 1、減、減1 1、邏輯與、邏輯或、邏輯異或、循環(huán)、邏輯與、邏輯或、邏輯異或、循環(huán)移位以及數(shù)據(jù)傳送、程序轉(zhuǎn)移等一般操作外，移位以及數(shù)據(jù)傳送、程序轉(zhuǎn)移等一般操作外，其特點

24、是：其特點是：下 頁上 頁返 回 能和能和B B寄存器一起完成乘法與除法操作。寄存器一起完成乘法與除法操作。 可進行多種內(nèi)容交換操作?？蛇M行多種內(nèi)容交換操作。 能作比較判跳操作。能作比較判跳操作。 很強的位操作功能。很強的位操作功能。 2 2累加器累加器 累加器累加器A A是最常用的專用寄存器。進入是最常用的專用寄存器。進入ALUALU作作算術(shù)操作和邏輯操作的操作數(shù)很多來自算術(shù)操作和邏輯操作的操作數(shù)很多來自累加器累加器A A，操作的結(jié)果也常送回操作的結(jié)果也常送回A A。 3 3程序狀態(tài)字程序狀態(tài)字 程序狀態(tài)字程序狀態(tài)字PSWPSW是一個是一個8 8位寄存器，它包含了位寄存器，它包含了許多程序狀

25、態(tài)信息，其各位的含義如下許多程序狀態(tài)信息，其各位的含義如下( (其中其中D1D1位未定義位未定義) )：下 頁上 頁返 回 (1) (1)進位標志進位標志C(PSW.7)C(PSW.7)：在執(zhí)行某些算術(shù)操作：在執(zhí)行某些算術(shù)操作類、邏輯操作類指令時，可被硬件或軟件置位類、邏輯操作類指令時，可被硬件或軟件置位或清零。如或清零。如8 8位加法運算時，如果運算結(jié)果的最位加法運算時，如果運算結(jié)果的最高位高位D7D7有進位，則有進位，則C=1C=1，否則，否則C=0C=0。 (2)(2)輔助進位標志輔助進位標志AC(PSW.6)AC(PSW.6)：8 8位加法運算時，位加法運算時，如果低半字節(jié)的最高位如果

26、低半字節(jié)的最高位D3D3有進位，則有進位，則AC=1AC=1，否，否則則AC=OAC=O。 (3)(3)軟件標志軟件標志FO(PSW.5)FO(PSW.5)：這是用戶定義的一：這是用戶定義的一個狀態(tài)標志。可通過軟件對它置位、清零，在個狀態(tài)標志?？赏ㄟ^軟件對它置位、清零，在編程時，也常測試其是否建起而進行程序分支。編程時，也常測試其是否建起而進行程序分支。下 頁上 頁返 回 (4) (4)工作寄存器區(qū)選擇位工作寄存器區(qū)選擇位RSlRSl、RS0(PSW.4RS0(PSW.4、PSW.3)PSW.3)：可借軟件置位或清零，以選定：可借軟件置位或清零，以選定4 4個工作個工作寄存器中的一個區(qū)投入工作

27、。寄存器中的一個區(qū)投入工作。 (5)(5)溢出標志溢出標志OV(PSW.2)OV(PSW.2)：作有符號數(shù)加法、：作有符號數(shù)加法、減法時由硬件置位或清除，以指示運算結(jié)果是減法時由硬件置位或清除，以指示運算結(jié)果是否溢出。否溢出。OV=1OV=1反映它已超出了累加器以補碼形反映它已超出了累加器以補碼形式表示一個有符號數(shù)的范圍式表示一個有符號數(shù)的范圍(-128(-128+127)+127)。 (6)(6)奇偶標志奇偶標志P(PSW.O)P(PSW.O)：每執(zhí)行一條指令，單：每執(zhí)行一條指令，單片機都能根據(jù)片機都能根據(jù)A A中中1 1的個數(shù)的奇偶自動令的個數(shù)的奇偶自動令P P置位或置位或清零：奇為清零：

