【正文】 （b） 按鍵復位電路 單片機常見的復位電路（a）為上電復位電路，它是利用電容充電來實現(xiàn)的。在RST引腳出現(xiàn)高電平后的第二個機器周期執(zhí)行復位。單片機復位的條件是：必須使RST/VPD 或RST引腳（9）加上持續(xù)二個機器周期（即24個振蕩周期）的高電平。無論是在單片機剛開始接上電源時，還是斷電后或者發(fā)生故障后都要復位。因為是單字節(jié)指令，后三次讀操作都是無效的。若是單字節(jié)指令，則在S4仍有讀出操作，但被讀入的字節(jié)無效，且程序計數(shù)器PC并不增量。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。按照指令字節(jié)數(shù)和機器周期數(shù)，8051的111條指令可分為六類，分別是：單字節(jié)單周期指令、單字節(jié)雙周期指令、單字節(jié)四周期指令、雙字節(jié)單周期指令、雙字節(jié)雙周期指令、三字節(jié)雙周期指令，可以參見附錄三。第一次出現(xiàn)在S1P2和S2P1期間，第二次出現(xiàn)在S4P2和S5P1期間。MCS51的取指/。四周期指令只有乘法和除法指令兩條，其余均為單周期和雙周期指令。 指令的運算速度和指令所包含的機器周期有關，機器周期數(shù)越少的指令執(zhí)行速度越快。不同的指令，所需要的機器周期數(shù)也不相同。（3）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之為指令周期。 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.當振蕩脈沖頻率為12 MHZ時, 一個機器周期為1us。這樣，一個狀態(tài)就包含兩個拍節(jié)，具前半周期對應的拍節(jié)叫拍節(jié)1（P1），后半周期對應的拍節(jié)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S1 P1S1 P2 。（1）節(jié)拍與狀態(tài)把振蕩脈沖的周期定義為拍節(jié)（用P表示）。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。這時外部的脈沖信號是經XTAL2引腳注入。MCS51在通常應用情況下，使用振蕩頻率為的6MHZ或12MHZ。一般電容C1和C2取30pF左右，～12 MHZ 。 時鐘振蕩電路時鐘電路產生的振蕩脈沖經過觸發(fā)器進行二分頻之后，才成為單片機的時鐘脈沖信號。1. 時鐘電路與時序1）時鐘信號的產生在MCS51芯片內部有一個高增益相反相放大器，其輸入端為芯片引腳XTAL1，其輸出端為引腳XTAL2 。1．1．2．7　時鐘電路與復位電路時鐘電路用于產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)行中各地信號之間的相互關系。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。當輸出第二功能信號時，該位的鎖存器應置“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。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。4. P3口。這時多路轉接開頭倒向鎖存器Q端。 P2口某位結構圖P2口電路中比P1口多了一個多路轉接電路MUX，這又正好與P0口一樣。為此P1口作為輸出口使用時,已能向外提供推拉電流負載,，同樣也需先向其鎖存器寫“1”，使輸出驅動電路的FET截止。當輸出地址或數(shù)據(jù)時，由內部發(fā)出控制信號，打開上面的與門，并使多路轉接電路MUX處于內部地址/,形成推拉式電路結構,數(shù)據(jù)信號則直接從引腳通過輸入緩沖器進入內部總線.2. P1口。但要注意，當P0口進行一般的I/O輸出時，由于輸出電路是漏極開路電路，必須外接上拉電阻才能有高電平輸出；當P0口進行一般的I/O輸入時，必須先向電路中的鎖存器寫入“1”，使FET截止，以避免鎖存器為“0”狀態(tài)時對引腳讀入的干擾。