片机课件：2系统结构

通知,下周星期三（16日）课与实验课调换。停课一次。,第二章MCS51单片机系统结构,外部引脚内部结构专用寄存器内部时钟、振荡器并行I/O口结构、总线断电保护、加密和解密,2.2单片机的引线,80C51,P1.0-P1.7,P3.0-P3.7,P0.0-P0.7,P2.0-P2.7,1,20,21,40,Vpp/EA,ALE/PROG,PSEN,XTAL2,XTAL1,VCC,VSS,P1,P3,P2,P0,复位,晶振输入,控制端,MCS-51单片机芯片引脚图,单片机外部引脚及I/O功能,Vcc:电源正极Vss:电源地XTAL1、XTAL2:外接晶振、振荡器EA/Vpp:EA-内部或外部程序存储器选择Vpp-编程电压ALE/PROG:ALE-允许地址锁存信号输出。PROG-编程脉冲PSEN:外部程序存储器选通信号RET：复位信号端,单片机外部引脚及I/O功能,P0口-(32-39)低位地址(A7-A0)/数据复用口P1口-(1-8)I/O口P2口-(21-28)高位地址(A15-A8)P3口-(10-17)多功能口,P3口引脚及I/O功能,P3口-(10-17)多功能口串口:P3.0-RXDP3.1-TXD中断:P3.2-INT0P3.3-INT1定时:P3.4-T0P3.5-T1读写:P3.6-WRP3.7-RD,单片机的组成,时钟OSC,程序存储器ROM,数据存储器RAM,CPU,各种I/O,定时/计数器CTC,第二章单片机的系统结构2.1单片机的系统结构,RAM,P0,P1,ROM,P2,P3,PC指针,加法器,DPTR,缓冲器,ROM地址,ACC,SP,ALU,TMP2,TMP1,PSW,B,定时与控制,PSENALEEARST,振荡器,中断,串口,定时,PCON.SCON.TMCD.TCON.TH0.TH1.TL0.TL1.TH2.TL2.IE.IP.SBUF.,VCCVSS,专用寄存器,累加器（A）寄存器（B）程序状态字（PSW）堆栈及堆栈指针（SP）07H数据指针（DPTR）16位,专用状态寄存器PSW,CYACF0RS0RS1OV-P,CY:高位进位标志AC:辅助位进位标志RS0、RS1：工作寄存器组F0:用户标志位OV:溢出标志位P:奇偶标志位-：保留位,RS0、RS1：工作寄存器组,RS1RS0寄存器组RAM位置00000H07H01108H-0FH10210H-17H11318H-1FH,1FH00H,7FH,内部RAM,SP堆栈及堆栈指针,在MCS51的内部RAM定义一个区域作为堆栈该区域通过软件确定堆栈的区域和深度可根据需要来自行决定,RAM,SP=07H,上下调整,7FH00H,数据指针DPTR,DPTR数据指针，16位寄存器由两个8位的寄存器：DPH、DPL组成。作为访问外部数据存储器的地址寄存器，可以访问64K存储器空间。常用于调用、转移、访问外部数据存储器查表等指令中。,单片机的时钟时钟电路时序2.3单片机的时钟频率1.2、4、6、8、12、24、33、40MHZ,指令周期,机器周期,机器周期,P1,时序及有关概念,0）振荡（分频）周期P1、P2（8051有12个振荡周期）1）时钟周期S:1MHZ时钟频率=1us（8051有6个时钟周期）4MHZ时钟频率=0.25us2）机器周期：完成一个基本操作的时间3）指令周期：由若干机器周期组成,S,P2,4）8051定义一个分频周期为一拍（P）两个分频周期为一个状态（S）（时钟周期）5）8051定义：一个机器周期由包含12个分频周期的6个状态（s）组成。