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1、单片机原理及应用2,单片机基本结构（2） （51单片机并口及并口应用） （51单片机晶振和复位） （工作状态和时序）,1 51单片机的并行接口,51单片机I/O具有4组，每组8位，共32位并行接口，按“第二功能”不同，结构也稍有不同。 P0口：并口/数据地址总线 P1口：并行接口 P2口：并口/地址高8位 P3口：并口，每个引脚还有不同功能：RXD;TXD;INT0;INT1;T0;T1;WR;RD,标准并行接口电路框图,51单片机P1口,引脚,51单片机P0口,读引脚,51单片机P2口,51单片机P3口,51单片机并口应用小结,并口基本功能： 作为输出口用时，直接和外设相连； 作为输入口时，
2、有读端口和读引脚两种工作方式； 读端口时实际上并不从外部读入数据，而只是把端口锁存器中内容对如到内部总线，对引脚时才真正地把从外部加到引脚上的数据读入到内部总线； 对引脚时，要先通过指令，把端口锁存器置1，然后再实行读引脚操作。,四个通道特性上的差别主要是通道0、通道1、通道2、通道3都还有第二功能，而通道1则只能用作I/O口： 通道0还可作为低8位地址总线和8位数据总线使用； 通道2的第二功能是作为高8位地址总线使用； 通道3的每一位都有各自的第二功能。,并口第二功能随指令变化： 使用MOVX/MOVC指令时，P0/P2口自动切换到“地址、数据”方式 P3口第二功能是“直通”的，可以直接输出
3、：WR、RD、TXD,直接输入：INT0、INT1、T0、T1、RXD。由程序和电路直接相应(预先设定功能，采用相应指令）,其他： 通道0作为I/O输出时，需要上拉电阻。驱动MOS电路时，阻值为4.7K欧姆，驱动LED显示器时为470欧姆； 通道0作为数据/地址线工作时，不需要上拉电阻；,并口输出应用举例,单片机连接光耦合器件,2 89C51晶振电路,电容：2033pf（常：30pf） 晶体：1.216MHZ（常：12M）,3 MCS-51单片机的工作方式,复位方式下面细讲 程序执行方式 单步执行方式：需要用到中断，在“中断系统”中讨论 掉电和节电方式：在“串行接口”波特率设定中讲 编程和校验
4、方式：指固化程序和读出已经固化的程序功能，本课程不作讨论。,复位电路,上电复位时序,复位后寄存器状态,PC0000 程序从0000开始执行，ROM的这个地址也称为“复位地址” PSW=0 其中RS0,RS1=0，默认主程序使用寄存器组0 SP=07 堆栈从RAM的07地址开始，一般需要更改堆栈栈底值 P0P3=FFH 引脚输出高电平 IE=0X000000B 所有中断被关闭 IP=0X000000B 所有中断无优先级 TMOD=00 定时器T0,T1模式0 TCON=00 定时器不工作. SCON=00 串行口默认使用方式0 PCON=0XXX0000B 无电源管理，无波特率2倍设置 其他如A
5、CC;DPTR;TH0;TL0;TH1;TL1;SBUF等可以不关心。,在复位后，程序计数器PC的值是0000H，这表明程序的第一条指令必须存入内存的0000H单元，程序才可能在复位后，直接运行。 复位不影响RAM的内容。 自动上电复位。,单片机的基本工作方式。 执行的程序可以放在内部ROM、外部ROM或者同时放在内外ROM中。 真正的程序一般不可能从0000H开始存放，因此需要在0000H单元可是存放一条转移指令，从而使程序跳转到真正的程序入口地址。,单步执行方式 按一次键，执行一条指令。 可以利用MCS-51的中断控制来实现。 一般用于调试。,掉电和节电方式 在掉电方式下，片上的时钟振荡电
6、路停止工作，CPU也停止各种活动。 在节电方式下，内部时钟并不停止工作，只是去CPU的路径被门电路切断，但仍然供应中断电路、定时器和串行口。可产生中断来结束节电方式。,CPU的所有工作都是在时钟信号控制下进行的。 CPU发出的控制信号有两类：一类是用于CPU内部的；另一类通过控制总线送到片外。,4. MCS-51单片机的时序,4.1 机器周期和指令周期,在讨论时序时，以机器周期作为单位。 MCS-51的一个机器周期包括12个振荡周期（时钟周期），分为6个S状态：S1S6。每个状态又分为两拍，称为P1和P2。 每条指令都由一个或几个机器周期组成，在MCS-51Hong，有单周期指令、双周期指令和
7、四周期指令。,指令时序,时序要点：,一个指令周期1，2或者4个机器周期 一个机器周期12个晶振周期 一个机器周期输出两个ALE脉冲 即： ALE的输出频率fALE（1/6）fOSC 如果使用晶振频率为12MHZ，则fALE 2MHZ，指令执行时间1，2，4微秒。,4.2 MCS-51指令的取指/执行时序,4.3访问外部ROM和外部RAM的时序,对MCS-51系统的存储器扩展，有以下几点需要注意： （1）存储器芯片。ROM和RAM都有独立的数据线、地址线和若干控制线，而MCS-51芯片则没有。因此需要锁存器来形成16位地址。,5. MCS-51单片机外部存储器的扩展,（2）在扩展外部ROM时，用
8、控制信号PSEN，而在扩展外部RAM时，用控制信号RD和WR。 （3）在选用外接存储器时，应注意ALE信号与锁存器选通信号的配合。,地址数据扩展电路,A8A15,A8A15,A8A15,A0A7,A0A7,A0A7,扩展后的地址数据时序,P0,ALE,P2,373出,74LS373 是一种“透明”的8D锁存器，当LE引脚为“高”时，输出输入。低电平时锁定数据。 Intel 8282 类似，但引脚不一样。 不能用其它锁存器代替。,5.1 程序存储器的扩展,3.5.2 数据存储器的扩展,8031和AT29LV040A的连接 512KB分为8个64KB,使用P1的3根口线来选择 FLASH既作程序存储器（PSEN),地址为0000FFFFH(64KB),又作数据存储器(RD和ER),地址为10000FFFFFH(448KB),3.5.3 单片机和FLASH存储器的连接,8031和AM29F016B的连接 AM29F016容量为2MB,地址线21根，分为32K一段，段内使用A0A14。共分为64段，,由P2.7的高脉冲选通74374锁存器，P0口送段地址A15A20。,
