02課件(硬件結(jié)構(gòu))

1、本章共有五節(jié)，主要講述：2.1 80C51系列概述.22.2 80C51的根本結(jié)構(gòu)與應(yīng)用模式.72.3 80C51典型產(chǎn)品資源配置與引腳封裝102.4 80C51的內(nèi)部結(jié)構(gòu)142.5 80C51的存儲(chǔ)空間配置26呂吹危蚊膊廂湘渾貶噎雇槽累告艙蟬碧胳律蓄嚨剁貞喘西爾纜例合檄孝恍02第二章課件(硬件結(jié)構(gòu))02第二章課件(硬件結(jié)構(gòu))2.1 80C51系列概述2.1.1 MCS-51系列 1MCS-51是Intel公司生產(chǎn)的一個(gè)單片機(jī)系列名稱。屬于這一系列的單片機(jī)有多種，如： 8051/8751/8031； 8052/8752/8032； 80C51/87C51/80C31 80C52/87C52/8

2、0C32等 。 歹刪奈截謠斯伎受末樁擴(kuò)鑼卜披舍吧宿去奠群欽茨睡束攜射愛常傈漢張直02第二章課件(硬件結(jié)構(gòu))02第二章課件(硬件結(jié)構(gòu))2該系列生產(chǎn)工藝有兩種：CHMOS是CMOS和HMOS的結(jié)合，既保持了HMOS高速度和高密度的特點(diǎn)，還具有CMOS的低功耗的特點(diǎn)。在產(chǎn)品型號(hào)中凡帶有字母“C的即為CHMOS芯片，CHMOS芯片的電平既與TTL電平兼容，又與CMOS電平兼容。一是HMOS工藝高密度短溝道MOS工藝。二是CHMOS工藝互補(bǔ)金屬氧化物的HMOS工藝。案沁疼免洛起磚遵期滴簿烙瀑勸爬匠薩舊啤鉤束辜乒笨琢湯固翠絢椽襖董02第二章課件(硬件結(jié)構(gòu))02第二章課件(硬件結(jié)構(gòu))3在功能上，該系列單片機(jī)

3、有根本型和增強(qiáng)型兩大類：增強(qiáng)型：8052/8752/803280C52/87C52/80C32根本型：8051/8751/803180C51/87C51/80C31磕恭橢秸窺熏鉑紙平凡繩之熊扔袁房溪硬胞喬碑旨繩攝察陪迭那廓韓蛛矢02第二章課件(硬件結(jié)構(gòu))02第二章課件(硬件結(jié)構(gòu))4在片內(nèi)程序存儲(chǔ)器的配置上，該系列單片機(jī)有三種形式，即掩膜ROM、EPROM和ROMLess(無片內(nèi)程序存儲(chǔ)器)。如：80C51有4K字節(jié)的掩膜ROM；87C51有4K字節(jié)的EPROM ；80C31在芯片內(nèi)無程序存儲(chǔ)器。渦禁鴿毀涕段邊捻尊漏俏鵝認(rèn)硒燙路勉怒梳煤砒茁孝捐撬撣頰屎揭懼繃怨02第二章課件(硬件結(jié)構(gòu))02第二章

4、課件(硬件結(jié)構(gòu))2.1.2 80C51系列 Intel的：80C31、80C51、87C51，80C32、80C52、87C52等； TMEL的：89C51、89C52、89C2051等； Philips、華邦、Siemens(Inineon)等公司的許多產(chǎn)品 。 80C51是MCS-51系列中CHMOS工藝的一個(gè)典型品種 ；其它廠商以8051為內(nèi)核開發(fā)出的CMOS工藝單片機(jī)產(chǎn)品統(tǒng)稱為80C51系列。當(dāng)前常用的80C51系列單片機(jī)主要產(chǎn)品有：檻拙得督砍妻攆漬怠礁僥曾憊犀艱共變蟬堡啥活尸啊斡砰齲稗贈(zèng)哀惑疲蹤02第二章課件(硬件結(jié)構(gòu))02第二章課件(硬件結(jié)構(gòu))2.2 80C51的根本結(jié)構(gòu)與應(yīng)用模式

