單片機原理及應(yīng)用 第二章

第二章MCS-51系列單片機的內(nèi)部結(jié)構(gòu)本章主要內(nèi)容2.1MCS-51系列單片機內(nèi)部結(jié)構(gòu)及引腳2.2MCS-51系列單片機工作方式2.3MCS-51系列單片機的時鐘電路與時序MCS-51系列單片機制造工藝兩種：

1、HMOS工藝，即高密度短溝道MOS工藝。HMOS芯片的電平與TTL電平兼容。不帶字母C的芯片即為HMOS芯片，如8051等。2、CHMOS工藝，即互補金屬氧化物HMOS工藝。其電平與TTL電平兼容，又與CMOS電平兼容。產(chǎn)品信號帶C的芯片即為CHMOS芯片，如80C51等。2.1MCS-51系列單片機的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和引腳2.1.1MCS—51單片機的內(nèi)部結(jié)構(gòu)

時鐘源T0T1P0

P1

P2

P3TXDRXDINT0INT1時鐘電路SFR和RAMROM定時/計數(shù)器CPU串行I/O口中斷系統(tǒng)并行I/O口系統(tǒng)總線圖2—1MCS—51單片機的功能模塊框圖MCS-51單片機由8位CPU、只讀存儲器EPROM／ROM、讀寫存儲器RAM、并行I／O口、串行I／O口、定時器／計數(shù)器、中斷系統(tǒng)、振蕩器和時鐘電路等部分組成。各部分之間通過內(nèi)部總線相連。MCS-51系列單片機是總線結(jié)構(gòu)。1)

8位字長CPU和指令系統(tǒng)。2)1個片內(nèi)時鐘振蕩器和時鐘電路。3)64K外部數(shù)據(jù)存儲器的地址空間。4)64K外部程序存儲器的地址空間。5)32條雙向且分別可位尋址的I／O口線。6)128字節(jié)的片內(nèi)RAM(52子系列為256字節(jié))。7)2個16位定時器／計數(shù)器(52子系列為3個)。8)具有2個優(yōu)先級的5個中斷源結(jié)構(gòu)(52子系列有6個)。9)1個全雙工串行口。10)1個布爾處理器。2.1.1MCS-51系列單片機的內(nèi)部結(jié)構(gòu)MCS—51系列單片機的主要特性圖2-2MCS-51單片機的內(nèi)部邏輯結(jié)構(gòu)圖2.1.1MCS-51系列單片機的內(nèi)部結(jié)構(gòu)1、運算器組成：ALU（ArithmeticLogicUnit）、A（Accumulator）、B、PSW（ProgramStatusWord）、TMP1和TMP2、位處理機等。功能：完成算術(shù)運算和邏輯運算。中央處理器CPU由運算器、控制器及若干寄存器組成，是單片機的核心。（1）累加器AA是一個最常用的專用寄存器，大部分單操作指令的一個操作數(shù)取自累加器，很多雙操作數(shù)指令中的一個操作數(shù)也取自累加器。加、減、乘、除運算的指令和運算結(jié)果都存放于累加器A或AB寄存器（累加器A和寄存器B）中。大部分的數(shù)據(jù)操作都會通過累加器A進行。（2）寄存器B在乘除法指令中，乘法指令中的兩個操作數(shù)分別取自累加器A和寄存器B，其結(jié)果存放于AB寄存器對中。除法指令中，被除數(shù)取自累加器A，除數(shù)取自寄存器B，結(jié)果商存放于累加器A，余數(shù)存放于寄存器B中。（3）程序狀態(tài)字PSW

程序狀態(tài)字PSW（ProgramStatusWord）是一個很重要的8位寄存器，用于存放程序運行的很多狀態(tài)信息。這個寄存器的一些位可由軟件設(shè)置，有些位則由硬件運行時自動設(shè)置。程序狀態(tài)字寄存器的各位定義如上表所示，其中PSW.1是保留位，未使用。下面逐一介紹各位的用途：·CY進位標(biāo)志位。8051中的運算器是一種8位的運算器，只能表示0~255，加法運算中的兩數(shù)之和可能會超過255，這樣最高位就會丟失，從而造成運算的錯誤。如果將最高位存入CY，這樣就解決了運算錯誤的問題。有進、借位，CY＝1；無進、借位，CY＝0

