【正文】 I/O口。 P0口作輸入口 使用時，有 兩種讀入方式 ： “讀鎖存器” 和“讀引腳” 。 P0口作輸出口 時，來自 CPU的“寫”脈沖加在 D鎖存器的 CP端，內(nèi)部總線上的數(shù)據(jù)寫入 D鎖存器，并由引腳 。 Q第 2章 單片機硬件結(jié)構(gòu) 60 （ 2） P0口用作通用 I/O口 當 P0口不作為系統(tǒng)的地址 /數(shù)據(jù)總線使用時，此時 P0口也可作為通用的 I/O口使用。 具有 高阻抗輸入的 I/O口 應(yīng)具有 高電平 、 低電平 和 高阻抗 3種狀態(tài) 的端口。 當 P0口作為 數(shù)據(jù) 輸入時 ，僅從外部存儲器（或 I/O）讀入信息，對應(yīng)的“控制”信號為 0， MUX接通鎖存器的 端。 當 輸出的地址 /數(shù)據(jù)信息為 1時，與門輸出為 1，上方的場效應(yīng)管導通，下方的場效應(yīng)管截止， 1；當輸出的地址 /數(shù)據(jù)信息為 0時， 上方的場效應(yīng)管 截止 ，下方的場效應(yīng)管 導通 ， 0。 第 2章 單片機硬件結(jié)構(gòu) 58 2．工作過程分析 （ 1） P0口用作地址 /數(shù)據(jù)總線 外擴存儲器或 I/O時， P0口作為單片機系統(tǒng) 復(fù)用的 地址 /數(shù)據(jù)總線使用。 MUX由“控制”信號控制，實現(xiàn)鎖存器的輸出和地址 /數(shù)據(jù)信號之間的轉(zhuǎn)接。 （ 2）兩個三態(tài)的數(shù)據(jù)輸入緩沖器，分別是用于 讀鎖存器數(shù)據(jù) 的輸入緩沖器 BUF1和 讀引腳數(shù)據(jù) 的輸入緩沖器 BUF2。端口的各位具有完全相同但又相互獨立的電路結(jié)構(gòu)， P0口 某一位的 位電路結(jié)構(gòu) 如 圖 28所示 。端口的每一位均由輸出鎖存器、輸出驅(qū)動器和輸入緩沖器組成， 4個端口按 字節(jié)輸入 /輸出 外， 也 可 位尋址 。 從圖中可 清楚看出各類存儲器在存儲器空間的位置。 可被位尋址的 特殊寄存器 有 11個 ，共有位地址 88個， 5個位未用，其余 83個位的位地址離散地分布于片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲器區(qū)字節(jié)地址為 80H～ FFH的范圍內(nèi)，其 最低的位地址等于其字節(jié)地址 ，且其字節(jié)地址的 末位都為 0H或 8H。 第 2章 單片機硬件結(jié)構(gòu) 51 位地址空間 211個尋址位的位地址，位地址范圍為 00H～ FFH，其中 00H～ 7FH 這 128位處于 片內(nèi) RAM 字節(jié)地址 20H～ 2FH 單元中，如 表 25所示。 有關(guān) WDT在抗干擾設(shè)計中的應(yīng)用以及低功耗模式下運行的狀態(tài)，將在相應(yīng)的章節(jié)中具體介紹。 圖 26 AUXR1寄存器的格式 第 2章 單片機硬件結(jié)構(gòu) 50 6. 看門狗定時器 WDT WDT包含一個 14位計數(shù)器 和 看門狗定時器復(fù)位寄存器 —— （ WDTRST）。 第 2章 單片機硬件結(jié)構(gòu) 49 5. AUXR1寄存器 AUXR1是輔助寄存器，格式如 圖 26所示 ： DPS： 數(shù)據(jù)指針寄存器選擇位。當 DPS=0時，選用DPTR0；當 DPS=1時，選用 DPTR1。 DPTR0： AT89C51單片機 原有 的數(shù)據(jù)指針 ； DPTR1： 新增加 的數(shù)據(jù)指針。 0： WDT在空閑模式下繼續(xù)計數(shù)； 1： WDT在空閑模式下暫停計數(shù)。 0： WDT溢出時，在 RST引腳輸出一個高電平脈沖； 1： RST引腳僅為輸入腳。 