单片机第2章zct.ppt

3. 特殊功能寄存器SFR块 特殊功能寄存器SFR, 又称为专用寄存器。 它专用于控制、 管理单片机内算术逻辑部件、 并行I/O口锁存器、 串行口数据缓冲器、 定时器/计数器、 中断系统等功能模块的工作, SFR的地址空间为80H～FFH。 表2―8 特殊功能寄存器名称、 标识符、 地址一览表 除上述 21 个 SFR 以外，还有一个 16 位的 PC ，称为程序计数器，它是不可寻址的。 程序计数器 PC 是一个 16 位计数器，用来存放下一条要执行的指令地址。它控制着程序的运行轨迹。当单片机开始执行程序时，给 PC 装入第一条指令所在的地址，每取出一个指令字节， PC的内容就自动加 1 ，以指向下一学节的地址，使指令能顺序执行。当程序遇到转移指令、子程序调用指令、中断时， PC按转移地址转到指定的地方。 2.3.2 控制部件及振荡器 片内的时钟产生有两种方式: 一种是内部时钟方式; 一种是外部时钟方式。 1 ）振荡周期：晶体振荡器的振荡周期。 2 ）状态周期：振荡信号经二分频后形成的时钟脉冲信号，用 S 表示。 3）机器周期 包括 12 个振荡周期，分为 6 个 S 状态： S1-S6 。每个状态又分为两拍，称为 P1和 P2 。 若采用 6MHz 晶体振荡器，则每个机器周期恰为 2us；若采用 12MHz 晶体振荡器，则每个机器周期为 1 us。 4 ）指令周期 CPU 执行一条指令所需要的时间为一个指令周期。一个指令周期通常含有 1-4 个机器周期。 MCS 一 51 系列单片机除了乘法指令、除法指令是 4 个机器周期外，其余都是单周期指令或双周期指令。 2 . 4 . 2 CPU 取指、执指时序 每一条指令都可以包括取指和执指两个阶段。在取指阶段， CPU 从内部或者外部 ROM 中取出指令操作码及操作数，然后再执行这条指令。 2.5 并行输入/输出接口 2.5.1 P0口 1. P0口结构 P0口是一个三态双向口, 可作为地址/数据分时复用口, 也可作为通用I/O接口。 锁存器起输出锁存作用, 8个锁存器构成了特殊功能寄存器P0; 场效应管（FET）V1、 V2组成输出驱动器, 以增大带负载能力; 三态门1是引脚输入缓冲器; 三态门2是用于读锁存器控制; 与门3、 倒相器4及模拟转换开关构成输出控制电路。 图 P0口1位结构原理图 2. 地址/数据分时复用功能 当P0口作为地址/数据分时复用总线时, 可分为两种情况： 一种是从P0口输出地址或数据,另一种是从P0口输入数据。 3. 通用I/O接口功能 当P0口作为通用I/O接口时, 要注意两点: 第一, 在输出数据时, 由于V2截止, 输出级是漏极开路电路, 要使“1”信号正常输出, 必须外接上拉电阻。 第二, 在端口引脚输入前，应先向端口锁存器写入 1，使引脚处于悬浮状态，作高阻抗。P0口作为通用I/O使用时是一准双向口。 4. 端口操作 MCS—51单片机有不少指令可直接进行端口操作, 例如: ANL P0, A ;（P0）←（P0）∧（A） ORL P0, ＃ data ; （P0）←（P0）∨ data INC P0 ; （P0）←（P0）－1 2.5.2 P1口 P1口为准双向口, 其1位的内部结构如图2―8所示。 它在结构上与P0口的区别在于输出驱动部分, 其输出驱动部分由场效应管V1与内部上拉电阻组成。 当其某位输出高电平时, 可以提供拉电流负载, 不必象P0口那样需要外接电阻。 2.5.3 P2口 P2口也是一准双向口，具有通用I/O接口或高8位地址总线输出两种功能, 所以其输出驱动结构比P1口输出驱动结构多了一个输出模拟转换开关MUX和反相器3。 2.5.4 P3口 比P0、 P1、P2口结构多了一个缓冲器4。 P3口除了可作为通用准双向I/O接口外, 每1根线还具有第2功能。作为I/O时，第二功能输出为1； 2.6 复位电路与复位状态 通过某种方式, 使单片机内各寄存器的值变为初始状态的操作称为复位。 MCS—51单片机在时钟电路工作以后, 在RST/VPD端持续给出2个机器周期的