字節(jié)地址D0H位序PSW7PSW6PSW5PSW4PSW3PSW2PSW1PSW0位標(biāo)志CYACF0RS1RS0OVP表2-1PSW各位及其定義·AC輔助進位標(biāo)志位。當(dāng)進行加、減運算出現(xiàn)低4位向高4位進位或借位時，AC置位，否則被清零。AC輔助進位位也常用于十進制調(diào)整?！0用戶自定義標(biāo)志位。由用戶（編程人員）賦予含義，并決定什么時候用，什么時候不用?！S1、RS0工作寄存器組選擇位。用于選定當(dāng)前使用的4個工作寄存器組中的某一組，具體在2.4節(jié)詳細(xì)介紹?！V溢出標(biāo)志位。帶符號加減運算中，超出了累加器A所能表示的符號數(shù)有效范圍（－128~＋127）時，即產(chǎn)生溢出，OV=1，表明運算結(jié)果錯誤。如果OV=0，表明運算結(jié)果正確。執(zhí)行加法指令A(yù)DD時，當(dāng)位6向位7進位，而位7不向C進位時，OV=1；或者位6不向位7進位，而位7向C進位時，同樣OV=1。（即OV的值為最高位和次高位的異或）乘法指令，乘積超過255時，OV=1，乘積在AB寄存器對中。若OV=0，則說明乘積沒有超過255，乘積只在累加器A中。除法指令，OV=1，表示除數(shù)為0，運算不被執(zhí)行；否則，OV=0?！奇偶校驗位。它用來表示ALU運算結(jié)果中二進制數(shù)位“1”個數(shù)的奇偶性。若為奇數(shù)，則P=1；否則為0。運算結(jié)果有奇數(shù)個1，P＝1；運算結(jié)果有偶數(shù)個1，P＝0。例,某運算結(jié)果是78H（01111000），顯然1的個數(shù)為偶數(shù)，所以P=0。2、控制器組成：程序計數(shù)器PC（ProgramCounter）、指令寄存器IR（InstructionRegister）、指令譯碼器ID（InstructionDecoder）、堆棧指針SP、數(shù)據(jù)指針DPTR、定時控制邏輯和振蕩器OSC等電路。功能：CPU根據(jù)PC中的地址將欲執(zhí)行指令的指令碼從存儲器中取出，存放在IR中，ID對IR中的指令碼進行譯碼，定時控制邏輯在OSC配合下對ID譯碼后的信號進行分時，以產(chǎn)生執(zhí)行本條指令所需的全部信號?！锍绦蛴嫈?shù)器PCPC的作用是用來存放將下一條指令地址，共16位，可對64KBROM直接尋址。也就是說，程序執(zhí)行到什么地方，程序計數(shù)器PC就指到哪里。由于用戶程序是存放在內(nèi)部的ROM中，執(zhí)行程序就要從ROM中一個個字節(jié)的讀出來，然后到CPU中去執(zhí)行，在ROM中具體執(zhí)行的指令就要由程序計數(shù)器PC來指定。程序計數(shù)器PC具有自動加1的功能，即從存儲器中讀出一個字節(jié)的指令碼后，PC自動加1（指向下一個存儲單元）。當(dāng)CPU執(zhí)行指令時，根據(jù)程序計數(shù)器PC中的地址從程序存儲器中讀出指令，送指令寄存器保存，然后送指令譯碼器譯碼，譯碼結(jié)果送定時控制邏輯電路，由定時控制邏輯產(chǎn)生各種定時信號和控制信號，再送到系統(tǒng)的各個部件去進行相應(yīng)的操作，隨后程序計數(shù)器地址自動加1，為CPU讀取下一個指令碼做準(zhǔn)備。周而復(fù)始。指令執(zhí)行過程：3.存儲器MCS-51的存儲器可分為程序存儲器和數(shù)據(jù)存儲器,又有片內(nèi)和片外之分。物理上有四個存儲器空間：

