《单片机原理与应用》谢维成(第二章)素材.ppt

第2章 单片机基本原理 2.1 MCS-51系列单片机简介 2.2 MCS-51系列单片机的结构原理 2.3 MCS-51系列单片机的外部引脚及片外总线 2.4 MCS-51系列单片机的工作方式 2.5 MCS-51系列单片机的时序 2.1 MCS-51系列单片机简介 2.2 MCS-51系列单片机的结构原理 0003H～000AH 外部中断0（INT0）中断地址区 000BH～0012H 定时器/记数器0（T0）中断地址区 0013H～001AH 外部中断1（INT1）中断地址区 001BH～0022H 定时器/计数器1（T1）中断地址区 0023H～002AH 串行（RI/TI）中断地址区 分为三个区域： ①寄存器区： 4组寄存器（寄存器阵列）。 即4个工作寄存器0区～3区。每组 8个寄存单元（每单元8位），以 R0～R7作寄存器名，暂存运算数据 和中间结果。 字节地址为00H～1FH。 ② 位寻址区 ： 字节地址为20H～2FH，既可 作RAM，也可位操作。 共有16个RAM单元，共128 位，位地址为00H～7FH。 ③ 用户RAM区： 地址为30H～7FH， 在一般应用中常作堆栈区。 扩展的外部设备（I/O端口）占用片外数据存储器空间，通过用访问片外数据存储器的方法访问。 ——51/52系列的存储器与I/O端口属于统一编址。 存储器小结： MCS-51的程序存储器与数据存储器是分开的（属于哈佛结构），地址空间重叠，最大可扩展到64KB。 1、程序存储器ROM （1）8031内部无程序存储器 由于8031无片内程序存储器，需外接，因此， 端必须外接低电平。 （2）8051、8751内部有4KB ROM/EPROM： =0，使用外部程序存储器； =1，使用内部程序存储器4KB空间，当PC的值超过4KB范围时，自动转向外部程序存储器。 2、数据存储器RAM （1）内部RAM中低128B，00H～7FH； （2）外部RAM，可扩至64KB，0000H～FFFFH。 4、寻址方式： （1）对程序存储器（内、外）：只能变址寻址 MOVC （2）对内部数据存储器：MOV （3）对外部数据存储器：只能寄存器间址 MOVX 驱动能力： P0口的输出级具有驱动8个LSTTL（ Low power Schottky Transistor-Transistor Logic,低功耗肖特基晶体管-晶体管逻辑）负载的能力，输出电流不大于800?A 端口小结： （1）系统总线： 地址总线（16位）：P0（地址低8位）、P2口（地址高8位） 数据总线（8位 ）：P0口（地址/数据分时复用，借助ALE）； 控制总线（6根 ）：P3口的第二功能和9、29、30、31脚； （2）供用户使用的端口：P1口、部分未作第二功能的P3口； （3）P0口作地址/数据时，是真正的双向口，三态，负载能力 为8个LSTTL电路；P1～P3是准双向口，负载能力为4个 LSTTL电路。 （4）P0～P3在用作输入之前必须先写“1”，即： （P0）=FFH ～（P3）=FFH 。 2.3 MCS-51系列单片机的外部引脚及片外总线 2.4 MCS-51系列单片机的工作方式 程序执行方式是单片机的基本工作方式。 由于复位后PC=0000H，因此程序执行总是从地址 0000H开始，但一般程序并不是真正从0000H开始，为此就得在0000H开始的单元中存放一条无条件转移指令，以便跳转到实际程序的入口去执行。 2.5 MCS-51系列单片机的时序 振荡周期：振荡器输出的时钟脉冲频率的倒数。为单 片机中最小、最基本的时间单位。 状态周期：振荡信号经2分频后获得的信号周期，称S， 显然，S为时钟周期的2倍。 机器周期：12个时钟振荡周期为一个机器周期，对应计 算机执行一个基本操作所需的时间。 指令周期：执行一条指令所需的时间，至少包含一个 机器周期。 指令字节：指令占用存储空间的字节数，有单字节、 双字节、三字节三类。 振荡脉冲并不直接使用，由XTAL2或XTAL1端送往内部时钟电路（fosc）： 经过2分频，向CPU提供2相时钟信号P1和P2 （ f拍节= 1/2 fosc） ； 再经3分频，产生