ATS单片机的硬件结构学习教案

1、会计学1ATS单片机的硬件单片机的硬件(yn jin)结构结构第一页，共61页。 片内硬件组成结构如图片内硬件组成结构如图2-12-1所示。把作为控制应用所必需的基本功能部件都集成所示。把作为控制应用所必需的基本功能部件都集成(j (j chn)chn)在一个尺寸有限的集成在一个尺寸有限的集成(j chn)(j chn)电路芯片上。电路芯片上。 有如下功能部件和特性：有如下功能部件和特性：（1 1）8 8位微处理器（位微处理器（CPUCPU）；）；（2 2）数据存储器（）数据存储器（256B RAM256B RAM）；）；（3 3）程序存储器（）程序存储器（8KB Flash ROM8KB F

2、lash ROM）；）；（4 4）4 4个个8 8位可编程并行位可编程并行I/OI/O口（口（P0P0口、口、P1P1口、口、P2P2口和口和P3P3口）；口）；（5 5）1 1个全双工的异步串行口；个全双工的异步串行口；（6 6）3 3个可编程的个可编程的1616位定时器位定时器/ /计数器（计数器（T0T0、T1T1和和T2T2）；）；（7 7）1 1个看门狗定时器；个看门狗定时器；（8 8）中断系统具有）中断系统具有6 6个中断源、个中断源、6 6个中断向量；个中断向量；（9 9）特殊功能寄存器（）特殊功能寄存器（SFRSFR）3232个；个；（1010）低功耗模式有空闲模式和掉电模式，

3、且具有掉电模式下的中断恢复模式；）低功耗模式有空闲模式和掉电模式，且具有掉电模式下的中断恢复模式；（1111）3 3个程序加密锁定位。个程序加密锁定位。第1页/共61页第二页，共61页。图图2-1 AT89S522-1 AT89S52单片机片内结构单片机片内结构(jigu)(jigu)第2页/共61页第三页，共61页。下面介绍图下面介绍图2-12-1中片内各功能部件。中片内各功能部件。（1 1）CPUCPU（微处理器）（微处理器） 8 8位的位的CPUCPU，与通用，与通用CPUCPU基本相同，同样包括基本相同，同样包括(boku)(boku)了运算器和控制器两大部分，还有面向控制了运算器和控

4、制器两大部分，还有面向控制的位处理功能。的位处理功能。（2 2）数据存储器（）数据存储器（RAMRAM）片内为为片内为为256B256B，片外最多可扩，片外最多可扩64KB64KB。片内。片内256B256B的的RAMRAM以高速以高速RAMRAM的形式集成，可加快单片机运行的的形式集成，可加快单片机运行的速度和降低功耗。速度和降低功耗。（3 3）程序存储器（）程序存储器（Flash ROMFlash ROM） 用来存储程序。用来存储程序。AT89S52 AT89S52 片内有片内有8KB8KB的的FlashFlash存储器；如果片内程序存储器容量不够，片外最存储器；如果片内程序存储器容量不够

5、，片外最多可外扩至多可外扩至64KB64KB程序存储器，即程序存储器，即“片内片内+ +片外片外”的程序存储器总容量不超过的程序存储器总容量不超过64KB64KB。 （4 4）定时器）定时器/ /计数器：片内有计数器：片内有3 3个个1616位的定时器位的定时器/ /计数器，具有计数器，具有4 4种工作方式。种工作方式。 （5 5）中断系统：具有）中断系统：具有6 6个中断源，个中断源，2 2级中断优先权。级中断优先权。第3页/共61页第四页，共61页。第4页/共61页第五页，共61页。 (a)DIP封装的引脚分布封装的引脚分布(fnb)（40引脚引脚 (b) PLCC封装的引脚分布封装的引脚

