單片機(jī)原理與實(shí)踐 C語言 高衛(wèi)東單片機(jī)的組成及結(jié)構(gòu)分析PPT學(xué)習(xí)教案

1、會(huì)計(jì)學(xué)1單片機(jī)原理與實(shí)踐單片機(jī)原理與實(shí)踐 C語言語言 高衛(wèi)東高衛(wèi)東 單片機(jī)單片機(jī)的組成及結(jié)構(gòu)分析的組成及結(jié)構(gòu)分析【學(xué)習(xí)目標(biāo)學(xué)習(xí)目標(biāo)】1 1、理解單片機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)、外部引腳、理解單片機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)、外部引腳 2 2、理解存儲(chǔ)器的基本知識(shí)及、理解存儲(chǔ)器的基本知識(shí)及80C5180C51系列單片機(jī)的系列單片機(jī)的存儲(chǔ)器系統(tǒng)存儲(chǔ)器系統(tǒng) 3 3、理解并行、理解并行I/OI/O端口的工作原理端口的工作原理 4 4、了解、了解80C5180C51的各特殊功能寄存器的各特殊功能寄存器 【重點(diǎn)內(nèi)容重點(diǎn)內(nèi)容】1 1、80C5180C51系列單片機(jī)的引腳系列單片機(jī)的引腳 2 2、80C5180C51系列單片機(jī)的存儲(chǔ)空間配

2、置系列單片機(jī)的存儲(chǔ)空間配置 3 3 、80C5180C51系列單片機(jī)并行口的功能系列單片機(jī)并行口的功能 第1頁/共81頁不同型號(hào)不同型號(hào)MCS-51單片機(jī)單片機(jī)CPU處理能力和指令系統(tǒng)處理能力和指令系統(tǒng)完全兼容，只是存儲(chǔ)器和完全兼容，只是存儲(chǔ)器和I/O接口的配置有所不同接口的配置有所不同。單片機(jī)原理與應(yīng)用第2頁/共81頁一個(gè)一個(gè)8位的位的CPU振蕩器和時(shí)鐘電路振蕩器和時(shí)鐘電路64KB 總線總線擴(kuò)展控制器擴(kuò)展控制器數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器256B RAM/SFR216位位定時(shí)器定時(shí)器/計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)器可編程可編程I/O程序存儲(chǔ)器程序存儲(chǔ)器4KB ROM可編程全雙工可編程全雙工串行口串行口外中斷外中斷2個(gè)

3、個(gè)內(nèi)中斷內(nèi)中斷3個(gè)個(gè)控制控制并行口并行口串行通信串行通信外部時(shí)鐘源外部時(shí)鐘源外部事件計(jì)數(shù)外部事件計(jì)數(shù)單片機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖單片機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖單片機(jī)的核心部件，包含了運(yùn)算器、控制器、若干寄存器等單片機(jī)的核心部件，包含了運(yùn)算器、控制器、若干寄存器等分為高分為高128B和低和低128B，用于存放可讀寫的數(shù)據(jù)。，用于存放可讀寫的數(shù)據(jù)。 用于存放程序、原始數(shù)據(jù)或表格。地址范圍用于存放程序、原始數(shù)據(jù)或表格。地址范圍0000H0FFFH4個(gè)個(gè)8位并行位并行I/O口口(P1、P2、P3、P4)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的輸入輸出，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的輸入輸出實(shí)現(xiàn)定時(shí)和計(jì)數(shù)功能，以此對(duì)計(jì)算機(jī)進(jìn)行控制實(shí)現(xiàn)定時(shí)和計(jì)數(shù)功能，以此對(duì)計(jì)算機(jī)進(jìn)行控制用

4、來控制單片機(jī)擴(kuò)展的外用來控制單片機(jī)擴(kuò)展的外ROM、RAM的讀寫的讀寫實(shí)現(xiàn)單片機(jī)和其他設(shè)備之間的串行數(shù)據(jù)傳送實(shí)現(xiàn)單片機(jī)和其他設(shè)備之間的串行數(shù)據(jù)傳送 為單片機(jī)產(chǎn)生時(shí)鐘脈沖序列為單片機(jī)產(chǎn)生時(shí)鐘脈沖序列第3頁/共81頁單片機(jī)原理與應(yīng)用第4頁/共81頁MCS51系列單片機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖 第5頁/共81頁2.1 80C512.1 80C51系列單片機(jī)存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)系列單片機(jī)存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu) 存儲(chǔ)器的基本概念存儲(chǔ)器的基本概念 存儲(chǔ)器由大量緩沖寄存器組成，其用途是存儲(chǔ)器由大量緩沖寄存器組成，其用途是存放程序和數(shù)據(jù)，存放程序和數(shù)據(jù)，使使計(jì)算機(jī)具有記憶功能。這些程序和數(shù)據(jù)在存儲(chǔ)器中以二進(jìn)制代計(jì)算機(jī)具有記憶功能。這些程序和數(shù)據(jù)

