51系列单片机的结构及原理ppt课件.ppt

2020/6/13,1,“单片机原理与应用”课程,第2章51系列单片机的结构及原理,2020/6/13,2,第2章：51系列单片机的结构及原理,2.151系列单片机的结构原理,2.251系列单片机的存储器组织,2.351系列单片机的输入/输出口,2.451系列单片机的时钟电路与时序,2.551系列单片机的复位电路,2.6低功耗工作方式与看门狗定时器,2020/6/13,3,2.151系列单片机的结构原理,【基本知识点与要求】理解51系列单片机的内部结构、基本组成、访问存储器的时序、低功耗工作方式、看门狗定时器。(2)熟练掌握51系列单片机的引脚与功能。(3)熟练掌握51系列单片机的存储器组织与I/O接口的特点、操作方法。(4)熟练掌握51系列单片机的时钟电路、时序及其相关概念和复位电路，中断系统。,【重点与难点】重点是51系列单片机的内部资源、外部引脚与功能、存储器组织、时钟电路、时序和复位电路,中断系统。难点是内部数据存储器及高128B数据存储单元与SFR区域的区别与使用方法，访问片外ROM/RAM的指令时序。,2020/6/13,4,2.151系列单片机的结构原理,2.1.151系列单片机的基本组成：,2020/6/13,5,2.151系列单片机的结构原理,2020/6/13,6,2.151系列单片机的结构原理,1.一个8位CPU；2.4KB片内ROM/EPROM/Flash、128BRAM；3.4个8bit并行I/O口P0P3；4.2个16位定时器/计数器T0、T1；5.片内中断处理系统，5个中断源，2级中段；6.片内全双工异步串行I/O口UART；7.时钟电路。,89C52的变化，8KFlashROM代替4kROM,RAM增加到256B,增加了一个16bit定时/计数器（T2）。,2.1.151系列单片机的基本组成：,2020/6/13,7,2.151系列单片机的结构原理,2.1.151系列单片机的内部组成：,1.中央处理单元CPU,（1）运算器以ALU（ArithmeticandLogicalUnit）为核心，由暂存器1、暂存器2、累加器ACC(Accumulator，简称A)、B寄存器、布尔处理器和程序状态寄存器PSW（ProgramStatusWord）组成。主要完成:算术运算（加、减、乘、除、增量、减量、十进制数调整）、逻辑运算（与、或、异或）、位运算（位置“1”、置“0”和取反）和数据传送等操作，运算结果的状态由PSW保存。,2020/6/13,8,2.151系列单片机的结构原理,（2）控制器由程序计数器PC(ProgramCounter)、PC加1寄存器、指令寄存器IR（InstructionRegister）、指令译码器ID（InstructionDecoded）、数据指针DPTR(DataPointor)、堆栈指针SP(StackPointor)、缓冲器和定时控制电路等组成。主要完成指挥控制工作，协调单片机各部分正常工作。,2.片内存储器51系列单片机存储器空间有程序存储器和数据存储器两个独立的空间，这种形式为哈佛结构（分别独立编址）。AT89S51有128B的片内数据存储器RAM、可外扩展64KB；有4KB可在系统编程的FlashROM，可外扩展到64KB。,2020/6/13,9,2.151系列单片机的结构原理,3.I/O接口与部件51系列单片机有4个8位并行I/O接口。每一个接口都有数据输出锁存器、输入缓冲器和输出驱动器。锁存器作为特殊的寄存器属于端口，具有端口地址。CPU通过内部总线对I/O接口中的寄存器进行读写，由于每一个接口只有一个端口，对单片机而言就不再区分两者，我们把4个接口和其中的锁存器都统一标记为P0P3，简称为P0口、P1口、P2口和P3口。51系列单片机还有1个可编程全双工异步串行I/O接口UART。