【正文】 ，如片內(nèi)容量不夠，片外可外擴(kuò)至 64KB。是各個功能部件的 控制寄存器 和 狀態(tài)寄存器，映射在片內(nèi) RAM區(qū)80H～ FFH內(nèi)。 （ 2） VSS（ 20腳）： 數(shù)字地 。正常工作，此腳 電平應(yīng) ≤ ?？捎米魍獠慷〞r或觸發(fā)信號。作為通用 I/O輸入，應(yīng)先向端口寫入 1。 P2口 也可作為普通的 I/O口 使用。第二功能定義 見 表 21，應(yīng)熟記。 為什么 P0口要有高阻“懸浮”態(tài)？ 準(zhǔn)雙向 I/O口則無高阻的“懸浮”狀態(tài)。“ A”與“ Acc” 書寫上的差別，將在第 3章介紹。在算術(shù)和邏輯運(yùn)算時，若有 進(jìn)位 /借位 ， Cy＝ 1；否則， Cy＝ 0。如果結(jié)果產(chǎn)生溢出， OV=1；否則， OV=0。 程序計(jì)數(shù)器 PC是一個獨(dú)立的 16位計(jì)數(shù)器，不可訪問。 存儲器空間可分為 4類 。 ３ .特殊功能寄存器 SFR （ Special Function Register） 片內(nèi)各功能部件的控制寄存器及狀態(tài)寄存器。 =1時， CPU從片內(nèi) 0000H開始取指令， 當(dāng) PC值沒有超出 0FFFH時，只訪問片內(nèi) Flash 存儲器， 當(dāng) PC值超出0FFFH自動轉(zhuǎn)向讀片外程序存儲器空間 1000H～ FFFFH 內(nèi)的程序。 圖 24為片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲器的結(jié)構(gòu)。 特殊功能寄存器 映射在片內(nèi) RAM的 80H～ FFH 區(qū)域 中，共 26個 。單片機(jī) 復(fù)位 后， SP為 07H，使得堆棧實(shí)際上從 08H單元開始， 由于 08H～ 1FH單元分別是屬于 1～ 3組的工作寄存器區(qū)， 最好在復(fù)位 后 把SP值改置為 60H或更大的值 ，避免堆棧與工作寄存器沖突。 兩種操作： 數(shù)據(jù)壓入 （ PUSH） 堆棧， 數(shù)據(jù)彈出 （ POP） 堆棧。 0： WDT溢出時，在 RST引腳輸出一個高電平脈沖； 1： RST引腳僅為輸入腳。 第 2章 單片機(jī)硬件結(jié)構(gòu) 49 5. AUXR1寄存器 AUXR1是輔助寄存器，格式如 圖 26所示 ： DPS： 數(shù)據(jù)指針寄存器選擇位。 可被位尋址的 特殊寄存器 有 11個 ，共有位地址 88個， 5個位未用，其余 83個位的位地址離散地分布于片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲器區(qū)字節(jié)地址為 80H～ FFH的范圍內(nèi)，其 最低的位地址等于其字節(jié)地址 ，且其字節(jié)地址的 末位都為 0H或 8H。 （ 2）兩個三態(tài)的數(shù)據(jù)輸入緩沖器，分別是用于 讀鎖存器數(shù)據(jù) 的輸入緩沖器 BUF1和 讀引腳數(shù)據(jù) 的輸入緩沖器 BUF2。 當(dāng) P0口作為 數(shù)據(jù) 輸入時 ，僅從外部存儲器（或 I/O）讀入信息，對應(yīng)的“控制”信號為 0， MUX接通鎖存器的 端。 P0口作輸入口 使用時，有 兩種讀入方式 ： “讀鎖存器” 和“讀引腳” 。 第 2章 單片機(jī)硬件結(jié)構(gòu) 63 P1口 單功能的 I/O口， 字節(jié)地址為 90H，位地址為 90H～ 97H。 “讀鎖存器”時 ，鎖存器的輸出端 Q的狀態(tài)經(jīng)輸入緩沖器 BUF1進(jìn)入內(nèi)部總線； “讀引腳”時 ， 先向鎖存器寫 1，使場效應(yīng)管截止， 輸入緩沖器 BUF2進(jìn)入內(nèi)部總線。 （ 4）輸出驅(qū)動電路，由場效應(yīng)管（ FET）和內(nèi)部上拉電阻組成。功能與 P1口一樣。 （ 3）輸出驅(qū)動，由與非門、場效應(yīng)管（ FET）和內(nèi)部上拉電阻組成。 