计算机接口技术20180911讲义11

1、课程名称计算机接口技术授课对象生物医学工程专业 16级1-3班教材版本微机原理与接口技术，王晓萍主编，浙江大学出版社，2015年授课章中第2章2.1、2.2 80C51微控制器的硬件结构授课时数2教学目标1 .掌握输入输出口的使用；2 .理解微控制器芯片的内部组成及存储器结构。输入输出口以及引脚的使用；3 . 了解微控制器工作原理。教学内容1 . 80C51微控制器的逻辑结构及信号引脚2 .微控制器的工作原理3. 80C51微控制器的存储器结构4. 80C51微控制器并行输入I/输出口电路结构讨论对微控制器内部存储器的认识时间分配25分钟10分钟40分钟35分钟10分钟教学重点微控制器的内部组

2、成及存储器结构，微控制器的I/O 口的使用教学难点微控制器工作原理、并行输入输出I/O 口电路结构教学方法以实际生活为例，用实物展示，结合课堂讲授，激发学生的学习兴趣，提 高学习情绪，培养学生钻研问题的能力，提高学生的独立性。教学手段多媒体结合板书教学课后作业教材第二章：练习题（一）、（二）相关题参考资料1 .吴秀清、周荷琴.微控制器原理与接口技术.北京：中国科学技术大学出版社，2009.2 .谢宜仁，微控制器实用技术问答，人民邮电出版社课后分析微控制器工作原理、并行输入输出I/O 口电路结构仔细讲长治医学院生物医学工程系信息技术教研室2018年 9月11日职称：副教授授课教师：郝文延备注及时

3、问分配第2章8051微控制器硬件结构第2章8051微控制器硬件结构内容提要本章内容分为9个教学单元，主要包括8051微控制器的结构、 工作原理，内部存储器配置与地址空间，特殊功能寄存器SFR的功能 与作用，I/O端口结构与特点，时钟与复位，微控制器的工作方式， 以及8051微控制器的技术发展等。2.1微控制器结构2.2 微控制器的工作原理2.3 存储器结构与地址空间2.4 P0-P3 端口结构与特点2.1微控制器结构图2 1典型梆微控制益内部结构振荡电路定时计数器功存FR 殊寄SF 特能器图2-1中这些部件通过内部总线连接起来，基本结构仍然是通用 CP助口上廿围芯片的结构模式，但功能单元上的控

4、制与先前相比有重 大变化，采用了特殊功能寄存器 （SFR:Special Function Registers） 进行集中控制的方法。2.1.2功能特点1 .CPU（中央处理器），是微控制器的核心，包括运算器和控制器 两部分电路，主要完成运算和控制功能，又增设了 “面向控制”的处 理功能，增强了实时性。2 .数据存储器（RAM 分为：内部（256B）,外部（64KB）3 .程序存储器（ROM分为：内部（4-64KB）,外部（64KB）4 .中断系统具有内、外共5个中断源，即外中断两个，定时/ 计数中断2个，串行中断1个。全部中断分为高级和低级2个中断优 先级。5 .定时器/计数器80C51 共

5、有2个16位的定时器/计数器，80C52则有 3个16位的定时器/计数器。具有4种工作方式。6 .串行I/O 口目前高档8位微控制器均设置了全双工的通用异 步接收和发送器UART具有4种工作方式，可以进行串行通信和申 行扩展I/O接口。7 . 4个8位并行I/O 口单片机往往提供了许多功能强、使用灵活的并行输入/输出引脚，用于检测与控制。有些I/O引脚还具有多种功能，比如可 以作为数据总线的数据线、地址总线的地址线、控制总线的控制线等。 单片机I/O引脚的驱动能力也逐渐增大，甚至可以直接驱动外扩的 LED显示器。80C51 有四个 8 位的 I/O 口（P0、P1、P2、P3）,以 实现数据的