6、分布(fnb)（44引脚）引脚）第5页/共61页第六页，共61页。引脚按其功能可分为如下引脚按其功能可分为如下3 3类：类：（1 1）电源及时）电源及时(jsh)(jsh)钟引脚钟引脚VCCVCC、VSSVSS；XTAL1XTAL1、XTAL2XTAL2。（2 2）控制引脚）控制引脚 PSEN PSEN* *、ALE/PROGALE/PROG* *、EAEA* * /VPP /VPP、RSTRST（3 3）I/OI/O口引脚口引脚P0P0、P1P1、P2P2、P3P3，为，为4 4个个8 8位位I/OI/O口口第6页/共61页第七页，共61页。第7页/共61页第八页，共61页。第8页/共61页

7、第九页，共61页。第9页/共61页第十页，共61页。第10页/共61页第十一页，共61页。并行并行(bngxng)I/O(bngxng)I/O口引脚口引脚第11页/共61页第十二页，共61页。并行并行(bngxng)I/O(bngxng)I/O口引脚口引脚综上所述，综上所述，P0P0口可作为总线口，为双向口。作为通用的口可作为总线口，为双向口。作为通用的I/OI/O口使用时，为准双向口，这时需加上拉电阻。口使用时，为准双向口，这时需加上拉电阻。P1P1口、口、P2P2口口、P3P3口均为准双向口。口均为准双向口。注意：准双向口与双向口的差别。准双向口仅有两个注意：准双向口与双向口的差别。准双向

8、口仅有两个(lin )(lin )状态。而状态。而P0P0口作为总线使用，口线内无上拉电阻，口作为总线使用，口线内无上拉电阻，处于高阻处于高阻“悬浮悬浮”态。故态。故P0P0口为双向三态口为双向三态I/OI/O口。口。为什么为什么P0P0口要有高阻口要有高阻“悬浮悬浮”态？态？准双向准双向I/OI/O口则无高阻的口则无高阻的“悬浮悬浮”状态。状态。第12页/共61页第十三页，共61页。2.3 AT89S522.3 AT89S52单片机单片机的的CPUCPUCPUCPU由运算器和控制器构成由运算器和控制器构成（一）运算器（一）运算器对操作数进行算术、逻辑对操作数进行算术、逻辑(lu j)(lu

9、j)和位操作运算。主要包括算术逻辑和位操作运算。主要包括算术逻辑(lu j)(lu j)运算单元运算单元ALUALU、累加器、累加器A A、位处理器、程序状态字寄存器、位处理器、程序状态字寄存器PSWPSW及两个暂存器等。及两个暂存器等。1 1算术逻辑算术逻辑(lu j)(lu j)运算单元运算单元ALUALU可对可对8 8位变量逻辑位变量逻辑(lu j)(lu j)运算（与、或、异或、循环、求补和清零），还可运算（与、或、异或、循环、求补和清零），还可算术运算（加、减、乘、除）算术运算（加、减、乘、除）ALUALU还有位操作功能，对位变量进行位处理，如置还有位操作功能，对位变量进行位处理，如

10、置“1”“1”、清、清“0”“0”、求补、测、求补、测试转移及逻辑试转移及逻辑(lu j)“(lu j)“与与”、“或或”等。等。第13页/共61页第十四页，共61页。2 2累加器累加器A A使用最频繁的寄存器，可写为使用最频繁的寄存器，可写为AccAcc。“A”“A”与与“Acc” “Acc” 书写上的差别，将在第书写上的差别，将在第3 3章介绍。位于片内的特殊功能寄存器区。章介绍。位于片内的特殊功能寄存器区。 作用如下：作用如下：（1 1）ALUALU单元的输入数据源之一，又是单元的输入数据源之一，又是ALUALU运算结果存放单元。运算结果存放单元。（2 2）数据传送）数据传送(chun

