1、第第1章章 MCS-51單片機結構單片機結構 第第1章章 MCS-51單片機結構單片機結構 MCS-51MCS-51單片機內部結構單片機內部結構存存 儲儲 器器特殊功能寄存器特殊功能寄存器時鐘電路與復位電路時鐘電路與復位電路引腳功能引腳功能 內內 容容 提提 要要第第1章章 MCS-51單片機結構單片機結構 1.1.1 概述概述MCS-51系列單片機有多種型號的產品：系列單片機有多種型號的產品： 普通型普通型（51子系列）子系列）8051、8031、8751、89C51、89S51等。等。增強型增強型（52子系列）子系列）8032、8052、8752、89C52、89S52等。等。它們的結構基

2、本相同，其主要差別反映在存儲器的配置它們的結構基本相同，其主要差別反映在存儲器的配置(容量容量)上。上。8031片內沒有程序存儲器片內沒有程序存儲器8051內部設有內部設有4KB的掩模的掩模ROM 程序存儲器程序存儲器8751是將是將8051片內的片內的ROM換成換成EPROM89C51則換成則換成4KB的閃速的閃速EEPROM89S51結構同結構同89C51， 4KB的閃速的閃速EEPROM 可在線編程可在線編程增強型的存儲容量為普通型的一倍增強型的存儲容量為普通型的一倍 本課以本課以 8XX51 代表這一系列的單片機。代表這一系列的單片機。第第1章章 MCS-51單片機結構單片機結構 51

3、系列單片機內部結構如圖系列單片機內部結構如圖1-1所示。所示。圖圖1-1 ( 圖中圖中“/” 兩邊分別為基本型和增強型兩邊分別為基本型和增強型 )P3P1P2 可編程 串行I/O口P0外部中斷基準頻率源控制 128/256B數據存儲器 4KB/8KB程序存儲器 2/3個16位定時/計數器 振蕩器及 定時電路 CPU 64KB總線擴展控制 可編程并行I/O口內部中斷計數脈沖串行輸出 串行輸入第第1章章 MCS-51單片機結構單片機結構 1.1.2 CPU1.1.2 CPU CPUCPU是單片機的核心部件。它由運算器和控制器等部件組成。是單片機的核心部件。它由運算器和控制器等部件組成。 1 1.

4、運算器運算器 運算器的功能是進行運算器的功能是進行算術運算算術運算：加、減、乘、除、加：加、減、乘、除、加1、減、減1、比較、比較、BCD碼十進制調整等碼十進制調整等邏輯運算邏輯運算：與、或、異或、求反、循環等邏輯操作：與、或、異或、求反、循環等邏輯操作位操作位操作：內部有布爾處理器，它以進位標志位：內部有布爾處理器，它以進位標志位C C為位累加器為位累加器，用來處理位操作?？蓪ξ恢?，用來處理位操作。可對位置 “ “1”1”、對位清零、對位清零 、位判斷、位判斷等操作。等操作。 操作結果的狀態信息送至程序狀態字寄存器操作結果的狀態信息送至程序狀態字寄存器 PSWPSW。第第1章章 MCS-51

5、單片機結構單片機結構 2.2.程序計數器程序計數器PCPC 程序計數器程序計數器PCPC是是1616位的寄存器，用來存放將要執行的指令位的寄存器，用來存放將要執行的指令的地址，可對的地址，可對64KB64KB程序存儲器直接尋址。程序存儲器直接尋址。執行指令時，執行指令時，PCPC內容內容的低的低8 8位經位經P0P0口輸出，高口輸出，高8 8位經位經P2P2口輸出。口輸出。3.3.指令寄存器指令寄存器 指令寄存器用于存放指令代碼。指令寄存器用于存放指令代碼。CPUCPU執行指令時，由程序存執行指令時，由程序存儲器中讀取的指令代碼被送入指令寄存器，經指令譯碼器譯碼儲器中讀取的指令代碼被送入指令寄

