【正文】 兩個(gè)三態(tài)數(shù)據(jù)輸入緩沖器 BUF1和 BUF2，分別用于讀鎖存器數(shù)據(jù)和讀引腳數(shù)據(jù)的輸入緩沖。 3． P2口的特點(diǎn) 作為地址輸出線 時(shí)， P2口高 8位地址， P0口輸出的低 8位地址尋址 64KB地址空間。 1．位電路結(jié)構(gòu) P3口某一位的電路包括： （ 1） 1個(gè) 數(shù)據(jù)輸出鎖存器，鎖存輸出數(shù)據(jù)位。 用作 第一功能通用輸入 時(shí)， 出功能均應(yīng)置 1，場(chǎng)效應(yīng)管截止， BUF3和 BUF2進(jìn)入內(nèi)部總線，完成 “讀引腳” 操作。 第 2章 單片機(jī)硬件結(jié)構(gòu) 76 P1～ P3口驅(qū)動(dòng) LED發(fā)光二極管 下面討論 P1～ P3口與 LED發(fā)光二極管的驅(qū)動(dòng)連接問(wèn)題。 如端口引腳為 低電平 ，能使電流 Id 從單片機(jī)外部流入內(nèi)部，則 將大大增加流過(guò)的電流值 ，如 圖 212（ b） 所示 。兩引腳跨接石英晶體振蕩器和微調(diào)電容，構(gòu)成一個(gè)穩(wěn)定的自激振蕩器， 圖 213是 AT89S51內(nèi)部時(shí)鐘方式 的 電路 。 常選 6MHz或 12MHz的 石英晶體 。若晶振頻率為 fosc，則時(shí)鐘周期 Tosc=1/fosc。因此，一個(gè)機(jī)器周期中的 12個(gè)時(shí)鐘周期 表示為 S1P S1P S2P S2P … 、S6P2， 如 圖 216所示 。 復(fù)位操作 復(fù)位時(shí)， PC初始化為 0000H，程序從 0000H單元開(kāi)始執(zhí)行。 復(fù)位引腳 RST通過(guò)一個(gè)施密特觸發(fā)器與復(fù)位電路相連，施密特觸發(fā)器用來(lái)抑制噪聲，在每個(gè)機(jī)器周期的 S5P2，施密特觸發(fā)器的輸出電平由復(fù)位電路采樣一次，然后才能得到內(nèi)部復(fù)位操作所需要的信號(hào)。 按鍵手動(dòng) 復(fù)位 電路見(jiàn) 圖 219。 圖 222 低功耗節(jié)電模式的控制電路 第 2章 單片機(jī)硬件結(jié)構(gòu) 97 兩種節(jié)電模式可通過(guò) PCON的 位 IDL和 位 PD的設(shè)置來(lái)實(shí)現(xiàn)。雖然振蕩器運(yùn)行，但是 CPU進(jìn)入空閑狀態(tài) 。 第 2章 單片機(jī)硬件結(jié)構(gòu) 100 掉電運(yùn)行模式 1. 掉電模式的進(jìn)入 用指令把 PCON寄存器的 PD位 置 1，便 進(jìn)入掉電模式 。 退出 有 兩種方法 ： 硬件復(fù)位 和 外部中斷 。該定時(shí)器使器件定時(shí)退出空閑模式，然后復(fù)位 WDTRST，再 103103重新進(jìn)入空閑模式。 當(dāng) WDIDLE=0，空閑模式下的 WDT保持繼續(xù)計(jì)數(shù)。 第 2章 單片機(jī)硬件結(jié)構(gòu) 102 掉電和空閑模式下的 WDT 掉電模式下振蕩器停止，意味著 WDT也就停止計(jì)數(shù)。在這期間，片內(nèi)硬件阻止 CPU對(duì)片內(nèi) RAM的訪問(wèn)，但不阻止對(duì)外部端口（或外部 RAM）的訪問(wèn)。 IDL： 空閑模式控制位，若 IDL=1，則 進(jìn)入空閑運(yùn)行模式 。 掉電保持模式 下， Vcc可由 后備電源 供電。 除了上電復(fù)位外，有時(shí)還需要 按鍵手動(dòng)復(fù)位 。 第 2章 單片機(jī)硬件結(jié)構(gòu) 90 第 2章 單片機(jī)硬件結(jié)構(gòu) 91 復(fù)位電路設(shè)計(jì) 由復(fù)位電路實(shí)現(xiàn)。 ? 乘、除指令 占用 4個(gè)機(jī)器周期 。 第 2章 單片機(jī)硬件結(jié)構(gòu) 86 1個(gè)機(jī)器周期 包括 12個(gè)時(shí)鐘周期 ，分 6個(gè)狀態(tài) ： S1～ S6。 圖 215 時(shí)鐘信號(hào)的兩種引出方式 第 2章 單片機(jī)硬件結(jié)構(gòu) 85 機(jī)器周期、指令周期與指令時(shí)序 各種指令時(shí)序與時(shí)鐘周期 相 關(guān)。晶體和電容應(yīng)盡可能與單片機(jī)靠近，以減少寄生電容，保證振蕩器穩(wěn)定、可靠地工作。 