51单片机原理教程.ppt

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1、湖南理工学院机械工程学院湖南理工学院机械工程学院单片机原理 及应用教程机械工业出版社机械工业出版社第一章第一章.概述概述1.3 单片机与嵌入式系统的构成单片机与嵌入式系统的构成1.什么是单片机什么是单片机(Signal Ship Microcomputer)从结构上定义从结构上定义:将微型机的基本功能部件将微型机的基本功能部件(微处理器微处理器CPU,存贮器存贮器,I/O接口接口,定时定时/计数器计数器,中断系统中断系统)等全部集成在一块半导体芯片上。等全部集成在一块半导体芯片上。与微机比较与微机比较1（结构上结构上）CPURAM、ROMI/O接口接口定时定时/计数器计数器中断系统中断系统集成

2、在一块芯片上集成在一块芯片上CPURAM、ROMI/O接口接口定时定时/计数器计数器中断系统中断系统以芯片的形态安装在主板上以芯片的形态安装在主板上与微机比较与微机比较2（性能上性能上）a.a.面向控制的硬件结构与指令系统面向控制的硬件结构与指令系统.b.b.单片机只是一块芯片单片机只是一块芯片,实际应用时还要配上输实际应用时还要配上输入入/输出设备才能构成应用系统输出设备才能构成应用系统.c.c.单片机片内集成电路的功能部件多单片机片内集成电路的功能部件多,因此因此,CPU,CPU的处理能力的处理能力,片内存贮器的容量都有限片内存贮器的容量都有限,不适合不适合作复杂的计算和数据处理作复杂的计

3、算和数据处理.2.单片机的发展及系列产品单片机的发展及系列产品1).单片机的发展a.探索阶段(19741978)以Intel MCS-48为标志不同厂家的单片机纷纷问世形成竟争格局面向各种不同应用的16位、32位单片机、及增强型8位单片机得到广泛应用b.完善阶段(19781982)c.发展阶段(1982 )2).丰富多彩的单片机世界Intel Motorola Philips AtmelSiemens Winbond Microchip EpsonCypess DallaS厂家多：系列多：50个序列，300多个品种不同系列产品互不兼容2.为什么要学习单片机为什么要学习单片机1.1.特点特点性价

4、比高性价比高(高性能高性能,低价格低价格).).体积小体积小,重量轻重量轻,功耗低功耗低,可靠性高可靠性高.控制功能强控制功能强.使用灵活使用灵活,可方便构成各种不同复杂程可方便构成各种不同复杂程度的应用系统度的应用系统.2.单片机的应用单片机的应用a.a.在智能仪器在智能仪器/仪表中的应用仪表中的应用.b.b.工业控制中的应用工业控制中的应用.c.c.家电产品中的应用家电产品中的应用.d.d.机机电一体化产品（具有智能化特征的机电电一体化产品（具有智能化特征的机电e.e.产品）中的应用产品）中的应用.f.f.e.e.网络和通信中的应用网络和通信中的应用.3.3.嵌入式系统嵌入式系统1)1)、

5、从计算机的使用角度来看主要是两个方面的应用、从计算机的使用角度来看主要是两个方面的应用:a).a).独立使用的计算机系统独立使用的计算机系统.b).b).嵌入式计算机系统嵌入式计算机系统.所谓嵌入式系统：以应用为中心，以计算机技术为基础，其软硬件可裁减，对功能、可靠性、成本、体积、功耗有严格约束的专用系统。嵌入式系统的重要特征嵌入式系统的重要特征:a.a.系统内核小系统内核小.b.b.专用性强专用性强.c.c.系统精简系统精简.d.d.e.e.高实时性高实时性.e.e.f.f.嵌入式软件开发走向标准化嵌入式软件开发走向标准化f.f.G.G.嵌入式系统需要开发工具和环境嵌入式系统需要开发工具和环

6、境2).单片机应用系统的组成单片机应用系统的组成单片机应用系统包括 单片机硬件系统和软件系统。硬件系统包括两大部分：单片机系统:通过系统扩展配置后功能更强的计算机系统。单片机应用系统:面向应用定身量制的接口电路部分。（系统接口，应用接口）从单片机硬件系统的扩展配置情况来分为从单片机硬件系统的扩展配置情况来分为 三种应用系统三种应用系统:1.最小系统:2.单片机嵌入到一些简单的对象中,最小系统的功能决定3.于单片机的技术水平。.典型应用系统:单片机应用系统的一般模式,含有模拟量和数字量输入/输出通道。.最小功耗系统:组成系统的各个对象的功耗最小(静态功耗最小).设计中应该采取有效的方法,降低动态

