第2章 MCS-51系列單片機(jī)的結(jié)構(gòu)及原理

1、第2章 MCS-51系列單片機(jī)的結(jié)構(gòu)及原理2.1 MCS-51系列單片機(jī)的主要性能特點(diǎn)2.7 掉電保護(hù)和低功耗設(shè)計(jì)2.6 單片機(jī)的復(fù)位狀態(tài)與復(fù)位電路2.5 時(shí)鐘電路與CPU的時(shí)序 2.4 MCS-51系列單片機(jī)的主要組成部分2.3 MCS-51系列單片機(jī)的引腳功能2.2 MCS-51系列單片機(jī)的內(nèi)部總體結(jié)構(gòu)2.1 MCS-51系列單片機(jī)的主要性能特點(diǎn)1、 8031、8051、8751三者不同之處： 8051是ROM型單片機(jī)，內(nèi)部有4KB的ROM；8751片內(nèi)含有4KB的EPROM；8031片內(nèi)沒(méi)有ROM使用時(shí)需外接EPROM。2、 8031、8051、8751三者相同之處： （1）面向控制的8

2、位CPU； （2）128B的片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器； （3）可以尋址64KB的片外程序存儲(chǔ)器； （4）可以尋址64KB的片外數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器； 2.1 MCS-51系列單片機(jī)的主要性能特點(diǎn) （5）32根雙向和可單獨(dú)尋址的I/O線； （6）一個(gè)全雙工的異步串行口； （7）兩個(gè)6位定時(shí)/計(jì)數(shù)器； （8）5個(gè)中斷源，兩個(gè)中斷優(yōu)先級(jí)； （9）有片內(nèi)時(shí)鐘振蕩器； （10）采用高性能HMOS生產(chǎn)工藝生產(chǎn)； （11）有布爾處理（位操作）能力； （12）含基本指令111條，其中單機(jī)器周期指令64種。2.2 MCS-51系列單片機(jī)的內(nèi)部總體結(jié)構(gòu)圖2-1 MCS-51單片機(jī)的基本結(jié)構(gòu)88微處理器（運(yùn)算部件）控制部件B 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)

3、器RAMP0口P2口程序存儲(chǔ)器P1口P3口串行口定時(shí)/計(jì)數(shù)器中斷系統(tǒng)特殊功能寄存器（SFR）88ROM/EPROMVCCVSSXTAL1XTAL2 PSENALEEARESET圖2-2 MCS-51片內(nèi)總體結(jié)構(gòu)框圖RST端口0驅(qū)動(dòng)器端口2驅(qū)動(dòng)器RAM地址鎖存器RAM128*8端口0鎖存器端口2鎖存器ROM4K*8B寄存器程序地址寄存器緩沖器PC+1寄存器PCDPTR指針VCCVSSP1.0P1.7堆棧指針SPACCTMP2PSW端口3鎖存器端口1鎖存器端口1驅(qū)動(dòng)器端口3驅(qū)動(dòng)器TMP1SCONTMODPCONTCONTL0TH1TH0TL1IESBUF(TX/RX)IP中斷、串行口和定時(shí)器邏輯O

4、SCP3.0P3.7ALEPSENEAXTAL2XTAL1ALU(+5V)指令寄存器定時(shí)與控制指令譯碼器P0.0P0.7P2.0P2.7返回本節(jié)2.3 MCS-51系列單片機(jī)的引腳功能2.3.1 MCS-51系列單片機(jī)引腳功能2.3.2 三總線結(jié)構(gòu)圖2-3（a）MCS-51系列單片機(jī)的引腳P1.1P1.2P1.3P1.4P1.5P1.6P1.7VSSP1.0RST/VPDRXD/P3.0TXD/P3.1INT0/P3.2INT1/P3.3T0/P3.4T1/P3.5WR/P3.6RD/P3.7XTAL2XTAL112345678910111213141516171819208031805187