6、并行输入输出。8 .布尔处理器（位处理器）微控制器主要用于控制，需要有较强的位处理功能，因此，位 处理器是必要的，也称为布尔处理器。9 .时钟电路10 .指令系统有5大功能，共111条指令，采用复杂指令系统（CISC ）。11 .总线2.1.3引脚与功能1 .封装形式80C51 有40引脚双列直插（DIP）、44弓唧（PLCC）和44 引脚（PQFP/TQFF封装形式。80C51/80C52的封装及逻辑图如图2-2a 所小。在某些场合，不需通过并行总线扩展芯片，这时常采用 20引脚双列直插（DIP）甚至仅14引脚的单片机，如 ATME公司的 1051/2051/4051单片机等，或 PHILI

7、PS公司的P87LPC76仰片机。 它们的封装及引脚见图2-2b0*+$* E21 £!9HTK，-1i5 *lr:i:TJ* N Eel -£/.: I34 %TT:a:.s*Tq J 1I " 9 J n I T K rlrlrlrlrlIrlmF;":;:!歌;xl. 懑事f c H出E. O> CAD« k m. I riAfr 4 ¥ I tTD-工 4 AD2 ?"I： ' ： A ' M. « (ribi h i ro- a 4 Air±-?ro. I'AIMJ

8、 m. r cab-ti' 3 Fji./WIHl*Al* / 1?门； 1 psnI F2. T > PU. tt rj, -i"kJ. i ru j rz. z *肥，n ! ry.All? AI0> 耳劭卜 g s*W411叫|双列ir*14rli <rn p>同也1为v r-4a » H rf, 二三吕立£史史3T 怦ra. t ru. 皿土XI Al. ICbJ jap Wl !¥l?1：U 工 X g U(d) M >JIIIH I INa.Fr/TQFI>> N UKNrs. e2 H*忸|

9、 r;i »*. Z f三£三三二髭短壬定I J r :11f i11.: I MI口 ；' I 4 IH tJltttuu (髓尹E 4I.叽3 i'n密 巾皿a ITIj?mpp-图2-2a 80C51/80C52的封装及逻辑图pmms 皿ETC '.RKDiPlOC trd)m cXTAL2 C mu c :三|卜匚 (KTiirajc m)pi4： (n)Pisc 部匚TO 2PL7 JPEG3H,5非储3 Pl.3 DfL2"LOUINO)CWPLX), ilL 1司风IfttN律打:d回时,NCIMlfl.bE曰 KJ/CII1

10、BRST.'PL 5 CL3巴1一4义网HV35 E|司 n,5/CWMn<rj.iED ODu/cusmr 77 FO 3M"HiL/n. ittfpu. ;/n3D/1打廿户1. 3工国n,nsn./Tt.'n, i 叵可 M.1/UDINN即 n图2-2b AT89C2051/P87LPC764的封装及逻辑图AT89C5侪口 AT89C205任要性能表AT89csiA-3&C20514K日可羯任曰msh存储器可控亏100口息）2K日可强程F悟部存储器，可擦可1000次】三皴程序存储器保密两级程序存精器保变静态工作耗率二0Hz-24MHz静态工作频率

11、：0Ho”MHz128字节内部RAM128字节内部RAM2个16位定时计塞密2个16位定时/计数需一个串衽通讯口一个串行通讯口5个中断源5个中断源32条I/O4践15条IQ引线片内时钟振荡器片内肘钟振藩器，1个片内模拟比较器格相输入，3PU反相输入）由于AT89C2051的IO线很少，导致它无法外加RAMffi程序ROM片内Flash存储器也少，但它的体积比 AT89C51小很多，在开 发工作中可根据实际需要来选用。 它们各有其特点，但其核心是一样 的。芯片封装简介DIP (Dual In-line Package)双列直插式封装PLCC(Plastic Leaded Chip Carrier

12、 )带引线的塑料芯片封装 PQFP(Plastic Quad Flat Package ), 一般大规模或超大型集成 电路都采用这种封装形式，具引脚数一般在100个以上。PGA(Pin Gird Array package )插针网格阵列封装 ZIF (Zero Insertion Force socket )是指零插拔力的插座。 贴片封装随着生产技术的提高，电子产品的体积越来越小，体积较大 的直插式封装集成电路已经不能满足需要。故设计者又研制出一种贴 片封装的集成电路，这种封装的集成电路引脚很小，可以直接焊接在 印制电路板的印制导线上。贴片封装的集成电路主要有薄型QFP(TQFP细弓用却间距