11、sn)(chun sn)大多都通过累加器大多都通过累加器A A，相当于数据的中转站。为解决，相当于数据的中转站。为解决“瓶颈堵塞瓶颈堵塞”问题，问题，AT89S52AT89S52增加了一部分可以不经过累加器的传送增加了一部分可以不经过累加器的传送(chun sn)(chun sn)指令。指令。 A A的进位标志的进位标志CyCy是特殊的，因为它同时又是位处理机的位累加器是特殊的，因为它同时又是位处理机的位累加器第14页/共61页第十五页，共61页。3 3程序状态字寄存器程序状态字寄存器PSWPSWPSWPSW（Program Status WordProgram Status Word）位于片

12、内特殊功能寄存器区，字节地址为）位于片内特殊功能寄存器区，字节地址为D0HD0H。包含了程序运行状态的信息，其中包含了程序运行状态的信息，其中(qzhng)4(qzhng)4位保存当前指令执行后的状态，供程序查询和判断。格式如图位保存当前指令执行后的状态，供程序查询和判断。格式如图2-52-5所示。所示。图图2-5 PSW2-5 PSW的格式的格式(g shi)(g shi)PSW第15页/共61页第十六页，共61页。PSWPSW中各个位的功能：中各个位的功能：（1 1）CyCy（PSW.7PSW.7）进位标志位）进位标志位 可写为可写为C C。在算术和逻辑运算。在算术和逻辑运算(yn sun

13、)(yn sun)时，若有进位时，若有进位/ /借借位，位，CyCy1 1；否则，；否则，CyCy0 0。在位处理器中，它是位累加器。在位处理器中，它是位累加器。（2 2）AcAc（PSW.6PSW.6）辅助进位标志位）辅助进位标志位 在在BCDBCD码运算码运算(yn sun)(yn sun)时，用作十进位调整。即当时，用作十进位调整。即当D3D3位向位向D4D4位产生进位或借位时，位产生进位或借位时，AcAc1 1；否则，；否则，AcAc0 0。（3 3）F0F0（PSW.5PSW.5）用户设定标志位）用户设定标志位 由用户使用的一个状态标志位，可用指令来使它置由用户使用的一个状态标志位，

14、可用指令来使它置1 1或清或清0 0，控制程序的流向。用户应充分利用。，控制程序的流向。用户应充分利用。PSW第16页/共61页第十七页，共61页。PSW（4 4）RS1RS1、RS0RS0（PSW.4PSW.4、PSW.3PSW.3）4 4组工作寄存器区选择组工作寄存器区选择(xunz)(xunz)选择选择(xunz)(xunz)片内片内RAMRAM区中的区中的4 4组工作寄存器区中的某一组组工作寄存器区中的某一组为当前工作寄存区见表为当前工作寄存区见表2-22-2。第17页/共61页第十八页，共61页。（5 5）OVOV（PSW.2PSW.2）溢出标志位）溢出标志位 当执行算术指令时，用来

15、指示运算结果当执行算术指令时，用来指示运算结果(ji gu)(ji gu)是否产生溢出。是否产生溢出。如果结果如果结果(ji gu)(ji gu)产生溢出，产生溢出，OV=1OV=1；否则，；否则，OV=0OV=0。（6 6）PSW.1PSW.1位：保留位位：保留位（7 7）P P（PSW.0PSW.0）奇偶标志位）奇偶标志位 指令执行完，累加器指令执行完，累加器A A中中“1 1”的个数是奇数还是偶数。的个数是奇数还是偶数。 P=1 P=1，表示，表示A A中中“1 1”的个数为奇数。的个数为奇数。 P=0 P=0，表示，表示A A中中“1 1”的个数为偶数。的个数为偶数。 此标志位对串行通

16、信有重要的意义，常用奇偶检验的方法来检验此标志位对串行通信有重要的意义，常用奇偶检验的方法来检验数据串行传输的可靠性。数据串行传输的可靠性。PSW第18页/共61页第十九页，共61页。控制器控制器控制器包括控制器包括(boku)(boku)：程序计数器、指令寄存器、指令译码器、定时及控制逻辑电路等。功能是控制指令的读入、译码和执行，从而对各功能部件进行定时和逻辑控制。：程序计数器、指令寄存器、指令译码器、定时及控制逻辑电路等。功能是控制指令的读入、译码和执行，从而对各功能部件进行定时和逻辑控制。 程序计数器程序计数器PCPC是一个独立的是一个独立的1616位计数器，不可访问。单片机复位时，位计