7、功耗。软件系统有两种构成模式：监控程序操作系统单片机的软件系统包括 单片机系统软件和应用软件。系统软件:控制和协调计算机及外部设备,支持应用软件开发和运行的软件系统（程序集合）。应用软件:面向应用定身量制的程序部分。典型应用系统示意图被被控控对对象象单片机多路采样器变送器变送器滤波器滤波器放大器A/DCRTLED显示器打印机键 盘外扩存贮器报警器D/A输出扫描装置保持器保持器执行机构执行机构开关量输入电路开关量输出电路4.一个单片机的应用实例一个单片机的应用实例单片机应用系统设计步骤:1.分析问题,明确任务：列出系统功能一览表。5.调试：软件调试,系统软硬件联调。4.软件设计：软件结构设计,各

8、模块设计,编写源代码。3.硬件设计：单片机的选型,外围电路及接口电路设计。2.总体设计：从可选方案中找出一个最优的方案。实例分析:设计一个由8个灯构成的街道弧形装饰灯1.系统功能表:模式一 逐点点亮模式二 循环闪烁模式三 交叉点亮模式四 上述三种模式每种模式重复循环10次2.总体设计总体设计输入单片机输出硬件设计硬件设计K1K2K3+5vP1.0P1.1P1.2P1.3P1.4P1.5P1.6P1.7P3.2 P3.3 P3.4R1R2R38R10次？开始读键模式1?模式2?模式3?执行模式1执行模式2执行模式3执行模式1执行模式2执行模式3YYY4.软件设计10次？N10次？NN作业：1、什

9、么是单片机？什么是嵌入式系统？为什么说单片机应用系统是典型的嵌入式系统。3、根据单片机硬件系统的扩展配置情况可分为哪三种应用系统？举例说明你所认识的单片机三种应用系统实例。2、你认为电子玩具汽车和 这两种单片机系统的软件分别采用的是哪种构成模式，说明理由。第二章第二章 MCS51单片机的内部结构单片机的内部结构 MCS51单片机是在MCS48基础上发展起来的高性能的8位单片机,该系列单片机都是以8051CPU为核心,再增加一些功能部件组成、MCS51单片机总体结构我们采取自上而下的方法来分析:MCS51子系列(8031不含ROM,8051含掩膜ROM,8751含EEPROM)MCS52子系列(

10、8032不含ROM,8052含掩膜ROM,8752含EEPROM)振荡器和时序OSC程序存贮器4KB ROM数据存贮器256B RAM/SFR2*16位定时器/计数器8051CPU 内中断64KB总线扩展控制器可编程I/O口可编程全双工串行口外中断控制 并行口串行通信外时钟源外部事件计数8051单片机内部结构框图8051CPURAM地址寄存器128BRAMP0驱动器P2驱动器P0锁存器P2锁存器4KBROMB寄存器暂存器1暂存器2ACCSP定时控制指令译码器指令寄存器OSCP1锁存器P1驱动器P3锁存器P3驱动器PSW程序地址寄存器缓冲器PC增1PCDPTRPSENALEEARST中断、串行口

11、和定时器XTAL1XTAL2ALUVCCVSS单片机内部结构原理框图单片机内部结构原理框图1 1、单片机的、单片机的CPUCPUB寄存器暂存器1暂存器2ACCPSWALU1)、运算器(具有算术逻辑运算和位运算功能)工作寄存器管理标志PSWCACF0 RS1RS0 OV F1P奇偶标志 溢出标志 用户标志进/借位标志半进位标志 用户标志程序状态字的定义：08H0FH 组1 0 118H1FH 组3 1 110H17H 组2 1 000H07H 组0 0 0片内RAM寄存器组RS1 RS0工作寄存器组地址状态标志是怎样产生的?B寄存器暂存器1暂存器2ACCSPPSWALU4KBROM程序地址寄存器

12、2、程序存储器ROM2)、控制器B寄存器暂存器1暂存器2ACCSPPSWALU定时控制指令译码器指令寄存器PSENALEEARST程序地址寄存器缓冲器PC增1PCDPTR4KBROM程序地址寄存器B寄存器暂存器1暂存器2ACCSPPSW中断、串行口和定时器ALU定时控制指令译码器指令寄存器PSENALEEARST程序地址寄存器缓冲器PC增1PCDPTRRAM地址寄存器128BRAMVCCVSS4KBROM3、RAMB寄存器暂存器1暂存器2ACCSPPSW中断、串行口和定时器ALU定时控制指令译码器指令寄存器PSENALEEARST程序地址寄存器缓冲器PC增1PCDPTRRAM地址寄存器128B