28、奇為1 1，偶為，偶為O O。此標志對串行通信的數(shù)。此標志對串行通信的數(shù)據(jù)傳輸非常有用。據(jù)傳輸非常有用。下 頁上 頁返 回2.2.2 2.2.2 以定時控制邏輯為中心的控制器以定時控制邏輯為中心的控制器 控制器是控制器是CPUCPU的大腦中樞，包括定時控制邏輯，的大腦中樞，包括定時控制邏輯，指令寄存器、譯碼器、數(shù)據(jù)指示器指令寄存器、譯碼器、數(shù)據(jù)指示器DPTRDPTR、程序、程序計數(shù)器計數(shù)器PCPC、堆指針、堆指針SPSP、RAMRAM地址寄存器、地址寄存器、1616位地位地址緩沖器等。能根據(jù)不同的指令產(chǎn)生相應的操址緩沖器等。能根據(jù)不同的指令產(chǎn)生相應的操作時序和控制信號。作時序和控制信號。 程序

29、計數(shù)器程序計數(shù)器PCPC：專門用來控制指令執(zhí)行順序：專門用來控制指令執(zhí)行順序的寄存器，單片機上電的寄存器，單片機上電( (或復位或復位) )時，時，PCPC自動裝自動裝入入0000H0000H，一般情況下單片機每取一次機器碼，一般情況下單片機每取一次機器碼，PCPC就自動加就自動加1 1，從而保證了指令的順序執(zhí)行。，從而保證了指令的順序執(zhí)行。PCPC的內(nèi)容也可以被指令強迫改寫。的內(nèi)容也可以被指令強迫改寫。下 頁上 頁返 回 數(shù)據(jù)指示器數(shù)據(jù)指示器DPTRDPTR：它由：它由DPHDPH、DPLDPL兩個兩個8 8位的專位的專用寄存器組成，用寄存器組成，1616位的地址指針用于訪問單片位的地址指針

30、用于訪問單片機外部數(shù)據(jù)存儲器或擴展的機外部數(shù)據(jù)存儲器或擴展的I IO O口?？凇?堆棧指針堆棧指針SPSP：堆棧建在片內(nèi)：堆棧建在片內(nèi)RAMRAM區(qū)，具體位置區(qū)，具體位置由由SPSP的內(nèi)容規(guī)定，的內(nèi)容規(guī)定， SPSP總是指向棧頂，它是一個總是指向棧頂，它是一個8 8位的專用寄存器，復位時，位的專用寄存器，復位時，(SP) =07H(SP) =07H，用戶，用戶可以通過軟件對可以通過軟件對SPSP直接賦值。堆棧是向上生成直接賦值。堆棧是向上生成的，即壓棧時，使的，即壓棧時，使SPSP的內(nèi)容增的內(nèi)容增1 1后作壓人操作，后作壓人操作，出棧時，先把棧頂?shù)臄?shù)據(jù)彈出，然后使出棧時，先把棧頂?shù)臄?shù)據(jù)彈出，然

31、后使SPSP的內(nèi)的內(nèi)容減容減1 1。下 頁上 頁返 回2.3 MCS-512.3 MCS-51單片機時鐘電路及單片機時鐘電路及CPUCPU的工作時序的工作時序2.3.1 2.3.1 時鐘電路時鐘電路 1 1NMOSNMOS型單片機時鐘電路型單片機時鐘電路 時鐘電路控制著單片機的工作節(jié)奏。時鐘電路控制著單片機的工作節(jié)奏。MCS-51MCS-51單單片機允許的時鐘頻率典型值為片機允許的時鐘頻率典型值為12MHz12MHz。時鐘頻率主。時鐘頻率主要由晶振的頻率決定，電容要由晶振的頻率決定，電容C Cl l和和C C2 2的作用：一是起的作用：一是起振，二是對頻率微調(diào)振，二是對頻率微調(diào) (C(C1 1

32、、C C2 2變大，變大，f f變小變小) )，典型，典型值為值為30pF30pF。圖。圖2.4b2.4b是從外部直接輸入時鐘的電路。是從外部直接輸入時鐘的電路。圖圖2.4 2.4 NMOSNMOS型單型單片機的時片機的時鐘電路原鐘電路原理圖理圖 下 頁上 頁返 回 2 2CMOSCMOS型單片機時鐘電路型單片機時鐘電路 CM0SCM0S型單片機內(nèi)部有一個可控的反相放大器，外型單片機內(nèi)部有一個可控的反相放大器，外接晶振接晶振( (或陶瓷諧振器或陶瓷諧振器) )和電容組成振蕩器，圖和電容組成振蕩器，圖2.5a2.5a為為CMOSCMOS型單片機時鐘電路圖。振蕩器工作受型單片機時鐘電路圖。振蕩器工

