第2章AT89C51單片機(jī)片內(nèi)硬件結(jié)構(gòu)

第2章AT89C51單片機(jī)片內(nèi)硬件結(jié)構(gòu)P3P1P2全雙工串行I/O口P0外部中斷基準(zhǔn)頻率源控制128B數(shù)據(jù)存儲器4KB程序存儲器2個16位定時/計(jì)數(shù)器

振蕩器及定時電路CPU64KB總線擴(kuò)展控制準(zhǔn)雙向并行I/O口內(nèi)部中斷計(jì)數(shù)脈沖串行輸出串行輸入FlashROM2.1AT89C51單片機(jī)的硬件組成（1）微處理器（CPU）；1個8位微處理器及1個布爾處理器（2）數(shù)據(jù)存儲器（RAM）；128B(128字節(jié))（3）程序存儲器（4KBE2PROM）；（4）4個8位可編程并行I/O口（P0口、P1口、P2口、P3口）；（5）1個全雙工串行通信接口；(UART)（6）2個16位定時器/計(jì)數(shù)器；（7）中斷系統(tǒng)；5個中斷源，2個優(yōu)先級的中斷嵌套結(jié)構(gòu)（8）特殊功能寄存器（SFR）。21個還有：片外存儲器（64KB+64KB）擴(kuò)展總線的控制電路。準(zhǔn)雙向圖2-1AT89C51單片機(jī)片內(nèi)結(jié)構(gòu)P.10除電源、復(fù)位、時鐘外都是I/O端，多數(shù)引腳為多功能復(fù)用/AD0/AD1/AD2/AD3/AD4/AD5/AD6/AD7/A15/A14/A13/A12/A11/A10/A9/A8

圖2-22.2AT89C51單片機(jī)的引腳介紹40只引腳雙列直插封裝（DIP）。

+5V電源電源地邏輯地P.11AT89C51P0口地址和數(shù)據(jù)總線P1口通用口P2口地址總線P3口RXDTXDINT0INT1T0T1WRRDVCCVSSRST/VDDEA/VPPPSENALE/PROGXTAL1XTAL2接電源+5V端接電源地端①復(fù)位信號輸入。②接備用電源。外部中斷請求定時/計(jì)數(shù)器外部計(jì)數(shù)信號輸入端片外數(shù)據(jù)存儲器寫選通片外數(shù)據(jù)存儲器讀選通1、訪問外部程序存儲器控制信號；2、編程電源VPP。準(zhǔn)雙向I/O口1、準(zhǔn)雙向I/O口2、第二功能

外接晶振，晶體振蕩電路反相輸出端

外接晶振，晶體振蕩電路反相輸入端1、準(zhǔn)雙向I/O口2、有擴(kuò)展外部存儲器或并行I/O口時，作為數(shù)據(jù)總線/低8位地址總線分時復(fù)用1、準(zhǔn)雙向I/O口2、有擴(kuò)展外部存儲器或并行I/O口時，作為高8位地址總線串行口接收串行口發(fā)送1、ALE地址鎖存允許。2、編程脈沖由該引腳引入。外部程序存儲器讀選通信號。40只引腳按功能分為3類：（1）電源及時鐘引腳:Vcc、Vss；XTAL1、XTAL2。（2）控制引腳：PSEN*、EA*、ALE、RESET（即RST）。（3）I/O口引腳：P0、P1、P2、P3為4個8位I/O口的外部引腳。2.2.1電源及時鐘引腳

電源引腳

（1）Vcc（40腳）：+5V電源；

（2）Vss（20腳）：接地。時鐘引腳

（1）XTAL1（19腳）：接外部晶體，采用外接振蕩器時，外部振蕩器的輸出應(yīng)接到此引腳上。

（2）XTAL2（18腳）：接外部晶體，采用外接振蕩器時懸空。2.2.2控制引腳

提供控制信號，有的引腳還具有復(fù)用功能。(1)RST/VPD(9腳)：復(fù)位/備用電源（“1”電平令CPU硬件復(fù)位）(2)EA/VPP

(EnableAddress/VoltagePulseofProgRam-ing，31腳)