17、数器，不可访问。单片机复位时，PCPC中内容为中内容为0000H0000H，从程序存储器，从程序存储器0000H0000H单元取指令，开始执行程序。单元取指令，开始执行程序。 PC PC工作过程是：工作过程是：CPUCPU读指令时，读指令时，PCPC的内容作为所取指令的地址，程序存储器按此地址输出指令字节，同时的内容作为所取指令的地址，程序存储器按此地址输出指令字节，同时PCPC自动加自动加1 1。第19页/共61页第二十页，共61页。2.4 AT89S512.4 AT89S51存储器的结构存储器的结构(jigu)(jigu) 存储器的结构特点之一是将程序存储器和数据存储器分开存储器的结构特点

18、之一是将程序存储器和数据存储器分开（哈佛结构），并有各自的访问（哈佛结构），并有各自的访问(fngwn)(fngwn)指令。指令。 存储器空间可分为存储器空间可分为4 4类。类。第20页/共61页第二十一页，共61页。 AT89S51 AT89S51存储器的结构存储器的结构(jigu)(jigu) 64KB 64KB程序存储器空间中有程序存储器空间中有5 5个特殊单元分别对应于个特殊单元分别对应于5 5个中断源的中断入口地址，见表个中断源的中断入口地址，见表2-32-3。 通常这通常这5 5个中断入口地址处都放一条跳转指令跳向对应的断服务个中断入口地址处都放一条跳转指令跳向对应的断服务(fw)

19、(fw)子程序，而不是直接存放中断服务子程序，而不是直接存放中断服务(fw)(fw)子程序。子程序。第21页/共61页第二十二页，共61页。数据数据(shj)(shj)存储器空间存储器空间. .片内数据片内数据(shj)(shj)存储器存储器. .片外数据片外数据(shj)(shj)存储器存储器当片内当片内128B128B的的RAMRAM不够用时，需外扩，最多可外扩不够用时，需外扩，最多可外扩64KB64KB的的RAMRAM。注意，片内注意，片内RAMRAM与片外与片外RAMRAM两个空间是相互独立的，两个空间是相互独立的，片内片内RAMRAM与片外与片外RAMRAM的低的低128B128B的

20、地址是相同的的地址是相同的，但由于使用的是不同的访问指令，所以不会发生冲突。，但由于使用的是不同的访问指令，所以不会发生冲突。第22页/共61页第二十三页，共61页。特殊特殊(tsh)(tsh)功能寄存器（功能寄存器（SFRSFR）第23页/共61页第二十四页，共61页。特殊特殊(tsh)(tsh)功能寄存器（功能寄存器（SFRSFR）第24页/共61页第二十五页，共61页。特殊特殊(tsh)(tsh)功能寄存器（功能寄存器（SFRSFR）堆栈指针堆栈指针SPSP指示堆栈顶部在内部指示堆栈顶部在内部RAMRAM块中的位置。块中的位置。堆栈结构堆栈结构向上生长型。单片机复位后，向上生长型。单片机

21、复位后，SPSP为为07H07H，使得堆栈，使得堆栈实际上从实际上从08H08H单元开始，由于单元开始，由于08H08H1FH1FH单元分别是属于单元分别是属于1 13 3组组的工作寄存器区，最好在复位后把的工作寄存器区，最好在复位后把SPSP值改置为值改置为60H60H或更大的值或更大的值，避免堆栈与工作寄存器冲突。，避免堆栈与工作寄存器冲突。堆栈是为子程序调用堆栈是为子程序调用(dioyng)(dioyng)和中断操作而设，主要用来保和中断操作而设，主要用来保护断点和现场。护断点和现场。第25页/共61页第二十六页，共61页。特殊特殊(tsh)(tsh)功能寄存器（功能寄存器（SFRSFR

