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1、第第2 2章章 MCS-51MCS-51单片机的结单片机的结构和原理构和原理2.1 MCS-51单片机的基本组成单片机的基本组成2.2 MCS-51单片机的中央处理器、时钟及时序单片机的中央处理器、时钟及时序2.3 MCS-51单片机的存储组织单片机的存储组织2.4 MCS-51单片机的并行单片机的并行I/O口口2.5 MCS-51单片机的复位及复位电路单片机的复位及复位电路u了解了解51系列单片机基本结构；系列单片机基本结构；u 了解了解51系列单片机的引脚名称及功能；系列单片机的引脚名称及功能； u 掌握掌握PSW寄存器各位名称及功能；寄存器各位名称及功能；u 掌握存储器（内掌握存储器（内
2、RAM）结构；）结构；u 掌握复位后掌握复位后PC及特殊功能寄存器的状态。及特殊功能寄存器的状态。本章重点本章重点2.1 MCS-512.1 MCS-51单片机的基本组成单片机的基本组成8051单片机硬件结构单片机硬件结构2.1.1 2.1.1 单片机的硬件结构单片机的硬件结构1.1.中央处理器（中央处理器（CPUCPU） 中央处理器（中央处理器（CPUCPU）由运算器和控制器构成，是单片机的）由运算器和控制器构成，是单片机的核心部分。它的主要功能是读入并分析每条指令，根据指令核心部分。它的主要功能是读入并分析每条指令，根据指令的功能，控制单片机的各功能部件执行指定的操作。的功能，控制单片机的
3、各功能部件执行指定的操作。2.2.片内存储器片内存储器 单片机内部存储器的主要功能是存放程序和数据。存储器按其存取方单片机内部存储器的主要功能是存放程序和数据。存储器按其存取方式可以分成两大类：一类是随机存取存储器（式可以分成两大类：一类是随机存取存储器（random access memoryrandom access memory，RAMRAM），主要用于存放暂存数据及调试程序），主要用于存放暂存数据及调试程序, ,所以又称为数据存储器；另一所以又称为数据存储器；另一类是只读存储器（类是只读存储器（read only memoryread only memory，ROMROM），主要用于存
4、放常数及固定），主要用于存放常数及固定程序，又称为程序存储器。程序，又称为程序存储器。存储器内部结构存储器内部结构3.3.定时器定时器/ /计数器计数器 80518051单片机有两个单片机有两个1616位的可编程定时器位的可编程定时器/ /计数器计数器T0T0和和T1T1，用于精，用于精确定时或对外部事件进行计数。确定时或对外部事件进行计数。4.4.并行并行I/OI/O端口端口 80518051单片机有单片机有4 4个个8 8位的并行端口（位的并行端口（P0P0、P1P1、P2P2、P3P3），每个并行），每个并行端口各有端口各有8 8根根I/OI/O口线，可单独操作每根口线。口线，可单独操作
5、每根口线。5.5.串行口串行口 80518051单片机提供全双工串行单片机提供全双工串行I/OI/O口，可与外设进行串行通信，也口，可与外设进行串行通信，也可用于扩展可用于扩展I/OI/O口。口。6.6.中断系统中断系统 80518051单片机提供单片机提供5 5个中断源，具有两个优先级，可形成中断嵌套。个中断源，具有两个优先级，可形成中断嵌套。2.1.2 2.1.2 单片机的片外总线与引脚功能单片机的片外总线与引脚功能1.MCS-511.MCS-51单片机的引脚分布单片机的引脚分布MCS-51MCS-51系列单片机引脚图和逻辑图系列单片机引脚图和逻辑图电源端，接电源端，接5 V。EA为片内外
6、程序存储器选用端。为片内外程序存储器选用端。该引脚为低电平时，只选用片外该引脚为低电平时，只选用片外程序存储器；该引脚为高电平程序存储器；该引脚为高电平 时，先选用片内程序存储器，然时，先选用片内程序存储器，然后选用片外程序存储器。后选用片外程序存储器。接地端。接地端。RST即为即为RESET，VPD为为备用电源。备用电源。VCC（40脚）脚）VSS（20脚）脚）RST/VPD（9脚）脚）EA/VPP（31脚）脚）2.MCS-512.MCS-51单片机的引脚功能单片机的引脚功能1）电源及复位引脚）电源及复位引脚2 2）晶体振荡器接入或外部振荡信号输入引脚）晶体振荡器接入或外部振荡信号输入引脚