5、514039383736353433323130292827262521222324VCCP0.0P0.1P0.2P0.3P0.4P0.5P0.6P0.7EA/VppALE/PROGPSENP2.7P2.6P2.5P2.4P2.3P2.2P2.1P2.0 40條引腳的功能： 1 電源引腳VSS和VCCVSS（20腳）：接地；VCC（40腳）：正常操作及對(duì)EPROM編程和驗(yàn)證時(shí)接5伏電源。2 外接晶體引腳XTAL1和XTAL2XTAL1（19腳）：接外部晶體的一端。在單片機(jī)內(nèi)部，它是一個(gè)反向放大器的輸入端，這個(gè)放大器構(gòu)成了片內(nèi)振蕩器。XTAL2（18腳）：接外部晶體的另一端。在單片機(jī)內(nèi)部，接至上

6、述反向放大器的輸出端。 3 控制或與其它電源復(fù)用引腳RST/VPD，ALE/PROG，PSEN和EA/VPPRST/VPD（9腳）：當(dāng)振蕩器運(yùn)行時(shí)，在此引腳上出現(xiàn)兩個(gè)機(jī)器周期以上的高電平，將使單片機(jī)復(fù)位；VCC掉電期間，此引腳可接備用電源，以保持內(nèi)部RAM的數(shù)據(jù)不丟失；當(dāng)VCC掉到低于規(guī)定水平，而VPD在其規(guī)定的電壓范(50.5V）內(nèi)，VPD向內(nèi)部RAM提供備用電源。ALE/PSEN（30腳）：當(dāng)訪問(wèn)外部存儲(chǔ)器時(shí)，MCS-51系列單片機(jī)即用P0口作為低8位地址輸出口，又作為數(shù)據(jù)輸入/輸出口。為了使地址與數(shù)據(jù)不致于混淆，通常先送地址再傳送數(shù)據(jù)。ALE（允許地址鎖存）將P0口輸出的低8位地址鎖存，

7、從而實(shí)現(xiàn)低位地址與數(shù)據(jù)的分離。 在ALE端會(huì)周期性地出現(xiàn)正脈沖信號(hào)，此信號(hào)頻率為振蕩器頻率的1/6。因此，它可以用作對(duì)外輸出的時(shí)鐘。要注意的是：每當(dāng)訪問(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，將跳過(guò)一個(gè)ALE脈沖。ALE端可以驅(qū)動(dòng)（吸收或輸出電流）8個(gè)LSTTL輸入。在對(duì)8751片內(nèi)EPROM編程（固化）時(shí)，此引腳用于輸入編程脈沖。PSEN（29腳）：是外部程序存儲(chǔ)器的讀選通信號(hào)。在外部程序存儲(chǔ)器取指令（或常數(shù)）期間，每一個(gè)機(jī)器周期兩次有效。每當(dāng)訪問(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，這兩次有效的信號(hào)將不出現(xiàn)。同樣可以驅(qū)動(dòng)8個(gè)LSTTL輸入。EA/VPP（31腳）：當(dāng)EA端保持高電平時(shí)，訪問(wèn)內(nèi)部程序存儲(chǔ)器，但在PC（程序計(jì)數(shù)器）值超

8、過(guò)0FFFH（對(duì)于8051/8751/80C51）或1FFFH（對(duì)于8052）時(shí)，將自動(dòng)轉(zhuǎn)向訪問(wèn)外部存儲(chǔ)器。當(dāng)EA端保持低電平時(shí)，不管是否有內(nèi)部程序存儲(chǔ)器，只訪問(wèn)外部程序存儲(chǔ)器。在對(duì)8751片內(nèi)EPROM編程時(shí)，此引腳用于施加21V的編程電源（VPP）。 4. 輸入/輸出引腳P0口、P1口、P2口、P3口P0口（P0.0P0.7共8條引腳，即3932腳）：是雙向8位三態(tài)I/O口。在訪問(wèn)外部存儲(chǔ)器時(shí)，可分時(shí)用作低8位地址線和8位數(shù)據(jù)線；在EPROM編程時(shí)，它輸入指令字節(jié)，而在驗(yàn)證程序時(shí)，則輸出指令字節(jié)。P0口能驅(qū)動(dòng)8個(gè)LSTTL輸入。P1口（P1.0P1.7共8條引腳，即18腳）：P1口是一個(gè)帶

