第2章-STC11F单片机的增强型8051内核

1、第第2 2章章 STC11F08XE单片机增强型单片机增强型8051内核内核2.1.1 2.1.1 单片机的概念单片机的概念 1. 1. 微型计算机微型计算机组成：组成：运算器、控制器、存储器、输入运算器、控制器、存储器、输入/输出设备四大部分，其输出设备四大部分，其中中运算器与控制器运算器与控制器集成在一微小单晶硅片上，组成集成在一微小单晶硅片上，组成中央处理器中央处理器CPU 。微型计算机系统：微型计算机系统：微型计算机配上相应的外围设备，如屏幕显示微型计算机配上相应的外围设备，如屏幕显示器（器（CRT）、键盘及打印机等，再与所配置的相应软件系统一起组）、键盘及打印机等，再与所配置的相应软

2、件系统一起组成。成。用途：用途：广泛地用于数据处理。广泛地用于数据处理。2.1 2.1 2. 2. 单片机单片机组成：组成：运算器、控制器、存储器、输入运算器、控制器、存储器、输入/输出接口电路等四个基输出接口电路等四个基本部分，除具有典型微机的各功能部件外，在片内还集成了本部分，除具有典型微机的各功能部件外，在片内还集成了A/D、D/A转换器、高速输入转换器、高速输入/输出部件、串行通信控制和定时器输出部件、串行通信控制和定时器/计数器计数器等部件等部件 。 用途：用途：适合控制应用、自动化仪表等领域适合控制应用、自动化仪表等领域 。2.1.1 单片机的概念单片机的概念CPUI/O模块ROM

3、RAM时钟定时器/计数器单片机内部包括了微型计算机应具有的全部基本要素：单片机内部包括了微型计算机应具有的全部基本要素：CPU、ROM（或（或EPROM）、）、RAM和和I/O接口电路。接口电路。单片机不但是一个有效的数据单片机不但是一个有效的数据处理器，而且更是一个功能很强的过程控制机。处理器，而且更是一个功能很强的过程控制机。图2-1 单片机内部结构框图 1971年11月Intel公司首先设计出集成度为2 000只晶体管/片的4位微处理器Intel 4004, 并配有RAM、 ROM和移位寄存器, 构成了第一台MCS4微处理器, 而后又推出了8位微处理器Intel 8008, 以及其它各公

4、司相继推出的8位微处理器。3. 单片机的发展历史单片机的发展历史第第1阶段（阶段（19711976）: 单片机发展的初级阶段。单片机发展的初级阶段。3. 单片机的发展历史单片机的发展历史第第1阶段（阶段（19711976）: 单片机发展的初级阶段。单片机发展的初级阶段。第第2阶段（阶段（19761980）: 低性能低性能8位单片机阶段。位单片机阶段。 以1976年Intel公司推出的MCS48系列为代表, 采用将8位CPU、 8位并行I/O接口、 8位定时/计数器、 RAM和ROM等集成于一块半导体芯片上的单片结构, 虽然其寻址范围有限（不大于4 KB）, 也没有串行I/O, RAM、 ROM

5、容量小, 中断系统也较简单, 但功能可满足一般工业控制和智能化仪器、 仪表等的需要。3. 单片机的发展历史单片机的发展历史第第1阶段（阶段（19711976）: 单片机发展的初级阶段。单片机发展的初级阶段。第第2阶段（阶段（19761980）: 低性能低性能8位单片机阶段。位单片机阶段。第第3阶段（阶段（19801983）: 高性能高性能8位单片机阶段。位单片机阶段。 这一阶段推出的高性能8位单片机普遍带有串行口, 有多级中断处理系统, 多个16位定时器/计数器。 片内RAM、 ROM的容量加大,且寻址范围可达64 KB, 个别片内还带有A/D转换接口。3. 单片机的发展历史单片机的发展历史第

6、第1阶段（阶段（19711976）: 单片机发展的初级阶段。单片机发展的初级阶段。第第2阶段（阶段（19761980）: 低性能低性能8位单片机阶段。位单片机阶段。第第3阶段（阶段（19801983）: 高性能高性能8位单片机阶段。位单片机阶段。第第4阶段（阶段（198380年代末）年代末）: 16位单片机阶段。位单片机阶段。 1983年Intel公司又推出了高性能的16位单片机MCS96系列, 由于其采用了最新的制造工艺, 使芯片集成度高达12万只晶体管/片。这一阶段也是8位单片机发展和应用最活跃的阶段，Intel公司的8X252、UPI-452、83C152；Zilog公司的Super8；

7、Motorola公司的MC68HC11等超强功能8位单片机。 3. 单片机的发展历史单片机的发展历史第第1阶段（阶段（19711976）: 单片机发展的初级阶段。单片机发展的初级阶段。第第2阶段（阶段（19761980）: 低性能低性能8位单片机阶段。位单片机阶段。第第3阶段（阶段（19801983）: 高性能高性能8位单片机阶段。位单片机阶段。第第4阶段（阶段（198380年代末）年代末）: 16位单片机阶段。位单片机阶段。 第第5阶段（阶段（90年代）年代）: 提高性能的全面发展阶段。提高性能的全面发展阶段。 不但CPU具有了8位、16位、32位，也出现了双CPU的内部流水线结构，时钟达到