7、（1 1）XTAL1XTAL1（1919脚）：晶体振荡器接入的一个引脚。采用外部振脚）：晶体振荡器接入的一个引脚。采用外部振荡器时，此引脚接地。荡器时，此引脚接地。 （2 2）XTAL2XTAL2（1818脚）：晶体振荡器接入的另一个引脚。采用外部脚）：晶体振荡器接入的另一个引脚。采用外部振荡器时，此引脚作为外部振荡信号的输入端。振荡器时，此引脚作为外部振荡信号的输入端。3 3）地址锁存及外部程序存储器编程脉冲信号输入引脚）地址锁存及外部程序存储器编程脉冲信号输入引脚 ALE/PROGALE/PROG（3030脚）：地址锁存允许信号输出脚）：地址锁存允许信号输出/ /编程脉冲输入引脚。编程脉冲
8、输入引脚。ALEALE为地址锁存允许信号输出引脚，当为地址锁存允许信号输出引脚，当80518051单片机上电正常工作时，单片机上电正常工作时，自动在该引脚上输出六分之一晶振频率（自动在该引脚上输出六分之一晶振频率（fOSC/6fOSC/6）的脉冲序列。当）的脉冲序列。当CPUCPU访问外部存储器时，此信号作为锁存低访问外部存储器时，此信号作为锁存低8 8位地址的控制信号。位地址的控制信号。PROGPROG为编程脉冲输入引脚，在对片内为编程脉冲输入引脚，在对片内ROMROM编程写入时，作为编程脉冲编程写入时，作为编程脉冲输入端。输入端。4 4）外部程序存储器选通信号输出引脚）外部程序存储器选通信
9、号输出引脚 PSENPSEN（2929脚）：外部程序存储器选通信号，低电平有效。脚）：外部程序存储器选通信号，低电平有效。当从外部程序存储器读取指令或数据期间，每个机器周期该信当从外部程序存储器读取指令或数据期间，每个机器周期该信号两次有效，以通过数据总线号两次有效，以通过数据总线P0P0口读取指令或数据。口读取指令或数据。5 5）I/OI/O引脚引脚 （1 1）P0.0P0.0P0.7P0.7：8 8位数据位数据/ /低低8 8位地址复用总线端口。位地址复用总线端口。 （2 2）P1.0P1.0P1.7P1.7：静态通用：静态通用I/OI/O口。口。 （3 3）P2.0P2.0P2.7P2.
10、7：高位地址总线端口。：高位地址总线端口。 （4 4）P3.0P3.0P3.7P3.7：双功能端口。：双功能端口。2.2.1 2.2.1 中央处理器（中央处理器（CPUCPU）1.1.运算器运算器 运算器由运算器由ALUALU（算术及逻辑运算单元）、（算术及逻辑运算单元）、A A（累加器）、（累加器）、B B寄存器、寄存器、PSWPSW（程序状态字寄存器）和暂存器等组成，主要功能用于实现算术（程序状态字寄存器）和暂存器等组成，主要功能用于实现算术运算和逻辑运算。运算和逻辑运算。 2.2 MCS-512.2 MCS-51单片机的中央处理器、时钟及时序单片机的中央处理器、时钟及时序 程序状态字寄存
11、器程序状态字寄存器PSWPSW：一个：一个8 8位的寄存器，用于存放程序运行位的寄存器，用于存放程序运行中的各种状态信息。中的各种状态信息。 Cy:Cy:进进位位标标志志位位。在在进进行行加加（或或减减）法法运运算算时时，若若操操作作结结果果的的最最高高位位（D7D7位）有进位（或借位）时，位）有进位（或借位）时，Cy =1;Cy =1;否则否则Cy=0Cy=0。AC:AC:辅辅助助进进位位标标志志位位。在在进进行行加加（或或减减）运运算算时时，若若操操作作结结果果的的低低半半字节（字节（D3D3位）向高半字节产生进位（或借位）时，位）向高半字节产生进位（或借位）时，AC=1;AC=1;否则否