5、在存儲(chǔ)器中以二進(jìn)制代碼表示，根據(jù)計(jì)算機(jī)的命令，按照指定地址，可以把代碼取出碼表示，根據(jù)計(jì)算機(jī)的命令，按照指定地址，可以把代碼取出來或存入新代碼。來或存入新代碼。第6頁/共81頁只讀存儲(chǔ)器（只讀存儲(chǔ)器（ROMROM） 掩膜掩膜ROMROM。( (不能更改程序不能更改程序) ) 可編程的只讀存儲(chǔ)器可編程的只讀存儲(chǔ)器(PROM)(PROM)。( (一次性寫入一次性寫入) ) 可改寫的只讀存儲(chǔ)器可改寫的只讀存儲(chǔ)器EPROMEPROM。( (紫外線照射擦除紫外線照射擦除) ) 可電改寫只讀存儲(chǔ)器可電改寫只讀存儲(chǔ)器(EEPROM)(EEPROM)。( (電寫入和清除電寫入和清除) )1 1存儲(chǔ)器的類型存儲(chǔ)

6、器的類型隨機(jī)存取存儲(chǔ)器隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM(RAM數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器) ) 靜態(tài)靜態(tài)SRAMSRAM。( (只要不斷電，數(shù)據(jù)可永久保存只要不斷電，數(shù)據(jù)可永久保存) ) 動(dòng)態(tài)動(dòng)態(tài)DRAMDRAM。( (只能保存若干毫秒時(shí)間只能保存若干毫秒時(shí)間) )可現(xiàn)場(chǎng)改寫的非易失性存儲(chǔ)器可現(xiàn)場(chǎng)改寫的非易失性存儲(chǔ)器 快擦寫存儲(chǔ)器快擦寫存儲(chǔ)器(FLASH)(FLASH)。( (斷電后信息不丟失斷電后信息不丟失) ) 鐵電存儲(chǔ)器鐵電存儲(chǔ)器FRAMFRAM。( (集成度高、讀寫快等集成度高、讀寫快等) )第7頁/共81頁單片機(jī)原理與應(yīng)用2.1 單片機(jī)存儲(chǔ)器分配（1 1）程序存儲(chǔ)器（）程序存儲(chǔ)器（ROMROM）（2

7、 2）數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（）數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（RAMRAM）2地址從地址從0000H0000H開始。開始。2用于存放程序和表格常數(shù)。用于存放程序和表格常數(shù)。2 地址為地址為00H00H7FH7FH。2 用于存放運(yùn)算的中間結(jié)果、數(shù)據(jù)暫存以及數(shù)用于存放運(yùn)算的中間結(jié)果、數(shù)據(jù)暫存以及數(shù)據(jù)緩沖等。據(jù)緩沖等。第8頁/共81頁構(gòu)成了構(gòu)成了4個(gè)結(jié)構(gòu)獨(dú)立的存儲(chǔ)器空間個(gè)結(jié)構(gòu)獨(dú)立的存儲(chǔ)器空間單片機(jī)原理與應(yīng)用2.1 單片機(jī)存儲(chǔ)器分配第9頁/共81頁 8051、8751有有4KB的片內(nèi)的片內(nèi)ROM（0000H0FFFH）共有共有256B007FH：128B片內(nèi)片內(nèi)RAM80HFFH：18個(gè)特殊功能寄存器（占個(gè)特殊功能寄存器（占21B

8、） 最多最多64K片外片外ROM，地址為，地址為0000HFFFFH或者或者1000HFFFFH 地址：地址：0000HFFFFH 注：注：8051、8751芯片根據(jù)芯片根據(jù)EA狀態(tài)狀態(tài)單片機(jī)原理與應(yīng)用2.1 單片機(jī)存儲(chǔ)器分配第10頁/共81頁2.1 2.1 存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)振蕩與定時(shí)振蕩與定時(shí)電路電路4KB4KB程序存程序存儲(chǔ)器儲(chǔ)器128B128B數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器CPUCPU兩個(gè)兩個(gè)1616位定時(shí)位定時(shí)器器/ /計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)器并行端口并行端口總線控制總線控制串行端口串行端口系系 統(tǒng)統(tǒng) 總總 線線時(shí)鐘源時(shí)鐘源T T0 0 T T1 1P P0 0 P P1 1 P P2 2 P P3 3

9、TXD RXDTXD RXD128B128B特殊功特殊功能寄存器能寄存器內(nèi)部中內(nèi)部中斷信號(hào)斷信號(hào)外部中外部中斷信號(hào)斷信號(hào)控制信號(hào)控制信號(hào)內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器內(nèi)部程序存儲(chǔ)器內(nèi)部程序存儲(chǔ)器外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器外部程序存儲(chǔ)器外部程序存儲(chǔ)器第11頁/共81頁單片機(jī)原理與應(yīng)用2.1 單片機(jī)存儲(chǔ)器分配第12頁/共81頁單片機(jī)原理與應(yīng)用2.1 單片機(jī)存儲(chǔ)器分配第13頁/共81頁EA引腳接地，程序從片外引腳接地，程序從片外ROM開始開始 0000H0FFFH位于片外位于片外ROMEA引腳接高電平，程序從片內(nèi)引腳接高電平，程序從片內(nèi)ROM開始開始 0000H0FFFH位于片內(nèi)位于片內(nèi)ROM 硬件