程序存儲器（片內(nèi)、片外）數(shù)據(jù)存儲器（片內(nèi)、片外）邏輯上有三個存儲空間：

片內(nèi)外統(tǒng)一的64KB程序存儲地址空間128B內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲器地址空間64KB外部數(shù)據(jù)存儲器地址空間（1）程序存儲器

一般將只讀存儲器（ROM）用做程序存儲器?？蓪ぶ房臻g為64KB，用于存放用戶程序、數(shù)據(jù)和表格等信息。

MCS-51單片機按程序存儲器可分為內(nèi)部無ROM型（如8031）和內(nèi)部有ROM型（如8051）兩種，連接時引腳有區(qū)別。程序存儲器結(jié)構(gòu)如右圖所示：圖2-3程序存儲器空間配置圖0000H-0002H：系統(tǒng)的上電復(fù)位程序入口單元0003H-000AH：外部中斷0中斷地址區(qū)000BH-0012H：定時器/計數(shù)器0中斷地址區(qū)0013H-001AH：外部中斷1中斷地址區(qū)001BH-0022H：定時器/計數(shù)器1中斷地址區(qū)0023H-002AH：串行中斷地址區(qū)當(dāng)出現(xiàn)這些中斷服務(wù)程序，首地址必須放在以上區(qū)域。片內(nèi)ROM：4KB0000H-0FFFH（2）數(shù)據(jù)存儲器

一般將隨機存儲器（RAM）用做數(shù)據(jù)存儲器?？蓪ぶ房臻g為64KB。MCS-51數(shù)據(jù)存儲器可分為片內(nèi)和片外兩部分。片外RAM：

最大范圍：0000H～FFFFH，64KB；用指令MOVX訪問。片內(nèi)RAM：

最大范圍：00H～FFH，256B；用指令MOV訪問。又分為兩部分：低128B（00～7FH）為真正的RAM區(qū)，高128B（80～FFH）為特殊功能寄存器（SFR）區(qū)。如右圖所示。圖2-4片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲器空間配置圖RS1（PSW4）RS0（PSW3）選定的當(dāng)前使用的工作寄存器組（區(qū)）片內(nèi)RAM地址通用寄存器名稱00第0區(qū)00H～07HR0～R701第1區(qū)08H～0fHR0～R710第2區(qū)10H～17HR0～R711第3區(qū)18H～1fHR0～R71）工作寄存器區(qū)（00H-1FH）

內(nèi)部RAM的工作寄存器區(qū)00H～1FH，分成四個組（區(qū)），每個組（區(qū)）有8個寄存器，分別用R0～R7表示，稱為工作寄存器或通用寄存器，其中，R0、R1還經(jīng)常用于間接尋址的地址指針。在程序中通過程序狀態(tài)字寄存器（PSW）第3、4位設(shè)置工作寄存器區(qū)。表2-2工作寄存器組的選擇表

內(nèi)部RAM的20H～2FH單元為位尋址區(qū)，既可作為一般單元用字節(jié)尋址，也可對它們的位進行尋址。位地址為00H～7FH。CPU能直接尋址這些位（稱MCS-51具有布爾處理功能），位地址分配如右表所示。2）位尋址區(qū)20H-2FH表2-3位尋址區(qū)的位地址表3）數(shù)據(jù)緩沖區(qū)30H-7FH低128字節(jié)單元中的30H-7FH單元為數(shù)據(jù)緩沖區(qū)，共80個字節(jié)單元，為用戶RAM區(qū)，用作堆?；虼娣鸥鞣N數(shù)據(jù)和中間結(jié)果，以起到數(shù)據(jù)緩沖的作用。工作寄存器區(qū)和位尋址區(qū)中未使用的單元也可以作為數(shù)據(jù)緩沖區(qū)使用。4）特殊功能寄存器（SFR）MCS-51有21個特殊功能寄存器（也稱為專用寄存器）。組成：算術(shù)運算寄存器、指針寄存器、I/O口鎖存器、定時器/計數(shù)器、串行口、中斷、狀態(tài)、控制寄存器。位置：SFR被離散地分布在內(nèi)部RAM的80H～FFH地址單元中，共占據(jù)了128個存儲單元，構(gòu)成了SFR存儲塊（不包括PC）。位尋址狀態(tài)：其字節(jié)地址可被8整除的SFR可位尋址。特點：SFR反映了MCS-51單片機的運行狀態(tài)。特殊功能寄存器分布如下表所示。表2-4特殊功能寄存器地址表數(shù)據(jù)指針DPTR（DataPointer）

