第二章单片机的组成(二)

1、7:21:01单片机接口技术及应用单片机接口技术及应用第二章第二章 单片机的组成单片机的组成（二）（二）万旭万旭M.T.：660109）QQ：8543101747:21应用电子系应用电子系3第第二二章章目目录录第二章第二章 单片机的组成单片机的组成7:21应用电子系应用电子系4单单片片机机的的组组成成 MCS-51单片机有单片机有4个个8位并行位并行I/O口，共占了口，共占了32根根I/O引脚引脚单片机扩展时，单片机扩展时，I/O引脚又作为扩展总线用。引脚又作为扩展总线用。其中其中P0口作为地址口作为地址/数据总线，分时输出低数据总线，分时输出低8位地位地址和传送址和

2、传送8位数据；位数据；P2口作为高口作为高8位地址总线；位地址总线；P3口也具有第二功能。口也具有第二功能。众多功能各异的众多功能各异的I/O引脚源于它结构的不同引脚源于它结构的不同。每一个口都包含一个锁存器，一个输出驱动器每一个口都包含一个锁存器，一个输出驱动器和两个（和两个（P3口为口为3个）输入缓冲器。各口的结构个）输入缓冲器。各口的结构也有些差异。也有些差异。7:21应用电子系应用电子系5单单片片机机的的组组成成（一）（一）P P1 1口口1、接口结构、接口结构端口输入时，驱端口输入时，驱动管应截止动管应截止锁存器起输出锁存作用，锁存器起输出锁存作用，8位锁存器组成特殊功能寄位锁存器组

3、成特殊功能寄存器存器P17:21应用电子系应用电子系6单单片片机机的的组组成成2、接口功能、接口功能P1口只有一种功能口只有一种功能通用输入输出接口通用输入输出接口用作输入时，均用作输入时，均须先写入须先写入“1”7:21应用电子系应用电子系7单单片片机机的的组组成成（二）（二）P P2 2口口1、接口结构、接口结构P2具有双重功能：通用I/O口和高8位地址总线口7:21应用电子系应用电子系8单单片片机机的的组组成成2、接口功能、接口功能（1）地址总线地址总线扩展时，“控制”信号使 MUX 连接地址，地址线经反相器与输出驱动器相连，“地址”信号可以由P2口引脚输出，此地址信号为高8位地址。（2

4、）通用通用I/O接口接口作为通用I/O口时，“控制”信号使 MUX 连接数据，这时P2口电路结构与P1口相同，其功能和用法亦与P1口相同，负载能力也相同。7:21应用电子系应用电子系9单单片片机机的的组组成成（三）（三）P P3 3口口1、接口结构、接口结构7:21应用电子系应用电子系10单单片片机机的的组组成成2、接口功能、接口功能（1）通用）通用I/O接口接口作为通用作为通用I/O接口时，接口时，“第二功能输出第二功能输出”线为线为“1”，接口的电路结构与，接口的电路结构与P1口相同，所以功能口相同，所以功能和用法均与和用法均与P1相同。相同。（2）第二功能）第二功能当当P3口作为第二功能

5、使用时，口作为第二功能使用时，有些信号为输出，有些信号为输出，有些信号为输入，有些信号为输入，7:21应用电子系应用电子系11单单片片机机的的组组成成P3.0 RXD（串行输入通道）（串行输入通道）P3.1 TXD（串行输出通道）（串行输出通道）P3.2 INT0（外中断（外中断0输入端）输入端）P3.3 INT1（外中断（外中断1输入端）输入端）P3.4 T0（定时器（定时器0外部输入）外部输入）P3.5 T1（定时器（定时器1外部输入）外部输入）P3.6 WR（外部数据存贮器写选通）（外部数据存贮器写选通）P3.7 RD（外部数据存贮器读选通）（外部数据存贮器读选通）为使第二功能信号能顺畅

6、的输入或输出，该口锁为使第二功能信号能顺畅的输入或输出，该口锁存器的状态必须为存器的状态必须为“1”。7:21应用电子系应用电子系12单单片片机机的的组组成成（四）（四）P P0 0口口1、接口结构、接口结构7:21应用电子系应用电子系13单单片片机机的的组组成成P0用作通用I/O时，控制=0 ：（1）作输入口（事先必须对它写）作输入口（事先必须对它写“1”）=1=0截截止止100截截止止7:21应用电子系应用电子系14单单片片机机的的组组成成P0用作通用I/O时，控制=0 ：（2）作输出口）作输出口=0=000截截止止100截截止止需要有上拉电阻需要有上拉电阻7:21应用电子系应用电子系15

