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1、（1）P0和P2口,P0口锁存器和缓冲器结构,P0口除了作普通的I/O口，直接和外部设备打交道外;还用作片外总线的地址总线AB0-AB7的低八位、数据总线。,P2口锁存器和缓冲器结构,P2口除了作普通的I/O口，直接和外部设备打交道外;还用作片外总线的地址总线的高八位地址线AB8-AB15,注意：P0口在作输出入口使用时，由于它无内部上拉电阻，为了在口线上输出高电平并具有一定的驱动能力，必须外接上拉电阻。作输入口使用时，为了防止口锁存器对输入口线的输入信号造成影响，必须先往口锁存器写1。同理，P2口作输入时，也必须先往口锁存器写1。,（2）P1口,P1口锁存器和缓冲器结构,P1口只用作普通输入
2、输出口,注意：和P0、P2口一样，为防止口锁存器对输入口线造成影响，P1口作输入时，也必须先往口锁存器写1。,（3）P3口,P3口锁存器和缓冲器结构,P3口除了作普通的I/O口（功能和P1口一样）直接和外部设备打交道外;还具有第二功能。,P3.0串行输入口(RXD) P3.1串行输出口(TXD) P3.2外中断0(INT0) P3.3外中断1(INT1) P3.5定时/计数器1的外部输入口(T1) P3.6外部数据存储器写选通(WR) P3.4定时/计数器0的外部输入口(T0) P3.7外部数据存储器读选通(RD),2.单片机的软件及数据如何存放？,从前面的任务中，我们还看到要控制灯闪烁，必须
3、编制程序，还必须将控制灯的相关数据预先存储，那么，在单片机中的程序和数据是怎样保存的？原来，在单片机内部有程序存储器和数据存储器，如果内部程序存储器和数据存储器的容量不够的话，还可以在单片机外部为它扩展，最大我们可以将程序存储器空间总容量扩大到64K，将数据存储器在片外再单独扩展64K，这样，以89S51为例，数据存储器的总容量可达64K（片外）128字节（片内）。,MCS-51单片机的存储器组织结构，采用典型的哈佛结构，即程序存储器和数据存储器完全独立，拥有各自的寻址系统，包括片内数据存储器与片外数据存储器都拥有自己独立的寻址系统。,MCS-51单片机存储器组织结构,（1）程序存储器,用途：
4、 存放程序及程序运行时所需的常数。,寻址范围：0000H FFFFH 容量64KB，即地址长度：16位,，寻址内部ROM；,说明：当PC值超过片内ROM容量时会自动转向 外部存储器 空间。,，寻址外部ROM。,程序存储器中6个具有特殊含义的单元,0000H 系统复位，PC指向此处； 0003H 外部中断0入口 000BH T0溢出中断入口 0013H 外中断1入口 001BH T1溢出中断入口 0023H 串口中断入口,（2）数据存储器,用途：存放程序执行的中间结果和过程数据的 。,物理上分为两大区域： 00H 7FH即128B用户RAM区。 80H FFH即特殊功能寄存器区。,位寻址区,位寻
5、址区（20H2FH）16个字节。 16*8=128位，每一位都有一个位地址，范围为：00H7FH，位地址区也可作为一般的用户RAM使用。,（3）特殊功能寄存器,1）程序计数器PC(program Counter),程序计数器在物理上是独立的，它不属于特殊内部数据存储器块中。 PC是一个16位的计数器，由两个八位寄存器PCH和PCL组成，用于存放一条要执行的指令地址，寻址范围为64kB，PC有自动加1功能，即完成了一条指令的执行后，其内容自动加1。 PC本身并没有地址，因而不可寻址，用户无法对它进行读写，但是可以通过转移、调用、返回等指令改变其内容，以控制程序的执行顺序。,2）累加器ACC(Ac
6、cumulator),累加器A是一个最常用的专用寄存器，大部分单操作指令的一个操作数取自累加器，很多双操作数指令中的一个操作数也取自累加器。 加、减、乘、除法运算的指令，运算结果都存放于累加器A或寄存器B中。 大部分的数据操作都会通过累加器A进行，它形象于一个数据运输中转站，在数据传送过程中，任何两个不能直接实现数据的传送单元之间，通过累加器A中转，都能送达目的。,3）寄存器B,在乘除法指令中，乘法指令中的两个操作数分别取自累加器A和寄存器B，其结果存放于AB寄存器对中。除法指令中，被除数取自累加器A，除数取自寄存器B，结果商存放于累加器A，余数存放于寄存器B中。,4）程序状态字(Progra
7、m Status Word),CY 进位/借位标志；位累加器。 AC 辅助进/借位标志；用于十进制调整。 F0 用户定义标志位；软件置位/清零。 OV 溢出标志； 硬件置位/清零。 P 奇偶标志；A中1的个数为奇数 P = 1；否则 P = 0。,5）数据指针(DPTR),数据指针为16位寄存器，编程时，既可以按16位寄存器来使用，也可以按两个8位寄存器来使用，即高位字节寄存器DPH和低位字节DPL。,DPTR主要是用来保存16位地址，当对64kB外部数据存储器寻址时，可作为间址寄存器使用，此时，使用如下两条指令： MOVXA,DPTR MOVXDPTR,A,在访问程序存储器时，DPTR可用来
