单片机原理与应用—基于实例驱动和Proteus仿真.ppt

1、单片机原理与应用基于实例驱动和Proteus仿真,作者：李林功 出版社：科学出版社 定价：34.00元 ISBN:9787030309655,第01章 单片机基础,1.1 概述 1.1.1 单片机的发展 1.1.2 单片机的特点 1.1.3 单片机的应用 1.2 MCS-51单片机硬件基础 1.2.1 结构 1.2.2 封装 1.2.3 引脚 1.2.4 输入/输出端口 1.2.5 存储器 1.2.6 时钟 1.2.7 时序 1.2.8 复位 1.2.9 低功耗 1.3 跑马灯Proteus仿真 习 题,一、单片微机的发展 1.1 单片微机的概念,单片微机是单片微型计算机SCMC（Single

2、 Chip Micro Computer）的译名简称，在国内也常简称为“ 单片微机” 或“单片机” 。它包括中央处理器CPU、随机存储器RAM、只读存储器ROM、中断系统、定时器/计数器、串行口和I/O等等.,1.2 单片微机发展历程 1970年微型计算机研制成功之后，随着大规模集成电路的发展又出现了单片微机，并且按照不同的发展要求，形成了二个独立发展的分支。美国Intel公司1971年生产的4位单片微机4004和1972年生产的雏型8位单片微机8008，特别是1976年MCS-48单片微机问世以来，在短短的二十几年间，经历了四次更新换代，其发展速度大约每二三年要更新一代、集成度增加一倍、功能

3、翻一番。发展速度之快、应用范围之广，已达到了惊人的地步。它已渗透到生产和生活的诸领域，可谓“无孔不入”。 1976年Intel公司首先推出MCS48系列单片微型计算机。它已包括计算机的三个基本单元，已成为真正意义的单片微机，赢得了广泛的应用，为单片微机的发展奠定了基础，成为单片微机发展进程中的一个重要阶段。,在MCS48单片微机成功的刺激下，许多半导体公司和计算机公司争相研制和发展自己的单片微机系列，有Motorola公司的6801、6802，Zilog公司的Z8系列，Rockwell公司的6501、6502等，此外，日本的NEC公司、日立公司及EPSON公司等，也都相继推出了各具特色的单片微

4、机品种。 对工业控制、智能仪表等诸多较高层次的应用领域，8位单片微机系列在性能、价格两方面有较好的兼顾。 尽管目前单片微机的品种很多，但其中最具典型性的当属Intel公司的MCS51系列单片微机。此外，它还具有品种全、兼容性强、软硬件资料丰富等特点。直到现在MCS51仍不失为单片微机中的主流机型。由于8位单片微机的高性能价格比，估计近十年内，8位单片微机将仍是单片微机中的主流机型。,在8位单片微机之后，16位单片微机也有很大发展。例如，1983年Intel公司推出的MCS96系列单片微机。与MCS51相比，MCS96不但字长增加一倍，而且还具有 4路或 8路的10位 A/D 转换功能，此外，在

5、其它性能方面也有一定的提高。飞利浦公司推出了与80C51在源码级兼容性的16位单片微机，即80C51XA(每一条80C51指令可以11地被翻译成一条XA指令，仅XCHD指令除外)，用户不需投入很大的软件开销和人员就能较大的提高产品性能。80C51XA具有的高性能包括：执行速度快、支持高级语言(比如C语言) 、支持实时多任务执行、易于形成派生系列产品、地址宽度可变(用户可以方便地将外部地址线宽度选定为12位、16位、20位、24位等等。在工业控制产品、高档智能仪表、彩色复印机、录像机等应用领域.,1.3 单片微机的发展趋势 单片微机正朝多功能、多选择、高速度、低功耗、低价格、扩大存储容量和加强I

