【正文】 ， 它是一個(gè)復(fù)用的地址 /數(shù)據(jù)總線 。 （ 分時(shí)使用 ） 輸出地址總線低 8位 A7~A0（ 利用 ALE信號(hào)的下降沿將地址鎖存 ， 鎖存 ） 作數(shù)據(jù)總線 D7~D0。 P0口 江娟娟 安徽工程大學(xué)電氣工程學(xué)院自動(dòng)化教研室 73 P0用作通用 I/O口 P 0 . X鎖 存 器DC L01M U XV C C1amp。P 0 . X引 腳控 制 C地 址 / 數(shù) 據(jù)讀 鎖 存 器讀 引 腳寫 鎖 存 器內(nèi) 部 總 線T 1T 2在這種情況下，單片機(jī)硬件自動(dòng)使 C=0， MUX開關(guān)接向鎖存器的反相輸出端。另外，與門輸出的“ 0”使輸出驅(qū)動(dòng)器的上拉場(chǎng)效應(yīng)管 T1處于截止?fàn)顟B(tài)。因此，輸出驅(qū)動(dòng)級(jí)工 作在需外接上拉電阻的漏極開路方式。 P0用作輸出口 CPU執(zhí)行口的輸出指令，內(nèi)部數(shù)據(jù)總線上的數(shù)據(jù)在“寫鎖存器”信號(hào)的作用下由 D端進(jìn)入鎖存器，經(jīng)鎖存器的反向端送至場(chǎng)效應(yīng)管 T2，再經(jīng) T2反向，在 引腳出現(xiàn)的數(shù)據(jù)正好是內(nèi)部總線的數(shù)據(jù)。 江娟娟 安徽工程大學(xué)電氣工程學(xué)院自動(dòng)化教研室 74 數(shù)據(jù)可以讀自口的鎖存器，也可以讀自口的引腳。 這要根據(jù)輸入操作采用的是“讀鎖存器”指令還是“讀引 腳”指令來決定。 P 0 . X鎖 存 器DC L01M U XV C C1amp。P 0 . X引 腳控 制 C地 址 / 數(shù) 據(jù)讀 鎖 存 器讀 引 腳寫 鎖 存 器內(nèi) 部 總 線T 1T 2 P0用作輸入口 執(zhí)行“讀 —修改 —寫”類輸入指令時(shí)： 如： ANL P0， A，內(nèi)部產(chǎn)生的“讀鎖 存器”操作信號(hào)，使鎖存器 Q端數(shù)據(jù)進(jìn) 入內(nèi)部數(shù)據(jù)總線，在與累加器 A進(jìn)行 在執(zhí)行“ MOV”類輸入指令時(shí)（如： MOV A， P0），內(nèi)部產(chǎn)生的操作信號(hào)是 “讀引腳”。注意，在執(zhí)行該類輸入指令前要先把鎖存器寫入“ 1”，使場(chǎng)效應(yīng)管 T2截止，使引腳處于懸浮狀態(tài)，可以作為高阻抗輸入。否則，在作為輸入方 式之前曾向鎖存器輸出過“ 0”，則 T2導(dǎo)通會(huì)使引腳箝位在“ 0”電平，使輸入高 電平“ 1”無法讀入 。 邏輯運(yùn)算之后，結(jié)果又送回 P0的口鎖存器并出現(xiàn)在引腳。讀口鎖存器可以避免 因外部電路原因使原口引腳的狀態(tài)發(fā)生變化造成的誤讀。 江娟娟 安徽工程大學(xué)電氣工程學(xué)院自動(dòng)化教研室 75 P0用作地址 /數(shù)據(jù)總線 P 0 . X鎖 存 器DC L01M U XV C C1amp。P 0 . X引 腳控 制 C地 址 / 數(shù) 據(jù)讀 鎖 存 器讀 引 腳寫 鎖 存 器內(nèi) 部 總 線T 1T 2在這種情況下，單片機(jī)內(nèi)硬件自動(dòng)使 C=1， MUX開關(guān)接向反相器的輸出端，這時(shí)與門的輸出由地址 /數(shù)據(jù)線的狀態(tài)決定。 CPU在執(zhí)行輸出指令 時(shí)，低 8位地址信息和數(shù)據(jù)信息分時(shí)地出現(xiàn)在地址 /數(shù)據(jù)總線上 的狀態(tài)與地址 /數(shù)據(jù)線的信息相同。 CPU在執(zhí)行輸入指令 時(shí)，首先低 8位地址信息出現(xiàn)在地址 /數(shù)據(jù)總線上， 引腳的狀態(tài)與地址 /數(shù)據(jù)總線的地址信息相同。