16位專用寄存器，既可為16位，也可為兩個獨立的8位寄存器DPH（高8位）、DPL（低8位）。DPTR主要用作16位間址寄存器，訪問程序存儲器和片外數(shù)據(jù)寄存器。堆棧指針SP（StackPointer）

堆棧是一種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，是內(nèi)部RAM的一段區(qū)域。

堆棧存取數(shù)據(jù)的原則是“后進先出”。堆棧指針SP是一個8位寄存器，用于指示堆棧的棧頂，它決定了堆棧在內(nèi)部RAM中的物理位置。圖2-5堆棧操作示意圖I/O口專用寄存器（P0,P1,P2,P3）

8051片內(nèi)有4個8位并行I/O接口P0,P1,P2和P3，在SFR中相應(yīng)有4個I/O口寄存器P0,P1,P2和P3。定時器/計數(shù)器（TL0,TH0,TL1和TH1）

MCS-51單片機中有兩個16位的定時器/計數(shù)器T0和T1，它們由4個8位寄存器（TL0,TH0,TL1和TH1）組成，2個16位定時器/計數(shù)器是完全獨立的?？梢詥为殞@4個寄存器進行尋址，但不能把T0和T1當(dāng)做16位寄存器來使用。串行數(shù)據(jù)緩沖器（SBUF）

SBUF用于存放需要發(fā)送和接收的數(shù)據(jù)，它由兩個獨立的寄存器組成（發(fā)送緩沖器和接收緩沖器），要發(fā)送和接收的操作其實都是對串行數(shù)據(jù)緩沖器SBUF進行的。其他控制寄存器

除上述外，還有IP,IE,TCON,SCON和PCON等幾個寄存器，主要用于中斷、定時和串行口的控制。4．I/O接口

I/O接口是MCS-51單片機對外部實現(xiàn)控制和信息交換的必經(jīng)之路，用于信息傳送過程中的速度匹配和增加它的負(fù)載能力。

8051內(nèi)部有4個8位并行接口P0,P1,P2,P3，有1個全雙工的可編程串行I/O接口。5．定時器/計數(shù)器

8051內(nèi)部有兩個16位可編程序的定時器/計數(shù)器，均為二進制加1計數(shù)器，分別命名為T0和T1。T0和T1均有定時器和計數(shù)器兩種工作模式。在定時器模式下：T0和T1的計數(shù)脈沖是由單片機時鐘脈沖經(jīng)12分頻后提供。在計數(shù)器模式下：T0和T1的計數(shù)脈沖是從P3.4和P3.5引腳上輸入。對T0和T1的控制由定時器方式選擇寄存器TMOD和定時器控制寄存器TCON完成。

6．中斷系統(tǒng)

中斷：指CPU暫停原程序執(zhí)行，轉(zhuǎn)而為外部設(shè)備服務(wù)（執(zhí)行中斷服務(wù)程序），并在服務(wù)完后返回到原程序執(zhí)行的過程。

中斷系統(tǒng)：能夠處理中斷過程所需要的硬件電路。

中斷源：能產(chǎn)生中斷請求信號的源泉。8051可處理5個中斷源（2個外部，3個內(nèi)部）發(fā)出的中斷請求，并可對其進行優(yōu)先權(quán)處理。外部中斷的請求信號可以從P3.2,P3.3（即和）引腳上輸入，有電平或邊沿兩種觸發(fā)方式；內(nèi)部中斷源有3個，2個定時器/計數(shù)器中斷源和1個串行口中斷源。