33、作受PDPD端控端控制，由軟件置制，由軟件置“l(fā)”PD(l”PD(即特殊功能寄存器即特殊功能寄存器PCON.1)PCON.1)，使使PD=0PD=0，振蕩器停止工作，單片機停止工作，以達，振蕩器停止工作，單片機停止工作，以達到節(jié)電目的。清零到節(jié)電目的。清零PDPD，使振蕩器工作，單片機正常，使振蕩器工作，單片機正常運作。運作。CM0SCM0S型也可直接從外部輸入時鐘，如圖型也可直接從外部輸入時鐘，如圖2.5b2.5b。圖圖2.5 2.5 CMOSCMOS型單型單片機的時片機的時鐘電路原鐘電路原理圖理圖下 頁上 頁返 回2.3.2 CPU2.3.2 CPU的工作時序的工作時序 一條指令可以分解為

34、若干基本的微操作，而一條指令可以分解為若干基本的微操作，而這些微操作所對應的脈沖信號，在時間上有嚴這些微操作所對應的脈沖信號，在時間上有嚴格的先后次序，這些次序就是單片機的時序。格的先后次序，這些次序就是單片機的時序。圖圖2.62.6表明了各種周期的相互關(guān)系。表明了各種周期的相互關(guān)系。下 頁上 頁返 回 圖圖2.6 MCS-512.6 MCS-51單片機各種周期的相互關(guān)系單片機各種周期的相互關(guān)系 1) 1) 振蕩周期：振蕩源的周期。振蕩周期：振蕩源的周期。 2) 2) 時鐘周期：狀態(tài)周期或時鐘周期：狀態(tài)周期或S S周期。時鐘周期周期。時鐘周期是振蕩周期的兩倍，時鐘周期被是振蕩周期的兩倍，時鐘周

35、期被P1P1節(jié)拍和節(jié)拍和P2P2節(jié)節(jié)拍。拍。P1P1信號有效時，這時通常完成算術(shù)邏輯操信號有效時，這時通常完成算術(shù)邏輯操作；作；P2P2信號有效時，內(nèi)部寄存器與寄存器間的信號有效時，內(nèi)部寄存器與寄存器間的傳輸一般在此狀態(tài)發(fā)生。傳輸一般在此狀態(tài)發(fā)生。下 頁上 頁返 回 3) 3) 機器周期：一個機器周期由機器周期：一個機器周期由6 6個狀態(tài)個狀態(tài)(s1(s1、s2S6)s2S6)組成，即組成，即6 6個時鐘周期，個時鐘周期，1212個振蕩周期。個振蕩周期?？梢杂脵C器周期把一條指令劃分成若干個階段，可以用機器周期把一條指令劃分成若干個階段，每個機器周期完成某些規(guī)定操作。每個機器周期完成某些規(guī)定操作

36、。 4) 4) 指令周期：執(zhí)行一條指令所占用的全部時指令周期：執(zhí)行一條指令所占用的全部時間，一個指令周期通常含有間，一個指令周期通常含有1 14 4個機器周期。個機器周期。 若外接晶振為若外接晶振為12MHz12MHz時，振蕩周期時，振蕩周期=1=112s12s；時鐘周期時鐘周期=1=16s6s；機器劇期；機器劇期=ls=ls；指令周期；指令周期=1=14s4s。 在在MCS-51MCS-51的指令系統(tǒng)中，指令周期有單周期、的指令系統(tǒng)中，指令周期有單周期、雙周期和雙周期和4 4周期指令。周期指令。下 頁上 頁返 回 圖圖2.72.7列舉了幾種典型指令的列舉了幾種典型指令的CPUCPU取指令和執(zhí)