6、/O功能及结构兼容方向发展。今后的发展趋势不外乎在以下几个方面： 多功能 在单片微机中尽可能多的把应用系统中所需要的存储器、各种功能的I/O口都集成在一块芯片内，即外围器件内装化，如把LED、LCD或VFD显示驱动器集成在8位单片微机中，如把A/D、D/A、乃至多路模拟开关和采样/保持器也集成在单片微机芯片中，从而成为名副其实的单片微机。 高性能 为了提高速度和执行效率，在单片微机中开始使用RISC体系结构、并行流水线操作和DSP等的设计技术，使单片微机的指令运行速度得到大大提高，其电磁兼容等性能明显地优于同类型的微处理器。, 全盘CMOS化趋势 单片微机采用二种半导体工艺生产，HMOS工艺即

7、高密度短沟道MOS工艺，具有高速度和高密度；CHMOS工艺即互补金属氧化物的HMOS工艺，除具有HMOS的优点外，还具有CMOS工艺的低功耗特点。如8051的功耗为630mw，而80C51的功耗仅120mw。 从第三代单片微机起开始淘汰非CMOS工艺。目前，数字逻辑电路和外围器件等都已普遍CMOS化。 推行串行扩展总线 推行串行扩展总线可以显著减少引脚数量，简化系统结构。随着外围器件串行接口的发展，单片微机的串行接口的普遍化、高速化，使得并行扩展接口技术日渐衰退。,1.4 80C51系列单片微机,8051单片微机是美INTEL公司在1980年推出的MCS-51系列单片微机的第一个成员，MCS是

8、INTEL公司的注册商标。凡INTEL公司生产的以8051为核心单元的其它派生单片微机都可称为MCS-51系列，有时简称为51系列。其它公司生产的以8051为核心单元的其它派生单片微机却不能称为MCS-51系列，只能称为8051系列。8051系列泛指所有公司（也包括INTEL公司）生产的以8051为核心单元的所有单片微机。 80C51系列单片微机包括Intel公司的MCS-51单片微机，又包括了以8051为核心单元的世界许多公司生产的单片微机，比如PHILIPS(飞利浦公司) 的83C552及51LPC系列等、SIEMENS(西门子公司) 的SAB80512等、AMD(先进微器件公司) 的80

9、53等、OKI(日本冲电气公司) 的MSM80C154等、,ATMEL公司的Flash单片微机89C51等、DALLAS公司的DS5000/DS5001等、华邦公司的W78C51及W77C51等。 从MCS48单片微机发展到如今的新一代单片微机，大致经历了三代。如以 Intel 8位单片微机为例，这三代的划分大致如下。 第一代：以MCS48系列单片微机为代表。属于低性能单片微机阶段。 第二代：以MCS5l系列的8051、8052单片微机为代表。 可以看出，这一代单片微机主要的技术特征是为单片微机配置了完善的外部并行总线（AB、DB、CB）和具有多机识别功能的串行通信接口（UART），规范了功能

10、单元的特殊功能寄存器（SFR）控制模式及适应控制器特点的布尔处理系统和指令系统，为发展具有良好兼容性的新一代单片微机奠定了良好的基础。,第三代：以80C51系列单片微机为代表。 它包括了 Intel公司发展MCS51系列的新一代产品，如 8XC152、80C51FA/FB、80C5lGA/GB石XC451、8XC452，还包括了 Phlips、Siemens、ADM、Fujutsu、OKI、ATMEL等公司以80C51为核心推出的大量各具特色、与MCS51兼容的单片微机。 80C51系列单片微机是在MCS51的HMOS基础上发展起来的，它们具有CHMOS结构。部分厂家所生产的80C51系列或与

11、之相兼容的单片微机的特点列于表中。 从表中可以看出，80C51系列单片微机保留了MCS51单片微机的所有特性，内部组成基本相同。80C51系列单片微机增设了两种可以用软件进行选择的低功耗工作方式：空闲方式和掉电方式。,Philips公司80C51系列的部分单片微机,ATMEL公司89C51系列的部分单片微机,华邦公司W78C51和W77C51系列的部分单片微机,1.5 单片微机的应用,按照所使用单片微机的类型不同，单片微机应用系统结构可分成总线方式和非总线方式。 在总线方式的应用系统中，单片微机都具有完善的外部扩展总线，如并行总线（AB、DB、CB）、串行通信总线（如 UART），通过这些总线

