80C51的结构和原理

1、2021-6-151第第2 2章章 80C5180C51的结构和原理的结构和原理80C51系列系列概述概述2.180C51的的基本结构基本结构与与应用模式应用模式2.280C51典型典型资源配置资源配置与与引脚封装引脚封装2.380C51单片机的单片机的CPU2.480C51的的存储器存储器组织组织2.580C51的的并行口结构并行口结构与与操作操作2.62021-6-1522.1 80C51系列概述系列概述2.1.1 MCS-512.1.1 MCS-51系列系列v 8051/8751/80318051/8751/8031v 8052/8752/8032 8052/8752/8032v 80

2、80C C51/8751/87C C51/8051/80C C3131v 80 80C C52/8752/87C C52/8052/80C C3232等等 v MCS-51MCS-51是是IntelIntel公司生产的一个单片机系公司生产的一个单片机系列名称。这一系列的单片机有多种，如：列名称。这一系列的单片机有多种，如：2021-6-153v 生产工艺有两种：生产工艺有两种：8787C C5151。v 一是一是HMOSHMOS工艺（高密度短沟道工艺（高密度短沟道MOSMOS工艺）。工艺）。v 二是二是C CHMOSHMOS工艺（互补金属氧化物的工艺（互补金属氧化物的HMOSHMOS工艺）。工

3、艺）。2021-6-154v 功能上，有基本型和增强型功能上，有基本型和增强型2 2大类：大类：v 增强型增强型：8052/8752/80328052/8752/803280C52/87C52/80C3280C52/87C52/80C32v 基本型基本型：8051/8751/80318051/8751/803180C51/87C51/80C3180C51/87C51/80C312021-6-155v 在片内程序存储器配置上，有在片内程序存储器配置上，有3 3种形式，种形式， 即即掩膜掩膜ROMROM、EPROMEPROM和和ROMLessROMLess。如：。如：v 80C80C5 51 1有

4、有4K4K字节的字节的掩膜掩膜ROMROMv 8 87 7C51C51有有4K4K字节的字节的EPROMEPROM v 80C80C3 31 1在芯片内在芯片内无程序存储器无程序存储器。2021-6-1562.1.2 80C512.1.2 80C51系列系列 各厂商各厂商以以80518051为基核为基核开发出的开发出的CMOSCMOS单片机统称为单片机统称为80C5180C51系列。常用系列。常用产品有：产品有：v IntelIntel：80C3180C31、80C5180C51、87C5187C51，80C3280C32、80C5280C52、87C5287C52等；等；v ATMELATM

5、EL：89C5189C51、89C5289C52、89C205189C2051等；等；v PhilipsPhilips、华邦华邦、DallasDallas、SiemensSiemens等公司的等公司的许多产品许多产品 。2021-6-1572.2 80C51的基本结构与应用模式的基本结构与应用模式2.2.1 80C512.2.1 80C51的基本结构的基本结构2021-6-1582.2.2 80C512.2.2 80C51的应用模式的应用模式v 带总线扩展引脚的产品带总线扩展引脚的产品扩展总线的应用模式扩展总线的应用模式 不扩展总线的应用模式不扩展总线的应用模式 2021-6-159v 没有总

6、线扩展引脚的产品没有总线扩展引脚的产品 引脚数减少、体积减小。对于不需进行并行外引脚数减少、体积减小。对于不需进行并行外围扩展，装置的体积要求苛刻且程序量不大的系围扩展，装置的体积要求苛刻且程序量不大的系统极其适合。统极其适合。2021-6-15102.3 80C51典型产品资源配置与引脚封装典型产品资源配置与引脚封装2.3.1 80C512.3.1 80C51典型产品资源配置典型产品资源配置2021-6-1511v 由表可见：由表可见： 增强型与基本型的几点不同：增强型与基本型的几点不同：v 片内片内ROMROM：从：从4K4K增加到增加到8K8Kv 片内片内RAMRAM：从：从128128

7、增加到增加到256256v 定时定时/ /计数器：从计数器：从2 2个增加到个增加到3 3个个v 中断源：从中断源：从5 5个增加到个增加到6 6个。个。 2021-6-1512v 无无ROM型，要在片外扩展程序存储器；型，要在片外扩展程序存储器；v 掩膜掩膜ROM型，程序由芯片生产厂写入；型，程序由芯片生产厂写入；v EPROM型，程序通过写入装置写入；型，程序通过写入装置写入；v FlashROM型，程序可电写入（常用）。型，程序可电写入（常用）。 片内片内ROMROM的配置形式：的配置形式：。2021-6-15132.3.2 80C512.3.2 80C51的引脚封装的引脚封装2021-