13、RAMVCCVSS4KBROM4、中断系统、定时计数器、串行接口B寄存器暂存器1暂存器2ACCSPPSW中断、串行口和定时器ALU定时控制指令译码器指令寄存器PSENALEEARST程序地址寄存器缓冲器PC增1PCDPTROSCXTAL1XTAL2RAM地址寄存器128BRAMVCCVSSP0.0P0.7P2.0P2.7P0驱动器P2驱动器P0锁存器P2锁存器P1锁存器P1驱动器P3锁存器P3驱动器中断、串行口和定时器P1.0P1.7P3.0P3.74、并行I/O口4KBROMB寄存器暂存器1暂存器2ACCSPPSWALU定时控制指令译码器指令寄存器PSENALEEARST程序地址寄存器缓冲器

14、PC增1PCDPTROSCXTAL1XTAL2RAM地址寄存器128BRAMVCCVSSP0.0P0.7P2.0P2.7P0驱动器P2驱动器P0锁存器P2锁存器P1锁存器P1驱动器P3锁存器P3驱动器中断、串行口和定时器P1.0P1.7P3.0P3.75 5、时钟电路、时钟电路OSCOSC4KBROM单片机内部结构原理框图回顾单片机内部结构原理框图回顾、存储器的配置采用哈佛结构采用哈佛结构:程序存贮器和数据存贮器地址空间严格分开,有各自的寻址方式,使用各自的控制信号。8051在物理结构上有四个存贮空间:片内程序存贮器,片外程序存贮器,片内数据存贮器,片外数据存贮器。8051在逻辑结构上有三个存

15、贮空间:片内外统一编址的64KB的程序存贮器空间(使用16位地址),片内128字节的数据存贮器地址空间(使用8位地址),片外最大可展64KB的数据存贮器空间(使用16位地址)。MCS-51单片机程序存储器配置图(a)内部0FFFH0000HEA=1内部 ROM外部外部FFFFH1000HEA=0外部 ROM程序存储器配置最大扩展配置：程序存储器可扩展配置64KB。最小应用系统：8051和8751片内4KB。对于8051和8751扩展配置时，若使用片内4KBROM，则EA引脚接电源，此时，片内4KB ROM的地址范围：0000H0FFFH，外部ROM从1000H开始编址。否则EA引脚接地，相当于

16、8031。对于8031只能扩展配置程序存储器，EA引脚接地。此时EA引脚接电源!当系统中要扩展程序存储器时建议使用8031!内部0FFFH0000HEA=1内部 ROM外部外部FFFFH1000HEA=0外部 ROM程序存贮器中的特殊地址空间串行口中断入口0023H定时器T1溢出中断入口001BH外部中断INT1入口0013H定时器T0溢出中断入口000BH外部中断INT0入口0003H系统复位,PC=0000H0000H 说 明入口地址MCS-51单片机程序存储器配置MCS-51单片机数据存储器配置图(b)RAM存储器（8052）（8032）FFH80H特殊功能寄存器中位寻址数据缓冲区工作寄

17、存器区位寻址区7FH30H 2FH20H1FH00H内部数据存储器FFFFHRAMI/O接口地址0000H(c)外部数据存储器内部低128个单元特殊功能寄存器FFH80HF0HE0HA8HD0HB0HB8H98H90H88HA0H80H片内数据存贮器的配置 1)、工作寄存器(00H1FH)：共4组,每组8个寄存器,但在程序中只能选定的其中某1组为当前工作寄存器。2)、位寻址区(20H2FH):共16个单元,16*8=128个可寻址位,位地址(00H7FH)。3)、用户RAM区(30H7FH):用来存放数据和作为堆栈区使用。用户RAM区(堆栈、数据缓冲）位寻址区（位地址00H7FH）第3工作寄存

18、器区第2工作寄存器区第1工作寄存器区第0工作寄存器区R7R0R7R0R7R0R7R07FH2FH30H17H18H07H08H0FH10H1FH20H00H工作寄存器地址表工作寄存器(20H2FH)配置1FH1EH1DH1CH1BH1AH19H18H 1 1317H16H15H14H13H12H11H10H 1 020FH0EH0DH0CH0BH0AH09H08H 0 1107H06H05H04H03H02H01H00H 0 0 0R7R6R5R4R3R2R1R0RS1 RS0组用户RAM区(堆栈、数据缓冲）位寻址区（位地址00H7FH）第2工作寄存器区第1工作寄存器区第0工作寄存器区R7R0