8、20MHz，更高集成度、高速度和低功耗，具有PWM输出、监视定时器WDT、DMA传输控制器、CAN现场总线控制器、双标准串口以及SPI与I2C串行总线等丰富的特殊功能部件纷纷被嵌入到片内等等。STC系列属于第五阶段的最新产品。系列属于第五阶段的最新产品。 单片机的特点单片机的特点1）片内集成存储器，但容量有限）片内集成存储器，但容量有限 片内集成了少量的程序存储器片内集成了少量的程序存储器ROM 和数和数据存储器据存储器RAM。2）控制功能强，运行速度快）控制功能强，运行速度快 采用面向控制的软、硬件设计，具有丰富的采用面向控制的软、硬件设计，具有丰富的条件分支转移和很强的位处理能力。条件分支

9、转移和很强的位处理能力。3）引脚的功能复用较多）引脚的功能复用较多 为了解决实际引脚数和需要的信号线数的矛盾，为了解决实际引脚数和需要的信号线数的矛盾，较多地采用了引脚功能复用的方法，引脚的功能通常由指令设置或由较多地采用了引脚功能复用的方法，引脚的功能通常由指令设置或由机器状态来区分。机器状态来区分。4）产品类型多，功能扩展灵活）产品类型多，功能扩展灵活 硬件电路有不同硬件电路有不同I/O接口，不同附加功能和接口，不同附加功能和性能指标各异。性能指标各异。5）可靠性较高）可靠性较高 单片机的全部电路集成到一块芯片上，大大缩短了系统内单片机的全部电路集成到一块芯片上，大大缩短了系统内信号传送距

10、离，提高了抗干扰能力。信号传送距离，提高了抗干扰能力。6）功耗较低）功耗较低 单片机大多使用单片机大多使用CHMOS工艺，且可以进入节电模式工作。工艺，且可以进入节电模式工作。4. 单片机的特点和应用单片机的特点和应用 如数控机床、温度控制、可编程顺序控制、电机控制、现代农业生产检测和各种工业过程控制系统都有单片机的大量应用。 应用于仪器仪表、智能传感器、智能仪器、医疗器械等方面。 1）智能化的民用电器）智能化的民用电器 如空调机、电冰箱、洗衣机、电子玩具、声像设备等。 2）工农业检测和控制系统）工农业检测和控制系统 3）智能化仪器仪表）智能化仪器仪表 4）办公自动化和计算机外设）办公自动化和

11、计算机外设 5）多机应用和局部网络系统）多机应用和局部网络系统 如图形终端机、图文传真机、复印机、打印机、绘图仪、数据采集卡等各种智能终端和接口设备。 4. 单片机的特点和应用单片机的特点和应用单片机的应用单片机的应用 1. MCS-51系列单片机（系列单片机（8051内核单片机）内核单片机） 1）基本型）基本型 基本型包括8051/8751/8031三种芯片，常称为8051子系列。采用采用HMOS工艺，片内集成有工艺，片内集成有8位位CPU；片内驻留片内驻留4K字节字节ROM（8751片内片内4K字节字节EPROM，8031片内无片内无ROM）和）和128字节字节RAM以及以及21个特殊功能

12、寄存器；个特殊功能寄存器；片内包括两个片内包括两个16位定时器位定时器/计数器，一个全双工串行计数器，一个全双工串行I/O口口（UART），），4个并行个并行I/O口、口、2级中断的级中断的5个中断源；个中断源；可寻址可寻址64KB程序存储器程序存储器ROM和和64KB数据存储器数据存储器RAM（需片外（需片外扩展）扩展）主时钟频率达到主时钟频率达到12MHz。2.1.2 常见单片机类型常见单片机类型2.1.2 常见单片机类型常见单片机类型 1. MCS-51系列单片机（系列单片机（8051内核单片机）内核单片机） 1）基本型）基本型 基本型包括8051/8751/8031三种芯片，常称为80

13、51子系列。 2）增强型（改进型）增强型（改进型） 增强型包括8052/8752/8032三种芯片，常称为8052子系列。 增强型的8052子系列与基本型的不同为：片内片内ROM增加到增加到8K字节字节RAM增加到增加到256字节字节增加了一个增加了一个16位定时器位定时器/计数器和一个中断源计数器和一个中断源串行接口（串行接口（UART）的通信速率提高）的通信速率提高6倍倍2.1.2 常见单片机类型常见单片机类型 1. MCS-51系列单片机（系列单片机（8051内核单片机）内核单片机） 1）基本型）基本型 基本型包括8051/8751/8031三种芯片，常称为8051子系列。 2） 增强型

14、（改进型）增强型（改进型） 增强型包括8052/8752/8032三种芯片，常称为8052子系列。 3） CHMOS型型 CHMOS型主要包括80C51/87C51/80C31以及80C252/87C252 /80C232等。采用采用CHMOS工艺制造工艺制造集成度高和功耗低。集成度高和功耗低。2.1.2 常见单片机类型常见单片机类型表表1-1 MCS-51 系列单片机系列单片机PWM、计数器阵列7同步/异步位数可控48326425680C23287C2528KB80C2528KB6同步/异步位数可控483264256803287528KB80528KBMCS-52子系列87C51两级保密系统

15、5同步/异步位数可控48226412880C3187C514KB80C514KB5同步/异步位数可控482264128803187514KB80514KBMCS-51子系列片内无ROM片内EPROM片内掩膜ROM其它中断源数串行通信方式I/O口数目16 位定时器/计数器程序和数据寻址空间/KB片 内RAM/字节ROM形式 特性 类别2.1.2 常见单片机类型常见单片机类型 8096是整个MCS-96系列代表性的产品，与8位机相比较,其性能 提高主要表现在以下方面：1） CPU为16位，主频12MHz，采用寄存器堆/运算逻辑部件（RALU）提高运算速度。2）片内ROM增加到8KB，RAM增加到2