8、6-1514二、引脚分类：二、引脚分类：1 1、主电源引脚、主电源引脚 VssVss、VccVcc2 2、外接晶振引脚、外接晶振引脚 XTAL1XTAL1、XTAL2XTAL22021-6-15153、控制或复位引脚 、RST / VPD RST / VPD 复位 /备用电源 当出现两个机器周期高电平时，单片机复位 。 复位后，P0 P0 P3P3 输出高电平；SPSP寄存器为07H07H；其它寄存器全部清0 0；不影响RAMRAM状态。、ALE / PROG 地址锁存控制端/编程脉冲输入端 ALE:提供1/6 fosc振荡频率； PROG:为其内部的EPROM输入编程脉冲、 外部程序存储器的

9、读选通信号端 当执行MOVC指令时， =0PSENPSEN2021-6-1516 0 时，只访问外部程序存储器时，只访问外部程序存储器,即外即外ROM1 时，先访问内部时，先访问内部ROM,再访问外部再访问外部ROM 、 内、外内、外ROM选择端选择端/编程电压输入端编程电压输入端4、输入、输入/输出引脚输出引脚 P0.0 P0.7； P1.0 P1.7 ； P2.0 P2.7 ；P3.0 P3.7 四个四个I / O口，每口八条线，共口，每口八条线，共32脚；还兼作地址脚；还兼作地址/数据线。数据线。EA=EAPPVEAVPP:对于对于8751(EPROM)单片机编程时，该端施加编程电单片机

10、编程时，该端施加编程电压压21.5V2021-6-15172.4 80C51的的CPU2021-6-15181 1、中央处理单元中央处理单元CPU（8位）位） 用于数据处理、位操作（位测试、置位、复位）用于数据处理、位操作（位测试、置位、复位）2 2、只读存储器只读存储器ROM（4KB或或8KB） 用于永久性存储应用程序，掩膜用于永久性存储应用程序，掩膜ROM、EPROM、EEPROM3 3、随机存取存储器随机存取存储器RAM（256B） 用于程序运行中存储工作变量和数据用于程序运行中存储工作变量和数据4 4、并行输入并行输入/输出口输出口 I / O（32线）线） 用作系统总线、扩展外存、用

11、作系统总线、扩展外存、I / O接口芯片接口芯片80C5180C51的内部结构的内部结构一、总体结构一、总体结构2021-6-15195、串行输入串行输入/输出口输出口 UART （二线（二线,借用）借用） 串行通信、扩展串行通信、扩展 I / O接口芯片接口芯片6 6、定时定时/计数器计数器 T（16位增量可编程）位增量可编程） 它与它与CPU之间各自独立工作，当它计数满时向之间各自独立工作，当它计数满时向CPU中断中断7 7、时钟电路时钟电路 fosc 分为内部振荡器、外接振荡电路分为内部振荡器、外接振荡电路8 8、中断系统中断系统 五个中断源、两个优先级，可编程进行控制。五个中断源、两个

12、优先级，可编程进行控制。2021-6-1520 二、具体介绍二、具体介绍1、80C51的微处理器（的微处理器（CPU）（1）运算器）运算器累加器累加器ACC ；寄存器寄存器B ；程序状态字寄存器程序状态字寄存器PSW 。（2）控制器）控制器程序计数器程序计数器PC ；指令寄存器指令寄存器IR ；数据指针数据指针DPTR。2021-6-15212、80C51的片内存储器的片内存储器 在物理上设计成在物理上设计成程序存储器程序存储器和和数据存储器数据存储器两两个个独立的空间独立的空间（称为（称为哈佛结构哈佛结构）：）： 内部内部ROM容量容量4K字节字节 范围是：范围是：000H0FFFH 内部内

13、部RAM容量容量128字节字节 范围是：范围是：00H7FH2021-6-15223、80C51的的I/O口及功能单元口及功能单元v四个四个8位的并行口，即位的并行口，即P0P3。它们均为双。它们均为双向口，既可作为输入，又可作为输出。每个口各向口，既可作为输入，又可作为输出。每个口各有有8条条I/O线。线。 v有一个全双工的串行口有一个全双工的串行口（利用（利用P3口的两个引口的两个引脚脚P3.0和和P3.1）；）；v有有2个个16位的定时位的定时/计数器计数器 ；v有有1套完善的中断系统。套完善的中断系统。 2021-6-15234 4、80C5180C51的特殊功能寄存器（的特殊功能寄存

