单片机原理及应用第2章.ppt

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1、单片机原理及应用单片机原理及应用_第第2 2章章 第第2章章:单片机基本结构与工作原理单片机基本结构与工作原理主讲主讲主讲主讲:楼然苗楼然苗楼然苗楼然苗讲课学时讲课学时:6学时学时第2章 单片机基本结构与工作原理 2.1单片机的基本结构单片机的基本结构2.2单片机内部资源的配置单片机内部资源的配置2.3单片机的外部特性（单片机的外部特性（80C51）2.480C51的的SFR运行管理模式运行管理模式2.5单片机单片机I/O端口及应用特性端口及应用特性2.680C51单片机存储器系统及操作方式单片机存储器系统及操作方式2.1单片机的基本结构单片机的基本结构 典型系列单片机是由典型系列单片机是由典

2、型系列单片机是由典型系列单片机是由CPUCPUCPUCPU系统、系统、系统、系统、CPUCPUCPUCPU外围电路、基本功能单元外围电路、基本功能单元外围电路、基本功能单元外围电路、基本功能单元三个部分组成三个部分组成三个部分组成三个部分组成:总线控制逻辑总线控制逻辑总线控制逻辑总线控制逻辑CPUCPU 时钟系统时钟系统时钟系统时钟系统SFRSFRI/OI/O串行接口串行接口串行接口串行接口UARTUART中断系统中断系统中断系统中断系统定时器定时器定时器定时器/计计计计数器数器数器数器RAMRAMROMROMP0P1P2P3P0P1P2P3RSTALEEAPSENRSTALEEAPSENXT

3、ALL2XTAL1XTALL2XTAL180C5180C51系列单片机的基本结构原理图系列单片机的基本结构原理图系列单片机的基本结构原理图系列单片机的基本结构原理图1 1 1 1、CPUCPUCPUCPU系统系统系统系统 包括包括包括包括CPUCPUCPUCPU、时钟系统、总线控制逻辑三个部分。、时钟系统、总线控制逻辑三个部分。、时钟系统、总线控制逻辑三个部分。、时钟系统、总线控制逻辑三个部分。（1 1 1 1）CPUCPUCPUCPU：包包包包含含含含运运运运算算算算器器器器、控控控控制制制制器器器器、工工工工作作作作寄寄寄寄存存存存器器器器及及及及时时时时序序序序电电电电路路路路，专专专专

4、门门门门为为为为面面面面向向向向控控控控制制制制对对对对象象象象、嵌嵌嵌嵌入入入入式式式式特特特特点点点点而而而而设设设设计计计计，有有有有突突突突出出出出控控控控制制制制功功功功能能能能的的的的指指指指令系统。令系统。令系统。令系统。（2 2 2 2）时时时时钟钟钟钟系系系系统统统统：包包包包含含含含振振振振荡荡荡荡器器器器、外外外外接接接接谐谐谐谐振振振振元元元元件件件件。时时时时钟钟钟钟系系系系统统统统可可可可关关关关闭振荡器或闭振荡器或闭振荡器或闭振荡器或CPUCPUCPUCPU时钟。时钟。时钟。时钟。2.1 2.1 单片机的基本结构单片机的基本结构单片机的基本结构单片机的基本结构-C

5、PU-CPU系统系统系统系统IDLCPUXTAL1XTAL2PD时钟发生器中断、串口、定时器/计数器80C5180C51的时钟系统的时钟系统的时钟系统的时钟系统（3 3 3 3）总总总总线线线线控控控控制制制制逻逻逻逻辑辑辑辑：主主主主要要要要用用用用于于于于管管管管理理理理外外外外部部部部并并并并行行行行总总总总线线线线时时时时序序序序及及及及系系系系统统统统的复位控制，外部引脚有的复位控制，外部引脚有的复位控制，外部引脚有的复位控制，外部引脚有RSTRSTRSTRST、ALEALEALEALE、EAEAEAEA、PSENPSENPSENPSEN。RSTRSTRSTRST-系统复位用系统复位

6、用系统复位用系统复位用ALEALEALEALE-数据（地址）复用控制数据（地址）复用控制数据（地址）复用控制数据（地址）复用控制EAEAEAEA-外部外部外部外部/内部程序存储器选择内部程序存储器选择内部程序存储器选择内部程序存储器选择PSENPSENPSENPSEN-外部程序存储器的取指控制外部程序存储器的取指控制外部程序存储器的取指控制外部程序存储器的取指控制单片机的上电复位电路单片机的上电复位电路单片机的上电复位电路单片机的上电复位电路10UF+5V8.2K9/RST80C512.1 2.1 单片机的基本结构单片机的基本结构单片机的基本结构单片机的基本结构-CPU-CPU系统系统系统系统