16、32B(寄存器堆)。3）集成度高。片内有5个8位的并行I/O口，4个16位的定时器/计数器，有的还具48个通道的10位A/D转换器或PWM及监视定时器WDT。4）有4条高速触发输入线，6条高速脉冲输出线，并具有定时功能。5） 运算速度快。具有丰富的指令系统、先进的寻址方式和带符号运算等功能，使运算速度大大提高。6）8级中断处理系统。 2. MCS-96系列系列16位单片机位单片机2.1.2 常见单片机类型常见单片机类型 表2-2 MCS-96系列单片机型 号ROM/EPROM（KB）寄存器RAM定时器A/D串行口型 号ROM/EPROM（KB）寄存器RAM定时器A/D串行口8X98823224

17、18XC196MD16488214PTS8X96BH82322018XC196MH327442828X97BH82322818XC196JQ123602628X95BH82322418XC196JR164882628X9XJF162322818XC196KQ123602828XC196KB82323818XC196KR164882828XC19882322418XC196KT3210002828XC19482322018XC196NP410002018XC196KC164883818XC196NT3210002428XC196KD3210003818XC196NQ123602428XC196M

18、C16488313PTS2.1.2 常见单片机类型常见单片机类型 MCS-96 系列芯片可细分为六类：系列芯片可细分为六类：第一类第一类 是是NHMOS 的的8X9X，其中，其中8098 在我国应用最广。在我国应用最广。第二类第二类 是以是以CHMOS 的的80C196KB为代表，可工作于两种节电方式。为代表，可工作于两种节电方式。第三类第三类 是以是以80C196KC 为代表，重要特征是增加了外设事物服务器为代表，重要特征是增加了外设事物服务器（PTS），大大提高了中断事件的实时处理能力。），大大提高了中断事件的实时处理能力。第四类第四类 是以是以80C196KR 为代表，增添了同步串行口和

19、适用于主从机通为代表，增添了同步串行口和适用于主从机通信的从口（信的从口（SlavePort）功能，并以事件处理器阵列（）功能，并以事件处理器阵列（EPA）代替原来的高速输入代替原来的高速输入/输出部件（输出部件（HIHO）。）。第五类第五类 是以是以80C196MC 为代表，其主要特征是增添了一个三相波形为代表，其主要特征是增添了一个三相波形发生器，特别适应于电机控制系统。发生器，特别适应于电机控制系统。第六类第六类 包括包括80C196NC/NP，其寻址空间由，其寻址空间由64KB 扩大到了扩大到了1MB。2.1.2 常见单片机类型常见单片机类型 （1）具有A/D转换器或PWM输出的单片机

20、具有具有810位位A/D转换器：转换器：除MCS-96以外，还有8XC552、PIC16F74、 ADUC824、EM78P25X、HT46R71D、T89C2501以及P89LPC900等。具有具有PWM输出：输出：EM78P458、ATMEL公司的AVR单片机（ATMEGA 16L）、凌阳SPMC65系列、hilips公司的P87LPC768、P89LPC932等系列单片机。 （2） 具有快速擦写存储器Flash Memery的单片机 如ATMEL公司的AT89C51系列，Philips公司的P89LPC900系列， STC10、11、12系列等。3 具有丰富外围功能的单片机具有丰富外围功

21、能的单片机 （4） 具有双UART串行口的单片机 如W77E58、DS80C320、C8051F021等型号 （5） 具有CAN总线控制器的单片机 如Philips公司的P8XC591 （6） 具有在系统编程ISP和应用中编程IAP功能的单片机 如宏晶公司如宏晶公司STC10、11系列，系列，STCPHILIPS公司的89C51Rx、LPC900，DALLAS公司的S89C420，AT公司的89C58等ISP功能单片机。 （3） 具有I2C串行总线的单片机 如PHILIPS公司的 P87LPC67X和P89LPC9XX等2.1.2 常见单片机类型常见单片机类型3 具有丰富外围功能的单片机具有丰

22、富外围功能的单片机 2.1.3 STC系列单片机系列单片机1. STC891. STC89系列系列RC/RDRC/RD，12T/6T12T/6T、有外部总线、有外部总线 , ,类似类似AT89AT89系列，最早。系列，最早。2. STC902. STC90系列系列 RC/RD/ADRC/RD/AD，12T/6T 12T/6T 、有外总线；代、有外总线；代AT89C51AT89C515555，AT89S51/52 AT89S51/52 。3. STC103. STC10系列，系列，1T1T、代、代AT89C51/52/55AT89C51/52/55、代、代AT89S51/S52AT89S51/S

23、52，代，代AT89C53/54AT89C53/54。4. STC11FxxXE4. STC11FxxXE系列，系列，1T1T，有外总线，有外总线, ,代代89C54/58/51689C54/58/5165. STC125. STC12系列系列5A5A型，型，1T1T，有外总线、，有外总线、s2s2双串口型、双串口型、8 8路路ADAD型、小封装无外总线型、小封装无外总线6. STC156. STC15系列系列主要点：主要点： 全部用全部用Flash， 有数据存储器，有数据存储器， 10系列以上为系列以上为1T， ISP在线系统编程在线系统编程, IAP在应用中编程，纯软件仿真（在应用中编程，

24、纯软件仿真（232口）口） STC89系列系列 RC12T/6T 、外总线推荐10、90系列工作电压Flash存储器SRAM字节定时器UART独立波特率串行口PCAPWMD/AA/DI/O数量看门狗内置复位EEPROM字节内部低压中断内部复位门槛掉电唤醒外中断掉电唤醒定时器PDIP4036I/O优选LQFP44 封装48-Pin44I/O STC89C52RCJ8K51231无无无无36有有有有4K有有无无4无无无无STC11F16XEH16128021-2无无无无40有有有有45K有有有有5有有4.5无无89与与11系列性能对比表：系列性能对比表：MCS-51MCS-51单片机是单片机是40

