n第2章单片机的基本结构

第二章单片机的根本结构与工作原理根本内容2.1 单片机的根本组成2.2 80C51单片机的引脚功能和结构框图2.2.180C51的引脚功能2.2.280C51的内部结构框图和组成2.380C51CPU的结构和特点2.3.1中央控制器2.3.2运算器2.3.3时钟电路及CPU的工作时序第二章单片机的根本结构与工作原理2.4 存储器结构和地址空间2.4.1程序存储器2.4.2数据存储器2.5 布尔(位)处理器2.6 80C51单片机的工作方式2.6.1复位方式第二章单片机的根本结构与工作原理2.6.2程序执行方式2.6.3低功耗工作方式2.6.4烧录方式第二章单片机的根本结构与工作原理2.1 单片机的根本组成单片机的根本组成单片机的结构特征是将组成计算机的根本部件集成在一块晶体芯片上，构成一台功能独特的单片微型计算机。一台典型单片机的根本组成结构，如图2-1所示。第二章单片机的根本结构与工作原理

图2-1典型单片机的根本组成结构第二章单片机的根本结构与工作原理下面分别对各组成局部予以简要介绍。中央处理器单片机中的中央处理器(CPU)和通用微处理器根本相同，只是增设了“面向控制〞的处理功能。例如：位处理、查表、多种跳转、乘除法运算、状态检测、中断处理等，增强了实时性。第二章单片机的根本结构与工作原理2存储器单片机的存储器有两种根本结构：一种是在通用微型计算机中广泛采用的将程序和数据合用一个存储器空间的结构，称为普林斯顿(Princeton)结构；另一种是将程序存储器和数据存储器截然分开，分别寻址的结构，称为哈佛(Harvard)结构。Intel的MCS51和80C51系列单片机就是这种结构。由于考虑到单片机“面向控制〞的实际应用的特点，一般需要较大的程序存储器，因此，目前的单片机以采用程序存储器和数据存储器截然分开的结构为多。第二章单片机的根本结构与工作原理(1)程序存储器〔ROM)由于单片机的应用系统，一般开发调试成功后的应用程序不再需要改变，常永久性地存储在程序存储器中，故单片机的程序存储器都采用只读存储器。为方便不同用户的需要，目前单片机的程序存储器有以下三种结构形式：第二章单片机的根本结构与工作原理①片内只读存储器·片内掩膜ROM片内掩膜ROM的特点是程序必须在做单片机时写入，一次性固化，用户不能修改。因此，这种结构形式只适用于程序已成熟、定型，且批量很大的场合。这种单片机的价格廉价。第二章单片机的根本结构与工作原理·片内可编程的ROM片内可编程的ROM可直接由用户进行编程，因而用户在实际应用中甚感方便。但这类单片机价格较贵，应有选择地采用。一种可编程的ROM是EPROM。EPROM需用紫外线擦除，必须脱机固化，不能在线改写。电可擦除型ROM——E2PROM。电可擦除型ROM给用户带来了更大的方便，特别是应用系统的现场调试。由于目前价格已经迅速下降，所以被广泛采用。EPROM和E2PROM都是可以屡次擦除和编程的，或称MTP的ROM。第二章单片机的根本结构与工作原理还有仅允许一次编程的OTP的ROM。②片外只读存储器由于受集成度的限制，片内只读存储器一般存储容量较小(2KB至8KB)，给使用带来不便。使用片外只读存储器的单片机那么克服了上述之缺乏。(2)数据存储器(RAM)在单片机中，用随机存取存储器(RAM〕来存储程序在运行期间的工作变量和数据，所以称为数据存储器。第二章单片机的根本结构与工作原理一般在单片机内部设置一定容量(64B至256B)的RAM。这样，小容量的数据存储器以高速RAM的形式集成在单片机内，以加快单片机运行的速度。而且这种结构的RAM还可以使存储器的功耗下降很多。在单片机中，常把存放器(如工作存放器、特殊功能存放器、堆栈等)在逻辑上划分在片内RAM空间中，所以可将单片机内部RAM看成是存放器堆，这样的结构也有利于运行速度的提高。对某些应用系统，还可外部扩展数据存储器。第二章单片机的根本结构与工作原理3并行I/O口为了满足“面向控制〞实际应用的需要，单片机提供了数量多、功能强、使用灵活的并行I/O口。不同单片机的并行I/O电路在结构上稍有差异。有些单片机的并行I/O口，不仅可灵活地选作输入或输出，而且还具有多种功能。例如，它既是I/O口，又是系统总线或是控制信号线等，从而为扩展外部存储器和I/O接口提供了方便，大大拓宽了单片机的应用范围。第二章单片机的根本结构与工作原理4串行I/O口

高档8位单片机均增设了全双工串行I/O口，从而提供了与某些终端设备进行串行通信，或者和一些特殊功能的器件相连的能力，甚至用多个单片机相连构成多机系统，使单片机的功能更强且应用更广。第二章单片机的根本结构与工作原理5定时器/计数器

在单片机的实际应用中，往往需要精确的定时，或者需对外部事件进行计数。为了减少软件开销和提高单片机的实时控制能力，因而均在单片机内部设置定时器/计数器电路，通过中断，实现定时/计数的自动处理。第二章单片机的根本结构与工作原理6定时电路及元件