22、）看门狗定时器看门狗定时器WDTWDTWDTWDT包含包含(bohn)(bohn)一个一个1414位计数器和看门狗定时器复位寄存器位计数器和看门狗定时器复位寄存器 （WDTRSTWDTRST）。）。当当CPUCPU由于干扰，程序陷入死循环或跑飞状态时，由于干扰，程序陷入死循环或跑飞状态时，WDTWDT提供了一种使提供了一种使程序恢复正常运行的有效手段。程序恢复正常运行的有效手段。第26页/共61页第二十七页，共61页。位地址位地址(dzh)(dzh)空间空间第27页/共61页第二十八页，共61页。位地址位地址(dzh)(dzh)空间空间特殊功能寄存器位 地 址字 节地 址D7D6D5D4D3D

23、2D1D0BF7HF6HF5HF4HF3HF2HF1HF0HF0HAccE7HE6HE5HE4HE3HE2HE1HE0HE0HPSWD7HD6HD5HD4HD3HD2HD1HD0HD0HIPBCHBBHBAHB9HB8HB8HP3B7HB6HB5HB4HB3HB2HB1HB0HB0HIEAFHACHABHAAHA9HA8HA8HP2A7HA6HA5HA4HA3HA2HA1HA0HA0HSCON9FH9EH9DH9CH9BH9AH99H98H98HP197H96H95H94H93H92H91H90H90HTCON8FH8EH8DH8CH8BH8AH89H88H88HP087H86H85H84H8

24、3H82H81H80H80H表2-6 SFR中的位地址(dzh)分布第28页/共61页第二十九页，共61页。位地址位地址(dzh)(dzh)空间空间 作为对作为对AT89S51AT89S51存储器结构的总结，图存储器结构的总结，图2-72-7为各类存储器的结构为各类存储器的结构图。从图中可清楚看出各类存储器在存储器空间图。从图中可清楚看出各类存储器在存储器空间(kngjin)(kngjin)的位的位置。置。第29页/共61页第三十页，共61页。2.5 AT89S512.5 AT89S51的并行的并行(bngxng)I/O(bngxng)I/O端口端口2.5.1 P02.5.1 P0口口图图2-

25、8 P02-8 P0口某一位的位电路口某一位的位电路(dinl)(dinl)结构结构第30页/共61页第三十一页，共61页。P0P0口口P0P0口的特点口的特点P0P0口为双功能口口为双功能口地址地址/ /数据复用口和通用数据复用口和通用I/OI/O口。口。（1 1）当）当P0P0口用作地址口用作地址/ /数据复用口时，是一个真正的双向口，数据复用口时，是一个真正的双向口， 输出低输出低8 8位地址和输出位地址和输出/ /输入输入8 8位数据。位数据。（2 2）当）当P0P0口用作通用口用作通用I/OI/O口时，由于需要在片外接上拉电阻，端口不存在高阻抗口时，由于需要在片外接上拉电阻，端口不存

26、在高阻抗(zkng)(zkng)（悬浮）状态，因此是一个准双向口。（悬浮）状态，因此是一个准双向口。为保证引脚信号的正确读入，应首先向锁存器写为保证引脚信号的正确读入，应首先向锁存器写1 1。单片机复位后，锁存器自动被置。单片机复位后，锁存器自动被置1 1；当；当P0P0口由原来输出转变为输入时，应先置锁存器为口由原来输出转变为输入时，应先置锁存器为1 1，方可执行输入操作。，方可执行输入操作。P0P0口大多作为地址口大多作为地址/ /数据复用口使用数据复用口使用(shyng)(shyng)，就不能再作为通用，就不能再作为通用I/OI/O口使用口使用(shyng)(shyng)。第31页/共6