37、取指令和執(zhí)行指令的時序。由于行指令的時序。由于CPUCPU取出指令和執(zhí)行指令的取出指令和執(zhí)行指令的時序信號不能從外部觀察到，所以圖中列出了時序信號不能從外部觀察到，所以圖中列出了XTAL2(18XTAL2(18腳腳) )端出現(xiàn)的振蕩器信號和芯片端出現(xiàn)的振蕩器信號和芯片ALE(30ALE(30腳腳) )端的信號作參考。在訪問外部數(shù)據(jù)存儲器的端的信號作參考。在訪問外部數(shù)據(jù)存儲器的機器周期內(nèi)，機器周期內(nèi)，ALEALE信號一次有效，即執(zhí)行信號一次有效，即執(zhí)行MOVXMOVX指指令時，只在令時，只在S1P2S1P2至至S2P1S2P1期間產(chǎn)生期間產(chǎn)生ALEALE信號，因此信號，因此ALEALE的頻率是不

38、穩(wěn)定的。所以，當我們把的頻率是不穩(wěn)定的。所以，當我們把AIEAIE引引腳作為時鐘輸出時，在腳作為時鐘輸出時，在CPUCPU執(zhí)行執(zhí)行MOVXMOVX指令時，會指令時，會丟失一個周期，這一點應特別注意。圖丟失一個周期，這一點應特別注意。圖2.72.7中的中的ALEALE信號只是一般的情況，僅作參考。信號只是一般的情況，僅作參考。下 頁上 頁返 回圖圖2.7 2.7 MCS-51MCS-51單片機單片機典型指典型指令的取令的取指執(zhí)指執(zhí)行時序行時序 下 頁上 頁返 回 對于單周期指令，從對于單周期指令，從SlP2SlP2開始執(zhí)行指令，這開始執(zhí)行指令，這時操作碼被鎖存到指令寄存器內(nèi)。如果是雙字時操作碼被

39、鎖存到指令寄存器內(nèi)。如果是雙字節(jié)指令，則在同一機器周期的節(jié)指令，則在同一機器周期的S4P2S4P2讀人第二個讀人第二個字節(jié)。如果是單字節(jié)指令，則丟棄字節(jié)。如果是單字節(jié)指令，則丟棄S4P2S4P2讀人第讀人第二個字節(jié)，且程序計計數(shù)器不加二個字節(jié)，且程序計計數(shù)器不加1 1。這兩類指令。這兩類指令都會在都會在S6P2S6P2結(jié)束時完成操作。結(jié)束時完成操作。 對于單字節(jié)雙周期指令，在兩個機器周期內(nèi)對于單字節(jié)雙周期指令，在兩個機器周期內(nèi)發(fā)生發(fā)生4 4次讀操作碼的操作，但后次讀操作碼的操作，但后3 3次讀操作郁是次讀操作郁是無效的。另外，比較特殊的是無效的。另外，比較特殊的是MUL(MUL(乘法乘法) )

40、和和DIV(DIV(除法除法) )指令是單字節(jié)指令是單字節(jié)4 4周期的。周期的。 圖中圖中d d表示訪問外部數(shù)據(jù)存儲器指令表示訪問外部數(shù)據(jù)存儲器指令MOVXMOVX的的下 頁上 頁返 回時序，這是一條單字節(jié)雙周期指令，一般情況時序，這是一條單字節(jié)雙周期指令，一般情況下，兩個指令碼字節(jié)在一個機器周期內(nèi)從程序下，兩個指令碼字節(jié)在一個機器周期內(nèi)從程序存儲器取出，而在存儲器取出，而在MOVXMOVX執(zhí)行其期間，少執(zhí)行兩執(zhí)行其期間，少執(zhí)行兩次取指操作。在第次取指操作。在第l l機器周期機器周期S5S5開始時，送出外開始時，送出外部數(shù)據(jù)存儲器地址，隨后讀或?qū)憯?shù)據(jù)。讀寫期部數(shù)據(jù)存儲器地址，隨后讀或?qū)憯?shù)據(jù)。讀