计算机的整个工作是在时钟信号的驱动下，按照严格的时序有规律地一个节拍一个节拍地执行各种操作。各种计算机均有自己的固定时序和定时电路。同样，单片机内部也设有定时电路，只需外接振荡元件即可工作。外接振荡元件一般选用晶体振荡器，或用价廉的RC振荡器，也可用外部时钟源，作为振荡元件。近来有的单片机将振荡元件也集成在芯片内部，这样不仅大大缩小了单片机的体积，同时也方便了使用。第二章单片机的根本结构与工作原理由上可见，单片机在结构上突破了常规的按逻辑功能划分芯片、由多片构成微型计算机的设计思想，将构成计算机的许多功能集成在一块晶体芯片上。在众多的单片机中,又以80C51的结构具有显著特点,形成了主流机型，被多家单片机厂家选作内核。我们将以通用的80C51系列为主，对其功能和结构作由表及里的分析。第二章单片机的根本结构与工作原理2.280C51单片机的引脚功能和结构框图2.2.180C51的引脚功能80C51有40引脚双列直插〔DIP〕和44引脚(QFP)封装形式。80C51/80C52的封装及逻辑图如图22所示。各引脚的功能表达如下。电源和晶振：VCC——运行和程序校验时加+5V。VSS——接地。XTAL1——输入到振荡器的反相放大器。XTAL2——反相放大器的输出，输入到内部时钟发生器。当用外部振荡器时，XTAL2不用，XTAL1接收振荡器信号。第二章单片机的根本结构与工作原理图2280C51/80C52的封装及逻辑图第二章单片机的根本结构与工作原理(2)I/O口：4个口，32根。P0——8位、漏极开路的双向I/O口。当使用片外存储器〔ROM及RAM〕时，作地址和数据总线分时复用。在程序校验期间，输出指令字节〔这时，需加外部上拉电阻〕。P0口〔作为总线时〕能驱动8个LSTTL负载。P1——8位、准双向I/O口，具有内部上拉电阻。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。第二章单片机的根本结构与工作原理对于80C52:P1.0——T2，是定时器的计数端且为输入；P1.1——T2EX，是定时器的外部输入端。这时，读两个特殊引脚的输出锁存器前，应由程序置1。P2——8位、准双向I/O口，具有内部上拉电阻。当使用片外存储器〔ROM及RAM〕时，输出高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。第二章单片机的根本结构与工作原理P3——8位、准双向I/O口，具有内部上拉电阻。P3还提供各种替代功能。在提供这些功能时，其输出锁存器应由程序置1。P3口可以驱动4个LSTTL负载。·串行口：P3.0——RXD〔串行输入口〕，输入。

P3.1——TXD〔串行输出口〕，输出。第二章单片机的根本结构与工作原理·中断：P3.2——INT0，外部中断0，输入。P3.3——INT1，外部中断1，输入。·定时器/计数器：P3.4——T0，定时器/计数器0的外部输入，输入。P3.5——T1，定时器/计数器1的外部输入，输入。第二章单片机的根本结构与工作原理·数据存储器选通：P3.6——WR，低电平有效，输出，片外数据存储器写选通。P3.7——RD，低电平有效，输出，片外数据存储器读选通。(3)控制线：共4根。①输入：RST——复位输入信号，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。第二章单片机的根本结构与工作原理EA/VPP——片外程序存储器访问允许信号，低电平有效。在编程时，其上施加21V或12V的编程电压。②输入、输出：ALE/PROG——地址锁存允许信号，输出。用做片外存储器访问时，低字节地址锁存。ALE以1/6的振荡频率稳定速率输出，可用做对外输出的时钟或用于定时。在EPROM编程期间，作输入。输入编程脉冲〔PROG〕。ALE可以驱动8个LSTTL负载。第二章单片机的根本结构与工作原理③输出控制线：PSEN——片外程序存储器选通信号，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PSEN有效时，程序存储器的内容被送上P0口〔数据总线〕。PSEN可以驱动8个LSTTL负载。第二章单片机的根本结构与工作原理2.2.280C51的内部结构框图和组成这里主要介绍80C51／80C31／87C5l单片机的根本组成原理。其中的80C51内部结构如图2--3所示，主要包括算术逻辑部件ALU、累加器ACC(有时也简称为A)、只读存储器ROM、随机存取存储器RAM、指令存放器IR、程序地址存放器、程序计数器PC、数据指针DPTR、定时器／计数器、并行I／O口P0~P3、串行口、程序状态标志存放器PSW以及定时控制逻辑电路等。这些部件通过内部总线连接起来，构成一个完整的微型计算机。第二章单片机的根本结构与工作原理

图2-380C51的内部结构框图第二章单片机的根本结构与工作原理2.380C51CPU的结构和特点中央处理器CPU主要包括控制器、运算器和工作存放器及时序电路。在单片机中，工作存放器(即通用存放器)属于数据存储器RAM的一局部，因此，工作存放器放在后面与片内数据存储器一起介绍，这里仅介绍控制器、运算器及时序电路的根本组成、功能与特点。第二章单片机的根本结构与工作原理中央控制器中央控制器是识别指令，并根据指令性质控制计算机各组成部件进行工作的部件，与运算器一起构成中央处理器。在80C51单片机中，控制器包括程序计数器PC、程序地址存放器、指令存放器IR、指令译码器、条件转移逻辑电路及定时控制逻辑电路。其功能是控制指令的读出、译码和执行，对指令的执行过程进行定时控制，并根据执行结果断定是否分支转移。第二章单片机的根本结构与工作原理1.地址存放器PC和DPTR〔1〕程序计数器PC程序计数器PC〔ProgramCounter〕是中央控制器中最根本的存放器，是一个独立的计数器，存放着下一条将要从程序存储器中取出的指令的地址。其根本的工作过程是：读指令时，程序计数器将其中的数作为所取指令的地址输出给程序存储器，然后程序存储器按此地址输出指令字节，同时程序计数器本身自动加1，指向下一条指令地址。第二章单片机的根本结构与工作原理程序计数器PC变化的轨迹决定程序的流程。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。在80C51中，程序计数器PC是一个16位的计数器，故而可对64KB〔216〕程序存储器进行寻址。程序计数器PC的根本工作方式有如下三种：①程序计数器PC自动加1，这是最根本的工作方式，也是这个专用存放器被称为计数器的原因。②执行有条件或无条件转移指令时，程序计数器将被置入新的数值，程序的流向发生变化。第二章单片机的根本结构与工作原理变化的方式有以下几种：带符号的相对跳转SJMP，短跳转AJMP，长跳转LJMP及JMP@A+DPTR等。第二章单片机的根本结构与工作原理③在执行调用指令或响应中断时：·PC的现行值，即下一条将要执行的指令的地址，送入堆栈，加以保护。·将子程序的入口地址或者中断矢量地址送入PC，程序流向发生变化，执行子程序或中断效劳程序。子程序或中断效劳程序执行完毕，遇到返回指令RET或RETI时，将栈顶的内容送到PC存放器中，程序流程又返回到原来的地方，继续执行。第二章单片机的根本结构与工作原理程序计数器PC的输出，即程序存储器的地址，与P0、P2口之间的关系如图2--4所示。图2-4程序计数器PC的输出与P0、P2口之间的关系

第二章单片机的根本结构与工作原理(2)数据指针DPTR数据指针是80C51中一个功能比较特殊的存放器。从结构上说，DPTR是一个16位的特殊功能存放器，主要功能是作为片外数据存储器寻址用的地址存放器〔间接寻址〕，故称为数据指针。访问片外数据存储器的指令为：MOVXA，@DPTR读MOVX@DPTR，A写此时，DPTR的输出，即片外数据存储器的地址，与P0、P2口之间的关系如图2--5所示。第二章单片机的根本结构与工作原理图2—5DPTR的输出与P0、P2口之间的关系