14、器（SFRSFR）v内部有内部有SPSP，DPTRDPTR（可分成（可分成DPHDPH、DPLDPL两个两个8 8位寄存位寄存器），器），PCONPCON，IEIE，IPIP等等2121个特殊功能寄存器单个特殊功能寄存器单元，元，它们同内部它们同内部RAMRAM的的128128个字节统一编址，地址范个字节统一编址，地址范围是围是80H80HFFHFFH。这些。这些SFRSFR只用到了只用到了80H80HFFH128FFH128个存个存储单元中的储单元中的2121个字节单元，且这些单元是离散分布个字节单元，且这些单元是离散分布的。的。增强型单片机的增强型单片机的SFRSFR有有2626个字节单元

15、，所增加的个字节单元，所增加的5 5个个单元均与定时单元均与定时/ /计数器计数器2 2相关。相关。2021-6-1524寄存器及其存储器映射如下图：寄存器及其存储器映射如下图：2021-6-15252.4.2 80C512.4.2 80C51的时钟与时序的时钟与时序v 时钟产生方式时钟产生方式内部时钟方式内部时钟方式 外部时钟方式外部时钟方式 2021-6-1526v 80C5180C51的时钟信号的时钟信号2021-6-152780C51的典型时序的典型时序时序时序：各条指令执行时各部份电路工作的先后次序。各条指令执行时各部份电路工作的先后次序。 单片机的时序以单片机的时序以XTAC2的振

16、荡信号为参考的振荡信号为参考(fOSC)时序单位时序单位:1、晶振周期、晶振周期即振荡频率周期，单片机的基本时序单位即振荡频率周期，单片机的基本时序单位2、时钟周期、时钟周期由两个由两个晶振周期晶振周期组成，也称为组成，也称为S状态，状态，分为分为P1和和P2。2021-6-15283、机器周期、机器周期 由六个状态组成由六个状态组成,每个状态每个状态S为分两个时相为分两个时相P1、P2.每个时相为一个振荡周期每个时相为一个振荡周期,因此一个机器周期因此一个机器周期为为12个晶振周期个晶振周期. MCS51单片机的典型的指令周期为一个机器周期单片机的典型的指令周期为一个机器周期.4、指令周期、

17、指令周期执行一条指令所需的时间为指令周期执行一条指令所需的时间为指令周期。2021-6-1529v 80C51 80C51的典型时序的典型时序 单字节指令单字节指令 双字节指令双字节指令 v 单周期指令单周期指令2021-6-1530v 双周期指令双周期指令2021-6-1531v 访问外部访问外部RAM的双周期指令时序的双周期指令时序 2021-6-15322.4.3 80C512.4.3 80C51单片机的复位单片机的复位复位复位可使单片机可使单片机或或系统部件处于确定的系统部件处于确定的初始状态初始状态。 v 复位电路复位电路 上电复位电路上电复位电路 按键与上电复位按键与上电复位 20

18、21-6-1533单片机复位后的状态单片机复位后的状态PC=0000H，所以程序从，所以程序从0000H地址单元开始执行地址单元开始执行；启动后，片内启动后，片内RAM为随机值，运行中的复位操作不改变片内为随机值，运行中的复位操作不改变片内RAM的内容的内容 ；特殊功能寄存器复位后的状态是确定的特殊功能寄存器复位后的状态是确定的 ：vP0P3=FFH，各口可用于输出，也可用于输入；，各口可用于输出，也可用于输入；vSP=07H，第一个入栈内容将写入，第一个入栈内容将写入08H单元；单元；vIP、IE和和PCON的的有效位为有效位为0，各中断源处于低优先级且，各中断源处于低优先级且均被关断、串行

19、通讯的波特率不加倍；均被关断、串行通讯的波特率不加倍；vPSW=00H，当前工作寄存器为，当前工作寄存器为0组。组。2021-6-15342.5 80C51的存储器组织的存储器组织80C5180C51存储器可以分成两大类：存储器可以分成两大类：v RAMRAM，CPUCPU在运行时能随时进行数据的写入和读在运行时能随时进行数据的写入和读出，但在关闭电源时，其所存储的信息将丢失。出，但在关闭电源时，其所存储的信息将丢失。用用来存放暂时性的输入输出数据、运算的来存放暂时性的输入输出数据、运算的中间结果中间结果或或用作用作堆栈堆栈。v ROMROM，写入信息后不易改写的存储器。断电后，写入信息后不易