7、2 2 2 2CPUCPUCPUCPU外围电路外围电路外围电路外围电路CPUCPUCPUCPU外围电路包括外围电路包括外围电路包括外围电路包括ROMROMROMROM、RAMRAMRAMRAM、I/OI/OI/OI/O口、口、口、口、SFRSFRSFRSFR四个部分四个部分四个部分四个部分(1)ROM(1)ROM(1)ROM(1)ROM：程序存储器，地址范围为：程序存储器，地址范围为：程序存储器，地址范围为：程序存储器，地址范围为0000HFFFFH0000HFFFFH0000HFFFFH0000HFFFFH（64K64K64K64K）80C51 80C51 80C51 80C51 为为为为

8、ROMless ROMless ROMless ROMless 按供应状态分：按供应状态分：按供应状态分：按供应状态分：83C51 83C51 83C51 83C51 为为为为 MaskROM MaskROM MaskROM MaskROM 87C51 87C51 87C51 87C51 为为为为 EPROM/OTPROM EPROM/OTPROM EPROM/OTPROM EPROM/OTPROM 89C51 89C51 89C51 89C51 为为为为 flashROM flashROM flashROM flashROM(2)RAM(2)RAM(2)RAM(2)RAM：数数数数据据据据存

9、存存存储储储储器器器器，范范范范围围围围00HFFH00HFFH00HFFH00HFFH（256B256B256B256B），是是是是一一一一个个个个多多多多用用用用多多多多功功功功能能能能数数数数据据据据存存存存储储储储器器器器，有有有有数数数数据据据据存存存存储储储储空空空空间间间间、通通通通用用用用工工工工作作作作寄寄寄寄存存存存器器器器、堆堆堆堆栈栈栈栈、位地址等空间。位地址等空间。位地址等空间。位地址等空间。2.1 2.1 单片机的基本结构单片机的基本结构单片机的基本结构单片机的基本结构-CPU-CPU外围电路外围电路外围电路外围电路(3)I/O(3)I/O(3)I/O(3)I/O端

10、端端端口口口口：80C5180C5180C5180C51系系系系列列列列单单单单片片片片机机机机具具具具有有有有4 4 4 4个个个个8 8 8 8位位位位I/OI/OI/OI/O端端端端口口口口，分分分分别别别别为为为为P P P P0 0 0 0、P P P P1 1 1 1、P P P P2 2 2 2、P P P P3 3 3 3。P P P P0 0 0 0口口口口为为为为数数数数据据据据总总总总线线线线端端端端口口口口，P P P P2 2 2 2、P P P P0 0 0 0组组组组成成成成16161616位位位位地地地地址址址址总总总总线线线线，P P P P1 1 1 1为为

11、为为用用用用户户户户口口口口，P P P P3 3 3 3为为为为用用用用于于于于基基基基本本本本输输输输入入入入/输输输输出出出出端端端端口口口口以以以以及及及及并并并并行行行行扩扩扩扩展展展展总总总总线线线线的的的的读读读读写写写写控控控控制制制制。P P P P0 0 0 0、P P P P2 2 2 2口口口口可可可可作作作作用用用用户户户户I/OI/OI/OI/O口口口口，P P P P3 3 3 3不不不不作基本功能单元的输入输出口时，可作用户作基本功能单元的输入输出口时，可作用户作基本功能单元的输入输出口时，可作用户作基本功能单元的输入输出口时，可作用户I/OI/OI/OI/O口

12、。口。口。口。(4)SFR(4)SFR(4)SFR(4)SFR：特殊功能寄存器，是单片机中的重要控制单元，：特殊功能寄存器，是单片机中的重要控制单元，：特殊功能寄存器，是单片机中的重要控制单元，：特殊功能寄存器，是单片机中的重要控制单元，CPUCPUCPUCPU对所有片内功能单元的操作是通过访问对所有片内功能单元的操作是通过访问对所有片内功能单元的操作是通过访问对所有片内功能单元的操作是通过访问SFRSFRSFRSFR实现的。实现的。实现的。实现的。2.1 2.1 单片机的基本结构单片机的基本结构单片机的基本结构单片机的基本结构-CPU-CPU外围电路外围电路外围电路外围电路3 3 3 3基本

13、功能单元基本功能单元基本功能单元基本功能单元 80C5180C5180C5180C51系系系系列列列列单单单单片片片片机机机机具具具具有有有有定定定定时时时时/计计计计数数数数器器器器、中中中中断断断断系系系系统统统统、串串串串行行行行接接接接口口口口三个基本单元。三个基本单元。三个基本单元。三个基本单元。（1 1 1 1）定定定定时时时时器器器器/计计计计数数数数器器器器：80C5180C5180C5180C51有有有有2 2 2 2个个个个16161616位位位位定定定定时时时时/计计计计数数数数器器器器，定定定定时时时时时时时时靠靠靠靠内内内内部部部部的的的的分分分分频频频频时时时时钟钟