41、寫期間間ALEALE端不輸出有效信號端不輸出有效信號( (會丟失一個會丟失一個AIEAIE周期周期) )，在第在第2 2機器周期，即外部數(shù)據(jù)存儲器已被尋址和機器周期，即外部數(shù)據(jù)存儲器已被尋址和選通后，也不產(chǎn)生取指操作。選通后，也不產(chǎn)生取指操作。2.4 MCS-5l2.4 MCS-5l單片機存儲器分類及配置單片機存儲器分類及配置 MCS-51MCS-51單片機存儲器從物理結(jié)構(gòu)上可分為：單片機存儲器從物理結(jié)構(gòu)上可分為：片內(nèi)、片外程序存儲器與片內(nèi)、片外數(shù)據(jù)存儲片內(nèi)、片外程序存儲器與片內(nèi)、片外數(shù)據(jù)存儲下 頁上 頁返 回器器4 4個部分；從尋址空間分布分為：程序存儲器、個部分；從尋址空間分布分為：程序存

42、儲器、內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲器和外部數(shù)據(jù)存儲器內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲器和外部數(shù)據(jù)存儲器3 3個部分；從個部分；從功能上分為：程序存儲器、內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲器、功能上分為：程序存儲器、內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲器、特殊功能寄存器、位地址空間和外部數(shù)據(jù)存儲特殊功能寄存器、位地址空間和外部數(shù)據(jù)存儲器器5 5個部分。圖個部分。圖2.82.8是是MCS-51MCS-51單片機存儲器空間單片機存儲器空間結(jié)構(gòu)圖。圖結(jié)構(gòu)圖。圖2.8a2.8a是程序存儲器，圖是程序存儲器，圖2.8b2.8b是內(nèi)部是內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲器，圖數(shù)據(jù)存儲器，圖2.8c2.8c是外部數(shù)據(jù)存儲器。是外部數(shù)據(jù)存儲器。下 頁上 頁返 回 圖圖2.8 MCS-5l2.8 MCS-5l單片機

43、存儲器空間結(jié)構(gòu)圖單片機存儲器空間結(jié)構(gòu)圖 MCS-5lMCS-5l系列單片機有系列單片機有5 5個獨立的存儲空間：個獨立的存儲空間： 64KB64KB程序存儲器空間程序存儲器空間(0(00FFFFH)0FFFFH)。 256B256B內(nèi)部內(nèi)部RAMRAM空間空間(0(00FFH)0FFH)。 128B128B內(nèi)部特殊功能寄存器空間內(nèi)部特殊功能寄存器空間(80(800FFH)0FFH)。 位尋址空間位尋址空間(0(00FFH)0FFH)。 64KB64KB外部數(shù)據(jù)存儲器外部數(shù)據(jù)存儲器(RAM(RAMI0)I0)空間空間(0(00FFFFH)0FFFFH)。下 頁上 頁返 回2.4.1 2.4.1

44、程序存儲器程序存儲器 MCS-51MCS-51的程序存儲器的程序存儲器空間為空間為64KB64KB。0 0開始的部開始的部分程序存儲器分程序存儲器(4KB(4KB，8KB8KB，)可以在片內(nèi)也可以在片內(nèi)也可以在片外，由單片機可以在片外，由單片機的輸入引腳的輸入引腳EAEA的電平控的電平控制。若單片機內(nèi)部有程制。若單片機內(nèi)部有程序存儲器，則單片機的序存儲器，則單片機的EAEA引腳必須接引腳必須接Vcc(+5V)Vcc(+5V)，PCPC的值在的值在0 00FFFH0FFFH時，時，圖圖2.9 MCS-512.9 MCS-51復位和中斷入口復位和中斷入口 下 頁上 頁返 回CPUCPU取指令時訪問

45、內(nèi)部程序存儲器；取指令時訪問內(nèi)部程序存儲器；PCPC值大于值大于0FFFH0FFFH時，訪問外部程序存儲器。如果時，訪問外部程序存儲器。如果EAEA接接Vss(Vss(地地) )，則，則CPUCPU總是從外部的程序存儲器中總是從外部的程序存儲器中取指令。引腳取指令。引腳PSENPSEN輸出外部程序存儲器的讀輸出外部程序存儲器的讀選通信號，僅當選通信號，僅當CPUCPU訪問外部程序存儲器時，訪問外部程序存儲器時，PSENPSEN才有效才有效( (輸出負脈沖輸出負脈沖) )。對于內(nèi)部沒有程。對于內(nèi)部沒有程序存儲器的單片機必須外接程序存儲器，引序存儲器的單片機必須外接程序存儲器，引腳腳EAEA必須接