7、单单片片机机的的组组成成P0用作用作地址/数据复用口时，控制=1 ：（2）作）作地址地址输出口：输出口：输出地址输出地址/数据数据 =0 时时=0=110截截止止=0=1导导通通=07:21应用电子系应用电子系16单单片片机机的的组组成成P0用作用作地址/数据复用口时，控制=1 ：（2）作）作地址地址输出口：输出口：输出地址输出地址/数据数据 =1时时=0=111截截止止=1=0导导通通=17:21应用电子系应用电子系17单单片片机机的的组组成成 有有4 4个个8 8位并行位并行I/OI/O口口, ,共共3232条端线：条端线： P0P0、P1P1、P2P2和和P3P3口。口。 每一个每一个I

8、/OI/O口都能用作输入或输出。口都能用作输入或输出。I/OI/O小结小结 用作输入时，均用作输入时，均须先写入须先写入“1”1”； 用作输出时，用作输出时，P0P0口应口应外接上拉电阻外接上拉电阻。 P0P0口的口的负载能力负载能力为为8 8个个LSTTLLSTTL门电路；门电路； P1P1P3P3口的负载能力为口的负载能力为4 4个个LSTTLLSTTL门电路。门电路。7:21应用电子系应用电子系18单单片片机机的的组组成成I/OI/O小结小结 在并行扩展外存储器或在并行扩展外存储器或I/O口情况下，口情况下， P0口用于低口用于低8位地址总线和数据总线位地址总线和数据总线(分时传送分时传

9、送) P2口用于高口用于高8位地址总线，位地址总线， P3口常用于第二功能，口常用于第二功能， 用户能使用的用户能使用的I/O口只有口只有P1口和未用作第二功口和未用作第二功能的部分能的部分P3口端线。口端线。7:21应用电子系应用电子系19单单片片机机的的组组成成并行扩展外存储器三总线形成并行扩展外存储器三总线形成7:21应用电子系应用电子系20单单片片机机的的组组成成单片机工作条件单片机工作条件 连接方式连接方式 VCCVCC（4040）电源正电源正 GNDGND（2020）电源地电源地 测试方法测试方法 万用表测电压万用表测电压（1） 合适电源合适电源7:21应用电子系应用电子系21单单

10、片片机机的的组组成成单片机工作条件单片机工作条件时钟控制：时钟控制：指令执行需要时钟脉冲控制时钟电路：时钟电路：时钟脉冲信号是由单片机内部时钟电路及18脚、19脚外接晶振和电容组成的时钟电路产生的。工作检测：工作检测：时钟电路异常，也会引起单片机不工作，可通过测量30脚（ALE）是否有六分频信号输出来判断振荡电路是否起振。（2） 正常的时钟正常的时钟7:21应用电子系应用电子系22单单片片机机的的组组成成两种电路形式：两种电路形式：7:21应用电子系应用电子系23单单片片机机的的组组成成单片机工作条件单片机工作条件（3）复位电路复位电路作用作用：复位是单片机的初始化操作，启动运行时，都需要先复

11、位，其作用是使CPU和系统中其它部件处于一个确定的初始状态，并从这个状态开始工作。复位电路复位电路：51单片机必须配合外部电路才能复位。复位脚RST出现2个机器周期以上的高电平时，单片机就执行复位操作。如果RST持续为高电平，单片机就处于循环复位状态。7:21应用电子系应用电子系24单单片片机机的的组组成成两种电路形式：两种电路形式：上电复位上电复位键盘复位键盘复位7:21应用电子系应用电子系25单单片片机机的的组组成成复位后复位后CPU状态（存储器状态）：状态（存储器状态）：PC： 0000H TMOD： 00HAcc： 00H TCON： 00HB： 00H TH0： 00HPSW： 00

12、H TL0： 00HSP： 07H TH1： 00HDPTR：0000H TL1： 00HP0P3：0FFH SCON： 00HIP：00000B SBUF： 不定不定IE：000000B PCON： 00000B7:21应用电子系应用电子系26单单片片机机的的组组成成单片机最小工作系统：单片机最小工作系统：7:21应用电子系应用电子系27单单片片机机的的组组成成单片机工作时序：单片机工作时序：几个概念：时钟周期和机器周期几个概念：时钟周期和机器周期 时钟周期：时钟周期：振荡器产生的时钟脉冲频率的倒振荡器产生的时钟脉冲频率的倒数，是最基本最小的定时信号数，是最基本最小的定时信号 状态周期：状态