12、可方便地扩展外围单元、外设接口等。采用总线方式的应用系统多属较复杂的工控系统、智能仪表、监测系统，或满足这些应用而构成的多机与网络系统。总线方式的单片微机在不使用外部并行总线时，外部并行总线引脚可作为I/O口用。在掩膜用户程序时，还可要求将这些 I/O口改造成具有各种驱动能力的 I/O口。 非总线方式的应用系统（如 80C51系列中的 83C751、87C751，83C752、WC752，Motorola 的MC68HC05系列中的许多产品）省去了外部并行总线，可构成各种小封装芯片，有限的引脚 可提供更多的用户I/O口，以使应用系统的芯片数量最少。,采用非总线方式的应用系统多属小型控制器、测控

13、单元、单元仪表等。 以下大致介绍一些典型的应用领域和应用特点。 l 家用电器领域 国内各种家用电器已普遍采用单片微机控制取代传统的控制电路，做成单片微机控制系统，如洗衣机、电冰箱、空调机、微波炉、电饭堡、电视机、录像机及其它视频音像设备的控制器。 2办公自动化领域 比如一台PC机可能嵌入了10个单片微机，如控制键盘、鼠标、显示器、CD-ROM、声卡、打印机、软/硬盘驱动器、调制解调器等。,现代办公室中所使用的大量通信、信息产品，如绘图仪、复印机、电话、传真机等，多数都采用了单片微机。 3工业自动化领域的在线应用 如工业过程控制、过程监测、工业控制器及机电一体化控制系统等，许多都是以单片微机为核

14、心的单机或多机网络系统。如工业机器人的控制系统是由中央控制器、感觉系统、行走系统、擒拿系统等节点构成的多机网络系统。而其中每一个小系统都是由单片微机进行控制的。 4.智能仪器仪表与集成智能传感器领域 应用单片微机来对传统的仪器仪表行业的产品进行“ 更新换代” ，提供了非常理想的的条件。目前各种变送器、电气测量仪表普遍采用单片微机应用系统替代传统的测量系统，使测量系统具有各种智能化功能，如存储、数据处理、查找、判断、联网和语音功能等。,5汽车电子与航空航天电子系统 通常在这些电子系统中的集中显示系统、动力监测控制系统、自动驾驭系统、通信系统以及运行监视器（黑匣子）等，都要构成冗余的网络系统。比如

15、一台RMW-7系列宝马轿车就用了63个单片微机，大部分还是16位单片微机。 单片微机的应用正从根本上改变着传统的控制系统设计思想和设计方法。从前必须由模拟电路或数字电路实现的大部分控制功能，现在已能使用单片微机通过软件方法实现了。这种以软件取代硬件，并能提高系统性能的控制技术，称之为微控制技术。这标志着一种全新概念的建立。,二、单片机的基本结构与工作原理 本章介绍MCS-51单片机的结构及各部分的功能。如内部结构框图、外部封装形式、标准封装的管脚分布及功能、单片机的三总线；存储器系统、专用功能寄存器等。 知识点包括： （1）单片机结构框图 （2）基本配置 （3）三总线的组成 （4）存储器系统功

16、用 （5）片内RAM功能分区（6）SFR功能 （7）复位、时钟及指令周期。,2.1 单片机的基本组成结构 2.1.1 结构框图,2.1.2 51单片机的基本资源配置： 。一个8位的中央处理器CPU 。一个128字节的内部数据存储器RAM 。一个4KB程序存储器ROM 。一个1.2-12MHZ片内振荡器及时钟电路，（C51/52全静态工作为0HZ到24MHZ） 。有32条可编程I/O端口 。可寻址64K外部数据存储器和64K外部程序存储器 。2个16位可编程的定时器计数器 。5个中断源，两级优先嵌套中断结构 。一个全双工通用可编程串行通讯口,2.1.3 51系列单片机的资源扩展： 待机（休眠）方

