單片機最小硬件系統(tǒng)介紹-資料下載頁
2025-06-26 08:57本頁面
【正文】 的，因此是不可尋址的寄存器。（3）對專用寄存器只能使用直接的尋址方式，書寫時既可使用寄存器符號，也可使用寄存器單元地址。全部專用寄存器可位尋址的位共83位，這些位都具有專門的定義和用途。這樣，加上位尋址的128位，在MCS51的內(nèi)部RAM中共有128+83=211個可尋址位。 MCS51單片機的內(nèi)部程序存儲器8051片內(nèi)有4KB的ROM，8751片內(nèi)有4KB的EPROM，8031片內(nèi)無程序存儲器。MCS51的片外最多能擴張64KB程序存儲器，片內(nèi)外的ROM是統(tǒng)一編址的。 MCS51單片機的并行端口單片機芯片內(nèi)還有一項主要內(nèi)容即并行I/O口。MCS51共有4個8位的I/O口，分別記作P0、PPP3。每個口都包含一個鎖存器、一個輸出驅(qū)動器和輸入緩沖器。 時鐘電路與復(fù)位電路時鐘電路用于產(chǎn)生單片機工作所需要的時鐘信號，而時序所研究的是指令執(zhí)行中各信號之間的相互關(guān)系。單片機本身就如一個復(fù)雜的同步時序電路，為了保證同步工作方式的實現(xiàn)，電路應(yīng)在惟一的時鐘信號控制下嚴格地按時序進行工作。 時鐘電路與時序1．時鐘電路1）時鐘電路的產(chǎn)生在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，輸出端為引腳XTAL2。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，即單片機的時鐘電路。如圖115所示。時鐘電路產(chǎn)生的振蕩脈沖經(jīng)過觸發(fā)器進行二分頻之后，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30pF左右，晶體的振蕩頻率范圍是2MHz～12MHz。晶體振蕩頻率高，則系統(tǒng)的時鐘頻率也高，從而單片機運行速度也就快。通常情況下，MCS51的應(yīng)用振蕩頻率為6 MHz或12 MHz。2）引入外部脈沖信號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)當引入惟一的公用外部脈沖信號作為單片機的振蕩脈沖。 2．時序時序是用定時單位來說明的。MCS51的時序單位共有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。（1）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周期，將其定義為狀態(tài)（用S表示）。這樣，一個狀態(tài)包含兩個節(jié)拍。與前半周期對應(yīng)的節(jié)拍為節(jié)拍1（P1），與后半周期對應(yīng)的節(jié)拍為節(jié)拍2（P2）。（2）機器周期MCS51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。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S1PS1P……、S6P2。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12分頻。當振蕩脈沖頻率為12MHz時，一個機器周期為1μs；當振蕩脈沖頻率為6MHz時，一個機器周期為2μs。（3）指令周期指令周期是最大的時序定時單位，執(zhí)行一條命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。指令的執(zhí)行速度與指令所包含的機器周期有關(guān)，機器周期數(shù)越少的指令其執(zhí)行的速度越快。MCS51單片機通?？梢苑譃閱沃芷谥噶?、雙周期指令和四周期指令三種。四周期指令只有乘法和除法指令兩條，其余都為單周期和雙周期指令。單片機執(zhí)行任何一條指令時都可以分為取指令階段和執(zhí)行指令階段。MCS51的取指/執(zhí)行時序如圖117所示。由圖117可知，ALE引腳上出現(xiàn)的信號是周期性的，在每個機器周期內(nèi)出現(xiàn)兩次高電平：第一次出現(xiàn)在S1P2和S2P1其間，第二次出現(xiàn)在S4P2和S5P1其間。ALE信號每出現(xiàn)一次，CPU就進行一次取指操作，但由于不同指令的字節(jié)數(shù)和機器周期數(shù)不同，因此取指令操作也隨指令不同而有些小差異。 單片機的復(fù)位電路單片機復(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)，并從該狀態(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。實訓中已經(jīng)看出，無論是在單片機剛開始接上電源時，還是斷電后或者發(fā)生故障后都要復(fù)位，所以必須弄清楚MCS51型單片機復(fù)位的條件、復(fù)位電路和復(fù)位后狀態(tài)。9 / 10
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