13、 QFP(VQFR)缩小型Q F P(S Q F P)、塑料Q F P(PQFP)金属 QFP(MetalQFP)载带 QFP(TapeQFR) J 型引脚小外 形封装(SOJ)、薄小外形封装(TSOP、甚小外形封装(V S O P)、缩小 型 S OP(SSOP Shrink Small Outline Package) 、薄 的缩小型 SOP(TSSOP)小外形集成电路(SOIC)(Small Outline Package) 等派 生封装。4战脚也ORDERABLEWMHG软加断S0K>NTuteofSMaSHW恤嘛SSOP-DB做IcMSM枫嬲哪LM15sMSW机也酬WMMMvc

14、mn恻檄芯片标号的识别eg： STC89C51 RC 40C-PDIP 0707STC而缀，表示I亥芯片为STC公司生产的产品。其他前缀有AT,i,SST 等。8-表小该芯片为8051内核芯片。9-表示内部含FlashE2PROM?储器。还有如80C51中0表示内部 含MaskROM掩膜ROM存储器;如87C51中7表示内部含EPROIW 储器。C-表示该器件为CMO竽品。还有如89LV52和89LE58中的LV、 LE都表示该芯片为低电压产品(通常为3.3V电压供电)；而89S52中的S表示该芯片含有可用行下载功能的 Flash存储器，即具有ISP 可在线编程功能。5-固定不变。1-表示该芯

15、片内部程序存储空间的大小，1为4KB, 2为8KB, 3 为12KB,即该数乘上4KB就是该芯片内部的程序存储空间的大小。RC-STO片机内部 RAM 512B40-表示芯片外部晶振最高可接入40MHZ对AT单片机数值一般 为24,表示其外部晶振最高为24MHZC-产品级别，表示芯片使用温度范围。C表示商业级，温度范围 为 0 一+70C。PDIP-产品封装型号。PDIP表示双列直插式。0707-表示本批芯片生产日期为07年第7周。例：STC12LE5630AD-35I-LQFP322.引脚功能芯片按引脚的功能可分为三部分：(1)电源和时钟： Vcc运行和程序校验时接电源正端。- Vss接地。

16、, XTAL1 片内振荡器的反相放大器输入端。, XTAL2 片内振荡器的反相放大器输出端。pljaP1.1氏3PlmPl JR：T八田RXW%”'T/0/1- IKp 人一INTJaa-Tq/Fyn T.2WF/F-.-XT AL2 ktAliV弱24Q F1 -n Hr ._HF - xi:jr : g|F心；vrp-! 一 A| -，-r-一 1 !i "r-nH-F >4一AUF r .I-：,2021 卜 i图80C51的振荡器方式对于80C51,使用外部振荡器时，外部振荡信号应直接加到 XTAL1,而XTAL2悬空。内部方式时，晶振的频率可以在 1MHz-2

17、4MHz 内选择。微调电容取30PF左右（见图所示）。（2）控制线：共4根。 RST复位信号输入，高电平有效。在振荡器工作时，在 RST 上作用两个机器周期以上的高电平，将器件复位。一一（VPD备用电源引入端，当电源发生故障，电源降到下限值时， 备用电源经此端向内部 RAM1供电压，以保护内部RAMfr的数据不丢 失）,/EA （Vpp：编程电压，具体电压值视芯片而定）一一片外程序存 储器访问允许信号，低电平有效。/EA=1,选择片内程序存储器（80C51 为4KB, 80C52为8KB） ; /EA=0,则程序存储器全部在片外而不管片 内是否有程序存储器。 /PSEN-一片外程序存储器读选通