0： ALE有效，發(fā)出脈沖； 1： ALE僅在執(zhí)行 MOVC和 MOVX類指令時有效，不訪問外部存儲器時， ALE不輸出脈沖信號 。 乘法 ，兩乘數(shù)分別在 A、 B中，執(zhí)行乘法指令后，乘積在 BA中 除法 ，被除數(shù)取自 A，除數(shù)取自 B，商存放在 A中，余數(shù)存 B中。 第 2章 單片機硬件結(jié)構(gòu) 45 2．寄存器 B 為執(zhí)行乘法和除法 而 設(shè)。 兩種操作： 數(shù)據(jù)壓入 （ PUSH） 堆棧， 數(shù)據(jù)彈出 （ POP） 堆棧。 執(zhí)行子程序或中斷服務(wù)子程序時，要用到一些寄存器單元，會破壞原有內(nèi)容。應(yīng)預(yù)先把主程序的斷點在堆棧中保護起來，為程序正確返回做準備。 第 2章 單片機硬件結(jié)構(gòu) 44 1．堆棧指針 SP （ 1）保護斷點。單片機 復(fù)位 后， SP為 07H，使得堆棧實際上從 08H單元開始， 由于 08H～ 1FH單元分別是屬于 1～ 3組的工作寄存器區(qū)， 最好在復(fù)位 后 把SP值改置為 60H或更大的值 ，避免堆棧與工作寄存器沖突。 第 2章 單片機硬件結(jié)構(gòu) 41 第 2章 單片機硬件結(jié)構(gòu) 42 第 2章 單片機硬件結(jié)構(gòu) 43 1．堆棧指針 SP 指示堆棧頂部在內(nèi)部 RAM塊中的位置。另外，若讀 /寫 未 定義單元，將得到一個不確定的隨機數(shù)。 與 AT89C51相比， 新增 5個 SFR： DP1L、 DP1H、 AUXR、AUXR1和 WDTRST，已在 表 24中標出。 特殊功能寄存器 映射在片內(nèi) RAM的 80H～ FFH 區(qū)域 中，共 26個 。 注意，片內(nèi) RAM與片外 RAM兩個空間是相互獨立的， 片內(nèi) RAM與片外 RAM的低 128B的地址是相同的 ，但由于使用的是不同的訪問指令，所以不會發(fā)生沖突。 30H～ 7FH的單元只能字節(jié)尋址，用作存數(shù)據(jù)以及作為堆棧區(qū)?？赏ㄟ^指令改變 RS RS0兩位 來選擇。 圖 24為片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲器的結(jié)構(gòu)。 第 2章 單片機硬件結(jié)構(gòu) 38 數(shù)據(jù)存儲器空間 片內(nèi)與片外兩部分。 64KB程序存儲器空間中有 5個特殊單元 分別對應(yīng)于 5個中斷源的中斷入口地址，見 表 23。不理會片內(nèi) 4KB Flash 存儲器。 =1時， CPU從片內(nèi) 0000H開始取指令， 當 PC值沒有超出 0FFFH時，只訪問片內(nèi) Flash 存儲器， 當 PC值超出0FFFH自動轉(zhuǎn)向讀片外程序存儲器空間 1000H～ FFFFH 內(nèi)的程序。 16位地址線，可外擴的程序存儲器空間最大為 64KB，地址為 0000H～ FFFFH。 第 2章 單片機硬件結(jié)構(gòu) 35 程序存儲器空間 存放程序和表格之類的固定常數(shù)。 ４ .位地址空間 共有 211個 可尋址位，構(gòu)成了位地址空間。 ３ .特殊功能寄存器 SFR （ Special Function Register） 片內(nèi)各功能部件的控制寄存器及狀態(tài)寄存器。 片內(nèi)有 128 B RAM（ 52子系列為256B） 。 當片內(nèi) 4KB Flash 存儲器不夠用時，可片外擴展，最多可擴展至 64KB程序存儲器。 片內(nèi) 4KB Flash ，編程和擦除完全是電氣實現(xiàn)。 存儲器空間可分為 4類 。 PC為 16位，故可對 64KB（ =216B） 尋址。