8051的中斷系統(tǒng)主要由中斷允許控制器IE和中斷優(yōu)先級控制器IP等電路組成。

2.1.2MCS-51單片機外部引腳MCS-51單片機40腳Vcc,GND2XTAL1,XTAL22RESET1EA/Vpp1ALE/PROG1PSEN1P0.0—P0.78P1.0—P1.78P2.0—P2.78P3.0—P3.78圖2-68051單片機外部引腳圖

40腳分三類：1、電源線和時鐘信號線共4根

VCC，GND——電源和地+5V電源供電，

X1——時鐘振蕩器輸入端，內(nèi)部振蕩器輸入端；X2——時鐘振蕩器輸出端，內(nèi)部振蕩器輸出端；2、控制線4根RST——復(fù)位信號，晶振工作后2個機器周期的高電平復(fù)位CPU.（上電復(fù)位或掉電保護端）ALE——地址鎖存信號訪問外部存儲器時該信號鎖存低8位地址；無RAM時，ALE為晶振6分頻；PSEN——外部程序存儲器讀從程序存儲器中取指令或讀取數(shù)據(jù)時，該信號有效。EA——程序存儲器有效地址，EA=1從內(nèi)部開始執(zhí)行程序；EA=0從外部開始執(zhí)行程序；3、I/O口線32根----MCS-51系列單片機P0、P1、P2、P3共32位，對應(yīng)著芯片的32根引腳。1．電源線

GND：接地引腳。VCC：正電源引腳。接＋5V電源。

MCS-51系列單片機中，各類單片機都是相互兼容的，只是引腳功能略有差異。8051單片機有40個引腳，分為端口線、電源線和控制線三類。2．端口線

P0～P3口：4×8=32條。（1）P0口（P0.0～P0.7）8位雙向三態(tài)I/O口，可作為外部擴展時的數(shù)據(jù)總線/低8位地址總線的分時復(fù)用口。又可作為通用I/O口，每個引腳可驅(qū)動8個TTL負(fù)載。對EPROM型芯片（如8751）進行編程和校驗時，P0口用于輸入/輸出數(shù)據(jù)。2.1.2MCS-51單片機外部引腳

（2）P1口（P1.0～P1.7）

8位準(zhǔn)雙向I/O口，內(nèi)部具有上拉電阻，可作為通用I/O口。每個引腳可驅(qū)動4個TTL負(fù)載。（3）P2口（P2.0～P2.7）

8位準(zhǔn)雙向I/O口，內(nèi)部具有上拉電阻，可作為外部擴展時的高8位地址總線。又可作為通用I/O口，每個引腳可驅(qū)動4個TTL負(fù)載。對EPROM型芯片（如8751）進行編程和校驗時，用來接收高8位地址。（4）P3口（P3.0～P3.7）8位準(zhǔn)雙向I/O口，內(nèi)部具有上拉電阻。它是雙功能復(fù)用口，作為通用I/O口時，功能與P1口相同，常用第二功能。每個引腳可驅(qū)動4個TTL負(fù)載。作為第二功能使用時，各位的作用如下頁表所示。3．控制線

（1）RST/VPD

RST/VPD引腳是復(fù)位信號/備用電源線引腳。當(dāng)8051通電時，在RST引腳上出現(xiàn)24個時鐘周期以上的高電平，系統(tǒng)即初始復(fù)位。

表2-5P3口第二功能表（2）ALE/

地址鎖存允許/編程引腳。當(dāng)訪問外部存儲器時，ALE的輸出用于鎖存地址的低位字節(jié)，以便P0口實現(xiàn)地址/數(shù)據(jù)復(fù)用。當(dāng)不訪問外部程序存儲器時，ALE端將輸出一個1/6時鐘頻率的正脈沖信號。

ALE/是復(fù)用引腳，其第二功能是對EPROM型芯片（如8751）進行編程和校驗時，此引腳傳送52ms寬的負(fù)脈沖選通信號，程序計數(shù)器PC的16位地址數(shù)據(jù)將出現(xiàn)在P0和P2口上，外部程序存儲器則把指令碼放到P0口上，由CPU讀入并執(zhí)行。

（3）/VPP

允許訪問片外程序存儲器/編程電源引腳。對于片內(nèi)無程序存儲器的MCS-51單片機（如8031），必須接地。片內(nèi)有程序存儲器的MCS-51單片機（如8051），必須接高電平。