25、40引脚的引脚的DIPDIP封装，按引脚的功能可以分为三部分。封装，按引脚的功能可以分为三部分。 图图2-2 MCS-512-2 MCS-51引脚图引脚图VCC(40脚脚)：接接+5 V电源。电源。1主电源引脚和时钟振荡电路引脚主电源引脚和时钟振荡电路引脚点击分析引脚 VSS(20脚脚)：电源地。电源地。2.2 STC11FXX单片机引脚及功能单片机引脚及功能继续分析引脚MCS-51MCS-51单片机是单片机是4040引脚的引脚的DIPDIP封装，按引脚的功能可以分为三部分。封装，按引脚的功能可以分为三部分。 图图2-2 MCS-512-2 MCS-51引脚图引脚图1主电源引脚和时钟振荡电路引

26、脚主电源引脚和时钟振荡电路引脚XTAL2 (18脚脚) ：用作晶体振用作晶体振荡电路的反相器输出端。当采荡电路的反相器输出端。当采用外部振荡器时，用外部振荡器时，XTAL2接收接收振荡器信号，对振荡器信号，对CHMOS单片单片机，此引脚应悬浮。机，此引脚应悬浮。 XTAL1(19脚脚)：接外部石英接外部石英晶体的一端。当采用外部时钟晶体的一端。当采用外部时钟时，对于时，对于HMOS单片机，该引单片机，该引脚接地；对于脚接地；对于CHMOS单片机，单片机，该引脚作为外部振荡信号的输该引脚作为外部振荡信号的输入端。入端。2.2 STC11FXX单片机引脚及功能单片机引脚及功能继续分析引脚图图2-2

27、 MCS-512-2 MCS-51引脚图引脚图2.2 STC11FXX单片机引脚及功能单片机引脚及功能P0.0P0.7(3932脚脚)：在在不接片外存储器与不扩展不接片外存储器与不扩展I/O口时，可作为准双向输口时，可作为准双向输入入/输出口。在接有片外存输出口。在接有片外存储器或扩展储器或扩展I/O口时，口时，P0口分时复用为低口分时复用为低8位地址位地址总线和双向数据总线。总线和双向数据总线。2输入输出输入输出I/O引脚引脚 P2.0P2.7(2128脚脚)： 8位内部带上拉电阻的准双位内部带上拉电阻的准双向向I/O口引脚。当使用片外口引脚。当使用片外存储器时，输出高存储器时，输出高8位地

28、位地址。址。P1.0P1.7(18脚脚)： 8位位内部带上拉电阻的准双向内部带上拉电阻的准双向I/O口引脚。在编程口引脚。在编程/校验期校验期间，用做输入低间，用做输入低8位地址。位地址。对于对于8052，P1.0是定时器是定时器T2的计数输入端；的计数输入端；P1.1是是定时器定时器T2的外部输入端。的外部输入端。P3.0P3.7(1017脚脚)： 8位内部带上拉电阻的准位内部带上拉电阻的准双向双向I/O口引脚，口引脚， 此外此外P3口还具有第二功能。口还具有第二功能。2.2 STC11FXX单片机引脚及功能单片机引脚及功能表表2- -1 P3口的第二功口的第二功能能图图2-2 MCS-51

29、2-2 MCS-51引脚图引脚图2.2 STC11FXX单片机引脚及功能单片机引脚及功能3控制信号引脚控制信号引脚 RST/VPD (9脚脚)：输入，输入，保持两个机保持两个机器周期以上器周期以上的高电平使的高电平使单片机完成单片机完成复位操作。复位操作。第二功能第二功能VPD为内部为内部RAM的备的备用电源输入用电源输入端。端。ALE/ -PROG (30脚脚) ：ALE为地为地址锁存允许信号。在访问外部存址锁存允许信号。在访问外部存储器时，储器时，ALE用来锁存用来锁存P0扩展地扩展地址低址低8位的信号。位的信号。 在不访问外部存储器时，在不访问外部存储器时，ALE也以时钟振荡频率的也以时

30、钟振荡频率的1/6的固定速的固定速率输出率输出ALE能驱动能驱动8个个LSTTL门门输入。输入。 第二功能第二功能PROG#是对是对8751内内部部EPROM编程时的编程脉冲输编程时的编程脉冲输入端。入端。 图图2-2 MCS-512-2 MCS-51引脚图引脚图2.2 STC11FXX单片机引脚及功能单片机引脚及功能3控制信号引脚控制信号引脚 RST/VPD (9脚脚)：输入，输入，保持两个机保持两个机器周期以上器周期以上的高电平使的高电平使单片机完成单片机完成复位操作。复位操作。第二功能第二功能VPD为内部为内部RAM的备的备用电源输入用电源输入端。端。-PSEN (29脚脚)：外部程序存

31、储外部程序存储器器ROM的读选通信号。当访问的读选通信号。当访问外部外部ROM时，产生负脉冲作为时，产生负脉冲作为外部外部ROM的选通信号。的选通信号。 而在访问外部数据而在访问外部数据RAM或片或片内内ROM时，不会产生有效的时，不会产生有效的PSEN#信号。信号。 PSEN#可驱动可驱动8个个LSTTL门输入。门输入。 图图2-2 MCS-512-2 MCS-51引脚图引脚图2.2 STC11FXX单片机引脚及功能单片机引脚及功能3控制信号引脚控制信号引脚 RST/VPD (9脚脚)：输入，输入，保持两个机保持两个机器周期以上器周期以上的高电平使的高电平使单片机完成单片机完成复位操作。复位