,这里所讲的并行就是所有各位数据同时并排传输的方式；串行就是所有各位数据按一定顺序，一位接着一位传输的方式。另外，还有定时器/计数器、中断系统。,2020/6/13,10,2.151系列单片机的结构原理,2.1.2单片机引脚及功能,RST/VPD,Vss,Vcc,P0口:I/O口或数据总线/低8位地址总线复用口,P1口:I/O口,P3口:I/O口或第2功能口,P2口:I/O口或高8位地址总线,控制总线,控制总线,时钟,复位引脚,2020/6/13,11,2.151系列单片机的结构原理,51系列单片机的引脚可分3类：电源引脚、控制引脚、输入/输出（I/O）引脚。以DIP-40封装说明引脚功能。,1.电源引脚（2根）（1）Vcc（VoltCurrentCondenser，第40引脚）：电源端，接+5V电源。（2）GND（Ground，第20引脚）：接地引脚，有时标记为Vss。,2.控制引脚（6根）（1）RST/VPD（Reset，第9引脚）：复位信号输入引脚/备用电源输入引脚。,2020/6/13,12,2.151系列单片机的结构原理,（2）XTAL1（第19引脚）：晶体振荡器接入的一个引脚。若采用外部输入时钟信号，对CHMOS型51系列单片机，此引脚作为外部时钟的输入端；对HMOS型51系列单片机，此引脚接地。,（3）XTAL2（第18引脚）：晶体振荡器接入的另一个引脚。若采用外部输入时钟信号，对CHMOS型51系列单片机，此引脚悬空；对HMOS型51系列单片机，此引脚作为外部时钟的输入端。,2020/6/13,13,19,18,C1,C2,振荡频率1.2MHz12MHz,晶振,内部时钟方式电路设计原理图,C1、C2取值对振荡频率输出稳定性、大小及振荡电路的起振速度有一定的影响。,2.151系列单片机的结构原理,2020/6/13,14,2.151系列单片机的结构原理,PSEN(29),名称,功能,片外取指信号（片外程序存储器读）输出低电平有效。通过P0口读回指令或常数。控制的是片外程序存储器,程序存储器选择信号,0时，选外部ROM；,1，地址小于4k时，选内部ROM,地址大于4k时，选外部ROM,P0口是数据/地址复用口,P0口输出数据信息,P0口输出地址信息,锁存地址,2020/6/13,15,2.151系列单片机的结构原理,2.输入/输出引脚（32根）,（1）P0口（P0.0P0.7，第3932引脚）作双向I/O口使用或者作为地址总线低8位/数据总线使用。,（2）P1口（P1.0P1.7，第18引脚）：P1口的第一功能是作为准双向I/O口使用，其功能完全由用户程序进行定义。这里称准双向口是由于接口内部有拉高电路。,2020/6/13,16,2.151系列单片机的结构原理,（3）P2口（P2.0P2.7，第2128引脚）：P2口作为一般的准双向I/O口使用或者高8位地址总线输出引脚。在对AT89S51片内的Flash进行并行编程和校验时，P2口接收高8位地址信号和一些控制信号。,（4）P3口（P3.0P3.7，第1017引脚）：P3口一般作为准双向I/O口使用或者第二功能引脚。在对AT89S51片内的Flash进行并行编程和校验时，P3口接收控制信号。,2020/6/13,17,2.151系列单片机的结构原理,P3口的第二功能,2020/6/13,18,2.251系列单片机的存储器组织,51系列单片机的存储器从物理位置看，有4个存储器空间，即片内数据存储器（简称片内RAM）、片内程序存储器（片内ROM）、片外数据存储器（片外RAM）和片外程序存储器（片外ROM），如图所示。,51系列单片机存储器的物理位置,2020/6/13,19,从使用的角度来看，51系列单片机的存储器空间又可分为3个部分，如图所示。,2.251系列单片机的存储器组织,程序存储器数据存储器外部数据存储器,2020/6/13,20,（1）片内外统一编址的64KB程序存储器空间，地址范围0000H0FFFFH。