第 2章 單片機(jī)硬件結(jié)構(gòu) 75 3． P3口的特點(diǎn) P3口內(nèi)部 有上拉電阻 ， 無 高阻抗輸入態(tài) 準(zhǔn)雙向口 。 當(dāng) P0口 某位為 高電平 時，可提供 400?A的電流； 當(dāng) P0口某位為 低電平 （ ）時，可提供 流 。 第 2章 單片機(jī)硬件結(jié)構(gòu) 78 （ a） 不恰當(dāng)?shù)倪B接：高電平驅(qū)動 （ b） 恰當(dāng)?shù)倪B接：低電平驅(qū)動 圖 212 發(fā)光二極管與 AT89S51并行口的直接連接 第 2章 單片機(jī)硬件結(jié)構(gòu) 79 時鐘電路與時序 時鐘電路產(chǎn)生 AT89S51工作時所 必需的控制信號 ，在時鐘信號的控制下，嚴(yán)格按時序執(zhí)行指令。電容大小會影響振蕩器頻率高低、振蕩器的穩(wěn)定性和起振的快速性。 第 2章 單片機(jī)硬件結(jié)構(gòu) 83 2．外部時鐘方式 用現(xiàn)成的外部振蕩器產(chǎn)生脈沖信號， 常用于 多片 AT89S51同時工作，以便于多片 AT89S51單片機(jī)之間的同步，一般為低于12MHz的方波。 2．機(jī)器周期 CPU完成一個基本操作所需時間為 機(jī)器周期 。簡單的 單字節(jié)指令 ，取出指令立即執(zhí)行， 只需 一個機(jī)器周期 的時間 。 第 2章 單片機(jī)硬件結(jié)構(gòu) 89 復(fù)位操作還對 其他一些寄存器 有影響，這些寄存器復(fù)位時的狀態(tài) 見 表 27。 最簡單的上電自動復(fù)位電路如 圖 218所示。圖中阻容參數(shù)適于 6MHz時鐘。 圖 223 特殊功能寄存器 PCON的格式 PCON寄存器各位定義： SMOD： 串行通信波特率選擇（該位見第 7章的介紹）。 2. 空閑模式退出 兩種方法退出 ， 響應(yīng)中斷方式 ， 硬件復(fù)位方式 。 由于沒有時鐘信號，內(nèi)部的 所有功能部件均停止工作 ，但片內(nèi) RAM和 SFR的原來的內(nèi)容都被保留 ，有關(guān) 端口的輸出狀態(tài)值 都 保存在對應(yīng)的特殊功能寄存器中 。中斷方式退出掉電模式時，應(yīng)使中斷輸入保持足夠長時間的低電平，以使振蕩器達(dá)到穩(wěn)定。 。在 外部中斷引腳保持低電平 時，為防止 WDT溢出復(fù)位，在系統(tǒng)進(jìn)入掉電模式前先對寄存器 WDTRST復(fù)位。硬件復(fù)位時要重新初始化 SFR，但不改變片內(nèi) RAM的內(nèi)容。當(dāng)執(zhí)行完中斷服務(wù)程序返回時，將從設(shè)置空閑模式指令的下一條指令（斷點(diǎn)處）繼續(xù)執(zhí)行程序。 GF GF0： 通用標(biāo)志位，兩個標(biāo)志位用戶使用。單穩(wěn)電路如 圖 22174LS122 ，實(shí)驗(yàn)表明，電容 C 的選擇約為 ?F較好。 第 2章 單片機(jī)硬件結(jié)構(gòu) 92 圖 217 片內(nèi)復(fù)位電路結(jié)構(gòu) 圖 218 上電復(fù)位電路 第 2章 單片機(jī)硬件結(jié)構(gòu) 93 上電自動復(fù)位 是給電容 C 充電加給 RST引腳一個 短的高電平信號 ，此信號隨著 VCC對電容 C 的充電過程而逐漸回落，即 RST引腳上的 高電平持續(xù)時間 取決于電容 C 充電時間 。 在某些控制應(yīng)用中，要 注意考慮 P0～ P3引腳的高電平 對接在這些引腳上的外部電路的影響 。 從指令執(zhí)行時間看 : ? 單字節(jié)和雙字節(jié) 指令 一般為單機(jī)器周期 和 雙機(jī)器周期 。每個機(jī)器周期完成一個 基本操作 ，如取指令、讀或?qū)憯?shù)據(jù)等。 圖 214 AT89S51的外部時鐘方式電路 第 2章 單片機(jī)硬件結(jié)構(gòu) 84 3．時鐘信號的輸出 當(dāng)使用片內(nèi)振蕩器， XTAL XTAL2引腳還能為應(yīng)用系統(tǒng)中的其他芯片提供時鐘，但需增加驅(qū)動能力。