《片機的內(nèi)部結(jié)構(gòu)》教學(xué)課件

《片機的內(nèi)部結(jié)構(gòu)》幻燈片本課件PPT僅供大家學(xué)習(xí)使用學(xué)習(xí)完請自行刪除，謝謝！本課件PPT僅供大家學(xué)習(xí)使用學(xué)習(xí)完請自行刪除，謝謝！本課件PPT僅供大家學(xué)習(xí)使用學(xué)習(xí)完請自行刪除，謝謝！本課件PPT僅供大家學(xué)習(xí)使用學(xué)習(xí)完請自行刪除，謝謝！《片機的內(nèi)部結(jié)構(gòu)》幻燈片本課件PPT僅供大家學(xué)習(xí)使用第2章單片機的內(nèi)部構(gòu)造本講重點：1.單片機的最小系統(tǒng)電路2.并行端口P0~P3內(nèi)部構(gòu)造第2章單片機的內(nèi)部構(gòu)造本講重點：3.4單片機的最小系統(tǒng)電路單片機的工作就是執(zhí)行用戶程序、指揮各局部硬件完成既定任務(wù)。如果一個單片機芯片沒有燒錄用戶程序，顯然它就不能工作?？墒牵粋€燒錄了用戶程序的單片機芯片，給它上電后就能工作嗎？也不能。原因是除了單片機外，單片機能夠工作的最小系統(tǒng)電路還包括時鐘電路和復(fù)位電路。時鐘電路為單片機工作提供根本時鐘，復(fù)位電路用于將單片機內(nèi)部各電路的狀態(tài)恢復(fù)到初始值。3.4單片機的最小系統(tǒng)電路單片機的工作就是執(zhí)行用單片機的時鐘信號用來提供單片機內(nèi)各種微操作的時間基準(zhǔn)，時鐘電路用于產(chǎn)生單片機工作所需要的時鐘信號。MCS-51單片機的時鐘信號通常用兩種方式得到：內(nèi)部振蕩方式和外部振蕩方式。單片機的時鐘信號用來提供單片機內(nèi)各種微操作的時間基準(zhǔn)一、內(nèi)部振蕩方式MCS-51單片機片內(nèi)有個高增益的反相放大器，其輸入端(XTAL1)和輸出端(XTAL2)用于外接石英晶體振蕩器或陶瓷諧振器和微調(diào)電容，構(gòu)成了穩(wěn)定的自激振蕩器，其發(fā)出的脈沖直接送入內(nèi)部的時鐘電路。一、內(nèi)部振蕩方式電容C1和C2對頻率有微調(diào)作用，電容值一般取30pF左右，振蕩頻率范圍是1.2~12MHz。通常情況下，使用振蕩頻率為6MHz或12MHz的晶振，如果系統(tǒng)中使用了單片機的串行口通信，那么一般采用振蕩頻率為11.0592MHz晶振。振蕩脈沖信號經(jīng)過內(nèi)部時鐘發(fā)生器進展二分頻之后，才可以成為單片機的時鐘信號。電容C1和C2對頻率有微調(diào)作用，電容值一般取30pF二、外部振蕩方式在由多片單片機組成的系統(tǒng)中，為了各單片機之間的時鐘信號的同步，應(yīng)當(dāng)引入惟一的公用外部脈沖信號作為各單片機的振蕩脈沖。MCS-51在使用外部振蕩脈沖信號時，對HMOS型單片機(如8051)的XTAL2端用來輸入外部脈沖信號，XTAL1端接地。對于CHMOS型單片機(如80C51)，外部脈沖信號從XTAL1輸入，而XTAL2懸空。二、外部振蕩方式三、時序定時單位CPU的時序是指CPU在執(zhí)行指令過程中，CPU的控制器所發(fā)出的一系列特定的控制信號在時間上的相互關(guān)系。時序是用定時單位來說明的。MCS-51單片機的時序定時單位有以下幾個：時鐘周期、狀態(tài)周期、機器周期、指令周期。三、時序定時單位1.時鐘周期。