17、式及掉电工作方式 3级程序存储器锁定加密功能（89C51/52） WDT看门狗监视定时器(WATCH DOG) SPI总线（串行外围接口总线） I2C总线（芯片间的串行总线） CAN总线（设备间网络系统总线） PWM（脉宽调制器） 内置的模数转换器ADC 内置的数模转换器DAC,2.3 80C51的引脚功能和结构 2.3.1 引脚功能和三总线 1.封装形式和内部结构：有双列直插DIP40（Dual In-line Package）,贴片封装LCC40（Lead Chip Carrier）,扁平封装QFP44(Quad Flat Package)。 2.管脚功能：4个8位并行I/O口P0-P3；

18、电源/地Vcc/Vss，振荡器输入输出XTAL1/XTAL2、地址锁存及编程脉冲输入ALE/PROG、复位RST、片内/外ROM选择及编程电源EA/Vpp、外部程序存储器选通PSEN(读程序)。,QFP44 封装,PLCC44封装,QFP40封装,P0口（数据/低位地址） （复位）RST （存储器选择） EA P1口（I/O口） （读外ROM) PSEN (地址锁存) ALE P2口（高位地址） 80C51 （晶振入）XTAL1 P3口（双功能口） （晶振出）XTAL2 VCC GND,P0 P1 P2 P3,RST EA ALE PSEN XTAL1 XTAL2,MCS-51,数据 P0 总

19、线 地址 P0+P2 总线 控制 RST/ALE总线 EA /PSEN WR RD I/O口 P1口 第二 RXD/TXD 功能 端口 INT0/INT1 T0 T1,8 8 8 8,MCS-51,2.3.2 MCS51单片机的三总线结构： 数据总线DB由P0口组成8位的数据总线。 地址总线AB从P0口输出低8位地址，经373锁存器锁存作为低位地址A0-A7，由P2口输出高8位地址A8-A15组成A0-A15共16位的地址总线。 控制总线CB由RST，/EA，/PSEN，ALE，以及/WR，/RD等组成。,2.4 I/O口基本功能： P0口数据总线，又作为低8位地址总线； P1口普通I/O口

20、P2口高8位地址总线，与P0口输出经锁存的低8位地址组成16位AB。 P3口双功能口，除普通I/O口外，其管脚P3.0P3.7的第二功能依次为： 串口接收RXD端(P3.0)， 串口发送TXD端(P3.1)， 外部中断/INT0端(P3.2)， 外部中断/INT1端(P3.3)， 定时器T0输入端(P3.4)， 定时器T1输入端(P3.5)、 写/WR信号输出端(P3.6)，读/RD信号输出端(P3.7)。,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，其字节访问地址为80H，位访问地址为80H87H。 位结构 P0口位结构原理图见图。,1、在P0口作输出口用时，若P0i输出1，

21、输出锁存器的Q端为0，下拉FET截止，这时P0i为漏极开路输出；若P0i输出0，输出锁存器的Q端为0，下拉FET导通，P0i输出低电平。 2、在P0口作输入口用时，为了使P0i能正确读入数据，必须先使P0.i置1。这样，下拉FET也截止，P0i处于悬浮状态。A点的电平由外设的电平而定，通过输入缓冲器读入CPU。这时P0口相当于一个高阻抗的输入口。,P0口的功能 作IO口使用。 相当于一个真正的双向口：输出锁存、输入缓冲，但输入时需先将口置1；每根口线可以独立定义为输入或输出。它具有双向口的一切特点。 区别（与其它口）：输出时为漏极开路输出，与NMOS的电路接口时必须要用电阻上拉，才能有高电平输

22、出；输入时为悬浮状态，为一个高阻抗的输入口。 作地址数据复用总线用。 此时P0口为一个准双向口。但是有上拉电阻，作数据输入时，口也不是悬浮状态。作地址数据复用总线用。作数据总线用时，输入输出8位数据D0D7；作地址总线用时，输出低8位地址A0A7。当P0口作地址数据复用总线用之后，就再也不能作IO口使用了。,P1口是一个8位口，可以字节访问也可按位访问，其字节访问地址为90H，位访问地址为90H97H。 位结构和工作原理 P1口的位结构如图所示。 包含输出锁存器、输入缓冲器BUF1（读引脚）、BUF2（读锁存器）以及由 FET晶体管 Q0与上拉电阻组成的输出输入驱动器。,P1口,P1口的特点