6、存器，經指令譯碼器譯碼后。由定時與控制電路發出相應的控制信號，以完成該指令的后。由定時與控制電路發出相應的控制信號，以完成該指令的功能。功能。第第1章章 MCS-51單片機結構單片機結構 1.2 存 儲 器 MCS-51MCS-51的儲存器結構與常見的微型計算機的配置方法的儲存器結構與常見的微型計算機的配置方法不同不同, ,它將程序存儲器和數據存儲器分開它將程序存儲器和數據存儲器分開, ,各有自己的尋址各有自己的尋址方式、控制信號和功能。方式、控制信號和功能。 程序存儲器程序存儲器 用來存放程序和始終要保留的常數。用來存放程序和始終要保留的常數。 數據存儲器數據存儲器 存放程序運行中的變量和中

7、間結果。存放程序運行中的變量和中間結果。 從從物理空間物理空間看看,MCS-51,MCS-51有四個存儲器地址空間：有四個存儲器地址空間： 片內數據存儲器、片外數據存儲器片內數據存儲器、片外數據存儲器片內程序存儲器、片外程序存儲器片內程序存儲器、片外程序存儲器 MCS-51MCS-51存儲器物理結構見下圖所示：存儲器物理結構見下圖所示： 第第1章章 MCS-51單片機結構單片機結構 外部數據 存儲器 (RAM)外部程序 存儲器 (ROM)內部程序 存儲器內部數據 存儲器8XX51 從從邏輯上邏輯上看看,MCS-51,MCS-51有三個存儲器空間：有三個存儲器空間： 片內數據存儲器、片外數據存儲

8、器片內數據存儲器、片外數據存儲器 片內、片外統一編址的程序存儲器片內、片外統一編址的程序存儲器 MCSMCS5151的存儲器的存儲器邏輯結構邏輯結構( (重點重點) )如圖如圖1-21-2所示。所示。 MCS-51存儲器物理結構第第1章章 MCS-51單片機結構單片機結構 引腳引腳 EA 的接法決定了程序儲存器的的接法決定了程序儲存器的00000FFFH （4KB）地址范圍是在單片機片內還是片外。地址范圍是在單片機片內還是片外。 H00000FFFH 圖1-2 MCS-51單片機的存儲器邏輯結構FFFFH0000H0FFFH 外部 RAM 外部ROM內部Rom (EA=1)H00008031外

9、部Rom (EA=0）80511000HFFFFH 特殊功能 寄存器內部數據存儲器內部數據存儲器 內部數據 RAM7FH80H00HFFH外部數據存儲器外部數據存儲器 (增強型)程序存儲器程序存儲器 地址重疊 第第1章章 MCS-51單片機結構單片機結構 1.2.1 程序儲存器程序儲存器 程序存儲器用來存放編制好的始終保留的固定程序、程序存儲器用來存放編制好的始終保留的固定程序、表格或常數。程序儲存器以程序計數器表格或常數。程序儲存器以程序計數器 PC PC 作為地址指針，作為地址指針，通過通過1616位地址總線，可尋址的地址空間為位地址總線，可尋址的地址空間為64KB64KB。 在在8051

10、/8751/89C51 8051/8751/89C51 片內，分別內置最低地址空間的片內，分別內置最低地址空間的4KB ROM/EPROM4KB ROM/EPROM程序儲存器（內部程序儲存器），而在程序儲存器（內部程序儲存器），而在80318031片內，則無內部程序儲存器，必須外部擴展片內，則無內部程序儲存器，必須外部擴展EPROMEPROM。MCS-51MCS-51單片機中的單片機中的64KB64KB地址范圍內、外程序儲存器的地址是地址范圍內、外程序儲存器的地址是統一統一編排編排的。的。第第1章章 MCS-51單片機結構單片機結構 8031 8031單片機無內部程序存儲器，地址從單片機無內部