9、有內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口。在EPROM編程和程序驗(yàn)證時(shí)，它接收低8位地址。它能驅(qū)動(dòng)4個(gè)LSTTL輸入。P2口（P2.0P2.7共8條引腳，即2128腳）：P2口是一個(gè)帶有內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口。在訪問(wèn)外部存儲(chǔ)器時(shí)，它送出高8位地址。在對(duì)EPROM編程和程序驗(yàn)證時(shí)，它接收高8位地址。它能驅(qū)動(dòng)4個(gè)LSTTL輸入。P3口（P3.0P3.7共8條引腳，即1017腳）：P3口是一個(gè)帶有內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口。在MCS-51單片機(jī)中，這8個(gè)引腳都有各自的第二功能，在實(shí)際工作中，大多數(shù)情況下都使用P3口的第二功能。表2-1表示出了P3口的第二功能。位線引腳第二功能P3.010RXD（

10、串行輸入口）P3.111TXD（串行輸出口）12INT0（外部中斷0）13INT1（外部中斷1）P3.414T0（定時(shí)器0的計(jì)數(shù)輸入）P3.515T1（定時(shí)器1的計(jì)數(shù)輸入）16WR（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫(xiě)脈沖）17RD（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀脈沖）P3.6 P3.7 表2-1 P3口的第二功能表2.3.2 三總線結(jié)構(gòu)圖2-3（b）MCS-51系列單片機(jī)功能引腳分類(lèi)(總線結(jié)構(gòu)圖）地址鎖存器CBI/OA15A14A13A12A11A10A9A8A7A6A5A4A3A2A1A0D7D6D5D4D3D2D1D0DBABP1.0P1.1P1.2P1.3P1.4P1.5P1.6P1.7RESETP3.0P3.1P3.

11、3P3.4P3.5P3.6P3.7VSSVCC P0.0P0.1P0.2P0.3P0.5P0.6P0.7ALEP2.7P2.6P2.5P2.4P2.3P2.2P2.1P2.0EAPSENP3.2P0.4返回本節(jié) 單片機(jī)的引腳除了電源、復(fù)位、時(shí)鐘接入、用戶(hù)I/O口外，其余引腳都是為了實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)擴(kuò)展而設(shè)置的。這些引腳構(gòu)成了三總線形式。 （1）地址總線（AB）：地址總線寬度為16位，由P0口經(jīng)地址鎖存器提供低8位地址（A0-A7）；P2口直接提供高8位地（A8A15）。地址信號(hào)是由CPU發(fā)出的，故地址總線是單方向的。（2）數(shù)據(jù)總線（DB）：數(shù)據(jù)總線寬度為8位，用于傳送數(shù)據(jù)和指令，由P0口提供。（3）控

12、制總線（CB）：控制總線隨時(shí)掌握各種部件的狀態(tài)，并根據(jù)需要向有關(guān)部件發(fā)出命令。 2.4 MCS-51系列單片機(jī)的主要組成部分2.4.1 CPU2.4.2 存儲(chǔ)器2.4.3 并行I/O口 2.4.1 CPU作用：讀入和分析每條指令，根據(jù)每條指令的功 能要求，控制各個(gè)部件執(zhí)行相應(yīng)的操作。組成：運(yùn)算器和控制器。算術(shù)、邏輯運(yùn)算部件ALU、累加器ACC、寄存器B、暫存器TMP1、TMP2、程序狀態(tài)寄存器PSW、布爾處理器、十進(jìn)制調(diào)整電路時(shí)鐘發(fā)生器、定時(shí)控制邏輯、指令寄存器、指令譯碼器 、程序計(jì)數(shù)器PC、程序地址寄存器、數(shù)據(jù)指針寄存器DPTR、堆棧指針SP運(yùn)算器控制器算術(shù)、邏輯運(yùn)算部件ALU指令寄存器指令

13、譯碼器 ALU: 由加法器和其他邏輯電路等組成，用于對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行算術(shù)運(yùn)算和邏輯操作的執(zhí)行部件，能完成算術(shù)加、減、乘、除、邏輯“與”、“或”、“異或”等運(yùn)算，循環(huán)移位操作，位操作等功能。指令寄存器：8位寄存器，用于暫時(shí)存放指令，等待譯碼。 指令譯碼器：當(dāng)指令送入譯碼器后，進(jìn)行譯碼，就是把指令轉(zhuǎn)變成執(zhí)行此指令所需要的電信號(hào)。根據(jù)譯碼器輸出的信號(hào)，CPU的定時(shí)控制電路定時(shí)地產(chǎn)生執(zhí)行該指令所需的各種控制信號(hào)，使計(jì)算機(jī)正確執(zhí)行程序所需要的各種操作。2.4.2 存儲(chǔ)器片內(nèi)程序存儲(chǔ)器（4KB）片外程序存儲(chǔ)器（擴(kuò)展64KB）片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（256B）片外數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（擴(kuò)展64KB）51系列單片機(jī)在物理上有4個(gè)存儲(chǔ)