因為在端口已處于輸出狀態(tài)的情況下，如果端口的負載恰是一個晶體管的基極，導通了的PN結會把端口引腳的高電平拉低，這樣直接引腳就會把本來的“1”誤讀為“0”。然后與A的內容進行邏輯與，再把結果送回P0口。在端口已處于輸出狀態(tài)的情況下，本來Q端與引腳的信號是一致的，這樣安排的目的是為了適應對口進行“讀修改寫”操作指令的需要。使用傳送指令（MOV）進行讀口操作都是屬于這種情況。為此在口電路中有兩個用于讀入驅動的三態(tài)緩沖器。當P0口作為輸出口使用時，內部的寫脈沖加在D觸發(fā)器的CP端，數(shù)據(jù)寫入鎖存器，并向端口引腳輸出。在控制信號的作用下，多路轉接電路可以分別接通鎖存器輸出或地址/數(shù)據(jù)線。考慮到P0口既可以作為通用的I/O口進行數(shù)據(jù)的輸入輸出，也可以作為單片機系統(tǒng)的地址/數(shù)據(jù)線使用。當對P0口進行寫操作時，由鎖存器和驅動電路構成數(shù)據(jù)輸出通路。1. P0口。在無片外擴展存儲器的系統(tǒng)中，這4個口的每一位均可作為雙向的I/O端口使用。實際上它們已被歸入專用寄存器之列，并且具有字節(jié)尋址和位尋址功能。MCS51共有四個8位的并行I/O口，分別記作P0、PPP3。但通常情況下，8個單元難以存下一個完整的中斷服務程序，因此通常也是從中斷地址區(qū)首地址開始存放一條無條件轉移指令，以便中斷響應后，通過中斷地址區(qū)，再轉到中斷服務程序的實際入口地址去。其中：0003H～000AH 外部中斷0中斷地址區(qū)000BH～0012H 定時器/計數(shù)器0中斷地址區(qū)0013H～001AH 外部中斷1中斷地址區(qū)001BH～0022H 定時器/計數(shù)器1中斷地址區(qū)0023H～002AH 串行中斷地址區(qū)中斷響應后，按中斷種類，自動轉到各中斷區(qū)的首地址去執(zhí)行程序。還有一組特殊單元是0003H～002AH。系統(tǒng)復位后，（PC）=0000H，單片機從0000H單元開始取指令執(zhí)行程序。 如端保持高電平, 8051 的程序計數(shù)器PC在0000H~0FFFH地址范圍內 (即前4KB地址) 是執(zhí)行片內ROM中的程序， 當PC在1000H~FFFFH地址范圍時, 自動執(zhí)行片外程序存儲器中的程序，當保持低電平時，只能尋址外部程序存儲器, 片外存儲器可以從0000H開始編址. MCS51 專用寄存器地址表SFR MSB 位地址/位定義 LSB字節(jié)地址 BF7 F6F5F4F3F2 F1 F0F0H ACCE7E6E5E4E3 E2E1E0 E0H PSWD7D6D5D4D3D2D1D0 D0HCYACF0RS1RS0OVF1PIPBFBEBDBCBBBAB9B8B8H///PSPT1PX1PT0PX0 P3B7B6B5B4B3B2B1B0B0H IEAFAEADACABAAA9A8A8HEA//ESET1EX1ET0EX0 P2A7A6A5A4A3A2A1A0A0H SBUF(99H) SCON9F9E9D9C9B9A999898HSM0SM1SM2RENTB8RB8TIRI P19796959493929190 90H TH1 (8DH)TH0 (8CH) TL1 (8BH) TL0 (8AH) TMODGATC/TM1M0GATC/TM1M0 (89H) TCON8F8E8D8C8B8A8988 88HTF1TR1TF0TR0IE1IT1IE0IT0PCONSMO/////// (87H)DPH (83H) DPL (82H) SP (81H) P08786858483828180 80HMCS51的程序存儲器中有些單元具有特殊功能，使用時應予以注意。8051片內有4KB的ROM, 8751片內有4KB的EPROM, 8031 片內無程序存儲器。這樣加上位尋址區(qū)的128位，在MCS51的內部RAM中共有128+83=211個可尋址位。表中凡字節(jié)地址不帶括號的寄存器都是可進行位尋址的寄存器，而帶括號的是不可位尋址的寄存器，如表所列。