（2）64KB的片外数据存储器空间，地址范围0000H0FFFFH。（3）51单片机片内数据存储器RAM128B，地址范围为00H7FH；增强型AT89S52的片内数据存储器RAM256B，地址范围为00H0FFH。,2.251系列单片机的存储器组织,2020/6/13,21,2.2.1程序存储器空间,(a)ROM空间地址分布(b)ROM低地址中断入口单元,2020/6/13,22,51系列单片机的程序存储器ROM主要用来存放程序、常数或表格等，最大寻址空间64KB。AT89S51片内有4KB的FlashROM，80C51内部有4KB的掩膜ROM，87C51内部有4KB的EPROM(OTP)，而80C31内部没有程序存储器。,当=1时：程序计数器PC在0000H0FFFH范围内（即前4KB单元），则执行片内FlashROM中的程序；PC的值超过0FFFH时，则会自动转去执行片外ROM中1000H0FFFFH范围的程序。当=0时：只能寻址片外程序存储器，地址从0000H开始，到0FFFFH。,2.2.1程序存储器空间,2020/6/13,23,2.2.2数据存储器空间,51系列单片机的数据存储器RAM主要用来存放数据和运算的中间结果等。51系列单片机的数据存储器分片内RAM和片外RAM两部分。,(a)片内RAM和SFR空间分布(b)片外RAM空间单元,2020/6/13,24,2.2.2数据存储器内部低128B,1工作寄存器区：4组寄存器（寄存器阵列）。即4个工作寄存器0区3区，每组8个寄存单元（每单元8位），以R0R7作寄存器名，暂存运算数据和中间结果。字节地址为00H1FH。2位寻址区：字节地址为20H2FH，既可作RAM，也可位操作。共有16个RAM单元，共128位，位地址为00H7FH。3用户RAM区：80个单元，地址为30H7FH，在一般应用中常作堆栈区。,2020/6/13,25,2.2.2数据存储器内部低128B,2020/6/13,26,这些寄存器的功能已经作了特殊规定，通常用来存储当前要执行的指令的存储地址、操作数和指令执行后的状态等信息。因此也称为特殊功能寄存器，简称为SFR寄存器。访问SFR只能使用直接地址方式。,51单片机片内数据存储器的高128字节单元供专用寄存器使用，它们分布在单元地址为80H0FFH的空间中。,2.2.2数据存储器高128B+外,51系列单片机可以扩展64KB的RAM和I/O端口，外部RAM和I/O端口是统一编址的，CPU对他们具有相同的操作。,2020/6/13,27,2.2.3特殊功能寄存器,80C51有21个SFR，AT89S51单片机在此基础上增加了1组数据指针（DP1，16位）、2个辅助寄存器（AUXR、AUXR1）和一个看门狗定时器复位寄存器（WDTRST），总计有26个特殊功能寄存器。其中的11个具有位寻址功能，它们的字节地址能够被8整除，即字节地址的十六进制数最低位是0或8。,2020/6/13,28,2020/6/13,29,2.2.3特殊功能寄存器,(1)累加器ACC（Accumulator8位）用于存放操作数或运算中间结果的8位专用寄存器，如算术运算、逻辑运算、数据传送、移位操作等。其物理地址为0E0H，也可使用ACC代表物理地址。对ACC可进行位寻址，通常用ACC.n（n=07）表示。,(2)寄存器B（8位）与累加器A配合执行乘、除运算，也可用作通用寄存器。,(3)程序状态字PSW（8位）PSW是可位寻址的8位寄存器，主要用于存储当前指令执行后的程序状态，这些状态可作为执行下一条指令的条件。各位定义如下：,2020/6/13,30,2.2.3特殊功能寄存器,CY(CarryPSW.7)-进位（借位）标志位。