時鐘周期(又稱為振蕩周期)是指振蕩器產(chǎn)生1個振蕩脈沖信號所用的時間，是振蕩頻率的倒數(shù)。2.狀態(tài)周期。狀態(tài)周期是指振蕩脈沖信號經(jīng)過內(nèi)部時鐘電路二分頻之后產(chǎn)生的單片機時鐘信號的周期(用S表示)。這樣1個狀態(tài)周期S就包含2個時鐘周期，前一時鐘周期稱為P1拍，后一時鐘周期稱為P2拍。1.時鐘周期。時鐘周期(又稱為振蕩周期)是指振蕩器產(chǎn)3.機器周期。機器周期是指CPU完成某一個規(guī)定操作所需的時間。MCS-51單片機的一個機器周期包含6個狀態(tài)，并依次表示為S1~S6，每個狀態(tài)分為2個節(jié)拍。因此1個機器周期包含12個時鐘周期(振蕩周期)，依次表示為：S1P1，S1P2，S2P1，……，S6P1，S6P2。假設(shè)采用12MHz的晶體振蕩器時，那么1個機器周期為1us。3.機器周期。機器周期是指CPU完成某一個規(guī)定操作所4.指令周期。指令周期是指CPU執(zhí)行1條指令所需要的時間。MCS-51單片機指令周期根據(jù)指令的不同，可以包含有1~4個機器周期。4.指令周期。指令周期是指CPU執(zhí)行1條指令所需要的復(fù)位是單片機的初始化操作，其主要功能是把PC初始化為0000H，使單片機從0000H單元開場執(zhí)行程序。除了進入系統(tǒng)的正常初始化之外，當(dāng)單片機系統(tǒng)在運行出錯或操作錯誤使系統(tǒng)處于死鎖狀態(tài)時，也可按復(fù)位健重新啟動。單片機復(fù)位的條件是：必須使RST復(fù)位信號引腳持續(xù)24個振蕩周期(2個機器周期)以上的高電平。單片機常見的復(fù)位電路如圖2.7所示。復(fù)位是單片機的初始化操作，其主要功能是把PC初始化為

3.5并行I/O端口P0~P3MCS-51系列單片機共有四個8位的并行I/O端口，分別用P0、P1、P2、P3表示。每個I/O口既可以按位操作使用單個引腳，也可以按字節(jié)操作使用8個引腳。特殊功能存放器P0~P3分別是并行I/O端口P0~P3的鎖存器。MCS-51系列單片機是把I/O當(dāng)作一般的特殊功能存放器使用，不專設(shè)端口操作指令，使用方便。3.5并行I/O端口P0~P3MCS-51系列單3.5并行I/O端口P0~P3一、P0口的構(gòu)造3.5并行I/O端口P0~P3一、P0口的構(gòu)造3.5并行I/O端口P0~P3當(dāng)P0口作為輸出口使用時，內(nèi)部總線將數(shù)據(jù)送入鎖存器，內(nèi)部的寫脈沖加在鎖存器時鐘端CP上，鎖存數(shù)據(jù)到Q端及其反向端。經(jīng)過多路開關(guān)MUX，T2反相后正好是內(nèi)部總線的數(shù)據(jù)，送到P0口引腳輸出。當(dāng)P0口作為輸入口使用時，應(yīng)區(qū)分讀引腳和讀端口兩種情況，所謂讀引腳，就是讀芯片引腳的狀態(tài)，這時使用下方的數(shù)據(jù)緩沖器，由“讀引腳〞信號把緩沖器翻開，把端口引腳上的數(shù)據(jù)從緩沖器通過內(nèi)部總線讀進來。3.5并行I/O端口P0~P3當(dāng)P0口作為輸出口使3.5并行I/O端口P0~P3讀端口是指通過上面的緩沖器讀鎖存器Q端的狀態(tài)。讀端口是為了適應(yīng)對I/O口進展“讀-修改-寫〞操作語句的需要。