12、则AC=0AC=0。 F0F0：用户标志位。：用户标志位。RS1RS1、RS0RS0：当前工作寄存器区选择位。：当前工作寄存器区选择位。CyCyACACF0F0RS1RS1RS0RS0OVOVP PPSWPSWOVOV：溢溢出出标标志志位位。当当进进行行补补码码运运算算时时，运运算算结结果果超超出出-128-128127127范范围时，即溢出，则围时，即溢出，则OV=1OV=1；没有溢出，则；没有溢出，则OV=0OV=0。 出出现现下下列列情情况况即即为为溢溢出出（运运算算后后OVOV1 1）：正正数数加加正正数数为为负负数数；负负数数加加负负数数为为正正数数；正正数数减减负负数数为为负负数数
13、；负负数数减减正正数数为为正正数数；乘乘法法时时结结果果B0B0；除法运算时除数为；除法运算时除数为0 0。P P：奇奇偶偶校校验验标标志志位位。每每条条指指令令执执行行完完后后，该该位位始始终终跟跟踪踪累累加加器器A A中中1 1的数目的奇偶性。如果的数目的奇偶性。如果A A中有奇数个中有奇数个1 1，则，则P P1 1；否则；否则P P0 0。2.2.控制器控制器 控制器是单片机的神经中枢，是由程序计数器（控制器是单片机的神经中枢，是由程序计数器（PCPC）、指令寄存）、指令寄存器（器（IRIR）、指令译码器（）、指令译码器（IDID）、堆栈指针（）、堆栈指针（SPSP）、数据指针（）、数
14、据指针（DPTRDPTR）、）、定时及控制逻辑电路等组成。定时及控制逻辑电路等组成。 （1 1）程序计数器）程序计数器(PC)(PC)（1616位的计数器）。用于存放位的计数器）。用于存放CPUCPU下一条要下一条要执行的指令地址，是一个执行的指令地址，是一个1616位的专用寄存器，可寻址范围是位的专用寄存器，可寻址范围是0000H0000H0FFFFH0FFFFH，共，共64 KB64 KB。 （2 2）指令寄存器（）指令寄存器（IRIR）。指令寄存器用于存放指令代码。）。指令寄存器用于存放指令代码。 （3 3）指令译码器（）指令译码器（IDID）。指令译码器用于分析指令功能，根据）。指令译
15、码器用于分析指令功能，根据操作码产生相应操作的控制信号。操作码产生相应操作的控制信号。 （4 4）数据指针（）数据指针（DPTRDPTR）。数据指针是一个）。数据指针是一个1616位的专用寄存器，位的专用寄存器，其高位字节寄存器用其高位字节寄存器用DPHDPH表示，低位字节寄存器用表示，低位字节寄存器用DPLDPL表示，既可作表示，既可作为一个为一个1616位寄存器位寄存器DPTRDPTR来处理，也可作为两个独立的来处理，也可作为两个独立的8 8位寄存器位寄存器DPHDPH和和DPLDPL来处理。来处理。 （5 5）定时与控制逻辑电路。定时与控制逻辑电路由时序部件和）定时与控制逻辑电路。定时与
16、控制逻辑电路由时序部件和微操作控制部件构成，用于控制取指令、执行指令、存取操作数或微操作控制部件构成，用于控制取指令、执行指令、存取操作数或运算结果等操作，向其他部件发出各种微操作控制信号，协调各部运算结果等操作，向其他部件发出各种微操作控制信号，协调各部件的工作。件的工作。2.2.2 2.2.2 时钟电路与时序时钟电路与时序1.80511.8051的时钟产生方式的时钟产生方式l时钟频率范围要求在时钟频率范围要求在1.2MHz1.2MHz12MHz12MHz之间。之间。l内部振荡器方式内部振荡器方式l外部引入方式外部引入方式XTAL1单片机单片机XTAL2 内部振荡器方式内部振荡器方式内部振荡
17、器方式内部振荡器方式外部引入方式外部引入方式外部引入方式外部引入方式1。.。XTAL2单片机单片机XTAL1 外部时钟源外部时钟源外部时钟源外部时钟源+5V+5V2.80512.8051的时钟信号的时钟信号 80518051单片机内晶体振荡器的振荡周期（或外部引入时钟信号的周单片机内晶体振荡器的振荡周期（或外部引入时钟信号的周期），是指为单片机提供时钟脉冲信号的振荡源的周期，是最小的时期），是指为单片机提供时钟脉冲信号的振荡源的周期，是最小的时序单位。所以片内的各种微操作都以晶振周期为时序基准。它也是单序单位。所以片内的各种微操作都以晶振周期为时序基准。它也是单片机所能分辨的最小时间单位。片机