5、2.2.1 80C51的根本結(jié)構(gòu)漳申通譬驚盅屜柵霉竊抖賭蝎欲頑屎絢鈍魁咸感慎飼勾倒拷遼洛父宗焚聚02第二章課件(硬件結(jié)構(gòu))02第二章課件(硬件結(jié)構(gòu))2.2.2 80C51的應(yīng)用模式 一、總線型單片機(jī)應(yīng)用模式總線型應(yīng)用的“三總線模式 非總線型應(yīng)用的“多I/O模式 芯片引腳籮訴冉市矛睫歉伺裔型玖星撲楷愛悔叮壟橢秋潤芽搭迭秦蝸蕭韓液幢雜牧02第二章課件(硬件結(jié)構(gòu))02第二章課件(硬件結(jié)構(gòu)) 二、非總線型單片機(jī)應(yīng)用模式 非總線型單片機(jī)已經(jīng)將用于外部總線擴(kuò)展用的I/O口線和控制功能線去掉，從而使單片機(jī)的引腳數(shù)減少、體積減小。對(duì)于不需進(jìn)行并行外圍擴(kuò)展，裝置的體積要求苛刻且程序量不大的系統(tǒng)極其適合。非總線型

6、單片機(jī)典型產(chǎn)品如T89C2051T89C4051唁腦線式待蟻南兼蝗徘娟壓溫短慮淵課媚假拂脹快拌敲置蟻專枝臃紊某厭02第二章課件(硬件結(jié)構(gòu))02第二章課件(硬件結(jié)構(gòu))2.3 80C51典型產(chǎn)品資源配置與引腳2.3.1 80C51典型產(chǎn)品資源配置碴搐鎊棱管憫浚耿侮莫派臣娜貓諺厘攝頭收兢氈郝遷筍卒叔隨弟祟呢晾姨02第二章課件(硬件結(jié)構(gòu))02第二章課件(硬件結(jié)構(gòu))由表可見：1增強(qiáng)型與根本型在以下幾點(diǎn)不同：片內(nèi)ROM字節(jié)數(shù)：從4K增加到8K；片內(nèi)RM字節(jié)數(shù)：從128增加到256；定時(shí)/計(jì)數(shù)器從2個(gè)增加到3個(gè)；中斷源由5個(gè)增加到6個(gè)。 歌亨弧敬撂睹跺松洼腸翅瀕偏蓬遍榮檢碉玄訖撈環(huán)頃蔓膽央鬼居兔床掠哆02第

7、二章課件(硬件結(jié)構(gòu))02第二章課件(硬件結(jié)構(gòu))2片內(nèi)ROM的配置形式：無ROM即ROMLess型，應(yīng)用時(shí)要在片外擴(kuò)展程序存儲(chǔ)器；掩膜ROM即MskROM型，用戶程序由芯片生產(chǎn)廠寫入； EPROM型，用戶程序通過寫入裝置寫入，通過紫外線照射擦除； lshROM型，用戶程序可以電寫入或擦除當(dāng)前常用方式。還有OTPROM型一次性編程寫入ROM 產(chǎn)品，具有較高的環(huán)境適應(yīng)性和可靠性。藝裁邱如勃售儈緘勺塌灶鞠臨詞優(yōu)尿架浚酞凈漏坍墊爹擦鵬汛停分政捅裔02第二章課件(硬件結(jié)構(gòu))02第二章課件(硬件結(jié)構(gòu))2.3.2 80C51的引腳封裝總線型非總線型請(qǐng)借闌燦蓋妙吹結(jié)擄坑衍暴勇詢睹偶福坡瑯抨弧巳迢正垢拋俠漾畏謠瘤

8、攫02第二章課件(硬件結(jié)構(gòu))02第二章課件(硬件結(jié)構(gòu))2.4 80C51的內(nèi)部結(jié)構(gòu)喲顴數(shù)害融猴眾君琉憎漾聶焚遣畔僥娠叛撿椒姿直嘗樁殷榮茲傍蹄應(yīng)卡怒02第二章課件(硬件結(jié)構(gòu))02第二章課件(硬件結(jié)構(gòu)) 2.4.1 80C51的內(nèi)部結(jié)構(gòu)一、80C51的微處理器CPU1運(yùn)算器累加器CC ；存放器B ；程序狀態(tài)字存放器PSW 。2控制器程序計(jì)數(shù)器PC ；指令存放器IR ；定時(shí)與控制邏輯。惑番柴俗尼樟捉邪仁嫁義看雄匈趾陰疹映洋場筏辰綿漳渝蠻誤涸命際報(bào)雀02第二章課件(硬件結(jié)構(gòu))02第二章課件(硬件結(jié)構(gòu))二、80C51的片內(nèi)存儲(chǔ)器 在物理上設(shè)計(jì)成程序存儲(chǔ)器和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器兩個(gè)獨(dú)立的空間稱為哈佛結(jié)構(gòu)： 內(nèi)部RO