第二章单片机的根本结构与工作原理DPTR存放器也可以作为访问程序存储器时的基址存放器。MOVCA，@A+DPTRJMP@A+DPTRDPTR存放器既可以作为一个16位存放器处理如，MOVDPTR，#16位地址INCDPTR也可以作为两个8位存放器处理，其高8位用DPH表示，低8位用DPL表示。如：CJNEA，DPL，$CJNEA，DPH，$第二章单片机的根本结构与工作原理在80C51中，两个地址存放器，即程序计数器PC与数据指针DPTR，有相同之处，也有差异：①两者都是与地址有关的、16位的存放器。其中，PC与程序存储器的地址有关，而DPTR与数据存储器的地址有关。作为地址存放器使用时，PC与DPTR都是通过P0和P2口输出的。但是，PC的输出与ALE及PSEN有关；DPTR的输出，那么与ALE、WR、RD相联系。第二章单片机的根本结构与工作原理②PC只能作为16位存放器对待；由于有自动加1的功能，故又称为计数器；PC是不可以访问的；有自己独特的变化方式；它的变化轨迹决定了程序执行的流程。DPTR可以作为16位存放器对待，也可以作为两个8位存放器对待；DPTR是可以访问的。第二章单片机的根本结构与工作原理2指令存放器IR、指令译码器及控制逻辑指令存放器IR是用来存放指令操作码的专用存放器。执行程序时，首先进行程序存储器的读操作，也就是根据程序计数器给出的地址从程序存储器中取出指令，送指令存放器IR，IR的输出送指令译码器；然后由指令译码器对该指令进行译码，译码结果送定时控制逻辑电路，如图2--6所示。第二章单片机的根本结构与工作原理图2--6指令存放器和指令译码器第二章单片机的根本结构与工作原理定时控制逻辑电路那么根据指令的性质发出一系列定时控制信号，控制计算机的各组成部件进行相应的工作，执行指令。条件转移逻辑电路主要用来控制程序的分支转移。在80C51中，转移条件也可分为两局部。一局部是内部条件，即程序状态标志位(PSW)和累加器的零状态。另一局部是外部条件，即F0和所有位寻址空间的状态。第二章单片机的根本结构与工作原理其中，F0是程序状态标志存放器PSW的第5位，为用户标志。其状态可由用户根据自己的需要进行设置(置“1〞或者清“0〞)，然后使用位测试指令进行测试，以确定程序是否转移。其它位寻址空间的作用与F0类似，可用位测试指令进行状态测试。概括起来，转移条件有如下几种：进位标志位、溢出标志位、奇偶标志位、累加器为零状态、F0标志、位寻址空间。第二章单片机的根本结构与工作原理整个程序的执行过程就是在控制器的控制下，将指令从程序存储器中逐条取出，进行译码，然后由定时控制逻辑电路发相应的定时控制信号，控制指令的执行。对于运算指令，还要将运算的结果特征送入程序状态标志存放器PSW。第二章单片机的根本结构与工作原理运算器运算器主要用来实现对操作数的算术逻辑运算和位操作的。主要包括算术逻辑运算单元ALU、累加器ACC(A)、暂存存放器、B存放器、程序状态标志存放器PSW以及BCD码运算修正电路等。注:A--arithmetic第二章单片机的根本结构与工作原理1