18、所能分辨的最小时间单位。80518051单片机的时钟信号单片机的时钟信号3.80513.8051的取指令和执行指令时序的取指令和执行指令时序 每一条指令的执行都可以分为取指令和执行两个阶段。每一条指令的执行都可以分为取指令和执行两个阶段。在取指令阶段，在取指令阶段，CPUCPU从内部或外部从内部或外部ROMROM中取出需要执行的指中取出需要执行的指令的操作码和操作数；在执行阶段对指令操作码进行译码，令的操作码和操作数；在执行阶段对指令操作码进行译码，以产生一系列控制信号完成指令的执行。以产生一系列控制信号完成指令的执行。MCS-51单片机的取指令单片机的取指令/执行时序执行时序 MCS-51
19、MCS-51单片机内部有程序存储器和数据存储器两大类。单片机内部有程序存储器和数据存储器两大类。 程序存储器：用于存放程序和常数。程序存储器：用于存放程序和常数。ROMROM类存储器（类存储器（4KB4KB，但，但80318031片内无片内无ROMROM） 数据存储器：数据存储器：MCS-51MCS-51系列单片机的数据存储器由片内数据存储器系列单片机的数据存储器由片内数据存储器（采用（采用8 8位二进制数寻址），用于存放中间结果或暂存数据，部分单元位二进制数寻址），用于存放中间结果或暂存数据，部分单元作为特殊功能寄存器。作为特殊功能寄存器。RAMRAM类存储器类存储器2.3 MCS-512.
20、3 MCS-51单片机的存储器组织单片机的存储器组织 在物理结构上分为四个存储空间：在物理结构上分为四个存储空间： 片内程序存储器、片外程序存储器、片内数据存储器、片外数片内程序存储器、片外程序存储器、片内数据存储器、片外数据存储器。据存储器。 从逻辑上分为三个存储器地址空间：从逻辑上分为三个存储器地址空间： 片片 内内 、 片片 外外 统统 一一 编编 址址 的的 64KB64KB程程 序序 存存 储储 器器 地地 址址 空空 间间0000HFFFFH0000HFFFFH； 64KB64KB的外部数据存储器或扩展的外部数据存储器或扩展I/OI/O口地址空间口地址空间0000HFFFFH000
21、0HFFFFH； 256B256B的的片片内内数数据据存存储储器器地地址址空空间间00HFFH00HFFH（包包括括低低128B128B的的内内部部RAMRAM地址地址00H7FH00H7FH和高和高128B128B的特殊功能寄存器地址空间）。的特殊功能寄存器地址空间）。2.3.1 2.3.1 存储器空间存储器空间2.3.2 2.3.2 程序存储器程序存储器外部外部ROM60KB内部内部ROM4KBEA1外部外部ROM4KBEA0FFFFH1000H0FFFH0000H0FFFH0000H注：程序存储器用注：程序存储器用MOVCMOVC指令访问指令访问2.3.3 2.3.3 数据存储器数据存储
22、器80518051片内片内RAMRAM结构结构1.工作寄存器区工作寄存器区 8051单片机片内单片机片内RAM的低的低32个字节（个字节（00H1FH）分成）分成4个工作个工作寄存器组，每组占寄存器组，每组占8个字节。即：个字节。即： （1）工作寄存器）工作寄存器0区：地址区：地址00H07H。 （2）工作寄存器）工作寄存器1区：地址区：地址08H0FH。 （3）工作寄存器）工作寄存器2区：地址区：地址10H17H。 （4）工作寄存器）工作寄存器3区：地址区：地址18H1FH。 每个工作寄存器组都有每个工作寄存器组都有8个寄存器，分别称为个寄存器，分别称为R0，R1，R7。程序运行时，只能有一
23、个工作寄存器组作为当前工作寄存器组。程序运行时，只能有一个工作寄存器组作为当前工作寄存器组。2.2.位地址区位地址区 从从20H20H2FH2FH的的1616个字节的个字节的RAMRAM为位地址区，有双重寻址功能，为位地址区，有双重寻址功能，既可以进行位寻址操作，也可以同普通既可以进行位寻址操作，也可以同普通RAMRAM单元一样按字节寻址操单元一样按字节寻址操作，共有作，共有128128位，每一位都有相对应的位地址，位地址范围从位，每一位都有相对应的位地址，位地址范围从00H00H7FH7FH。字节字节地址地址位地址位地址D7D6D5D4D3D2D1D02FH7FH7EH7DH7CH7BH7A
