单片机复习概念与上课例题整理合辑.doc

第一部分 89C51 单片机硬件结构和原理 单片机（Single—Chip Micro Computer）是将微处理器MPU、一定容量的RAM和ROM、I/O口、定时器、内部总线等全部集成在一片大规模集成芯片中，而构成的具有基本功能的计算机。 1，89C51单片机的基本配置组成 89C51单片机在片内包括那些基本配置单元？ ①一个8位的8051微处理器（CPU）。 ②片内256字节数据存储器RAM／SFR。 ③片内4KB程序存储器Flash ROM。 ④4个8位并行I／O端口P0～P3。 ⑤具有5个中断源、两个中断优先级的中断控制。 ⑥一个全双工UART（通用异步收发器） ⑦片内振荡器和时钟电路，外界晶振的最高频率为24MHz。 2，89C51单片机（MCS—51）引脚及功能 89C51（MCS—51）单片机的40只引脚按其功能来分，可分为三部分：电源及时钟引脚；控制引脚；I/O引脚。图2—3为引脚分类图，这些引脚构成了典型的三总线形式。即地址总线、数据总线、控制总线。图中锁存器为外部扩展器件，常用74LS373、74LS573。 3，89C51 单片机存储器配置 MCS—51系列单片机与一般的微机的存储空间的配置方式很不相同。一般的微机（如X86系列）只有一个存储地址空间，即ROM和RAM安排在一个地址空间的不同区域内。CPU访问存储器时，一个地址对应一个存储单元，这个存储单元可以是ROM也可以是RAM，而且使用同样的访问指令。这种存储结构成为普林斯顿结构（Structure of Princeton）。 MCS—51系列单片机的存储器在结构上分为：程序存储器空间和数据存储器空间。而这两大存储器空间又可以分为4个存储空间：片内程序存储器空间和片外程序存储器空间；片内数据存储器空间和片外数据存储器空间。这种把程序存储器空间和数据存储器空间分开的结构，被称为哈佛结构（Structure of Harvard）。对使用者来说存储空可分为以下三块： ☆程序存储器空间：（1）片内、片外统一编址的（0000H～FFFFH）64KB程序存储器地址空间。用16位地址码。 ☆数据存储器空间：（2）片外编址的（0000H～FFFFH）64KB数据存储器地址空间。用16位地址码。（3）片内编制的（00H～FFH）256B数据存储器地址空间。用8位地址码。 上述3个存储空间地址是重叠的，MCS—51系列单片机的指令系统设置了3种数据传送指令，以区别这3个重叠的地址空间。（1）MOVC指令用于访问片内外程序存储器ROM空间。（2）MOVX指令用于访问片外数据存储器RAM空间。 4，片内RAM 89C51片内数据存储器RAM的容量为256B（字节），这256字节的RAM又分为两个区段：低128字节（00H～7FH）是真正意义上的RAM区（使用者可以定义使用的RAM区）。高128字节（80H～FFH）是特殊功能寄存器区（使用者可以按规定使用，但不可以定义使用的RAM区）。 （1）低128字节RAM 见教材 （2）高128字节RAM 见教材 5，时钟电路及89C51 CPU时序 （1）振荡周期与节拍、状态S、时钟周期、机器周期 一个状态S包括两个节拍P1、P2，一个状态的前1/2所对应的节拍是P1，后1/2对应的节拍是P2。一个节拍对应一个振荡周期；一个状态S对应二个振荡周期，而二振荡周期对应一个时钟周期，也就是一个时钟周期即为一个状态S。节拍、状态、振荡周期、时钟周期的对应关系见图2—9。 图2—9节拍、状态、振荡周期、时钟周期的对应关系 （2）机器周期 机器周期是指CPU访问一次存储器所用的时间。MCS—51规定一个机器周期为6个状态，并依次表示为S1，S2～S6。一个状态S，包括了二个节拍P1、P2，所以一个机器周期共有12节拍，分别记为：S1P1、S1P2，S2P1、S2P2，……，S6P1、S6P2。由于一个机器周期包含12个振荡周期，因此机器周期就是振荡脉冲12分频后的周期信号。 （3）指令周期 计算机的一条指令由一个或多个字节构成，执行一条指令所需要的时间为指令周期。指令周期根据指令的不同而不同，可包含1个到4个机器周期。 4．时序定时单位 ① 振荡周期：晶体振荡器的振荡周期。振荡周期是最小的时序定时单位。 ② 时钟周期（状态周期）：一个时钟周期包括2个振荡周期。 ③ 机器周期：1个机器周期由6个状态即12个振荡周期组成，是计算机执行一条指令所需时间的定时（计时）单位。 ④ 指令周期：执行一条指令所需的时间。指令周期根据指令的不同而不同，可包含1个到4个机器周期。 ○当单片机外接12MHZ石英晶体时，各个周期的计算表