23、输出锁存器，输出时没有条件； 输入缓冲，输入时有条件，即需要先将该口设为输入状态，先输出1； 工作过程中无高阻悬浮状态，也就是该口不是输入态就是输出态。 具有这种特性的口不属于“真正”的双向口，而被称为“准”双向口。,P2口是一个多功能的8位口，可以字节访问也可位访问，其字节访问地址为A0H，位访问地址为A0HA7H。 P2口位结构和工作原理 P2口位结构原理图示。,P2口,P2口的功能 P2口是一个双功能的口： 作IO口使用时，P2口为一准双向口。 作地址输出时，P2口可以输出程序存储器或片外数据存储器的高8位地址，与P0输出的低地址一起构成16位地址线，从而可分别寻址64KB的程序存储器或

24、片外数据存储器。地址线是8位一起自动输出的。 P2口使用中注意的问题 由于P2口的输出锁存功能，在取指周期内或外部数据存储器读、写选通期间，输出的高8位地址是锁存的，故无需外加地址锁存器。, 在系统中如果外接有程序存储器，由于访问片外程序存储器的连续不断的取指操作，P2口需要不断送出高位地址，这时P2口的全部口线均不宜再作I/O口使用。 在无外接程序存储器而有片外数据存储器的系统中，P2口使用可分为两种情况： 若片外数据存储器的容量256 B：可使用“MOVX A，Ri”及“MOVX Ri，A”类指令访问片外数据存储器，这时P2口不输出地址，P2口仍可作为I/O口使用； 若片外数据存储器的容量

25、256 B：这时使用“MOVX A，DPTR”及“MOVXDPTR，A”类指令访问片外数据存储器，P2口需输出高8位地址。在片外数据存储器读、写选通期间，P2口引脚上锁存高8位地址信息，但是在选通结束后，P2口内原来锁存的内容又重新出现在引脚上。,使用“MOVX A，Ri”及“MOVX Ri，A”类访问指令时，高位地址通过程序设定，只利用P1、P3甚至P2口中的某几根口线送高位地址，从而保留P2口的全部或部分口线作I/O口用。,P3口,P3口是一个多功能的8位口，可以字节访问也可位访问，其字节访问地址为B0H，位访问地址为B0HB7H。 位结构与工作原理 P3口的位结构原理如图所示。,P3口的

26、功能 P3口是一个多功能口。 可作I/O口使用，为准双向口。 既可以字节操作，也可以位操作；既可以8位口操作，也可以逐位定义口线为输入线或输出线；既可以读引脚，也可以读锁存器，实现“读一修改一输出”操作。 可以作为替代功能的输入、输出。 替代输入功能： P3.0 RXD，串行输入口。 P3.2外部中断0的请求。 P3.3外部中断1的请求。,P3.4T0，定时器计数器0外部计数脉冲输入。 P3.5T1，定时器计数器1外部计数脉冲输入。 替代输出功能： P3.lTXD，串行输出口。 P3.6外部数据存储器写选通，输出，低电平有效。 P3.7外部数据存储器读选通，输出，低电平有效。,四个并行口的操作

27、（以口为例） 字节操作和位操作 CPU对于 P1口不仅可以作为一个 8位口（字节）来操作，也可以按位来操作。 有关字节操作的指令有： 输出： MOVP1，A ；P1A MOVP1，data ；P1data MOV P1，direct ；P1direct 输入： MOV A，P1 ；AP1 MOV direct，Pl ；directPl,有关位操作的指令有： 置位、清除：SETB P1.i ；P1.i1 CLR Pli ；P1i0 输入、输出：MOV P1i，C ；P1iCY MOV C，P1i ；CYP1.i 判跳： JBP1i，rel ；P1.I=1，跳转 JBC P1i，rel ；P1.i

