【正文】 讀引腳 地址 控制 VCC R T P2口引腳 P3口 P3口的字節(jié)地址為 0B0H，位地址為 0B0H～ 0B07H， P3口的口線邏輯電路如圖下所示。 D Q CLK Q 讀 鎖存器 內(nèi)部總線 寫鎖存器 讀 引腳 VCC R T P3口引腳 第二 輸入功能 第二 輸出功能 W P3口的特點在于，為適應(yīng)引腳信號第二功能的需要，增加了第二功能控制邏輯。由于第二功能信號有輸入和輸出兩類，因此分兩種情況說明。 D Q CLK Q 讀 鎖存器 內(nèi)部總線 寫鎖存器 讀 引腳 VCC R T P3口引腳 第二 輸入功能 第二 輸出功能 W 對于第二功能為輸出的信號引腳，當(dāng)作為 I/O使用時，第二功能信號引線應(yīng)保持高電平，與非門開通，以維持從鎖存器到輸出端數(shù)據(jù)輸出通路的暢通。當(dāng)輸出第二功能信號時，該位的鎖存器應(yīng)置 “ 1”，使與非門對第二功能信號的輸出是暢通的，從而實現(xiàn)第二功能信號的輸出。 D Q CLK Q 讀 鎖存器 內(nèi)部總線 寫鎖存器 讀 引腳 VCC R T P3口引腳 第二 輸入功能 第二 輸出功能 W 對于第二功能為輸入的信號引腳，在口線的輸入通路上增加了一個緩沖器，輸入的第二功能信號就從這個緩沖器的輸出端取得。而作為 I/O使用的數(shù)據(jù)輸入，仍取自三態(tài)緩沖器的輸出端。不管是作為輸入口使用還是第二功能信號輸入，輸出電路中的鎖存器輸出和第二功能輸出信號線都應(yīng)保持高電平。 D Q CLK Q 讀 鎖存器 內(nèi)部總線 寫鎖存器 讀 引腳 VCC R T P3口引腳 第二 輸入功能 第二 輸出功能 W MCS－ 51單片機時鐘電路與時序 ? 在 MCS51芯片內(nèi)部有一個高增益反相放大器，其輸入端為芯片引腳 XTAL1，其輸出端為引腳 XTAL2 。而在芯片的外部， XTAL1和 XTAL2之間跨接晶體振蕩器和微調(diào)電容，從而構(gòu)成一個穩(wěn)定的自激振蕩器，這就是單片機的時鐘電路，如下圖所示。 時鐘電路 1X T A L 1X T A L 2C1C2晶振8051至內(nèi)部時鐘電路1 時鐘電路的產(chǎn)生 ? 振蕩脈沖經(jīng)過觸發(fā)器進(jìn)行二分頻之后，才成為單片機的時鐘脈沖信號。請讀者特別注意時鐘脈沖與振蕩脈沖之間的二分頻關(guān)系，否則會造成概念上的錯誤。 ? 一般地，電容 C1和 C2取 30 pF左右，晶體的振蕩頻率范圍是 ～ 12 MHz。晶體振蕩頻率高，則系統(tǒng)的時鐘頻率也高，單片機運行速度也就快。 MCS51在通常應(yīng)用情況下，使用振蕩頻率為 6 MHz或 12 MHz。 1X T A L 1X T A L 2C1C2晶振8051至內(nèi)部時鐘電路? 12M主要是在高速串行通信的情況下才使用。隨著技術(shù)的發(fā)展，單片機的時鐘頻率也在逐步提高，現(xiàn)在高速芯片已達(dá)到 40MHz。 ? 定時振蕩器的工作可由專用寄存器 PCON的 PD位進(jìn)行控制，把 PD位置“ 1”，振蕩器停止工作，系統(tǒng)進(jìn)入低功耗狀態(tài)。 ? 在由多片單片機組成的系統(tǒng)中，為了各單片機之間時鐘信號的同步，應(yīng)當(dāng)引入惟一的公用外部脈沖信號作為各單片機的振蕩脈沖。這時，外部的脈沖信號是經(jīng)XTAL2引腳注入，其連接如下圖所示。 ? 注意，外接的脈沖信號應(yīng)當(dāng)是高低電平持續(xù)時間大于20ns的方波，且脈沖頻率應(yīng)低于 12MH中。對于 80C51單片機，情況有些不同，外引脈沖信號需從 XTAL1引腳注入，而 XTAL2引腳懸空，其電路見右下圖。 80511X T A L 1X T A L 2V S STTL外部時鐘信號V C C2 引入外部脈沖信號 單片機執(zhí)行指令是在時序電路的控制下一步一步進(jìn)行的。 MCS51的時序定時單位共有 4個，從小到大依次是：節(jié)拍、狀態(tài)、機器周期和指令周期。下面分別加以說明。 ? 節(jié)拍與狀態(tài) 把振蕩脈沖的周期定義為節(jié)拍（用 P表示）。振蕩脈沖經(jīng)過二分頻后，就是單片機的時鐘信號的周期，其定義為狀態(tài)（用 S表示）。這樣，一個狀態(tài)就包含兩個節(jié)拍，具前半周期對應(yīng)的拍節(jié)叫節(jié)拍 1（ P1），后半周期對應(yīng)的節(jié)拍叫節(jié)拍 2(P2）。 