27、1页第三十二页，共61页。P1P1口口P1P1口口图图2-9 P12-9 P1口某一位的位电路口某一位的位电路(dinl)(dinl)结构结构第32页/共61页第三十三页，共61页。P1P1口口P1P1口的特点口的特点(tdin)(tdin)由于内部上拉电阻，无高阻抗输入状态，故为准双向口。由于内部上拉电阻，无高阻抗输入状态，故为准双向口。 P1 P1口口“读引脚读引脚”输入时，必须先向锁存器写入输入时，必须先向锁存器写入1 1。第33页/共61页第三十四页，共61页。P2P2口口P2P2口口图图2-10 P22-10 P2口某一位的位电路口某一位的位电路(dinl)(dinl)结构结构第34

28、页/共61页第三十五页，共61页。P2P2口口P2P2口的特点口的特点作为地址输出线时，作为地址输出线时，P2P2口高口高8 8位地址，位地址，P0P0口输出的低口输出的低8 8位地址寻址位地址寻址64KB64KB地址空间地址空间(kngjin)(kngjin)。作为通用作为通用I/OI/O口时，口时，P2P2口为准双向口。功能与口为准双向口。功能与P1P1口一样。口一样。一般情况下，一般情况下，P2P2口大多作为高口大多作为高8 8位地址总线口使用，这时就不能再作为通用位地址总线口使用，这时就不能再作为通用I/OI/O口。口。第35页/共61页第三十六页，共61页。P3P3口口P3P3口口图

29、图2-11 P32-11 P3口某一位的位电路口某一位的位电路(dinl)(dinl)结构结构第36页/共61页第三十七页，共61页。P3P3口口第37页/共61页第三十八页，共61页。P1P1P3P3口驱动口驱动(q dn)LED(q dn)LED发光二极管发光二极管P0P0口与口与P1P1、P2P2、P3P3口相比，口相比，P0P0口的驱动能力较大，每位可驱动口的驱动能力较大，每位可驱动8 8个个LSTTLLSTTL输入，而输入，而P1P1、P2P2、P3P3口的每一位的驱动能力，只有口的每一位的驱动能力，只有(zhyu)P0(zhyu)P0口的一半。口的一半。当当P0P0口某位为高电平时

30、，可提供口某位为高电平时，可提供400400A A的电流；的电流；当当P0P0口某位为低电平（口某位为低电平（0.45V0.45V）时，可提供）时，可提供3.2mA3.2mA的灌电流。的灌电流。如低电平允许提高，灌电流如低电平允许提高，灌电流(dinli)(dinli)可相应加大。所以，任何一个口要想获得较大的驱动能力，只能用低电平输出。可相应加大。所以，任何一个口要想获得较大的驱动能力，只能用低电平输出。第38页/共61页第三十九页，共61页。P1P1P3P3口驱动口驱动(q dn)LED(q dn)LED发光二极管发光二极管（a）不恰当的连接）不恰当的连接(linji)：高电平驱动：高电平

31、驱动 （b）恰当的连接）恰当的连接(linji)：低电平驱动：低电平驱动图图2-12 发光二极管与发光二极管与AT89S51并行口的直接连接并行口的直接连接(linji)第39页/共61页第四十页，共61页。2.6 2.6 时钟电路时钟电路(dinl)(dinl)与时序与时序 时钟电路时钟电路(dinl)(dinl)产生产生AT89S51AT89S51工作时所必需的控制信号，在时钟工作时所必需的控制信号，在时钟信号的控制下，严格按时序执行指令。信号的控制下，严格按时序执行指令。 执行指令时，执行指令时，CPUCPU首先到程序存储器中取出需要执行的指令操作码首先到程序存储器中取出需要执行的指令操

32、作码，然后译码，并由时序电路，然后译码，并由时序电路(dinl)(dinl)产生一系列控制信号完成指令所产生一系列控制信号完成指令所规定的操作。规定的操作。 CPU CPU发的时序信号两类，一类用对片内各个功能部件控制，用户无发的时序信号两类，一类用对片内各个功能部件控制，用户无须了解；另一类用于对片外存储器或须了解；另一类用于对片外存储器或I/OI/O口的控制，这部分时序对于口的控制，这部分时序对于分析、设计硬件接口电路分析、设计硬件接口电路(dinl)(dinl)至关重要。至关重要。第40页/共61页第四十一页，共61页。2.6.1 2.6.1 时钟时钟(shzhng)(shzhng)电路