19、R7R0R7R0R7R07FH2FH30H17H18H07H08H0FH10H1FH20H00H第3工作寄存器区RS1RS001位寻址区(00H1FH)配置位寻址区地址表00H01H02H03H04H05H06H07H20HD109H11H19H21H29H31H39H41H49H51H59H61H69H71H79HD0D2D3D4D5D6D7字节地址08H0AH0BH0CH0DH0EH0FH21H10H12H13H14H15H16H17H22H18H1AH1BH1CH1DH1EH1FH23H20H22H23H24H25H26H27H24H28H2AH2BH2CH2DH2EH2FH25H30H

20、32H33H34H35H36H37H26H38H3AH3BH3CH3DH3EH3FH27H40H42H43H44H45H46H47H28H48H4AH4BH4CH4DH4EH4FH29H50H52H53H54H55H56H57H2AH58H5AH5BH5CH5DH5EH5FH2BH60H62H63H64H65H66H67H2CH68H6AH6BH6CH6DH6EH6FH2DH70H72H73H74H75H76H77H2EH78H7AH7BH7CH7DH7EH7FH2FH单片机中的位处理器用户RAM区(堆栈、数据缓冲）位寻址区（位地址00H7FH）第2工作寄存器区第1工作寄存器区第0工作寄存器区

21、R7R0R7R0R7R0R7R07FH2FH30H17H18H07H08H0FH10H1FH20H00H第3工作寄存器区在内存RAM中开辟的一个按照(FILO)的原则组织的特定的存贮区,用来存贮数据或返回地址，51单片机的堆栈是内堆栈内堆栈 8位的寄存器,用来存放栈顶的地址,数据进栈时自动加1,数据出栈时自动减1,系统复位后初始化为07H。1、堆栈2、堆栈指针(SP)RAM栈顶栈底片内数据存贮器的配置用户RAM区和堆栈区SPSP+1SP+2进栈操作出栈操作SPSP-1SP-2专用功能寄存器(SFR)区(80HFFH)配置专用寄存器区SFR8AH89H8CH8BH90H8DH99H98HA8HA

22、0HB8HB0HE0HD0HFFHF0H83H82H88H87H81H80HTMODTCONTL1TL0TH1TH9SCONP1P2SBUFP3IEPSWIPBADPLSPPCONDPHP0专用功能寄存器区(80HFFH)配置专用功能寄存器,从管理功能上分为如下五类:1.与CPU有关的特殊功能寄存器 *A或ACC:累加器 *B:B寄存器 *PSW:程序状态字 SP:堆栈指针 DPTR:数据地址指针(16位)可分为2个8位的寄存器:DPH,DPL2.与I/O口有关的特殊功能寄存器:*P0P3 I/O口锁存器 3.与中断系统有关的特殊功能寄存器:*IP:中断优先权控制寄存器 *IE:中断允许控制寄

23、存器 4.与定时器/计数器有关的特殊功能寄存器 TMOD:定时器/计数器方式字控制寄存器 *TCON:定时器/计数器控制寄存器 TH0:定时器/计数器0(高字节)TL0:定时器/计数器0(低字节)TH1:定时器/计数器1(高字节)TL1:定时器/计数器0(低字节)专用功能寄存器区(80HFFH)配置专用功能寄存器区(80HFFH)配置5.与串行口和电源管理有关的特殊功能寄存器 *SCON:串行口控制寄存器 SBUF:串行口缓冲器 PCON:电源控制寄存器注意：PC不是特殊功能寄存器，但其作用什么分重要和特殊!特点：16位的具有增1功能的寄存器。总是指向下一条指令的首地址。一切分支/跳转/调用/

24、中断/复位等操作的本质就是改变PC的值。MCS-51单片机存储器配置总图(a)(b)外部FFFFH1000H外部（EA）=0内部（EA）=10FFFH0000HRAM存储器（8052）（8032）FFH80H特殊功能寄存器FFH80HF0HE0HA8HD0HB0HB8H98H90H88HA0H80H特殊功能寄存器中位寻址数据缓冲区工作寄存器区位寻址区FFFFHRAMI/O接口地址0000H(c)7FH30H 2FH20H1FH00HEA=1内部 ROMEA=0外部 ROM程序存储器配置 内部数据存储器配置 外部数据存储器配置2.1.2.MCS51的引脚及片外总线结构 MCS51共有40根引脚:

25、二条电源引脚,2条内部时钟电路引脚，32条I/O引脚,4条控制引脚。电源：VCC,VSS 2根晶振：XTAL1,XTAL2 2根P0.0P0.7 8根P1.0P1.7 8根P2.0P2.7 8根P3.0P3.7 8根WR/P3.6P1.2P1.1P1.3P1.0P1.4P1.7P1.6P1.5P0.3/AD3 P0.2/AD2 P0.1/AD1 P0.0/AD VCCTXD/P3.1RXD/P3.0RST/VPDINT0/P3.2INT1/P3.3T0/P3.4T1/P3.5RD/P3.7XTAL2XTAL1VSSP0.4/AD4 P2.0/A8P0.5/AD4 P0.7/AD7 P0.6/A