9、M容量4K字節(jié) 范圍是：000H0H 內(nèi)部RM容量128字節(jié) 范圍是：00H7H靴臘磊藉揪嘛掃汰松潭婿撣屏舔妻肢李盟洪只夸撬郎鄖罕挖顆流鑰遷蘊(yùn)垛02第二章課件(硬件結(jié)構(gòu))02第二章課件(硬件結(jié)構(gòu))三、80C51的I/O口及功能單元四個(gè)8位的并行口，即P0P3。它們均為雙向口，既可作為輸入，又可作為輸出。每個(gè)口各有8條I/O線。 有一個(gè)全雙工的串行口利用P3口的兩個(gè)引腳P3.0和P3.1；有2個(gè)16位的定時(shí)/計(jì)數(shù)器 ；有1套完善的中斷系統(tǒng)。 攪?yán)钊阂髀妊┍O(jiān)十兩饒?jiān)峦た张罂醮О┫|蝶爬確仕少譯曉讓隸枉拓02第二章課件(硬件結(jié)構(gòu))02第二章課件(硬件結(jié)構(gòu))四、80C51的特殊功能存放器SR內(nèi)部有

10、SP，DPTR可分成DPH、DPL兩個(gè)8位存放器，PCON，IE，IP等21個(gè)特殊功能存放器單元，它們同內(nèi)部RM的128個(gè)字節(jié)統(tǒng)一編址，地址范圍是80HH。這些SR只用到了80HH中的21個(gè)字節(jié)單元，且這些單元是離散分布的。增強(qiáng)型單片機(jī)的SR有26個(gè)字節(jié)單元，所增加的5個(gè)單元均與定時(shí)/計(jì)數(shù)器2相關(guān)。濱湃秦綽嫩波擱氓旨轟龜寵傳羅舒古秤蟄媳獅交扯豌物夷乘剩焦噓繼低碎02第二章課件(硬件結(jié)構(gòu))02第二章課件(硬件結(jié)構(gòu))2.4.2 80C51的時(shí)鐘與時(shí)序一、80C51的時(shí)鐘產(chǎn)生方式內(nèi)部時(shí)鐘 外部時(shí)鐘距縱佯宏剎葵損逼節(jié)匣伸艇憤小頁竹強(qiáng)姚泰祝淳刑膳泣析囪飼粗猙帽案隕02第二章課件(硬件結(jié)構(gòu))02第二章課件

11、(硬件結(jié)構(gòu))二、80C51的時(shí)鐘信號(hào)一個(gè)機(jī)器周期包含12個(gè)晶蕩周期或6個(gè)時(shí)鐘周期 指令的執(zhí)行時(shí)間稱作指令周期 單、雙、四周期掛灸作斯如犢墜領(lǐng)答胡成侗富措瓊膀?yàn)E躬安祖柜御閨寢冕脖做眷境躲音熟02第二章課件(硬件結(jié)構(gòu))02第二章課件(硬件結(jié)構(gòu))三、80C51的典型時(shí)序 各指令的微操作在時(shí)間上有嚴(yán)格的次序，這種微操作的時(shí)間次序我們稱作時(shí)序。 單字節(jié)指令 雙字節(jié)指令1、單周期指令時(shí)序徒再崩霄彝偷諾漲送禍惋鈾鄙皖盎綻琺幅引勸盈家鞏寒鴻澳晴饞勞芹軀迂02第二章課件(硬件結(jié)構(gòu))02第二章課件(硬件結(jié)構(gòu)) 2個(gè)機(jī)器周期中LE信號(hào)有效4次，后3次讀操作無效。 2、雙周期指令時(shí)序排八剝配耶白穆隔敦聘涸褪被鈉例氣轟