14、钟钟频频频频率率率率计计计计数数数数实实实实现现现现，作作作作计计计计数数数数器器器器时时时时，对对对对P3.4(T0)P3.4(T0)P3.4(T0)P3.4(T0)或或或或P3.5(T1)P3.5(T1)P3.5(T1)P3.5(T1)端口的低电平脉冲计数。端口的低电平脉冲计数。端口的低电平脉冲计数。端口的低电平脉冲计数。（2 2 2 2）中中中中断断断断系系系系统统统统：80C5180C5180C5180C51共共共共有有有有5 5 5 5个个个个中中中中断断断断源源源源，2 2 2 2个个个个外外外外部部部部中中中中断断断断源源源源INTOINTOINTOINTO、INT1INT1IN

15、T1INT1，2 2 2 2个定时器溢出中断（个定时器溢出中断（个定时器溢出中断（个定时器溢出中断（T0T0T0T0、T1T1T1T1），），），），1 1 1 1个串行中断。个串行中断。个串行中断。个串行中断。（3 3 3 3）串行接口）串行接口）串行接口）串行接口UARTUARTUARTUART：是一个带有移位寄存器工作方式的：是一个带有移位寄存器工作方式的：是一个带有移位寄存器工作方式的：是一个带有移位寄存器工作方式的通用通用通用通用异步收发器异步收发器异步收发器异步收发器，不仅可以作串行通信，还可用于移位寄存器方式，不仅可以作串行通信，还可用于移位寄存器方式，不仅可以作串行通信，还可用

16、于移位寄存器方式，不仅可以作串行通信，还可用于移位寄存器方式的串行外围扩展。的串行外围扩展。的串行外围扩展。的串行外围扩展。RXDRXDRXDRXD（P3.0P3.0P3.0P3.0）脚为接收端口，）脚为接收端口，）脚为接收端口，）脚为接收端口，TXD(P3.1)TXD(P3.1)TXD(P3.1)TXD(P3.1)脚为脚为脚为脚为发送端口。发送端口。发送端口。发送端口。2.1 2.1 单片机的基本结构单片机的基本结构单片机的基本结构单片机的基本结构-基本功能单元基本功能单元基本功能单元基本功能单元2.2 2.2 单片机内部资源的配置单片机内部资源的配置 单单单单片片片片机机机机内内内内部部部

17、部资资资资源源源源可可可可按按按按需需需需要要要要进进进进行行行行扩扩扩扩展展展展与与与与删删删删减减减减，单单单单片片片片机机机机中中中中许许许许多多多多型型型型号号号号系系系系列列列列是是是是在在在在基基基基核核核核的的的的基基基基础础础础上上上上扩扩扩扩展展展展部部部部分分分分资资资资源源源源形形形形成成成成的的的的，这这这这些些些些可可可可扩展的资源有：扩展的资源有：扩展的资源有：扩展的资源有：（1 1 1 1）时钟系统的速度扩展，从）时钟系统的速度扩展，从）时钟系统的速度扩展，从）时钟系统的速度扩展，从12MHZ12MHZ12MHZ12MHZ到到到到90MHZ90MHZ90MHZ90

18、MHZ。（2 2 2 2）ROMROMROMROM的容量扩展，从的容量扩展，从的容量扩展，从的容量扩展，从8K8K8K8K、16K16K16K16K到到到到64K64K64K64K。（3 3 3 3）RAMRAMRAMRAM的容量扩展，从的容量扩展，从的容量扩展，从的容量扩展，从256B256B256B256B、512B512B512B512B到到到到1024B1024B1024B1024B。（4 4 4 4）I/OI/OI/OI/O口的数量扩展，从口的数量扩展，从口的数量扩展，从口的数量扩展，从4 4 4 4个个个个I/OI/OI/OI/O口到口到口到口到7 7 7 7个个个个I/OI/OI

19、/OI/O口。口。口。口。（5 5 5 5）SFRSFRSFRSFR的功能扩展，如的功能扩展，如的功能扩展，如的功能扩展，如ADCADCADCADC、PWMPWMPWMPWM、WDTWDTWDTWDT、模拟比较器等。、模拟比较器等。、模拟比较器等。、模拟比较器等。（6 6 6 6）中断系统的中断源扩展。）中断系统的中断源扩展。）中断系统的中断源扩展。）中断系统的中断源扩展。单单单单片片片片机机机机内内内内部部部部资资资资源源源源可可可可按按按按需需需需要要要要进进进进行行行行扩扩扩扩展展展展与与与与删删删删减减减减，单单单单片片片片机机机机中中中中许许许许多多多多型型型型号号号号系系系系列列列