26、D6 P2.6/A14P2.5/A13P2.4/A12P2.3/A11P2.2/A10P2.1/A9P2.7/A15EA/VPP ALE/PROGPSEN12345687910111214131615181719204039353437383633323130292827262224252321RESET/VPD 1根ALE/PROG 1根PSEN 1根EA/VPP 1根控制：RAM地址寄存器128BRAMP0驱动器P2驱动器P0锁存器P2锁存器4KBROMB寄存器暂存器1暂存器2ACCSP定时控制指令译码器指令寄存器OSCP1锁存器P1驱动器P3锁存器P3驱动器PSW程序地址寄存器缓冲器PC

27、增1PCDPTRPSENALEEARST中断、串行口和定时器XTAL1XTAL2ALUVCCVSS单片机内部结构原理框图单片机内部结构原理框图单片机引脚功能详述4个并行I/O口的分工：P0口是分时复用的端口，P1口是专用I/O口，P2口提供高8位地址，P3口具有第二功能（控制功能）。4个并行I/O口既可用做输入口，也可以用做输出口，还可以相互配合，分工产生访问存储器所需要的三总线信号。1、简单应用系统四个并行口做I/O口使用端口0端口2端口1XTAL2EA/VPP PSENALE/PROGTXDRXDINT0 INT1 T0T1RDWRXTAL1C1C280518751端口3RVCC VSSR

28、ST/VPDR单片机引脚功能详述8位数据总线地址总线的高8位端口1XTAL2EA/VPP PSENALE/PROGTXDRXDINT0 INT1 T0T1RDWRXTAL1C1C2VCC VSSRST/VPD80518751端口3地址锁存器G地址总线的低8位D7D0A7A0A15A8OE8031EPROMR单片机引脚功能详述2、扩展存储器时四个端口分工形成三总线形成 准双向特性：P0P3都是准双向I/O口，CPU从端口读取数据时，必须先向端口锁存器写1。4个并行I/O口的的特点：带负载能力：P0口能驱动8个TTL负载，P1P3口只能驱动4个TTL负载。驱动电路结构：P0做I/O口时，是漏极开路

29、输出的端口，所以必须外接上拉电阻，P1P3口内部含有上拉电阻。P3口用做第二功能输入时，同样也必须先向端口锁存器写1。第二功能 口线WR外部RAM读信号P3.7WR外部RAM写信号P3.6T1(定时器1的外部输入)P3.5T0(定时器0的外部输入)P3.4INT1(外中断1输入)P3.3INT0(外中断0输入)P3.2TXD(串行口输出)P3.1RXD(串行口输入)P3.0P3口的第二功能表第二功能 口线DCLQQ12T1T2多路开关读锁存器读引脚内部总线写锁存器VCC地址/数据P0XPIN(a)控制1、P0口电路结构单片机引脚功能详述电源引脚VCC,VSS：不同型号的单片机使用不同等级的电源

30、如 。晶体振荡电路输入引脚：XTAL1,XTAL2。产生单片机工作的时钟信号，不同型号的单片机的时钟频率不同。Intel MCS-51的时钟频率：112MHz。时钟信号的两种产生方式：内部方式、外部方式。外部方式XTAL2XTAL1Vss8051外部时钟输入HMOSXTAL2XTAL1Vss80C51外部时钟输入浮空CMOSXTAL1XTAL2MCS-51内部方式时序的几个基本概念：指令周期：单片机执行一条指令所需要的时间，不同指令所用的时间不同，一般为14个机器周期。时钟周期：也称振荡周期，或者称之为节拍，即振荡频率fOSC的倒数,也是单片机最小时间单位。如时钟频率为12MHz,则时钟周期为

31、：1/12S机器周期：单片机执行一条指令分为若干个阶段，每一阶段完成一规定操作。完成一规定操作所需要的时间称为一个机器周期。一个机器周期由6个状态周期组成。状态周期：我们把两个节拍(P1、P2)称之为一个状态S，单片机的最小操作(微操作)安排在一个状态周期内完成。时序概念的图解说明：P1|P2P1|P2S1S2机器周期机器周期振荡周期状态周期XTAL.2(OSC)指令周期P1|P2P1|P2S3S4P1|P2P1|P2S5S6P1|P2P1|P2S1S2P1|P2P1|P2S3S3P1|P2P1|P2S5S6单片机引脚功能详述(续)9脚：RESET/VPD(多功能引脚)控制引脚：单片机的工作方

