【正文】 RS1 RS0 OV P 程序執(zhí)行過程 (p23) 計算機(jī)工作時，首先要把程序和數(shù)據(jù)輸入到存儲器中，然后逐條取出執(zhí)行。主要進(jìn)行數(shù)據(jù)的處理和加工。 P0驅(qū)動器 P2驅(qū)動器 RAM地址鎖存器 RAM P 0 鎖存器 P2鎖存器 ROM/ EPROM B寄存器 程序地址寄存器 緩沖器 PC增 1 程序計數(shù)器 PC DPTR指針 VCC GND ～ 堆棧指針 SP ACC TMP2 PSW P3鎖存器 P1鎖存器 P1驅(qū)動器 P3驅(qū)動器 TMP1 SCON TMOD PCON TCON TL0 TH1 TH0 TL1 IE SBUF(TX/RX) IP 中斷 、 串行口和定時器邏輯 振蕩器 ～ RST EA ALE PSEN XTAL2 XTAL1 ALU (+5V) 指令 寄存器 定時和 控制邏輯 指令 譯碼器 圖 22 MCS51片內(nèi)總體結(jié)構(gòu)框圖 SP稱為堆棧指針， 8位寄存器 SP用來存放 堆棧 棧頂?shù)牡刂贰? 單片機(jī)的工作原理 CPU的工作原理（ P22) CPU即中央處理器的簡稱，是單片機(jī)的核心部件，它完成各種運(yùn)算和控制操作， CPU由運(yùn)算器和控制器兩部分電路組成。 P3口： ～ ， 10～ 17腳， 8位準(zhǔn)雙向 I/O口，出于芯片引腳數(shù)的限制，P3口具有第二輸出、輸入功能。 ，用于輸入編程脈沖 . 80C51單片機(jī)信號引腳簡介 P3口線的第二功能 VCC VSS XTAL2 XTAL1 RST P0. 0 P1. 0 P2. 0 ALE P3. 0 (2)、振蕩電路： XTAL XTAL2 (3)、復(fù)位引腳： RST (4)、并行口： P0、 P P P3 (7)、 ALE：地址鎖存控制信號 (1)、電源線： VCC(+5V)、 VSS(地 ) EA PSEN (5)、 EA：訪問程序存儲控制信號 (6)、 PSEN：外部 ROM讀選通信號 RXD/ TXD/ INT0/ INT1/ T0/ T1/ WR/ RD/ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10111213141516171819 20 40 39 38 37 36 35 34 33 32 3130292827262524242221 8031 80C51 8751 89C51 管腳圖 MCS51單片機(jī)的引腳定義及功能 它是外部程序存儲器 ROM的讀選通信號 。 單片機(jī)的復(fù)位操作使單片機(jī)進(jìn)入初始化狀態(tài)，其中包括使程序計數(shù)器 PC＝ 0000H，這表明程序從 0000H地址單元開始執(zhí)行。 當(dāng)采用外部時鐘時 ， 此腳作為驅(qū)動端 ,接外部時鐘 。 XTAL2：接外部晶振和微調(diào)電容的另一端，在片內(nèi)它是振蕩器倒相放大器的輸出，若使用外部TTL時鐘時，該引腳必須懸空。 ? 并行 I/O口： 4個 8位的I/O口 P0、 P P P3。 只要用相同引腳的 AT89系列單片機(jī)就可以取代 MCS51系列單片機(jī) 。 20%），并有三種功耗控制方式（增加了待機(jī)和掉電保護(hù)兩種方式）。 單片機(jī)型號中包含有 “ C” 的產(chǎn)品就是指它的制造工藝是 CHMOS工藝 。 52子系列也包含 4個產(chǎn)品 ， 分別是 51子系列的增強(qiáng)型 。 80C51單片機(jī)的結(jié)構(gòu) —— MCS51單片機(jī)系列 MCS51可分為兩個子系列和 4種類型，如表 11所示。單片機(jī)原理與應(yīng)用 第 2章 單片機(jī)結(jié)構(gòu)及原理 本章內(nèi)容： 單片機(jī)結(jié)構(gòu) 單片機(jī)組成及結(jié)構(gòu) 引腳定義及功能 單片機(jī)的工作原理 指令與程序概述 CPU的工作原理 單片機(jī)執(zhí)行程序過程 存儲器 特殊功能寄存器 SFR CPU時序及時鐘電路 復(fù)位和復(fù)位電路 輸入 /輸出端口結(jié)構(gòu) 80C51系列單片機(jī)的低功耗方式 回顧： 單片機(jī)是 單片微型計算機(jī) 的簡稱。