20、列是是是是在在在在基基基基核核核核的的的的基基基基础础础础上上上上扩扩扩扩展展展展部部部部分分分分资资资资源源源源形形形形成成成成的的的的，这这这这些些些些可可可可扩扩扩扩展展展展的资源有：的资源有：的资源有：的资源有：（7 7 7 7）定时器）定时器）定时器）定时器/计数器的数量扩展、功能扩展。计数器的数量扩展、功能扩展。计数器的数量扩展、功能扩展。计数器的数量扩展、功能扩展。（8 8 8 8）串行口的增强扩展。）串行口的增强扩展。）串行口的增强扩展。）串行口的增强扩展。（9 9 9 9）电源供给系统的宽电压适应性扩展）电源供给系统的宽电压适应性扩展）电源供给系统的宽电压适应性扩展）电源供给

21、系统的宽电压适应性扩展 （从（从（从（从2.7V2.7V2.7V2.7V到到到到6V6V6V6V）。）。）。）。2.2 2.2 单片机内部资源的配置单片机内部资源的配置 为为为为了了了了满满满满足足足足小小小小型型型型廉廉廉廉价价价价的的的的要要要要求求求求，可可可可将将将将单单单单片片片片机机机机的的的的某某某某些些些些资资资资源源源源删删删删减减减减，某某某某些些些些功功功功能能能能加加加加强强强强，以以以以达达达达到到到到不不不不同同同同场场场场合合合合使使使使用用用用要要要要求求求求，这这这这些些些些删删删删减减减减增增增增加加加加资资资资源源源源的内容有：的内容有：的内容有：的内容有

22、：（1 1 1 1）总总总总线线线线删删删删减减减减。如如如如89C105189C105189C105189C1051、89C205189C205189C205189C2051删删删删去去去去并并并并行行行行总总总总线线线线，成成成成为为为为20202020脚脚脚脚封装。封装。封装。封装。（2 2 2 2）功功功功能能能能删删删删减减减减。如如如如89C105189C105189C105189C1051只只只只有有有有1K1K1K1K的的的的ROMROMROMROM、64B64B64B64B的的的的RAMRAMRAMRAM、1 1 1 1个个个个定定定定时时时时/计数器，删除了串行口计数器，删

23、除了串行口计数器，删除了串行口计数器，删除了串行口UARTUARTUARTUART单元。单元。单元。单元。（3 3 3 3）某些功能加强。如增加模拟比较器、计数器捕捉功能等）某些功能加强。如增加模拟比较器、计数器捕捉功能等）某些功能加强。如增加模拟比较器、计数器捕捉功能等）某些功能加强。如增加模拟比较器、计数器捕捉功能等 2.2 2.2 单片机内部资源的配置单片机内部资源的配置2.3 2.3 单片机的外部特性单片机的外部特性 2.3.12.3.1单片机的引脚分配及功能描述单片机的引脚分配及功能描述单片机的引脚分配及功能描述单片机的引脚分配及功能描述1 1MCS-51MCS-51单片机不同封装的

24、引脚分配单片机不同封装的引脚分配单片机不同封装的引脚分配单片机不同封装的引脚分配2 2 2 280C5180C5180C5180C51引脚功能描述引脚功能描述引脚功能描述引脚功能描述引脚标记引脚标记引脚编号引脚编号端端口口类别类别引脚名称及功能描述引脚名称及功能描述DIPDIPLCCLCCQFPQFPVssVssVccVccP0.0-0.7P0.0-0.7P1.0-1.7P1.0-1.72020404039-3239-321-81-82222444443-3643-362-92-91616383837-3037-3040-4440-441-31-3I II II/OI/OI/OI/O地端：地端

25、：0V0V基准基准电源端：电源端：正常操作、空闲、掉电状态的供电正常操作、空闲、掉电状态的供电P0P0口口：为为开开漏漏结结构构的的准准双双向向口口。是是80C5180C51并并行行总总线线的的数数据据总总线线和和低低8 8位位地地址址总总线线；不作总线使用时，也可用作普通不作总线使用时，也可用作普通I/OI/O口口P1P1口：带内部上拉电阻的准双向口口：带内部上拉电阻的准双向口2.3.12.3.1单片机的引脚分配及功能描述单片机的引脚分配及功能描述单片机的引脚分配及功能描述单片机的引脚分配及功能描述P2.0P2.7212824311825I/OP2口口：带带内内部部上上拉拉电电阻阻的的准准双