32、操作。第二功能第二功能VPD为内部为内部RAM的备的备用电源输入用电源输入端。端。-EA/VPP(31脚脚)：-EA访问外部程序存储访问外部程序存储器控制信号。器控制信号。 对对8051 和和8751，当当-EA=1时时 情形情形1：04KB内，访片内程序内，访片内程序 存储器存储器情形情形2：超：超4KB 时，自动访问外部时，自动访问外部ROM 对于对于8031，-EA 必须接地，只能访必须接地，只能访问外部问外部ROM。 Vpp为对为对8751的的EPROM的编程电源的编程电源输入。输入。 STC单片机单片机11FXX与与89系列引脚对比系列引脚对比STC单片机单片机11FXX与与89系列

33、引脚对比系列引脚对比STC12C5A60S2及及15F2K60S2单片机引脚单片机引脚STC12C5A60S2STC15F2K60S2LQFP44封装封装DIP封装少封装少4个引脚：个引脚：P4.0、P4.3、P4.6、P4.7图图 MCS- -51单片机内部结构图单片机内部结构图2.3 STC11F单片机的内部结构单片机的内部结构STC11增加增加可配置可配置P4.44.7STC1132k 程序程序Flash32k EEPROMSTC11增加增加电源监控电源监控（上电复位、（上电复位、掉电复位）掉电复位）STC11增加增加硬件看门狗硬件看门狗（WDT）STC11增加增加可配置的可配置的RC振

34、荡器振荡器STC11增加增加1024B RAMSTC11增加增加第二串口第二串口（P1.6 P1.7）2.3 STC11F单片机的内部结构单片机的内部结构 2.3.1 内部结构及主要功能内部结构及主要功能包括包括中央处理器中央处理器CPU（算术逻辑部件（算术逻辑部件ALU、控制器等）、程序存储器、控制器等）、程序存储器ROM、数据存储器、数据存储器RAM、位定时器、位定时器/计数器、并行和串行计数器、并行和串行I/O接口、中接口、中断系统以及定时控制逻辑电路断系统以及定时控制逻辑电路等。基本特性如下：等。基本特性如下： 1）8位位CPU。2）片内带片内带RC振荡器，时钟频率振荡器，时钟频率fo

35、sc范围为范围为535MHz；3） 256B片内片内RAM +1k扩展扩展RAM。4）832kB的片内的片内Flash程序存储器程序存储器+32kB EEPROM。5）程序存储器的寻址范围为程序存储器的寻址范围为64K字节。字节。6）片外数据存储器的寻址范围为片外数据存储器的寻址范围为64K字节。字节。7）21B SFR专用寄存器专用寄存器+27B SFR(STC11F配置用配置用)2.3 STC11F单片机的内部结构单片机的内部结构8）4个个8位并行位并行I/O接口：接口：P0、P1、P2、P3。+P4口口9）1个个全双工串行全双工串行I/O接口，可多机通信。接口，可多机通信。+第二串口第二

36、串口,在线下载在线下载10）2个个16位位定时器定时器/计数器计数器T0和和T1。+独立波特率发生器独立波特率发生器11）可编程为两个优先级的可编程为两个优先级的5个个中断源。中断源。+WDT、低压检测、低压检测、 低功耗唤醒等中断低功耗唤醒等中断12）111条条指令，含乘法指令和除法指令。指令，含乘法指令和除法指令。13）有较强的有较强的位寻址、位处理能力位寻址、位处理能力。14）用用单一单一+5V电源电源。STC宽电压范围宽电压范围2.76V 1. 运算器运算器 运算部件以算术逻辑单元运算部件以算术逻辑单元ALU为核心，包括布尔处理器、累为核心，包括布尔处理器、累加器加器ACC、寄存器、寄

37、存器B、暂存器、程序状态字、暂存器、程序状态字PSW等许多部件。它等许多部件。它能实现数据的算术逻辑运算、位变量处理和数据传输操作能实现数据的算术逻辑运算、位变量处理和数据传输操作 2.3 STC11F单片机的内部结构单片机的内部结构（1）算术逻辑单元）算术逻辑单元ALU 算术逻辑单元算术逻辑单元ALU在控制器发出的内部控制信号的控制下，在控制器发出的内部控制信号的控制下，用来完成二进制数的四则运算和布尔代数的逻辑运算。用来完成二进制数的四则运算和布尔代数的逻辑运算。（2）累加器）累加器ACC (Accumulator) 累加器累加器ACCACC是工作最频繁的寄存器，是一个是工作最频繁的寄存器

38、，是一个8 8位的寄存器。位的寄存器。在算术逻辑类操作时，暂存一个操作数和保存运算后的结果。在算术逻辑类操作时，暂存一个操作数和保存运算后的结果。（3）通用寄存器）通用寄存器B (General Register) 对于一般指令，对于一般指令，B B寄存器可以作一个通用暂存器使用。在乘寄存器可以作一个通用暂存器使用。在乘法和除法指令中约定使用法和除法指令中约定使用B B寄存器存放一个操作数。寄存器存放一个操作数。2.3.2 CPU结构结构（4）程序状态字寄存器）程序状态字寄存器PSW PSWCyACF0RS1RS0OV- -P Cy（PSW.7）：进位标志位。如果操作结果在最高位：进位标志位。

