【正文】 一個機器周期的寬度為 6個狀態(tài)，并依次表示為 S1~S6，而一個狀態(tài)又分為兩個節(jié)拍，因此，一個機器周期共有 12個節(jié)拍，即 S1P1， S1P2， … ， S6P2。 振蕩電路產(chǎn)生的振蕩信號并不直接為單片機所用。 接法如右圖 ， 外部脈沖信號經(jīng) XTAL2引腳注入 。 單片機本身是一個復(fù)雜的同步時序系統(tǒng)，為保證同步工作方式的實現(xiàn)，單片機必須有時鐘信號，以使其系統(tǒng)在時鐘信號的控制下按時序協(xié)調(diào)工作。 XTAL1為輸入 ， XTAL2為輸出 ， 對應(yīng)于單片機的 1 19管腳 。 二 、 單片機的片外三總線結(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單片機的位處理功能很強 ， 體現(xiàn)在： （ 1） 具有專門的位累加器 Cy； （ 2） 具有專門的位存儲區(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 。 P P P3口的每一位能 驅(qū)動 4個 LSTTL負(fù)載（通常把 100μA的電流定義為一個 TTL負(fù)載的電 流）。 準(zhǔn)雙向口 ：讀引腳時，先向鎖存器寫“ 1”，使 T2截止。 I/O口時，必須用上拉電阻。當(dāng) P3口某 一位用于第二功能作輸出時，則不能再作通用 I／ O使用。 (WR)：外部數(shù)據(jù)存儲器讀選通信號，低電平有效。 (1NT1)：外部中斷 1輸入端 ， 低電平有效 。 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。 （ 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。 江娟娟 安徽工程大學(xué)電氣工程學(xué)院自動化教研室 76 P1口也是一個準(zhǔn)雙向 I／ O口 ， 通常作一般 I/O口使用 。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，單片機內(nèi)硬件自動使 C=1， MUX開關(guān)接向反相器的輸出端，這時與門的輸出由地址 /數(shù)據(jù)線的狀態(tài)決定。否則，在作為輸入方 式之前曾向鎖存器輸出過“ 0”，則 T2導(dǎo)通會使引腳箝位在“ 0”電平，使輸入高 電平“ 1”無法讀入 。 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。另外，與門輸出的“ 0”使輸出驅(qū)動器的上拉場效應(yīng)管 T1處于截止?fàn)顟B(tài)。 ” (2)P0口作為 單片機系統(tǒng)的地址 /數(shù)據(jù)線 使用； 訪問外部存儲器時 ， 它是一個復(fù)用的地址 /數(shù)據(jù)總線 。 并行 I/O口 課本 27頁 圖 27 江娟娟 安徽工程大學(xué)電氣工程學(xué)院自動化教研室 72 P0口的位結(jié)構(gòu)與功能： 8位漏極開路型雙向并行 I／ O口 。 ▲ P0口：訪問片外擴(kuò)展存儲器時，復(fù)用為低 8位地址線和數(shù)據(jù)線； ▲ P2口：高 8位地址線； ▲ P1口：雙向 I/O端口； ▲ P3口：第二功能。 n單元第 n位表示：如 27單元第 6位表示為。 （ 3）片外數(shù)據(jù)存儲器與片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲器的操作指令亦不同 (對片外 RAM用MOVX指令 )，所以也允許兩者的地址重復(fù)，內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲器的地址 00FFH，外部擴(kuò)展數(shù)據(jù)存儲器的地址可以從 0000HFFFFH。 可以把 I/O口當(dāng)作 —般的專用寄存器來使用 ， 沒有專門設(shè)置的口操作指令 ， 全部采用統(tǒng)一的MOV指令 。 在 MCS51單片機中 ， 既有與子程序調(diào)用和中斷程序相伴隨 自動進(jìn)棧和出棧 ， 還有對堆棧的進(jìn)棧和出棧指令 （ PUSH、 POP） 操作 。 如不重新定義 ， 則以 07H為棧底 ， 壓棧的內(nèi)容從 08H單元開始存放 。 