26、双向向口口，是是并并行行总总线线的的高高8位位地地址址线线，不不作作总总线线地地址址线时，也可用作普通线时，也可用作普通I/O口口P3.0P3.7101711,13195，713I/OP3口口：带带内内部部上上拉拉电电阻阻的的准准双双向向口口，具具有有复复用用功功能能，除除作作普普通通I/O口口外外，还还可可作作以下用途：以下用途：RXD：UART的的串串行行输输入入口口，移移位位寄寄存存器方式的数据端器方式的数据端TXD：UART的的串串行行输输出出口口，移移位位寄寄存存器方式的时钟端器方式的时钟端INT0：外部中断：外部中断0输入口输入口INT1：外部中断：外部中断1输入口输入口T0：定时

27、器：定时器/计数器计数器0输入口输入口T1：定时器：定时器/计数器计数器1输入口输入口WR：片外：片外RAM“写写”控制信号控制信号RD：片外：片外RAM“读读”控制信号控制信号2 2 2 280C5180C5180C5180C51引脚功能描述（续表）引脚功能描述（续表）引脚功能描述（续表）引脚功能描述（续表）2.3.12.3.1单片机的引脚分配及功能描述单片机的引脚分配及功能描述单片机的引脚分配及功能描述单片机的引脚分配及功能描述RSTRST/VppVppALE/PROGALE/PROGPSENPSENVpp/EAVpp/EAXTAL2XTAL2XTAL1XTAL19 93030292931

28、31181819191010333332323535202021214 427273636292914141515I II/OI/OO OI IO OI I复位端：高电平有效复位，在复位复位端：高电平有效复位，在复位端上保持两个机器周期的高电平即端上保持两个机器周期的高电平即可完成操作可完成操作地址锁存允许地址锁存允许/编程脉冲输入端：访编程脉冲输入端：访问外部存储器时，提供问外部存储器时，提供P0P0口作为低口作为低8 8位地址的锁存信号；编程写入时，位地址的锁存信号；编程写入时，作为编程脉冲输入端；正常操作时，作为编程脉冲输入端；正常操作时，输出时钟振荡器的输出时钟振荡器的6 6分频频率信

29、号分频频率信号外部程序存储器选通信号：使用外外部程序存储器选通信号：使用外部程序存储器时，作为外部程序存部程序存储器时，作为外部程序存储器的取指控制端储器的取指控制端内外程序存储器选择内外程序存储器选择/编程写入电源编程写入电源输入端：输入端：EA=0EA=0时选择访问外部程序时选择访问外部程序存储器；编程写入时输入编程电压存储器；编程写入时输入编程电压谐振器端口谐振器端口2 2：时钟振荡器反相放大：时钟振荡器反相放大器输出端器输出端谐振器端口谐振器端口1 1：时钟振荡器反相放大：时钟振荡器反相放大器输入端器输入端2 2 2 280C5180C5180C5180C51引脚功能描述（续表）引脚功

30、能描述（续表）引脚功能描述（续表）引脚功能描述（续表）2.3.2 80C512.3.2 80C51系列单片机引脚功能分类系列单片机引脚功能分类1 1 1 1、基本引脚：、基本引脚：、基本引脚：、基本引脚：电源电源电源电源V V V VCCCCCCCC、V V V VSSSSSSSS、时钟、时钟、时钟、时钟XTALXTALXTALXTAL2 2 2 2、XTALXTALXTALXTAL1 1 1 1，复位，复位，复位，复位RSTRSTRSTRST。2 2 2 2、并行扩展总线：、并行扩展总线：、并行扩展总线：、并行扩展总线：数数数数据据据据总总总总线线线线P0P0P0P0口口口口，地地地地址址址

31、址总总总总线线线线P0P0P0P0口口口口（低低低低8 8 8 8位位位位）、P2P2P2P2口口口口（高高高高8 8 8 8位位位位），控制总线，控制总线，控制总线，控制总线ALEALEALEALE、PSENPSENPSENPSEN、EAEAEAEA。3 3 3 3、串行通信总线：、串行通信总线：、串行通信总线：、串行通信总线：发送口发送口发送口发送口TXDTXDTXDTXD，接收口，接收口，接收口，接收口RXDRXDRXDRXD。4 4 4 4、I/OI/OI/OI/O端口：端口：端口：端口：P1P1P1P1为为为为普普普普通通通通I/OI/OI/OI/O口口口口，P3P3P3P3口口口口

