1、主講：李 營: 43965356: 13410910機電教研室機電教研室 實訓四號樓實訓四號樓 208內容回想內容回想單片機的特點與運用單片機的特點與運用單片機的構造單片機的構造 CPU CPU 存儲器存儲器 MCS-51MCS-51的程序存儲器配置的程序存儲器配置MCS-51MCS-51的數據存儲器配置的數據存儲器配置1.1.任務存放器區任務存放器區 低端低端32個字節分成個字節分成4個任務存放器組，每組個任務存放器組，每組8個單個單元。當前任務存放器組的機制便于快速現場維護。元。當前任務存放器組的機制便于快速現場維護。 PSW的的RS1、RS0 決議當前任務存放器組號決議當前任務存放器組號

2、 存放器存放器0組組 ：地址：地址00H07H；存放器存放器1組組 ：地址：地址08H0FH；存放器存放器2組組 ：地址：地址10H17H；存放器存放器3組組 ：地址：地址18H1FH。2.2.位尋址區位尋址區 位尋址區之后的位尋址區之后的30H至至7FH共共80個字節個字節為通用為通用RAM區。這些單元可以作為數據緩區。這些單元可以作為數據緩沖器運用。這一區域的操作指令非常豐富，沖器運用。這一區域的操作指令非常豐富，數據處置方便靈敏。數據處置方便靈敏。 在實踐運用中，常需在在實踐運用中，常需在RAM區設置堆區設置堆棧。棧。MCS-51的堆棧普通設在的堆棧普通設在30H7FH的的范圍內。棧頂的

3、位置由范圍內。棧頂的位置由SP存放器指示。復存放器指示。復位時位時SP的初值為的初值為07H，在系統初始化時可，在系統初始化時可以重新設置。以重新設置。3.3.通用通用RAMRAM區區4.MCS-514.MCS-51的特殊功能存放器的特殊功能存放器SFRSFRspecial function registerspecial function register11 11個可位尋址個可位尋址與運算器相關的存放器與運算器相關的存放器3 3個個指針類存放器指針類存放器3 3個個與與I/OI/O口相關的存放器口相關的存放器7 7個個與中斷相關的存放器與中斷相關的存放器2 2個個與定時器與定時器/ /計數

4、器相關的存放器計數器相關的存放器6 6個個P34 P34 表表2-42-4與運算器相關的存放器與運算器相關的存放器3 3個個累加器累加器ACC，8位。用于向位。用于向ALU提供操作數，許多運提供操作數，許多運算的結果也存放在累加器中；算的結果也存放在累加器中；存放器存放器B，8位。主要用于乘、除法運算。也可以作為位。主要用于乘、除法運算。也可以作為RAM的一個單元運用；的一個單元運用；程序形狀字存放器程序形狀字存放器PSW，8位。位。CyACF0RS1RS0OVPD7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0CYPSW.7進位標志位。進位標志位。 ACPSW.6輔助進位或稱半進位標志。輔助進位

5、或稱半進位標志。 F0PSW.5由用戶定義的標志位。由用戶定義的標志位。 RS1PSW.4、 RS0PSW.3任務存放器任務存放器組選擇位。組選擇位。 OVPSW.2溢出標志位。溢出標志位。 由硬件置位或清由硬件置位或清零。零。 P PSW.0 ：奇偶標志位。：奇偶標志位。ACC中結果有奇數個中結果有奇數個1時時P=1，否那么，否那么 P=0。CyACF0RS1RS0OVPD7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0RS1RS1、 RS0RS0與片內任務存放器組的對應關系與片內任務存放器組的對應關系 RS1RS0寄存器組寄存器組片內片內PAM地址地址通用寄存器名稱通用寄存器名稱000組組00

6、H07HR0R7011組組08H0FHR0R7102組組10H17HR0R7013組組18H1FHR0R7堆棧指針堆棧指針SP，8位。它總是指向棧頂。位。它總是指向棧頂。 堆棧操作遵照堆棧操作遵照“后進先出的原那么，入棧操作時，后進先出的原那么，入棧操作時，SP先加先加1，數據再壓入，數據再壓入SP指向的單元。出棧操作時，指向的單元。出棧操作時， 先將先將SP指向的單元的數據彈出，然后，指向的單元的數據彈出，然后，SP再減再減1，這時這時SP指向的單元是新的棧頂?？梢姡赶虻膯卧切碌臈ｍ?。可見，MCS-51單單片機的堆棧區是向地址增大的方向生成的。片機的堆棧區是向地址增大的方向生成的。數據指

7、針數據指針DPTR，16位。用來存放位。用來存放16位的地址。位的地址。 它由兩個它由兩個8位的存放器位的存放器DPH和和DPL組成。間接尋組成。間接尋址或變址尋址可訪問片外的址或變址尋址可訪問片外的64KB范圍的范圍的RAM或或ROM數據。數據。 指針類存放器指針類存放器3 3個個與與I/OI/O口相關的存放器口相關的存放器7 7個個并行并行I/O口口P0、P1、P2、P3，均為，均為8位；位；串行口數據緩沖器串行口數據緩沖器SBUF(serial buffer)； 串行口控制存放器串行口控制存放器SCON； 串行通訊波特率倍增存放器串行通訊波特率倍增存放器PCON一些位一些位還與電源控制相