14、空間：SFRRAM位尋址區(qū)工作寄存器0-3組外部RAMRAM0000FFFF00203080FF外部ROM內(nèi)部ROMEA=1外部ROMEA=000000FFF1000FFFF程序存儲(chǔ)器0000H0002H：是所有執(zhí)行程序的入口地址，8051復(fù)位后，CPU總是從0000H單元開(kāi)始執(zhí)行程序。0003H：外部中斷0入口。000BH：定時(shí)器0溢出中斷入口。0013H：外部中斷1入口。001BH：定時(shí)器1溢出中斷入口。0023H：串行口中斷入口。在程序存儲(chǔ)器中有6個(gè)單元具有特殊功能：數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器8051片內(nèi)有256單元的RAM，片外有64KB的RAM：訪問(wèn)片內(nèi)RAM用“MOV”指令，訪問(wèn)片外RAM用“MO

15、VX”指令。對(duì)片外RAM常采用間接尋址方式，R0，R1和DPTR都可以作為間址寄存器。R0，R1是8位地址指針，尋址范圍256個(gè)字節(jié)；DPTR是16位地址指針，尋址范圍64KB。可尋址256個(gè)單元，片內(nèi)低128字節(jié)（即00H7FH）的地址區(qū)域?yàn)槠瑑?nèi)RAM，對(duì)其訪問(wèn)可采用直接或間接尋址方式；高128字節(jié)（即80H0FFH）為專(zhuān)用寄存器區(qū)，只能用直接尋址方式。1、內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器低128單元2、內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器高128單元內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器低128單元工作寄存器區(qū)：001FH間安排了4組工作寄存器，每組占用8個(gè)RAM字節(jié)，記為R0R7。位尋址區(qū)：占用地址20H2FH，共16B，128位。用戶(hù)RAM區(qū)：地址

16、為30H7FH，共80B。分為3個(gè)區(qū)域：內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器高128單元程序計(jì)數(shù)器PC：16位，CPU每讀取指令的一個(gè)字節(jié)PC便可自動(dòng)加1，指向本指令的下一個(gè)字節(jié)或下一條指令地址，程序順序執(zhí)行，可尋址64KB范圍ROM。累加器A：8位，用于存放操作數(shù)或運(yùn)算的中間結(jié)果。寄存器B：8位，主要用于乘法和除法的運(yùn)算。乘法時(shí)，B中存放乘數(shù)，乘法操作后，乘積的高8位存于B中；除法時(shí)，B中存放除數(shù)，除法操作后，B中存放余數(shù)。（特殊功能寄存器區(qū)）演示狀態(tài)字寄存器PSW：8位，存放程序運(yùn)行的狀態(tài)信息。堆棧指針SP：按照先進(jìn)后出、后進(jìn)先出的原則存取RAM區(qū)域。數(shù)據(jù)指針DPTR：16位，由高位字節(jié)DPH和低位字節(jié)DPL組

17、成，用于存放16位存儲(chǔ)器的地址，對(duì)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器RAM數(shù)據(jù)進(jìn)行讀寫(xiě)。ROM地址ROM單元75HHHHHHH207410F046260006H0005H0004H0003H0002H0001H0000H程序計(jì)數(shù)器PCH指令寄存器HCPU0000PSW：程序狀態(tài)字寄存器。定義格式如右上邊。其中，CY：進(jìn)借位標(biāo)志；AC：輔助進(jìn)借位標(biāo)志；F0：用戶(hù)標(biāo)志；RS1、RS2：工作寄存器組選擇位（如表2-4）。OV：溢出標(biāo)志位；P：奇偶標(biāo)志位，有奇數(shù)個(gè)1、P置1，否則置0。D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0CY AC F0 RS1RS2 OV P 表2-4 RS1、RS2與工作寄存器組關(guān)系RS1