11、程序存儲器，地址從0000H0000HFFFFHFFFFH都都是外部程序存儲空間。是外部程序存儲空間。 應始終接地。應始終接地。 對于內部有對于內部有ROMROM的單片機（的單片機（5151、5252系列）系列） ， 引腳接高引腳接高電平，使程序從內部電平，使程序從內部ROMROM開始執行。當開始執行。當PCPC值超出內部值超出內部ROMROM的容的容量時，會自動轉向外部程序存儲器空間。外部程序存儲器地量時，會自動轉向外部程序存儲器空間。外部程序存儲器地址空間為址空間為1000H1000HFFFFHFFFFH。 訪問程序存儲器使用訪問程序存儲器使用MOVC指令。指令。EAEA第第1章章 MCS

12、-51單片機結構單片機結構 程序存儲器中的幾個特殊地址的使用：程序存儲器中的幾個特殊地址的使用： 地址地址 用途用途 0000H 0000H 復位操作后的程序入口復位操作后的程序入口 0003H 0003H 外部中斷外部中斷0 0服務程序入口服務程序入口 000BH 000BH 定時器定時器0 0中斷服務程序入口中斷服務程序入口 0013H 0013H 外部中斷外部中斷1 1服務程序入口服務程序入口 001BH 001BH 定時器定時器1 1中斷服務程序入口中斷服務程序入口 0023H 0023H 串行口中斷服務程序入口串行口中斷服務程序入口 由于兩相鄰入口地址之間的存儲空間有限，因此在編程時

13、，通常在由于兩相鄰入口地址之間的存儲空間有限，因此在編程時，通常在這些入口地址開始的兩三個地址單元中，放入一條轉移類指令，以使相這些入口地址開始的兩三個地址單元中，放入一條轉移類指令，以使相應的程序轉到指定的程序存儲器區域中執行應的程序轉到指定的程序存儲器區域中執行。第第1章章 MCS-51單片機結構單片機結構 1.2.2 1.2.2 外部數據存儲器外部數據存儲器 用于存放隨機讀寫的數據，或用于存放隨機讀寫的數據，或 用作用作 外部外部I/OI/O口地址影像區（二者不得重合?。??？诘刂酚跋駞^（二者不得重合?。?。 MCS-51MCS-51單片機的單片機的外部數據存儲器和外部外部數據存儲器和外部I

14、/OI/O口實行統一編口實行統一編址址 ，公用相同的，公用相同的 作選通控制信號，均使用作選通控制信號，均使用 MOVXMOVX 指令訪問。指令訪問。 MCS-51 MCS-51 單片機最多可擴展單片機最多可擴展64KB64KB外部數據存儲器外部數據存儲器1.2.3 1.2.3 內部數據儲存器內部數據儲存器 內部數據存儲器是使用最多的地址空間，用于存放隨機內部數據存儲器是使用最多的地址空間，用于存放隨機讀寫的數據，本區的劃分如下：讀寫的數據，本區的劃分如下： 通用寄存器區通用寄存器區 RD WR第第1章章 MCS-51單片機結構單片機結構 堆棧區堆棧區 運算操作數存放區運算操作數存放區 指令（

15、算術運算、邏輯運算、位操作運算等）的操作數指令（算術運算、邏輯運算、位操作運算等）的操作數只能在此地址空間或特殊功能寄存器地址空間。只能在此地址空間或特殊功能寄存器地址空間。內部數據存儲器的地址分配：內部數據存儲器的地址分配： 51 51 系列單片機內部數據存儲器系列單片機內部數據存儲器地址范圍地址范圍為為00007FH7FH。各。各區域地址見下表。區域地址見下表。（1 1）地址）地址 0 01FH1FH的前的前3232個單元稱為當前工作寄存器區個單元稱為當前工作寄存器區用途：用途： 作通用寄存器作通用寄存器R0R0R7R7。 R0 R0與與R1R1可作間址寄存器使用?？勺鏖g址寄存器使用。第第