功能一：算术运算的进位（借位）标志位，在无符号数的加（减）中，若运算结果的最高位有进位（借位）时，CY由硬件置“1”，否则清“0”，或者说进位（借位）位在CY中保存；功能二：在位操作中，CY作为布尔处理器的位累加器C来使用。,2020/6/13,31,2.2.3特殊功能寄存器,AC(AuxiliaryPSW.6)-辅助进位标志位。在进行加（减）运算中，若累加器A中的ACC.3向ACC.4有进位（借位）时，AC由硬件置“1”，否则清“0”。该位常用于调整BCD码运算结果。,F0(FlagZeroPSW.5)-用户标志位。用户可以根据程序执行的需要，通过软件置“1”或清“0”。,RS1和RS0(PSW.4和PSW.3)工作寄存器组选择位。RS1和RS0由软件置“1”或者清“0”，它们和工作寄存器的关系如下表所示，被选中的工作寄存器组即为当前工作寄存器组。,2020/6/13,32,2.2.3特殊功能寄存器,工作寄存器组选择表,OV(OverflowPSW.2)-溢出标志位在带符号数的算术运算中，若运算结果超出了相应机器字长表示的范围（对8位二进制数而言，即超出-128+127），产生溢出，OV由硬件置“1”，表示运算结果是错误的；否则，OV由硬件清“0”，表示运算结果正确。,2020/6/13,33,F1（PSW.1）-系统保留位、未用。,P(ParityPSW.0)-奇偶标志位。用于指示累加器A中的“1”的个数的奇偶性。若A中有奇数个“1”则P由硬件置“1”；若A中有偶数个“1”或者A=00H时，P由硬件清“0”。,2.2.3特殊功能寄存器,（4）堆栈指针SP(StackPointer)。SP是8位专用寄存器，作为堆栈指针它始终指向堆栈的顶部。,所谓堆栈是一个连续的数据存储区域，其存取原则为“后进先出”，或“先进后出”。堆栈的操作有两种：进栈和出栈。,2020/6/13,34,51系列单片机的堆栈是向上生成型（向地址增大的方向生成），进栈操作过程是SP先加1，然后数据压入；出栈过程是SP指向的数据从中弹出，然后SP减1。,（5）数据指针DPTR(DataPointer)DPTR是16位专用寄存器，用来存放读外部程序存储器或读/写外数据存储器的16位地址。既可以按16位寄存器使用，也可以按两个8位寄存器DPH和DPL来使用。其中DPH是DPTR的高8位，DPL是DPTR的低8位。对于AT89S51来说，DPTR就是DP0。,2.2.3特殊功能寄存器,2020/6/13,35,（6）程序计数器PC（ProgramCounter）PC是16位的二进制计数器，专门用于存储CPU要执行的下一条指令的第一字节在ROM中的存储地址，控制程序的执行顺序。PC没有地址，是不可寻址的，用户无法对它进行读写，但可以通过转移、调用、返回等指令改变其值，以实现程序的转移。,其余的和中断、定时器(IE、IP、T0、T1、TMOD、TCON)及串行口有关的特殊功能寄存器(SBUF、SCON、PCON)将在后续的相关章节中介绍。此外，还有4个端口寄存器。*专用寄存器只能使用直接寻址方式，书写时既可使用寄存器符号，也可使用寄存器单元地址。,2.2.3特殊功能寄存器,2020/6/13,36,51系列单片机有4个8位并行I/O端口P0P3。每个端口都有8根I/O口线，每根线都能独立的作为输入或输出。在组成结构上每1个端口都有1个锁存器、输入缓冲器和1个输出驱动器。具有字节寻址和位寻址功能,1.P0端口,由1个输出锁存器（D触发器）、2个输入缓冲器、一个转换开关MUX、1个输出驱动电路（T1、T2）、1个与门和1个反相器组成。,2.351系列单片机的输入/输出口,P0口的其中1位的电路结构,2020/6/13,37,（1）用作通用I/O口无外扩展存储器时，P0口可作通用I/O口。此时，CPU发出控制电平“0”封锁与门，T1截止，同时使转换开关接通b点。输出驱动级工作在漏级开路方式，需要外接上拉电阻。