18、RS0選擇工作寄存器組0 00組（00H07H）0 11組（08H0FH）1 02組（10H17H）1 13組（18H1FH）堆棧指針SP數(shù)據(jù)入數(shù)據(jù)出棧底SPSP SP-1（a ）向下生長(zhǎng)型棧底SPSP SP+1數(shù)據(jù)出數(shù)據(jù)入（b）向上生長(zhǎng)型SP:07H01H02H03H04H11H10H壓棧00H0BH0AH09H08H07HSP:08H00H0BH0AH09H08H07H01H02H03H04H11H10H01H壓棧SP:09H00H0BH0AH09H08H07H01H02H03H04H11H10H02H彈棧00H0BH0AH09H08H07HSP:08H01H02H03H04H11H10H

19、02H彈棧00H0BH0AH09H08H07H01H02H03H04H11H10HSP:07H01H2.4.3 并行I/O口 P0口的結(jié)構(gòu)P1口的結(jié)構(gòu)P2口的結(jié)構(gòu)P3口的結(jié)構(gòu)1P0口的結(jié)構(gòu) P0口有兩個(gè)用途，第一是作為普通I/O口使用；第二作為地址/數(shù)據(jù)總線使用。當(dāng)用作第二個(gè)用途時(shí)，在這個(gè)口上分時(shí)送出低8位地址和傳送數(shù)據(jù)。圖2-6 P0口線邏輯電路圖VCC鎖存器讀鎖存器地址/數(shù)據(jù)控制CD讀引腳寫(xiě)入內(nèi)部總線QQMUXVT2P0.XVT1CP211&2P1口的結(jié)構(gòu)P1口只用作普通I/O口，所以它沒(méi)有轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)MUX。 VCC鎖存器讀鎖存器D讀引腳寫(xiě)入內(nèi)部總線QQP1.X內(nèi)部上拉電阻 CP圖2-7 P

20、1口線邏輯電路圖3P2口的結(jié)構(gòu)P2口也有兩種用途，一是作為普通I/O口，二是作為高8位地址線。 VCC鎖存器讀鎖存器地址控制D讀引腳 寫(xiě)入內(nèi)部總線QMUXP2.X內(nèi)部上拉電阻CP1圖2-8 P2口線邏輯電路圖4P3口的結(jié)構(gòu) P3口是一個(gè)多功能端口，其結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖2-9。P3口除了有準(zhǔn)雙向I/O功能外，還具有第二功能。 VCC鎖存器讀鎖存器第二輸出功能D讀引腳 寫(xiě)入內(nèi)部總線QQP3.X內(nèi)部上拉電阻第二輸入功能CPW321圖2-9 P3口線邏輯電路圖2.5 時(shí)鐘電路與CPU的時(shí)序2.5.1 振蕩器和時(shí)鐘電路2.5.2 CPU的時(shí)序及有關(guān)概念2.5.3 CPU的取指令和執(zhí)行指令時(shí)序 2.5.4 訪問(wèn)外部

21、ROM的操作時(shí)序2.5.5 訪問(wèn)外部RAM的操作時(shí)序2.5.1 振蕩器和時(shí)鐘電路1、內(nèi)部時(shí)鐘方式：8051內(nèi)部有一個(gè)用于構(gòu)成振蕩器的高增益反相放大器，引腳XTAL1和XTAL2分別是此放大器的輸入端和輸出端。把放大器與作為反饋元件的晶體或陶瓷諧振器連接，就構(gòu)成了內(nèi)部自激振蕩器并產(chǎn)生振蕩時(shí)鐘脈沖（如圖2-10）。2、外部時(shí)鐘方式：就是把外部已有的時(shí)鐘信號(hào)引入單片機(jī)內(nèi)（如圖2-11）。 時(shí)鐘信號(hào)的產(chǎn)生由兩種方式：進(jìn)入進(jìn)入繼續(xù)XTAL2XTAL18051C1C2CYS1至內(nèi)部時(shí)鐘電路外部時(shí)信號(hào)源XTAL2XTAL18051VCCVSSTTL1圖2-10 振蕩電路圖2-11 外部時(shí)鐘脈沖源接法返回1、