然后， CPU自動(dòng)地使轉(zhuǎn)換開關(guān)MUX撥向鎖存器，并向 P0口寫入 FFH，同時(shí)“讀引腳”信號(hào)有效，數(shù)據(jù)經(jīng)緩沖器進(jìn)入內(nèi)部數(shù)據(jù)總線。 江娟娟 安徽工程大學(xué)電氣工程學(xué)院自動(dòng)化教研室 76 P1口也是一個(gè)準(zhǔn)雙向 I／ O口 ， 通常作一般 I/O口使用 。 P1口 D 讀鎖存器內(nèi)部總線寫鎖存器讀引腳鎖存器 T2引腳 內(nèi)部上拉電阻P1口某位的結(jié)構(gòu)圖 amp。 D Vcc控制端地址/數(shù)據(jù)讀鎖存器內(nèi)部總線寫鎖存器讀引腳T1T2引腳 鎖存器1P0口某位的結(jié)構(gòu)圖 從結(jié)構(gòu)圖來看 ， P1口和 P0口相比 ， 少了多路轉(zhuǎn)換開關(guān) MUX。 課本 28頁 圖 28 江娟娟 安徽工程大學(xué)電氣工程學(xué)院自動(dòng)化教研室 77 D 地址讀鎖存器內(nèi)部總線寫鎖存器讀引腳鎖存器1 VccT2引腳 內(nèi)部上拉電阻控制（ 1）在結(jié)構(gòu)上比 P0口少了一個(gè)輸出轉(zhuǎn)換控制部分，多路開關(guān) MUX的倒向由 CPU命令控制，且 P2口內(nèi)部接有固定的上拉電阻 。 （ 2） P2口既可作為通用 I／ O口使用（先寫“ 1”），又可作為地址總線口，輸出高 8位地址。（ A15~A8） amp。 D Vcc控制端地址/數(shù)據(jù)讀鎖存器內(nèi)部總線寫鎖存器讀引腳T1T2引腳 鎖存器1P0口某位的結(jié)構(gòu)圖 P2口 P2口通常作為系統(tǒng)的高 8位地址 。 P2口某位的結(jié)構(gòu)圖 課本 28頁 圖 29 江娟娟 安徽工程大學(xué)電氣工程學(xué)院自動(dòng)化教研室 78 P3口與 Pl口的輸出驅(qū)動(dòng)部分及內(nèi)部上拉電阻相同，但比 P1口多了一個(gè)第二功能控制部分的邏輯電路。 D 讀鎖存器內(nèi)部總線寫鎖存器讀引腳鎖存器 VccT2引腳 內(nèi)部上拉電阻 amp。 第二輸入功能第二輸出功能P3口 P3口某位的結(jié)構(gòu)圖 D 讀鎖存器內(nèi)部總線寫鎖存器讀引腳鎖存器 T2引腳 內(nèi)部上拉電阻P1口某位的結(jié)構(gòu)圖 課本 29頁 圖 210 江娟娟 安徽工程大學(xué)電氣工程學(xué)院自動(dòng)化教研室 79 (RXD)：串行輸入端 。 (TXD)：串行輸出端 。 (INT0)：外部中斷 0輸入端 ， 低電平有效 。 (1NT1)：外部中斷 1輸入端 ， 低電平有效 。 (T0)：定時(shí)／計(jì)數(shù)器 0外部事件計(jì)數(shù)輸入端 。 (T1)：定時(shí)／計(jì)數(shù)器 1外部事件計(jì)數(shù)輸入端 。 (RD)：外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫選通信號(hào) ， 低電平有效 。 (WR)：外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀選通信號(hào)，低電平有效。 P3口的第二功能 江娟娟 安徽工程大學(xué)電氣工程學(xué)院自動(dòng)化教研室 80 P0～ P3的功能及使用時(shí)的注意事項(xiàng) 1. 在無片外擴(kuò)展存儲(chǔ)器的系統(tǒng)中，這四個(gè)端口的每一位都可以作為準(zhǔn) 雙向通用 I／ O端口使用。在具有片外擴(kuò)展存儲(chǔ)器的系統(tǒng)中， P2口作為高 8位地址線， P0口作為雙向總線，分時(shí)作為低 8位地址和數(shù)據(jù)的輸入／輸 出線。 