32、式：复位方式、程序执行方式、节电方式、EPROM编程和校验方式。单片机内部复位电路结构：片内RAMRST/VPPVSSVCC复位电路D1D2斯密特触发器2、复位操作:在RST引脚上输入2个机器周期的高电平信号。1、复位:使CPU和系统中的其它部件处于一个确定的初始状态。3、复位电路：+5VCRST805110FR8.2K(a)上电复位电路+5VC/10FRST8051R8.2KSB(b)手动复位电路 单片机引脚功能详述(续)0 (HMOS)PCON0 0 0000BIE0 0000B(CHMOS)PCON 0 0000BIP SBUFFFHP0P300HSCON.00HTL10000HDPTR

33、00HTH107HSP00HTL100HPSW00HTH000HB00HTCON00HA00HTMOD0000HPC 内容寄存器 内容寄存器复位后内部各特殊功能寄存器的状态4、复位后的确定状态：单片机引脚功能详述(续)注意复位操作不改变内部RAM的状态!程序执行方式单片机的基本工作方式，分为连续执行和单步执行两种方式。单片机启动后自动从0000H单元连续执行程序。程序调试时采用单步执行方式(中断一讲详述)。节电方式节电方式(只有CHMOS芯片有此功能):即掉电方式，空闲方式，由特殊功能寄存器PCON控制。80C51等单片机在正常工作时的电流为1120mA。空闲方式为1.75mA。掉电方式为55

34、0A。CHMOS芯片特别适合低功率功率场合!节电方式由特殊功能寄存器PCON进行控制:SMODGF1GF0PDIDLPCON.7空闲方式的控制位掉电方式控制位通用标志串行口波特率控制1).掉电方式：片内振荡器停止振荡，各功能部件停止工作。a.进入掉电方式：向PCON特殊功能寄存器的PD位写1；b.退出掉电方式：系统复位；含有备用电源的系统中采用。2).空闲方式：提供给CPU的时钟被切断，但继续供给串口、中断、定时/计数器，CPU内部的状态在待机期间保持不变。a.进入空闲方式：向PCON特殊功能寄存器的IDL位写1；b.退出空闲方式：系统复位，激活中断；通用标志位可由用户设置，用指令置1或清零。

35、用来标识系统是否进入节电工作方式。EPROM编程和校验方式 EPROM型单片机，用户可以把调试好的程序写入到 单片机内部的EPROM中(固化)。为了检查写入是否发生错误，可以将定入信息读出进行校验。30：ALE/PROG(多功能引脚)29脚：PSEN31脚：EA/VPP(多功能引脚)总线操作模式下，配合单片机的端口P0分时工作，产生地址锁存信号。EPROM编程方式时为编程脉冲输入引脚。在程序存储器访问期间(取指令)选通程序存储器。外部程序存储器选通信号。EPROM编程方式时为编程电源输入引脚。如外接21V电源。单片机引脚功能详述(续)四个并行口：1、P0口：分时共享的端口DCLQQ12T1T2

36、多路开关读锁存器读引脚内部总线写锁存器VCC地址/数据P0XPIN(a)控制作地址数据口使用=1=1=0=1单片机引脚功能详述(附)DCLQQ12T1T2多路开关读锁存器读引脚内部总线写锁存器VCC地址/数据P0XPIN(a)控制四个并行口：1、P0口：分时共享的端口作地址数据口使用=1=0=1=0单片机引脚功能详述(附)单片机引脚功能详述DCLQQ12T1T2多路开关读锁存器读引脚内部总线写锁存器VCC地址/数据P0XPIN(a)控制四个并行口：1、P0口：分时共享的端口数据口使用是准双向口=0=0=1=0输出0时=0单片机引脚功能详述(附)DCLQQ12T1T2多路开关读锁存器读引脚内部总

37、线写锁存器VCC地址/数据P0XPIN(a)控制四个并行口：1、P0口：分时共享的端口数据口使用是准双向口=0=1=0=1输出1时=1外接上拉电阻!单片机引脚功能详述(附)DCLQQ12T1T2多路开关读锁存器读引脚内部总线写锁存器VCC地址/数据P0XPIN(a)控制四个并行口：1、P0口：分时共享的端口数据口使用是准双向口=0=1=1输入时=0先向输入锁存器写1!例：MOV P0，#0FFH单片机引脚功能详述(附)DCLQQ12T1T2多路开关读锁存器读引脚内部总线写锁存器VCC地址/数据P0XPIN(a)控制四个并行口：1、P0口：分时共享的端口数据口使用是准双向口读-修改-写特性例：I