20、改写的存储器。断电后，其中的信息保留不变。其中的信息保留不变。用来存放用来存放固定的程序或数据固定的程序或数据，如系统监控程序、常数表格等。如系统监控程序、常数表格等。 2021-6-1535MCS-51单片机的存储器结构单片机的存储器结构0 0F FF FF FF FH H0 0F FF FF FH H0ROMEA外部1ROMEA 内部H0000 程序存储器程序存储器1 10 00 00 0H HH00000 00 08 80 0H HRAM内内部部0 00 0F FF FH H能寄存器特殊功0 0F FF FF FF FH H）（外部外部K64RAM 数据存储器数据存储器H00000 00

21、 07 7F FH H2021-6-1536物理上分为：物理上分为：两大部分两大部分四四大块，大块，即即ROMRAM片内片内片外片外片内片内片外片外逻辑上分为逻辑上分为: 3个空间，个空间， 即程序内存（片内、外）统一编址即程序内存（片内、外）统一编址 MOVC 数据存储器（片内）数据存储器（片内） MOV 数据存储器（片外）数据存储器（片外） MOVX2021-6-15372.5.1 80C512.5.1 80C51单片机的程序存储器配置单片机的程序存储器配置v片片内内与片与片外外程序存储器的选择程序存储器的选择 v EAEA引脚接高电平引脚接高电平-片内片内2021-6-1538v EAE

22、A引脚接高地引脚接高地-片外片外2021-6-1539程序存储器程序存储器寻址范围：寻址范围：0000H FFFFH 容量容量64KB，即，即地址长度：地址长度：16位位 1EA ，寻址内部寻址内部ROM；0EA ，寻址外部寻址外部ROM。 当当PC值超过片内值超过片内ROM容量时会自动转向容量时会自动转向 外部存储外部存储器空间。器空间。EA8031单片机单片机接低电平。接低电平。作作 用：用： 存放程序及程序运行时所需的常数。存放程序及程序运行时所需的常数。2021-6-1540七个具有特殊含义的单元是：七个具有特殊含义的单元是： 0000H 系统复位，系统复位，PC指向此处；指向此处；

23、0003H 外部中断外部中断0入口入口 000BH T0溢出中断入口溢出中断入口 0013H 外中断外中断1入口入口 001BH T1溢出中断入口溢出中断入口 0023H 串口中断入口串口中断入口 002BH T2溢出中断入口溢出中断入口 2021-6-1541v 程序存储器低端的几个特殊单元程序存储器低端的几个特殊单元 2021-6-1542v 程序存储器中的指令代码及其观察程序存储器中的指令代码及其观察 2021-6-15432.5.2 80C512.5.2 80C51单片机数据存储器配置单片机数据存储器配置v片片内、内、片片外外数据存储器概况数据存储器概况 片内片内RAMRAM及及SFR

24、 SFR 片外片外RAM RAM 2021-6-1544v工作寄存器区（含寄存器组工作寄存器区（含寄存器组0 0 3 3） v 寄存器组寄存器组0 0：地址：地址00H00H07H07H v 寄存器组寄存器组1 1：地址：地址08H08H0FH0FHv 寄存器组寄存器组2 2：地址：地址10H10H17H17Hv 寄存器组寄存器组3 3：地址：地址18H18H1FH1FH当前工作寄存器组当前工作寄存器组选择选择 v PSWPSW寄存器中：寄存器中： 2021-6-1545片内片内RAMRAM详图详图 2021-6-1546数据缓冲区数据缓冲区（堆栈区）（堆栈区）位寻址区（位寻址区（007F）3

25、组组2组组1组组0组组7FH2FH1FH0FH30H20H10H18H17H08H07H00HR7R0R7R0R7R0R7R0位地址位地址128位位数据数据缓冲区缓冲区工作寄存器区工作寄存器区位位寻址区寻址区片内数据存储器片内数据存储器：2021-6-1547v例如：若前面指令中的例如：若前面指令中的R0若指的是若指的是2区的区的R0，则在该指令前应加上则在该指令前应加上v MOV PSW ，#10H v若无该指令，系统默认为若无该指令，系统默认为0区，（因为复位或开区，（因为复位或开机时机时PSW为为00H见见P15）00001000D7D4 D3D0PSW2021-6-1548字节地址：字