13、周期：将时钟脉冲二分频后的脉冲信号。将时钟脉冲二分频后的脉冲信号。状态周期是时钟周期的两倍。状态周期又称状态周期是时钟周期的两倍。状态周期又称S周周期。在期。在S周期内有两个时钟周期，即分为两拍，周期内有两个时钟周期，即分为两拍，分别称为分别称为P1和和P2 7:21应用电子系应用电子系28单单片片机机的的组组成成 机器周期是机器周期是6个状态周期、个状态周期、 1212个时钟周期。个时钟周期。 当时钟频率为当时钟频率为12MHz12MHz时，机器周期为时，机器周期为1 1 S S； 当时钟频率为当时钟频率为6MHz6MHz时，机器周期为时，机器周期为2 2 S S。(3) 机器周期：机器周期

14、：单片机工作的基本定时单位单片机工作的基本定时单位 80C51一个机器周期含有一个机器周期含有6个状态周期，分别个状态周期，分别为为S1、S2、S6，每个状态周期有两拍，每个状态周期有两拍，分别为分别为S1P1、S1P2、S2P1、S2P2、S6P1、S6P2 7:21应用电子系应用电子系29单单片片机机的的组组成成（4） 指令周期：指令周期：指指CPU执行一条指令占用的执行一条指令占用的时间时间(用机器周期表示用机器周期表示)80C51执行各种指令时间是不一样的，可分为执行各种指令时间是不一样的，可分为三类：单机周指令、双机周指令和四机周指令。三类：单机周指令、双机周指令和四机周指令。其中单

15、机周指令其中单机周指令有有6464条，双机周指令有条，双机周指令有4545条，条，四机周指令只有四机周指令只有2 2条条( (乘法和除法指令乘法和除法指令) )，无三，无三机周指令。机周指令。 7:21应用电子系应用电子系30单单片片机机的的组组成成单片机工作时序图：单片机工作时序图：单字节单周期指令，例：单字节单周期指令，例：INC A双字节单周期指令，例：双字节单周期指令，例：ADD A，#data单字节双周期指令，例单字节双周期指令，例 INC DPTR双字节双周期指令：例双字节双周期指令：例 PHSH direct7:21应用电子系应用电子系31单单片片机机的的组组成成牢牢记住：牢牢记

16、住： 振荡周期振荡周期( (时钟周期时钟周期) = = 晶振频率晶振频率foscosc的倒数的倒数1 1个机器周期个机器周期 = 6= 6个状态个状态周期周期1 1个机器周期个机器周期 = 12= 12个个时钟周期时钟周期；1 1个指令周期个指令周期 = 1= 1、2 2、4 4个机器周期个机器周期7:21应用电子系应用电子系32单单片片机机的的组组成成基本特性基本特性8 8位的位的CPUCPU，片内有振荡器和时钟电路，片内有振荡器和时钟电路, ,工作频率为工作频率为 1 112MHz12MHz（AtmelAtmel 89Cxx 89Cxx为为0 024MHz24MHz）片内有片内有 128/

17、256128/256字节字节 RAMRAM片内有片内有 0K/4K/8K0K/4K/8K字节字节 程序存储器程序存储器ROMROM可寻址片外可寻址片外 64K64K字节字节 数据存储器数据存储器RAMRAM可寻址片外可寻址片外 64K64K字节字节 程序存储器程序存储器ROMROM片内片内 21/2621/26个特殊功能寄存器（个特殊功能寄存器（SFRSFR）4 4个个8 8位的并行位的并行I/OI/O口（口（PIOPIO）1 1个全双工串行口（个全双工串行口（SIO/UARTSIO/UART）2/32/3个个1616位位 定时器定时器/ /计数器（计数器（TIMER/COUNTERTIMER

18、/COUNTER）可处理可处理 5/65/6个中断源，两级中断优先级个中断源，两级中断优先级内置内置1 1个布尔处理器和个布尔处理器和1 1个布尔累加器（个布尔累加器（CyCy）MCS-51MCS-51指令集含指令集含 111111条指令条指令7:21应用电子系应用电子系33单单片片机机的的组组成成系列片内存储器（字节）定时器计数器并行I/O串行I/O中断源片内ROM片内RAM无有ROM有EPROMIntelMCS-51子系列803180C31805180C51(4K字节)875187C51(4K字节)128字节2x164x8位15IntelMCS-52子系列803280C32805280C52(8K字节)875287C52(8K字节)256字节3x164x8位16ATEMLATEML89C89C系列系列( (常用型常用型) )1051(1K)/ 2051(2K)/ 4051(4K)1051(1K)/ 2051(2K)/ 4051(4K)（2020条引脚条引脚DIPDIP封装）封装）1281282 215151 15 589C51(4K)/ 89C52(8K)89C51(4K)/ 89C52(8K)