10、連接決定空間硬件連接決定空間:單片機(jī)原理與應(yīng)用第14頁/共81頁 地址范圍：地址范圍：0000H0000HFFFFHFFFFH，共，共64KB64KB。 低段低段4KB4KB：0000H0000H0FFFH0FFFH 80C5180C51和和87C5187C51在片內(nèi)，在片內(nèi)，80C3180C31內(nèi)部無，在片外。內(nèi)部無，在片外。 高段高段60KB60KB：1000H1000HFFFFHFFFFH。在片外。在片外。 讀寫讀寫ROMROM用用MOVCMOVC指令，指令，控制信號(hào)是控制信號(hào)是PSENPSEN和和EAEA。第15頁/共81頁存存儲(chǔ)儲(chǔ)單單元元保保留留目目的的0000H0002H復(fù)復(fù)位位后

11、后初初始始化化引引導(dǎo)導(dǎo)程程序序0003H000AH外外部部中中斷斷 0000BH0012H定定時(shí)時(shí)器器 0 溢溢出出中中斷斷0013H001AH外外部部中中斷斷 1001BH0022H定定時(shí)時(shí)器器 1 溢溢出出中中斷斷0023H002AH串串行行口口中中斷斷002BH定定時(shí)時(shí)器器 2 中中斷斷（ 8052 才才有有）中斷服務(wù)程序地址區(qū)通常難以放中斷服務(wù)程序地址區(qū)通常難以放下中斷服務(wù)程序，下中斷服務(wù)程序，中斷服務(wù)程序的中斷服務(wù)程序的第16頁/共81頁數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器分為外數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器分為外RAMRAM和內(nèi)和內(nèi)RAMRAM。外外RAMRAM地址范圍：地址范圍：0000H0000HFFFFH FFFFH 共

12、共64KB64KB。內(nèi)內(nèi)RAMRAM地址范圍：地址范圍：00H00HFFHFFH共共256256 B B。分為兩個(gè)部分：分為兩個(gè)部分：地址為地址為00H00H7FH7FH（低（低128128 B B）的內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)空間的內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)空間地址為地址為80H80HFFHFFH（高（高128128 B B）的特殊功能寄存器區(qū)。的特殊功能寄存器區(qū)。訪問片外訪問片外RAMRAM用用“MOVXMOVX”指指令令訪問片內(nèi)訪問片內(nèi)RAMRAM用用“MOVMOV”指令指令。第17頁/共81頁低低128B（00H-7FH）：）：真正真正RAM區(qū)區(qū)高高128B（80H-FFH）：）：特殊功能寄存器（特殊功能寄存器（

13、SFR）區(qū)）區(qū)地址：地址：00H-FFH第18頁/共81頁單片機(jī)原理與應(yīng)用2.1 單片機(jī)存儲(chǔ)器分配第19頁/共81頁第20頁/共81頁1 1、工作區(qū)寄存器、工作區(qū)寄存器共共3232字節(jié)，地址字節(jié)，地址00H-1FH00H-1FH分成分成4 4組寄存器區(qū)；組寄存器區(qū)；每組寄存器區(qū)每組寄存器區(qū)8 8個(gè)字節(jié)，個(gè)字節(jié)，R0-R7R0-R7；當(dāng)前使用的工作寄存器組由當(dāng)前使用的工作寄存器組由RS1RS1、RS0RS0選擇；選擇；RS1RS0寄存器組片內(nèi)RAM地址通用寄存器名稱000組00H07HR0R7011組08H0FHR0R7102組10H17HR0R7113組18H1FHR0R7在任何時(shí)刻在任何時(shí)刻

14、CPUCPU只能使用其中只能使用其中一個(gè)一個(gè)區(qū)區(qū)（當(dāng)前寄存器組當(dāng)前寄存器組）第21頁/共81頁 每個(gè)區(qū)有每個(gè)區(qū)有8個(gè)單元，都用個(gè)單元，都用R0R7編號(hào)。編號(hào)。 在任何時(shí)刻在任何時(shí)刻CPU只能使用其中一個(gè)區(qū)（當(dāng)前只能使用其中一個(gè)區(qū)（當(dāng)前寄存器組），即將這個(gè)區(qū)的寄存器組），即將這個(gè)區(qū)的8個(gè)單元作為工作個(gè)單元作為工作寄存器，其他區(qū)仍是一般的寄存器，其他區(qū)仍是一般的RAM。具體使用。具體使用哪個(gè)區(qū)，由程序狀態(tài)寄存器哪個(gè)區(qū)，由程序狀態(tài)寄存器PSW中的中的RS1、RS0兩位的狀態(tài)來決定。兩位的狀態(tài)來決定。單片機(jī)原理與應(yīng)用第22頁/共81頁2 2、位尋址區(qū)、位尋址區(qū)共共1616字節(jié)，地址字節(jié)，地址20H-2