（2） 程序計數(shù)器PC不占據(jù)RAM單元，它在物理上是獨立的，因此是不可尋址的寄存器。2)專用寄存器中的字節(jié)尋址和位地址MCS51系列單片機有21個可尋址的專用寄存器，其中有11個專用寄存器是可以位尋址的。但08H～1FH單元分別屬于工作寄存器1～3區(qū), 如程序中要用到這些區(qū),堆棧最好在內部RAM的30H～7FH單元中開辟. SP的內容一經確定,堆棧的位置也就跟著確定下來，由于SP可初始化為不同值，因此堆棧位置是浮動的。堆棧共有兩種操作：進棧和出棧。編程時，DPTR既可以按16位寄存器使用，也可以按兩個8位寄存器分開使用，即：DPH DPTR高位字節(jié)DPL DPTR低位字節(jié)DPTR通常在訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時作地址指針使用，由于外部數(shù)據(jù)存儲器的尋址范圍為64KB，故把DPTR設計為16位。在串行通信中常采用奇偶校驗的辦法來校驗數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃?。凡是改變累加器A中內容的指令均會影響P標志位。P（）——奇偶標志位。在乘法運算中，OV=1表示乘積超過255，即乘積分別在B與A中；否則，OV=0，表示乘積只在A中。OV（）——溢出標志位。通用寄存器共有四組，其對應關系為： RS1 RS0 寄存器組 片內RAM地址0 0第0組00H~07H0 1第1組08H~0FH 1 0第2組10H~17H 1 1第3組18H~1FH這兩個選擇位的狀態(tài)是由軟件設置的，被選中的寄存器組即為當前通用寄存器組。RS1和RS0（，）——寄存器組選擇位。F0（）——用戶標志位。在進行加減運算中，當有低4位向高4位進位或借位時，AC由硬件置“1”，否則AC位被清“0”。位傳送、位與位或等位操作，操作位之一固定是進位標志位。PSW的各位定義如下： D7HD6HD5HD4HD3HD2HD1HD0H CY ACF0RS1RS0OVF1PPSW位地址字節(jié)地址D0H，對其余各位的定義及使用介紹如下：CY（）——進位標志位。PSW的位狀態(tài)可以用專門指令進行測試，也可以用指令讀出。(4) 程序狀態(tài)字（PSW——Program Status Word）程序狀態(tài)字是一個8位寄存器，用于存程序運行中的各種狀態(tài)信息。除法操作后，余數(shù)存于B中。乘法運算時，B是乘數(shù)。MCS51單片機中大部分單操作數(shù)指令的操作數(shù)就取自累加器，許多雙操作數(shù)指令中的一個操作數(shù)也取自累加器。(2) 累加器（ACC——Accumulator）累加器為8位寄存器，是最常用的專用寄存器，功能較多，地位重要。但可以通過轉移、調用、返回等指令改變其內容，以實現(xiàn)程序的轉移。PC沒有地址，是不可尋址的。其內容為將要執(zhí)行指令的地址，尋址范圍達64KB。因這些寄存器的功能已作專門規(guī)定，故而稱之為專用寄存器可稱為特殊功能寄存器。但在一般應用中常把堆棧開辟在此區(qū)中。 片內RAM位尋址區(qū)的位地址單元地址MSB 位地址 LSB 2FH2EH2DH2CH2BH2AH29H28H27H26H25H24H23H22H21H20H7F776F675F574F473F372F271F170F077E766E665E564E463E362E261E160E067D756D655D554D453D352D251D150D057C746C645C544C443C342C241C140C047B736B635B534B433B332B231B130B037A726A625A524A423A322A221A120A0279716961595149413931292119110901787068605850484038302820181008003)用戶RAM區(qū)在內部RAM低128單元中，通用寄存器占去32個單元，位尋址區(qū)占去16個單元，剩下80個單元，這就是供用