不論是數(shù)據(jù)進(jìn)棧還是數(shù)據(jù)出棧 ， 都是對棧 頂單元進(jìn)行的 ， 即對棧頂單元的寫和讀操作 。 特殊功能寄存器的功用 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 Cy AC F0 RS1 RS0 OV P CY：進(jìn)位標(biāo)志位 AC：半進(jìn)位標(biāo) F0：用戶標(biāo)志位 RS RS0：工作寄存器組選擇 OV：溢出標(biāo)志 P：奇偶標(biāo)志 , A中 1的個數(shù)為奇數(shù) P = 1；否則 P = 0。 課本 21頁 表 22 江娟娟 安徽工程大學(xué)電氣工程學(xué)院自動化教研室 62 標(biāo)識符 名 稱 地址 *Acc 累加器 E0H *B B寄存器 F0H *PSW 程序狀態(tài)字 D0H SP 堆棧指針 81H DPTR 數(shù)據(jù)指針 (DPH和 DPL) 82H,83H *P0 口 0 80H *P1 口 1 90H *P2 口 2 A0H *P3 口 3 B0H *IP 中斷優(yōu)先級寄存器 B8H *IE 中斷控制寄存器 A8H TMOD 定時器方式寄存器 89H *TCON 定時器控制寄存器 88H 標(biāo)識符 名 稱 地址 TH0 計數(shù)器 0高位 8CH TL0 計數(shù)器 0低位 8AH TH1 計數(shù)器 1高位 8DH TL1 計數(shù)器 1低位 8BH *SCON 串行口控制 98H SBUF 串行數(shù)據(jù)緩沖器 99H PCON 電源控制 97H 特殊功能寄存器地址空間 課本 21頁 表 22 江娟娟 安徽工程大學(xué)電氣工程學(xué)院自動化教研室 63 ACC —累加器 A在大部分的算術(shù)運算中存放某個操作數(shù)和運算結(jié)果 。 程序計數(shù)器 PC不占據(jù) RAM單元 ， 在除 PC外的專用寄存器SFR中 ， 有 12個專用寄存器既可字節(jié)尋址 ， 又可位尋址 。 這 16個單元共有 16 8＝ 128位 。 江娟娟 安徽工程大學(xué)電氣工程學(xué)院自動化教研室 59 數(shù)據(jù)存儲器 課本 20頁 課本 17頁 江娟娟 安徽工程大學(xué)電氣工程學(xué)院自動化教研室 60 數(shù)據(jù)存儲器地址空間由內(nèi)部和外部數(shù)據(jù)存儲器空間組成 。 ★ P3口線的第二功能 除此之外，腳 腳 31和腳 9均可以被復(fù)用。 ?EA*/VPP——程序存儲器有效地址， EA=1從內(nèi)部開始執(zhí)行程序； EA=0從外部開始執(zhí)行程序 . 電源引腳 2根 VCC， VSS（ GND） ——電源和地 +5V電源供電。 （ 3） DPTR用戶可讀 /寫。 （ 4） PC有自動加 1功能，從而實現(xiàn)程序的順序執(zhí)行。 ☆ 算術(shù)邏輯單元 ALU ☆ 累加器 A（ ACC） ☆ 寄存器 B ☆ 程序狀態(tài)字 PSW PSW用來存放程序運行的狀態(tài)信息。 （ 2）不在執(zhí)行乘除指令的情況下，可以把寄存器 B當(dāng)作一個普通的寄存器使用。 功能： 讀入、分析每條指令，根據(jù)指令要求，控制部件完成特定的功能。芯片內(nèi)的地址信號、數(shù)據(jù)信號和控制信號是通過總線傳遞的。 ※ 串行口：一個全雙工串行口。 ※ 內(nèi)部 RAM：共有 128個 RAM單元（ 52系列為 256B），用來存儲單片機運行期間的工作變量、運算的中間結(jié)果、數(shù)據(jù)暫存和緩沖、標(biāo)志位等。 江娟娟 安徽工程大學(xué)電氣工程學(xué)院自動化教研室 42 、反碼、補碼 特點： ⑴ 8位二進(jìn)制數(shù)表示原碼 、 反碼 、 補碼的范圍 (127~+12 127~+12 128~+127) ⑵ 補碼的運算 在微型計算機中 ， 帶符號數(shù)用補碼表示 ， 減法可用補碼相加來實現(xiàn) ， 運算結(jié)果為補碼 。 真值：機器數(shù)所表示的真實的數(shù)值。 有符號數(shù)的定義 計算機中有符號數(shù)的表示方法： 將二進(jìn)制數(shù)的 最高位 定義為 符號位，符號位 =0， 是 正數(shù) 符號位 =1， 是 負(fù)數(shù) 無符號數(shù) 一個 N位的無符號二進(jìn)制數(shù) X的表示范圍為 [0,2n1],若運算結(jié)果超出這個范圍 ,則產(chǎn)生溢出。 ()10=( ? )2 十進(jìn)制到十六進(jìn)制轉(zhuǎn)換： 整數(shù)部分：除 16取余； 小數(shù)部分：乘 16取整。 （ B） 2=Bn1*2n1+Bn2*2n2+……+B 0*20+B1*21+.......+Bm*2m ※ 十六進(jìn)制 特點：以 16為底（基數(shù)），逢 16進(jìn)位。 江娟娟 安徽工程大學(xué)電氣工程學(xué)院自動化教研室 36 復(fù)習(xí)內(nèi)容 二 計算機系統(tǒng)中的數(shù)制 、 碼制復(fù)習(xí) 常用數(shù)制：十進(jìn)制、二進(jìn)制、十六進(jìn)制和八進(jìn)制 十進(jìn)制：符合人們的習(xí)慣。 （ 6）程序 (Progrom)：為完成特定任務(wù)而設(shè)計的一組指令有序的集合。 Bit是 Binarg Digit （ 2）字 (Word) 字是 CPU與輸入 /輸出設(shè)備和存儲器之間傳送數(shù)據(jù)的基本單位，由若干位組成它與數(shù)據(jù)總線的寬度 (根數(shù) )一 （ 3）字節(jié) (Byte) 一字節(jié)為 8位 (bit)?？偩€通常分為三種，即數(shù)據(jù)總線 (DB)地址總線 (AB)和控制總線 (CB)。 一般電腦電飯煲 ， 內(nèi)部只有一個單片機 ， 這種控制系統(tǒng)是單核嵌入；對于分體式空調(diào) ， 室內(nèi)機與室外機中分別有 1個單片機 ， 為雙核嵌入結(jié)構(gòu) 。 江娟娟 安徽工程大學(xué)電氣工程學(xué)院自動化教研室 27 第四節(jié) 常用單片機系列 ※ ATMEL單片機 ATMEL公司所生產(chǎn)的 ATMEL89系列單片機（簡稱 89系列單片機），就是基于 Intel公司的 MCS5l系列而研制的，該公司技術(shù)優(yōu)勢在于 Flash存儲器技術(shù)。 第三階段 :(1978至今 ) 高性能單片機階段 ， 以 MCS51系列單片機為代表 。 江娟娟 安徽工程大學(xué)電氣工程學(xué)院自動化教研室 24 單片機的特點 ★ 體積小 ， 重量輕 ★ 電源單一 ， 功耗低 ★ 功能強 ， 價格低 ★ 運行速度快 ， 抗干擾能力強 ， 可靠性高 單片機的芯片封裝形式 雙列直插式 貼片式 可以直接嵌入到電子產(chǎn)品中 ——嵌入式應(yīng)用系統(tǒng) 江娟娟 安徽工程大學(xué)電氣工程學(xué)院自動化教研室 25 單片機應(yīng)用系統(tǒng) ☆ 掌握單片機應(yīng)用系統(tǒng)硬件原理 的分析方法。 (三段 ) 通用型 單片機：是一種基本芯片，內(nèi)部資源較豐富，性能全面且適應(yīng)性強，能覆蓋多種應(yīng)用需求。 列舉幾個名稱 ( ) 江娟娟 安徽工程大學(xué)電氣工程學(xué)院自動化教研室 21 二、單片機的一般結(jié)構(gòu)及特點 從體系結(jié)構(gòu)來看 ， 一般 單片機有 2種基本結(jié)構(gòu)形式： 一種是在通用微型計算機中廣泛采用的將程序存儲器和數(shù)據(jù)存儲器合用一個存儲空間的結(jié)構(gòu) ， 稱為 馮 江娟娟 安徽工程大學(xué)電氣工程學(xué)院自動化教研室 19 單片微型計算機 ※ 單片微型計算機的概念 ( ) 單 硅 晶 片 CPU 存儲器 控制電路 定時器 時鐘電路 I / O口 簡單地說，單片微型 計算機是指 集成在一 個芯片上 的微型計算 機 。 I S PXTAL1XTAL2P 3 . 7P 3 . 6P 3 . 5P 3 . 4P 3 . 3P 3 . 2P 3 . 1P 3 . 0R STP 1 . 0P 1 . 1P 1 . 2P 1 . 3P 1 . 4P 1 . 5P 1 . 6P 1 . 7V C CP 0 . 0P 0 . 1P 0 . 2P 0 . 3P 0 . 4P 0 . 5P 0 . 6P 0 . 7EAA L EP S E NP 2 . 7P 2 . 6P 2 . 5P 2 . 4P 2 . 3P 2 . 2P 2 . 1P 2 . 0GNDV C CV C C1234 5678A0A1A2GNDV C CWPS C LS D A串行 E E P R O M24C 08+220μ F電解電容P 3 . 4P 3 . 5T0T1104瓷片電容 2K ΩR2K ΩR12345678 910111