15、FH20H-2FH；可位尋址，即每一位進(jìn)行單獨(dú)讀寫；可位尋址，即每一位進(jìn)行單獨(dú)讀寫；共共128128位位, ,位地址位地址00H-7FH00H-7FH；這些可尋址位，通過執(zhí)行指令可直接對(duì)這些可尋址位，通過執(zhí)行指令可直接對(duì)某一位操作，如置某一位操作，如置1、清、清0、判斷轉(zhuǎn)移等、判斷轉(zhuǎn)移等。位尋址是位尋址是80C51的一個(gè)重要特點(diǎn)。的一個(gè)重要特點(diǎn)。第23頁/共81頁字節(jié)地址 MSB 位地址 LSB 2FH 7F 7E 7D 7C 7B 7A 79 78 2EH 77 76 75 74 73 72 71 70 2DH 6F 6E 6D 6C 6B 6A 69 68 2CH 67 66 65 64

16、63 62 61 60 2BH 5F 5E 5D 5C 5B 5A 59 58 2AH 57 56 55 54 53 52 51 50 29H 4F 4E 4D 4C 4B 4A 49 48 28H 47 46 45 44 43 42 41 40 27H 3F 3E 3D 3C 3B 3A 39 38 26H 37 36 35 34 33 32 31 30 25H 2F 2E 2D 2C 2B 2A 29 28 24H 27 26 25 24 23 22 21 20 23H 1F 1E 1D 1C 1B 1A 19 18 22H 17 16 15 14 13 12 11 10 21H 1F 1

17、E 0D 0C 0B 0A 09 08 20H 07 06 05 04 03 02 01 00 第24頁/共81頁3 3、通用數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)、通用數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)共共8080字節(jié)，地址字節(jié)，地址30H-7FH30H-7FH，用戶用戶RAMRAM區(qū)，用于存放運(yùn)算區(qū)，用于存放運(yùn)算數(shù)據(jù)和結(jié)果；數(shù)據(jù)和結(jié)果；只能進(jìn)行字節(jié)讀寫；只能進(jìn)行字節(jié)讀寫；一般將堆棧也設(shè)在該區(qū)域一般將堆棧也設(shè)在該區(qū)域。例：例：MOV SPMOV SP，#5FH #5FH 則從則從60607FH7FH單元為堆棧區(qū)單元為堆棧區(qū)第25頁/共81頁單片機(jī)原理與應(yīng)用第26頁/共81頁堆堆棧棧 4、堆棧指針、堆棧指針SP (81H)SP RAM中底端固定

18、，頂端浮動(dòng)中底端固定，頂端浮動(dòng)的特殊寄存器區(qū)的特殊寄存器區(qū)堆棧。用來堆棧。用來臨時(shí)存放還需使用的數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)臨時(shí)存放還需使用的數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)的存取遵循的存取遵循“先進(jìn)后出先進(jìn)后出”的原則的原則。 堆棧指針堆棧指針SP用來指示棧頂，用來指示棧頂，數(shù)據(jù)壓入時(shí)，數(shù)據(jù)壓入時(shí)，SP先加先加1，棧區(qū)向，棧區(qū)向地址增大方向生成；數(shù)據(jù)彈出時(shí)地址增大方向生成；數(shù)據(jù)彈出時(shí)，先彈出數(shù)據(jù)，先彈出數(shù)據(jù)，SP再減再減1。 SP總是指示棧頂。總是指示棧頂。:7FH:07H00H : : : ： : :內(nèi)部內(nèi)部RAM 81H:80H:7FH : P0 SP : ： : : ：60H ： : :SP81H第27頁/共81頁SP如：如

19、：MOV SP，#60H 使用堆棧時(shí)，為防止與工作使用堆棧時(shí)，為防止與工作寄存器重疊沖突，將寄存器重疊沖突，將30H7FH設(shè)為棧區(qū)。需先給設(shè)為棧區(qū)。需先給SP賦值。賦值。單片機(jī)復(fù)位后單片機(jī)復(fù)位后SP指向堆底指向堆底07H。 4、堆棧指針、堆棧指針SP (81H)SP81H0000011101100000堆堆棧棧:7FH:07H00H : : : ： : :內(nèi)部內(nèi)部RAM 81H:80H:7FH : P0 SP : ： : : ：60H ： : :第28頁/共81頁4 4、特殊功能寄存器、特殊功能寄存器共共128128字節(jié)，地址字節(jié)，地址80H-FFH80H-FFH；每個(gè)每個(gè)SFRSFR寄存器都