晶體頻率越高， 單片機(jī)速度就越快 。 CPU發(fā)的 時序信號 兩類 ， 一類 用對片內(nèi)各個功能部件控制，用戶無須了解； 另一類 用于對片外存儲器或 I/O口的控制 ，這部分時序?qū)τ诜治?、設(shè)計(jì)硬件接口電路 至關(guān)重要 。所以， 任何一個口要想獲得較大的驅(qū)動能力，只能用 低電平 輸出。實(shí)際應(yīng)用中，由于復(fù)位后 P3口鎖存器自動置 1，滿足第二功能所需的條件，所以不需任何設(shè)置工作，就可以進(jìn)入第二功能操作。 當(dāng)?shù)诙敵鰹?1時，場效應(yīng)管截止， 1； 當(dāng)?shù)诙敵鰹?0時，場效應(yīng)管導(dǎo)通， 0。 第 2章 單片機(jī)硬件結(jié)構(gòu) 71 P3口 由于 引腳數(shù)目有限 ，在 P3口 增加了第二功能 。當(dāng) “地址”為0時，場效應(yīng)管導(dǎo)通， P2口引腳輸出 為 0；當(dāng) “地址”線為 1時，場效應(yīng)管截止， P2口引腳輸出 1。 P1口 “讀引腳”輸入 時，必須 先向鎖存器寫入 1。 1．位電路結(jié)構(gòu) P1口位電路結(jié)構(gòu)由以下 三部分組成 ： （ 1）一個數(shù)據(jù)輸出鎖存器，用于輸出數(shù)據(jù)位的鎖存。 第 2章 單片機(jī)硬件結(jié)構(gòu) 62 3． P0口的特點(diǎn) P0口為 雙功能口 —— 地址 /數(shù)據(jù)復(fù)用 口和 通用 I/O口。 具有 高阻抗輸入的 I/O口 應(yīng)具有 高電平 、 低電平 和 高阻抗 3種狀態(tài) 的端口。 MUX由“控制”信號控制，實(shí)現(xiàn)鎖存器的輸出和地址 /數(shù)據(jù)信號之間的轉(zhuǎn)接。 從圖中可 清楚看出各類存儲器在存儲器空間的位置。 圖 26 AUXR1寄存器的格式 第 2章 單片機(jī)硬件結(jié)構(gòu) 50 6. 看門狗定時器 WDT WDT包含一個 14位計(jì)數(shù)器 和 看門狗定時器復(fù)位寄存器 —— （ WDTRST）。 0： WDT在空閑模式下繼續(xù)計(jì)數(shù)； 1： WDT在空閑模式下暫停計(jì)數(shù)。 第 2章 單片機(jī)硬件結(jié)構(gòu) 45 2．寄存器 B 為執(zhí)行乘法和除法 而 設(shè)。 第 2章 單片機(jī)硬件結(jié)構(gòu) 44 1．堆棧指針 SP （ 1）保護(hù)斷點(diǎn)。 與 AT89C51相比， 新增 5個 SFR： DP1L、 DP1H、 AUXR、AUXR1和 WDTRST，已在 表 24中標(biāo)出。可通過指令改變 RS RS0兩位 來選擇。不理會片內(nèi) 4KB Flash 存儲器。 ４ .位地址空間 共有 211個 可尋址位，構(gòu)成了位地址空間。 片內(nèi) 4KB Flash ，編程和擦除完全是電氣實(shí)現(xiàn)。 第 2章 單片機(jī)硬件結(jié)構(gòu) 32 PC工作過程是 ： CPU讀指令時， PC的內(nèi)容作為所取指令的地址，程序存儲器按此地址輸出指令字節(jié)，同時 PC自動加 1。 第 2章 單片機(jī)硬件結(jié)構(gòu) 30 P=1， 表示 A中“ 1”的個數(shù)為 奇數(shù) 。 （ 2） Ac（ ）輔助進(jìn)位標(biāo)志位 在 BCD碼運(yùn)算時，用作十進(jìn)位調(diào)整。 （ 2）數(shù)據(jù)傳送大多都通過累加器 A，相當(dāng)于數(shù)據(jù)的中轉(zhuǎn)站。 以上的準(zhǔn)雙向口與雙向口的差別，讀者在閱讀 ，將會有深刻的理解。作為通用的 I/O口使用時，為準(zhǔn)雙向口，這時需加上拉電阻。 P2口可驅(qū)動 4個 LS型TTL負(fù)載 。 第 2章 單片機(jī)硬件結(jié)構(gòu) 21 （ 2） P1口： 8位，準(zhǔn)雙向 I/