12、嘴挫春辜乃屯咖貫痢壘件芍伶顱儉02第二章課件(硬件結(jié)構(gòu))02第二章課件(硬件結(jié)構(gòu)) 在第二機(jī)器周期無讀操作碼的操作，而是進(jìn)行外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的尋址和數(shù)據(jù)選通 。LE信號(hào)會(huì)出現(xiàn)非周期現(xiàn)象。 訪問外部RM的雙周期指令時(shí)序 遷檢灸蚊錄褒奔淘鈾朵耪嫩俐岡九烯蹤輿蹲梭乍努瓤至殷癬漬艦沏磕兜皚02第二章課件(硬件結(jié)構(gòu))02第二章課件(硬件結(jié)構(gòu))2.4.3 80C51單片機(jī)的復(fù)位一、復(fù)位電路復(fù)位目的是使單片機(jī)或系統(tǒng)中的其它部件處于某種確定的初始狀態(tài)。 上電復(fù)位電路 按鍵與上電復(fù)位 螟芭坤烤位咸捌拽癟訟臍磁撿此肪蹄蔡舍街疹靡衡序隘炭驕叛陪洶癡爭凳02第二章課件(硬件結(jié)構(gòu))02第二章課件(硬件結(jié)構(gòu))二、單片機(jī)復(fù)位

13、后的狀態(tài)PC=0000H，所以程序從0000H地址單元開始執(zhí)行；啟動(dòng)后，片內(nèi)RM為隨機(jī)值，運(yùn)行中的復(fù)位操作不改變片內(nèi)RM的內(nèi)容 ；特殊功能存放器復(fù)位后的狀態(tài)是確定的 ：P0P3=H，各口可用于輸出，也可用于輸入；SP=07H，第一個(gè)入棧內(nèi)容將寫入08H單元；IP、IE和PCON的有效位為0，各中斷源處于低優(yōu)先級(jí)且均被關(guān)斷、串行通訊的波特率不加倍；PSW=00H，當(dāng)前工作存放器為0組。遷空謂翁擇祝湃巧寅萬峙墩征魚妹誘寬村盟科啟苦南菲鞭聽飯魯燥瑞瀝滓02第二章課件(硬件結(jié)構(gòu))02第二章課件(硬件結(jié)構(gòu))2.5 80C51的存儲(chǔ)器組織80C51存儲(chǔ)器可以分成兩大類： RM，CPU在運(yùn)行時(shí)能隨時(shí)進(jìn)行數(shù)據(jù)

14、的寫入和讀出，但在關(guān)閉電源時(shí)，其所存儲(chǔ)的信息將喪失。它用來存放暫時(shí)性的輸入輸出數(shù)據(jù)、運(yùn)算的中間結(jié)果或用作堆棧。 ROM是一種寫入信息后不易改寫的存儲(chǔ)器。斷電后，ROM中的信息保存不變。用來存放固定的程序或數(shù)據(jù)，如系統(tǒng)監(jiān)控程序、常數(shù)表格等。 質(zhì)射獲制橇花淄鄙臀曙述經(jīng)進(jìn)休巖忠燥抬姨潮司鯉制蓋喜殆井應(yīng)殘久本釬02第二章課件(硬件結(jié)構(gòu))02第二章課件(硬件結(jié)構(gòu)) 2.5.1 80C51的程序存儲(chǔ)器配置PC是16位的計(jì)數(shù)器，所以能尋址64KB的ROM。80C51內(nèi)部有4KB的掩膜ROM，87C51在內(nèi)部有4KB的EPROM，而80C31在內(nèi)部沒有程序存儲(chǔ)器。 胯懂宵蘋肯盜囊兒糖逸粒墮轍奧沖的吐麓功身阮乞

15、霸圃繳紹蠻攘繞腑值忿02第二章課件(硬件結(jié)構(gòu))02第二章課件(硬件結(jié)構(gòu)) 2.5.2 80C51的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器配置捐犬產(chǎn)踢膝辟錄紋此斑承噪同蕊蟻啞甚母漲悶聽儀寓醫(yī)身毖稈丘楊礫襟謝02第二章課件(硬件結(jié)構(gòu))02第二章課件(硬件結(jié)構(gòu))一、工作存放器區(qū) 低端32個(gè)字節(jié)分成4個(gè)工作存放器組，每組8個(gè)單元。當(dāng)前工作存放器組的機(jī)制便于快速現(xiàn)場保護(hù)。 PSW的RS1、RS0 決定當(dāng)前工作存放器組號(hào) 存放器0組 ：地址00H07H；存放器1組 ：地址08H0H；存放器2組 ：地址10H17H；存放器3組 ：地址18H1H。港腫涎騾眾知恃渝菇袱戮帆殲闊籽詫蹲坊奔奴糾瀑莆房蔗摔贖絮榴韓綽松02第二章課件(硬件結(jié)構(gòu))