26、节地址： 20H2FH 共共16字节字节位地址：位地址： 00H7FH 共共8X16=128位位 作用：位寻址区的每一位都可以视作软件触发器，由作用：位寻址区的每一位都可以视作软件触发器，由程序趋势进行位处理（位寻址，位操作），通常把各种程程序趋势进行位处理（位寻址，位操作），通常把各种程序状态标志，位控制变量设在位寻址区序状态标志，位控制变量设在位寻址区.例如例如 MOV C， 06H ；或；或 MOV C ，20H.6 MOV p1.0 ， C 。位寻址区：位寻址区：2021-6-1549v位寻址区位寻址区 字节字节地址地址位地址位地址D7D6D5D4D3D2D1D020H07H06H05

27、H04H03H02H01H00H21H0FH0EH0DH0CH0BH0AH09H08H22H17H16H15H14H13H12H11H10H23H1FH1EH1DH1CH1BH1AH19H18H24H27H26H25H24H23H22H21H20H25H2FH2EH2DH2CH2BH2AH29H28H26H37H36H35H34H33H32H31H30H27H3FH3EH3DH3CH3BH3AH39H38H28H47H46H45H44H43H42H41H40H29H4FH4EH4DH4CH4BH4AH49H48H2AH57H56H55H54H53H52H51H50H2BH5FH5EH5DH5C

28、H5BH5AH59H58H2CH67H66H65H64H63H62H61H60H2DH6FH6EH6DH6CH6BH6AH69H68H2EH77H76H75H74H73H72H71H70H2FH7FH7EH7DH7CH7BH7AH79H78H2021-6-1550v通用通用RAMRAM区区 v 30H30H7FH7FH，共，共8080字节字节 v 数据缓冲数据缓冲 v 堆栈堆栈 SPSP指示栈顶指示栈顶 复位时复位时SPSP= =0707H H 系统初始化通常系统初始化通常重新设置重新设置2021-6-1551RAMRAM内容查看内容查看 2021-6-15522.5.3 80C512.5.3

29、 80C51单片机的特殊功能寄存器（单片机的特殊功能寄存器（SFRSFR）基本型单片机有基本型单片机有2121个个SFRSFR离散地分布在离散地分布在80H80HFFHFFH空间。空间。 v与运算器相关与运算器相关3 3个个 v ACCACCv B Bv PSWPSWv与定时与定时/ /计数器相关计数器相关6 6个个 v TH0,TL0TH0,TL0v TH1,TL1TH1,TL1v TMODTMODv TCON TCONv指针类指针类3 3个个 v SPSPv DPH,DPLDPH,DPLv与与I/OI/O口相关口相关7 7个个 v P0,P1,P2,P3P0,P1,P2,P3v SBUFS

30、BUFv SCON SCONv PCONPCONv与中断相关与中断相关2 2个个 v IEIEv IPIP2021-6-1553v 专用功能寄存器分散分布在片内专用功能寄存器分散分布在片内RAM高高128字节字节（80HFFH）范围内（共）范围内（共27个（见表个（见表2-5），加），加PC共共28个），个），51系列有系列有22个（其中个（其中PC不可寻址）不可寻址）v 各个专用功能寄存器的地址不连续，若访问到该区非专用各个专用功能寄存器的地址不连续，若访问到该区非专用功能寄存器的存储单元，机器将给出一个随机数，可能造功能寄存器的存储单元，机器将给出一个随机数，可能造成功能紊乱（痛毒）或死机

31、，因此要避免。成功能紊乱（痛毒）或死机，因此要避免。v 27个专用功能寄存器中，有的已经介绍，如个专用功能寄存器中，有的已经介绍，如P0P3口，口，PC程序计数器，有的大家已经比较熟悉，如栈指针程序计数器，有的大家已经比较熟悉，如栈指针SP，其功能与操作与微机原理中很相似，有的在这里三、两句其功能与操作与微机原理中很相似，有的在这里三、两句也说不清楚，将随后结合有关部份进行介绍，这里只介绍也说不清楚，将随后结合有关部份进行介绍，这里只介绍简单的，常见的几个。简单的，常见的几个。2021-6-1554一、与运算器相关的寄存器（一、与运算器相关的寄存器（3个）个）1、累加器、累加器ACC（常写作（

