第2章-80C51单片微机的基本结构.ppt

若频率稳定性要求不高，可选用较为廉价的陶瓷谐振器，C1和C2的典型值约为47pF。在设计印刷电路板时，应采用温度稳定性能好的高频电容，晶体或陶瓷振荡器和电容应尽可能与单片机芯片靠近安装，以减少寄生电容，提高系统稳定性和可靠性。外部时钟方式外部时钟方式是利用外部振荡器信号源即时钟源直接接入XTAL1或XTAL2。通常XTAL1接地，XTAL2接外部时钟，电路见图2-5b。由于XTAL2的逻辑电平不是TTL的，故建议外接一个4.7K～10K的上拉电阻。a）内部时钟方式b）外部时钟方式电源图2-5MCS-51时钟电路2.4.2复位电路复位是单片机的初始化操作，其目的是使CPU及各个寄存器处于一个确定的初始状态，把PC初始化为0000H，使单片机从0000H单元开始执行程序。系统正常上电可以复位，另外，当系统程序运行出错或操作错误使系统处于死锁状态时，也需要按复位恢复系统正常工作状态。除PC外，复位操作后对某些特殊功能寄存器有影响，如表2-7所示。复位还对单片机的少数引脚有影响，例如把ALE和PSEN变为无效，即ALE=0和PSEN=1。表2-7单片机复位后的特殊功能寄存器初态特殊功能寄存器初态特殊功能寄存器初态ACC00HTMOD00HB00HTCON00HPSW00HTH000HSP07HTL000HDPL00HTH100HDPH00HTL100HP0～P30FFHSCON00HIP×××00000BSBUF不定IE0××00000BPCON0×××××××B复位方式主要有以下两种：上电自动复位方式单片机接通电源后，对复位电路的电容充电来实现的。电路如图2-6a所示。手动复位方式分为按键电平复位和按键脉冲复位，按键电平复位相当于RST端通过电阻与VCC电源接通而实现的，电路如图2-6b所示。上电复位方式按键电平复位方式图2-6各种复位电路本章结束，谢谢!程序计数器PC(ProgramCounter)一个16位的计数器，用于存放一条将要执行的指令地址，寻址范围达64KB。PC有自动加1的功能，以实现程序的顺序执行。PC没有地址，是不可寻址的，无法对它进行读写。但在执行转移、调用、返回等指令时，能自动改变其内容，以改变程序的执行顺序。数据指针DPTR（DataPointer）该寄存器为16位寄存器。由2个8位特殊功能寄存器DPH、DPL组成既可以按16位寄存器使用，也可以作为两个8位寄存器使用，其高位字节寄存器用DPH表示，低位字节寄存器用DPL来表示。在访问外部数据存储器时用DPTR作为地址指针使用，寻址整个64KB外部数据存储器空间；在变址寻址中，用DPTR作为基址寄存器，对程序存储器空间进行访问。(P19)PC与DPTR区别指令寄存器IR、指令译码器及定时与控制电路指令寄存器IR是用来在存放指令操作码的专用寄存器。执行程序时：进行程序存储器的读指令操作，也就是根据PC给出的地址从程序存储器中取出指令，并送指令寄存器IR，IR的输出送指令译码器；由指令译码器对该指令进行译码，译码结果送定时控制逻辑电路，定时控制逻辑电路根据指令的性质发出一系列的定时控制信号，也叫时序信号，控制单片机的各组成部件进行相应的工作，执行指令。条件转移逻辑电路主要用于控制程序的分支转移。综上所述，单片机整个程序的执行过程就是：在控制部件的控制下，将指令从程序存储器中逐条取出，进行译码。然后由定时控制逻辑电路发出各种定时控制信号，控制指令的执行。对于运算指令，还要将运算的结果特征送入程序状态字寄存器PSW。以主振频率为基准（每个主振周期称为振荡周期），控制器控制CPU的时序，对于指令进行译码，然后发出各种控制信号，它将各个硬件环节的动作组织在一起。2.2.3CPU时序单片机的时序是指CPU在执行指令时所需控制信号的时间顺序。时序信号是以时钟脉冲为基准产生的，分为两大类：用于芯片内部各功能部件的控制，用户无须了解，这里不做详细介绍；用于通过单片机的引脚进行片外存储器或扩展的I/O端口的控制，该部分时序信号对于分析、设计硬件电路至关重要。MCS-51单片机时序从小到大依次为时钟周期、状态周期、机器周期、指令周期。时钟周期MCS-51单片机中最小的时序单位，是单片机内部的时钟振荡器OSC振荡频率fosc的倒数，又称振荡周期或节拍P。它随振荡电路的时钟脉冲频率fosc的高低而改变。例如，若某单片机的时钟频率fosc=12MHz，则时钟周期P=1/fosc=0.0833μs。若时钟电路一旦确定，时钟周期就