算术逻辑运算单元ALU(图2--7)算术逻辑运算单元ALU第二章单片机的根本结构与工作原理算术逻辑运算单元ALU(图27)是计算机中必不可少的数据处理单元之一。主要是对数据进行算术/逻辑运算。从结构上，该单元实质是一个全加器。全加器的输入有两个：通过暂存器1的输入：输入数据来自存放器、立即数、直接寻址单元〔含I/O口〕、内部RAM及存放器B。通过暂存器2或累加器ACC的输入：通过暂存器2的运算如有:ANLdirect,#data、ORLdirect,#data、XRLdirect,#data。第二章单片机的根本结构与工作原理其它的运算，其输入之一大多数也要通过累加器ACC。全加器有两个输出：一个是累加器，数据经过运算后，其结果又通过内部总线送回到累加器中；另一个是程序状态字PSW，即为程序状态标志存放器。第二章单片机的根本结构与工作原理算术/逻辑运算可完成的操作：①带进位和不带进位的加法、减法及8位数的乘、除法运算；②逻辑运算AND、OR和XOR；③增量或减量；④位操作有位置位、位复位和位取反等；⑤左移位、右移位；⑥半字节交换；⑦BCD码运算修正。第二章单片机的根本结构与工作原理2累加器A累加器是CPU中使用最频繁的一个存放器，简称ACC或A存放器。其作用为：①累加器A是ALU单元的输入之一，因而是处理数据源之一。但它又是ALU运算结果的存放单元，即ALU运算结果又通过内部总线送入累加器A中存放。②CPU中的数据传送大多都通过累加器，故又相当于一个数据的中转站。在CPU中与它打交道的局部有：程序存储器ROM中的常数“MOVCA，@A+DPTR〞、“MOVCA,@A+PC〞；第二章单片机的根本结构与工作原理存放器R0,…，R7；数据存储器〔片内RAM，片外RAM〕；直接寻址单元。在80C51中，还有一局部可以不经过累加器的传送指令，如：存放器与直接寻址单元之间；直接寻址单元与间接寻址单元之间；存放器、间接寻址单元、直接寻址单元与立即数之间的传送指令。这样，既加快了传送速度，又减少了累加器的堵塞现象。第二章单片机的根本结构与工作原理3B存放器B存放器在乘法和除法指令中作为ALU的输入之一。乘法中，ALU的两个输入分别为A、B，运算结果存放在AB存放器对中。A中放积的低8位，B中放积的高8位。除法中，被除数取自A，除数取自B，商数存放于A，余数存放于B。在其它情况下，B存放器可以作为内部RAM中的一个单元来使用。第二章单片机的根本结构与工作原理4程序状态字PSW程序状态字PSW〔ProgramStatusWord〕是一个逐位定义的8位的存放器，其内容的主要局部是算术逻辑运算单元(ALU)的输出。它是一个程序可访问的存放器，而且可以按位访问。格式如下:MSBLSBCYACF0RS1RS0OV—P第二章单片机的根本结构与工作原理其中，除PSW.1〔保存位〕、RS1和RS0〔工作存放器选择控制位〕及F0之外，其他四位：PSW.0〔P，奇偶校验位〕，PSW.2〔OV，溢出标志位〕，PSW.6〔AC，辅助进位标志位〕及PSW.7〔CY，进位标志位〕都是ALU运算结果的直接输出。第二章单片机的根本结构与工作原理(1)PSW.0——P，奇偶标志位。每个指令周期都由硬件来置位或去除。用以表示累加器中值为1的位数是奇数还是偶数：假设累加器值为1的位数是奇数，P=1置位；否那么，P=0去除。在串行通信中，常以传送奇偶校验位来检验传输数据的可靠性。通常将P置入串行帧中的奇偶校验位。第二章单片机的根本结构与工作原理(2)PSW.2——OV，溢出标志位。当执行运算指令时，由硬件置位或去除，以指示运算是否产生溢出；OV置位表示运算结果超出了目的存放器A所能表示的带符号数的范围〔－128~+127〕。①对于ADD加法：假设Ci’表示位i向位i+1有进位，那么OV=C6’C7’；当位6向位7有进位而位7不向CY进位时，或当位7向C进位而位6不向位7进位时，OV标志置位；否那么，去除。第二章单片机的根本结构与工作原理②对于SUBB减法：假设Ci’表示位i向位i+1有借位，那么OV=C6’C7’；当位6向位7有借位而位7无借位时，或当位7向CY有借位而位6不向位7借位时，OV标志置位。③对于MUL乘法：当A、B两个乘数的积超过255时，OV置位；否那么，OV=0。因此，假设OV=0时，只需从A存放器中取积；假设OV=1时，那么需从B、A存放器对中取积。④对于DIV除法：假设除数为0时，OV=1；否那么，OV=0。第二章单片机的根本结构与工作原理(3)PSW.6——AC，辅助进位标志位。当进行加法或减法运算时，假设低4位向高4位数发生进位或借位时，AC将被硬件置位；否那么，被去除。在十进制调整指令DA中有用。(4)PSW.7——CY，进位标志位。在进行算术运算时，可以被硬件置位或去除，以表示运算结果中高位是否有进位或借位的状态。在布尔处理机中，CY被认为是位累加器。第二章单片机的根本结构与工作原理(5)PSW.5——F0，用户可使用的通用标志位。开机时该位为“0〞。用户可根据需要，通过位操作指令置“l〞或者清“0〞。当CPU执行F0测试转移指令时，根据F0的状态实现分支转移。第二章单片机的根本结构与工作原理时钟电路及CPU的工作时序时钟电路用于产生单片机工作所需要的时钟信号，而时序所研究的是指令执行中各信号之间的相互关系。单片机本身就如一个复杂的同步时序电路，为了保证同步工作方式的实现，电路应在惟一的时钟信号控制下严格地按时序进行工作。第二章单片机的根本结构与工作原理时钟电路在80C51单片机内带有时钟电路，因此，只需要在片外通过XTAL1和XTAL2引脚接入定时控制元件〔晶体振荡器和电容〕，即可构成一个稳定的自激振荡器。在80C51芯片内部有一个高增益反相放大器，而在芯片的外部，XTAL1和XTAL2之间跨接晶体振荡器和微调电容。80C51单片机的时钟电路如图2--8所示。第二章单片机的根本结构与工作原理图2-880C51单片机的时钟电路第二章单片机的根本结构与工作原理由图可见，时钟电路由以下几局部组成：振荡器及定时控制元件、时钟发生器、地址锁存允许信号ALE。(1)振荡器及定时控制元件在80C51芯片内部有一个高增益反相放大器，其输入端为芯片引脚XTALl,其输出端为引脚XTAL2。只需要在片外通过XTAL1和XTAL2引脚跨接晶体振荡器和在引脚与地之间加接微调电容，形成反响电路，振荡器即可工作。