第一功能:EA：片外程序存儲器選擇控制端

(接“0”全部使用片外程存)

第二功能:VPP：用于施加編程電壓（例如+21V或+12V）。對AT89C51，加在VPP腳的編程電壓為+12V或+5V。(3)ALE/PROG

（30腳）：

第一功能:ALE為地址鎖存允許，運(yùn)行時，ALE端一直有正脈沖信號輸出，此頻率約為時鐘振蕩器頻率fosc的1/6。

第二功能:PROG

為編程脈沖輸入端。(4)PSEN

（29腳）：外部程序存儲器的讀選通信號。在單片機(jī)讀外部程序存儲器時，此引腳輸出脈沖的負(fù)跳沿作為讀外部程序存儲器的選通信號。2.2.3并行I/O口引腳（簡介）P0口：8位準(zhǔn)雙向I/O口，可驅(qū)動8個LS型TTL負(fù)載。

當(dāng)8051擴(kuò)展外部存儲器及I/O接口芯片時，P0口作為地址總線（A0~A7）與數(shù)據(jù)總線（D0~D7）的分時復(fù)用端口。(2)P1口：8位準(zhǔn)雙向I/O口，可驅(qū)動4個LS型TTL負(fù)載。唯一專用I/O口(3)P2口：8位準(zhǔn)雙向I/O口，可驅(qū)動4個LS型TTL負(fù)載。

當(dāng)8051外部擴(kuò)展時作地址總線（A8~A15）用，(4)P3口：8位準(zhǔn)雙向I/O口，雙功能復(fù)用口，可驅(qū)動4個LS型TTL負(fù)載。

P3口還可提供第二功能，定義如書中表2-1所列，應(yīng)熟記。準(zhǔn)雙向口：有條件限制地實(shí)現(xiàn)輸入輸出雙向功能的接口。

（MCS-51：當(dāng)作為普通的輸入端口使用時，應(yīng)先向相應(yīng)端口的輸出鎖存器寫入1。）1P1鎖存器P1驅(qū)動器P0驅(qū)動器P0鎖存器定時及控制指令寄存器ALUPSW程序地址寄存器P3鎖存器P3驅(qū)動器暫存2暫存1PCONSCONTMODTCONT2CONTHOTL0TH1TL1TH2*TL2*RLDH*RLDL*SBUFIEIP中斷、串行口、定時器DPTRPCPC+1緩沖器ACC寄存器

BSPRAM地址寄存器RAMP2驅(qū)動器P2鎖存器EPROM/ROMVCCVSSPSENALEEARST2.3AT89C51單片機(jī)的CPUPSW用來存放運(yùn)算結(jié)果的狀態(tài)標(biāo)志所有的算術(shù)運(yùn)算和大部分的邏輯運(yùn)算都是通過A來完成程序計(jì)數(shù)器堆棧指針2.3.1運(yùn)算器(Arithmeticandlogicunit)功能—在控制器的控制下，對二進(jìn)制數(shù)進(jìn)行算術(shù)運(yùn)算、邏輯運(yùn)算及位操作。算術(shù)運(yùn)算：加、減、乘、除邏輯運(yùn)算：與、或、非位操作中心部件—

算術(shù)邏輯單元ALU暫存原始數(shù)據(jù)、中間結(jié)果及運(yùn)算結(jié)果ALU累加器Acc暫存器TMP寄存器（Register）標(biāo)志寄存器PSW保存運(yùn)算結(jié)果的狀態(tài)標(biāo)志存放第一操作數(shù)和操作運(yùn)算結(jié)果2.3.2控制器

分析和執(zhí)行指令的部件，指揮中樞。解釋輸入計(jì)算機(jī)中的命令并發(fā)出響應(yīng)的控制信號的機(jī)構(gòu)。在它的控制下執(zhí)行命令、原始數(shù)據(jù)的輸入、機(jī)器內(nèi)部的信息處理、處理結(jié)果的輸出、外設(shè)與主機(jī)的信息交換，以及對異常情況和特殊情況的處理等操作。

