单片机原理与实验指导 第2章 原理与结构

《单片机原理与实验指导 第2章 原理与结构》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、2单片机结构与原理2.1MCS-51系列单片机的基本组成一、MCS-51单片机的基本功能特性（以89C5240个引脚为例）（1）一个8位字长的CPU和指令系统；（2）一个片内振荡器及时钟电路；（3）内部有8KB的E2PROM（程序存储器）；（4）64KB的外部程序存储器寻址空间；（5）64KB的外部数据存储器寻址空间；（6）SRAM数据存储器256字节（分低128字节和高128字节）；（7）两个16位定时器/计数器；（8）一个可编程的全双工串行接口；（9）32条可编程的I/O端口（分4个8位并行I/O端口）；（10）有6个中断源、2个优先级中断

2、控制器；（11）一个布尔处理器；（12）有111条指令。二、MCS-51单片机的硬件组成（1）算术逻辑单元ALU（2）累加器ACC（3）寄存器B（4）程序计数器PC（5）数据指针DPTR（6）堆栈指针SP（“先进后出，后进先出”）（7）程序状态寄存器PSWRS0、RS1的设置见表2-1其中：0组，00H～07H=R0～R7“00”1组，08H～0FH=R0～R7“01”2组，10H～17H=R0～R7“10”3组，18H～1FH=R0～R7“11”2.2MCS-51系列单片机的引脚与功能一、8051型引脚与功能（40脚封装）其它引脚封装（PLC

3、C、PQFP）其它引脚封装（DIP20、28，SOP20、28）其它引脚封装（C5051单片机，48脚封装）2.351单片机存储器的结构（以89C52为例）一、程序存储器标准的51单片机程序存储器地址范围是：0000H～FFFFH，共64KB空间。在64KB的程序存储器中0000H～0002AH（地址向量区）区域具有特殊用途，是保留给系统使用的。即：0000H～0002H，为上电或复位的入口地址；0003H～000AH，为外部中断0的中断地址区；000BH～0012H，为定时/计数器0（T0）的中断地址区；0013H～001AH，为外部中断1的

4、中断地址区；001BH～0022H，为定时/计数器1（T1）的中断地址区；0023H～002AH，为串口(TI，RI)中断地址区。二、内部数据存储器<1>寄存器组的设置（RS1、RS0）<2>位操作区（20H～2FH=16字节)<3>其它SRAM区的划分片内SRAM区的30H～7FH可用作高速的数据存储区或堆栈区。片内SRAM区的80H～FFH可用作一般的数据存储区（要间接寻址，8051无这个区域）或堆栈区。<4>特殊功能寄存器SFR在特殊功能寄存器区（80H～FFH）的128字节存放的是51单片机中专用寄存器（SFR）的数据。其名称、符号及字

5、节地址见表2-5所示。三、外部数据存储器外部数据存储器（RAM）的地址范围是:0000H～FFFFH。这个区域既可以作为一般的RAM区，也可扩展I/O口或其它接口。2.4单片机I/O端口逻辑结构8051有4个8位并行I/O端口，记做P0、P1、P2和P3。这四个口都是准双向的I/O口，共占有32条管脚，每一条I/O线都能独立的用作输入或输出。一、PO口（I/O、总线）二、P1口（I/O口）三、P2口（I/O口、总线）四、P3口（I/O口、复用功能）五、I/O口的“读－修改－写”操作从P0～P3口的逻辑电路分析可知，读一个端口的数据有两类：一类是

6、读引脚电平的，另一类是读锁存器的。“读－修改－写”指令是为了避免误读引脚电平（见表2-8列出的指令）。例如，ANLP1,A;逻辑与指令…….CPLP2.0;取反……INCP3;P3的内容增1…..2.5单片机的工作时序及时钟电路一、几个概念振荡频率-------晶振的频率；机器周期-------包含12个振荡脉冲，即机器周期就是振荡（频率）脉冲的12分频，显然，如果使用6MHz的时钟频率，一个机器周期就是2μs，而如使用12MHz的时钟频率，一个机器周期就是1μs。指令周期-------执行一条指令所需要的时间称为指令周期。指令有单字节、双字节

7、和三字节之分，所以它们的指令周期也不相同。二、典型时序（看教材34～36页）三、MCS-51单片机的时钟电路(见教材：37页）三、MCS-51单片机的复位及省电方式（见教材：37～41页)<1>复位方式复位的输入引脚是RST，高电平有效（非TTL电平）。复位后，除了I/O口、SP、SBUF寄存器外，其余SFR全部清零，但片内SRAM中的数据不受影响。单片机复位后特殊功能寄存器初值见表2-9所示。注意，复位后：“SP=07H”<2>复位电路<3>省电方式采用低功耗的CHMOS工艺的单片机，不仅本身消耗功耗低，还有两种省电方式：待机方式和掉电方式。

8、正常工作时电流:10mA～25mA;待机方式时电流:1.5mA～5mA;掉电方式时电流:5μA～50μA。(通过软件设置)例如，ORLPCON，＃01