单片机复习概念与上课例题整理合辑.docx

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、定吋器、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。 b 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？ 一个8位的8051微处理器(CPU)o 片内256字节数据存储器RAM / SFRo 片内4KB程序存储器Flash ROM。 4个8位并行I / O端口 P0?P3。 具有5个中断源、两个中断优先级的中断控制。 一个全双工UART (通用异步收发器) 片内振荡器和吋钟电路，外界品振的最高频率为24MHzq 2, 89C51单片机(MCS—51)引脚及功能 89C51 (MCS-51)单片机的40只引脚按其功能來分，可分为三部分：电源及时钟引 脚；控制引脚；【/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。图屮锁存器为外部扩展器件，常用74LS373. 74LS573。 用户I/O^—^1 用户I/O ^—^1 数据总线DB ^-43210 / \ X7 1111119876543210AAAAAAAAAAAAAAAA DDDDDDDD 地址总线AB 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） o 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I可又可以分为4个存储空间：片内程序存储器空I可和片外程序存储器空I可; 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（Strucnire 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。（l）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。 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）。 髙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 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Pl、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—9o 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SI, S2?S6。一个状态S,包括了二个节拍Pl、P2,所以一个机器周期 共有12节拍,分别记为：S1P1、S1P2, S2PK 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 振荡周期：品体振荡器的振荡周期。振荡周期是最小的时序定时单位。 吋钟周期（状态周期）：一个吋钟周期包括2个振荡周期。 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。 指令