16、1章章 MCS-51單片機結構單片機結構 第第1章章 MCS-51單片機結構單片機結構 使用時應注意使用時應注意： 3232個單元的寄存器區分為四組，使用時只能選其中一組寄存器。個單元的寄存器區分為四組，使用時只能選其中一組寄存器。寄存器的選組由程序狀態字寄存器的選組由程序狀態字PSWPSW的的RS1RS1和和RS0RS0位確定。位確定。 RS1 RS0 RS1 RS0 選當前工作寄存器組選當前工作寄存器組 0 0 00 0 0組組 0 1 10 1 1組組 1 0 21 0 2組組 1 1 31 1 3組組 初始化或復位時，自動選中初始化或復位時，自動選中0 0組。組。 一旦選中一組，其它三

17、組只能作為數據存儲器使用，而不能作為寄存一旦選中一組，其它三組只能作為數據存儲器使用，而不能作為寄存器使用。器使用。 設置多組寄存器的目的是方便保護現場設置多組寄存器的目的是方便保護現場。第第1章章 MCS-51單片機結構單片機結構 （2 2）20H20H2FH2FH為位地址區為位地址區 共共1616個單元，每單元有八個位，每位有一個位地址，共個單元，每單元有八個位，每位有一個位地址，共128128位，位地址范圍為位，位地址范圍為00H00H7FH7FH，該區既可位尋址，又可字節，該區既可位尋址，又可字節尋址。尋址。 如如 MOV 20HMOV 20H，C C ( (這里這里C C是是CyCy

18、進位標志位），該指令是將進位標志位），該指令是將CyCy內內容送容送20H20H位位, ,如果如果CyCy1 1，指令執行后，位，指令執行后，位20H20H的值為的值為“1”1”。 （3 3）除選中的寄存組以外的存儲器均可以作為通用）除選中的寄存組以外的存儲器均可以作為通用RAMRAM區區。 （4 4）堆棧區）堆棧區 8XX518XX51單片機的堆棧設在內部單片機的堆棧設在內部RAMRAM區，深度不大于區，深度不大于128128字字節，初始化時節，初始化時SPSP指向指向07H07H。 注：注： 對對5151基本型單片機只有基本型單片機只有00H-7FH00H-7FH單元單元128128字節的

19、字節的RAMRAM區。對區。對5252增強型的單片機還有增強型的單片機還有80H-FFH80H-FFH組成的高組成的高128128字節字節RAMRAM區（共區（共256256字節字節RAM RAM ）。）。第第1章章 MCS-51單片機結構單片機結構 1.3特殊功能寄存器 MCS-51MCS-51單片機共有單片機共有2121個字節的特殊功能寄存器，用英文個字節的特殊功能寄存器，用英文縮寫縮寫SFR SFR （Special Function RegisterSpecial Function Register）表示。）表示。1.1.包括：包括：累加器累加器(A)(A)、狀態標志寄存器、狀態標志寄

20、存器單片機內部各部件專用的控制、狀態寄存器單片機內部各部件專用的控制、狀態寄存器并行口、串行口影射寄存器并行口、串行口影射寄存器2.2.地址空間：地址空間：2121個特殊功能寄存器不連續的分布在個特殊功能寄存器不連續的分布在80H80HFFH FFH 中中 128128個個字節地址空間，見表字節地址空間，見表1-21-2。地址為地址為X0HX0H和和X8HX8H是可位尋址的寄存器是可位尋址的寄存器，表，表1-21-2中用中用“* *”表示。表示。第第1章章 MCS-51單片機結構單片機結構 第第1章章 MCS-51單片機結構單片機結構 表表1-21-2中還標注了各中還標注了各SFRSFR的名稱