程序計(jì)數(shù)器PC（16bit）

存放即將執(zhí)行的下一條指令的16bit地址；順序執(zhí)行指令時，微處理器每取出一條指令的一個字節(jié)，PC自動+1（如一條指令是2個字節(jié)，則執(zhí)行完畢時PC的內(nèi)容要+2）；當(dāng)遇到轉(zhuǎn)移指令或子程序時，PC內(nèi)容就被指定的轉(zhuǎn)移的目標(biāo)地址取代，實(shí)現(xiàn)程序轉(zhuǎn)移；系統(tǒng)開機(jī)初始化時，PC=0000H，可尋址范圍64KB。2.4AT89C51單片機(jī)的存儲器結(jié)構(gòu)

MCS-51的存儲器結(jié)構(gòu)與常見的微型計(jì)算機(jī)的配置方法不同,采用哈佛結(jié)構(gòu)它將程序存儲器和數(shù)據(jù)存儲器分開,各有自己的尋址方式、控制信號和功能。

程序存儲器用來存放程序、始終要保留的表格常數(shù)。

數(shù)據(jù)存儲器存放程序運(yùn)行中所需要的常數(shù)和變量。

P.15半導(dǎo)體存儲器的結(jié)構(gòu)存儲器由存儲體、地址譯碼器和讀/寫控制電路組成。地址譯碼器讀/寫控制CPUAB地址0000H0001H0002HFFFFH內(nèi)容0011101011000111CPUDBCPU讀/寫信號A14A15D7D0D1D2……存儲體由大量存儲單元組成，每個單元存放若干位二進(jìn)制碼,若放8bit，稱為字節(jié)單元存儲單元（0002H）=C7H用一定位數(shù)的二進(jìn)制碼對存儲單元進(jìn)行編號，稱為存儲單元的地址。n位二進(jìn)制碼可尋址2n個單元，如：28=256、216=65536。對存放在地址寄存器中的地址進(jìn)行譯碼，以選擇指定的存儲單元存儲單元取出/存入信息的操作稱為讀/寫操作A0A1A2……補(bǔ)充1.讀操作（例如：要將01H單元的內(nèi)容3AH讀出）存儲器的讀寫操作過程地址譯碼器讀/寫控制CPUAB地址00H01H02HFFH內(nèi)容0011101011000111CPUDB讀/寫信號A0A1A2A3A4A5A6A7D5D0D1D2D3D4D6D7第一步：送地址10000000經(jīng)地址譯碼器選通01H單元第二步：CPU發(fā)出“讀”信號第三步：01H單元的內(nèi)容送數(shù)據(jù)總線上01011001地址譯碼器讀/寫控制CPUAB地址00H01H02HFFH內(nèi)容0011101011000111CPUDB讀/寫信號A0A1A2A3A4A5A6A7D5D0D1D2D3D4D6D7存儲器的讀寫操作過程2.寫操作（例如：要將D5H寫入02H單元）第一步：送地址01000000經(jīng)地址譯碼器選通02H單元第二步：CPU將D5H送到數(shù)據(jù)總線上10101110第三步：CPU發(fā)出“寫”信號D5H從數(shù)據(jù)總線送到02H單元11010101存儲器的讀寫操作過程對存儲單元的讀操作，不會破壞其原內(nèi)容，是復(fù)制;對存儲單元的寫操作，改變了其原來內(nèi)容。從物理空間（實(shí)際結(jié)構(gòu)）看,AT89C51有四個存儲器地址空間：

外部數(shù)據(jù)存儲器(RAM)外部程序存儲器(ROM)內(nèi)部程序存儲器內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲器AT89C51AT89C51存儲器物理結(jié)構(gòu)

從邏輯上（使用角度）看,AT89C51有三個存儲器空間：片內(nèi)、片外統(tǒng)一編址的程序存儲器片外數(shù)據(jù)存儲器、片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲器

