第3章 单片机的结构和原理-13-3.ppt

附加： 微型计算机工作过程， 5＋6＝？ 2. P2口 图3-11 P2.X口线的逻辑电路图 4. P3口 图3-12 P3口某一位口线的逻辑电路图 3.4 时钟电路与CPU时序 时钟电路：用于产生单片机工作所需要的时钟信号； 时序：指令执行中各信号之间的相互关系。 3.4.1 时钟电路 (1) 内部时钟方式 芯片内部的高增益反向放大器和在引脚XTAL1和XTAL2两端跨接晶体振荡器和微调电容，就构成了一个稳定的自激振荡器，其发出的脉冲直接输入单片机的内部时钟电路。 (2) 外部时钟方式 图3-13 内部时钟电路与HMOS和CHMOS型单片机的外部时钟电路接法 3.4.2 CPU的时序 MCS-51的时序定时单位共有4个，从小到大依次是： 拍节，状态、机器周期、指令周期。 (1) 拍节与状态 拍节（P）：振荡脉冲的周期，又称振荡周期。 状态（S）: 时钟信号的周期，又称时钟周期。 关系：振荡频率＝2倍时钟频率 时钟周期＝2倍振荡周期， 即 1S=2P （拍节1（P1），拍节2（P2））。 (2) 机器周期 机器周期: 指CPU访问存储器一次所需要的时间。 例如取指令，读存储器、写存储器等。 MCS-51的一个机器周期包括12个振荡周期（12P）＝6S 即6个状态：S1～S6。 而每个状态又分为两拍，称为P1和P2。 因此，一个机器周期中的12个振荡周期表示为S1P1、S1P2、S2P1……、S6P2。 (3) 指令周期 定义： 执行一条指令所需要的时间称之为指令周期。 最大的时序定时单位，无固定值。 指令不同，指令周期不同。 MCS-51的指令包含一、二、四个机器周期。 例如: 外接晶振频率fOSC为12 MHz时, MCS—51单片机的4个时间周期值为: 振荡周期 P=1/fosc＝1/12 μs; 状态周期 S=2P＝1/6 μs; 机器周期 =6S＝12P＝1 μs; 指令周期 =1、2、4 μs。 单片机指令的两种操作：读操作和写操作。 假定：8位计算机，256个单元组成，每个单元存储8位二 制信息，即256×8位的读/写存储器。 00111110 FFH 00H 地址 内容 内存单元的地址和内容00 04 FF 地址译码器AB 控制 读 DB地址 内存 读操作 00 08 FF 地址译码器 000001000 AB 控制 写 DB地址 内存 写操作 假定CPU要把数据26H写入存储器08H单元。 无 END 汇编终止 00 0000 0000 NOP 空操作 24 06 0010 0100 0000 0110 ADD A，#06 加立即数 74 05 0111 0100 0000 0101 MOV A，#05 立即数送入累加器 无 ORG 80H 汇编起始地址命令 十六进制 二进制 机 器 代 码 汇编语言程序 名 称 1) 第1条指令的执行过程 取指令阶段： 1) 第1条指令的执行过程 执行指令阶段： （3）程序状态字PSW（Program Status Word） 8位寄存器，用于寄存程序运行的状态信息。 其中：有些位状态是根据程序执行结果，由硬件自动设置的而有些位状态则使用软件方法设定． D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 P … OV RS0 RS1 F0 AC CY · CY——进位标志位。有进位/借位，CY=1，否则，CY=0 · AC——辅助进位标志位 低4位向高4位的进位或借位。有AC=1，否则AC=0。 · P ——奇偶标志位。表明累加器A中1个个数的奇偶性。 奇1偶0。 D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 P … OV RS0 RS1 F0 AC CY · OV（PSW.2）——溢出标志位 8位带符号数字加减运算结果是否超出运算范围。 8位有符号数字表示的范围：－128～＋127。 OV＝0，运算正确，即无溢出产生。 在乘法运算中，OV＝1，表示乘积超过25