20、與特定功能有關(guān)；寄存器都與特定功能有關(guān)；對(duì)單片機(jī)的控制，實(shí)際就是通過向?qū)纹瑱C(jī)的控制，實(shí)際就是通過向SFRSFR 寄存器里寫入不同的值來實(shí)現(xiàn)的。寄存器里寫入不同的值來實(shí)現(xiàn)的。部分部分SFRSFR有位尋址功能，位地址有位尋址功能，位地址80H-FFH80H-FFH； SFRSFR中共有中共有1111個(gè)專用寄存器可以位尋址個(gè)專用寄存器可以位尋址，它們字節(jié)地址的低半字節(jié)都為，它們字節(jié)地址的低半字節(jié)都為0H0H或或8H(8H(即可位尋址的特殊功能寄存器字節(jié)地址具即可位尋址的特殊功能寄存器字節(jié)地址具有能被有能被8 8整除的特征整除的特征) ) 。第29頁/共81頁4 4、特殊功能寄存器、特殊功能寄存器第

21、30頁/共81頁4 4、特殊功能寄存器、特殊功能寄存器第31頁/共81頁4 4、特殊功能寄存器、特殊功能寄存器第32頁/共81頁n8052另有另有3個(gè)個(gè)SFR，占據(jù)，占據(jù)5個(gè)單元個(gè)單元。單片機(jī)原理與應(yīng)用第33頁/共81頁幾個(gè)特殊功能寄存器幾個(gè)特殊功能寄存器1）累加器累加器ACC 累加器累加器ACC是最常用的專用寄存器。是最常用的專用寄存器。用用A作為作為ACC的助記符。的助記符。 用于存放第一個(gè)操作數(shù)及運(yùn)算結(jié)果。用于存放第一個(gè)操作數(shù)及運(yùn)算結(jié)果。 單片機(jī)原理與應(yīng)用第34頁/共81頁2）B寄存器寄存器 是特殊功能寄存器之一。是特殊功能寄存器之一。l 在乘法指令中，在乘法指令中，B用于存放乘數(shù)和乘積

22、的高用于存放乘數(shù)和乘積的高8位。位。 AB=B（高位）（高位）A（低位）（低位）l 在除法指令中用于存放除數(shù)和余數(shù)。在除法指令中用于存放除數(shù)和余數(shù)。 AB=（商（商A，余數(shù)，余數(shù)B）l 在其它指令中用作一般的寄存器或在其它指令中用作一般的寄存器或RAM單元。單元。單片機(jī)原理與應(yīng)用第35頁/共81頁程序狀態(tài)字程序狀態(tài)字PSW是一個(gè)是一個(gè)8位寄存器，位寄存器，PSW包含了程序執(zhí)行后的狀態(tài)信息，供程序查詢包含了程序執(zhí)行后的狀態(tài)信息，供程序查詢或判斷用?；蚺袛嘤?。PSW的格式：的格式：單片機(jī)原理與應(yīng)用第36頁/共81頁P(yáng)SW（D0H）D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0ACCYF0RS1RS

23、0OVP 用來保存用來保存ALU運(yùn)算結(jié)果的特征（如：結(jié)果是否為運(yùn)算結(jié)果的特征（如：結(jié)果是否為0，是否有溢出等）和處理器狀態(tài)。它的各位包含了，是否有溢出等）和處理器狀態(tài)。它的各位包含了程序執(zhí)行后的狀態(tài)信息，供程序查詢或判別之用。程序執(zhí)行后的狀態(tài)信息，供程序查詢或判別之用。 PSW除有確定的字節(jié)地址除有確定的字節(jié)地址(0D0H)外，每一位均外，每一位均有位地址。有位地址。第37頁/共81頁P(yáng)SW（D0H）D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0ACCYF0RS1RS0OVP 在執(zhí)行加法在執(zhí)行加法(或減法或減法)運(yùn)算指令時(shí)，如果運(yùn)算結(jié)果運(yùn)算指令時(shí)，如果運(yùn)算結(jié)果最高位最高位(位位7)向前有進(jìn)位向

24、前有進(jìn)位(或借位或借位)，CY位由硬件置位由硬件置“1”；如運(yùn)算結(jié)果最高位；如運(yùn)算結(jié)果最高位(位位7)無進(jìn)位無進(jìn)位(或借位或借位)，則，則CY由硬件清由硬件清“0”。1 0第38頁/共81頁P(yáng)SW（D0H）D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0ACCYF0RS1RS0OVP1 0第39頁/共81頁P(yáng)SW（D0H）D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0ACCYF0RS1RS0OVP 決定選擇哪一組工作寄存決定選擇哪一組工作寄存器為當(dāng)前工作寄存器組。器為當(dāng)前工作寄存器組。00第40頁/共81頁P(yáng)SW（D0H）D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0ACCYF0RS1RS0OV