24、H79H78H2EH77H76H75H74H73H72H71H70H22H17H16H15H14H13H12H11H10H21H0FH0EH0DH0CH0BH0AH09H08H20H07H06H05H04H03H02H01H00HRAM中的位地址表中的位地址表 3. 3.通用通用RAMRAM区区：也称用户：也称用户RAMRAM区。在该区域内，只能进行字节寻址。区。在该区域内，只能进行字节寻址。 A.A.堆堆栈栈（StackStack）是是按按照照“先先进进后后出出，后后进进先先出出”的的原原则则来来存存取取数数据据的的一一个个内内部部RAMRAM区区域域，这这个个存存储储器器区区域域的的一一端
25、端是是固固定定的的，另另一一端端是活动的，每个存储单元是不能按字节任意访问的。是活动的，每个存储单元是不能按字节任意访问的。 B.B.在在使使用用堆堆栈栈之之前前，应应规规定定堆堆栈栈的的起起始始位位置置（固固定定端端），称称为为栈栈底。堆栈最后压入或即将弹出数据的单元（活动端），称栈顶。底。堆栈最后压入或即将弹出数据的单元（活动端），称栈顶。67HA3H46H栈底栈底PUSH指令指令POP指令指令SP堆栈指针堆栈指针4.4.片外数据存储器片外数据存储器 片外数据存储器一般由静态片外数据存储器一般由静态RAMRAM构成，其容量大小由用户根构成，其容量大小由用户根据需要而定。通过据需要而定。通过
26、P0P0、P2P2口口80518051单片机最大可扩展片外单片机最大可扩展片外64 KB64 KB空空间的数据存储器，地址范围为间的数据存储器，地址范围为0000H0000H0FFFFH0FFFFH，它与程序存储器，它与程序存储器的地址空间是重合的，但两者的寻址指令和控制线不同。的地址空间是重合的，但两者的寻址指令和控制线不同。2.3.4 2.3.4 特殊功能寄存器特殊功能寄存器u2121个个SFRSFR的地址离散地分部在内部数据存储器的的地址离散地分部在内部数据存储器的80H80HFFHFFH地址空地址空间。间。uSFRSFR占用占用2121个单元，其余的大部分是空余单元，它们没有定义不个单
27、元，其余的大部分是空余单元，它们没有定义不能作内部能作内部RAMRAM使用。使用。u有有1111个个SFRSFR具有位地址，可以进行位寻址，对应的位也有位名称，具有位地址，可以进行位寻址，对应的位也有位名称，它们的字节地址正好能被它们的字节地址正好能被8 8整除。整除。 1 1）累加器）累加器ACCACC 最常用的最常用的8 8位特殊功能寄存器，大部分指令的操作数取自于位特殊功能寄存器，大部分指令的操作数取自于ACCACC，许多运算结果也存放在，许多运算结果也存放在ACCACC中。中。A A是累加器是累加器ACCACC的助记符。的助记符。 2 2）寄存器）寄存器B B 一个一个8 8位寄存器，
28、主要用于乘法和除法操作。在其他指令中，位寄存器，主要用于乘法和除法操作。在其他指令中，作为一般的内部作为一般的内部RAMRAM使用。使用。 3 3）程序状态字寄存器）程序状态字寄存器PSWPSW 程序状态字寄存器也称为程序状态字寄存器也称为“标志寄存器标志寄存器”，由一些标志位组，由一些标志位组成，用于存放指令运行的状态。成，用于存放指令运行的状态。 4 4）堆栈指针）堆栈指针SPSP 用于存放当前堆栈操作的单元地址，并根据入栈指令（用于存放当前堆栈操作的单元地址，并根据入栈指令（PUSHPUSH）或）或出栈指令（出栈指令（POPPOP）修改其内容，）修改其内容，SPSP始终指向栈顶。系统复位