38、NC P0单片机引脚功能详述(附)四个并行口：2、P1口：专用I/O端口，准双向口。DCLQQ12读锁存器读引脚内部总线写锁存器VCCP1XPIN(b)内部提升输出0时=0=0=1=0单片机引脚功能详述(附)四个并行口：2、P1口：专用I/O端口，准双向口。DCLQQ12读锁存器读引脚内部总线写锁存器VCCP1XPIN(b)内部提升输出1时=1=1=0=1单片机引脚功能详述(附)单片机引脚功能详述(附)四个并行口：2、P1口：专用I/O端口，准双向口。DCLQQ12读锁存器读引脚内部总线写锁存器VCCP1XPIN(b)内部提升=1=0=1=1输入1时先向输入锁存器写1!例：MOV P0，#0F

39、FH四个并行口：2、P1口：专用I/O端口，准双向口。DCLQQ12读锁存器读引脚内部总线写锁存器VCCP1XPIN(b)内部提升=0=0=1=0输入0时先向输入锁存器写1!例：MOV P0，#0FFH单片机引脚功能详述(附)单片机引脚功能详述(附)四个并行口：2、P1口：专用I/O端口，准双向口。DCLQQ12读锁存器读引脚内部总线写锁存器VCCP1XPIN(b)内部提升读-修改-写特性例：INC P0单片机引脚功能详述(附)四个并行口：3、P2口：功能复用的端口，作I/O口时是准双向口。DCLQQ12多路开关读锁存器读引脚内部总线写锁存器VCC地址P2XPIN(c)控制内部提升作地址口使用

40、时,单片机通过P2口提供高8位的地址信息。此时控制信号=1。=1=0=1=0单片机引脚功能详述(附)四个并行口：3、P2口：功能复用的端口，作I/O口时是准双向口。DCLQQ12多路开关读锁存器读引脚内部总线写锁存器VCC地址P2XPIN(c)控制内部提升作I/O口使用时,是准双向口。此时控制信号=0。=0单片机引脚功能详述(附)四个并行口：4、P3口：多功能端口，作I/O口时是准双向口。DCLQQ12多路开关读锁存器读引脚内部总线写锁存器VCC第二输出功能P3XPIN(d)内部提升第二输出功能 不同引脚下的第二功能是不同的。有的为第二功能输入引脚，有的为第二功能输出引脚。做第二功能使用时必须

41、先批准，再使用!=1=1=1=0第二输出功能单片机引脚功能详述(附)DCLQQ12多路开关读锁存器读引脚内部总线写锁存器VCC第二输出功能P3XPIN(d)内部提升第二输出功能四个并行口：4、P3口：多功能端口，作I/O口时是准双向口。不同引脚下的第二功能是不同的。有的为第二功能输入引脚，有的为第二功能输出引脚。做第二功能使用时必须先批准，再使用!=1=0=0=1第二输出功能单片机引脚功能详述(附)DCLQQ12多路开关读锁存器读引脚内部总线写锁存器VCC第二输出功能P3XPIN(d)内部提升第二输出功能四个并行口：4、P3口：多功能端口，作I/O口时是准双向口。不同引脚下的第二功能是不同的。

42、有的为第二功能输入引脚，有的为第二功能输出引脚。作第二功能使用时必须先批准，再使用!=1=1=X=0第二输入功能=X单片机引脚功能详述(附)四个并行口：4、P3口：多功能端口，作I/O口时是准双向口。DCLQQ12多路开关读锁存器读引脚内部总线写锁存器VCC第二输出功能P3XPIN(d)内部提升第二输出功能 作I/O口使用时，第二功能 输出引脚自动为1。=1=1=1=0I/O口输出=1单片机引脚功能详述(附)四个并行口：4、P3口：多功能端口，作I/O口时是准双向口。DCLQQ12多路开关读锁存器读引脚内部总线写锁存器VCC第二输出功能P3XPIN(d)内部提升第二输出功能=1=1=X=0I/

43、O口输入=X 作I/O口使用时，第二功能 输出引脚自动为1。作I/O口使用输入时必须先批准，再使用!同其它端口，具有读-修改-写特性。单片机引脚功能详述(附)四个并行口：4、P3口：多功能端口，作I/O口时是准双向口。第二功能 口线WR外部RAM读信号P3.7WR外部RAM写信号P3.6T1(定时器1的外部输入)P3.5T0(定时器0的外部输入)P3.4INT1(外中断1输入)P3.3INT0(外中断0输入)P3.2TXD(串行口输出)P3.1RXD(串行口输入)P3.0P3口的第二功能表第二功能 口线单片程序执行方式下的接口界面1、简单应用系统端口0端口2端口1XTAL2EA/VPP PSE

