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1、主要内容： 2.1 80C51单片机的逻辑结构及信号引脚 2.2 80C51单片机的内部存储器 2.3 80C51单片机的并行I/O口 2.4 80C51单片机的时钟与定时 2.5 80C51单片机的系统复位 2.6 80C51单片机的工作模式,第二章 80C51单片机的硬件结构,2.1 80C51单片机的逻辑结构及信号引脚,目标要求：掌握80C51单片机的内部组成和结构；掌握80C51的引脚信号。,重点： 80C51单片机的内部组成。,难点：引脚信号复用。,2.1 80C51单片机的逻辑结构及信号引脚,2.1.1 80C51单片机的内部逻辑结构,1、运算器,如何工作？,例 ACC += RA
2、M,RAM += #data,2、控制器,3、内部数据存储器,通用寄存器,地址空间：256；专用寄存器，占用RAM地址,4、内部程序存储器,5、定时器/计数器（2个）,属于那一部分？,6、并行I/O口（4个）,属于那一部分？,7、串行I/O口,属于那一部分？,8、中断控制电路,属于那一部分？,9、内部总线,8、内部总线：,10、位处理器在那里？,11、小节 80C51单片机由 运算器、 控制器、 中断控制电路、 内部程序存储器（4KB）、 内部数据存储器（128B）、 定时器/计时器（2个）、 全双工串行口（1个）和 并行I/O口（4个） 等组成，各部件通过内部总线相连，实现数据传送。,2.1
3、.2 80C51单片机的封装与信号引脚,集成电路的光片、尺寸、封装和引脚,集成电路的封装形式,、双列直插式DIP（Dual In Line Packege）,、方型扁平式QFP（Quad Flat Packege）,、BGA（ Ball Grid Array Package）,80C51封装形式,、40引脚的双列直插式,、44引脚的方型扁平式,2.1.2 80C51单片机的封装与信号引脚,2.1.2 80C51单片机的封装与信号引脚,80C51的信号介绍（第一功能）,引脚复用（第二功能、第三功能：系统总线/外部总线，包括数据总线（D7-D0）、地址总线（A15-A0）和控制总线（在P3上） ）
4、,能否混乱？,不会。,2.1.2 80C51单片机的封装与信号引脚,使用注意事项： 不扩充时，用第一功能，简单，可靠； 扩充时，不要使用复用引脚的第一功能。,主要内容： 2.1 80C51单片机的逻辑结构及信号引脚 2.2 80C51单片机的内部存储器 2.3 80C51单片机的并行I/O口 2.4 80C51单片机的时钟与定时 2.5 80C51单片机的系统复位 2.6 80C51单片机的工作模式,第二章 80C51单片机的硬件结构,2.2 80C51单片机的内部存储器,重点：80C51内部数据存储器的功用和使用。,2.2 80C51单片机的内部存储器,2.2.1 内部数据存储器低128单元
5、区,1、通用寄存器区 00H1FH单元为通用寄存器区。通用寄存器也称工作寄存器，用于操作数、中间结果和保护现场等。通用寄存器分成4组，每组都有8个寄存器，用R0R7来表示。程序中每次只用1组，其它各组不工作。使用哪组寄存器由程序状态字PSW中的PSW.4(RS1)和 PSW.3(RS0) 两位来确定，其对应关系如下表。,2.2.1 内部数据存储器低128单元区,表2.1 工作寄存器组的选择表,访问地址：000-RS1-RS0-i,2、 位寻址区 20H2FH单元是位寻址区。这16个单元(共计168=128位)的每一位都赋予了一个位地址，位地址范围为00H7FH。位寻址区的每一位都可当作一位触发