/VPP是復(fù)用引腳，其第二功能是片內(nèi)EPROM編程/校驗時的電源線，在編程時，VPP腳需加上21V的編程電壓。（4）XTAL1和XTAL2

XTAL1腳為片內(nèi)振蕩電路的輸入端，8051的時鐘有兩種方式，一種是片內(nèi)時鐘振蕩方式，但需在XTAL1和XTAL2腳外接石英晶體（頻率為1.2～12MHz）和振蕩電容，振蕩電容的值一般取10～30pF，典型值為30pF；另外一種是外部時鐘方式，即將XTAL1接地，外部時鐘信號從XTAL2腳輸入，如下圖所示。（5）

片外ROM選通線。在執(zhí)行訪問片外ROM的指令MOVC時，8051自動在引腳產(chǎn)生一個負(fù)脈沖，用于對片外ROM的選通。其他情況下，該引腳均為高電平封鎖狀態(tài)。

圖2-7時鐘振蕩電路第二章MCS-51系列單片機的內(nèi)部結(jié)構(gòu)本章主要內(nèi)容2.1MCS-51系列單片機內(nèi)部結(jié)構(gòu)及引腳2.2MCS-51系列單片機工作方式2.3MCS-51系列單片機的時鐘電路與時序2.2MCS-51單片機的工作方式

MCS-51系列單片機的工作方式可分為：復(fù)位方式、程序執(zhí)行方式、節(jié)電工作方式和EPROM編程/校驗方式。

2.2.1復(fù)位方式

復(fù)位方式：系統(tǒng)開始運行和重新啟動靠復(fù)位電路來實現(xiàn)。功能：單片機在開機時都需要復(fù)位，以便CPU及其他功能部件都處于一種確定的初始狀態(tài)，并從這個狀態(tài)開始工作。實現(xiàn)條件：MCS-51單片機在RST引腳產(chǎn)生兩個機器周期（即24個時鐘周期）以上的高電平即可實現(xiàn)復(fù)位。

復(fù)位電路有兩種：上電自動復(fù)位和上電/按鍵手動復(fù)位，如下圖所示。上電自動復(fù)位電路上電/按鍵手動復(fù)位電路圖2-98051單片機復(fù)位電路復(fù)位后，8051的各特殊功能寄存器的初始狀態(tài)如下表所示。特殊功能寄存器初始態(tài)特殊功能寄存器初始態(tài)ACC00HB00HPSW00HSP07HDPH00HTH000HDPL00HTL000HIPxxx00000BTH100HIE0xx00000BTL100HTMOD00HTCON00HSCON00HSBUFxxxxxxxxBP0～P311111111BPCON0xxxxxxxB2.2.2程序執(zhí)行方式

單片機的基本工作方式，可分為連續(xù)執(zhí)行工作方式和單步執(zhí)行工作方式。1．連續(xù)執(zhí)行工作方式這是所有單片機都需要的一種方式。單片機復(fù)位后，PC值為0000H，因此單片機復(fù)位后立即轉(zhuǎn)到0000H處執(zhí)行程序。單片機按照程序事先編排的任務(wù)，自動連續(xù)地執(zhí)行下去。2．單步執(zhí)行工作方式

這是用戶調(diào)試程序的一種工作方式，在單片機開發(fā)系統(tǒng)上有一專用的單步按鍵（或軟件調(diào)試環(huán)境）。按一次，單片機就執(zhí)行一條指令（僅僅執(zhí)行一條），這樣就可以逐條檢查程序，發(fā)現(xiàn)問題進行修改。單步執(zhí)行方式是利用單片機外部中斷功能實現(xiàn)的。

節(jié)電工作方式是一種低功耗的工作方式，可分為空閑（待機）方式和掉電（停機）方式。是針對CHMOS類芯片而設(shè)計的，HMOS型單片機不能工作在節(jié)電方式，但它有一種掉電保護功能。1．HMOS單片機的掉電保護