28、0，跳转且；P1.i0 逻辑运算： ANL C，P1i ；CY（P1.iCY） ORL C，P1i ；CY（P1.iCY） P1i中的i0，7。,P1口不仅可以以8位一组进行输入、输出操作，还可以逐位分别定义各口线为输入线或输出线。例如： ORLP1，0 0 0 0 0 0 1 0 B 可以使P1l位口线输出l，而使其余各位不变。 ANL P1，1 1 1 1 1 1 0 1 B 可以使P11位线输出0，而使其余各位不变。 读引脚操作和读锁存器操作 从P1口的位结构图中可以看出，有两种读口的操作：一种是读引脚操作，一种是读锁存器操作。 在响应CPU输出的读引脚信号时，端口本身引脚的电平值通过缓

29、冲器BUF1进入内部总线。这种类型的指令，执行之前必须先将端口锁存器置1，使A点处于高电平，否则会损坏引脚，而且也使信号无法读出。,这种类型的指令有： MOV A，P1 ；AP1 MOVdirect，P1 ；directP1 在执行读锁存器的指令时，CPU首先完成将锁存器的值通过缓冲器BUF2读入内部，进行修改，然后重新写到锁存器中去，这就是“读一修改一写”指令。 这种类型的指令包含所有的口的逻辑操作（ANL、ORL、XRL）和位操作(JBC、CPL、MOV、SETB、CLR等）指令。 P1口的多功能线 在80C52中，P10和P11口线是多功能的，即除作一般双向I/O口线之外，这两根口线还具

30、有下列功能： P10定时器计数器2的外部输入端T2； P11定时器计数器2的外部控制端T2EX。,2.5 I/O口的结构及应用特性： （1）所有32个端口均带输出锁存器，都可作普通I/O口用。 （2）P0口为双向口，可驱动8个TTL门，P1-P3为准双向口，只能驱动4个TTL门。 （3）P0口作普通I/O口时需外接上拉电阻。 （4）所有I/O作输入口用时需“先写1后读”。 （5）对于852单片机，其P1.0、P1.1的第二功能为定时器、计数器T2输入/控制端。,三、 存储器结构和地址空间 3.1 结构形式和一般特点 80C51单片机存储器包括程序存储器ROM和数据存储器RAM。 51单片机存储

31、器的结构形式采用程序存储器和数据存储器相互独立的哈佛结构。控制程序和暂存数据有各自的寻址空间、寻址方式（用不同指令）和控制系统。 PC机采用程序存储器和数据存储器合用同一个存储器系统的普林斯顿或冯.诺依曼结构。,（1）物理上分成4个存储器空间： 片内程序存储器ROM、片外程序存储器ROM； 片内数据存储器RAM、片外数据存储器RAM。 （2）逻辑上分成3个地址空间： 片内、片外统一编址的64KB程序存储器空间； 片内256B的数据存储器地址空间； 片外64KB的数据存储器空间。 （3）在寻址方式上分成：直接寻址和间接寻址方式。 （4）不同的存储空间采用3种不同的指令寻址： 对于程序存储器查表，

32、用MOVC指令寻址； 对片内RAM传送数据用MOV指令寻址； 对片外RAM读、写用MOVX指令寻址。,2、存储器的一般特点： 单片机存储器的基本特性和用途,3.2 程序存储器（Program memory-Read only memory） 一特点： （1）ROM类型有：掩膜ROM、EPROM、E2 PROM、FLASH ROM、OTPROM。分成片内和片外两部分，由EA引脚接高（内）或接地（外）决定。 片内外统一编址，最大寻址范围64KB。 （2）程序存储器特定的复位入口地址 MCS-51单片机复位/中断入口地址,二程序运行控制操作有： 复位、顺序执行、转移控制和中断： （1）顺序执行是最基