內(nèi)部程序存儲器外部程序存儲器外部數(shù)據(jù)存儲器內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲器歸為一個空間AT89C51存儲器邏輯結(jié)構(gòu)1、程序存儲器（ROM）內(nèi)部ROM0000H0FFFH4KB地址重疊0000HFFFFH外部擴(kuò)展ROM0FFFH片外共64KB4KB訪問程序存儲器使用MOVC指令地址線：A15~A0用PSEN作為讀選通信號P.281、程序存儲器（ROM）EA引腳電平高低對程序執(zhí)行走向的影響EA外部程序存儲器選擇控制端EA引腳電平高低對程序執(zhí)行走向的影響內(nèi)部ROM0000H0FFFH4KB0000HFFFFH外部擴(kuò)展ROM0FFFH片外共64KB4KBEA接高電平程序執(zhí)行走向PC≤0FFFHPC＞0FFFHEA引腳電平高低對程序執(zhí)行走向的影響內(nèi)部ROM0000H0FFFH4KB0000HFFFFH外部擴(kuò)展ROM0FFFH片外共64KB4KBEA接低電平全部執(zhí)行外部程序在8051系列中，有的單片機(jī)如8031，片內(nèi)無ROM，程序只能裝在片外擴(kuò)充的ROM中，這時用戶必須把EA接地。

EA引腳電平高低對程序執(zhí)行走向的影響接高電平還是低電平，由用戶根據(jù)需要連接：如果片內(nèi)ROM有要執(zhí)行的程序，這時應(yīng)接+5V；如果執(zhí)行的程序全部在片外ROM中，這時應(yīng)接地；也可以用一個開關(guān)切換。程序存儲器中的幾個特殊地址的使用：地址用途0000H復(fù)位時程序入口地址0003H外部中斷0服務(wù)程序入口地址000BH定時器0中斷服務(wù)程序入口地址0013H外部中斷1服務(wù)程序入口地址001BH定時器1中斷服務(wù)程序入口地址0023H串行口中斷服務(wù)程序入口地址由于兩入口地址之間的存儲空間有限，因此在編程時，通常在這些入口地址開始的兩三個地址單元中，放入一條轉(zhuǎn)移類指令，使相應(yīng)的程序轉(zhuǎn)到指定的程序存儲器區(qū)域中執(zhí)行。2、外部數(shù)據(jù)存儲器

0000HFFFFH外部擴(kuò)展數(shù)據(jù)存儲器64KB作用：用于存放隨機(jī)讀寫的數(shù)據(jù)。 外部I/O口地址影像區(qū)。包括兩部分空間：1、外部RAM2、擴(kuò)展的I/O口地址程序存儲器與外部數(shù)據(jù)存儲器的比較

0000HFFFFH外部數(shù)據(jù)存儲器64KB0000HFFFFH程序存儲器64KB相同：地址線A15~A0不同：訪問的指令不同，讀寫信號不同MOVC指令MOVX指令只讀，PSEN作為外部ROM讀信號可讀寫，RD作為讀信號，WR作為寫信號21個SFR內(nèi)部RAMFFH00H7FH80H（128B）3、內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲器（單元數(shù)少，但最復(fù)雜）00HFFH內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲器特殊功能寄存器空間，離散分布作數(shù)據(jù)緩沖器、標(biāo)志位等8bit地址MOV指令P.16～193、內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲器21個SFR內(nèi)部RAMFFH00H7FH80H（128B）32B00H1FH工作寄存器區(qū)16B(16×8bit)20H2FH位尋址區(qū)30H7FH普通RAM（1）工作寄存器區(qū)32B00H1FH00H1FH0FH17H18H10H08H07H0區(qū)1區(qū)2區(qū)3區(qū)R0R7……R0R7……R0R7……R0R7……當(dāng)前使用哪一個區(qū)由PSW寄存器的RS1和RS0兩個位來決定RS1RS0寄存器區(qū)R0～R7所占單元的地址000區(qū)00H～07H011區(qū)08H～0FH102區(qū)10H～17H113區(qū)18H～1FH工作寄存器區(qū)的選擇RS1：程序狀態(tài)字寄存器PSW的D4位；RS0：程序狀態(tài)字寄存器PSW的D3位；CLRRS1