8、關，所以又稱為電源控制存還與電源控制相關，所以又稱為電源控制存放器。放器。與中斷相關的存放器與中斷相關的存放器2 2個個中斷允許控制存放器中斷允許控制存放器IE interrupt enable ；中斷優先級控制存放器中斷優先級控制存放器IP interrupt priority。 與定時器與定時器/ /計數器相關的存放器計數器相關的存放器6 6個個定時定時/計數器計數器T0的兩個的兩個8位計數初值存放器位計數初值存放器 TH0、TL0，它們可以構成，它們可以構成16位的計數位的計數 器，器，TH0存放高存放高8位，位，TL0存放低存放低8位；位；定時定時/計數器計數器T1的兩個的兩個8位計數

9、初值存放器位計數初值存放器 TH1、TL1，它們可以構成，它們可以構成16位的計數位的計數 器，器，TH1存放高存放高8位，位，TL1存放低存放低8位；位；定時定時/計數器的任務方式存放器計數器的任務方式存放器TMOD；定時定時/計數器的控制存放器計數器的控制存放器TCON。2-2 MCS-512-2 MCS-51單片機引腳功能單片機引腳功能u8 8位位CPUCPUu4kbytes 4kbytes 程序存儲器程序存儲器(ROM) (52(ROM) (52為為8K)8K)u256bytes256bytes的數據存儲器的數據存儲器(RAM)(RAM) 5252有有384bytes384bytes的

10、的RAMRAMu3232條條I/OI/O口線口線u111111條指令，大部分為單字節指令條指令，大部分為單字節指令u2121個公用存放器個公用存放器 一、一、MCS-51MCS-51單片機的功能簡單片機的功能簡介介2 2個可編程定時個可編程定時/ /計數計數5 5個中斷源，個中斷源，2 2個優先級個優先級5252有有6 6個個一個全雙工串行通訊口一個全雙工串行通訊口外部數據存儲器尋址空間為外部數據存儲器尋址空間為64kB64kB外部程序存儲器尋址空間為外部程序存儲器尋址空間為64kB64kB邏輯操作位尋址功能邏輯操作位尋址功能雙列直插雙列直插40PinDIP40PinDIP封裝封裝單一單一+5

11、V+5V電源供電電源供電引腳單片機最小系統單片機最小系統Y122.1184C915PC810uFS1SW-PBALEWRRDRXDTXDINT0EA/VP31X119X218RESET9RD17WR16INT012INT113T014T115P101P112P123P134P145P156P167P178P0039P0138P0237P0336P0435P0534P0633P0732P2021P2122P2223P2324P2425P2526P2627P2728PSEN29ALE/P30TXD11RXD10VCC40GND20U189S52VCCPSENP10P11P12P13P14P15P1

12、6P17T0T1INT1P00P01P02P03P04P05P06P07P20P21P22P23P24P25P26P27VCCR610KR4101R510KC1015PX1X2 P0P3：通用：通用I/O口；口； VCC：電源端，普通接：電源端，普通接5V； GND：電源地；：電源地； XTAL1，XTAL2：外接晶體振蕩器，不能：外接晶體振蕩器，不能超越超越24M；需加微調電容，普通為；需加微調電容，普通為30pF； RST/VPD：復位端，平常為低電平；：復位端，平常為低電平； ALE/PROG：地址：地址 鎖鎖 存允許信號端；存允許信號端； EA/Vpp：外部程序存儲器地址允許輸入端：外

13、部程序存儲器地址允許輸入端/固化編程電壓輸入端；固化編程電壓輸入端；1.時鐘電路引腳：時鐘電路引腳：XTAL1：接外部晶振和微調電容的一端，：接外部晶振和微調電容的一端，在單片機內部，它是構成片內振蕩器的在單片機內部，它是構成片內振蕩器的反向放大器的輸入端。當采用外部振蕩反向放大器的輸入端。當采用外部振蕩器時，該引腳接納振蕩器的信號，即把器時，該引腳接納振蕩器的信號，即把此信號直接接到內部振蕩器的輸入端。此信號直接接到內部振蕩器的輸入端。 XTAL2：接外部晶振和微調電容的另一端，：接外部晶振和微調電容的另一端，在單片機內部，它是構成片內振蕩器的在單片機內部，它是構成片內振蕩器的反向放大器的輸

14、出端。當采用外部振蕩反向放大器的輸出端。當采用外部振蕩器時，此引腳應懸空。器時，此引腳應懸空。a內部時鐘電路；內部時鐘電路；b HMOS型外部振蕩源型外部振蕩源 (C) CHMOS型外部振蕩源型外部振蕩源 2.控制信號引腳：控制信號引腳：RST/VPD:RST是復位信號輸入端，高電平有效。當是復位信號輸入端，高電平有效。當此輸入端堅持此輸入端堅持2個機器周期的高電平常，個機器周期的高電平常，就可以完成復位操作。就可以完成復位操作。RST引腳的第二引腳的第二功能功能VPD是備用電源的輸入端。是備用電源的輸入端。上電復位上電復位按鍵復位按鍵復位ALE/PROG:(Address Latch Ena