例如下面的C51語句：P0=P0&0xf0; //將P0口的低4位引腳清0輸出除了具有I/O功能以外，在進展單片機系統(tǒng)擴展時，P0口還可作為單片機系統(tǒng)的地址/數(shù)據(jù)線使用，所以一般稱為地址/數(shù)據(jù)分時復(fù)用引腳。3.5并行I/O端口P0~P3讀端口是指通過上面的3.5并行I/O端口P0~P3當(dāng)輸出地址或數(shù)據(jù)時，由內(nèi)部發(fā)出控制信號，使“控制〞端為高電平，翻開與門，并使多路開關(guān)MUX處于內(nèi)部地址/數(shù)據(jù)線與驅(qū)動場效應(yīng)管柵極反相接通狀態(tài)。此時，輸出驅(qū)動電路由于兩個FET處于反相，形成推拉式電路構(gòu)造，使負(fù)載能力大為提高。輸入數(shù)據(jù)時，數(shù)據(jù)信號直接從引腳通過輸入緩沖器進入內(nèi)部總線。3.5并行I/O端口P0~P3當(dāng)輸出地址或數(shù)據(jù)時，3.5并行I/O端口P0~P3二、P1口的構(gòu)造3.5并行I/O端口P0~P3二、P1口的構(gòu)造3.5并行I/O端口P0~P3P1口是準(zhǔn)雙向口，只能作為通用I/O口使用。P1口作為輸出口使用時，無需再外接上拉電阻。當(dāng)P1口作為輸入口使用時，應(yīng)區(qū)分讀引腳和讀端口。讀引腳時，必須先向電路中的鎖存器寫入“1〞，使輸出級的FET截止。3.5并行I/O端口P0~P3P1口是準(zhǔn)雙向口，只3.5并行I/O端口P0~P3三、P2口的構(gòu)造3.5并行I/O端口P0~P3三、P2口的構(gòu)造3.5并行I/O端口P0~P3P2口是準(zhǔn)雙向口，在實際應(yīng)用中，可以用于為系統(tǒng)提供高8位地址，也能作為通用I/O口使用。P2口作為通用I/O口的輸出口使用時，與P1口一樣無需再外接上拉電阻。P2口作為通用I/O口的輸入口使用時，應(yīng)區(qū)分讀引腳和讀端口。讀引腳時，必須先向鎖存器寫入“1〞。3.5并行I/O端口P0~P3P2口是準(zhǔn)雙向口，在3.5并行I/O端口P0~P3四、P3口的構(gòu)造3.5并行I/O端口P0~P3四、P3口的構(gòu)造3.5并行I/O端口P0~P3P3口也是一個準(zhǔn)雙向口，可以作為通用I/O口使用，還可以作為第二功能使用。作為第二功能使用的端口，不能同時當(dāng)作通用I/O口使用，但其他未被使用的端口仍可作為通用I/O口使用。當(dāng)P3口作為通用并行I/O口輸出時，根據(jù)其內(nèi)部構(gòu)造,可以不用外接上拉電阻。3.5并行I/O端口P0~P3P3口也是一個準(zhǔn)雙向《片機的內(nèi)部結(jié)構(gòu)》幻燈片本課件PPT僅供大家學(xué)習(xí)使用學(xué)習(xí)完請自行刪除，謝謝！本課件PPT僅供大家學(xué)習(xí)使用學(xué)習(xí)完請自行刪除，謝謝！本課件PPT僅供大家學(xué)習(xí)使用學(xué)習(xí)完請自行刪除，謝謝！本課件PPT僅供大家學(xué)習(xí)使用學(xué)習(xí)完請自行刪除，謝謝！《片機的內(nèi)部結(jié)構(gòu)》幻燈片本課件PPT僅供大家學(xué)習(xí)使用第2章單片機的內(nèi)部構(gòu)造本講重點：1.單片機的最小系統(tǒng)電路2.