,用作输出口。内部数据总线的数据在“写锁存器”信号作用下，通过D锁存器端输出，送到T2，再经过T2反相，则在P0.X上出现的数据正好与数据总线信号一致。需要外接10K上拉电阻。,2.351系列单片机的输入/输出口,P0口的其中1位的电路结构,2020/6/13,38,2.351系列单片机的输入/输出口,用作输入口。输入的数据可以来自端口的锁存器，也可以来自端口引脚，究竟是哪一种情况，由执行的输入操作来决定。,P0口的其中1位的电路结构,输入操作读引脚，P0.X上出现的数据经图下面一个缓冲器读到内部数据总线上。输入操作读锁存器，锁存器的数据经图中上面一个缓冲器读到内部数据总线上，然后经过运算，再回送结果到P0端口的锁存器，并出现在引脚上。,2020/6/13,39,2.351系列单片机的输入/输出口,（2）用作地址/数据线当系统外扩展存储器时，P0口就作为地址/数据总线用。CPU及内部控制信号为“1”，使转换开关接通a点，反相器的输出和T2管栅极相连。在这种情况下，若地址/数据线为“1”，则T1导通、T2截止，P0.X输出为“1”；反之，T1截止、T2导通，P0.X输出为“0”。当数据从P0口输入时，成为读引脚状态。,P0口作为地址/数据总线使用时是一个真正的双向口，而作为通用I/O口使用时属于准双向口。,2020/6/13,40,P1口作为通用I/O使用。作为输出时，无需再接上拉电阻，每个引脚可驱动4个LSTTL门电路。做输入口时，必须先向锁存器写“1”，使T2截止。P1口作为通用I/O口，属于准双向口,2.P1端口,P1口的其中1位的电路结构如图所示。它由1个输出锁存器（D触发器）、2个输入缓冲器、1个输出驱动电路（T2、上拉电阻）组成。,2.351系列单片机的输入/输出口,P1口的其中1位的电路结构,2020/6/13,41,P2口的其中1位的电路结构如图所示。由1个输出锁存器（D触发器）、2个输入缓冲器、1个转换开关、1个反相器和1个输出驱动电路（T、上拉电阻）组成。,2.351系列单片机的输入/输出口,3.P2端口,（1）作通用I/O口当系统只扩展256B的片外数据存储器时，仅使用地址的低8位，P2口可作为通用I/O口使用。控制信号为0，转换开关下方接通，P2口作为通用I/O口，属于准双向口。,P2口的其中1位的电路结构,2020/6/13,42,2.351系列单片机的输入/输出口,（2）P2口用作地址总线当系统需要在片外扩展程序存储器或者数据存储器超过256B时，单片机内部硬件自动使控制信号为“1”，转换开关接向地址线，P2.X的输出正好和地址线上的信息一致。P2口用作地址总线高8位。,4.P3端口,P3口的其中1位的电路结构如图所示。它由1个输出锁存器（D触发器）、3个输入缓冲器、1个与非门和1个输出驱动电路（T、上拉电阻）组成。,P3口的其中1位的电路结构,2020/6/13,43,2.351系列单片机的输入/输出口,（1）P3口用作第一功能（通用I/O口）P3口作通用I/O口时，其第二功能输出为1，口中的每一位都可以定义为输入或输出，工作原理与P1口类似。此时P3口为准双向口。,P3口的其中1位的电路结构,（2）P3口第二功能CPU不对P3口进行字节或者位寻址时，内部硬件自动使P3口的锁存器置1，打开第二功能输出的门，使P3.X的输出正好和第二功能输出的信息一致。P3口的第二功能见表，第二功能应用非常重要。,2020/6/13,44,2.351系列单片机的输入/输出口,5.端口的负载能力与应用方法,（1）端口的带负载能力在端口电平兼容的情况下，带负载能力就是前级在保持“1”或“0”信号不变时，能够驱动后级的同类门的个数。低功耗型单片机端口的电平与CMOS和TTL电平兼容。,P0口的每一位能够驱动8个LSTTL门电路。