44、NALE/PROGTXDRXDINT0 INT1 T0T1RDWRXTAL1C1C280518751端口3RVCC VSSRST/VPDR单片程序执行方式下的接口界面2、典型应用系统地址/数据总线地址总线端口1XTAL2EA/VPP PSENALE/PROGTXDRXDINT0 INT1 T0T1RDWRXTAL1C1C2VCC VSSRST/VPD80518751端口3R8031单片程序执行方式下的接口界面2、典型应用系统程序存储器的连接8位数据总线地址总线的高8位端口1XTAL2EA/VPP PSENALE/PROGTXDRXDINT0 INT1 T0T1RDWRXTAL1C1C2VCC

45、VSSRST/VPD80518751端口3地址锁存器G地址总线的低8位D7D0A7A0A15A8OE8031EPROMR典型指令的取.执行时间(a)1字节，1周期指令例：INC AP1 P2 P1 P2 P1 P2 P1 P2 P1 P2 P1 P2读操作码再读下一个操作码S1S2S3S4S5S6读下一个操作码(丢失)P1 P2 P1 P2 P1 P2 P1 P2 P1 P2 P1 P2读操作码S1S2S3S4S5S6再读下一个操作码读第二个字节(b)2字节，1周期指令例：ADD A，#date再读下一个操作码P1 P2 P1 P2 P1 P2 P1 P2 P1 P2 P1 P2P1 P2 P

46、1 P2 P1 P2 P1 P2 P1 P2 P1 P2读操作码S1S2S3S4S5S6S1S2S3S4S5S6读一个操作码（丢弃）(c)1字节，2周期指令例：INC DPTR再读下一个操作码P1 P2 P1 P2 P1 P2 P1 P2 P1 P2 P1 P2P1 P2 P1 P2 P1 P2 P1 P2 P1 P2 P1 P2S1S2S3S4S5S6S1S2S3S4S5S6读操作码(MOVX)再读下一个操作码(丢弃)无取指无ALE无取指(d)MOVX (1字节,2周期)DATA访问外部存储器P1 P2 P1 P2 P1 P2 P1 P2 P1 P2 P1 P2 P1 P2 P1 P2 P1

47、 P2 P1 P2 P1 P2 P1 P2 P1 P2S1S2S3S4S5S6S1S2S3S4S5S6S1XTAL2ALE访问ROM的时序ALEPSENRD/WRP2P0P1 P2S1 S2 S3 S4 S5 S6 S1 S2 S3 S4 S5 S6指令A0A7指令地址地址指令指令地址指令A15A8A15 A8A15A8A15 A8P1 P21)、ALE信号在S1P2期间有效,PSEN信号为无效状态；2)、在S2P1时，16位地址通过P2口和P0口输出,并在ALE信号的下降沿锁存；3)、PSEN信号在S3P1S4P1间有效,要根据地址信息经P0口读取指令；取指令是在ALE和 PSEN 信号的共

48、同作用下完成的：单片程序执行方式下的接口界面2、典型应用系统数据存储器的连接8位数据总线地址总线的高8位端口1XTAL2EA/VPP PSENALE/PROGTXDRXDINT0 INT1 T0T1XTAL1C1C2RST/VPD80518751端口3G地址总线的低8位D7D0A7A0A15A8OE8031WERAMRDWRRVCC VSS地址锁存器A7A0A15A8OEROM单片程序执行方式下的接口界面3、典型应用系统存储器的扩展连接8位数据总线地址总线的高8位端口1XTAL2EA/VPP PSENTXDRXDINT0 INT1 T0T1XTAL1C1C2RST/VPD端口3G地址总线的低8

49、位RDWRRVCC VSS地址锁存器D7D0A7A0A15A8OEWERAMD7D0ALE/PROG805187518031访问RAM的时序S1 S2 S3 S4 S5 S6 S1 S2 S3 S4 S5 S6ALEPSENRD/WRP2P0A15A8A15 A8A15A8执行执行MOVX指令指令指令A0A7指令地址A0A4指令数据指令地址数据地址数据访问小结：MCS-51单片机由那几个部分组成-总体结构；单片机存储器的配置及特点；单片机端口的特点及工作时序；单片机的工作方式及接口界面；作业：1、MCS-51单片机的EA信号有何功能?在使用8031时EA信号引脚应如何处理?2、内部RAM低128单元划分为哪3个主要部分?说明各部分的使用特点.3、MCS-51的4个I/O口在使用上有哪些分工和特点?试比较个各口的特点?4、在什么情况下，单片机执行复位工作方式，单片机复位后片内存储器配置中的那些资源的内容会发生改变？5、单片有几种节电工作方式？怎样编程管理？6、什么是指令周期,机器周期和时钟周期?如何计算机器周期的确切时间?