33、设计电路设计 图图2-13 内部时钟内部时钟(shzhng)方式电路方式电路第41页/共61页第四十二页，共61页。2 2外部外部(wib)(wib)时钟方式时钟方式图图2-14 AT89S512-14 AT89S51的外部时钟的外部时钟(shzhng)(shzhng)方式电路方式电路第42页/共61页第四十三页，共61页。2.6.2 2.6.2 机器周期机器周期(zhuq)(zhuq)、指令周期、指令周期(zhuq)(zhuq)与指令时序与指令时序各种指令时序与时钟周期相关。各种指令时序与时钟周期相关。1 1时钟周期时钟周期时钟控制信号的基本时间单位。若晶振频率为时钟控制信号的基本时间单位。

34、若晶振频率为foscfosc，则时钟周期，则时钟周期Tosc=1/foscTosc=1/fosc。如。如fosc=6MHzfosc=6MHz，Tosc=166.7nsTosc=166.7ns。2 2机器周期机器周期 CPU CPU完成一个基本操作所需时间为机器周期。执行一条指令分为几个完成一个基本操作所需时间为机器周期。执行一条指令分为几个(j )(j )机器周期。每个机器周期完成一个基本操作，如取指令、读或写数据等。每机器周期。每个机器周期完成一个基本操作，如取指令、读或写数据等。每1212个时钟周期为个时钟周期为1 1个机器周期。个机器周期。第43页/共61页第四十四页，共61页。机器周期

35、、指令机器周期、指令(zhlng)(zhlng)周期与指令周期与指令(zhlng)(zhlng)时序时序1 1个机器个机器(j q)(j q)周期包括周期包括1212个时钟周期，分个时钟周期，分6 6个状态：个状态：S1S1S6S6。每个状。每个状态又分两拍：态又分两拍：P1P1和和P2P2。因此，一个机器。因此，一个机器(j q)(j q)周期中的周期中的1212个时钟个时钟周期表示为周期表示为S1P1S1P1、S1P2S1P2、S2P1S2P1、S2P2S2P2、S6P2S6P2，如图，如图2-162-16所示。所示。图图2-16 AT89S512-16 AT89S51的机器的机器(j q

36、)(j q)周期周期第44页/共61页第四十五页，共61页。机器周期、指令机器周期、指令(zhlng)(zhlng)周期与指令周期与指令(zhlng)(zhlng)时序时序3 3指令周期指令周期执行一条指令所需的时间。简单的单字节指令，取出指令立即执行，只需执行一条指令所需的时间。简单的单字节指令，取出指令立即执行，只需一个机器周期的时间。而有些复杂的指令，如转移、乘、除指令则需两个一个机器周期的时间。而有些复杂的指令，如转移、乘、除指令则需两个(lin )(lin )或多个机器周期。或多个机器周期。从指令执行时间看从指令执行时间看: : 单字节和双字节指令一般为单机器周期和双机器周期单字节和

37、双字节指令一般为单机器周期和双机器周期; ; 三字节指令都是双机器周期三字节指令都是双机器周期; ; 乘、除指令占用乘、除指令占用4 4个机器周期。个机器周期。第45页/共61页第四十六页，共61页。2.7 2.7 复位操作复位操作(cozu)(cozu)和复位电路和复位电路 单片机的初始化操作，给复位脚单片机的初始化操作，给复位脚RSTRST加上大于加上大于2 2个机器个机器(j q)(j q)周周期（即期（即2424个时钟振荡周期）的高电平就使个时钟振荡周期）的高电平就使AT89S51AT89S51复位。复位。 复位时，复位时，PCPC初始化为初始化为0000H0000H，程序从，程序从0