29、后，始终指向栈顶。系统复位后，SPSP初初始化为始化为07H07H。 5 5）数据指针）数据指针DPTRDPTR DPTR DPTR可以作为一个可以作为一个1616位位SFRSFR使用，也可以作为两个独立的使用，也可以作为两个独立的8 8位寄存位寄存器器DPHDPH和和DPLDPL来使用，其中来使用，其中DPHDPH为为8 8位，位，DPLDPL为低为低8 8位。位。 如：如：DPHDPH34H34H，DPLDPLA6H,A6H,则则DPTRDPTR34A6H34A6H。 6 6）I/OI/O端口锁存器端口锁存器P0P0P3P3 P0 P0P3P3为四个为四个8 8位的特殊功能寄存器，它们有字
30、节地址和位地址。位的特殊功能寄存器，它们有字节地址和位地址。当当I/OI/O端口某一位用于输入时，必须在相应口锁存器的对应位先写入端口某一位用于输入时，必须在相应口锁存器的对应位先写入1 1。 MCS-51 MCS-51单片机内部有单片机内部有4 4个个8 8位的并行位的并行I/OI/O口：口：P0P0、P1P1、P2P2、P3P3。其中，。其中，P1P1口、口、P2P2口、口、P3P3口为准双向口，口为准双向口，P0P0口为双向的三口为双向的三态数据线口。各端口均由端口锁存器、输出驱动器、输入缓态数据线口。各端口均由端口锁存器、输出驱动器、输入缓冲器构成。各端口除可进行字节的输入冲器构成。各
31、端口除可进行字节的输入/ /输出外，每个线口还输出外，每个线口还可单独用做输入可单独用做输入/ /输出，因此，使用起来非常方便。输出，因此，使用起来非常方便。2.4 MCS-512.4 MCS-51单片机的并行单片机的并行I/OI/O口口P0P0口的位结构口的位结构 2.4.1 P02.4.1 P0口的结构和功能口的结构和功能1.P01.P0口的位结构口的位结构 2.P02.P0口的功能口的功能1 1）输出口）输出口 CPUCPU在执行输出指令（如在执行输出指令（如MOV P0MOV P0，A A）时，内部数据总线的数据在）时，内部数据总线的数据在“写锁存器写锁存器”信号的作用下由信号的作用下
32、由D D端进入锁存器，反向输出送到端进入锁存器，反向输出送到V1V1，再，再经经V1V1反向输出到反向输出到P0.xP0.x引脚。引脚。 2 2）输入口）输入口 用做输入口时，必须先把锁存器写入用做输入口时，必须先把锁存器写入1 1，目的是使，目的是使V1V1截止以使引截止以使引脚处于悬浮状态，作为高阻抗输入；若在作为输入方式之前曾向锁存脚处于悬浮状态，作为高阻抗输入；若在作为输入方式之前曾向锁存器输出过器输出过0 0，则，则V1V1导通就会使引脚电位钳位到导通就会使引脚电位钳位到0 0，使高电平无法读入。，使高电平无法读入。 CPUCPU在执行在执行MOVMOV类输入指令（如类输入指令（如M
33、OV AMOV A，P0P0）时，单片机内部产生）时，单片机内部产生“读引脚读引脚”操作信号，经缓冲器输入到内部总线。操作信号，经缓冲器输入到内部总线。3 3）“读读修改修改写写”类指令的端口输出类指令的端口输出 如如“CPL P0.0CPL P0.0”指令执行时，单片机内部产生指令执行时，单片机内部产生“读锁存器读锁存器”操作操作信号，使锁存器信号，使锁存器Q Q端的数据送到内部总线，在对该位取反后，结果又端的数据送到内部总线，在对该位取反后，结果又送回送回P0.0P0.0的端口锁存器并从引脚输出。的端口锁存器并从引脚输出。3.3.地址地址/ /数据总线数据总线1 1）P0P0口分时输出低口
34、分时输出低8 8位地址、输出数据位地址、输出数据 CPUCPU在执行输出指令时，低在执行输出指令时，低8 8位地址信息和数据信息分时地出现位地址信息和数据信息分时地出现在地址数据总线上。若地址数据总线的状态为在地址数据总线上。若地址数据总线的状态为1 1，则场效应管，则场效应管V2V2导通、导通、V1V1截止，引脚状态为截止，引脚状态为1 1；若地址；若地址/ /数据总线的状态为数据总线的状态为0 0，则场效应管，则场效应管V2V2截止、截止、V1V1导通，引脚状态为导通，引脚状态为0 0。可见。可见P0.xP0.x引脚的状态正好与地址引脚的状态正好与地址/ /数数据线的信息相同。据线的信息相