振荡器的结构和振荡电路原理如图2--9所示。第二章单片机的根本结构与工作原理图2-9振荡器的结构和振荡电路原理第二章单片机的根本结构与工作原理振荡器的工作可以由PD位〔特殊功能存放器PCON中的一位〕控制。当PD置1时，振荡器停止工作，系统进入低功耗(掉电方式)工作状态。振荡器的工作频率一般在1.2~12MHz之间，现在由于制造工艺的改进，频率范围正向两端延伸，高端可达40MHz，低端可达0Hz。一般用晶振作定时控制元件；在不需要高精度参考时钟时，也可以用电感代替晶振；有时也可以由外部引入时钟脉冲信号。第二章单片机的根本结构与工作原理如图2--9〔b〕所示，用晶振和电容构成谐振电路。C1和C2虽然没有严格要求，但电容的大小影响振荡器振荡的稳定性和起振的快速性，通常选择在10~30pF左右。第二章单片机的根本结构与工作原理在设计电路板时，晶振、电容等均应尽可能靠近芯片，以减小分布电容，保证振荡器振荡的稳定性。当用电感或陶瓷谐振器作定时控制元件时，也是用电感或陶瓷谐振器构成谐振电路。此时的电容C1、C2在40pF±10pF。第二章单片机的根本结构与工作原理在由多片单片机组成的系统中，为了各单片机之间时钟信号的同步，应当引入惟一的公用外部脉冲信号作为各单片机的振荡脉冲。当由外部输入时钟信号时，外部信号接入XTAL1端，XTAL2端悬空不用。对外部信号的占空比没有要求，上下电平持续时间应不小于20ns。第二章单片机的根本结构与工作原理(2)内部时钟发生器内部时钟发生器实质上是一个2分频的触发器。其输入由振荡器引入的，输出为两个节拍的时钟信号。输出的前半周期，节拍1〔P1〕信号有效；后半周期，节拍2〔P2〕信号有效。每个输出周期为一个计算机CPU的状态周期，即时钟发生器的输出为状态时钟。每个状态周期内包括一个P1节拍和一个P2节拍，形成CPU内的根本定时时钟。(3)ALE信号一般地说，状态时钟经过3分频之后，产生ALE引脚上的信号输出。第二章单片机的根本结构与工作原理2时序定时单位时序是用定时单位来说明的。80C51的时序定时单位共有4个，从小到大依次是:节拍、状态、机器周期和指令周期。节拍与状态：一个状态包含两个节拍，其前半周期对应的节拍叫P1,后半周期对应的节拍叫P2第二章单片机的根本结构与工作原理(2)机器周期：80C51采用定时控制方式，因此它有固定的机器周期。规定一个机器周期的宽度为6个状态，并依次表示为S1~S6。由于一个状态又包括两个节拍，因此一个机器周期总共有12个节拍，分别记作S1P1，S1P2，…，S6P2。由于一个机器周期共有12个振荡脉冲周期，因此机器周期就是振荡脉冲的12分频。当振荡脉冲频率为l2MHz时，一个机器周期为1μs；当振荡脉冲频率为6MHz时，一个机器周期为2μs。第二章单片机的根本结构与工作原理(3)指令周期：执行一条指令所需要的时间称为指令周期。它是最大的时序定时单位。80C51的指令周期根据指令的不同，可包含有一、二、四个机器周期。380C51指令时序80C51共有111条指令，全部指令按其长度可分为单字节指令、双字节指令和三字节指令。执行这些指令所需要的机器周期数目是不同的，概括起来共有以下几种情况:第二章单片机的根本结构与工作原理单字节单机器周期指令、单字节双机器周期指令、双字节单机器周期指令和双字节双机器周期指令，三字节指令都是双机器周期的，而单字节乘除指令那么均为四机器周期的。图2--10所表示的是几种典型单机器周期和双机器周期指令的时序。图21080C51的取指/执行时序第二章单片机的根本结构与工作原理①单机器周期指令，如图2--10〔a〕、〔b〕所示。双字节时，执行在S1P2开始，操作码被读入指令存放器；在S4P2时，再读入第二个字节。单字节时，执行在S1P2开始，操作码被读入指令存放器；在S4P2时仍有读操作，但被读入的字节〔即下一操作码〕被忽略，且此时PC并不增量。以上两种情况均在S6P2时结束操作。第二章单片机的根本结构与工作原理②双机器周期指令，如图2--10〔c〕、〔d〕所示。双字节时，执行在S1P2开始，操作码被读入指令存放器；在S4P2时，再读入的字节被忽略。由S5开始送出外部数据存储器的地址，随后是读或写的操作。在读、写期间，ALE不输出有效信号。在第二个机器周期，片外数据存储器也寻址和选通，但不产生取指操作。第二章单片机的根本结构与工作原理单字节时，执行在S1P2开始，在整个两个机器周期中，共发生四次读操作，但是后三次操作都无效。一般地，算术/逻辑操作发生在节拍1期间，内部存放器之间的传送发生在节拍2期间。图中的ALE信号是为地址锁存而定义的，该信号每有效一次对应单片机进行的一次读指令操作。ALE信号以振荡脉冲六分之一的频率出现，因此在一个机器周期中，ALE信号两次有效，第一次在S1P2和S2P1期间，第二次在S4P2和S5P1期间，有效宽度为一个状态。第二章单片机的根本结构与工作原理现对几个典型指令的时序作如下说明:单字节单周期指令(例如INCA)由于是单字节指令，因此只需进行一次读指令操作。当第二个ALE有效时，由于PC没有加1,所以读出的还是原指令，属于一次无效的操作。双字节单周期指令(例如ADDA，#data)这种情况下对应于ALE的两次读操作都是有效的，第一次是读指令操作码，第二次是读指令第二字节(本例中是立即数)。单字节双周期指令(例如INCDPTR)两个机器周期共进行四次读指令的操作，但其中后三次的读操作全是无效的。第二章单片机的根本结构与工作原理(4)单字节双周期指令(MOVX类指令)如前述每个机器周期内有两次读指令操作，但MOVX类指令情况有所不同。因为执行这类指令时，先在ROM读取指令，然后对外部RAM进行读/写操作。第一机器周期时，与其它指令一样，第一次读指令(操作码)有效，第二次读指令操作无效。第二机器周期时，进行外部RAM访问，此时与ALE信号无关，因此不产生读指令操作。此外还应说明，时序图中只表现了取指令操作的有关时序，而没有表现指令执行的内容。第二章单片机的根本结构与工作原理2．4存储器结构和地址空间80C51单片机系列的存储器采用的是哈佛(Harvard)结构，即将程序存储器和数据存储器截然分开，程序存储器和数据存储器各有自已的寻址方式、寻址空间和控制系统。这种结构对于单片机“面向控制〞的实际应用极为方便、有利。