當(dāng)VCC突然掉電時，單片機通過中斷將必須保護的數(shù)據(jù)送入內(nèi)部RAM，備用電源VPD可以維持內(nèi)部RAM中的數(shù)據(jù)不丟失。2．CHMOS單片機的節(jié)電方式

CHMOS型單片機是一種低功耗器件，正常工作時電流為11～22mA，空閑狀態(tài)時為1.7～5mA，掉電方式為5～50A。因此，CHMOS型單片機特別適用于低功耗應(yīng)用場合，它的空閑方式和掉電方式都是由電源控制寄存器PCON中相應(yīng)的位來控制。

2.2.3節(jié)電方式（1）電源控制寄存器PCON

PCON各位的定義如下表所示。IDL：空閑方式控制位，該位為1時，單片機進入空閑待機工作方式。PD：掉電方式控制位，為1時，單片機進入掉電工作方式。上面的IDL、PD同時為1，則進入掉電工作方式，同時為0，則工作在正常運行狀態(tài)。GF0,GF1：通用標(biāo)志位，描述中斷是來自正常運行還是來自空閑方式，用戶可通過指令設(shè)定它們的狀態(tài)。SMOD：為串行口波特率倍率控制位，用于串行通信。

D7D6D5D4D3D2D1D0地址（87H）SMODGF1GF0PDIDL（2）空閑工作方式將IDL位置為1（用指令ORLPCON,#01H），則進入空閑工作方式，其內(nèi)部控制電路如右下圖所示。此時，CPU進入空閑待機狀態(tài)，中斷系統(tǒng)、串行口、定時器/計數(shù)器，仍有時鐘信號，仍繼續(xù)工作。

退出空閑狀態(tài)有兩種方法：一是中斷退出；二是硬件復(fù)位退出。圖2-10空閑工作方式原理圖（3）掉電工作方式將PD置為1（用指令ORLPCON,#02H），可使單片機進入掉電工作方式。此時振蕩器停振，只有片內(nèi)的RAM和SFR中的數(shù)據(jù)保持不變，而包括中斷系統(tǒng)在內(nèi)的全部電路都將處于停止工作狀態(tài)。退出掉電工作方式，只能采用硬件復(fù)位的方法。欲使8051從掉電方式退出后繼續(xù)執(zhí)行掉電前的程序，則必須在掉電前預(yù)先通過程序把SFR中的內(nèi)容保存到片內(nèi)RAM中，并在掉電方式退出后恢復(fù)SFR掉電前的內(nèi)容。因為通過硬件復(fù)位退出掉電方式，復(fù)位后SFR為初始化的內(nèi)容（變化了）。1.2.4編程和校驗方式

編程和校驗方式用于內(nèi)部含有EPROM（包括E2PROM）的單片機芯片（如8751），一般的單片機開發(fā)系統(tǒng)都提供實現(xiàn)這種方式的設(shè)備和功能。編程的主要操作是將原始程序、數(shù)據(jù)寫入內(nèi)部EPROM中。校驗的主要操作是在向片內(nèi)程序存儲器EPROM寫入信息時或?qū)懭胄畔⒑?，可將片?nèi)EPROM的內(nèi)容讀出進行校驗，以保證寫入信息的正確性。第二章MCS-51系列單片機的內(nèi)部結(jié)構(gòu)本章主要內(nèi)容2.1MCS-51系列單片機內(nèi)部結(jié)構(gòu)及引腳2.2MCS-51系列單片機工作方式2.3MCS-51系列單片機的時鐘電路與時序2.3MCS-51系列單片機的時鐘電路與時序2.3.1時鐘電路

MCS—5l單片機內(nèi)部有一個用于構(gòu)成振蕩器的高增益反相放大器，引腳XTALl和XTAL2分別是反相放大器的輸入端和輸出端，由這個放大器與作為反饋元件的片外晶體或陶瓷諧振器一起構(gòu)成了一個自激振蕩器，如圖2—4所示。這種方式形成的時鐘信號稱為內(nèi)部時鐘方式。圖2—5所示，為外部時鐘方式。

圖2-10內(nèi)部時鐘方式圖2-11外部時鐘方式2.3.2有關(guān)單片機CPU的時序1）振蕩周期

——指為單片機提供定時信號的