常用的時(shí)鐘電路有 兩種方式 ，一種是 內(nèi)部時(shí)鐘 方式，另一種是 外部時(shí)鐘 方式。由于 P1～ P3內(nèi)部有 30kΩ 左右的 上拉電阻 。 引腳輸入有兩個(gè)緩沖器，第二功能的輸入信號(hào)取自緩沖器 BUF3的輸出端，第一功能的輸入信號(hào)取自緩沖器 BUF2的輸出端。 第 2章 單片機(jī)硬件結(jié)構(gòu) 74 （ 2） P3口用作第一功能 —— 通用 I/O口 用作 第一功能通用輸出 時(shí)， 第二輸出功能 端應(yīng)保持高電平，與非門(mén)開(kāi)啟。 P3口 字節(jié)地址 為 B0H，位地址 B0H～ B7H。 CPU輸出 1時(shí)， Q=1，場(chǎng)效應(yīng)管截止， 1； CPU輸出 0時(shí)， Q=0，場(chǎng)效應(yīng)管導(dǎo)通， 0。 P2口某一位的 位電路結(jié)構(gòu) 如 圖 210所示 。 （ 3）數(shù)據(jù)輸出驅(qū)動(dòng)電路，由一個(gè)場(chǎng)效應(yīng)管（ FET）和一個(gè)片內(nèi)上拉電阻組成。 （ 2） 當(dāng) P0口用作 通用 I/O口時(shí)，由于需要在片外接上拉電阻，端口不存在高阻抗（懸?。顟B(tài)，因此是一個(gè) 準(zhǔn)雙向口 。 Q第 2章 單片機(jī)硬件結(jié)構(gòu) 60 （ 2） P0口用作通用 I/O口 當(dāng) P0口不作為系統(tǒng)的地址 /數(shù)據(jù)總線使用時(shí)，此時(shí) P0口也可作為通用的 I/O口使用。 第 2章 單片機(jī)硬件結(jié)構(gòu) 58 2．工作過(guò)程分析 （ 1） P0口用作地址 /數(shù)據(jù)總線 外擴(kuò)存儲(chǔ)器或 I/O時(shí)， P0口作為單片機(jī)系統(tǒng) 復(fù)用的 地址 /數(shù)據(jù)總線使用。端口的每一位均由輸出鎖存器、輸出驅(qū)動(dòng)器和輸入緩沖器組成， 4個(gè)端口按 字節(jié)輸入 /輸出 外， 也 可 位尋址 。 有關(guān) WDT在抗干擾設(shè)計(jì)中的應(yīng)用以及低功耗模式下運(yùn)行的狀態(tài)，將在相應(yīng)的章節(jié)中具體介紹。 DPTR0： AT89C51單片機(jī) 原有 的數(shù)據(jù)指針 ； DPTR1： 新增加 的數(shù)據(jù)指針。 乘法 ，兩乘數(shù)分別在 A、 B中，執(zhí)行乘法指令后，乘積在 BA中 除法 ，被除數(shù)取自 A，除數(shù)取自 B，商存放在 A中，余數(shù)存 B中。應(yīng)預(yù)先把主程序的斷點(diǎn)在堆棧中保護(hù)起來(lái)，為程序正確返回做準(zhǔn)備。另外，若讀 /寫(xiě) 未 定義單元，將得到一個(gè)不確定的隨機(jī)數(shù)。 30H～ 7FH的單元只能字節(jié)尋址，用作存數(shù)據(jù)以及作為堆棧區(qū)。 64KB程序存儲(chǔ)器空間中有 5個(gè)特殊單元 分別對(duì)應(yīng)于 5個(gè)中斷源的中斷入口地址，見(jiàn) 表 23。 第 2章 單片機(jī)硬件結(jié)構(gòu) 35 程序存儲(chǔ)器空間 存放程序和表格之類(lèi)的固定常數(shù)。 當(dāng)片內(nèi) 4KB Flash 存儲(chǔ)器不夠用時(shí)，可片外擴(kuò)展，最多可擴(kuò)展至 64KB程序存儲(chǔ)器。當(dāng) 順序執(zhí)行 程序時(shí)自動(dòng)加 1；執(zhí)行 轉(zhuǎn)移程序 或 子程序、中斷子程序調(diào)用 時(shí)，自動(dòng)將其內(nèi)容更改成所要轉(zhuǎn)移的目的地址。 此標(biāo)志位對(duì)串行通信有重要的意義 ， 常用 奇偶檢驗(yàn) 的方法來(lái)檢驗(yàn)數(shù)據(jù)串行傳輸?shù)目煽啃浴? （ 3） F0（ ）用戶(hù)設(shè)定標(biāo)志位 由用戶(hù)使用的一個(gè)狀態(tài)標(biāo)志位，可用指令來(lái)使它置 1或清 0， 控制程序的流向。 A的進(jìn)位標(biāo)志 Cy是特殊的，因?yàn)樗瑫r(shí)又是 位處理機(jī)的 位累加器 第 2章 單片機(jī)硬件結(jié)構(gòu) 27 3．程序狀態(tài)字寄存器 PSW PSW（ Program Status Word）位于片內(nèi)特殊功能寄存器區(qū)，字節(jié)地址為 D0H。 