當 順序執(zhí)行 程序時自動加 1；執(zhí)行 轉(zhuǎn)移程序 或 子程序、中斷子程序調(diào)用 時，自動將其內(nèi)容更改成所要轉(zhuǎn)移的目的地址。 第 2章 單片機硬件結(jié)構(gòu) 32 PC工作過程是 ： CPU讀指令時， PC的內(nèi)容作為所取指令的地址，程序存儲器按此地址輸出指令字節(jié)，同時 PC自動加 1。 程序計數(shù)器 PC是一個獨立的 16位計數(shù)器，不可訪問。 控制器包括 ： 程序計數(shù)器、指令寄存器、指令譯碼器、定時及控制邏輯電路等。 此標志位對串行通信有重要的意義 ， 常用 奇偶檢驗 的方法來檢驗數(shù)據(jù)串行傳輸?shù)目煽啃浴? 第 2章 單片機硬件結(jié)構(gòu) 30 P=1， 表示 A中“ 1”的個數(shù)為 奇數(shù) 。如果結(jié)果產(chǎn)生溢出， OV=1；否則， OV=0。 第 2章 單片機硬件結(jié)構(gòu) 29 （ 4） RS RS0（ 、 ） 4組工作寄存器區(qū)選擇 選擇片內(nèi) RAM區(qū)中的 4組工作寄存器區(qū)中的某一組為當前工作寄存區(qū) 見 表 22。 （ 3） F0（ ）用戶設(shè)定標志位 由用戶使用的一個狀態(tài)標志位，可用指令來使它置 1或清 0， 控制程序的流向。 （ 2） Ac（ ）輔助進位標志位 在 BCD碼運算時，用作十進位調(diào)整。在算術(shù)和邏輯運算時，若有 進位 /借位 ， Cy＝ 1；否則， Cy＝ 0。 格式如圖 23所示 。 A的進位標志 Cy是特殊的，因為它同時又是 位處理機的 位累加器 第 2章 單片機硬件結(jié)構(gòu) 27 3．程序狀態(tài)字寄存器 PSW PSW（ Program Status Word）位于片內(nèi)特殊功能寄存器區(qū)，字節(jié)地址為 D0H。 （ 2）數(shù)據(jù)傳送大多都通過累加器 A，相當于數(shù)據(jù)的中轉(zhuǎn)站。“ A”與“ Acc” 書寫上的差別，將在第 3章介紹。 1．算術(shù)邏輯運算單元 ALU 可對 8位變量 邏輯 運算 （ 與、或、異或、循環(huán)、求補和清零 ） ，還可 算術(shù)運算 （ 加、減、乘、除 ） ALU還有位操作功能，對位變量進行位處理，如置 清 0、求補、測試轉(zhuǎn)移及邏輯“與”、“或”等 。 運算器 對操作數(shù)進行算術(shù)、邏輯和位操作運算。 以上的準雙向口與雙向口的差別，讀者在閱讀 ，將會有深刻的理解。 為什么 P0口要有高阻“懸浮”態(tài)？ 準雙向 I/O口則無高阻的“懸浮”狀態(tài)。而 P0口作為總線使用，口線內(nèi)無上拉電阻，處于高阻 “懸浮” 態(tài)。 注意 ： 準雙向口與雙向口的差別 。作為通用的 I/O口使用時，為準雙向口，這時需加上拉電阻。第二功能定義 見 表 21，應(yīng)熟記?？沈?qū)動 4個 LS型 TTL負載。 可作為 通用的 I/O口使用 。 P2口可驅(qū)動 4個 LS型TTL負載 。 P2口 也可作為普通的 I/O口 使用。 第 2章 單片機硬件結(jié)構(gòu) 22 （ 3） P2口： 8位， 準雙向 I/O口，具有內(nèi)部上拉電阻。 P1口可驅(qū)動 4個 LS型 TTL負載。 第 2章 單片機硬件結(jié)構(gòu) 21 （ 2） P1口： 8位，準雙向 I/O口，具有內(nèi)部上拉電阻。作為通用 I/O輸入，應(yīng)先向端口寫入 1。 PROGPSEN第 2章 單片機硬件結(jié)構(gòu) 20 并行 I/O口引腳 （ 1） P0口： 8位，漏極開路的雙向 I/O口 當 外擴存儲器及 I/O接口芯片時 ， P0口作為低 8位地址總線及數(shù)據(jù)總線的 分時復(fù)用 端口。 ： 引