21、、字節地址、可尋址位的位的名稱、字節地址、可尋址位的位地址和位名稱。地址和位名稱。 2121個特殊功能寄存器的名稱及主要功能介紹如下，詳細的個特殊功能寄存器的名稱及主要功能介紹如下，詳細的用法見后面各節的內容。用法見后面各節的內容。 A A累加器，自帶有全零標志累加器，自帶有全零標志Z Z，A=0A=0，則，則Z=1Z=1；A0A0，則則Z=0Z=0。該標志常用于程序分支轉移的判斷條件。該標志常用于程序分支轉移的判斷條件。 B B寄存器，常用于乘除法運算（見第寄存器，常用于乘除法運算（見第2 2章）。章）。 PSWPSW程序狀態字。包含有狀態標志和控制標志，用于反程序狀態字。包含有狀態標志和控

22、制標志，用于反映映CPUCPU所執行指令的狀態或控制所執行指令的狀態或控制CPUCPU的工作，其的工作，其8 8位定義見表位定義見表1-31-3。 第第1章章 MCS-51單片機結構單片機結構 其中其中 CYCY：進：進/ /借位標志借位標志 反映最高位的進反映最高位的進/ /借位情況，加法為進位、減法為借位。借位情況，加法為進位、減法為借位。 有進有進/ /借位時借位時, CY=1 , CY=1 ； 無進無進/ /借位時借位時, CY=0 , CY=0 。 ACAC：輔助進：輔助進/ /借位標志借位標志 反映高半字節與低半字節之間的進反映高半字節與低半字節之間的進/ /借位，借位， 有進有進

23、/ /借位借位, AC=1 , AC=1 ； 無進無進/ /借位借位, AC=0 , AC=0 。 F0F0：用戶標志位。可由用戶設定其含義。：用戶標志位?？捎捎脩粼O定其含義。 RS1RS1，RS0RS0：工作寄存器組選擇位。：工作寄存器組選擇位。 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 CY AC F0RS1RS0OV P位地址位名稱第第1章章 MCS-51單片機結構單片機結構 OVOV：溢出標志：溢出標志 反映補碼運算的運算結果有無溢出。反映補碼運算的運算結果有無溢出。 有溢出有溢出, OV=1, OV=1；無溢出，；無溢出，OV=0OV=0。 - -：無效位。：無效位。 P P：

24、奇偶標志：奇偶標志 運算結果有奇數個運算結果有奇數個“1”1”，P=1P=1；運算結果有偶數個；運算結果有偶數個“1”1”，P=0P=0。指令對標志位的影響及其影響方式見第指令對標志位的影響及其影響方式見第2 2章。章。SPSP堆棧指針。堆棧指針。8XX518XX51單片機的單片機的堆棧設在片內堆棧設在片內RAMRAM。 對堆棧的操作包括壓入（對堆棧的操作包括壓入（PUSHPUSH）和彈出（）和彈出（POPPOP）兩種方式，）兩種方式，且遵循后進先出的原則，但在堆棧生成的方向上，與且遵循后進先出的原則，但在堆棧生成的方向上，與80868086（PCPC）正好相反，）正好相反，8XX518XX5

25、1單片機的堆棧操作遵循先加后壓，單片機的堆棧操作遵循先加后壓，先彈后減的順序，且先彈后減的順序，且均按字節進行操作均按字節進行操作。 第第1章章 MCS-51單片機結構單片機結構 DPTRDPTR數據指針寄存器數據指針寄存器 用來存放用來存放1616位地址值，以便用間接尋址或變址尋址位地址值，以便用間接尋址或變址尋址 片片外存儲器。外存儲器。DPTRDPTR可分成可分成DPLDPL和和DPHDPH兩個兩個8 8位寄存器分別使用。位寄存器分別使用。P0 P1 P2 P3P0 P1 P2 P3I/OI/O端口寄存器端口寄存器 是四個并行是四個并行I/OI/O端口映射入端口映射入SFRSFR中的寄存