;RS1清0SETBRS0

;RS0置1復(fù)位時，自動選中0區(qū)。工作寄存器區(qū)的選擇一旦選中其中一個區(qū)，其它三區(qū)只能作為普通RAM單元使用，而不能作為工作寄存器使用。設(shè)置多個工作寄存器區(qū)可以方便保護(hù)現(xiàn)場。（2）位尋址區(qū)16B(16×8bit)20H2FH共16個字節(jié)單元，每字節(jié)單元有8位，每位有一個位地址，共128位，位地址范圍為00H～7FH，該區(qū)既可位尋址，又可字節(jié)尋址。

2FH7F7E7D7C7B7A79782EH777675747372717022H171615141312111021H0F0E0D0C0B0A090820H0706050403020100位尋址區(qū)位地址分配字節(jié)地址位地址D7D6D5D4D3D2D1D0…………字節(jié)地址與位地址在使用上如何區(qū)別?MOVC,20HMOVA,20H例：

2FH7F7E7D7C7B7A797824H272625242322212023H1F1E1D1C1B1A191822H171615141312111021H0F0E0D0C0B0A090820H0706050403020100字節(jié)地址位地址D7D6D5D4D3D2D1D0…………位操作指令MOVC,20H位地址!!!其內(nèi)容只有1bit

2FH7F7E7D7C7B7A797824H272625242322212023H1F1E1D1C1B1A191822H171615141312111021H0F0E0D0C0B0A090820H0706050403020100字節(jié)地址位地址D7D6D5D4D3D2D1D0…………字節(jié)操作指令MOVA,20H字節(jié)地址!!!其內(nèi)容共8bit表2-5內(nèi)部RAM的可尋址位及位地址P.19符號指令中可用<字節(jié)地址>.<位次>暫代其位地址20H.720H.620H.520H.420H.320H.220H.120H.02FH.72FH.62FH.52FH.42FH.32FH.22FH.12FH.0如：符號指令中可用21H.5

暫代位地址

0DH21H.721H.621H.521H.421H.321H.221H.121H.0(位地址00H~7FH)(共128個位)（3）普通RAM區(qū)30H7FH數(shù)據(jù)緩沖區(qū)堆棧區(qū)工作單元只能字節(jié)尋址（以一個字節(jié)單元作為一個整體操作）堆棧的概念:臨時存儲某些數(shù)據(jù)信息的存儲器專用區(qū)（4）特殊功能寄存器SFR（SpecialFuctionRegister）

地址空間21個SFRFFH80HA累加器、狀態(tài)標(biāo)志寄存器；單片機(jī)內(nèi)部各部件專用的控制、狀態(tài)寄存器；并行口、串行口影射寄存器；特殊功能寄存器(SFR)名稱特殊功能寄存器符號(SFR名)寄存器尋址符號位地址D7~D0B寄存器BF7H~F0H累加(寄存)器ACCAE7H~E0H程序狀態(tài)字

(標(biāo)志寄存器)PSWD7H~D0H中斷優(yōu)先級控制寄存器IPBFH~B8HP3口P3B7H~B0H中斷允許控制寄存器IEBFH~B8HP2口P2A7H~A0H串行口數(shù)據(jù)緩沖器SBUF串行口控制寄存器SCON9FH~98HP1口P197H~90H定時器/計(jì)數(shù)器1(高字節(jié))TH1定時器/計(jì)數(shù)器0(高字節(jié))TH0定時器/計(jì)數(shù)器1(低字節(jié))TL1定時器/計(jì)數(shù)器0(低字節(jié))TL0定時器/計(jì)數(shù)器方式控制寄存器TMOD定時器/計(jì)數(shù)器控制寄存器TCON8FH~88H電源控制PCON數(shù)據(jù)指針高字節(jié)DPH數(shù)據(jù)指針低字節(jié)DPL堆棧指針SPP0口P087H~80H字節(jié)地址FOHE0HD0HB8HB0HA8HA0H99H98H90H8DH8CH8BH8AH89H88H87H83H82H81H80HABDPTR符號指令中可用<SFR名>暫代其字節(jié)地址直接地址direct(80H.....F0H)位地址bit（80H....F7H）(16位)字節(jié)地址為x0H或x8H的SFR可位尋址!且D0位址同字節(jié)址表2-5SFR中的位地址分布