39、如果操作结果在最高位D7有有进位或有借位则该位置为进位或有借位则该位置为“1”，否则清为，否则清为“0” AC（PSW.6）：辅助进位（或称半进位）标志。它反映了：辅助进位（或称半进位）标志。它反映了两个两个8位数运算时，低四位的位数运算时，低四位的D3向高四位的向高四位的D4是否有有进位是否有有进位（或借位）。（或借位）。 F0（PSW.5）：由用户定义的标志位。：由用户定义的标志位。 RS1（PSW.4）、）、RS0（PSW.3）：工作寄存器组选择位。：工作寄存器组选择位。 OV（PSW.2）：溢出标志位。：溢出标志位。 由硬件置位或清零。由硬件置位或清零。 P（PSW.0）：奇偶标志位。

40、如果累加器的：奇偶标志位。如果累加器的8位中位中“1”的个的个数为奇数，则数为奇数，则P为为“1”状态，否则状态，否则P为为“0”。 2.3 STC11F单片机的内部结构单片机的内部结构 布尔处理机是运算器的一个重要组成部分。可提供布尔处理机是运算器的一个重要组成部分。可提供17条位操条位操作指令，硬件有自己的作指令，硬件有自己的“位累加器位累加器”（进位位（进位位Cy）和自己的位寻）和自己的位寻址址RAM和和I/O空间，所以是一个独立的位处理机。空间，所以是一个独立的位处理机。 位累加器由进位位位累加器由进位位Cy完成。位操作指令允许直接寻址内部数完成。位操作指令允许直接寻址内部数据据RAM

41、中的中的128个位和特殊功能寄存器里的位地址空间个位和特殊功能寄存器里的位地址空间。 布尔处理机可执行置位、取反、等于布尔处理机可执行置位、取反、等于1转移，等于转移，等于0转移并清转移并清0和送入和送入/取自进位位的操作。取自进位位的操作。 可执行逻辑与、逻辑或操作，其结果送回到进位标志可执行逻辑与、逻辑或操作，其结果送回到进位标志Cy。 （5）布尔处理机）布尔处理机2.3 STC11F单片机的内部结构单片机的内部结构 2. 控制器控制器（1）程序计数器）程序计数器PC（program counter） 程序计数器程序计数器PC是中央控制器中最基本的寄存器，是一个独是中央控制器中最基本的寄存

42、器，是一个独立的计数器，不属于内部的特殊功能寄存器，立的计数器，不属于内部的特殊功能寄存器，PC中存放的是下中存放的是下一条将要从程序存储器中取出的指令地址一条将要从程序存储器中取出的指令地址。 程序计数器的宽度决定了程序存储器可以直接寻址的范围程序计数器的宽度决定了程序存储器可以直接寻址的范围。程序计数器程序计数器PC是一个是一个16位的位的计数器，程序存储器寻址范围是计数器，程序存储器寻址范围是64KB。2.3 STC11F单片机的内部结构单片机的内部结构 2. 控制器控制器（1）程序计数器）程序计数器PC（program counter）（2）数据指针）数据指针DPTR DPTR是一个是

43、一个16位的特殊功能寄存器位的特殊功能寄存器，主要功能是，主要功能是作为片外作为片外数据存储器或数据存储器或I/O寻址用的地址寄存器（间接寻址）寻址用的地址寄存器（间接寻址），故称为数，故称为数据存储器地址指针。据存储器地址指针。 DPTR寄存器既可以作为一个寄存器既可以作为一个16位寄存器处理，位寄存器处理，也可以作为也可以作为两个两个8位寄存器处理，其高位寄存器处理，其高8位用位用DPH表示，低表示，低8位用位用DPL表示表示。 用用MOVX指令时，指令时， MOVX A, DPTR2.3 STC11F单片机的内部结构单片机的内部结构 2. 控制器控制器（1）程序计数器）程序计数器PC（p

44、rogram counter）（2）数据指针）数据指针DPTR（3）指令寄存器）指令寄存器IR、指令译码器以及控制逻辑、指令译码器以及控制逻辑 指令寄存器指令寄存器IR是用来存放指令操作码的专用寄存器。执行是用来存放指令操作码的专用寄存器。执行程序时，首先从程序存储器中取出指令，送给指令寄存器程序时，首先从程序存储器中取出指令，送给指令寄存器IR，IR的输出送指令译码器；然后进行译码，译码结果送定时控制的输出送指令译码器；然后进行译码，译码结果送定时控制逻辑电路，控制计算机的各部件进行相应的工作，执行指令。逻辑电路，控制计算机的各部件进行相应的工作，执行指令。 指令的执行，指令的执行，是一个取

45、指令是一个取指令指令译码指令译码执行指令的不断执行指令的不断循环过程。循环过程。2.3 STC11F单片机的内部结构单片机的内部结构2.4 STC11Fxx单片机的存储结构单片机的存储结构 STC11F单片机是把程序存储器与数据存储器分开，属于独立寻单片机是把程序存储器与数据存储器分开，属于独立寻址的址的Harvard结构。结构。 STC11F存储器组织分存储器组织分4块不同的存储空间：块不同的存储空间： 1）片内片内862 KB的的Flash程序存储器空间程序存储器空间;2）片内基本片内基本RAM（又分高（又分高128B，低，低128B和和21+27SFR专用区）专用区）; 3）片内扩展片内

46、扩展RAM(XRAM);4) 片内片内32k Flash存储器（存储器（EEPROM）。）。 编址编址 程序存储器用于存放程序及表格常数。最大程序存储器用于存放程序及表格常数。最大64KB的的寻址空间。寻址空间。STC11F系列为系列为8kB62kB Flash。 8kB 0000H1FFFH， 16kB 0000H2FFFH2.4 STC11Fxx单片机的存储结构单片机的存储结构1. 程序存储器（程序程序存储器（程序Flash）系统复位和中断入口地址系统复位和中断入口地址 002BH 预留预留 003BH LVD 低电压检测中断低电压检测中断2.4 STC11Fxx单片机的存储结构单片机的存