32、常写作A），相当于微机中），相当于微机中的的AX，大部份单操作数指令的操作数取，大部份单操作数指令的操作数取自自A，很多双操作数指令的一个也取自，很多双操作数指令的一个也取自A操作数。操作数。+，-，*，/算术运算指令的结算术运算指令的结果都有在果都有在A或或A，B寄存器对中。寄存器对中。2、B寄存器。寄存器。v 乘法指令中，两个取自乘法指令中，两个取自A和和B，而结，而结果的低果的低8位存位存A，高，高8位存位存B。除法指令中，。除法指令中，A为被除数，为被除数，B为除数，商存为除数，商存A（整数），（整数），余数存余数存B。v在其他指令中，在其他指令中，B还可作为一般还可作为一般RAM用用

33、（较少）（较少）BAXAB商商余余数数ABXAB高高8位位低低8位位积积2021-6-1555POVRS0RS1F0ACCYD7D6D5D4D3D2D1D0进位标志辅助进位标志方向标志工作寄存器区选择控制位奇偶校验标志谥出标志3、程序状态字寄存器、程序状态字寄存器PSW，8位。位。2021-6-1556v其各位含义为：其各位含义为：v CY：进位、借位标志。有进位、借位时：进位、借位标志。有进位、借位时 CY=1，否则，否则CY=0；v AC：辅助进位、借位标志；：辅助进位、借位标志；v F0：用户标志位，由用户自己定义；：用户标志位，由用户自己定义；v RS1、RS0：当前工作寄存器组选择位

34、；：当前工作寄存器组选择位；v OV：溢出标志位。有溢出时：溢出标志位。有溢出时OV=1，否则，否则 OV=0；v P：奇偶标志位。：奇偶标志位。ACC中结果有奇数个中结果有奇数个1时时 P=1，否则，否则 P=0。2021-6-1557谥出：谥出：v 两个无符号数运算结果超出了计算机的字长（两个无符号数运算结果超出了计算机的字长（CPU位位数），如乘法中，数），如乘法中，B 0，则，则OV=1两个有符号数运算结果出错：两个有符号数运算结果出错：767676CCCCCCOV特点：相同则特点：相同则”0”,相异则相异则”1”,即当位即当位6向位向位7有进位有进位( )而位而位7向向Cy无进位无进

35、位( )或当位或当位6向位向位7无进位无进位( )而位而位7向向Cy有进位有进位( ) 反映位反映位6向位向位7的进位情况的进位情况, 表示有进位表示有进位, 表示无进位表示无进位 反映位反映位7向向Cy 的进位情况的进位情况, 表示有进位表示有进位, 表示无进位表示无进位1C60C70C61C77C1C60C61C70C76C2021-6-155801000001101011001011001077 两个正数相加得负数两个正数相加得负数,肯定不对肯定不对55 原因原因: , ,所以所以130(-126)1C60C71CCOV76例例2：例例1：101110101010100111100100

36、1-109 两个负数相加得正数两个负数相加得正数,也不对也不对-54-163 原因原因: , , 所以所以OV=1(93)CY06C1C72021-670010100111111011110100011D3有进位 , AC=11C6OV=0Cy=1例3：2021-6-1560指针类寄存器（指针类寄存器（3个）个）1、堆栈指针堆栈指针SP，8位。它总是指向栈顶。位。它总是指向栈顶。 堆栈操作遵循堆栈操作遵循“后进先出后进先出”的原则，入栈操作时，的原则，入栈操作时，SP先加先加1，数据再压入，数据再压入SP指向的单元。出栈操作时，指向的单元。出栈操作时， 先将先将SP指

37、向的单元的数据弹出，然后，指向的单元的数据弹出，然后，SP再减再减1，这时，这时SP指向的单指向的单元是新的栈顶。可见，元是新的栈顶。可见，80C51单片机的堆栈区是向地址增大单片机的堆栈区是向地址增大的方向生成的。的方向生成的。 堆堆栈指针栈指针SP是一个是一个8位专用寄存器。它指示出堆栈顶部位专用寄存器。它指示出堆栈顶部在内部数据存储器中的位置。系统复位后，在内部数据存储器中的位置。系统复位后，SP初始化为初始化为07H，使得堆栈向上由使得堆栈向上由08H单元开始。考虑到单元开始。考虑到08H1FH单元属于单元属于工作寄存器区，若程序设计中要用到这些区，最好把工作寄存器区，若程序设计中要用