6、器，由程序直接进行位处理。通常可以把各种程序状态标志、位控制变量等存于位寻址区，以便进行设置和测量。,2.2.1 内部数据存储器低128单元区,位地址：8位，高5位为RAM单元的低5位， 低3位 为位号。 例：22H单元第6位的位地址是16H(0-0010-110B),第一章作业情况,（一） 3. 带符号二进制数11001101转换成十进制数是（-77）。 带符号二进制数是原码。 6. 640KB=（64010248 / 字长）个存储单元。（5120000，好几个） 9. 机器数10001101的真值是（-13）。（157，） 机器数11001110的真值是（-78）。（206，） 机器数是原
7、码。 （二） 1. 8位二进制补码数所能表示的十进制数的范围是（D -128+127）。 7. ASCII码最小的是（B A） 8. ASCII码最大的是（C x） 1班，6+5； 2班，15； 3班，18。,3、用户RAM区 30H7FH是数据缓冲区，也即用户RAM区，共80个单元。,2.2.1 内部数据存储器低128单元区,由于寄存器区、位寻址区、用户RAM区统一编址，使用同样的指令访问，这三个区的单元既有自己独特的功能，又可统一调度使用。因此，前两个区未使用的单元也可作为用户RAM单元使用，使容量较小的片内RAM得以充分利用。,2.2.2 内部数据存储器高128单元区,专用寄存器（SFR
8、: Special Function Register）区,2.2 80C51单片机的内部存储器,1、累加器A（或ACC-Accumulator）：,专用寄存器简介,是单片机中最常用的寄存器 -存放源操作数 -存放ALU的运算结果 -与外部数据存储器或I/O设备交换数据的中转站 -变址寻址方式中的变址寄存器,“瓶颈”问题，解决办法。,通用寄存器与ACC的异同？,2、B寄存器（B register）,专用寄存器简介,-主要用在乘除指令中 乘：乘数，乘积的高8位 除 ：除数，余数 -还可以当一般的寄存器（ RAM单元）使用,2.2.2 内部数据存储器高128单元区,试结合运算器逻辑电路框图，分析乘
9、除法是怎么实现的。,专用寄存器简介,3、程序状态字（PSW）,-用于存放指令执行的状态信息，如：,2.2.2 内部数据存储器高128单元区,专用寄存器简介,4、数据指针DPTR（DPH-DPL）,5、其它专用寄存器,-16位寄存器； -用来访问外部存储器，给出存储单元地址； -在变址寻址方式中，用作基址寄存器。,2.2.2 内部数据存储器高128单元区,2.2.2 内部数据存储器高128单元区,专用寄存器的单元寻址,都能按单元寻址，其地址就是寄存器对应的RAM单元的地址； 可以按寄存器名称进行寻址； ACC使用很多，可以隐含寻址（A）； B寄存器在乘除指令中，是隐含寻址；,专用寄存器的位寻址,
10、地址能被8整除的专用寄存器可按位寻址。这样的专用寄存器有11个：B，ACC，PSW，IP，P3，IE，P2，SCON，P1，TCON，P0。 位地址：8位，高5位为寄存器的高5位，低3位为位号。,（后128位）,2.2.2 内部数据存储器高128单元区,专用寄存器的位寻址,位名称：很多位因为有特殊的意义，还有专门的名称，如,PSW: CY, AC, F0, RS1, RS0, OV, , P P0： P0.7，P0.6，P0.5，P0.4，P0.3，P0.2，P0.1，P0.0 . . . （教科书29表）,可以按位名称进行操作。,2.2.3 堆栈,堆栈是一种数据结构，是一种只能在一端(称为栈
11、顶(top)压入和弹出数据的线性表。堆栈一般放在（数据）存储器中。,2.2 80C51单片机的内部存储器,2. 堆栈的特点是后进先出（LIFO-Last In First Out）。,3. 堆栈的功用 保护断点：子程序调用和中断处理（自动操作） 保护现场：子程序和中断处理程序中用到的寄存器（指令操作） 数据的临时存放（指令操作）,2.2.3 堆栈,4、堆栈指针SP（Stack Pointer）：存放栈顶地址,5、堆栈类型：向上生长型和向下生长型2种,2.2.3 堆栈,6、堆栈操作模式：2种,先存数 进栈操作：先写入数据，后SP加1。 出栈操作：先SP减1 ，后读出数据。,先操作指针 进栈操作：