18、信号，低电平有效。在从片外程序存储器取指期间，在每个机器周期中，当 其有效时，程序存储器的内容被送上 P0 口（数据总线）。它可以驱动8个LSTTL负载。 ALE （PROG编程脉冲）一一地址锁存允许信号，输出。在访问片外存储器或I/O时，用于锁存低八位地址，以实现低八位地址与数据的隔离。即使不访问外部存储器， ALE端仍以 固定的频率输出脉冲信号（此频率是振荡器频率的1/6）。在访问外部 数据存储器时，出现一个 ALE脉冲。ALE 可以驱动8个LS TTL负载。对片内程序存储器编程时，该引脚用于输入编程脉冲PROG（3） I/O弓唧： 共4个口，32根I/O线。- P0 8位、漏极开路的双向

19、I/O 口。当使用片外存储器（RO皿RAM时，作低八位地址和数 据总线分时复用。P0 口（作为总线时）能驱动8个LSTTL负载。- P18位、准双向I/O 口。在编程/校验期间，用做输入低位字节地址。P1 口可以驱动4个LSTTL负载。- P28位、准双向I/O 口。当使用片外存储器（ROhM RAM时，/&出高8位地址。 在编程/校验期间，接收高位字节地址。P2 口可以驱动4个LSTTL负载。- P38位、准双向I/O 口，具有内部上拉电路。P3提供了各种替代的第二功能。在提供这些功能时，其输出锁存器应由程序置1。P3 可以驱动4个LSTTL负载。P3第二功能（实际使用时，总是按需要

20、优先选择第二功能，剩下不用的才作口线使用），P3 口第二功能见表2-1所示（教 材 P34）。表2-1 口的第二功能表I7OT1第一功能p30 kxd 串行口数据接收端PTi,TXD-串布口8t据发送端P33/ENT0外部中断请求0P33/INI；外部中断请求1P34To一定时/计数器0外部输入P35Tx定时/计数器1外部输入P36/WR外部RAM写信号P37/RD外部RAM读信号Pinout DescriptionPins 1-8: Port 1 Each of these pins can be configured as an input or an output.Pin 9: RSA

21、logicone onthis pin disablesthemicrocontroller and clears the contents of most registers. In other words, thepositivevoltageonthis pin resetsthemicrocontroller. By applying logic zero to this pin, the program starts execution from the beginning.Pins10-17: Port 3 Similar to port 1, each of these pins

22、 can serve as general input or output. Besides, all of them have alternative functions:Pin 10: RXD Serial asynchronous communication input or Serial synchronous communication output.Pin 11: TXD Serial asynchronous communication output or Serial synchronous communication clock output.Pin 12: INT0 Int

23、errupt 0 input.Pin 13: INT1 Interrupt 1 input.Pin 14: T0 Counter 0 clock input.Pin 15: T1 Counter 1 clock input.Pin 16: WR Write to external (additional) RAM.Pin 17: RD Read from external RAM.Pin 18, 19: X2, X1 Internal oscillator input and output. A quartz crystal which specifies operating frequenc

24、y is usually connected to these pins. Instead of it, miniature ceramics resonators can also be used for frequency stability.Pin 20: GND Ground.Pin 21-28: Port 2 If there is no intention to use external memory then these port pins are configured as general inputs/outputs. In case external memory is u

25、sed, the higher address byte, i.e. addresses A8-A15 will appear on this port. Even though memory with capacity of 64Kb is not used, which meansthat not all eight port bits are used for its addressing, the rest of them are not available as inputs/outputs.Pin 29: PSEN If external ROM is used for stori

26、ng program then a logic zero (0) appears on it every time the microcontroller reads a byte from memory.Pin 30: ALE Prior to reading from external memory, the microcontroller puts the lower address byte (A0-A7) on P0 and activates the ALE output. After receiving signal from the ALE pin, the external

27、register (usually 74HCT373or 74HCT375add-on chip) memorizes the state of P0 and uses it as a memory chip address. Immediately after that, the ALU pin is returned its previous logic state and P0 is now used as a Data Bus. As seen, port data multiplexing is performed by means of only one additional (a

28、nd cheap) integrated circuit. In other words, this port is used for both data and address transmission.Pin 31: EA By applying logic zero to this pin, P2 and P3 are used for data and address transmission with no regard to whether there is internal memory or not. It means that even there is a program