46、地。必須接地。 MCS-5lMCS-5l復位以后，復位以后，PCPC為為O O，CPUCPU從地址從地址0 0開始開始執(zhí)行程序。另外，執(zhí)行程序。另外，MCS-51MCS-51的中斷入口也是固的中斷入口也是固定的，程序存儲器地址定的，程序存儲器地址0003H0003H、000BH000BH、0013H0013H、001BH001BH和和0023H0023H單元為中斷人口單元為中斷人口 。 2.4.2 2.4.2 數(shù)據(jù)存儲器數(shù)據(jù)存儲器 MCS-51MCS-51內(nèi)部數(shù)據(jù)存內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲器空間為儲器空間為256B256B，但，但一般為一般為128B(128B(如如805l805l、87518751、80

47、31)8031)或或256B256B( (如如80528052、80328032、8752)8752)。內(nèi)部。內(nèi)部RAMRAM中不中不同的區(qū)域從功能和用同的區(qū)域從功能和用途方面來劃分，如圖途方面來劃分，如圖所示分為所示分為3 3個區(qū)域：個區(qū)域： 2.10 MCS-512.10 MCS-51內(nèi)部內(nèi)部RAMRAM功能劃分功能劃分 工作寄存器區(qū)、位尋址區(qū)、堆棧和數(shù)據(jù)緩沖器區(qū)。工作寄存器區(qū)、位尋址區(qū)、堆棧和數(shù)據(jù)緩沖器區(qū)。 1 1工作寄存器區(qū)圖工作寄存器區(qū)圖下 頁上 頁返 回下 頁上 頁返 回內(nèi)部內(nèi)部RAMRAM的的00H00H1FH1FH區(qū)域為四組寄存器區(qū)，每個區(qū)域為四組寄存器區(qū)，每個區(qū)有區(qū)有8 8個

48、工作寄存器個工作寄存器R0R0R7R7。 CPUCPU當前使用的工當前使用的工作寄存器區(qū)是由程序狀態(tài)字作寄存器區(qū)是由程序狀態(tài)字PSWPSW的第三位的第三位PSW.3(RS0)PSW.3(RS0)和第四位和第四位PSW.4(RS1)PSW.4(RS1)指示的，寄存指示的，寄存器和器和RAMRAM單元地址對應關(guān)系為：單元地址對應關(guān)系為： 工作寄存器工作寄存器0 0組組R0R0R7R7：000007H07H，RS1=0RS1=0，RS0=0RS0=0 工作寄存器工作寄存器1 1組組R0R0R7R7：08080FH0FH，RS1=0RS1=0，RS0=1RS0=1 工作寄存器工作寄存器2 2組組R0R

49、0R7R7：101017H17H，RS1=1RS1=1，RS0=0RS0=0 工作寄存器工作寄存器3 3組組R0R0R7R7：18181FH1FH，RS1=1RS1=1，RS0=1RS0=1 對于這部分對于這部分RAMRAM，CPUCPU對它們的操作可視為工對它們的操作可視為工作寄存器作寄存器( (寄存器尋址寄存器尋址) )，也可視為一般，也可視為一般RAM(RAM(直直接尋址或寄存器間接尋址接尋址或寄存器間接尋址) )。 下 頁上 頁返 回 2 2位尋址區(qū)位尋址區(qū) MCS-51MCS-51的內(nèi)部的內(nèi)部RAMRAM中中20H20H2FH2FH單元以及特殊功單元以及特殊功能寄存器中地址為能寄存器

50、中地址為8 8的倍數(shù)的特殊功能寄存器可的倍數(shù)的特殊功能寄存器可以位尋址。這些以位尋址。這些RAMRAM單元和特殊功能寄存器既有單元和特殊功能寄存器既有一個字節(jié)地址，每一位又有一個字節(jié)地址，每一位又有1 1個位地址，既可以個位地址，既可以字節(jié)操作也可以位操作。表字節(jié)操作也可以位操作。表2.52.5列出了內(nèi)部列出了內(nèi)部RAMRAM中位尋址區(qū)的位地址編址，表中位尋址區(qū)的位地址編址，表2.62.6列出了基本的列出了基本的特殊功能寄存器中具有位尋址功能的位地址編特殊功能寄存器中具有位尋址功能的位地址編址。址。20H20H2FH2FH位尋址區(qū)域，占據(jù)位地址空間的位尋址區(qū)域，占據(jù)位地址空間的00H00H7F