33、本最简单的程序执行方式。 （2）复位和中断由相应的硬件结构控制，它们有固定的程序入口地址（见表22）。通过各种调用、返回、有条件和无条件转移来实现程序的转移控制。 （3）查表程序是通过两条指令来完成： MOVC A，A+DPTR ；将（DPTR）中的地址加（A）中的偏移量，得到该单元内容存A。寻址范围为64K，称长查表指令。 MOVC A，APC；以PC为基址寄存器，A为偏址数据，相加后的数作为地址，取出该地址单元的内容送累加器A。表格只能放在0255字节范围之内。称短查表指令。,3.3 数据存储器 一特点： 分成片内/外RAM，内外地址重叠。 片外RAM寻址范围064KB，只能用MOVX指令

34、间接寻址。 片内有128B/256B的RAM，用MOV指令寻址。 00H-7FH片内128BRAM空间为80C51固有片内RAM，可以直接或间接寻址； 80H-FFH高128B空间仅80C2单片机有，只能间接寻址。,二片内RAM功能划区*： 片内RAM的00H-7FH地址空间的功能划区：物理上分成工作寄存器区，位寻址区，数据缓冲区三个区域，应用中分成工作寄存器区，位寻址区，数据缓冲区和堆栈区。 （1）00H-1FH为工作寄存器区，该区分成4组，每组都有R0-R7八个工作寄存器（但地址不同）。由PSW.3(RS0)和PSW.4(RS1)两位来选区。 （2）20H-2FH为位寻址区，共16个字节单

35、元128位，位地址00H7FH位。 （3）30H-7FH为数据缓冲区； （4）可浮动的堆栈区设在07H为栈底的片内RAM中合适的区域。,片内存储器的功能分区、地址分配、复位状态及操作方法,片内RAM中可位寻址区的字节地址与位地址对应关系,3.4 SFR特殊功能寄存器的运行管理模式 3.4.1 SFR清单： 1、地址分配：片内RAM 80H-FFH中分布在21个单元（52系列单片机有26个）； 2、主要功能：主要用于对片内13个单元操作管理。包括4个端口、5个中断（含两个外中断、两个定时器/计数器、串口）、SP、DPTR、PSW、PCON。 3、尚有许多保留单元待作它用。,3.4.2SFR的功能

36、和操作方式： 1SFR的三类功能：用于片内功能单元的管理、控制、运行状态指示： * 作控制寄存器的SFR由软件写入控制字，对单片机功能单元进行控制； * 作标志寄存器的SFR显示程序执行后功能单元的状态； * 作特定用途的寄存器用如DPTR、SP、SBUF等，用MOV指令送入数据。 2. 寻址方式：只能直接寻址，分为可位寻址和只能直接按字节寻址两类。 3复位状态：SP=07H, P0-P3=FFH,SBUF为随机数，其它均为00H。,51单片机SFR中的不可位寻址寄存器,51单片机SFR中的可位寻址寄存器,3.5 布尔（位）处理器CY (1)功能：面向控制的位处理器，以CY作位累加器，进行位传

37、送、判断转移、布尔运算等。 (2)操作对象：片内RAM中20H-2FH单元的00H-7FH位，SFR中可位寻址位。 (3)位操作指令：置位SETB，清零CLR，取反CPL，传送MOV，位转移JC/JNC、JB/JNB、JBC,位逻辑运算（ANL/ORL/CPL ），位输入输出等。,四、 时钟电路及CPU时序 4.1. 时钟电路：片内有时钟电路，一般只需外接晶振和温度补偿电容就可以工作。 补偿电容的容量范围约20PF50PF之间。,4.2 时序定时单位： 定时单位按一个振荡周期为1个最小单位，即P1节拍和P2节拍，2个节拍组成一个状态周期S；6个状态周期S1-S6组成1个机器周期。即： 1个机器周期6个状态周期12个振荡周期2个地址锁存周期。 1个状态周期由P1、P2节拍组成。 也就是说振荡周期的12分频是机器周期、6分频为地址锁存ALE周期、 2分频为状态周期S。 例：若单片机的振荡频率为12MHZ，则振荡