在80C51单片机中，不仅在片内驻留了一定容量的程序存储器和数据存储器及众多的特殊功能存放器，而且还具有极强的外部存储器扩展能力，寻址范围分别可达64KB，寻址和操作简单方便。第二章单片机的根本结构与工作原理图2--11为80C51单片机存储器映象图。图2--1180C51存储器映象图第二章单片机的根本结构与工作原理①在物理上设有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。②在逻辑上设有3个存储器地址空间·片内、片外统一的64KB程序存储器地址空间；·片内256(或384)B数据存储器地址空间；·片外64KB的数据存储器地址空间。第二章单片机的根本结构与工作原理在访问这3个不同的逻辑空间时，应选用不同形式的指令。片内数据存储器空间，在物理上又包含两局部：对于80C51型单片机，从0~127号单元为片内数据存储器空间；从128~255号单元为特殊功能存放器空间〔仅占用20多个字节〕。对于80C52型单片机，从0~127号单元为片内数据存储器空间；从128~255号单元共128个字节是数据存储器和特殊功能存放器地址重叠空间。第二章单片机的根本结构与工作原理为了统一和增强灵活性，将累加器A、存放器B和程序状态存放器PSW等，也都纳入特殊功能存放器空间进行寻址。总括起来，80C51系列单片机设有三种根本的寻址空间：·64KB的片内、外程序存储器寻址空间；·64KB的片外数据存储器寻址空间；·256(或384)B的片内数据存储器寻址空间，其中包括特殊功能存放器寻址空间。由上可见，80C51系列单片机具有相当容量的存储器寻址空间，大大开拓了它的应用范围。第二章单片机的根本结构与工作原理程序存储器80C51单片机的程序存储器〔programmemory〕用于存放经调试正确的应用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，因而其可扩展的地址空间为64KB，且这64KB地址是空间连续、统一的。第二章单片机的根本结构与工作原理整个程序存储器可以分为片内和片外两局部，CPU访问片内和片外存储器，可由EA引脚所接的电平来确定：EA引脚接高电平时，程序从片内程序存储器开始执行，即访问片内存储器；当PC值超出片内ROM容量时，会自动转向片外程序存储器空间执行。第二章单片机的根本结构与工作原理EA引脚接低电平时，迫使系统全部执行片外程序存储器程序。对于有片内ROM的80C51/87C51单片机，正常运行时，应将引脚接高电平。对于有片内ROM的80C51/87C51单片机，假设把EA引脚接低电平，可用于调试状态，即将欲调试的程序设置在与片内ROM空间重叠的片外存储器内，CPU执行片外存储器程序进行调试。第二章单片机的根本结构与工作原理对于片内无ROM的80C31/80C32单片机，应将EA引脚固定接低电平，以迫使系统全部执行片外程序存储器程序。不管从片内或片外程序存储器读取指令，其操作速度是相同的。(2)程序存储器的某些单元被保存用于特定的程序入口地址。第二章单片机的根本结构与工作原理由于系统复位后的PC地址为0000H,，故系统从0000H单元开始取指，执行程序。它是系统的启动地址，一般在该单元设置一条无条件转移指令，使之转向用户主程序处执行。因此，0000H~0002H单元被保存用于初始化。从0003H～002BH单元被保存用于6个中断源的中断效劳程序的入口地址，故有以下7个特定地址被保存：复位或非屏蔽中断0000H外部中断00003H第二章单片机的根本结构与工作原理计时器T0溢出000BH外部中断10013H计时器T1溢出001BH串行口中断0023H计时器T2/T2EX下降沿002BH在程序设计时，通常在这些中断入口处设置无条件转移指令，使之转向对应的中断效劳程序段处执行。第二章单片机的根本结构与工作原理(3)片内程序存储器为固定只读存储器ROM，存储器的类型有：掩膜ROM、OTP〔一次性编程〕ROM和MTP〔屡次编程〕ROM〔包括EPROM及E2PROM等〕。在87C51中为4KB的可编程、可改写的只读存储器是EPROM；在89C51中为4KB的可编程、可改写的只读存储器是E2PROM；而80C31不设片内程序存储器，使用时必须由片外扩展。由于集成技术的提高，片内程序存储器的容量做得越来越大，直至64KB。第二章单片机的根本结构与工作原理2.4.2数据存储器数据存储器〔datamemory〕由随机存取存储器RAM构成，用来存放随机数据。在80C51单片机中，数据存储器又分片内数据存储器〔internaldatamemory〕和片外数据存储器〔enternaldatamemory〕两局部。片内数据存储器(IRAM)最高地址只有8位，因而最大寻址范围为256个字节。第二章单片机的根本结构与工作原理在80C51单片机中，设置有一个专门的数据存储器的地址指示器——数据指针DPTR，用于访问片外数据存储器〔ERAM〕。数据指针DPTR也是16位的存放器，这样，就使80C51单片机具有64KB的数据存储器扩展能力。下面对两种存储器的根本组成及主要功能分别予以介绍。1片内数据存储器片内数据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。第二章单片机的根本结构与工作原理·片内数据RAM区：对80C51型单片机，为地址空间的低128B；对80C52型单片机，为地址空间的0~255B。·特殊功能存放器SFR区：地址空间的高128B。对于80C52型单片机，高128B的RAM区和SFR区的地址空间是重叠的。究竟是访问哪一个区是通过不同的寻址方式来加以区别，即访问高128BRAM区时，选用间接寻址方式；访问SFR区，那么应选用直接寻址方式。图2--12为片内数据存储器各局部地址空间分布图。第二章单片机的根本结构与工作原理第二章单片机的根本结构与工作原理(1)片内数据RAM区在片内数据RAM区，根据不同的寻址方式又可分为以下几个区域：①工作存放器区：这是一个用存放器寻址的区域，指令的数量最多，均为单周期指令，图212片内数据存储器的地址空间分布图执行的速度最快。从图2--12中可知，其中片内数据RAM区的0~31(00H~1FH),共32个单元，是4个通用工作存放器组(表21)，每个组包含8个8位存放器，编号为R0~R7。第二章单片机的根本结构与工作原理表21工作存放器组