38、到这些区，最好把SP的值的值置为置为30H或更大一些，一般将堆栈开辟在或更大一些，一般将堆栈开辟在30H7FH区域中。区域中。SP的值越小，堆栈深度就越深，但最大为的值越小，堆栈深度就越深，但最大为128字节。字节。 2021-6-15612、数据指针数据指针DPTR，16位。位。 DPTR由两个由两个8位寄存器位寄存器DPH和和DPL拼装而成，其中拼装而成，其中DPH为为DPTR的高的高8位，位，DPL为为DPTR的低的低8位。它既可作为一个位。它既可作为一个16位寄存器来使用，位寄存器来使用，也可作为也可作为2个独立的个独立的8位寄存器（位寄存器（DPH和和DPL）来使用。）来使用。DPT

39、R通常用来存放通常用来存放16位地址。既可访问外部位地址。既可访问外部RAM，也可访问，也可访问ROM例如：例如：vMOVDPTR，#2000HvMOVX A，DPTR ；将片外；将片外RAM 2000H单元内容单元内容AMOVC A， A+DPTR ；访问；访问ROM指令指令 v DPTR与与PC的作用类似的作用类似,区别：区别： DPTR可寻址，可用指令改变基内容，而PC不行。 DPTR可作16位的寄存器，也可作两个8位的寄存器（DPH和DPL）处理2021-6-1562与接口相关的寄存器（与接口相关的寄存器（7个）个）v并行并行I/O口口P0、P1、P2、P3，均为，均为8位；位；v串行

40、口数据缓冲器串行口数据缓冲器SBUF； 串行口控制寄存器串行口控制寄存器SCON； 串行通讯波特率倍增寄存器串行通讯波特率倍增寄存器PCON（一些位还与电（一些位还与电源控制相关，所以又称为电源控制寄存器）。源控制相关，所以又称为电源控制寄存器）。2021-6-1563与中断相关的寄存器（与中断相关的寄存器（2个）个）v中断允许控制寄存器中断允许控制寄存器IE；v中断优先级控制寄存器中断优先级控制寄存器IP。2021-6-1564与定时器与定时器/计数器相关的寄存器（计数器相关的寄存器（6个）个）v定时定时/计数器计数器T0的两个的两个8位计数初值寄存器位计数初值寄存器TH0、TL0，它们可以

41、构成它们可以构成16位的计数器，位的计数器，TH0存放高存放高8位，位，TL0存存放低放低8位；位；v定时定时/计数器计数器T1的两个的两个8位计数初值寄存器位计数初值寄存器TH1、TL1，它们可以构成它们可以构成16位的计数器，位的计数器，TH1存放高存放高8位，位，TL1存存放低放低8位；位；定时定时/计数器的工作方式寄存器计数器的工作方式寄存器TMOD；定时定时/计数器的控制寄存器计数器的控制寄存器TCON。2021-6-15652.6 80C51的并行口结构与操作的并行口结构与操作 端口功能：端口功能： P0口口： a、一般并行、一般并行I/O口；口；b、地址、地址/数据总线（数据总线

42、（PC低低8位位/DPL）P3口口： a、一般并行、一般并行I/O口；口； b、第二功能见表、第二功能见表 P2口口： a、一般并行、一般并行I/O口；口； b、地址总线（、地址总线（PC高高8位位/DPH）P1口口： a、一般并行、一般并行I/O口口2021-6-15662.6 80C51的并行口结构与操作的并行口结构与操作P0P0口结构口结构 v P0P0作通用作通用I/OI/O口口（当（当EA=1EA=1或或“MOVMOV”传送时传送时C=0C=0）输输出出时时2.6.1 P02.6.1 P0、P2P2口的结构口的结构2021-6-1567输输入入时时v 读锁存器（读锁存器（“读读- -

43、修改修改- -写写”类指令，如类指令，如ANL P0,AANL P0,A） v 读引脚（读引脚（“MOVMOV”类指令，如类指令，如MOV A, P0MOV A, P0）, ,要先写要先写“1 1” 1 10 0P0P0作通用作通用I/OI/O时为：时为：准双向口准双向口！v准双向口就是做输入用的时候要有向锁存器写1的这个准备动作，所以叫准双向口。 v双向口不需要任何预操作可直接读入读出。2021-6-1568v P0P0作地址数据总线（作地址数据总线（当当EA=1EA=1或或“MOVXMOVX”类传送时类传送时C=1C=1） v 输输出出时，时，地址地址/ /数据数据信信息分时出现在息分时出