按資源的配置數(shù)量， MCS51系列分為 51和 52兩個子系列，其中 51子系列是基本型，而 52子系列屬于增強(qiáng)型。由于資源數(shù)量的增加 ， 芯片的功能有所增強(qiáng) 。 例如 80C51就是指用 CHMOS工藝制造的 8051。 習(xí)慣上，我們?nèi)匀话?80C51系列作為 MCS51的子系列。 （ 3） 靜態(tài)時鐘方式 AT89系列單片機(jī)采用靜態(tài)時鐘方式 ， 節(jié)省電能 ，這對于降低便攜式產(chǎn)品的功耗十分有用 。每一 條 I/O口都能獨(dú)立地用作輸入或輸出。 振蕩電路的頻率為晶體固有頻率 C 30PF C 30PF 6MHZ 89C51 X1 X2 VCC 外時鐘信號 89c51 X1 X2 計算機(jī)的整個工作是在時鐘信號的驅(qū)動下，按照嚴(yán)格的時序有規(guī)律地一個節(jié)拍一個節(jié)拍地執(zhí)行各種操作。 XTAL2（ I,18） ：振蕩器反向放大器輸出端。 21個特殊功能寄存器復(fù)位后的狀態(tài)為確定值。 在執(zhí)行訪問外部ROM指令時 ， 會自動產(chǎn)生 PSEN信號；而在訪問外部數(shù)據(jù)存儲器 RAM或訪問內(nèi)部 ROM時 ， 不產(chǎn)生 PSEN信號 。 單片機(jī)的工作原理 單片機(jī)是通過執(zhí)行程序來工作的，執(zhí)行不同的程序就能完成不同的任務(wù)?？刂破鞲鶕?jù)指令碼產(chǎn)生控制信號，使運(yùn)算器、存儲器、輸入、輸出接口之間能自動協(xié)調(diào)的工作。 通道 0驅(qū)動器 通道 2驅(qū)動器 RAM地址鎖存器 RAM 通道 0鎖存器 通道 2 鎖存器 ROM/ EPROM B寄存器 程序地址寄存器 緩沖器 PC遞增器 程序計數(shù)器 PC０驅(qū)動器 DPTR指針 VCC GND ～ 堆棧指針 SP ACC TMP2 PSW 通道 3鎖存器 通道 1鎖存器 通道 1驅(qū)動器 通道 3驅(qū)動器 TMP1 SCON TMOD PCON TCON TL0 TH1 TH0 TL1 IE SBUF(TX/RX) IP 中斷 、 串行口和定時器邏輯 振蕩器 ～ RST EA ALE PSEN XTAL2 XTAL1 ALU (+5V) 指令 寄存器 定時和 控制邏輯 指令 譯碼器 圖 22 MCS51片內(nèi)總體結(jié)構(gòu)框圖 數(shù)據(jù)指針 DPTR是一個 16 位的專用寄存器 , 其高位字節(jié)寄存器用 DPH表示 ,低位字節(jié)寄存器用 DPL表示。 運(yùn)算器 通道 0驅(qū)動器 通道 2驅(qū)動器 RAM地址鎖存器 RAM 通道 0鎖存器 通道 2 鎖存器 ROM/ EPROM B寄存器 程序地址寄存器 緩沖器 PC遞增器 程序計數(shù)器 PC０驅(qū)動器 DPTR指針 VCC GND ～ 堆棧指針 SP ACC TMP2 PSW 通道 3鎖存器 通道 1鎖存器 通道 1驅(qū)動器 通道 3驅(qū)動器 TMP1 SCON TMOD PCON TCON TL0 TH1 TH0 TL1 IE SBUF(TX/RX) IP 中斷 、 串行口和定時器邏輯 振蕩器 ～ RST EA ALE PSEN XTAL2 XTAL1 ALU (+5V) 指令 寄存器 定時和 控制邏輯 指令 譯碼器 圖 22 MCS51片內(nèi)總體結(jié)構(gòu)框圖 內(nèi)部總線 算術(shù)邏輯運(yùn)算部件 主要用來完成數(shù)據(jù)的算術(shù)和邏輯運(yùn)算。其執(zhí)行過程常分為兩個階段。 ⑤ 對于算術(shù)邏輯運(yùn)算指令，則把讀出的數(shù)據(jù)送入暫存寄存器，然后與累加器中的另一數(shù)據(jù)一起送入加法器，按照操作碼的要求進(jìn)行運(yùn)算，其結(jié)果再送回到累加器中；運(yùn)算結(jié)果的狀態(tài)信息送入狀態(tài)標(biāo)志寄存器中。 在邏輯上 設(shè)有 3個存儲器地址空間 3． 3 80C51的存儲器 ? 3． 3． 