12MHZ时钟频率/12=1us6）改变机器周期中的分频个数或时钟个数可以调整指令执行的时间,时序及有关概念,S2,S3,S4,S5,S6,S1,1234567891011121234,OSC,ALE,INCA单字节单周期,ADDA,DATA双字节单周期,INCDPTR单字节双周期,MOVXA,Ri单字节双周期,S1S2S3S4S5S6,S1S2S3S4S5S6S1S2,S1S2S3S4S5S6S1S2,一个机器周期,无ALE,助记符机器码字节数机器周期,INCA04H11ADDA,#data25H21INCDPTR77H12MOVXA,DPTRE0H12,立即数,第二讲,MCS51并行口结构、总线、非总线结构,P0口-数据/地址总线P1口-I/O口P2口-高位地址线或I/O口P3口-多功能口上述I/O口由于功能不同在结构上有所区别,低位地址/数据,P0口幷行口的结构,D,Q,CL,Q,VCC,读引脚,读锁存储器,P0.X,MUX,控制,1驱动8个LSTTL2低位地址/数据总线复用方式（常用方式）,逻辑与指令ORLP2,A;逻辑或指令XRLP3,A;逻辑异或指令CPLP3.0;位取反指令INCP2;增量指令DECP2;增量指令DJNZP3,LOOP;循环判跳指令,I/O口引脚,耗尽型（电阻）,增强型30ma,延迟2个振荡周期101010,VCC,Q,并行口写操作:加快引脚跳变过程在S1P1、S1P2的2个周期内加入一个上拉电阻,A,+,三总线结构（数据地址控制）,A,B,C,RAM/ROM,P1,P3,A0-A7,D0-D7,P2,P0,A8-A15,80C51,74LS373,ALE,A:地址线B:数据线C:命令线,G,2.数据/地址总线分离电路连接,A0,A1,A2,A3,A4,A5,A6,A7,A8,A9,A10,A11,A12,A13,A14,A15,D0,D1,D2,D3,D4,D5,D6,D7,8051,74LS373,总线结构（数据地址控制）与扩展,A,B,C,A0-A2,D0-D7,P0,80C51,74LS373,IN0IN7,A/D0809,P1,P3,译码器,74LS138,VREF,INT0,EOC,IN0IN7,总线结构（数据地址控制）与扩展,D0-D7,P0,80C51,A/DC0832,P1,P3,译码器,74LS138,WR,WR,CS,VREF,非总线结构（数据地址控制）与扩展,AT89c2051、AT89C1051,1202193184175166157148139121011,RETRXD/P3.0TXD/P3.1XTAL2XTAL1INT/P3.2INT/P3.3T0/P3.4T1/P3.5GND,VCCP1.7P1.6P1.5P1.4P1.3P1.2P1.1/AIN1P1.0/AIN0P3.7,内部有上拉电阻,比较器,P3口为双向多功能口，内部有上拉电阻。,1)内部有2k的程序存储器，地址范围在000H-7FFH2)不可外扩数据/程序存储器，没有MOVX指令,AT89C2051,1202193184175166157148139121011,VCCP1.7P1.6P1.5P1.4P1.3P1.2P1.1P1.0P3.7,RETRXD/P3.0TXD/P3.1XTAL2XTAL1INT/P3.2INT/P3.3T0/P3.4T1/P3.5GND,WPA0SCLA1SDAA2,WPA0SCLA1SDAA2,AT89C2051,非总线扩展AT89C2051,AT89C2051与串行E2PROM的接口,VCC,AT24CXX,2.5RST/Vpd引脚,VSS,VCC,RST/Vpd,触发器,复位,A：00HP0-P3：0FFHB：00HDPTR：0000HPSW:00HPC：0000HSP：07HSBUF：不变复位时部分寄存器值,RAM内部,C=10ufR=8.2Kt10ms,RET8051VSS,VCC,1.单片机复位2.系统复位-多机同时复位（单稳触发器复位）,复位信号保持2个机器周期电平,vcc,VccINT0RST/Vpd备用电源,掉电保护中断方式时序过程,vcc,RST,其他芯片,89c51,施密特触发器,RST,用单稳触发器74LS123输出不同信号电平复位,QQ,RST,RST,T=1.1RC,D,RC,PD=1掉电,IDL=1冻结,中断串口定时器,CPU,OSC,XTAL1XTAL2,或门,或门,时钟发生器,8051单片机节电运行方式,结束冻结方式，通过中断响应IDL=0或硬件复位结束掉电方式，硬件复位,8051单片机节电运行方式节电控制寄存器PCON,SMOD,GF1,GF2,PD,I