12、先SP加1，后写入数据。 出栈操作：先读出数据，后SP减1。,2.2.3 堆栈,7、80C51堆栈形式,向上生长 先操作指针,初始值（栈底）=？最好,2.2.4 内部程序存储器,2.2 80C51单片机的内部存储器,ROM的功用：存放程序代码和表格常数 。,内部ROM容量：4KB。,3. 最大ROM容量：64KB。,4. 初始化地址：0000H 5. 中断入口地址 外部中断0 0003H 定时器/计数器0 000BH 外部中断1 0013H 定时器/计数器1 001BH 串行口 0023H,2.2.4 内部程序存储器,1、片内RAM低128字节（00H7FH）：前32个单元是工作寄存器区(00
13、H1FH)；接下来16个单元（020H-02FH）的128位可按位寻址；其余80个单元只能按字寻址。堆栈在该区域。 2、片内RAM高128字节（80HFFH）：有21个专用寄存器。能被8整除的寄存器可按位寻址。 3、片内ROM 4K，前43个单元有特殊意义。,2.2.5 小节,2.2 80C51单片机的内部存储器,主要内容： 2.1 80C51单片机的逻辑结构及信号引脚 2.2 80C51单片机的内部存储器 2.3 80C51单片机的并行I/O口 2.4 80C51单片机的时钟与定时 2.5 80C51单片机的系统复位 2.6 80C51单片机的工作模式,第二章 80C51单片机的硬件结构,2
14、.3 80C51单片机的并行I/O口,重点：各并行口的功用、电路和工作原理,2.3 80C51单片机的并行I/O口,2.3.1 P0口逻辑结构,P0口电路逻辑,P0口由锁存器、输出驱动电路、读缓冲器和多路选择开关等组成，是一个三态双向口，既要作为I/O并行口用，还要作为地址/数据口用，所以电路相当复杂。,2.3.1 P0口逻辑结构,1、用作输入口 控制=0 锁存器为1 读引脚得到输入数据,=0,0,截 止,1,0,截 止,2.3.1 P0口逻辑结构,2、用作输出口，输出0 控制=0 写入0（锁存器为0） 输出0,=0,0,截 止,0,0,1,饱 和,0,=0,0,截 止,1,1,0,截 止,浮
15、 空 ？,3、用作输出口，输出1 控制=0 写入1（锁存器为1） 输出=？（外接上拉电阻）,2.3.1 P0口逻辑结构,=1,导 通,1,0,截 止,=0,0,4、用作地址/数据输出，输出0 控制=1 地址/数据=0 输出=0,2.3.1 P0口逻辑结构,MUX开关如何实现？,=1,导 通,0,1,截 止,=1,1,5、用作地址/数据输出，输出1 控制=1 地址/数据=1 输出=1,2.3.1 P0口逻辑结构,P0口的负载能力？,6、用作数据输入 控制=0 访问外部存储器期间，CPU会自动向P0口的锁存器写入0FFH 读引脚得到输入数据,=0,0,截 止,1,1,0,截 止,2.3.1 P0口
16、逻辑结构,何时读锁存器？对并行口进行操作时，如 ANL P0, A ORL P0, A INC P0 DEC P0,2.3.1 P0口逻辑结构,2.3 80C51单片机的并行I/O口,2.3.2 P1口逻辑结构,P1口电路逻辑,P1是准双向I/O口 内置有上拉电阻 没有复用，最简单,准双向口和双向口的区别：输出驱动电路,1,0,截 止,2.3.2 P1口逻辑结构,1、输入,1,1,0,截 止,引脚=1,2、输出1,2.3.2 P1口逻辑结构,3、输出0,0,0,1,导 通,引脚=0,2.3.2 P1口逻辑结构,2.3.2 P1口逻辑结构 例 44 键盘接口电路,0,1,1,1,1,1,0,1,2.3 80C51单片机的并行I/O口,2.3.3 P2口逻辑结构,图 P2口电路逻辑,P2是准双向I/O口 内置有上拉电阻 还要做高8位地址总线用，比P1加了1级多路选择器和1级反向器,为什么要加反向器？,控制=0时，做并