25、P1 01 0第41頁/共81頁堆堆棧棧 4、堆棧指針、堆棧指針SP (81H)SP RAM中底端固定，頂端浮動(dòng)中底端固定，頂端浮動(dòng)的特殊寄存器區(qū)的特殊寄存器區(qū)堆棧。用來堆棧。用來臨時(shí)存放還需使用的數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)臨時(shí)存放還需使用的數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)的存取遵循的存取遵循“先進(jìn)后出先進(jìn)后出”的原則的原則。 堆棧指針堆棧指針SP用來指示棧頂，用來指示棧頂，數(shù)據(jù)壓入時(shí)，數(shù)據(jù)壓入時(shí)，SP先加先加1，棧區(qū)向，棧區(qū)向地址增大方向生成；數(shù)據(jù)彈出時(shí)地址增大方向生成；數(shù)據(jù)彈出時(shí)，先彈出數(shù)據(jù)，先彈出數(shù)據(jù)，SP再減再減1。 SP總是指示棧頂?？偸侵甘緱ｍ敗?7FH:07H00H : : : ： : :內(nèi)部內(nèi)部RAM 81H:80

26、H:7FH : P0 SP : ： : : ：60H ： : :SP81H第42頁/共81頁SP如：如：MOV SP，#60H 使用堆棧時(shí)，為防止與工作使用堆棧時(shí)，為防止與工作寄存器重疊沖突，將寄存器重疊沖突，將30H7FH設(shè)為棧區(qū)。需先給設(shè)為棧區(qū)。需先給SP賦值。賦值。單片機(jī)復(fù)位后單片機(jī)復(fù)位后SP指向堆底指向堆底07H。 4、堆棧指針、堆棧指針SP (81H)SP81H0000011101100000堆堆棧棧:7FH:07H00H : : : ： : :內(nèi)部內(nèi)部RAM 81H:80H:7FH : P0 SP : ： : : ：60H ： : :第43頁/共81頁5 5、數(shù)據(jù)指針、數(shù)據(jù)指針DP

27、TRDPTR（83H83H，82H82H）：）：l DPTR是一個(gè)是一個(gè)16位的特殊功能寄存器。位的特殊功能寄存器。l 由由DPH（83H），），DPL（82H）組成。）組成。l DPH，DPL可以單獨(dú)使用。可以單獨(dú)使用。第44頁/共81頁5、數(shù)據(jù)指針、數(shù)據(jù)指針DPTR（83H，82H）：）：第45頁/共81頁程序計(jì)數(shù)器程序計(jì)數(shù)器PCPC PCPC是單片機(jī)是單片機(jī)CPUCPU內(nèi)一個(gè)物理結(jié)構(gòu)獨(dú)立的特殊寄存器。內(nèi)一個(gè)物理結(jié)構(gòu)獨(dú)立的特殊寄存器。作用就是用來存放將要從作用就是用來存放將要從ROMROM中讀出的下一指令的地址，共中讀出的下一指令的地址，共1616位，可對(duì)位，可對(duì)64K ROM64K RO

28、M直接尋址。直接尋址。PCPC具備的功能：具備的功能： （1 1）自動(dòng)加）自動(dòng)加1 1功能，即功能，即CPUCPU從存儲(chǔ)器中讀出一個(gè)字節(jié)的指令從存儲(chǔ)器中讀出一個(gè)字節(jié)的指令碼后，碼后，PCPC自動(dòng)加自動(dòng)加1 1（指向下一個(gè)存儲(chǔ)單元）。（指向下一個(gè)存儲(chǔ)單元）。（2 2）執(zhí)行轉(zhuǎn)移指令時(shí)，）執(zhí)行轉(zhuǎn)移指令時(shí)，PCPC能根據(jù)該指令的要求修改下一個(gè)能根據(jù)該指令的要求修改下一個(gè)指令的地址。指令的地址。（3 3）在執(zhí)行調(diào)用子程序或發(fā)生中斷時(shí)，）在執(zhí)行調(diào)用子程序或發(fā)生中斷時(shí)，CPUCPU會(huì)自動(dòng)將當(dāng)前會(huì)自動(dòng)將當(dāng)前PCPC值壓入堆棧，將子程序或中斷入口地址裝入值壓入堆棧，將子程序或中斷入口地址裝入PCPC；子程序或；

29、子程序或中斷返回時(shí)，恢復(fù)原壓入堆棧的中斷返回時(shí)，恢復(fù)原壓入堆棧的PCPC值，繼續(xù)執(zhí)行原順序程序指值，繼續(xù)執(zhí)行原順序程序指令。令。 第46頁/共81頁2.2 2.2 外部引腳功能外部引腳功能第47頁/共81頁2 2時(shí)鐘引腳時(shí)鐘引腳XTAL1XTAL1、XTAL2XTAL2：晶體振蕩電路反相輸入端和輸晶體振蕩電路反相輸入端和輸出端。出端。 1 1電源引腳電源引腳VCCVCC：芯片電源，芯片電源，+5+5 V V。VSSVSS：接地。接地。 3 3控制引腳控制引腳RST/VPDRST/VPD：復(fù)位信號(hào)輸入端復(fù)位信號(hào)輸入端/ /備用電源輸入端備用電源輸入端EA/VPPEA/VPP：內(nèi)外內(nèi)外ROMROM