38、000H0000H单元开始执行单元开始执行(zhxng)(zhxng)。除系统的正常初始化外，当程序出错（如程序跑飞）或操作除系统的正常初始化外，当程序出错（如程序跑飞）或操作错误使系统处于死锁状态时，需按复位键使错误使系统处于死锁状态时，需按复位键使RSTRST脚为高电平，脚为高电平，使使AT89S51AT89S51摆脱摆脱“跑飞跑飞”或或“死锁死锁”状态而重新启动程序。状态而重新启动程序。第46页/共61页第四十七页，共61页。2.7 2.7 复位操作复位操作(cozu)(cozu)和复位电路和复位电路第47页/共61页第四十八页，共61页。2.7 2.7 复位操作复位操作(cozu)(c

39、ozu)和复位电路和复位电路复位复位(f wi)(f wi)电路设计电路设计图图2-17 2-17 片内复位电路片内复位电路(dinl)(dinl)结构结构 图图2-18 2-18 上电复位电路上电复位电路(dinl)(dinl)第48页/共61页第四十九页，共61页。2.7 2.7 复位复位(f wi)(f wi)操作和复位操作和复位(f wi)(f wi)电路电路图图2-19 2-19 按键电平复位电路按键电平复位电路(dinl) (dinl) 图图2-20 2-20 按键脉冲复位电路按键脉冲复位电路(dinl)(dinl)第49页/共61页第五十页，共61页。2.8 AT89S522.8

40、 AT89S52单片机的最小应用单片机的最小应用(yngyng)(yngyng)系系统统 AT89S52本身片内有本身片内有8KB闪烁存储器，闪烁存储器，256B的的RAM单元，单元，4个个I/O口，外接时钟电路和复位电路即构成了一个口，外接时钟电路和复位电路即构成了一个AT89S52单片机最小应用系统。单片机最小应用系统。 该最小应用系统只能作为该最小应用系统只能作为(zuwi)小型的数字量的测控单元。小型的数字量的测控单元。图图2-19 AT89S52单片机的最小应用单片机的最小应用(yngyng)系统系统第50页/共61页第五十一页，共61页。2.9 2.9 看门狗定时器（看门狗定时器（

41、WDTWDT）功能）功能(gngnng)(gngnng)简介简介 单片机应用系统受到干扰可能会引起程序单片机应用系统受到干扰可能会引起程序“跑飞跑飞”或或“死循环死循环”，会使系统失控。如果操作人员在场，可按人工复位按钮，强制系统复位。但操作人员不可能一直监视着系统，即使，会使系统失控。如果操作人员在场，可按人工复位按钮，强制系统复位。但操作人员不可能一直监视着系统，即使(jsh)监视着系统，也往往是在引起不良后果之后才进行人工复位。能不能不要人来监视，使系统摆脱失控状态，重新从监视着系统，也往往是在引起不良后果之后才进行人工复位。能不能不要人来监视，使系统摆脱失控状态，重新从0000H地址处

42、执行程序呢？这时可采用地址处执行程序呢？这时可采用“看门狗看门狗”技术。技术。 “看门狗看门狗”技术就是使用一个技术就是使用一个“看门狗看门狗”定时器来对系统时钟不断计数，监视程序的运行。当看门狗启动运行后，为防止看门狗定时器的不必要溢出而引起单片机的非正常的复位，应定期地把看门狗清定时器来对系统时钟不断计数，监视程序的运行。当看门狗启动运行后，为防止看门狗定时器的不必要溢出而引起单片机的非正常的复位，应定期地把看门狗清0，以保证看门狗不溢出。，以保证看门狗不溢出。 第51页/共61页第五十二页，共61页。2.9 2.9 看门狗定时器（看门狗定时器（WDTWDT）功能）功能(gngnng)(gngnng)简介简介 “看门狗看门狗”部件，包含部件，包含1 1个个1414位看门狗定时器和看门狗复位寄存器（表位看门狗定时器和看门