3. P3口除了作通用 I／ O使用外，它的各位還具有第二功能。當(dāng) P3口某 一位用于第二功能作輸出時(shí)，則不能再作通用 I／ O使用。 4. 當(dāng) P0～ P3端口用作輸入時(shí)，為了避免誤讀，都必須先向?qū)?yīng)的輸出 鎖存器寫入“ l” ，使 FET截止。然后再讀端口引腳。 如： MOV P1,0FFH MOV A, P1 5. I/O口 可按字節(jié)尋址，也可按位尋址。 I/O口時(shí)，必須用上拉電阻。而 P1~P3口則不用，因?yàn)閮?nèi)部已經(jīng)有上拉電阻，不過此上拉電阻是由兩個(gè)場(chǎng)效應(yīng)管組成的等效電路。 課本 30頁 I/O端口應(yīng)用特性 江娟娟 安徽工程大學(xué)電氣工程學(xué)院自動(dòng)化教研室 81 I/O口： P0口是真正的雙向口， P1~P3是準(zhǔn)雙向口。 真正的雙向口 ：讀引腳時(shí)，先向鎖存器寫“ 1”，使 T2截止，由于 T1也截止，引腳浮空，此時(shí)端口可作高阻輸入。 準(zhǔn)雙向口 ：讀引腳時(shí)，先向鎖存器寫“ 1”，使 T2截止。此時(shí)，該位的引腳由內(nèi)部上拉電路拉成高電平，也可由外部電路拉成低電平。 。 P0口的每一位口線可以驅(qū)動(dòng) 8個(gè) LSTTL負(fù)載。 P P P3口的每一位能 驅(qū)動(dòng) 4個(gè) LSTTL負(fù)載（通常把 100μA的電流定義為一個(gè) TTL負(fù)載的電 流）。注意 P0使用時(shí)要加上拉電阻， 建議并行口輸出時(shí)都加上 1k10k的上拉電阻，接非門如 74LS04再輸出。 P0P3 口作輸出控制端時(shí)，應(yīng)盡量采用低電平控制方法，這是因?yàn)樵诘碗? 平時(shí)， I/O 口允許灌入的電流比高電平時(shí)要大，一般情況下，低電平的灌 入電流為高電平的 4 倍。 P0～ P3的功能及使用時(shí)的注意事項(xiàng) 課本 30頁 I/O端口應(yīng)用特性 江娟娟 安徽工程大學(xué)電氣工程學(xué)院自動(dòng)化教研室 82 地址線： P0低 8位地址， P2高 8地址； 數(shù)據(jù)線： P0輸入輸出 8位數(shù)據(jù)； 控制線： P3口的 8位加上 /PSEN、 ALE共同完成 控制總線。 二 、 單片機(jī)的片外三總線結(jié)構(gòu) 江娟娟 安徽工程大學(xué)電氣工程學(xué)院自動(dòng)化教研室 83 RRRRRRRRL E D 0L E D 1L E D 3L E D 2L E D 4L E D 5L E D 6L E D 789C 51+5V單片機(jī)的位處理功能很強(qiáng) ， 體現(xiàn)在： （ 1） 具有專門的位累加器 Cy； （ 2） 具有專門的位存儲(chǔ)區(qū)； （ 3） 一些特殊功能寄存器可以 位尋址； （ 4） 具有豐富的位操作指令 。 如 SETB CLR 三 、 單片機(jī)的位處理功能 江娟娟 安徽工程大學(xué)電氣工程學(xué)院自動(dòng)化教研室 84 一、 時(shí)鐘電路及工作方式 第四節(jié) MCS51單片機(jī)的時(shí)鐘與定時(shí) 時(shí)鐘電路：用于產(chǎn)生單片機(jī)工作所需要的時(shí)鐘信號(hào) 。 時(shí)序：所研究的是指令執(zhí)行中各個(gè)信號(hào)在時(shí)間上的相互關(guān)系 。 穩(wěn)定自激振蕩器 圖 211 MCS51單片機(jī)的振蕩電路 片內(nèi)振蕩器與外部諧振電路（內(nèi)部振蕩方式） ★ 振蕩電路 內(nèi)部結(jié)構(gòu)：電阻和高增益反相放大器構(gòu)成一個(gè)穩(wěn)定的自激振蕩器 。 XTAL1為輸入 ， XTAL2為輸出 ， 對(duì)應(yīng)于單片機(jī)的 1 19管腳 。 