運(yùn)算器 對(duì)操作數(shù)進(jìn)行算術(shù)、邏輯和位操作運(yùn)算。 注意 ： 準(zhǔn)雙向口與雙向口的差別 。 可作為 通用的 I/O口使用 。 P1口可驅(qū)動(dòng) 4個(gè) LS型 TTL負(fù)載。 ： 引腳 第二功能 ，對(duì)片內(nèi) Flash編程，為 編程脈沖輸入 腳。 =0， 只讀取 外部的程序存儲(chǔ)器 中的內(nèi)容，讀取的地址范圍為 0000H～ FFFFH，片內(nèi)的 4KB Flash 程序存儲(chǔ)器不起作用。 （ 2） XTAL2（ 18腳）： 片內(nèi)振蕩器反相放大器的輸出端。目前多采用 40只 引腳 雙列直插 ， 如 圖 22所示 。 第 2章 單片機(jī)硬件結(jié)構(gòu) 12 （ 7）串行口 1個(gè)全雙工的異步串行口， 4種工作方式。 第 2章 單片機(jī)硬件結(jié)構(gòu) 10 下面 介紹圖 21中 片內(nèi)各功能部件 。 在原理和結(jié)構(gòu)上，單片機(jī)把微機(jī)的許多概念、技術(shù)與特點(diǎn)都繼承下來(lái)。把作為控制應(yīng)用所必需的基本功能部件都集成在一個(gè)尺寸有限的集成電路芯片上。片內(nèi) 128B的 RAM以高速 RAM的形式集成，可加快單片機(jī)運(yùn)行的速度 和 降低功耗。 （ 9）特殊功能寄存器（ SFR） 26個(gè)，對(duì)片內(nèi)各功能部件管理、控制和監(jiān)視。 EAPSEN PROG第 2章 單片機(jī)硬件結(jié)構(gòu) 14 電源及時(shí)鐘引腳 1．電源引腳 （ 1） VCC（ 40腳）： +5V電源 。 第 2章 單片機(jī)硬件結(jié)構(gòu) 16 控制引腳 （ 1） RST (RESET， 9腳 ) 復(fù)位信號(hào)輸入，在引腳加上 持續(xù)時(shí)間大于 2個(gè)機(jī)器周期的高電平 ，可使單片機(jī) 復(fù)位 。 此外，單片機(jī) 正常運(yùn)行 時(shí)， ALE端 一直有正脈沖信號(hào)輸出 ，此頻率為時(shí)鐘振蕩器頻率 fosc的 1/6。 P0口也可 用 作通用的 I/O口 ，需加上拉電阻，這時(shí)為 準(zhǔn)雙向口 。 當(dāng) AT89S51擴(kuò)展外部存儲(chǔ)器及 I/O口時(shí)， P2口作為 高 8位地址總線 用，輸出高 8位地址。 P3口還可提供 第二功能 。故 P0口為雙向三態(tài) I/O口。 第 2章 單片機(jī)硬件結(jié)構(gòu) 26 2．累加器 A 使用最頻繁的寄存器， 可 寫(xiě)為 Acc。 圖 23 PSW的格式 第 2章 單片機(jī)硬件結(jié)構(gòu) 28 PSW中各個(gè)位的功能 ： （ 1） Cy（ ）進(jìn)位標(biāo)志位 可寫(xiě)為 C。 （ 5） OV（ ）溢出標(biāo)志位 當(dāng)執(zhí)行算術(shù)指令時(shí)，用來(lái)指示運(yùn)算結(jié)果是否產(chǎn)生溢出。功能是控制指令的讀入、譯碼和執(zhí)行，從而對(duì)各功能部件進(jìn)行定時(shí)和邏輯控制。 第 2章 單片機(jī)硬件結(jié)構(gòu) 33 AT89S51存儲(chǔ)器的結(jié)構(gòu) 存儲(chǔ)器 的 結(jié)構(gòu)特點(diǎn)之一是將程序存儲(chǔ)器和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器分開(kāi) （哈佛結(jié)構(gòu)）， 并有 各自 的訪問(wèn)指令。 片內(nèi) RAM不夠用時(shí)，在 片外可擴(kuò)至 64KB RAM 。 使用 時(shí)應(yīng)注意以下問(wèn)題 ： （ 1）分為 片內(nèi) 和 片外 兩部分 （ 2）程序存儲(chǔ)器某些固定單元 第 2章 單片機(jī)硬件結(jié)構(gòu) 36 （ 1）分為 片內(nèi) 和 片外 兩部分 ，訪問(wèn)片內(nèi)的還是片外的程序存儲(chǔ)器，由 引腳電平 確定。 １ .片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器 片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（ RAM）共 128個(gè)單元，字節(jié)地址 為 00H～ 7FH。 第 2章 單片機(jī)硬件結(jié)構(gòu) 40 特殊功能寄存器（ SFR） 采用特殊功能寄存器集中