第二章单片机内部结构和工作原理解读.ppt

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第二章 单片机内部结构和工作原理 1、 80C51系列单片机内部结构 2、外部引脚功能 3、存储空间配置和功能 4、片内RAM结构和功能 5、特殊功能寄存器的用途和功能 6、程序计数器PC的作用和基本工作方式 7、I/O端口结构、工作原理及功能 8、时钟和时序 9、复位电路、复位条件和复位后状态 10、低功耗工作方式的作用和进入退出的方法 第二章单片机内部结构和工作原理 2.1 内部结构和引脚功能 2.1.1 内部结构 4. I/O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) 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) 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。 2、位寻址区 位寻址区的位地址映象表 3、数据缓冲区 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) 3)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) 4)数据指针DPTR 3)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。 2.4.1 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,简称机器周期。 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。 3、复位后CPU状态 PC: 0000H TMOD: 00H Acc: 00H TCON: 00H B: 00H TH0: 00H PSW: 00H TL0: 00H SP: 07H TH1: 00H DPTR:0000H TL1: 00H P0~P3:FFH SCON: 00H IP:×××00000B SBUF: 不定 IE:0××00000B PCON: 0×××0000B 2.5.2 低功耗工作方式 1)待机(休闲)方式(Idle) 2)掉电保护方式(Power Down) 两种低功耗工作方式由电源控制寄存器PCON确定。 其中: SMOD:波特率倍增位(在串行通信中使用) GF1、GF0:通用标志位 PD:掉电方式控制位, PD=1,进入掉电工作方式; IDL:待机(休闲)方式控制位, IDL=1,进入待机工作方式。 1、待机(休闲)方式 3)待机(休闲)状态退出 ①产生中断; ②复位。 2、掉电保护方式 3)掉电保护状态退出 5)堆栈指针SP 专用于指出堆栈顶部数据的地址。堆栈中数据存取按先进后出、后进先出的原则。 堆栈操作分自动方式和指令方式。自动方式是在调用子程序或发生中断时CPU自动将断口地址存人或者取出;指令方式是使用进出栈指令进行操作。 16位,由两个8位寄存器DPH、DPL组成。主要用于存放一个16位地址,作为访问外部存储器(外RAM和ROM)的地址指针。 2.2.5 程序计数器PC PC不属于特殊功能寄存器,不可访问,在物理结构上是独立的。 PC是一个16位的地址寄存器,用于存放将要从ROM中读出的下一字节指令码的地址,因此也称为地址指针。 PC的基本工作方式有: 1)自动加1。CPU从ROM中每读一个字节,自动执行PC+1→PC; 2)执行转移指令时,PC会根据该指令要求修改下一次读ROM新的地址; 返 回

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