51、H7FH。下 頁上 頁返 回表表2.5 2.5 內(nèi)部內(nèi)部RAMRAM中位地址表中位地址表下 頁上 頁返 回表表2.2.6 6特殊功能寄存器地址映象特殊功能寄存器地址映象 下 頁上 頁返 回 3 3堆棧和數(shù)據(jù)緩沖器堆棧和數(shù)據(jù)緩沖器 堆棧是堆棧是器用于保護器用于保護CPUCPU的現(xiàn)場一個后進先出的的現(xiàn)場一個后進先出的RAMRAM緩沖。緩沖。MCS-51MCS-51的堆棧一般設(shè)在的堆棧一般設(shè)在30307FH(7FH(或或3030FFH)FFH)。棧頂位置由。棧頂位置由SPSP所指出。復位以后所指出。復位以后(SP)(SP)為為07H07H。內(nèi)部。內(nèi)部RAMRAM中除工作寄存器、位標志和堆中除工作寄存

52、器、位標志和堆棧區(qū)以外的單元都可以作為數(shù)據(jù)緩沖器使用，棧區(qū)以外的單元都可以作為數(shù)據(jù)緩沖器使用，存放輸入的數(shù)據(jù)或運算的結(jié)果。存放輸入的數(shù)據(jù)或運算的結(jié)果。 4 4特殊功能寄存器特殊功能寄存器(SFR)(SFR) MCS-51 MCS-51內(nèi)部的內(nèi)部的I I0 0口鎖存器以及定時器、串口鎖存器以及定時器、串行口、中斷等各種控制寄存器和狀態(tài)寄存器都行口、中斷等各種控制寄存器和狀態(tài)寄存器都作為作為SFRSFR，離散地分布在，離散地分布在RAMRAM的的8080FFHFFH。下 頁上 頁返 回 累加器累加器ACCACC（A A）：用于存放參加運算的操作）：用于存放參加運算的操作數(shù)和運算的結(jié)果。數(shù)和運算的結(jié)

53、果。 寄存器寄存器B B：在乘法和除法運算中存放操作數(shù)和：在乘法和除法運算中存放操作數(shù)和運算的結(jié)果，在其他運算中，存中間結(jié)果。運算的結(jié)果，在其他運算中，存中間結(jié)果。 SPSP：8 8位的堆棧指針。數(shù)據(jù)進入堆棧前位的堆棧指針。數(shù)據(jù)進入堆棧前SPSP加加l l，數(shù)據(jù)退出堆棧后數(shù)據(jù)退出堆棧后SPSP減減1 1，復位后，復位后SPSP為為07H07H。若不。若不對對S S設(shè)置初值，則堆棧在設(shè)置初值，則堆棧在08H08H開始的區(qū)域。開始的區(qū)域。 DPTRDPTR：1616位的數(shù)據(jù)指針。由位的數(shù)據(jù)指針。由DPHDPH和和DPLDPL所組成，所組成，一般作為訪問外部數(shù)據(jù)存儲器的地址指針使用，一般作為訪問外部

54、數(shù)據(jù)存儲器的地址指針使用，對對DPTRDPTR操作可以對操作可以對DPHDPH和和DPLDPL單獨進行。單獨進行。 特殊功能寄存器空間中有些單元是空著的，特殊功能寄存器空間中有些單元是空著的，作為保留，用戶程序不要對其操作。作為保留，用戶程序不要對其操作。 下 頁上 頁返 回 5 5外部外部RAMRAM和和I IO O口口 MCS-51MCS-51最多可以擴展最多可以擴展64KB64KB的外部的外部RAMRAM和和I I0 0口?？?。外部擴展外部擴展RAMRAM和和I I0 0口是統(tǒng)一編址的，也就是說口是統(tǒng)一編址的，也就是說一個一個I IO O口相當于口相當于RAMRAM的一個存儲單元，的一個