作为通用I/O口时，输出驱动电路是开漏的，在驱动集电极开路（OC门）电路或者漏级开路电路时需要外接上拉电阻。作为地址/数据线使用时，无需外接上拉电阻。,P1P3口每一位能够驱动4个LSTTL门电路。其输出驱动电路均有上拉电阻，所以可方便地由集电极开路（OC门）电路或者漏级开路电路所驱动，无需外接上拉电阻。,2020/6/13,45,（2）P0P3口选择使用注意问题若51系列单片机内部程序存储器ROM够用，不需要片外扩展存储器和I/O口，则P0P3均作为通用I/O口使用。4个口在作为输入口使用时，必须先对相应端口的锁存器写入“1”。P2口作地址线使用时，为使用的高位线可以作为RAM或者I/O口的片选信号，不可以作为通用I/O口线使用。P3口的某些位做第二功能使用时，未用的口线仍然可以作为单独的I/O口线使用。,2.351系列单片机的输入/输出口,2020/6/13,46,2.4时钟电路与时序,单片机的时钟信号用来提供其内部各种微操作时间基准。单片机的时序就是CPU执行指令时所需控制信号的时间顺序。所以单片机系统就是一个由同步时序控制的时序系统。,1.内部振荡方式AT89S51单片机的内部有一个用于构成内部振荡器的反相放大器，XTAL1和XTAL2分别是放大器的输入和输出端，在这两个引脚之间外接1个石英晶体或陶瓷振荡器，就可构成一个自激振荡器。电容C1、C2起到稳定振荡频率、快速启振的作用。石英晶体，C1、C2值分别为30pF10pF；陶瓷谐振器，C1、C2值分别为40pF10pF。晶振可选用12MHz。为了减少寄生电容，晶振器和电容应尽可能安装的与单片机芯片靠近。,2.4.1片内振荡器及时钟信号的产生,2020/6/13,47,2.外部振荡方式把已有的时钟引入单片机，外部振荡脉冲信号由XTAL1端输入单片机，XTAL2端悬空。外接的脉冲高、低电平持续时间大于20ns，此方式便于多块芯片同时工作，便于同步。,2.4时钟电路与时序,2020/6/13,48,2.4时钟电路与时序,2.4.2时序及有关概念,时序反映的是各控制信号在时间上的相互关系，是用定时单位来说明的。微处理器的定时单位从小到大的顺序是：时钟周期（节拍）、状态、机器周期、指令周期。,1.时钟周期一个时钟(振荡)脉冲持续的时间就称为一个时钟周期(ClockCycle)，也称为节拍(P，Pulse)。它是晶体振荡器产生的时钟频率的倒数，是微型计算机系统中的最小、最基本的时序定时单位。,2.状态状态由节拍构成。51系列单片机中状态用S(State)表示，1个状态包含2个节拍，分别称为前拍P1和后拍P2。,2020/6/13,49,2.4时钟电路与时序,4.指令周期指令周期(InstructionCycle)就是CPU取出一条指令，到该条指令执行完成所需要的时间，以机器周期为单位。由于机器执行不同的指令所需要的时间不同，因此执行不同的指令所需要的机器周期数不同。通常一条指令执行所需要的时间在14个机器周期。单片机中按照指令执行所需要的机器周期数将其分为单周期指令、双周期指令和四周期指令三种。,3.机器周期CPU访问存储器或I/O端口一次（读写一个字节）所需要的时间就是一个机器周期(MachineCycle)。51系列单片机采用定时控制方式，它有固定的机器周期。规定1个机器周期包括6个状态或者12个时钟周期，也就是振荡脉冲的12分频，可依次表示为S1P1、S1P2S6P2。,2020/6/13,50,机器周期（s）=12/f，f是晶振频率（MHz）。当晶振频率为24MHz时，机器周期是0.5s，当晶振频率为12MHz时，机器周期是1s，当晶振频率为6MHz时，机器周期是2s。后续的许多程序设计或者定时器应用中都要用到。,2.4时钟电路与时序,思考：设单片机晶振频率为12MHz，问机器周期为多少？指令周期分别为多少？,指令的运算速度与指令所包含的机器周期数有关，执行指令的机器周期数越少，指令执行得越快。