RS1

RS0组号单元地址000组(0体)00H---07H011组(1体)08H---0FH102组(2体)10H---17H113组(3体)18H---1FH第二章单片机的根本结构与工作原理在某一时刻，只能选用一个工作存放器组使用。其选择是通过软件对程序状态字〔PSW〕中的RS0、RS1位的设置来实现的。设置RS0、RS1时，可以对PSW字节寻址，也可以位寻址方式，间接或直接修改RS0、RS1的内容。通常采用后者较方便。第二章单片机的根本结构与工作原理例如，假设RS0、RS1均为0，那么选用工作存放器0组〔或称0体〕为当前工作存放器。现需选用工作存放器组1,那么只需将RS0改成1，可用位寻址方式〔SETBPSW.3，其中PSW.3为RS0位的符号地址〕来实现。这给软件设计带来极大方便，特别是在中断嵌套时，实现工作存放器现场保护极其方便。累加器ACC、B、DPTR及CY〔布尔处理器的累加器〕一般也作为存放器对待。存放器R0、R1通常用做间接寻址时的地址指针。第二章单片机的根本结构与工作原理②位寻址区：片内数据RAM区的32~47(20H~2FH)的16个字节单元，共包含128位，是可位寻址的RAM区。这16个字节单元，既可进行字节寻址，又可实现位寻址。字节地址与位地址之间的关系见表22。这16个位寻址单元，再加上可位寻址的特殊功能存放器一起构成了布尔(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。表2---2字节地址与位地址之间的关系第二章单片机的根本结构与工作原理③字节寻址区：从片内数据RAM区的48~127(30H~7FH)，共80个字节单元，可以采用直接字节寻址的方法访问。对于80C52型单片机，还有高128B的数据RAM区。这一区域只能采用间接字节寻址的方法访问。④堆栈区及堆栈指示器：堆栈是在片内数据RAM区中，数据先进后出或后进先出的区域。堆栈指示器(stackpointer)在80C51中存放当前的堆栈栈顶所指存储单元地址的一个8位存放器。第二章单片机的根本结构与工作原理堆栈共有两种操作：进栈和出栈。不管是数据进栈还是数据出栈，都是对栈顶单元进行的，即对栈顶单元的写和读操作。80C51单片机的堆栈是向上生成的：进栈时，SP的内容是增加的；出栈时，SP的内容是减少的。80C51的堆栈区域可用软件设置堆栈指示器〔SP〕的值，在片内数据RAM区中予以定义。第二章单片机的根本结构与工作原理系统复位后，SP内容为07H。如不重新定义，那么以07H为栈底，压栈的内容从08H单元开始存放。通过软件对SP的内容重新定义，使堆栈区设定在片内数据RAM区中的某一区域内，堆栈深度以不超过片内RAM空间为限。堆栈是为子程序调用和中断操作而设立的。其具体功能有两个:保护断点和保护现场。在80C51单片机中，既有与子程序调用和中断程序相伴随的自动进栈和出栈，还有对堆栈的进栈和出栈的指令〔PUSH、POP〕操作。第二章单片机的根本结构与工作原理(2)特殊功能存放器SFR区特殊功能存放器SFR〔SpecailFunctionRegister〕是80C51单片机中各功能部件所对应的存放器，用以存放相应功能部件的控制命令、状态或数据的区域。这是80C51系列单片机中最有特色的局部。现在所有80C51系列功能的增加和扩展几乎都是通过增加特殊功能存放器来到达的。第二章单片机的根本结构与工作原理80C51系列单片机设有128B片内数据RAM结构的特殊功能存放器空间区。除程序计数器PC和4个通用工作存放器组外，其余所有的存放器都在这个地址空间之内。对于80C51系列中的80C51，共定义了21个特殊功能存放器，其名称和字节地址列于表23中。在80C52中，除上述80C51的21个之外，还增加了5个特殊功能存放器，共计26个。除此而外，其它地址访问无效。第二章单片机的根本结构与工作原理表2-3特殊功能存放器(SFR)名称和地址序号标识符名称字节地址位地址ACC累加器0E0H0E0H~0E7HBB存放器0F0H0F0H~0F7HPSW程序状态字0D0H0D0H~0D7HSP堆栈指针81HDPTR数据指针〔DPH、DPL〕83H、82HP0P0口80H80H~87HP1P1口90H90H~97H第二章单片机的根本结构与工作原理8P2P2口0A0H0A0H~0A7H9P3P3口0B0H0B0H~0B7H10IP中断优先级控制0B8H0B8H~0BFH11IE中断允许控制0A8H0A8H~0AFH12TOMD定时器/计数器方式控制89H13TCON定时器/计数器控制88H88H~8FH14T2CON定时器/计数器2控制0C8H0C8H~0CFH15TH0定时器/计数器0〔高位字节〕8CH第二章单片机的根本结构与工作原理16TL0定时器/计数器0〔低位字节〕8AH17TH1定时器/计数器1〔高位字节〕8DH18TL1定时器/计数器1〔低位字节〕8BH19TH2定时器/计数器2〔高位字节〕0CDH20TL2定时器/计数器2〔低位字节〕0CCH21RCAP2H定时器/计数器2自动再装载〔高位字节〕0CBH22RCAP2H定时器/计数器2自动再装载〔低位字节〕0CAH第二章单片机的根本结构与工作原理23SCON串行口控制98H98H~9FH24SBUF串行数据缓冲器99H25PCON电源控制97H特殊功能存放器在128B空间中的分布示于表24。从表中可以看出，在128B空间中存在着大片的空白，这为80C51系列功能的增加提供了极大的可能性。第二章单片机的根本结构与工作原理表2--4特殊功能存放器(SFR)在空间中的分布在80C51的21个〔80C52的26个〕特殊功能存放器中，字节地址中低位地址为0H或8H的特殊功能存放器，除有字节寻址能力外，还有位寻址能力。这些特殊功能存放器与位地址的对应关系见表2--5。从表中可以看出，有些可以位寻址的位还有自己的特殊名称。片内数据存储器空间，按不同的寻址方式〔寻址方式以后再表达〕汇总于表2--6。第二章单片机的根本结构与工作原理2片外数据存储器片外数据存储器是在外部存放数据的区域，这一区域用存放器间接寻址的方法访问，所用的存放器为DPTR、R1或R0。当用R1、R0寻址时，由于R0、R1为8位存放器，因此最大寻址范围为256B；当用DPTR寻址时，由于DPTR为16位存放器，因此最大寻址范围为64KB。第二章单片机的根本结构与工作原理2.5布尔(位)处理器在80C51单片机系统中，与字节处理器相对应，还特别设置了一个结构完整、功能极强的布尔(位〕处理器。这是80C5l系列单片机的突出优点之一，给“面向控制〞的实际应用带来了极大的方便。在位处理器系统中，除了程序存储器和ALU与字节处理器合用之外，还有自己的如下设置：在位处理中的累加器CY：借用进位标志位。在布尔运算中，CY是数据源之一，又是运算结果的存放处，位数据传送的中心。根据CY的状态，程序转移：JCrel、JNCrel、JBCbitrel(检测bit为1，清0该bit为然后转移到rel。第二章单片机的根本结构与工作原理位寻址的RAM：RAM区中的0~127位(包含在20H~2FH单元内)。位寻址的存放器：特殊功能存放器(SFR)中的可以位寻址的位。位寻址的并行I/O口：并行I/O口中的可以位寻址的位。位操作指令系统：位操作指令可实现对位的置位、清0、取反、位状态判跳转、传送、位逻辑运算、位输入/输出等操作。第二章单片机的根本结构与工作原理利用位逻辑操作功能进行随机逻辑设计，可把逻辑表达式直接变换成软件执行，方法简便，免去了过多的数据往返传送、字节屏蔽和测试分支，大大简化了编程，节省存储器空间，加快了处理速度增强了实时性能。还可实现复杂的组合逻辑处理功能。所有这些，特别适用于某些数据采集、实时测控等应用系统。这是其它微机机种所无可比较的。第二章单片机的根本结构与工作原理2.680C51单片机的工作方式80C51单片机共有复位、程序执行、低功耗以及编程和校验四种工作方式。2.6.1复位方式1复位操作复位是单片机的初始化操作，其主要功能是把PC初始化为0000H，使单片机从0000H单元开始执行程序。除了进入系统的正常初始化之外，当由于程序运行出错或操作错误使系统处于死锁状态时，为摆脱困境，也需按复位键以重新启动。第二章单片机的根本结构与工作原理除PC之外，复位操作还对其它一些特殊功能存放器有影响，它们的复位状态见表2--7。复位操作还对单片机的个别引脚信号有影响。例如在复位期间，ALE和PSEN信号变为无效状态，即ALE=l,PSEN=1。2复位信号及其产生复位信号图2--13复位电路结构图第二章单片机的根本结构与工作原理RST引脚是复位信号的输入端。复位信号是高电平有效，其有效时间应持续24个振荡脉冲周期(即两个机器周期)以上。假设使用频率为6MHz的晶振，那么复位信号持续时间应超过4μs才能完成复位操作。产生复位信号的电路逻辑图如图2--13所示。整个复位电路包括芯片内、外两局部。外部电路产生的复位信号(RST)送斯密特触发器，再由片内复位电路在每个机器周期的S5P2时刻对斯密特触发器的输出进行采样，然后才得到内部复位操作所需要的信号。第二章单片机的根本结构与工作原理(2)复位方式复位操作有上电自动复位、按键电平复位和外部脉冲复位三种方式，示于图2--14中。第二章单片机的根本结构与工作原理图2--14复位电路上电自动复位是通过外部复位电路的电容充电来实现的，其电路如图2--14(a)所示。只要电源Vcc的上升时间不超过1ms，就可以实现自动上电复位，即接通电源就完成了系统的复位初始化。第二章单片机的根本结构与工作原理