29、written to the microcontroller, it will not be executed. Instead, the program written to external ROMwill be executed. By applying logic one to the EA pin, the microcontroller will use both memories, first internal then external (if exists).Pin 32-39: Port 0 Similar to P2, if external memory is not

30、used, these pins can be used as general inputs/outputs. Otherwise, P0 is configured as address output (A0-A7) when the ALE pin is driven high (1) or as data output (Data Bus) when the ALE pin is driven low (0).Pin 40: VCC +5V power supply.80C51 Memory StructureEA=0 In this case, the microcontroller

31、completely ignores internal program memory and executes only the program stored in external memory.EA=1 In this case, the microcontroller executes first the program from built-in ROM,then the program stored in external memory.In both cases, P0 and P2 are not available for use since being used for da

32、ta and address transmission. Besides, the ALE and PSEN pins are also used.2.2 微控制器工作原理2.2.1 CPU的结构和组成CPU的组成结构：CPU由运算器和控制器两大部分组成。运算器是用来对数据 进行算术运算和逻辑操作的执行部件；控制器是统一指挥和控制微控制器工作 的部件。(1)控制器电路控制电路是微控制器的指挥控制部件，保证MCU部分能自动而协调地工作。控制器电路包括：PC(Program Counter)、PC递增器、指令寄存器IR、指令译 码器ID、定时与控制逻辑 PLA等。MCU执行指令是在控制电路的控制下

33、进行的。执行一条指令的大致过程： 读出指令-指令寄存器-指令译码器(译码)- 定时与控制逻辑电路(由控制定 时逻辑电路产生各种定时和控制信号，然后送往系统各部件去进行相应的操 作)。(2)运算器电路运算电路是微控制器的运算部件，用于实现算术和逻辑运算。运算器电路包括： ALU(Arithmetic Logic Unit) 、ACC (累加器)、B寄存器、 程序状态字 PSW(Program Status Word)、TEMP侏口 TEMP2W个暂存器等。运算 电路以ALU为核心，基本的算术和逻辑运算均在其中进行，运算和操作的状态 由PSW犬态寄存器保存。2.2.2 微控制器的工作过程指令是CP

34、U!总执行的一个基本操作，cpu的设计者对cpu的所有指令进行编码，用户用编码形式的指令进行编程，程序存放在内存中，CPU从内存取来编码形式的指令，对指令进行译码，发出执行该指令功能所需的信号。工作过程：取指令一分析指令 一执行指令一取指令一分析指令 一执行指令、2.3 存储器结构与地址空间普林斯顿结构：程序和数据共用一个存储器逻辑空间，统一编址。哈佛结构：程序与数据分为两个独立存储器逻辑空间，分开编址。2.3.1 存储器配置物理空间与地址物理结构上有4个存储器空间程序存储器：片内程序存储器；片外程序存储器。数据存储器：片内数据存储器；片外数据存储器.逻辑上有3个存储器地址空间片内、片外统一的

35、 64 KB程序存储器地址空间；片内256B (80C52为384B)数据存储器地址空间；片外 64 KB的数据存储器 地址空间。2.3.2 程序存储器1 .ROM的空间与地址80C51单片机的程序存储器(program memory用于存放经调试正确的程序和表格之类的固定常数。由于采用16位的程序计数器 PC和16位的地址总线，因而其可直接扩展的地址空间为64 KB。2 .ROM的编址重叠问题整个程序存储器可以分为片内和片外两部分CPU访问片内和片外存储器，可由/EA引脚所接的电平来确定：3 .程序存储器某些单元被保留用于特定的程序入口地址由于系统复位后的 PC地址为0000H,故系统从00

36、00H单元开始取指，执行程 序。从0003H002DH单元被保留用于 6个中断源的中断服务程序的入口地址。2.3.3 数据存储器RAM数据存储器(data memory )由随机存取存储器 RAM勾成，用来存放采集数 据、中间结果、控制参数、传送数据。在80C51中，数据存储器又分片内数据存储器( internal data memory ) 和片外数据存储器(external data memory )两部分。1 .内部数据存储器片内数据存储器(IRAM)地址只有8位，因而最大寻址范围为 256个字节。在80C51中，设置有一个专门的数据存储器的地址指示器一一数据指针DPTR用于访问片外数据

