单片机原理和控制技术002.ppt

第2章 80C51单片机内部结构和工作原理 80C51系列单片机内部结构 外部引脚功能 存储空间配置和功能 片内RAM结构和功能 特殊功能寄存器的用途和功能 程序计数器PC的作用和基本工作方式 I/O端口结构、工作原理及功能 时钟和时序 复位电路、复位条件和复位后状态 低功耗工作方式的作用和进入退出的方法 §2-1 内部结构和引脚功能 2.1.1 内部结构 ⒋ I/O线 80C51共有4个8位并行I/O端口：P0、P1、P2、P3口，共32个引脚。P3口还具有第二功能，用于特殊信号输入输出和控制信号（属控制总线）。 80C51的存储器组织结构可以分为三个不同的存储空间，分别是： 80C51存储空间配置图 2.2.1 程序存储器（ROM） 地址范围：0000H～FFFFH，共64KB。其中: 低段4KB：0000H～0FFFH 80C51和87C51在片内，80C31在片外。  高段60KB：1000H～FFFFH。在片外。 读写ROM用MOVC指令，控制信号是PSEN和EA。  读ROM是以程序计数器PC作为16位地址指针，依次读相应地址ROM中的指令和数据，每读一个字节，PC+1→PC，这是CPU自动形成的。 但是有些指令有修改PC的功能，例如转移类指令和MOVC指令，CPU将按修改后PC的16位地址读ROM。 读外ROM的过程： 2.2.2 外部数据存储器（外RAM） 地址范围：0000H～FFFFH 共64KB。 读外RAM的过程： 2.2.3 内部数据存储器（内RAM） 从广义上讲，80C51内RAM（128B）和特殊功能寄存器（128B）均属于片内RAM空间，读写指令均用MOV指令。但为加以区别，内RAM通常指00H～7FH的低128B空间。 80C51内RAM又可分成三个物理空间：工作寄存器区、位寻址区和数据缓冲区。 作用： ⒉ 位寻址区 ⑴地址: 从20H～2FH共16字节（Byte，缩写为英文大写字母B）。每B有8位（bit，缩写为小写b），共128位，每一位均有一个位地址，可位寻址、位操作。即按位地址对该位进行置1、清0、求反或判转。  ⑵用途： 存放各种标志位信息和位数据。 ⑶注意事项: 位地址与字节地址编址相同，容易混淆。 区分方法:位操作指令中的地址是位地址; 字节操作指令中的地址是字节地址。 位寻址区的位地址映象表 ⒊ 数据缓冲区 内RAM中30H～7FH为数据缓冲区，用于存放各种数据和中间结果，起到数据缓冲的作用。 2.2.4 特殊功能寄存器（SFR） 特殊功能寄存器地址映象表（一） 特殊功能寄存器地址映象表（二） 特殊功能寄存器地址映象表（三） ⑶ 程序状态字寄存器PSW PSW也称为标志寄存器，存放各有关标志。其结构和定义如下： ③ RS1、RS0 — 工作寄存器区选择控制位。 RS1、RS0 = 00 —— 0区（00H～07H） RS1、RS0 = 01 —— 1区（08H～0FH） RS1、RS0 = 10 —— 2区（10H～17H） RS1、RS0 = 11 —— 3区（18H～1FH） ⑷ 数据指针DPTR ⑶ 执行调用子程序或发生中断时，CPU会自动将当前 PC值压入堆栈，将子程序入口地址或中断入口地址装入PC；子程序返回或中断返回时，恢复原有被压入堆栈的PC值，继续执行原顺序程序指令。 ※ 在并行扩展外存储器或I/O口情况下， P0口用于低8位地址总线和数据总线(分时传送) P2口用于高8位地址总线， P3口常用于第二功能， 用户能使用的I/O口只有P1口和未用作第二功能 的部分P3口端线。 §2-4 时钟和时序 §2-4 时钟和时序 2.4.1 时钟电路 2.4.2 时钟周期和机器周期 80C51单片机工作的基本定时单位，简称机周。 一个机器周期含有6个状态周期，分别为S1、S2、…、S6，每个状态周期有两拍，分别为S1P1、S1P2、S2P1、S2P2…，S6P1、S6P2 80C51单片机的工作方式共有四种： ⑴ 复位方式； ⑵ 程序执行方式； ⑶ 低功耗方式； ⑷ 片内ROM编程（包括校验）方式。 ⒊ 复位后CPU状态 PC： 0000H TMOD： 00H Acc