并行端口P0~P3內(nèi)部構(gòu)造第2章單片機的內(nèi)部構(gòu)造本講重點：3.4單片機的最小系統(tǒng)電路單片機的工作就是執(zhí)行用戶程序、指揮各局部硬件完成既定任務(wù)。如果一個單片機芯片沒有燒錄用戶程序，顯然它就不能工作?？墒牵粋€燒錄了用戶程序的單片機芯片，給它上電后就能工作嗎？也不能。原因是除了單片機外，單片機能夠工作的最小系統(tǒng)電路還包括時鐘電路和復(fù)位電路。時鐘電路為單片機工作提供根本時鐘，復(fù)位電路用于將單片機內(nèi)部各電路的狀態(tài)恢復(fù)到初始值。3.4單片機的最小系統(tǒng)電路單片機的工作就是執(zhí)行用單片機的時鐘信號用來提供單片機內(nèi)各種微操作的時間基準(zhǔn)，時鐘電路用于產(chǎn)生單片機工作所需要的時鐘信號。MCS-51單片機的時鐘信號通常用兩種方式得到：內(nèi)部振蕩方式和外部振蕩方式。單片機的時鐘信號用來提供單片機內(nèi)各種微操作的時間基準(zhǔn)一、內(nèi)部振蕩方式MCS-51單片機片內(nèi)有個高增益的反相放大器，其輸入端(XTAL1)和輸出端(XTAL2)用于外接石英晶體振蕩器或陶瓷諧振器和微調(diào)電容，構(gòu)成了穩(wěn)定的自激振蕩器，其發(fā)出的脈沖直接送入內(nèi)部的時鐘電路。一、內(nèi)部振蕩方式電容C1和C2對頻率有微調(diào)作用，電容值一般取30pF左右，振蕩頻率范圍是1.2~12MHz。通常情況下，使用振蕩頻率為6MHz或12MHz的晶振，如果系統(tǒng)中使用了單片機的串行口通信，那么一般采用振蕩頻率為11.0592MHz晶振。振蕩脈沖信號經(jīng)過內(nèi)部時鐘發(fā)生器進展二分頻之后，才可以成為單片機的時鐘信號。電容C1和C2對頻率有微調(diào)作用，電容值一般取30pF二、外部振蕩方式在由多片單片機組成的系統(tǒng)中，為了各單片機之間的時鐘信號的同步，應(yīng)當(dāng)引入惟一的公用外部脈沖信號作為各單片機的振蕩脈沖。MCS-51在使用外部振蕩脈沖信號時，對HMOS型單片機(如8051)的XTAL2端用來輸入外部脈沖信號，XTAL1端接地。對于CHMOS型單片機(如80C51)，外部脈沖信號從XTAL1輸入，而XTAL2懸空。二、外部振蕩方式三、時序定時單位CPU的時序是指CPU在執(zhí)行指令過程中，CPU的控制器所發(fā)出的一系列特定的控制信號在時間上的相互關(guān)系。時序是用定時單位來說明的。MCS-51單片機的時序定時單位有以下幾個：時鐘周期、狀態(tài)周期、機器周期、指令周期。三、時序定時單位1.時鐘周期。時鐘周期(又稱為振蕩周期)是指振蕩器產(chǎn)生1個振蕩脈沖信號所用的時間，是振蕩頻率的倒數(shù)。2.狀態(tài)周期。狀態(tài)周期是指振蕩脈沖信號經(jīng)過內(nèi)部時鐘電路二分頻之后產(chǎn)生的單片機時鐘信號的周期(用S表示)。這樣1個狀態(tài)周期S就包含2個時鐘周期，前一時鐘周期稱為P1拍，后一時鐘周期稱為P2拍。1.時鐘周期。時鐘周期(又稱為振蕩周期)是指振蕩器產(chǎn)3.機器周期。機器周期是指CPU完成某一個規(guī)定操作所需的時間。MCS-51單片機的一個機器周期包含6個狀態(tài)，并依次表示為S1~S6，每個狀態(tài)分為2個節(jié)拍。因此1個機器周期包含12個時鐘周期(振蕩周期)，依次表示為：S1P1，S1P2，S2P1，……，S6P1，S6P2。假設(shè)采用12MHz的晶體振蕩器時，那么1個機器周期為1us。