37、存储器(ERAM。数据指针DPT他是16位的寄存器， 这样，就使80C51具有64KB的数据存储器扩展能力。片内数据存储器是最灵活的地址空间。它在物理上又分成两个独立的功能不同的区。？片内数据 RAMK:对80C51,为地址空间的低 128 B。?特殊功能寄存器 SFR区：对80C51,为地址空间的高 128 B 。2 . 片内RAMK置工作寄存器区：字节地址：00H1FH位寻址区：字节地址：20H2FH位地址为：00H7FH用户RAME /堆栈区：字节地址：一般使用30H7FH(1) 工作寄存器区：这是一个用寄存器直接寻址的区域，指令的数量最多，均为单周期指令，执行的速度最快。从上图中可知，

38、其中片内数据 RAM区的031 (00H1FH),共32个单 元，是4个通用工作寄存器组(见下表或教材 P41表所示)，每个组包含8个 8位寄存器，编号为 R0R7。在某一时刻，只能选用一个寄存器组使用。其选择是通过软件对PSW中的RSO RS1二位的设置来实现的。上电复位后，默认第 0组。累加器ACC日DPT改CY (布尔处理器的累加器)一般也作为寄存器对待。寄存器RR R1通常用做间接寻址时的地址指针。(2) 位寻址区从片内数据 RAMK白32-47 (20H- 2FH)白16个字节单元，共包含 128 位，是可位寻址的 RAMK。这16个字节单元，既可进行字节寻址，又可位寻 址。字节地址

39、与位地址之间的关系见下表所示(或教材 P41表2-4 )。这16个位寻址单元，再加上可位寻址的特殊功能寄存器一起构成了布尔(位)处理器的数据存储器空间。 在这一存储器空间所有位都是可直接寻址的， 即它们都具有位地址。(3) 用户 RAMK从片内数据 RAMO48127 (30H7FH),共80个字节单元，可以采用 直接字节寻址的方法访问。通常用作数据缓冲区和堆栈区。数据缓冲区：用来存放各种用户数据，如AD转换结果、键盘扫描码、参数设定值、数据处理结果、显示或通信缓冲区等等。堆栈区：堆栈是一种具有特殊用途的存储区域，其作用是用于暂存数据和地址；在子程序和中断服务程序中，用于保护断点和保护现场。8

40、051微控制器的堆栈区必须开辟在内部通用RAMK3 .外部数据存储器外部RAM©多可以扩展64KB,地址范围为0000H- FFFFHCPUW问内部RAM外部RAM勺指令不同，内部 RAM(内存)的访问指令多、 速度快，可采用直接寻址和寄存器间接寻址等方式。外部RA而问指令少，速度也较慢，且只有一种寄存器间接寻址方式。4 .3.4 特殊功能寄存器 SFR特殊功能寄存器 SFR(Special Function Register ),也称专用寄存器。用于 管理和控制MCUJ部硬件功能模块(如定时器 /计数器、串行口、中断系统等) 的寄存器，用来存放功能模块的控制命令、状态或数据。805

41、1微控制器的SFR21个SFR离散分布于80HFFH的专用寄存器区，未定义的访问无效。除程序计数器PC指针和R0R7工作寄存器外，其余所有定义的寄存器都属SFR有些SFR可以位寻址，能位寻址的单元一定能字节寻址。3 .程序计数器PC也称为程序指针或 PC指针，具有如下特点：PC是一个16位的专用寄存器，存放 ROM勺地址，因此成为程序指针，其寻址 范围为064KRPC存放的是下一条要执行的指令地址。复位后PC的内容为0000H,表示CPU将从ROM勺0000H单元取指令执行。也即 PC指向哪里，CPU就从其指向的ROM单元取指令执行程序。PC不属于特殊功能寄存器。因此不占用SFR地址空间，是不