22、拍（P）：振蕩脈沖的周期，用P表示。是晶體的振蕩周期，或是外部振蕩脈沖的周期，是MCS-51單片機(jī)中最小的時(shí)序單位。2、狀態(tài)或時(shí)鐘周期（S）：振蕩脈沖經(jīng)二分頻后得到的時(shí)鐘信號(hào)，把時(shí)鐘信號(hào)的周期稱(chēng)為狀態(tài)，用S表示。一個(gè)狀態(tài)包括兩個(gè)拍P1和P2（前拍和后拍）。是最基本的時(shí)間單位。3、機(jī)器周期：CPU完成一個(gè)基本操作所需的時(shí)間稱(chēng)為機(jī)器周期。由6個(gè)狀態(tài)（12拍）組成。4、指令周期：是執(zhí)行一條指令所需要的時(shí)間。是MCS-51單片機(jī)最大的時(shí)序單位。一個(gè)指令周期通常含有14個(gè)機(jī)器周期。 2.5.2 CPU的時(shí)序及有關(guān)概念P1P2S1振蕩周期時(shí)鐘周期機(jī)器周期機(jī)器周期指令周期XTAL2(OSC)S2S3S4S5

23、S6S1S2S4S5S3S6P1P1P1P1P1P1P1P1P1P1P1P2P2P2P2P2P2P2P2P2P2P2圖2-12 MCS-51單片機(jī)各種周期的相互關(guān)系 若MCS-51單片機(jī)外接晶振為12MHz時(shí)，則單片機(jī)的四個(gè)周期的具體值為：振蕩周期1/12MHz（1/12）s =0.0833s時(shí)鐘周期1/6s0.167s機(jī)器周期1s指令周期14s舉例：2.5.3 CPU的取指令和執(zhí)行指令時(shí)序再讀下一個(gè)操作碼再讀下一個(gè)操作碼XTAL2(OSC)P2S1ALE讀操作碼讀下一個(gè)操作碼（丟棄）讀第二字節(jié)（a） 單字節(jié)，單周期指令 例：MOV A R1（d）單字節(jié)，雙周期指令，如MOVXP1P2S1P1

24、P2S2P1P2S3P1P2S4P2S5P2S6P2S1P1P1P1P1P2S2P1P2S3P1P2S4P1P2S5P2S6P2S1S2P1P1P1P1P2S2P1P2S3P1P2S4P1P2S5P1P2S6P1P2S1P1P2S1讀操作碼P1P2S2P1P2S3P1P2S4P1P2S5P1P2S6P1P2S1P1讀下一個(gè)操作碼（丟棄）（b） 雙字節(jié)，單周期指令 例：ADD A #data（c）單字節(jié)，雙周期指令 例：INC DPTR讀操作碼（MOVX）讀下一個(gè)操作碼（丟棄）無(wú)取指無(wú)ALE無(wú)取指地址數(shù)據(jù)（DATA）訪問(wèn)外部存儲(chǔ)器P2S1讀操作碼P1P2S2P1P2S3P1P2S4P1P2S5P

25、1P2S6P1P2S1P1P2S2P1P2S3P1P2S4P1P2S5P1P2S6P1P2S1P1P2S2P1P2S1P1P2S2P1P2S3P1P2S4P1P2S5P1P2S6P1P2S1P1P2S2P1P2S3P1P2S4P1P2S5P1P2S6P1P2S1P1P2S2P1再讀下一個(gè)操作碼讀下一個(gè)操作碼圖2-13 MCS-51單片機(jī)的取指令和執(zhí)行指令時(shí)序 2.5.4 訪問(wèn)外部ROM的操作時(shí)序ALEP1P2S1P1P2S2P1P2S3P1P2S4P2S5P2S6P2S1P1P1P1PSENP2A8A15A8A15P0振蕩脈沖A0A7A0A7指令指令圖2-14 外部ROM讀時(shí)序2.5.5 訪問(wèn)

