02 单片机的结构和原理.ppt

第二章 MCS-51单片机的结构和原理 本章主要内容 2.1 MCS-51单片机基本结构和引脚功能 1.MCS51系列CPU的结构 1.MCS51系列CPU的结构 2.CPU的专用寄存器组 （2） 累加器ACC （Accumulator） （4）程序状态字PSW（Program State Word） RS1、 RS0与片内工作寄存器组的对应关系 2.1.2 单片机的引脚及功能 1. 主电源引脚Vcc和Vss VCC（40脚）: 接+5 V电源正端; VSS（20脚）: 接+5 V电源地端。 2. 外接晶体引脚XTAL1和XTAL2 XTAL1（19脚）: 接外部石英晶体的一端。 在单片机内部, 它是一个反相放大器的输入端, 这个放大器构成了片内振荡器。 XTAL2（18脚）: 接外部晶体的另一端。 在单片机内部, 接至片内振荡器的反相放大器的输出端。 （1）P0口（39脚～32脚）: P0.0～P0.7统称为P0口。 数据、低位地址复用总线接口。 （2） P1口（1脚～8脚）: P1.0～P1.7统称为P1口，静态通用I/O接口。 （3）P2口（21脚～28脚）: P2.0～P2.7统称为P2口，高位地址总线接口。 （4）P3口（10脚～17脚）: P3.0～P3.7统称为P3口。双功能接口。 P3口的第二功能 2.2.1 程序存储器 程序存储器（Program memory）主要用于存放经调试正确的应用程序和常数表格。由于MCS-51系列单片机采用16位的程序计数器PC和16位的地址总线，因而程序存储器可扩展的地址空间为64KB，并且这64KB地址在空间分布范围上是连续和统一的。 1. MCS-51系列单片机程序存储器的应用形态 MCS-51片内程序存储器为固定的只读存储器ROM。如8051中含有4KB容量的掩膜ROM，8751中含有4KB容量的EPROM，89C51中含有4KB容量的Flash ROM。 8031/8032中不设程序存储器，这种单片机在供应状态上称为ROM Less型器件，使用过程中必须外扩ROM。 2.2.1 程序存储器 2.程序存储器中的特定程序入口 堆栈或数据缓冲区（30H‐ 7FH） 此区间共80个单元，只可按字节寻址，而不可位寻址。程序运行期间，会产生一些运算结果等中间数据，这些数据可在此区间暂时保存。另外，若程序运行过程中遇到调用子程序或响应中断，往往需要保护现场，将有关的数据压入堆栈，待子程序返回或中断响应结束时再将入栈数据弹出，此时，该区间可作堆栈使用。单片机复位后，堆栈指针SP的值为07H，即默认此区间的08H为栈底。考虑到00H～2FH通常留作工作寄存器区和位寻址区，因此一般将栈底设置在30H或更高地址单元。 P0口原理图如下所示： 2.3.5 并行I/O口的使用特性 MCS-51系列单片机的4个并行I/O口均由内部总线控制，端口的功能复用会自动识别，不用指令选择。 P0是8位、漏极开路的双向I/O口，当用作片外存储器或接口扩展时，分时复用为数据总线和低8位地址总线，可驱动8个LSTTL负载。 P1是8位、准双向I/O口，具有内部上拉电阻，驱动为4个LSTTL负载。 P2是8位、准双向I/O口，具有内部上拉电阻，可驱动4个LSTTL负载，外部扩展时用作高8位地址总线。 P3是8位、准双向I/O口，具有内部上拉电阻，可驱动4个LSTTL负载。P3口的所有口线都具有第二功能，实现控制总线的作用。 Thank You! 2.3 I/O口结构与操作2.3.1 P0口 作为通用I / O使用， 是一个准双向口；作为地址/数据总线时，是一个真正的双向接口。 特点 作通用I/O 口输出时：是开漏输出，应外接上拉电阻 P0口可作通用I/O口使用，又可作地址/数据总线口 作地址/数据总线口时,P0是一真正双向口，而作通用I/O口时,只是一个准双向口 P0既可按字节寻址，又可按位寻址 2.3.1 P0口 2.3.2 P1口 读锁存器 读引脚 写锁存器 内部总线 D CL Q Q P1.X 锁存器 P1.X 引脚 Vcc 内部上拉电阻 R* 只能作I / O口，没有地址/数据复用功能 可按字节寻址，也可按位寻址 是一准双向口，输出驱动接有上拉电阻，不是开漏输出 特点 1 2 3 2.3.2 P1口 2.3.3 P2口 读引脚 写锁存器 内部总线 读锁存器 D CL Q Q P2.X 锁存器 MUX P2.X 引脚 地址 Vcc 控制 内部上拉电阻 R* l 特点 可位寻址，也可按字节寻址 当P2口作为通用I / O时，是一准双向口