42、可寻址的，在程序中不能直接访问。PC可以通过LJMR SJMPI?转移指令来间接修改 PC的值。4 .特殊功能寄存器介绍(1)累加器A累加器A (或ACC是CPU中使用最频繁8位专用寄存器。在算术、逻辑 类操作时，ALU的一个输入来自A,运算结果也大多保存于 ABMULB寄存器是一个AB ; A*B=BA的字节地址是 在其它情况下，(2) B寄存器 8位寄存器，一般用于乘除指令中：; DIV AB ;A/B=W A余数 BF0H;可位寻址，位地址为 F0HF7H。B寄存器可以作为内部 RAM的一个单元来使用。(3)程序状态字 PSW( Program Status Word )PSW用来存放程

43、序状态信息，表征指令执行后的状态，供程序查询和判位地址D7D6D5D4D3位符号CyACF0RS1RS0注释CarryAssistantCarryFlag 0Register bankSelector bit 1ReSelJis ec别之用。字节地址：D0H;位地址为：D0H-D7HD2OVOv对于C、AC OV P,根据指令执行结果，由硬件置位或清0,称为状态位。对于RS1、RSO F1、F0,根据使用需要，由指令设定，称为控制位。RSt RS0为工作寄存器组选择位，F1、F0由用户自定义使用。C (CY):进位标志。在加、减法运算时，若高位(D7)发生进位或借位则被置1 (即C=1),否则

44、被清0 (C=0)。AC辅助进位标志。在加、减法运算时，若低 4位向高4位发生进位 或借位则AC=1,否则AC=Q AC标志在十进制调整指令 DAA中要用到。F0、F1:软件标志。由软件置位或复位，由用户定义使用。RS1、RS0:工作寄存器组选择位。由软件置位或复位，用来选择 4组 工作寄存器中的一组。OV溢出标志。对于带符号数而言，反映运算结果是否溢出。? OV=1溢出，表示运算结果超出了A所能表示的带符号数的范围(-128+127,即8位带符号数的范围)。? 对于乘法MUL当A、B两个乘数的积超过 255时OV置位；否 则，OV= 0。? 对于除法DIV,若除数为0时，OV=1;否则，OV

45、=0 两个正数相加，结果变成负数；两个负数相加，结果变成正数。例1:两个正数相加超过了 +127,产生了溢出，A中的和变成了负数，表示产生了溢出，结果是错误的，所以OV= 1。例2:两个负数求加，结果小于 -128, A中的和变成了正数，表示产 生了溢出，结果是错误的，所以OV=1o0 1 0 1 0 1 1 1(+87)十)0 1111 OQ 1(+121)Cy=0 11。1OOQ0(绪果为十C5= 1 7 w ()f OV=10 001 0 00(-120)十)I 0 f) 1 Q I 1(-105)Cy=l 0001 11 L H站果为正)CS=0,C7=1-OV=1P :奇偶标志。用以

46、表示指令操作之后，累加器 A中1的个数的奇偶 性。? 若A中“1”的个数为奇数个，则 P=1;? 若A中“1”的个数为偶数个，则 P=0;(4)堆栈指针 SP (Stack Pointer )堆栈是定义为特殊用途的存储区，主要功能是临时存放数据和地 址，通常用于保护断点和保护现场。堆栈有二种形式，一是向上(向 高地址)生成，二是向下(向低地址)生成。8051 MCU的堆栈为满顶法向上生成的软件堆栈，其堆栈区必须开辟在 内部通用 RAM中。堆栈按照“先进后出”即“后进先出”的原则存取 数据，最后进栈的数据最先被弹出。压入堆栈的数据总是保存在堆栈 的顶部，从堆栈弹出的总是栈顶的数据。存放堆栈栈顶地