或者说，指令的执行速度由系统时钟频率决定的，时钟频率越高，执行指令速度越快。指令周期是时序的最大时间单位。,2020/6/13,51,CPU执行任何一条指令都分为取指令和执行指令两个阶段。取指令阶段是把程序计数器（PC）中的地址送到程序存储器，在读控制信号的作用下，从存储器中取出需要执行的操作码和操作数。执行指令阶段包括对指令操作码译码和产生控制信号、完成指令执行的过程。,2.4.3指令的取指/执行时序,2.4时钟电路与时序,2020/6/13,52,2.4时钟电路与时序,2020/6/13,53,51系列单片机片外存储器有程序存储器ROM和数据存储器RAM两种，CPU访问它们的指令也分两类、时序也有所不同。,2.4.4访问片外存储器的操作时序,2.4时钟电路与时序,1.访问外部ROM的操作时序,2020/6/13,54,2.4时钟电路与时序,2.访问外部RAM的操作时序,2020/6/13,55,2.4时钟电路与时序,访问片外RAM时，要进行两步操作：第一步是先从外部ROM中取出访问片外数据存储器指令MOVX；第二步是根据MOVX指令所给出的数据选中外部RAM某单元，再对该单元进行操作。,第一个机器周期是从外部ROM中取指令，在S4P2之后，将取来的指令中的外部RAM地址输出，P0口送出低8位地址，P2口送出高8位地址。第二个机器周期中，ALE第一个有效信号不再出现，读信号有效，将外部RAM的数据读出送到P0口。以后尽管ALE的第二个信号出现，但没有操作进行，从而结束了第二个机器周期。,【注意】在访问外部RAM时，ALE丢失1次，所以不能用ALE作为精确的时钟输出。,2020/6/13,56,复位是一种操作，就是使CPU和系统中的其它部件都置为一个确定的初始状态，并从这个初始状态开始工作。,复位可以使死机状态下的单片机重新启动。,2.551系列单片机的复位电路,1.复位与复位电路,复位可分为上电复位、按键复位（外部复位）和内部复位。外部复位就是使RST端上保持2个机器周期以上的高电平，内部复位就是WDT产生的复位。,2020/6/13,57,2.551系列单片机的复位电路,上电复位和按键复位的电路,2.单片机复位后的状态,单片机复位后，所有的内部SFR和一些引脚都被赋予默认值，SFR状态如下表所示。ALE和引脚输出高电平，即ALE=1，PC=0000H，单片机从起始地址0000H开始执行程序。,2020/6/13,58,2.551系列单片机的复位电路,2020/6/13,59,2.6低功耗方式与看门狗定时器,1.低功耗工作方式,除本身属低功耗外，单片机还提供了两种低功耗工作方式（节电工作方式），即空闲（等待、待机）方式和掉电（停机）保护方式，以进一步降低功耗。,低功耗工作方式不是自动产生的，而是通过软件设定的。两种低功耗工作方式由电源及波特率控制寄存器PCON来设定。PCON位于特殊功能寄存器区的87H单元，是1个不可位寻址的8位SFR，各位定义如下：（复位后0 xxx000B）,2020/6/13,60,2.6低功耗方式与看门狗定时器,其中，:保留位。SMOD是波特率培增位，在串行通信中使用。SMOD=1，串行通信波特率加倍。GF1、GF0：通用标志位，由软件置位、清零。PD:掉电方式控制位。PD=1，进入掉电保护方式。IDL：空闲方式控制位。IDL=1，进入空闲方式。,2020/6/13,61,2.6低功耗方式与看门狗定时器,（1）空闲（等待、待机）方式,空闲（等待、待机）方式是指CPU在不需要执行程序时停止工作，以取代不停地执行空操作或原地踏步等操作。,当CPU执行一条置PCON.0（IDL）为1的指令后，系统进入空闲方式。退出空闲方式有两种方法。,2020/6/13,62,2.6低功耗方式与看门狗定时器,中断退出。空闲方式下，中断系统还在工作，所以任何中断响应都可使IDL清