時序定時單位 ? 機器周期 MCS51采用同步控制方式 , 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。由于一個狀態(tài)又包括兩個節(jié)拍，因此，一個機器周期總共有 12個節(jié)拍，分別記作 S1P S1P … 、S6P2。由于一個機器周期共有 12個振蕩脈沖周期 , 因此機器周期就是振蕩脈沖的十二分頻。 當(dāng)振蕩脈沖頻率為 12 MHz時，一個機器周期為 1μs ；當(dāng)振蕩脈沖頻率為 6 MHz時，一個機器周期為 2μs 。 ? 指令周期 指令周期是最大的時序定時單位 , 執(zhí)行一條指令所需要的時間稱為指令周期。它一般由若干個機器周期組成。不同的指令，所需要的機器周期數(shù)也不相同。通常，包含一個機器周期的指令稱為單周期指令，包含兩個機器周期的指令稱為雙周期指令，等等 ? MCS51共有 111條指令，全部指令按其長度可分為單字節(jié)指令、雙字節(jié)指令和三字節(jié)指令。執(zhí)行這些指令所需要的機器周期數(shù)目是不同的。概括起來共有以下幾種情況：單字節(jié)指令單機器周期和單字節(jié)指令雙機器周期；雙字節(jié)指令單機器周期和雙字節(jié)指令雙機器周期；三字節(jié)的指令都是雙機器周期，而單字節(jié)的乘除指令則為四機器周期。 ? 下圖所表示的是幾種典型單機器周期和雙機器周期的時序。圖中的 ALE信號是為地址鎖存而定義。該信號每有效一次對應(yīng)單片機進(jìn)行的一次讀指令操作。 ALE信號以振蕩脈沖六分之一的頻率出現(xiàn)，因此在一次機器周期中， ALE信號兩次有效，第一次在 S1P2和 S2P1期間，第二次在 S4P2和 S5P1。有效寬度為一個狀態(tài)。 典型指令時序 ? （ a） ， （ b） 所示分別給出了單字節(jié)單周期和雙字節(jié)單周期指令的時序 。 單周期指令的執(zhí)行始于 S1P2， 這時操作碼被鎖存到指令寄存器內(nèi) 。 若是雙字節(jié) ， 則在同一機器周期的 S4讀第二字節(jié) 。 若是單字節(jié)指令 ， 則在 S4仍有讀操作 ， 但被讀入的字節(jié)無效 ， 且程序計數(shù)器 PC并不增量 。 ? （ c） 給出了單字節(jié)雙周期指令的時序 ， 兩個機器周期內(nèi)進(jìn)行 4次讀操作碼操作 。 因為是單字節(jié)指令 ， 所以 ， 后三次讀操作都是無效的 。 ? （ d） MOVX類指令情況有所不同。因為執(zhí)行這類指令時，先在 ROM讀指令，然后對外部 RAM進(jìn)行讀／寫操作。第一機器周期時，與其它指令一樣，第一次讀指令（操作碼）有效，第二次讀指令操作無效。第二機器周期時，進(jìn)行外部 RAM訪問，此時與 ALE信號無關(guān)。因此不產(chǎn)生指令操作。 ? 單片機復(fù)位是使 CPU和系統(tǒng)中的其他功能部件都處在一個確定的初始狀態(tài)，并從這個狀態(tài)開始工作，例如復(fù)位后 PC=0000H，使單片機從第一個單元取指令。除PC之外，其它專用寄存器狀態(tài)如下表所示。 MCS51單片機工作方式 復(fù)位方式和復(fù)位電路 ? 單片機復(fù)位的條件是：必須使 RST/VPD 或 RST引腳 （ 9）加上持續(xù)兩個機器周期 （ 即 24個振蕩周期 ） 的高電平 。例如 ， 若時鐘頻率為 12 MHz， 每機器周期為 1?μs ，則只需 2μs 以上時間的高電平 ， 在 RST引腳出現(xiàn)高電平后的第二個機器周期執(zhí)行復(fù)位 。 ? 注意： (1) 復(fù)位后 PC值為 0000H，表明復(fù)位后程序從 0000H開始執(zhí)行。 (2) SP值為 07H，表明堆棧底部在 07H。一般需重新設(shè)置 SP值。 (3) P0～ P3口值為 FFH。 P0～ P3口用作輸入口時，必須先寫入 “ 1”。單片機在復(fù)位后，已使 P0～ P3口每一端線為 “ 1”，為這些端線用作輸入口做好了準(zhǔn)備 。 補充題： ，有兩種功能？分別是什么功能？ ， P2口是否可以再作為通用 I/O口？ 3. 某控制程序有如下片段： MOV P1， 00H MOV A， P1 執(zhí)行后結(jié)果不正常，請問為什么會出現(xiàn)這種情況，如何修改程序，才能保證輸入的數(shù)據(jù)正常？ … ? P37練習(xí)題 （一）問答題 7 、 8 填空題、選擇題做在書上。 自學(xué) 課。