(可位尋址的SFR)P.19P0.7P0.6P0.5P0.4P0.3P0.2P0.1P0.0P3.7P3.6P3.5P3.4P3.3P3.2P3.1P3.0P2.7P2.6P2.5P2.4P2.3P2.2P2.1P2.0P1.7P1.6P1.5P1.4P1.3P1.2P1.1P1.0ACC.7ACC.6ACC.5ACC.4ACC.3ACC.2ACC.1ACC.0符號指令中可用位名、<SFR名>.<位次>、<SFR字節(jié)地址>.<位次>暫代其位地址

CYACF0RS1RS0OV-PB.7B.6B.5B.4B.3B.2B.1B.0PSPT1PX1PT0PX0

EAESET1EX1ET0EX0

SM0SM1SM2RENTB8RB8TIRITF1TR1TF0TR0IE1IT0IE0IT0√√√√√√例如D4H位：可用RS1、PSW.4、0D0H.4暫代其位地址0D4H字節(jié)地址為x0H或x8H的SFR可位尋址!且D0位址同字節(jié)址位地址空間組成及位地址表示法⑴內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲器的20H~2FH共16個單元可按位尋址，128位；⑵專用寄存器地址能被8整除的可按位尋址。例1：位地址1EH=23H.6即字節(jié)地址單元23H的D6位例2:位地址D4H=D0H.4=PSW.4=RS1位地址字節(jié)地址.位次寄存器名稱.位次位名稱【思考】下列指定位的位地址值是多少：

ACC.1：E1H

P2.7：A7H

ET1:

ABH

2DH.5:

6DH

PSW.2:

D2H

A.2:

B寄存器的D6:

F6H

30H.3:

P:

D0

H

D0H.2:D2H⑴累加器A(8bit）最常用；存放操作數(shù)或運(yùn)算結(jié)果⑵B寄存器（8bit）

乘、除指令，用B寄存器作為其中的一個操作數(shù)；幾個特殊功能寄存器SFR介紹P14、18D7D6D5D4D3D2D1D0CyAC

F0RS1RS0OV

F1P位地址位名稱（3）PSW-程序狀態(tài)字寄存器（8bit）進(jìn)/借位標(biāo)志Cy=1，有進(jìn)/借位；Cy=0，無進(jìn)/借位。AC：反映高半字節(jié)與低半字節(jié)之間的進(jìn)/借位，AC=1有進(jìn)/借位；AC=0無進(jìn)/借位。用戶標(biāo)志位工作寄存器組選擇位OV：溢出標(biāo)志有溢出OV=1，無溢出OV=0。用戶標(biāo)志位P：奇偶標(biāo)志運(yùn)算結(jié)果有奇數(shù)個“1”，P=1；偶數(shù)個“1”，P=0。（5）堆棧指針SP(8bit)指明棧頂單元的地址?？捎绍浖O(shè)置初始值，系統(tǒng)復(fù)位時設(shè)置為07H。（6）數(shù)據(jù)指針DPTR(16bit)