47、址的一个 8位寄存器，地址为 81H。8051 MCU的 堆栈是向上生成的：进栈时栈顶向高地址生长，SP的内容增加；出栈时栈顶向下回落，SP的内容减少。所以 SP总是指向堆栈的栈顶。堆栈的设置：8051微控制器的堆栈必须设在内部通用RAM43。 MCK位后SP内容为07H,即默认堆栈从08H单元开始。由于08H-1FH单元为工作寄存器区， 20-2FH为位寻址区，程序设计中 很有可能要用到这些单元，所以通常是通过对SP赋值而重新设置堆栈区域 ，使堆栈区设定在内部 RAM勺其它区域。堆栈的操作方式：指令方式：使用堆栈操作指令进行进栈、出栈操作，以实现一些数据 的暂存，以及对现场的保护和恢复。自动

48、方式：在调用子程序或发生中断时，将子程序返回地址或中断的断点地址自动进栈保护；在子程序和中断程序返回时， 调用地址或断点地址自动弹回PQ该操作由硬件自动完成。堆栈操作指令：进栈指令：PUSH direct ( direct 范围：00H-FFH )出栈指令：POP direct自动方式：在调用子程序或发生中断时，将子程序返回地址或中断的断点地 址自动进栈保护；在子程序和中断程序返回时，调用地址或断点地址自动弹回 PG该操作由硬件自动完成。堆栈的操作过程：一丁 it r人捶前飞)里人祖此下弹出推酎堆栈的深度：子程序调用和中断都允许多级嵌套，现场保护需要使用堆栈，所 以一定要保证堆栈有一定的深度，

49、要避免堆栈溢出。设置时要注意堆栈的深度，但不能超过内部RAM勺空间。数据指针 DPTR (Data Pointer)数据指针DPTR是一个16位的SFR其功能是外部 RAM(地址范 围0000H-FFFFH)的地址指针，是存放外部RAMfe址的16位寄存器。DPT岫两个8位寄存器组成，高8位为DPHB!示，低8位用DPL DPH 地址：83H; DPL 地址：82H(6) P0-P3端口寄存器P0、P1、P2、P3:分另1J是I/O端口 P0P3的锁存器，地址分别 为：80H 90T A0H B0H,可以位寻址。对于端口即引脚的操作实际上是对这些寄存器的操作，其端口引脚与端口寄存器的位具有映射

50、关系。(7)其它特殊功能寄存器SBUF 、IP、IE、TMOD TCON SCON PCO淮，将结合相关章节内容进 行介绍。微控制器复位后，除 SP为07H, P0P3为FFH外，其余均为0。2.4 P0-P3 端口结构与特点80C51 单片机有4个双向并行的 8位I/O 口 P0P3,P0 口为三态双向口， 可驱动8个LSTTL电路，P1、P2、P3 口为准双向口(作为输入时，要把口线拉 成高电平，故称为准双向口)，其负载能力为4个LSTTL电路。由于它们在结 构上的一些差异，故各口的性质和功能也就存在一定的差异。2.4.1 P0 口? P0 口是一个多功能的 8位口，可以字节访问也可位访问

51、，其字节访问 地址为80H,位访问地址为 80H87H。1 .位结构在访问外部存储器时，P0 口是一个真正的双向数据总线口，并分时地送出地址的低8位和数据。P0 口位结构原理图见下图，它包括一个输出锁存器，两个三态缓冲器，一个输出驱动电路和一个输出控制电路。其中输出驱动电路由一对FET（场效应管）组成，其输出状态受输出控制电路的控制。地址殿据控制线读俺存&T|作用：1、外扩芯片时，P0 口不再做I/O 使用，而是先传送地址，后传送数据。2、没有外扩芯片时，P0 口可以直接作为输入口或输出口使用。注意：P0 口做输出口时，内部数据经过锁存器送到P00-P07上。由于上管始终截止，而当下管也截止时，P00-P07被架空，没有标准的高电平，所以P0 作输出口使用时，必须外接上拉电阻。P0 口作输入口时，P00-P07上的信号经过缓冲器送到内部数据总线上。在读引脚之前，要先将锁存器置1,否则总是读到0。复位时为0FFH2、CPM P0 口的读操作有2种：读引脚和读一改一写锁存器。综上所述，P0 口既能作地址/数据总线口，这时它是真正的双向口；也可作一般I/O ，但只是一个准双向口，且要加上拉电阻。准双向口的工作特点是：在某引脚由输出状态变