26、器。通過對該中的寄存器。通過對該寄存器的讀寄存器的讀/ /寫，可實現從相應寫，可實現從相應I/OI/O端口的輸入端口的輸入/ /輸出。輸出。 例如：指令例如：指令 MOV P1MOV P1，A A 實現了把實現了把A A累加器中的內容從累加器中的內容從P1P1端端口輸出的操作；指令口輸出的操作；指令MOV AMOV A，P3P3實現了把實現了把P3P3端口線上的信息端口線上的信息輸入到輸入到A A中的操作。中的操作。第第1章章 MCS-51單片機結構單片機結構 此外，還有如下幾個寄存器，它們將在后面章節介紹：此外，還有如下幾個寄存器，它們將在后面章節介紹：IPIP中斷優先級控制寄存器。中斷優先

27、級控制寄存器。IEIE中斷允許控制寄存器。中斷允許控制寄存器。 TMODTMOD定時器定時器/ /計數器方式控制寄存器。計數器方式控制寄存器。TCONTCON定時器定時器/ /計數器控制寄存器。計數器控制寄存器。TH0TH0，TL0TL0定時器定時器/ /計數器計數器0 0（高（高8 8位和低位和低8 8位寄存器）。位寄存器）。TH1TH1，TL1TL1定時器定時器/ /計數器計數器1 1 （高（高8 8位和低位和低8 8位寄存器）位寄存器） 。SCONSCON串行端口控制寄存器。串行端口控制寄存器。SBUFSBUF串行數據緩沖器。串行數據緩沖器。PCONPCON電源控制寄存器。電源控制寄存器

28、。第第1章章 MCS-51單片機結構單片機結構 注：注： 在在5252子系列中，高子系列中，高128128字節字節RAMRAM和和SFRSFR的地的地址是重疊的，究竟訪問哪一塊可通過不同的尋址是重疊的，究竟訪問哪一塊可通過不同的尋址方式加以區分，訪問高址方式加以區分，訪問高128128字節字節RAMRAM采用寄存采用寄存器間址，訪問器間址，訪問SFRSFR采用直接尋址（采用直接尋址（5151子系列和子系列和52 52 子系列均采用直接尋址子系列均采用直接尋址），訪問低），訪問低128128字節字節RAMRAM時，兩種尋址均可采用。時，兩種尋址均可采用。 第第1章章 MCS-51單片機結構單片機

29、結構 1.4 時鐘電路與復位電路內部振蕩方式內部振蕩方式： 在引腳在引腳 XTAL1 1和和 XTAL2XTAL2間外接晶體間外接晶體振蕩器（簡稱晶振）如圖振蕩器（簡稱晶振）如圖1-31-3所示。所示。XTAL1XTAL2GND8XX51C01C02圖圖1-3 1-3 內部振蕩方式內部振蕩方式 單片機的時鐘信號用來提供單片機內各種微操作時間基單片機的時鐘信號用來提供單片機內各種微操作時間基準，準，8XX51單片機的時鐘信號通常有兩種電路形式：單片機的時鐘信號通常有兩種電路形式：內部振蕩方式內部振蕩方式和和外部振蕩方式外部振蕩方式。電容器電容器C01C01、C02C02起穩定起穩定振蕩頻率、快速

30、起振的作用。振蕩頻率、快速起振的作用。電容值一般為電容值一般為 5 530PF30PF。第第1章章 MCS-51單片機結構單片機結構 由于單片機內部有一個高增益運算放大器，當外接晶振后，就構成了由于單片機內部有一個高增益運算放大器，當外接晶振后，就構成了自激振蕩器并產生振蕩時鐘脈沖。自激振蕩器并產生振蕩時鐘脈沖。8XX51 外部振蕩方式外部振蕩方式是是把已有的時鐘信號引入把已有的時鐘信號引入單片機。這種方式適用單片機。這種方式適用于使單片機的時鐘與外于使單片機的時鐘與外部信號保持一致。外部部信號保持一致。外部振蕩方式如圖振蕩方式如圖1-41-4所示。所示。 對對HMOS的單片機（的單片機（80