按键电平复位是通过使复位端经电阻与Vcc电源接通而实现的，其电路如图2--14(b)所示。而按键上述电路图中的电阻、电容参数适宜于6MHz晶振，能保证复位信号高电平持续时间大于2个机器周期。

外部脉冲复位是由外部提供一个复位脉冲。此复位脉冲应保持宽度大于2个机器周期，如图2--14(c)所示。复位脉冲过后，由内部下拉电阻保证RST端的低电平。第二章单片机的根本结构与工作原理程序执行方式程序执行方式是单片机的根本工作方式。由于复位后PC=0000H，因此程序执行总是从地址0000H开始的。但一般程序并不是真正从0000H开始，为此就得在0000H开始的单元中存放一条无条件转移指令，以便跳转到实际程序的入口去执行。第二章单片机的根本结构与工作原理低功耗工作方式80C5l有两种低功耗方式，即待机方式和掉电方式。待机方式和掉电方式时所涉及的硬件如图2--15所示。第二章单片机的根本结构与工作原理图2—1580C51低功耗方式的内部结构待机方式和掉电方式都是由电源控制存放器(PCON)的有关位来控制的。电源控制存放器是一个逐位定义的8位存放器，其格式如下:MSBLSBSMODGF1GF0PDIDL第二章单片机的根本结构与工作原理其中:SMOD波特率倍增位，在串行通信时使用。GF1通用标志位1。GF0通用标志位0。PD掉电方式位，PD=1,那么进入掉电方式。IDL待机方式位，IDL=1，那么进入待机方式。要想使单片机进入待机或掉电方式，只要执行一条能使IDL或PD位为1的指令即可。第二章单片机的根本结构与工作原理1待机方式·待机方式的进入：如果使用指令使PCON存放器IDL位置1，那么80C51即进入待机方式。这时振荡器仍然运行，并向中断逻辑、串行口和定时器/计数器电路提供时钟，但向CPU提供时钟的电路被阻断，因此CPU不能工作，而中断功能继续存在，但与CPU有关的如SP、PC、PSW、ACC以及全部通用存放器都被“冻结〞在原状态。第二章单片机的根本结构与工作原理·待机方式的退出：采用中断方法退出待机方式。在待机方式下，假设引入一个外中断请求信号，在单片机响应中断的同时，PCON.0位〔即IDL位〕被硬件自动清“0〞，单片机就退出待机方式而进入正常工作方式。在中断效劳程序中只需安排一条RETI指令，就可以使单片机恢复正常工作后，返回断点继续执行程序。第二章单片机的根本结构与工作原理2掉电方式·掉电方式的进入：PCON存放器的PD位控制单片机进入掉电方式。当80C5l单片机，在检测到电源故障时，除进行信息保护外，还应把PCON.1位置“1〞,使之进入掉电方式。此时单片机一切工作都停止，只有内部RAM单元的内容被保存。第二章单片机的根本结构与工作原理·掉电方式的退出：80C51单片机备用电源由Vcc端引入。当Vcc恢复正常后，只要硬件复位信号维持10ms，即能使单片机退出掉电方式。在待机和掉电保护方式期间引脚的状态见表2--8。第二章单片机的根本结构与工作原理2.6.4烧录方式在80C51系列单片机中，具有烧录方式的是87C51〔87C52〕及89C51〔89C52〕。87C51的烧录人们较为熟悉。这里以内部具有快闪存储器的89C51为例来表达单片机的烧录方式。89C51系列的单片机是当前最新的一种电擦写的8位单片机，与80C51系列完全兼容，有较强的保密功能，其片内的闪速存储器的烧录和擦除完全用电实现，烧录的速度快，可实现在线烧录。第二章单片机的根本结构与工作原理89C51片内有4K字节的PEROM代码存储器阵列。就烧录电压的高、低来分，有：低电压烧录和高电压烧录(l2V)两种模式。低电压烧录状态为用户在系统中烧录89C51提供了一个方便的途径，而高电压烧录(l2V)模式与一般常规的FLASH或EPROM烧录器〔编程器〕兼容。就烧录接口的方式来分，有并行模式和串行模式两种。一般来说，并行模式采用高压烧录；而串行模式采用低压烧录。

第二章单片机的根本结构与工作原理⒈闪速存储器并行烧录模式⑴ 并行烧录模式时的逻辑电平并行烧录模式时的烧录、校验、写锁定位及读芯片标记时的逻辑电平列于表2－8。89C51的存储器原码阵列是以字节方式烧录的。如果FLASH存储器不空，整个存储器必须在片擦除状态下擦空以后才可以烧录。第二章单片机的根本结构与工作原理表2—889C51闪速存储器的并行烧录模式时的逻辑电平方式RSTPSENALE/PROG

EA/VPPP2.6P2.7P3.6P3.7写数据HL负脉冲H/12VLHHH读数据HLHH/12VLLHH写锁定

LB1HL负脉冲H/12VHHHH

LB2HL负脉冲H/12VHHLLLB3HL负脉冲H/12VHLHL片擦除HL负脉冲H/12VHLLL读特征HLHHLLLL图2-1689C51的闪速存储器烧录和校验

第二章单片机的根本结构与工作原理⑵烧录算法在烧录89C5l之前，地址、数据、控制信号必须按表2－8和图2-16(a)、(b)设置。烧录89C51有以下步骤： ①在地址线上输入存储器地址。②在数据线上输入正确数据。第二章单片机的根本结构与工作原理③如图2.6-17所示的、正确的控制信号组合。④对于高电压烧录模式，将/Vpp升至12V。⑤向ALE/PROG给出一个烧录脉冲。字节写周期长度，由自定时，一般不超过1.5ms。⑥改变地址和数据,重复①～⑤步，直到所有目的文件(OBJ文件)结束。

第二章单片机的根本结构与工作原理(3)数据查询(datapolling)