32、可可可可复复复复用用用用作作作作普普普普通通通通I/OI/OI/OI/O口口口口，P0P0P0P0、P2P2P2P2口口口口不不不不作作作作并行口时也可作普通并行口时也可作普通并行口时也可作普通并行口时也可作普通I/OI/OI/OI/O口。口。口。口。单片机的引脚应用特性单片机的引脚应用特性 1 1、并行总线的构成、并行总线的构成、并行总线的构成、并行总线的构成 并行总线口三个特点：并行总线口三个特点：并行总线口三个特点：并行总线口三个特点：（1 1 1 1）P0P0P0P0口为地址口为地址口为地址口为地址/数据复用口。数据复用口。数据复用口。数据复用口。（2 2 2 2）两两两两个个个个独独

33、独独立立立立的的的的并并并并行行行行扩扩扩扩展展展展空空空空间间间间。程程程程序序序序存存存存储储储储器器器器使使使使用用用用PSENPSENPSENPSEN取取取取指指指指控控控控制信号，数据采用制信号，数据采用制信号，数据采用制信号，数据采用WRWRWRWR、RDRDRDRD存取控制信号。存取控制信号。存取控制信号。存取控制信号。（3 3 3 3）外外外外围围围围扩扩扩扩展展展展统统统统一一一一编编编编址址址址。在在在在64KB64KB64KB64KB的的的的空空空空间间间间上上上上，可可可可扩扩扩扩展展展展外外外外数数数数据据据据存存存存储器或其它外围器件。储器或其它外围器件。储器或其它

34、外围器件。储器或其它外围器件。2 2 2 2、引脚复用特性、引脚复用特性、引脚复用特性、引脚复用特性 P3 P3 P3 P3口、口、口、口、P0P0P0P0口、口、口、口、P2P2P2P2口均可用作普通口均可用作普通口均可用作普通口均可用作普通I/OI/OI/OI/O口。口。口。口。3 3 3 3、I/OI/OI/OI/O的驱动特性的驱动特性的驱动特性的驱动特性 现在采用现在采用现在采用现在采用CMOSCMOSCMOSCMOS电路，输入电流极微，通常不考虑电路，输入电流极微，通常不考虑电路，输入电流极微，通常不考虑电路，输入电流极微，通常不考虑I/OI/OI/OI/O端口端口端口端口的扇出能力

35、，当负载为的扇出能力，当负载为的扇出能力，当负载为的扇出能力，当负载为LEDLEDLEDLED、继电器等功率驱动元件时才考虑、继电器等功率驱动元件时才考虑、继电器等功率驱动元件时才考虑、继电器等功率驱动元件时才考虑驱动能力。驱动能力。驱动能力。驱动能力。2.4 80C512.4 80C51的的SFRSFR运行管理模式运行管理模式 2.4.180C51的的SFR 1 1 1 1SFRSFRSFRSFR清单清单清单清单 80C5180C5180C5180C51共有共有共有共有21212121个特殊功能寄存器，用于实现对片内个特殊功能寄存器，用于实现对片内个特殊功能寄存器，用于实现对片内个特殊功能寄

36、存器，用于实现对片内13131313个个个个电路单元的操作管理。其中电路单元的操作管理。其中电路单元的操作管理。其中电路单元的操作管理。其中11111111个可位寻址，个可位寻址，个可位寻址，个可位寻址，10101010个不可位寻个不可位寻个不可位寻个不可位寻址。址。址。址。80C51的的SFR表表 符号寄存器名位地址、位标记及位功能直接地址addrect复位状态D7D6D5D4D3D2D1D0(1)可位寻址SFR（11）ACC累加器E7E6E5E4E3E2E1E0E0H00HACC.7ACC.6ACC.5ACC.4ACC.3ACC.2ACC.1ACC.0 累加器是CPU中使用最多的寄存器，简

37、称ACC或A。作用主要有：（1）A是ALU单元输入之一，也是结果存放单元。（2）CPU中大多数数据传送都通过A，因此A相当于数据的中转站，如查表指令、片外存储指令等。80C51的的SFR（续表）（续表）符号寄存器名位地址、位标记及位功能直接地址addrect复位状态D7D6D5D4D3D2D1D0(1)可位寻址SFR（11）BB寄存器F7F6F5F4F3F2F1F0F0H00HB.7B.6B.5B.4B.3B.2B.1B.0 B寄存器在乘法和除法指令中作为ALU的输入之一。在乘法中，ALU的输入数为A和B，运算结果低位放在A中，高位放在B中。在除法中，被除数取自A，除数取自B，商在A中，余数在