55、存儲單元，CPUCPU都都是通過是通過MOVXMOVX指令對它們進行讀寫操作的。指令對它們進行讀寫操作的。2.5 CHMOS2.5 CHMOS型單片機的低功耗工作方式型單片機的低功耗工作方式 MCS-51MCS-51系列的系列的CHMOSCHMOS型單片機提供兩種節(jié)電工型單片機提供兩種節(jié)電工作方式：空閑方式作方式：空閑方式( (等待方式等待方式) )和掉電方式和掉電方式( (停機停機方式方式) )，特別適用于電源功耗要求很低的應用場，特別適用于電源功耗要求很低的應用場合。合。CHMOSCHMOS型單片機的工作電源和后備電源加在型單片機的工作電源和后備電源加在同一個引腳同一個引腳VccVcc，正

56、常工作電流為，正常工作電流為111120mA20mA，空閑狀態(tài)時為空閑狀態(tài)時為1.71.75mA5mA，掉電狀態(tài)時為，掉電狀態(tài)時為5 5下 頁上 頁返 回50A50A?？臻e方式和掉電方式的內(nèi)部控制電路如。空閑方式和掉電方式的內(nèi)部控制電路如下圖所示。在空閑方式中，振蕩器保持工作，下圖所示。在空閑方式中，振蕩器保持工作，而而CPUCPU停止工作。在掉電方式中，振蕩器停止，停止工作。在掉電方式中，振蕩器停止，單片機內(nèi)部所有的功能部件停止工作。單片機內(nèi)部所有的功能部件停止工作。 圖圖2.11 2.11 空閑方式和掉電方式控制電路圖空閑方式和掉電方式控制電路圖 下 頁上 頁返 回 CHMOS CHMOS

57、型單片機的節(jié)電工作方式是由特殊功能型單片機的節(jié)電工作方式是由特殊功能寄存器寄存器PCONPCON控制的，控制的，PCONPCON的格式如下：的格式如下： 其中：其中： SMODSMOD：串行口波特率倍率控制位。：串行口波特率倍率控制位。 GFlGFl：通用標志位。：通用標志位。 GF0GF0：通用標志位。：通用標志位。 PDPD：掉電方式控制位，置：掉電方式控制位，置“1”1”后，使后，使器件進入掉電方式。器件進入掉電方式。 IDLIDL：空閑方式控制位，置：空閑方式控制位，置“l(fā)”l”后，使后，使器件進人空閑方式。器件進人空閑方式。 下 頁上 頁返 回 PCON.4 PCON.4PCON.6

58、PCON.6為保留位，對于為保留位，對于HM0SHM0S型型單片機僅單片機僅SMODSMOD位有效。對于位有效。對于CHMOSCHMOS型單片機，型單片機，當當IDLIDL和和PDPD同時置同時置“l(fā)”l”時，也使器件進入掉時，也使器件進入掉電方式。電方式。2.5.1 2.5.1 空閑方式空閑方式 CPUCPU執(zhí)行一條置執(zhí)行一條置“l(fā)”PCON.0(IDL)l”PCON.0(IDL)的指令，的指令，就進入空閑方式狀態(tài)。中斷、串行口和定時就進入空閑方式狀態(tài)。中斷、串行口和定時器繼續(xù)工作。器繼續(xù)工作。CPUCPU現(xiàn)場現(xiàn)場(SP(SP、PCPC、PSWPSW、ACC)ACC)、內(nèi)部內(nèi)部RAMRAM和

59、其他特殊功能寄存器內(nèi)容維持不和其他特殊功能寄存器內(nèi)容維持不變，引腳保持進入空閑方式時的狀態(tài)，變，引腳保持進入空閑方式時的狀態(tài)，ALEALE和和PSENPSEN保持邏輯高電平。保持邏輯高電平。 下 頁上 頁返 回 進入空閑方式以后，有兩種方法使器件退進入空閑方式以后，有兩種方法使器件退出空閑方式：出空閑方式： 一是被允許的中斷源請求中斷時，由內(nèi)部一是被允許的中斷源請求中斷時，由內(nèi)部的硬件電路清零的硬件電路清零PC0N.0(IDL)PC0N.0(IDL)，中止空閑方，中止空閑方式，式，CPUCPU響應中斷。響應中斷。PCONPCON中的中的GF0GF0或或GFlGFl可用可用來指示中斷發(fā)生在正常工作