3.機器周期。機器周期是指CPU完成某一個規(guī)定操作所4.指令周期。指令周期是指CPU執(zhí)行1條指令所需要的時間。MCS-51單片機指令周期根據(jù)指令的不同，可以包含有1~4個機器周期。4.指令周期。指令周期是指CPU執(zhí)行1條指令所需要的復(fù)位是單片機的初始化操作，其主要功能是把PC初始化為0000H，使單片機從0000H單元開場執(zhí)行程序。除了進入系統(tǒng)的正常初始化之外，當(dāng)單片機系統(tǒng)在運行出錯或操作錯誤使系統(tǒng)處于死鎖狀態(tài)時，也可按復(fù)位健重新啟動。單片機復(fù)位的條件是：必須使RST復(fù)位信號引腳持續(xù)24個振蕩周期(2個機器周期)以上的高電平。單片機常見的復(fù)位電路如圖2.7所示。復(fù)位是單片機的初始化操作，其主要功能是把PC初始化為

3.5并行I/O端口P0~P3MCS-51系列單片機共有四個8位的并行I/O端口，分別用P0、P1、P2、P3表示。每個I/O口既可以按位操作使用單個引腳，也可以按字節(jié)操作使用8個引腳。特殊功能存放器P0~P3分別是并行I/O端口P0~P3的鎖存器。MCS-51系列單片機是把I/O當(dāng)作一般的特殊功能存放器使用，不專設(shè)端口操作指令，使用方便。3.5并行I/O端口P0~P3MCS-51系列單3.5并行I/O端口P0~P3一、P0口的構(gòu)造3.5并行I/O端口P0~P3一、P0口的構(gòu)造3.5并行I/O端口P0~P3當(dāng)P0口作為輸出口使用時，內(nèi)部總線將數(shù)據(jù)送入鎖存器，內(nèi)部的寫脈沖加在鎖存器時鐘端CP上，鎖存數(shù)據(jù)到Q端及其反向端。經(jīng)過多路開關(guān)MUX，T2反相后正好是內(nèi)部總線的數(shù)據(jù)，送到P0口引腳輸出。當(dāng)P0口作為輸入口使用時，應(yīng)區(qū)分讀引腳和讀端口兩種情況，所謂讀引腳，就是讀芯片引腳的狀態(tài)，這時使用下方的數(shù)據(jù)緩沖器，由“讀引腳〞信號把緩沖器翻開，把端口引腳上的數(shù)據(jù)從緩沖器通過內(nèi)部總線讀進來。3.5并行I/O端口P0~P3當(dāng)P0口作為輸出口使3.5并行I/O端口P0~P3讀端口是指通過上面的緩沖器讀鎖存器Q端的狀態(tài)。讀端口是為了適應(yīng)對I/O口進展“讀-修改-寫〞操作語句的需要。例如下面的C51語句：P0=P0&0xf0; //將P0口的低4位引腳清0輸出除了具有I/O功能以外，在進展單片機系統(tǒng)擴展時，P0口還可作為單片機系統(tǒng)的地址/數(shù)據(jù)線使用，所以一般稱為地址/數(shù)據(jù)分時復(fù)用引腳。3.5并行I/O端口P0~P3讀端口是指通過上面的3.5并行I/O端口P0~P3當(dāng)輸出地址或數(shù)據(jù)時，由內(nèi)部發(fā)出控制信號，使“控制〞端為高電平，翻開與門，并使多路開關(guān)MUX處于內(nèi)部地址/數(shù)據(jù)線與驅(qū)動場效應(yīng)管柵極反相接通狀態(tài)。此時，輸出驅(qū)動電路由于兩個FET處于反相，形成推拉式電路構(gòu)造，使負(fù)載能力大為提高。輸入數(shù)據(jù)時，數(shù)據(jù)信號直接從引腳通過輸入緩沖器進入內(nèi)部總線。3