作為訪問外部數(shù)據(jù)存儲器（包括外部RAM和擴(kuò)展的I/O口）的間接尋址寄存器，即存放要訪問的外部存儲單元或接口的地址。由DPH、DPL組成。在某些情況下，DPH、DPL也可單獨(dú)使用。堆棧的主要作用：用于響應(yīng)中斷或調(diào)用子程序時保護(hù)斷點(diǎn)地址；保護(hù)現(xiàn)場和恢復(fù)現(xiàn)場。操作原則：先進(jìn)后出或后進(jìn)先出。指針寄存器（4）程序計(jì)數(shù)器PC（16bit）(注意：不屬于SFR地址空間）訪問不同的存儲器空間使用不同的指令程序存儲器，使用MOVC指令；內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲器,使用MOV指令；外部數(shù)據(jù)存儲器,使用MOVX指令；特殊功能寄存器,使用MOV指令；位地址空間，使用MOV、SETB、CLR等指令。2.6時鐘電路與時序

2.6.1時鐘電路

時鐘電路用于產(chǎn)生89C51單片機(jī)工作所必需的時鐘控制信號。(工作時鐘)時鐘頻率直接影響單片機(jī)的速度，電路的質(zhì)量直接影響系統(tǒng)的穩(wěn)定性。★電容器C01、C02起穩(wěn)定振蕩頻率、快速起振的作用。電容典型值一般選擇為30PF。內(nèi)部時鐘方式由于單片機(jī)內(nèi)部有一個高增益運(yùn)算放大器，當(dāng)外接晶振后，就構(gòu)成了自激振蕩器并產(chǎn)生振蕩時鐘脈沖。P.24晶體的振蕩頻率在1.2MHz～12MHz之間，某些已達(dá)40MHz

（如AT89S52）。XTAL1XTAL2GNDAT9C51C01C02內(nèi)部時鐘方式

外部時鐘方式是把已有的時鐘信號引入單片機(jī)。這種方式適宜用于使單片機(jī)的時鐘與外部信號保持一致。常用于多片89C51單片機(jī)同時工作。

外部時鐘XTAL1XTAL2GND懸空AT89C51外部時鐘方式2.6.2機(jī)器周期、指令周期與指令時序

單片機(jī)執(zhí)行的指令的各種時序均與時鐘周期有關(guān)1.時鐘周期：單片機(jī)的基本時間單位。時鐘周期Tosc=1/fosc

如：fosc=6MHz,Tosc=0.1667us；fosc=11.0592MHz，Tosc=0.090422453us2.機(jī)器周期：CPU完成一個基本操作所需的時間稱為機(jī)器周期。8051單片機(jī)每12個時鐘周期為1個機(jī)器周期，記TM

如：fosc=6MHz,TM=12/fosc=2us；fosc=11.0592MHz，TM=1.085069444us

一個機(jī)器周期分為6個狀態(tài)：S1～S6。每個狀態(tài)分為兩拍：P1和P2。3.指令周期：執(zhí)行一條指令所需的時間。51單片機(jī)1~4個TM。圖2-13TMTMP.25例：單片機(jī)外接晶振頻率fosc=12MHz時的各種時序單位：

振蕩周期Tosc=1/fosc=1/12MHz=0.0833us狀態(tài)周期=2/fosc=2/12MHz=0.167us

機(jī)器周期TM

=12/fosc=12/12MHz=1us指令周期=(1～4)機(jī)器周期=1～4us2.7復(fù)位操作和復(fù)位電路2.7.1復(fù)位操作單片機(jī)的初始化操作，擺脫死鎖狀態(tài)。（CPU硬件復(fù)位）引腳RST加上大于2個機(jī)器周期的高電平就可使MCS-51復(fù)位。復(fù)位時,程序計(jì)數(shù)器PC為0000H,使單片機(jī)從0000H開始執(zhí)行程序。除PC之外，復(fù)位操作還對其它一些寄存器有影響：見復(fù)位狀態(tài)表。2.7.2復(fù)位電路上電自動復(fù)位電路+手動復(fù)位電路上電自動復(fù)位電路單片機(jī)與外圍接口芯片的退出復(fù)位的電平閥值有所差異，為保證系統(tǒng)同步起始工作，建議在程序初始延遲一定時間（如20～50mS）再啟用接口芯片。P.26

RST

8051

R

C

+5V

+

RST

8051

R

R1

C

+5V

+