第二章单片机内部结构和工作原理解读.ppt

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