1 存儲器結(jié)構(gòu)和地址空間 ? S F RR A MF F8 07 F0 04 K B程 序 存 儲 器( E A = 1 )0 F F F0 0 0 08 9 S 5 1 片 內(nèi) 存 儲 器片 外 數(shù) 據(jù) 存 儲 器F F F F 0 06 4 K BR A M( I / O )F F1 0 0片 外 程 序 存 儲 器6 4 K BR O M( E A = 0 )F F F F0 0 0 00 F F F1 0 0 0圖 25 AT89S51存儲空間分布圖 在邏輯上 設(shè)有 3個存儲器地址空間 EA引腳接低電平時 ， 迫使系統(tǒng)全部執(zhí)行片外程序存儲器0000H開始存放的程序 。 ?某些指令具有修改 PC的功能， 因?yàn)?PC的內(nèi)容總是指向?qū)⒁獔?zhí)行的下一條指令地址 ，所以計算機(jī)執(zhí)行這一類指令就能控制程序轉(zhuǎn)移到新的 PC地址去執(zhí)行。 ⑶ 字節(jié)尋址區(qū) ： 從片內(nèi)數(shù)據(jù) RAM區(qū)的 48～ 127（ 30H～ 7FH），共 80個字節(jié)單元，可以采用直接字節(jié)尋址的方法訪問。 CPU通過軟件修改PSW中 RS0和 RS1兩位的狀態(tài) , 就可任選一個工作寄存器工作。 ? 片內(nèi)和片外 RAM的低地址部分的地址碼相同 ? 區(qū)分這兩部分地址空間的方法是采用不同的指令。 80C51系列的 SFR在數(shù)量與功能上大同小異。 P (PSW． 0) －奇偶標(biāo)志位 。 對于 MUL乘法，當(dāng) A、 B兩個乘數(shù)的積超過 255時 OV置 1位；否則， OV＝ 0。 當(dāng)進(jìn)行加法或減法運(yùn)算時 ， 若低 4位向高 4位數(shù)發(fā)生進(jìn)位或借位時 AC將被硬件置位；否則 ， 被清除 。 用戶可根據(jù)需要 ， 通過位操作指令置 “ l” 或者清 “ 0” 。見 P50 訪問 片外數(shù)據(jù)存儲器 或 I/O的指令為： MOVX A， ＠ DPTR 讀 MOVX ＠ DPTR， A 寫 DPTR寄存器也可以作為訪問 程序存儲器時 的基址寄存器 。乘法中 ， ALU的兩個輸入分別為 A、 B， 運(yùn)算結(jié)果存放在 AB寄存器對中 A中放積的低 8位 ， B中放積的高 8位 。通過軟件對 SP的內(nèi)容重新定義，使堆棧區(qū)設(shè)定在片內(nèi)數(shù)據(jù) RAM區(qū)中的某一區(qū)域內(nèi)，堆棧深度不能超過片內(nèi) RAM空間。 返回 見教材 P51 片外數(shù)據(jù)存儲器是在外部存放數(shù)據(jù)的區(qū)域，這一區(qū)域只能用 寄存器間接尋址 的方法訪問，所用的寄存器為 DPTR、R1或 R0。由于它們在結(jié)構(gòu)上的一些差異，故各口的性質(zhì)和功能也就有了差異。 (2)當(dāng)內(nèi)部信號置 0時 ， 多路開關(guān)接通輸出鎖存器的 /Q端這時明顯地可以看出兩點(diǎn)： 這時 P0口相當(dāng)于一個高阻抗的輸入口 。 當(dāng)?shù)刂罚瘮?shù)據(jù)輸出線置 1時，控制上拉電路的“與”門輸出為1，上拉 FET導(dǎo)通，同時地址／數(shù)據(jù)輸出通過反相器輸出 0，控制下拉 FET截止，這樣 A點(diǎn)電位上拉，地址／數(shù)據(jù)輸出線為 1。 輸入時可以緩沖，輸出時可以鎖存。 當(dāng)用 R0、 R1尋址時 ， 由于 R0、 R1為 8位寄存器 ， 因此最大尋址范圍為 256B；當(dāng)用 DPTR尋址時 ， 由于 DPTR為 16位寄存器 ， 因此最大尋址范圍為 64KB。 堆棧 ： 在片內(nèi) RAM中，常常要指定一個專門的區(qū)域來存放某些特別的數(shù)據(jù) ,它遵循順序存取和后進(jìn)先出 (LIFO/FILO）的原則 ,這個 RAM區(qū)叫堆棧。 在其它情況下 ， B寄存器可以作為內(nèi)部 RAM中的一個單元來使用 。 MOVC A， ＠ A＋ DPTR JMP ＠ A＋ DPTR DPTR寄存器既可以作為一個 16位寄存器處理 ， 也可以作為兩個 8位寄存器處理 ， 其高 8位用 DPH表示 ， 低 8位用 DPL表示 。 當(dāng)運(yùn)算結(jié)果產(chǎn)生進(jìn)位時， Cy =1； 當(dāng)