單片機原理與應用課件(編輯修改稿)
2024-10-27 15:54 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 2章 MCS51系列單片機結構和工作原理 4．數(shù)據(jù)指針 DPTR 由于 8051單片機可以外接 64K的數(shù)據(jù)存儲器和 1/0接口電路，故單片機內(nèi)設置了 16位的數(shù)據(jù)指針 DPTR。它用于存放 16位的地址，作為訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時的地址。編程時， DPTR既可按 16位寄存器使用，也可以按兩個 8位寄存器分開使用，即 DPH為 DPTR的高8位， DPL為 DPTR的低 8位。 控制器 第 2章 MCS51系列單片機結構和工作原理 復位是單片機整個系統(tǒng)的初始化操作，其主要功能是把 PC初始化為 0000H，使單片機從 0000H地址單元開始執(zhí)行程序。當程序運行出錯或操作錯誤使系統(tǒng)處于死鎖狀態(tài)時，為擺脫困境，可以按復位鍵以重新啟動，也可以通過監(jiān)視定時器來系統(tǒng)復位。復位操作還對單片機的個別引腳信號有影響。例如，在復位期間， ALE和 PSEN信號變?yōu)闊o效狀態(tài)，即 ALE=1，PSEN=1。 復位及復位電路 第 2章 MCS51系列單片機結構和工作原理 MCS51系列 單 片機的 復 位 電 路如 圖 24所示。在 RST輸 入端出 現(xiàn) 高 電 平 時實現(xiàn)復 位和初始化 復位及復位電路 第 2章 MCS51系列單片機結構和工作原理 寄存器 內(nèi) 容 PC 0000H ACC 00H B 00H PSW 00H SP 07H DPTR 0000H P0P3 0FFH IP 00000B IE 0 00000B TMOP 00H TCON 00H TH0 00H TL0 00H TH1 00H TL1 00H SCON 00H SBUF 不定 PCON 0 0000B 表 25復位后的內(nèi)部寄存器狀態(tài)表 復位及復位電路 第 2章 MCS51系列單片機結構和工作原理 單片機時鐘與時序 CPU的功能，總的來說，就是以不同的方式，執(zhí)行各種指令。不同的指令其功能各不相同，有的指令涉及 CPU與各寄存器之間的關系；有的指令涉及單片機核心電路內(nèi)部各功能部件的關系；有的則與外部部件有關系。 CPU是通過復雜的時序電路來完成不同的指令功能的。事實上，控制器按指令的功能發(fā)出一系列在時間上有一定次序的電脈信號，控制和啟動以部分邏輯電路，完成某種操作。在什么時刻發(fā)出什么控制信號，去啟動何種部件工作，這就是 CPU的時序。 CPU芯片一旦完成，“時序”就固定了。時鐘可以看成是主頻，時序可以看成是一個操作個部分電路產(chǎn)生的脈沖對照圖。 第 2章 MCS51系列單片機結構和工作原理 時鐘電路是用于產(chǎn)生單片機工作時所需的時鐘信號的電路。 MCS51系列單片機芯片內(nèi)部有一個由反向放大器構成的振蕩電路， XTAL1為振蕩電路的輸入端，而 XTAL2為振蕩電路的輸出端。單片機系統(tǒng)時鐘是利用其內(nèi)部的振蕩電路在 XTAL1和 XTAL2引腳上外接石英晶體振蕩器 (簡稱晶振 )，使內(nèi)部振蕩器產(chǎn)生自激振蕩而產(chǎn)生的。 8051的時鐘電路，如圖 25所示。 第 2章 MCS51系列單片機結構和工作原理 圖 25 80C51單片微機的時鐘電路 第 2章 MCS51系列單片機結構和工作原理 MCS51的內(nèi)部時鐘電路如圖 26所示。在 XTAL1和 XTAL2引腳上外接定時元件就能構成自激振蕩電路。定時元件通常采用石英晶體和電容組成的并聯(lián)諧振電路。電容器 C1和 C2主要起頻率微調(diào)作用，電容可值為 30pf左右（外界晶體時）或 40pf左右（外接陶瓷諧振器時）。 第 2章 MCS51系列單片機結構和工作原理 12Y1XTALXTAL1XTAL2U130pFC1Cap30pFC2CapGND 第 2章 MCS51系列單片機結構和工作原理 MCS51的外部時鐘電路如圖 27所示。XTAL2接外部振蕩器， XTAL1接地。由于反相放大器一側的 XTAL2端的邏輯電平不是標準的TTL電平，故須加上上拉電阻。一般采用頻率低于 12MHz的方波信號。 第 2章 MCS51系列單片機結構和工作原理 第 2章 MCS51系列單片機結構和工作原理 時序定時單位 8051單片機執(zhí)行指令是在時序電路的控制下一步一步進行的。時序是用定時單位來說明的。 8051的時序定時單位共有 4個： 節(jié)拍、狀態(tài)、機器周期和指令周期 第 2章 MCS51系列單片機結構和工作原理 ?節(jié)拍 P：把振蕩脈沖的周期稱為節(jié)拍，為最小的時序單位。 ?狀態(tài) S：一個狀態(tài) S包含兩個節(jié)拍，其前半周期對應的節(jié)拍叫 P1，后半周期對應的節(jié)拍叫 P2。 時序定時單位 第 2章 MCS51系列單片機結構和工作原理 ?機器周期： 8051采用定時控制方式，因此它有固定的機器周期。規(guī)定一個機器周期的寬度為 6個狀態(tài)，并依次表示為 S1～ S6，即一個機器周期共有12個振蕩脈沖周期，因此機器周期就是振蕩脈沖
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