38、B中。在其它情况下，B寄存器可作为内部RAM的一个单元使用。符号寄存器名位地址、位标记及位功能直接地址addrect复位状态D7D6D5D4D3D2D1D0(1)可位寻址SFR（11）PSW程序状态字D7D6D5D4D3D2D1D0DOH00HCYACF0RS1RS0OV-P CY：进位标志，有进位/借位时，C=1。否则C=0。AC：半进位标志，当D3向D4位产生进位或借位时，AC=1。F0：标志位，用户可置位或复位。RS1，RS0：四个通用寄存器组选择位。OV：溢出标志，带符号数运算结果超出-128+127范围时，OV=1。当无符号数乘法结果超出255时，或无符号数除法的除数为0时，OV=1

39、。P：奇偶校验标志，每条指令执行完，若A中1的个数为奇数时，P=1。否则P=0。即偶校验方式。80C51的的SFR（续表）（续表）符号寄存器名位地址、位标记及位功能直接地址addrect复位状态D7D6D5D4D3D2D1D0(1)可位寻址SFR（11）IP中断优先权寄存器BFBEBDBCBBBAB9B8B8H00000B-PSPT1PX1PT0PX0P3P3口B7B6B5B4B3B2B1B0B0HFFHP3.7P3.6P3.5P3.4P3.3P3.2P3.1P3.0IE中断允许寄存器AFAEADACABAAA9A8A8H000000BEA-ESET1EX1ET0EX0P2P2口A7A6A5A

40、4A3A2A1A0A0HFFHP2.7P2.6P2.5P2.4P2.3P2.2P2.1P2.080C51的的SFR（续表）（续表）符号寄存器名位地址、位标记及位功能直接地址addrect复位状态D7D6D5D4D3D2D1D0(1)可位寻址SFR（11）SCON串行口控制寄存器9F9E9D9C9B9A999898H00HSM0SM1SM2RENTB8RB8TIRIP1P1口979695949392919090HFFHP1.7P1.6P1.5P1.4P1.3P1.2P1.1P1.0TCON定时器控制寄存器8F8E8D8C8B8A898888H00HTF1TR1TF0TR0IE1IT1IE0IT0

41、P0P0口878685848382818080HFFHP0.7P0.6P0.5P0.4P0.3P0.2P0.1P0.080C51的的SFR（续表）（续表）符号寄存器名位地址、位标记及位功能直接地址addrect复位状态D7D6D5D4D3D2D1D0（2）不可位寻址SFR（10）SP栈指示器81H07HDPL数据指针低8位82H00HDPH数据指针高8位83H00H 数据指针DPTR是一个16位的特殊功能寄存器,主要功能是作为片外数据存储器寻址用地址寄存器(间接寻址),故称数据指针。如：MOVX A，DPTR（读）或 MOVX DPTR，A（写）DPTR也可作为访问程序存储器的基址寄存器，如：

42、MOVC A，A+DPTR(查表)或 JMP A+DPTR(散转)DPTR可直接用双字节操作，也可对DPL、DPH分别用单字节操作。80C51的的SFR（续表）（续表）符号寄存器名位地址、位标记及位功能直接地址addrect复位状态D7D6D5D4D3D2D1D0PCON电源控制寄存器SMOD-GF1GF0PDIDL87H00000BTMOD定时器方式寄存器GATECTM1M0GATECTM1M089H00HTL0T0寄存器低8位8AH00HTL1T1寄存器低8位8BH00HTH0T0寄存器高8位8CH00HTH1T1寄存器高8位8DH00HSBUF串行口数据缓冲器99HB80C51的的SFR

43、（续表）（续表）2.4 80C512.4 80C51的的SFRSFR运行管理模式运行管理模式 2.4.180C51的的SFR 2 2 2 2SFRSFRSFRSFR的应用特性的应用特性的应用特性的应用特性（1 1 1 1）可以对）可以对）可以对）可以对SFRSFRSFRSFR进行编程操作。进行编程操作。进行编程操作。进行编程操作。（2 2 2 2）对对对对SFRSFRSFRSFR编编编编程程程程时时时时，必必必必须须须须了了了了解解解解该该该该SFRSFRSFRSFR的的的的位位位位定定定定义义义义、位位位位地地地地址址址址、字字字字节节节节地地地地址等情况。址等情况。址等情况。址等情况。（3

44、 3 3 3）应用时要区分控制位与标志位。）应用时要区分控制位与标志位。）应用时要区分控制位与标志位。）应用时要区分控制位与标志位。（4 4 4 4）要了解标志位的清除特性（硬件自动清除或软件清除）。）要了解标志位的清除特性（硬件自动清除或软件清除）。）要了解标志位的清除特性（硬件自动清除或软件清除）。）要了解标志位的清除特性（硬件自动清除或软件清除）。2.4.2 80C512.4.2 80C51中中SFRSFR的寻址方式的寻址方式 1 1 1 1、SFRSFRSFRSFR的直接寻址方式的直接寻址方式的直接寻址方式的直接寻址方式 在在在在80C5180C5180C5180C51片片片片内内内内