47、储结构 2. 基本内部基本内部RAM 低低128字节地址空间（字节地址空间（00H7FH）为内部）为内部RAM区，作为数据缓冲器。区，作为数据缓冲器。特殊功能寄存器（特殊功能寄存器（80HFFH）（简称）（简称SFR区），区）， 基本型仅有基本型仅有21个个，8052子系列为子系列为26个，个，STC11F有有21+27个个被使用。被使用。对于对于STC11F为为256字节内部字节内部RAM区区.对对SFR和高和高128字节字节RAM的访问，的访问，可通过直接寻址和寄存器间接寻址方式加以区分。可通过直接寻址和寄存器间接寻址方式加以区分。 （1） 低低128字节字节分成分成4块区域使用块区域使用

48、 工作寄存器组，工作寄存器组， 位寻址区，堆栈区，数据缓冲区位寻址区，堆栈区，数据缓冲区 工作寄存器组工作寄存器组u00H1FH单元为工作寄存器区。工作寄存器分成单元为工作寄存器区。工作寄存器分成4组，每组都有组，每组都有8个个寄存器，用寄存器，用R0R7来表示。来表示。u使用哪一组寄存器工作由程序状态字使用哪一组寄存器工作由程序状态字PSW中的中的PSW.3(RS0)和和 PSW.4(RS1)两位来选择。两位来选择。2.4 STC11Fxx单片机的存储结构单片机的存储结构 通过软件设置通过软件设置RS0和和RS1两位的状态，就可任意选一组工作寄存两位的状态，就可任意选一组工作寄存器工作。器工

49、作。 例如：例如：如果要选如果要选1组的工作寄存器作为组的工作寄存器作为R0-R7，应执行下面的指令：，应执行下面的指令： SETB RS0 CLR RS1 位寻址区位寻址区20H2FH单元是位寻址区。单元是位寻址区。位地址范围为位地址范围为00H7FH。 对它们直接进行清零、置位、对它们直接进行清零、置位、取反和逻辑、测试等操作。取反和逻辑、测试等操作。 例如：例如：MOV 78H , C ；一般用字节地址加位号表示；一般用字节地址加位号表示如：如：2FH.4位。位。另一部分位寻址区在部分另一部分位寻址区在部分SFR中。中。2.4 STC11Fxx单片机的存储结构单片机的存储结构 数据缓冲区

50、数据缓冲区l 内部内部RAM的的30H7FH为通用数据缓冲区，即用户为通用数据缓冲区，即用户RAM区，共区，共80个单元，作为一般的数据缓冲使用。个单元，作为一般的数据缓冲使用。2.4 STC11Fxx单片机的存储结构单片机的存储结构l 按照按照先进后出（先进后出（FILO）或后进先出（）或后进先出（LIFO）的原则存取信息。的原则存取信息。l 堆栈堆栈原则上可以设在内部原则上可以设在内部RAM的任意区域的任意区域，但由于，但由于00H1FH为工作寄存器区，为工作寄存器区，20H2FH为位寻址区，堆栈为位寻址区，堆栈通常设在内部通常设在内部RAM的的30H7FH地址空间内的顶部地址空间内的顶部

51、，但要考虑到堆栈的最大，但要考虑到堆栈的最大深度。深度。 堆栈区堆栈区（2） 高高128字节字节n 高高128 RAM字节与字节与SFR重合编址，重合编址， 均为均为80HFFH 普通数据区普通数据区n 高高128 RAM必需用寄存器间接寻址，必需用寄存器间接寻址， SFR 必需用直接寻址必需用直接寻址n 也可用于堆栈。也可用于堆栈。2.4 STC11Fxx单片机的存储结构单片机的存储结构（3） SFR （80HFFH部分单元）部分单元） 特殊功能寄存器特殊功能寄存器(SFR) 专用于控制、管理片内算术逻辑部件、并行专用于控制、管理片内算术逻辑部件、并行I/O口、串行口、串行I/O口、定时器口

52、、定时器/计数器、中断系统等功能模块的工作。计数器、中断系统等功能模块的工作。 8051片内含有片内含有21个字节个字节8位的位的SFR，离散地分布在，离散地分布在80HFFH空间内。空间内。 STC11FXX有有21个基本个基本+29个新增加个新增加 每一个每一个SFR都有字节地址，并定义了符号名。其中有都有字节地址，并定义了符号名。其中有11个个SFR（字节（字节地址能被地址能被8整除）具有位地址（可位寻址），对应的位也定义了位名。整除）具有位地址（可位寻址），对应的位也定义了位名。用直接地址访问特殊功能寄存器，直接地址的表示可以用地址单元，也用直接地址访问特殊功能寄存器，直接地址的表示可

53、以用地址单元，也可以用寄存器符号名。可以用寄存器符号名。 例如累加器可以用地址例如累加器可以用地址E0H，也可以用累加器符号名，也可以用累加器符号名ACC。对于具有位地址的对于具有位地址的SFR，在表示其某一位时，可以用位地址，也可以用，在表示其某一位时，可以用位地址，也可以用位定义名，或者用位定义名，或者用“寄存器名寄存器名.位位”表示。表示。 D3H ；(位地址位地址)，表示程序状态寄存器，表示程序状态寄存器PSW中的中的D3位位 RS0 ；(位定义名位定义名)，表示程序状态寄存器，表示程序状态寄存器PSW中的中的D3位位 PSW.3 ；(寄存器寄存器.位位)，表示程序状态寄存器，表示程序