31、31、8031AH等）外部時鐘信號由等）外部時鐘信號由XTAL2引入，對于引入，對于CHMOS的單的單片機（片機（8XCXX），外部時鐘由），外部時鐘由XTAL1引入。引入。外部時鐘XTAL1XTAL2GND8XCXX懸空外部時鐘XTAL1XTAL2GND懸空CHMOSHMOS圖圖1 14 4外部振蕩方式外部振蕩方式8XXX8XXX第第1章章 MCS-51單片機結構單片機結構 1.4.2 基本時序單位基本時序單位單片機的時序單位有：單片機的時序單位有：振蕩周期振蕩周期：晶振的振蕩周期，又稱時鐘周期，為最小的晶振的振蕩周期，又稱時鐘周期，為最小的時序單位。時序單位。狀態周期狀態周期：振蕩頻率經單

32、片機內的二分頻器分頻后提供：振蕩頻率經單片機內的二分頻器分頻后提供給片內給片內CPUCPU的時鐘周期。因此，一個狀態周期包含的時鐘周期。因此，一個狀態周期包含2 2個個振蕩周期。振蕩周期。機器周期（機器周期（MCMC）：1 1個機器周期由個機器周期由6 6個狀態周期或個狀態周期或1212個振個振蕩周期組成。是計算機執行一種基本操作的時間單位。蕩周期組成。是計算機執行一種基本操作的時間單位。第第1章章 MCS-51單片機結構單片機結構 指令周期指令周期：執行一條指令所需的時間。一個指令周期由：執行一條指令所需的時間。一個指令周期由1 14 4個機器周期組成，依據指令不同而不同個機器周期組成，依據

33、指令不同而不同。 4 4種時序單位中，振蕩周期和機器周期是單片機內計算種時序單位中，振蕩周期和機器周期是單片機內計算其他時間值（例如，波特率、定時器的定時時間等）的基其他時間值（例如，波特率、定時器的定時時間等）的基本時序單位。本時序單位。 例例：單片機外接晶振頻率：單片機外接晶振頻率12MHZ12MHZ時的各種時序單位：時的各種時序單位： 振蕩周期振蕩周期=1/fosc=1/12MHZ=0.0833us=1/fosc=1/12MHZ=0.0833us 狀態周期狀態周期=2/fosc=2/12MHZ=0.167us=2/fosc=2/12MHZ=0.167us 機器周期機器周期=12/fosc

34、=12/12MHZ=1us=12/fosc=12/12MHZ=1us 指令周期指令周期=(1=(14)4)機器周期機器周期=1=14us4us 第第1章章 MCS-51單片機結構單片機結構 1.4.3 1.4.3 復位電路復位電路 復位操作則使單片機的片內電路初始化，使單片機從復位操作則使單片機的片內電路初始化，使單片機從一種確定的狀態開始運行。一種確定的狀態開始運行。 當當MCS-51MCS-51系列單片機的復位引腳系列單片機的復位引腳 RSTRST出現出現 5ms5ms以上的高以上的高電平時，單片機就完成了復位操作。如果電平時，單片機就完成了復位操作。如果RSTRST持續為高持續為高電平，

35、單片機就處于循環復位狀態。電平，單片機就處于循環復位狀態。 復位操作通常有復位操作通常有2 2種基本形式：種基本形式： 上電復位上電復位 （自動自動） 開關復位（開關復位（手動手動） 第第1章章 MCS-51單片機結構單片機結構 上電后，由于電容充電，使上電后，由于電容充電，使 RSTRST持續一段高電平時間。當單片持續一段高電平時間。當單片 機已在運行過程中時，按下復位鍵機已在運行過程中時，按下復位鍵 也能使也能使 RSTRST持續一段時間的高電平，持續一段時間的高電平，從而實現上電且開關復位的操作。從而實現上電且開關復位的操作。通常選擇通常選擇 C=10 f ,R=10K 。RST8XX5