45、RAM RAM RAM RAM 80HFFH80HFFH80HFFH80HFFH地地地地址址址址上上上上有有有有2 2 2 2个个个个物物物物理理理理空空空空间间间间，一一一一个个个个是是是是SFRSFRSFRSFR的的的的单单单单元元元元地地地地址址址址，另另另另一一一一个个个个是是是是高高高高128B128B128B128B的的的的数数数数据据据据地地地地址址址址，采采采采用用用用直直直直接接接接寻寻寻寻址址址址将访问将访问将访问将访问SFRSFRSFRSFR，而间接寻址则访问数据存储器。，而间接寻址则访问数据存储器。，而间接寻址则访问数据存储器。，而间接寻址则访问数据存储器。2 2 2

46、2、SFRSFRSFRSFR的位寻址与字节寻址的位寻址与字节寻址的位寻址与字节寻址的位寻址与字节寻址 在在在在80C5180C5180C5180C51中有许多中有许多中有许多中有许多SFRSFRSFRSFR可位操作（直接地址为可位操作（直接地址为可位操作（直接地址为可位操作（直接地址为0H0H0H0H或或或或8H8H8H8H），空出的），空出的），空出的），空出的8 8 8 8个地址号依次作为个地址号依次作为个地址号依次作为个地址号依次作为8 8 8 8个位地址。如个位地址。如个位地址。如个位地址。如TCONTCONTCONTCON的直的直的直的直接地址为接地址为接地址为接地址为88H88H8

47、8H88H，而，而，而，而IT0IT0IT0IT0的位地址也是的位地址也是的位地址也是的位地址也是88H88H88H88H，对，对，对，对TCONTCONTCONTCON寻址使用直接寻址使用直接寻址使用直接寻址使用直接寻址，而对寻址，而对寻址，而对寻址，而对IT0IT0IT0IT0寻址则使用位寻址。寻址则使用位寻址。寻址则使用位寻址。寻址则使用位寻址。2.4.3 SFR2.4.3 SFR的复位状态的复位状态 （1 1）I/OI/O端口均为端口均为端口均为端口均为FFHFFH状态状态状态状态（2 2）栈指示器）栈指示器）栈指示器）栈指示器SP=07HSP=07H（3 3）所有）所有）所有）所有S

48、FRSFR有效位均为零有效位均为零有效位均为零有效位均为零（4 4）复位时）复位时）复位时）复位时RAMRAM中值不变，但上电复位时中值不变，但上电复位时中值不变，但上电复位时中值不变，但上电复位时RAMRAM中为随机数。中为随机数。中为随机数。中为随机数。（5 5）SBUFSBUF寄存器为随机数。寄存器为随机数。寄存器为随机数。寄存器为随机数。2 25 5 单片机单片机I/OI/O端口及应用特性端口及应用特性 2.5.180C51单片机单片机I/O口电气结构图口电气结构图 80C5180C5180C5180C51单片机单片机单片机单片机I/OI/OI/OI/O口的特点：口的特点：口的特点：口

49、的特点：1 1 1 1、锁存器加引脚结构、锁存器加引脚结构、锁存器加引脚结构、锁存器加引脚结构 2 2 2 2、I/OI/OI/OI/O复用结构：复用结构：复用结构：复用结构：P0P0P0P0口口口口作作作作并并并并行行行行扩扩扩扩展展展展时时时时，为为为为三三三三态态态态双双双双向向向向口口口口,P3P3P3P3口口口口为为为为功功功功能能能能复复复复用用用用I/OI/OI/OI/O口，由内部控制端控制口，由内部控制端控制口，由内部控制端控制口，由内部控制端控制 3 3 3 3、准双向口结构：、准双向口结构：、准双向口结构：、准双向口结构：P0-P3 P0-P3 P0-P3 P0-P3口作普

50、通口作普通口作普通口作普通I/OI/OI/OI/O口使用时均为准双向口口使用时均为准双向口口使用时均为准双向口口使用时均为准双向口,典型结构如典型结构如典型结构如典型结构如P1P1P1P1口。输入时读引脚，输出时为写锁存器。口。输入时读引脚，输出时为写锁存器。口。输入时读引脚，输出时为写锁存器。口。输入时读引脚，输出时为写锁存器。2.5.22.5.22.5.22.5.2 8051 8051 8051 8051单片机单片机单片机单片机I/OI/OI/OI/O端口应用特性端口应用特性端口应用特性端口应用特性1 1 1 1、端口的自动识别、端口的自动识别、端口的自动识别、端口的自动识别：P0P0P0