30、選擇端選擇端/ /片內(nèi)片內(nèi)EPROMEPROM編程電源。編程電源。ALE/PROGALE/PROG：地址鎖存允許地址鎖存允許/ /片內(nèi)片內(nèi)EPROMEPROM編程脈沖。編程脈沖。PSENPSEN：外部外部ROMROM讀選通信號(hào)。讀選通信號(hào)。第48頁/共81頁 V VPDPD ：RSTRST引腳的第二功能，備用電源輸入端。當(dāng)主電源引腳的第二功能，備用電源輸入端。當(dāng)主電源Vcc Vcc 發(fā)生故障，降低到低電平規(guī)定值時(shí)，將發(fā)生故障，降低到低電平規(guī)定值時(shí)，將+5V+5V電源自動(dòng)電源自動(dòng)接入該引腳，為接入該引腳，為RAMRAM提供備用電源，以保證提供備用電源，以保證RAMRAM中的信息中的信息不丟失，使

31、得復(fù)位后能繼續(xù)正常運(yùn)行。不丟失，使得復(fù)位后能繼續(xù)正常運(yùn)行。第49頁/共81頁第50頁/共81頁第51頁/共81頁第52頁/共81頁第53頁/共81頁第54頁/共81頁2.2.2 2.2.2 并行并行I/OI/O端口端口四個(gè)四個(gè)8 8位的雙向并行端口位的雙向并行端口:P0:P0、P1P1、P2P2、P3P3。 P0 P0、P1P1、P2P2、P3P3口對(duì)應(yīng)四個(gè)數(shù)據(jù)鎖存器口對(duì)應(yīng)四個(gè)數(shù)據(jù)鎖存器：P0P0、P1P1、P2P2、P3P3，對(duì)應(yīng)內(nèi)部，對(duì)應(yīng)內(nèi)部RAMRAM地址分別地址分別為為80H80H、90H90H、A0HA0H、B0H B0H 訪問并行訪問并行I/OI/O端口除了可以用字節(jié)地址訪端口除了

32、可以用字節(jié)地址訪問外，還可以按位尋址。當(dāng)單片機(jī)復(fù)位時(shí)，問外，還可以按位尋址。當(dāng)單片機(jī)復(fù)位時(shí)，P0P0P3P3鎖存器的內(nèi)容均為鎖存器的內(nèi)容均為1 1。 第55頁/共81頁2 2P3P3口第二功能口第二功能端端 口口 線線第第 二二 功功 能能信信 號(hào)號(hào) 名名 稱稱P3.0P3.0RXDRXD串行數(shù)據(jù)接收串行數(shù)據(jù)接收P3.1P3.1TXDTXD串行數(shù)據(jù)發(fā)送串行數(shù)據(jù)發(fā)送P3.2P3.2INT0INT0外部中斷外部中斷0 0申請(qǐng)申請(qǐng)P3.3P3.3INT1INT1外部中斷外部中斷1 1申請(qǐng)申請(qǐng)P3.4P3.4T0T0定時(shí)定時(shí)/ /計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)器0 0計(jì)數(shù)輸入計(jì)數(shù)輸入P3.5P3.5T1T1定時(shí)定時(shí)/ /

33、計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)器1 1計(jì)數(shù)輸入計(jì)數(shù)輸入 P3.6P3.6WRWR外部外部RAMRAM寫選通寫選通 P3.7P3.7RDRD外部外部RAMRAM讀選通讀選通第56頁/共81頁2.3 2.3 振蕩電路和復(fù)位電路振蕩電路和復(fù)位電路 1 1內(nèi)部時(shí)鐘信號(hào)的產(chǎn)生內(nèi)部時(shí)鐘信號(hào)的產(chǎn)生2 2引入外部時(shí)鐘信號(hào)引入外部時(shí)鐘信號(hào)第57頁/共81頁第58頁/共81頁 MCS-51MCS-51的時(shí)序單位有的時(shí)序單位有4 4個(gè)，分別是時(shí)鐘周期、狀態(tài)周期、機(jī)器個(gè)，分別是時(shí)鐘周期、狀態(tài)周期、機(jī)器周期和指令周期周期和指令周期第59頁/共81頁問問: :如果如果fosc=12MHz,fosc=12MHz, 一個(gè)機(jī)器周期為多少一個(gè)機(jī)器周

34、期為多少? ?答案1s1s（微秒）（微秒）第60頁/共81頁周期指令。機(jī)器周期數(shù)少則執(zhí)周期指令。機(jī)器周期數(shù)少則執(zhí)行速度快行速度快。第61頁/共81頁、。第62頁/共81頁第63頁/共81頁2.3 80C512.3 80C51系列單片機(jī)的工作方式系列單片機(jī)的工作方式 1 1復(fù)位條件復(fù)位條件 復(fù)位（復(fù)位（RSTRST）引腳（）引腳（9 9腳）上加一個(gè)持續(xù)時(shí)間為兩個(gè)機(jī)器周期腳）上加一個(gè)持續(xù)時(shí)間為兩個(gè)機(jī)器周期的高電平。的高電平。若單片機(jī)的時(shí)鐘頻率為若單片機(jī)的時(shí)鐘頻率為1212 MHzMHz，則機(jī)器周期為，則機(jī)器周期為1 1 ss，那么需，那么需要持續(xù)要持續(xù)2 2 ss以上的時(shí)間；以上的時(shí)間；若單片機(jī)的