36、1RCVCC 上電復位上電復位要求接通電源后，自動實現復位。要求接通電源后，自動實現復位。 開關復位開關復位要求在電源接通的條件下，在單片機運行期要求在電源接通的條件下，在單片機運行期間，用按鈕開關操作使單片機復位。間，用按鈕開關操作使單片機復位。 常用的上電常用的上電/ /開關復位電路如開關復位電路如 圖圖1-51-5所示。所示。圖圖1-5 1-5 復位電路復位電路第第1章章 MCS-51單片機結構單片機結構 單片機的復位操作是使單片機的復位操作是使SFRSFR寄存器進入初始化，但寄存器進入初始化，但不改變不改變片內片內RAMRAM區中的內容。區中的內容。 幾個主要特殊功能寄存器復位狀態幾個

37、主要特殊功能寄存器復位狀態歸納如下：歸納如下： PC=0000H 程序計數器為零表明程序計數器為零表明單片機復位后將從單片機復位后將從0000H0000H地址單元開始執行程序。地址單元開始執行程序。 A=00H 表明累加器已被清零。表明累加器已被清零。 PSW=00H 表明選寄存器表明選寄存器0組為工作寄存器組。組為工作寄存器組。 SP=07H 表明堆棧指針指向片內表明堆棧指針指向片內RAM 07H單元，根據單元，根據堆棧操作的先加后壓原則，得知第一個被壓入的數據將被堆棧操作的先加后壓原則，得知第一個被壓入的數據將被寫入寫入08H單元中。單元中。第第1章章 MCS-51單片機結構單片機結構 P

38、0P3=FFH 表明已向各端口線寫入，即復位后表明已向各端口線寫入，即復位后各端口既可用于輸入也可用于輸出。各端口既可用于輸入也可用于輸出。 記住一些特殊功能寄存器復位后的主要狀態，熟悉單片機操作，對于減短應用程序中的初始化部分是十分必要的。 其它的特殊功能寄存器復位后的狀態見教材表其它的特殊功能寄存器復位后的狀態見教材表1-41-4。第第1章章 MCS-51單片機結構單片機結構 1.5 引腳功能各個引腳的功能說明如下：各個引腳的功能說明如下：VssVss: :接地端。接地端。VccVcc: :電源端，接電源端，接+5V+5V。XTAL1XTAL1，XTAL2XTAL2: : 接外部晶體或外部

39、時鐘。接外部晶體或外部時鐘。RST/VPDRST/VPD：復位信號輸入。復位信號輸入。接備用電源，當接備用電源，當VCCVCC掉電后，在低功掉電后，在低功耗條件下保持內部耗條件下保持內部RAMRAM中的數據。中的數據。 8XX51單片機有單片機有44引腳的引腳的方形封裝形式和方形封裝形式和40個引腳的雙個引腳的雙列直插式封裝形式，最常用的列直插式封裝形式，最常用的40個引腳封裝，見圖個引腳封裝，見圖1-6.圖1-6第第1章章 MCS-51單片機結構單片機結構 ALE/PROGALE/PROG： ALE ALE 地址鎖存允許。地址鎖存允許。 ALEALE輸出脈輸出脈沖的頻率為振蕩頻率的沖的頻率為

40、振蕩頻率的1/61/6。 PROG PROG 對對87518751單片機片內單片機片內 EPROM EPROM 編程時，編程時，編程脈沖由該引腳引入。編程脈沖由該引腳引入。PSENPSEN：程序存儲器允許。用于輸出讀：程序存儲器允許。用于輸出讀外部程序存儲器的選通信號。外部程序存儲器的選通信號。EA/VPPEA/VPP： EA =0 EA =0，單片機只訪問外部程序，單片機只訪問外部程序存儲器。存儲器。 EA =1EA =1，單片機訪問內部程序存，單片機訪問內部程序存儲器。儲器。 在在87518751單片機片內單片機片內EPROMEPROM編程期間編程期間，此引腳引入此引腳引入21V21V編程電源編程電源VPPVPP。圖1-6第第1章章 MCS-51單片機結構單片機結構 P0.0P0.0P0.7P0.7：P0P0口，數據口，