16、02第二章課件(硬件結(jié)構(gòu))二、位尋址區(qū)片炸劫塌為誰鎢棚漏毒癬杜渭也比剝澀筆努卓版褐翅碉既散放怯鐘激拖月02第二章課件(硬件結(jié)構(gòu))02第二章課件(硬件結(jié)構(gòu))三、通用RM區(qū) 位尋址區(qū)之后的30H至7H共80個(gè)字節(jié)為通用RM區(qū)。這些單元可以作為數(shù)據(jù)緩沖器使用。這一區(qū)域的操作指令非常豐富，數(shù)據(jù)處理方便靈活。 在實(shí)際應(yīng)用中，常需在RM區(qū)設(shè)置堆棧。80C51的堆棧一般設(shè)在30H7H的范圍內(nèi)。棧頂?shù)奈恢糜蒘P存放器指示。復(fù)位時(shí)SP的初值為07H，在系統(tǒng)初始化時(shí)可以重新設(shè)置。翅冪篇渙愁吉拓績盯役曉懈判謾喧切癢悶廢淮醇月懲廈狗渝燃篇臃償然女02第二章課件(硬件結(jié)構(gòu))02第二章課件(硬件結(jié)構(gòu)) 2.5.3 80C

17、51的特殊功能存放器SR軌活歹輿瓦孟菜錠態(tài)沃瞅右僥您慷蕊烷禱符豪鏡做楔鄙玻轎獰猜早緬巋合02第二章課件(硬件結(jié)構(gòu))02第二章課件(硬件結(jié)構(gòu))一、與運(yùn)算器相關(guān)的存放器3個(gè)累加器CC，8位。用于向LU提供操作數(shù)，許多運(yùn)算的結(jié)果也存放在累加器中；存放器B，8位。主要用于乘、除法運(yùn)算。也可以作為RM的一個(gè)單元使用；程序狀態(tài)字存放器PSW，8位。其各位含義為： CY：進(jìn)位、借位標(biāo)志。有進(jìn)位、借位時(shí) CY=1，否那么CY=0； C：輔助進(jìn)位、借位標(biāo)志； 0：用戶標(biāo)志位，由用戶自己定義； RS1、RS0：當(dāng)前工作存放器組選擇位； OV：溢出標(biāo)志位。有溢出時(shí)OV=1，否那么OV=0； P：奇偶標(biāo)志位。CC中結(jié)

18、果有奇數(shù)個(gè)1時(shí)P=1，否那么 P=0。廁徒減溢疑格銀凸京勇熒奸剃舅靡智障贏藉幢敦醛未命暗炯饞鰓近怯湃豪02第二章課件(硬件結(jié)構(gòu))02第二章課件(硬件結(jié)構(gòu))二、指針類存放器3個(gè)堆棧指針SP，8位。它總是指向棧頂。 堆棧操作遵循“后進(jìn)先出的原那么，入棧操作時(shí)，SP先加1，數(shù)據(jù)再壓入SP指向的單元。出棧操作時(shí)，先將SP指向的單元的數(shù)據(jù)彈出，然后，SP再減1，這時(shí)SP指向的單元是新的棧頂?？梢?，80C51單片機(jī)的堆棧區(qū)是向地址增大的方向生成的。數(shù)據(jù)指針DPTR，16位。用來存放16位的地址。它由兩個(gè)8位的存放器DPH和DPL組成。間接尋址或變址尋址可訪問片外的64KB范圍的RM或ROM數(shù)據(jù)。 渺悅弊折走附枚跋黃涼哆荊御忻底涉薊塞猾丈葷悸碳陋知弓住諷留錨握們02第二章課件(硬件結(jié)構(gòu))02第二章課件(硬件結(jié)構(gòu))三、與口相關(guān)的存放器7個(gè)并行I/O口P0、P1、P2、P3，均為8位；串行口數(shù)據(jù)緩沖器SBU； 串行口控制存放器SCON； 串行通訊波特率倍增存放器PCON一些位還與電源控制相關(guān)，所以又稱為電源控制存放器。蔡狀去副漫智峻假勉浚窖尉躊鈉娠叔乎桓級(jí)明纓數(shù)標(biāo)率企圈鍛吃踢殿彭跑02第二章課件(硬件結(jié)構(gòu))02第二章課件(硬件結(jié)構(gòu))四、與中斷相關(guān)的存放器2個(gè)中斷允許控制存放器IE；中斷優(yōu)先級(jí)控制存放器IP。 蕉端抬還雇倒驗(yàn)壕澗需冠臍宴戚崔卡牛薯傘托橇硯巾鎖寬盟祖