芯片外部：在 XTAL1為輸入 ， XTAL2之間接晶體振蕩器和微調(diào)電容 。 電容一般選擇 30PF(皮法 )的磁片電容 。 晶振頻率為 ~12MHZ。 單片機(jī)本身是一個(gè)復(fù)雜的同步時(shí)序系統(tǒng)，為保證同步工作方式的實(shí)現(xiàn)，單片機(jī)必須有時(shí)鐘信號(hào)，以使其系統(tǒng)在時(shí)鐘信號(hào)的控制下按時(shí)序協(xié)調(diào)工作。 課本 31頁 課本 31頁 圖 211 江娟娟 安徽工程大學(xué)電氣工程學(xué)院自動(dòng)化教研室 85 ★ 分頻電路 振蕩電路產(chǎn)生的振蕩脈沖并不能直接使用 ， 經(jīng)分頻后再為系統(tǒng)所用 。 振蕩脈沖經(jīng)過 二分頻 后才作為系統(tǒng)的 時(shí)鐘信號(hào) ， 在二分頻的基礎(chǔ)上再三分頻 產(chǎn)生 ALE信號(hào) ， 同時(shí)在 二分頻的基礎(chǔ)上再六分頻 得到 機(jī)器周期信號(hào) 。 江娟娟 安徽工程大學(xué)電氣工程學(xué)院自動(dòng)化教研室 86 從外部引入脈沖信號(hào)驅(qū)動(dòng)時(shí)鐘電路（外部振蕩方式） 在由多個(gè)單片機(jī)構(gòu)成的系統(tǒng)中 ， 為了各單片機(jī)之間時(shí)鐘信號(hào)的同步 ， 應(yīng)當(dāng)引入唯一的公用外部脈沖信號(hào)作為各單片機(jī)的振蕩脈沖 。 接法如右圖 ， 外部脈沖信號(hào)經(jīng) XTAL2引腳注入 。 對(duì)于 80C51單片機(jī) ， 外引脈沖信號(hào)需從XTAL1引腳注入 ， 而 XTAL2引腳懸空 。 江娟娟 安徽工程大學(xué)電氣工程學(xué)院自動(dòng)化教研室 87 各指令的微操作在時(shí)間上有嚴(yán)格的次序，這種微操作的時(shí)間次序我們稱作時(shí)序。 二、 CPU時(shí)序 S 1 S 2 S 3 S 4 S 5 S 6機(jī) 器 周 期 T C Y分頻器振 蕩 器晶 振 周 期時(shí) 鐘 周 期 （ S 狀 態(tài) ）8 0 C 5 1P 1P 2振蕩周期：振蕩器產(chǎn)生的振蕩脈沖的周期，也稱節(jié)拍（用 P表示）。 振蕩電路產(chǎn)生的振蕩信號(hào)并不直接為單片機(jī)所用。 課本 32頁 江娟娟 安徽工程大學(xué)電氣工程學(xué)院自動(dòng)化教研室 88 時(shí)鐘周期 單片機(jī)的基本時(shí)間單位振蕩脈沖經(jīng)二分頻后，就是單片機(jī)的時(shí)鐘信號(hào)，把時(shí)鐘信號(hào)的周期定義為時(shí)鐘周期（注意時(shí)鐘信號(hào)與振蕩脈沖之間的二分頻關(guān)系，否則會(huì)造成概念上的錯(cuò)誤），時(shí)鐘周期也稱狀態(tài)（用 S表示）。這樣，一個(gè)狀態(tài)包含兩個(gè)節(jié)拍，其前半周期對(duì)應(yīng)的節(jié)拍叫節(jié)拍 1（ P1），后半周期對(duì)應(yīng)的節(jié)拍叫節(jié)拍 2（ P2）。 機(jī)器周期 6個(gè)時(shí)鐘周期構(gòu)成一個(gè)一個(gè)機(jī)器周期。一個(gè)機(jī)器周期的寬度為 6個(gè)狀態(tài)，并依次表示為 S1~S6，而一個(gè)狀態(tài)又分為兩個(gè)節(jié)拍，因此，一個(gè)機(jī)器周期共有 12個(gè)節(jié)拍，即 S1P1， S1P2， … ， S6P2。 當(dāng)振蕩周期脈沖頻率為 12MHz時(shí)，一個(gè)機(jī)器周期為 1μs；當(dāng)振蕩周期脈沖頻率為 6MHz時(shí)，一個(gè)機(jī)器周期為 2μs。 指令周期 指令周期是指一條指令所