44、现在输出引脚输出引脚。v 输输入入时，时，先输出地址，先输出地址，然后然后自动向锁自动向锁存器写存器写1 1，再，再读引脚。此时读引脚。此时为为真正双向口真正双向口。2021-6-1569v 结论结论 P0口既可作地址口既可作地址/数据总线使用，又可作通用数据总线使用，又可作通用I/O口用。当口用。当P0口作地址数据总线使用时，就不能再把它口作地址数据总线使用时，就不能再把它当通用当通用I/O口使用了。口使用了。 作通用输出口时，输出级属漏极开路，在驱动作通用输出口时，输出级属漏极开路，在驱动CMOS电路时应外接上拉电阻。电路时应外接上拉电阻。 作通用输入口使用时，应区分读引脚和读锁存器。作通

45、用输入口使用时，应区分读引脚和读锁存器。读引脚时，应先向锁存器写读引脚时，应先向锁存器写“”，这时输出级个，这时输出级个 场场效应管截止，可用作高阻抗输入。效应管截止，可用作高阻抗输入。 2021-6-1570P2P2口结构口结构 v P2P2作通用作通用I/OI/O口口（未扩片外存储器，或虽扩（未扩片外存储器，或虽扩RAMRAM但采用但采用“MOVX RiMOVX Ri”传送时传送时C=0C=0）P2P2作通用作通用I/OI/O时为：时为：准双向口准双向口！v P2P2作作地址总线地址总线高高8 8位位（C=1C=1）2021-6-15711 1、 P2P2用作通用用作通用I/OI/O口口

46、当不在单片机芯片外部扩展程序存储器，只扩展当不在单片机芯片外部扩展程序存储器，只扩展256B的片外的片外RAM时，仅用到了地址线的低时，仅用到了地址线的低8位，位，P2口仍可以作为通用口仍可以作为通用I/O口使用口使用。 执行输出指令时，内部数据总线的数据在执行输出指令时，内部数据总线的数据在“写锁存器写锁存器”信号的作用下由信号的作用下由D端进入锁存器，经反相器后送至场效应管端进入锁存器，经反相器后送至场效应管T，再经，再经T反相，反相，在在P2.X引脚出现的数据正好是内部总线的引脚出现的数据正好是内部总线的数据数据。 P2口用作输入时，数据可以读自口的锁存器，也可以口用作输入时，数据可以读

47、自口的锁存器，也可以读自口的引脚。这要根据输入操作采用的是读自口的引脚。这要根据输入操作采用的是“读锁存器读锁存器”指令还是指令还是“读引脚读引脚”指令来决定。指令来决定。2021-6-1572 执行执行“读读修改修改写写”类输入指令时内部产类输入指令时内部产生的生的“读锁存器读锁存器”操作信号使锁存器操作信号使锁存器Q端数据进入端数据进入内部数据总线，在与累加器内部数据总线，在与累加器A进行逻辑运算之后，进行逻辑运算之后，结果又送回结果又送回P2的口锁存器并出现在引脚。的口锁存器并出现在引脚。 执行执行“MOV”类输入指令时，内部产生的类输入指令时，内部产生的操作信号是操作信号是“读引脚读引

48、脚”。应在执行输入指令前要。应在执行输入指令前要把锁存器写入把锁存器写入“1”，从而使引脚处高阻抗输入状，从而使引脚处高阻抗输入状态。态。 P2口在作为通用口在作为通用I/O口时，属于准双向口口时，属于准双向口。 2021-6-15732 2、P2P2用作地址总线用作地址总线 当需要在单片机芯片外部扩展程序存储当需要在单片机芯片外部扩展程序存储器或扩展的器或扩展的RAM容量超过容量超过256字节时字节时，单，单片机内硬件自动使控制片机内硬件自动使控制C=1，MUX开关接开关接向地址线，这时向地址线，这时P2.X引脚的状态正好与地引脚的状态正好与地址线的信息相同址线的信息相同。2021-6-1574P1P1口结构口结构 P1P1仅能为通用的仅能为通用的准双向口准双向口！2.6.2 P12.6.2 P1、P3P3口的结构口的结构2021-6-1575 P1口由一个输出锁存器、两个三态输入口由一个输出锁存器、两个三态输入缓冲器和输出驱动电路组成。输出驱动电路缓冲器和输出驱动电路组成。输出驱动电路与与P2口相同，内部设有上拉电阻。口相同，内部设有上拉电阻。 P1口是通用的准双向口是通用的准双向I/O口。输出高电口。输出高电