15、ble/ Programming)當單片機上電正常任務后，當單片機上電正常任務后，ALE引腳不斷向外引腳不斷向外輸出正弦脈沖信號，此頻率為振蕩器頻率的輸出正弦脈沖信號，此頻率為振蕩器頻率的1/6。CPU訪問外部存儲器時，訪問外部存儲器時，ALE作為鎖存作為鎖存低低8位地址的控制信號。此引腳的第二功能位地址的控制信號。此引腳的第二功能PROG作為作為8751編程脈沖輸入端運用。編程脈沖輸入端運用。 PSEN：(Program Store Enable)在訪問片外存儲在訪問片外存儲器時，此端定時輸出負脈沖作為片外存儲器的選通器時，此端定時輸出負脈沖作為片外存儲器的選通訊號。訊號。 EA/VPP：(

16、Enable Address/Voltage Pulse Of Programming)當當EA接高電平常，接高電平常，CPU訪問片內訪問片內ROM，并執行內部程序存儲器中的指令，但當，并執行內部程序存儲器中的指令，但當PC程序計數器的值超越程序計數器的值超越4K時，將自動轉去執行片時，將自動轉去執行片外存儲器內的程序。當外存儲器內的程序。當EA腳接低電平常，腳接低電平常，CPU只只訪問片外訪問片外ROM并執行外部程序存儲器中的指令，而并執行外部程序存儲器中的指令，而不論能否有片內程序存儲器。不論能否有片內程序存儲器。VPP是對是對8751片內片內ROM固化程序時，作為施加較高編程電壓固化程序

17、時，作為施加較高編程電壓12V21V的輸入端。的輸入端。 3 并行輸入并行輸入/輸出接口輸出接口 1. P0口口(三態雙向口三態雙向口) P0 P0 口內部一位構造圖口內部一位構造圖 P0P0用作通用用作通用I/OI/O口口 當系統不進展片外的ROM擴展，也不進展片外RAM擴展時，P0用作通用I/O口。 在這種情況下，單片機硬件自動使在這種情況下，單片機硬件自動使C=0C=0，MUXMUX開關接向鎖存器的反相輸出端。開關接向鎖存器的反相輸出端。 另外，與門輸出的另外，與門輸出的“0 0使輸出驅動器的上使輸出驅動器的上拉場效應管拉場效應管T1T1處于截止形狀。因此，輸出驅動處于截止形狀。因此，輸

18、出驅動級任務在需外接上拉電阻的漏極開路方式。級任務在需外接上拉電阻的漏極開路方式。 作輸出口時，作輸出口時，CPUCPU執行口的輸出指令，執行口的輸出指令，內部數據總線上的數據在內部數據總線上的數據在“寫鎖存器寫鎖存器信號信號的作用下由的作用下由D D端進入鎖存器，經鎖存器的反端進入鎖存器，經鎖存器的反向向Qn+1=QnQn+1=Qn端送至場效應管端送至場效應管T2T2，再經，再經T2T2反向，在反向，在P0.XP0.X引腳出現的數據正好是內部引腳出現的數據正好是內部總線的數據。總線的數據。 作輸入口時，數據可以讀自口的作輸入口時，數據可以讀自口的 鎖存器，鎖存器，也可以讀自口的引腳。這要根據

19、輸入操作也可以讀自口的引腳。這要根據輸入操作采用的是采用的是“讀鎖存器讀鎖存器指令還是指令還是“讀引腳讀引腳指令來決議。指令來決議。 在執行在執行“MOVMOV類輸入指令時如：類輸入指令時如：MOV AMOV A，P0P0，內部產生的操作信號是，內部產生的操作信號是“讀引腳讀引腳。留意，在執行該類輸入指令前。留意，在執行該類輸入指令前要先把鎖存器寫入要先把鎖存器寫入“1 1，使場效應管，使場效應管T2T2截截止，使引腳處于懸浮形狀，可以作為高阻抗止，使引腳處于懸浮形狀，可以作為高阻抗輸入。輸入。 否那么，在作為輸入方式之前曾向鎖存器否那么，在作為輸入方式之前曾向鎖存器輸出過輸出過“0 0，那么，那么T2T2導通會使引腳箝位在導通會使引腳箝位在“0 0電平，使輸入高電平電平，使輸入高電平“1 1無法讀入。無法讀入。所以，所以，P0P0口在作為通用口在作為通用I/OI/O口時，屬于準雙口時，屬于準雙向口。向口。P0P0用作地址用作地址/ /數據總線數據總線 當系統進展片外的當系統進展片外的ROMROM擴展或進展片外擴展或進展片外RAMRAM擴展，擴展，P0P0用作地址用作地址/ /數據總線時。數據總線時。