8、作基址寄存器，采用基址+变址寻址方式访问程序存储器，这条指令常用于读取程序存储器内的表格数据。 MOVCA,A+DPTR,6）堆栈指针SP(Stack Pointer),指明栈顶元素的地址，8位，可软件设置初值，复位时SP = 07H。,7）I/O口专用寄存器(P0、P1、P2、P3),I/O口寄存器P0、P1、P2和P3分别是MCS-51单片机的四组I/O口锁存器。,8）定时/计数器(TL0、TH0、TL1和TH1),MCS-51单片机中有两个16位的定时/计数器T0和T1，它们由四个8位寄存器组成的，两个16位定时/计数器却是完全独立的。我们可以单独对这四个寄存器进行寻址，但不能把T0和T
9、1当作16位寄存来使用。,9）定时/计数器方式选择寄存器(TMOD),TMOD寄存器是一个专用寄存器，用于控制两个定时计数器的工作方式，TMOD可以用字节传送指令设置其内容，但不能位寻址 。,3.单片机如何运行程序？,知道了单片机通过I/O口与外设打交道，也知道了单片机的程序与数据如何保存，到底单片机是如何运行程序的？原来单片机和其他微机一样，也拥有一个中央处理器（CPU）。,它通过单片机的内部总线，将单片机内部的各个部分：程序存储器(ROM)、数据存储器(RAM)、定时/计数器、并行接口、串行接口和中断系统等联系在一起 。,内部总线有三种,数据总线：专门用来传送数据信息 。,地址总线：专门用
10、来传送地址信息，选中各操作单元。,控制总线：专门用来传送CPU各种控制命令，以便CPU统一指挥协调工作。完成程序所要执行的各种功能。,CPU执行程序一般包括两个主要过程,第一，就是从程序存储器中取出指令，指令的地址由PC指针提供。,第二，就是执指过程，取出的指令代码首先被送到CPU中控制器中的指令寄存器，再通过指令译码器译码变成各种电信号，从而实现指令的各种功能。,执行,取指令,分析,4.怎样保证CPU工作 ？,现在我们知道了单片机怎样取指、执指，即怎样运行程序了。那么怎样才能保证CPU有序的工作？这就必须提到单片机的两个非常重要的外围电路：单片机的时钟电路和复位电路。,Pin19: 时钟XT
11、AL1脚，片内振荡电路的输入端。 Pin18: 时钟XTAL2脚，片内振荡电路的输出端。,时钟电路如下,【振荡周期】：单片机外接石英晶体振荡器的周期。如外接石英晶体的频率若为12MHz，这其振荡周期就是1/12微秒。 【状态周期】：单片机完成一个最基本的动作所需的时间周期。如扫描一次定时器T0引脚状态所需要的时间。一个状态周期2个振荡周期。 【机器周期】：单片机完成一次完整的具有一定功能的动作所需的时间周期。如一次完整的读操作或写操作对应的时间。一个机器周期6个状态周期。 【指令周期】： 执行完某条指令所需要的时间周期，一般需要14个机器周期，如MUL AB指令是四机器周期指令。一个指令周期1
12、4个机器周期。,单周期单字节指令时序,复位电路如下,单片机工作时，除了需要时钟支持外，还必须有一个初始状态，即单片机的复位状态。复位不改变RAM（包括工作寄存器R0-R7）的状态，89S51的初始态如下表：,Pin9: RESET复位信号脚，当89S51通电，时钟电路开始工作，在RESET引脚上出现24个时钟周期以上的高电平，系统即初始复位。,5.按键为何能打断原来的工作？,在前面的任务中，我们还看到一个现象，只要按一下S1键，发光管的闪动就停止5秒，这就相当于打断了原来既定的工作，等到5秒延时一到，又恢复原来的工作。这就象我们平时通常所说的“中断”。单片机中也有中断系统，它有5个中断源，它们
13、能打断单片机原来的工作，直到中断结束才能继续原来的工作。,6.发光二极管为何按一定频率闪烁？,在前面的任务中，灯有规律的闪动和按键停5秒，都离不开时间。那么，这个时间我们在前面的程序中是怎样得到的？原来，在89S51单片机中有两个定时器T0、T1，我们在前面也已经提到了，它在单片机中能够实现定时或计数功能。,7.单片机的其他资源,通过本次任务的分析，我们基本上知道MCS-51单片机的结构，它由CPU、程序存储器、数据存储器、并行输入输出口、定时计数器、中断系统等构成，当然除了本次任务用到的以上资源外，51单片机还有一个串行通讯口。,单片机的引脚除了我们前面介绍的4个并I/O口，两根时钟引脚（18、19脚），一根复位引脚（9脚），两根电源脚（40、20脚）外，还有以下一些引脚。,外部程序存储器读选通信号,地址锁存信号输出端1/6fosc,