35、時(shí)鐘頻率為若單片機(jī)的時(shí)鐘頻率為6 6 MHzMHz，則機(jī)器周期為，則機(jī)器周期為2 2 ss，那么需，那么需要持續(xù)要持續(xù)4 4 ss以上的時(shí)間。以上的時(shí)間。 復(fù)位就是對(duì)單片機(jī)或系統(tǒng)中其它部件設(shè)置初始狀復(fù)位就是對(duì)單片機(jī)或系統(tǒng)中其它部件設(shè)置初始狀態(tài)，以便單片機(jī)從復(fù)位后開始工作。態(tài)，以便單片機(jī)從復(fù)位后開始工作。第64頁/共81頁2、復(fù)位電路、復(fù)位電路 第65頁/共81頁第66頁/共81頁3 3復(fù)位后內(nèi)部寄存器狀態(tài)復(fù)位后內(nèi)部寄存器狀態(tài)寄存器名稱寄存器名稱復(fù)位時(shí)的內(nèi)容復(fù)位時(shí)的內(nèi)容寄存器名稱寄存器名稱復(fù)位時(shí)的內(nèi)容復(fù)位時(shí)的內(nèi)容PCPC0000H0000HTMODTMOD00H00HACCACC00H00HTC

36、ONTCON00H00HB B00H00HTL0TL000H00HPSWPSW00H00HTH0TH000H00HSP SP 07H 07H TL1 TL1 00H 00H DPTR DPTR 0000H 0000H TH1 TH1 00H 00H P0P0P3 P3 FFH FFH SCON SCON 00H 00H IP IP 00000B 00000B SBUF SBUF 不定不定 IE IE 0 000000B 00000B PCON PCON 0 00000B 0000B 第67頁/共81頁二、數(shù)制二、數(shù)制 計(jì)算機(jī)只識(shí)別和處理數(shù)字信息，數(shù)字是以二進(jìn)制數(shù)的形式表計(jì)算機(jī)只識(shí)別和處理數(shù)字信

37、息，數(shù)字是以二進(jìn)制數(shù)的形式表示的。它易于物理實(shí)現(xiàn)，同時(shí)，資料存儲(chǔ)、傳送和處理簡單可靠示的。它易于物理實(shí)現(xiàn)，同時(shí)，資料存儲(chǔ)、傳送和處理簡單可靠；運(yùn)算規(guī)則簡單，使邏輯電路的設(shè)計(jì)、分析、綜合方便，使計(jì)算；運(yùn)算規(guī)則簡單，使邏輯電路的設(shè)計(jì)、分析、綜合方便，使計(jì)算器具有邏輯性。器具有邏輯性。1 1、常用數(shù)制、常用數(shù)制 （1.1.）十進(jìn)制數(shù)：）十進(jìn)制數(shù)： 1985 = 1000+900+80+5 1985 = 1000+900+80+5 = 1 = 110103 3+9+910102 2+8+810101 1+5+510100 0 特點(diǎn)：特點(diǎn)：有有0 -9 0 -9 十個(gè)不同的符號(hào)。十個(gè)不同的符號(hào)。 逢十進(jìn)

38、一。逢十進(jìn)一。 一般用下腳標(biāo)一般用下腳標(biāo) D D 表示，如表示，如 1985 1985D D , ,或無下腳標(biāo)?；驘o下腳標(biāo)。第68頁/共81頁（ 2. 2.）二進(jìn)制數(shù)：）二進(jìn)制數(shù)：特點(diǎn)：有特點(diǎn)：有0 0，1 1兩個(gè)不同的符號(hào)。兩個(gè)不同的符號(hào)。 逢二進(jìn)一。二進(jìn)制數(shù)的下腳標(biāo)為逢二進(jìn)一。二進(jìn)制數(shù)的下腳標(biāo)為B B例如：對(duì)于整數(shù)，例如：對(duì)于整數(shù)， 10011001B B=1=12 23 3+0+02 22 2+0+02 21 1+1+12 20 0 = 9= 9D D 對(duì)于小數(shù)，對(duì)于小數(shù)， 0.101 0.101B B = 1 = 12 2-1 -1 + 0+ 02 2-2 -2 + 1+ 12 2-3-3 = 0.625 = 0.625D D 二進(jìn)制數(shù)每一位的權(quán)是：以小數(shù)點(diǎn)分界，二進(jìn)制數(shù)每一位的權(quán)是：以小數(shù)點(diǎn)分界， .2 .24 4 , 2 , 23 3 , 2 , 22 2 , 2 , 2 1 1, 2 , 2 0 0 . 2 . 2