26、外部RAM的操作時(shí)序RD/WRALEP1P2S1P1P2S2P1P2S3P1P2S4P2S5P2S6P2S1P1P1P1P1P2S2P1P2S3P1P2S4P1P2S5P2S6P1丟失一個(gè)脈沖PSENP2A8A15A8A15A8A15P0A0A7A0A7A0A7讀指令數(shù)據(jù)輸入/輸出圖2-15 外部RAM讀寫(xiě)時(shí)序返回本節(jié)2.6 單片機(jī)的復(fù)位狀態(tài)與復(fù)位電路1、單片機(jī)的復(fù)位狀態(tài)：?jiǎn)纹瑱C(jī)運(yùn)行出錯(cuò)或進(jìn)入死循環(huán)時(shí)，可按復(fù)位鍵重新運(yùn)行。21個(gè)特殊功能寄存器復(fù)位后的狀態(tài)為確定值，如表2-5所示。注意： 8051進(jìn)入復(fù)位狀態(tài)后，除SP為07H， P0P3為FFH外，其余均為0。返回本章專(zhuān)用寄存器初始狀態(tài)專(zhuān)用寄存

27、器初始狀態(tài)PC0000HTMOD00HACC00HTCON00HB00HTH000HPSW00HTL000HSP07HTH100HDPTR0000HTL100HP0P3FFHSBUF BIP0 0000BSCON00HIE00 0000BPCON0 0000B表2-5 單片機(jī)復(fù)位狀態(tài)返回本節(jié)2、單片機(jī)的復(fù)位電路： （1）簡(jiǎn)單的復(fù)位電路：簡(jiǎn)單復(fù)位電路有上電復(fù)位和手動(dòng)復(fù)位兩種。不管是哪一種復(fù)位電路都要保證在RST引腳上提供10ms以上穩(wěn)定的高電平。見(jiàn)圖2-17。圖2-17（a）是常用的上電復(fù)位電路。這種上電復(fù)位利用電容器充電來(lái)實(shí)現(xiàn)。當(dāng)加電時(shí)，電容器C充電，電路有電流流過(guò)，構(gòu)成回路，在電阻R上產(chǎn)生壓

28、降，RST引腳為高電平；當(dāng)電容C充滿(mǎn)電后，電路相當(dāng)于斷開(kāi)，RST的電位與地相同，復(fù)位結(jié)束?？梢?jiàn)復(fù)位的時(shí)間與充電的時(shí)間有關(guān)，充電時(shí)間越長(zhǎng)復(fù)位時(shí)間越長(zhǎng)。增大電容或增大電阻都可以增加復(fù)位時(shí)間。 200K22F RST/VPD R1K（a）上電復(fù)位VCCVSSVCCC805122F RST/VPD R21K（b）按鍵電平復(fù)位VCCVSSVCCC8051R1RESET22F RST/VPD R11K（c）按鍵脈沖復(fù)位VCCVSSVCCC180511KR2RESET22F C2圖2-17 各種復(fù)位電路返回 圖2-17（b）是按鍵式復(fù)位電路。它的上電復(fù)位功能與（a）相同，但它還可以通過(guò)按鍵實(shí)現(xiàn)復(fù)位，按下鍵后

29、，通過(guò)R1和R2形成回路，使RST端產(chǎn)生高電平。按鍵的時(shí)間決定了復(fù)位時(shí)間。 （2）采用專(zhuān)用復(fù)位電路芯片構(gòu)成復(fù)位電路： 為了保證復(fù)位電路可靠地工作，也可以采用專(zhuān)用的復(fù)位電路芯片。MAX813L是MAXIN公司生產(chǎn)的一種體積小、功耗低、性?xún)r(jià)比高的帶看門(mén)狗和電源監(jiān)控功能的復(fù)位芯片。 MAX813L引腳功能如下：MR:手動(dòng)復(fù)位輸入端，低電平有效。RESET：復(fù)位信號(hào)輸出端。WDI：看門(mén)狗輸入端。WDO：看門(mén)狗信號(hào)輸出端。PFI：電源故障輸入端。PFO：電源故障輸出端。VCC：工作電源，接+5V。GND：接地端。圖2-18 MAX813L引腳圖RESETMAX813L18756324MRVCCGNDPFIPFOWDIWDOMR51K +5VRESETPFIVCCGNDKWDOP1.7RESET87C51WDIPFOMAX813L774HC08183422156圖2-19 帶手動(dòng)復(fù)位的看門(mén)狗復(fù)位電路MAX813L與單片機(jī)的連接電路如圖2-19所示