54、状态寄存器PSW中的中的D3位位2.4 STC11Fxx单片机的存储结构单片机的存储结构2.4 STC11Fxx单片机的存储结构单片机的存储结构表表2-9 特殊功能寄存器地址映像特殊功能寄存器地址映像 2.4 STC11Fxx单片机的存储结构单片机的存储结构2.4 STC11Fxx单片机的存储结构单片机的存储结构 与运算器有关与运算器有关SFR 3个个 ACC, B, PSW (ACC, B, PSW (已讲已讲) ) 指针类寄存器指针类寄存器3个个 1616位数据指针寄存器位数据指针寄存器DPTR DPTR （已讲（已讲, DPH DPL, DPH DPL）；）； 堆栈指针堆栈指针SPSP

55、堆栈指针堆栈指针SP为为8位的位的SFR。SP初值初值=07H，SP必须先赋值必须先赋值30H7FH区域内，如用指令区域内，如用指令MOV SP，#60H 。 堆栈指针堆栈指针SP是一个双向计数器，始终指向堆栈的栈顶。在进栈是一个双向计数器，始终指向堆栈的栈顶。在进栈操作时，操作时，SP指针先加指针先加1，出栈操作时，出栈后，出栈操作时，出栈后SP自动减自动减1。 堆栈操作指令堆栈操作指令PUSH和和POP对堆栈直接进行存取数据。对堆栈直接进行存取数据。2.4 STC11Fxx单片机的存储结构单片机的存储结构与运算器有关与运算器有关SFR 3个个指针类寄存器指针类寄存器3个个 5个个I/O口寄

56、存器口寄存器 P0、P1、P2、P3、P4。 11个模式控制寄存器个模式控制寄存器 P0M1、P0M0P4M1、P4M0；P4SW 与与I/O口有关的口有关的SFR 16个个 (蓝字为蓝字为STC11F独有独有)定时器定时器/计数器有关的计数器有关的SFR 9个个 4个字节个字节T1、T0 （TH1、TL1，TH0、TL0） 5个字节定时个字节定时/计数控制寄存器计数控制寄存器 TMOD方式控制、方式控制、 TCON控制；控制；AUXR辅助、辅助、WDT_CONTR看门看门狗控制、狗控制、WAKE_CLKO时钟控制。时钟控制。 2.4 STC11Fxx单片机的存储结构单片机的存储结构与运算器有

57、关与运算器有关SFR 3个个指针类寄存器指针类寄存器3个个与与I/O口有关的口有关的SFR 16个个定时器定时器/计数器有关的计数器有关的SFR 9个个与串口有关与串口有关SFR 5个个 SCON串口控制、串口控制、SBUF串行缓冲器、和串行缓冲器、和PCON电源控制电源控制。 AUXR辅助（辅助（与计数共用与计数共用），），AUXR1辅助辅助1与中断有关与中断有关SFR 6个个 IE、IP；TCON（共用）（共用）、PCON（共用）（共用）、SCON（共用）（共用） WAKE_CLKO唤醒与时钟控制唤醒与时钟控制与线编程与线编程ISP与在应用编程与在应用编程IAP有关有关 6个个 外加外加3

58、个字节：个字节：WKTCL、WKTCH、CLK_DIV 3+3+169+5+6+6+附加附加3=51个个因有因有4个共用，则减个共用，则减4，共使用共使用47个字节。个字节。2.4 STC11Fxx单片机的存储结构单片机的存储结构 3. 扩展扩展RAM (XRAM) 000003FFH 1024字节；字节； 与外扩展与外扩展64KB RAM相同，相同，WOVX访问；访问； 不能与片外扩展不能与片外扩展RAM并存，由并存，由AUXR选择区域。选择区域。4. 数据数据Flash 00007FFFH 32kB字节；字节； 512字节提个扇区，共字节提个扇区，共64个扇区；个扇区； 操作有扇区擦除、字

59、节读、字节写。操作有扇区擦除、字节读、字节写。2.5 STC11F单片机的并行单片机的并行I/O口口2.5.1 I/O口功能与工作模式口功能与工作模式 1. 各各I/O口功能口功能 （1）基本功能：）基本功能：P0P4各各/口均有一般输入口均有一般输入/输出功能。输出功能。（2）复用功能：）复用功能：P1.0CLKOUT2 P1.6、P1.7第二串行口第二串行口RXD2、TXD2 P3.0、P3.1第一串行口第一串行口RXD1、TXD1 P3.2、P3.3外部中断外部中断INT0、INT1 P3.4、P3.5CLKOUT0、CLKOUT1 / T0、 T1 / -INT P3.6、P3.7 -

60、WR、-RD P4.5、P4.7 ALE、RST 2.5 STC11F单片机的并行单片机的并行I/O口口 2.5.1 并行并行I/O口功能与工作模式口功能与工作模式 2. 各各I/O口的工作模式口的工作模式 P0P4各各/口均具有口均具有4种工作模式：种工作模式： 模式模式 PnM1、PnM0 性能性能 准双向准双向 0 0 8051模式，但驱动能力强，灌模式，但驱动能力强，灌20mA,拉拉230A 推挽输出推挽输出 0 1 强上拉输出，强上拉输出，20mA，要外接限流电阻，要外接限流电阻 高阻输入高阻输入 1 0 仅为输入仅为输入 开漏模式开漏模式 1 1 开漏：无上拉电阻，适应开漏：无上拉