35、同。2 2）P0P0口分时输出低口分时输出低8 8位地址、输入数据位地址、输入数据 CPUCPU在执行输入指令时，首先低在执行输入指令时，首先低8 8位地址信息出现在地址位地址信息出现在地址/ /数据总数据总线上，线上，P0.xP0.x引脚的状态与地址引脚的状态与地址/ /数据总线的地址信息相同。然后，数据总线的地址信息相同。然后，CPUCPU自动使模拟转换开关自动使模拟转换开关MUXMUX拨向锁存器，并向拨向锁存器，并向P0P0口写入口写入0FFH0FFH，同时，同时“读引脚读引脚”信号有效，数据经缓冲器读入内部总线。因此，可以认信号有效，数据经缓冲器读入内部总线。因此，可以认为为P0P0口
36、作为地址口作为地址/ /数据总线使用时是一个真正的双向口。数据总线使用时是一个真正的双向口。2.4.2 P12.4.2 P1口的结构和功能口的结构和功能P1P1口的位结构口的位结构 1.P11.P1口的结构口的结构 P2P2口的位结构口的位结构2.4.3 P22.4.3 P2口的结构和功能口的结构和功能1.P21.P2口的结构口的结构2.P22.P2口的功能口的功能1 1）输出口）输出口 CPUCPU在执行输出指令时（如在执行输出指令时（如MOV P2MOV P2，A A），内部数据总线的数据在），内部数据总线的数据在“写锁存器写锁存器”信号的作用下由信号的作用下由D D端进入锁存器，输出经非
37、门反相送到端进入锁存器，输出经非门反相送到驱动管驱动管V V，再经驱动管，再经驱动管V V反相输出。反相输出。2 2）输入口）输入口 输入口的功能与输入口的功能与P0P0的输入口功能相同。的输入口功能相同。3 3）“读读修改修改写写”类指令的端口输出类指令的端口输出 “读读修改修改写写”类指令的端口输出与类指令的端口输出与P0P0的端口输出功能相同。的端口输出功能相同。3.3.地址总线地址总线 CPUCPU在执行读片外在执行读片外ROMROM、读、读/ /写片外写片外RAMRAM或或I/OI/O口指令时，单片机内口指令时，单片机内硬件自动将控制信号硬件自动将控制信号C=1C=1，MUXMUX开
38、关接到地址线，地址信息经非门和开关接到地址线，地址信息经非门和驱动管驱动管V V输出。输出。P3P3口的位结构口的位结构 2.4.4 P32.4.4 P3口的结构和功能口的结构和功能1.P31.P3口的结构口的结构 u P3 P3端口（端口（P3.0-P3.7P3.0-P3.7，10-1710-17脚）；脚）；u P3P3端口是一个带内部上拉电阻的端口是一个带内部上拉电阻的8 8位位I/OI/O端口，端口，P3P3端口的每一位端口的每一位可以驱动可以驱动4 4个个LSLS型型TTLTTL负载；负载；u P3P3端口除了做为一般端口除了做为一般I/OI/O端口外，每个引脚还具有第二功能。端口外，
39、每个引脚还具有第二功能。2.5.1 2.5.1 复位状态复位状态 复位就是使中央处理器（复位就是使中央处理器（CPUCPU）以及其他功能部件都恢复到）以及其他功能部件都恢复到一个确定的初始状态，并从这个状态开始工作。单片机在开机时一个确定的初始状态，并从这个状态开始工作。单片机在开机时或在工作中因干扰而使程序失控或工作中程序处于某种死循环状或在工作中因干扰而使程序失控或工作中程序处于某种死循环状态等情况下都需要复位。态等情况下都需要复位。2.5 MCS-512.5 MCS-51单片机的复位及复位电路单片机的复位及复位电路复位后寄存器的状态复位后寄存器的状态寄存器寄存器复位状态复位状态寄存器寄存
40、器复位状态复位状态PC0000HTCON00HACC00HTH000HPSW00HTL000HSP07HTH100HDPTR0000HTL100HP0P30FFHSCON00HIP000000BSBUF0BIE000000BPCON00000BTMOD00H2.5.2 2.5.2 复位电路复位电路上电复位上电复位手动电平复位手动电平复位手动脉冲复位手动脉冲复位本章小结本章小结u内部数据存储器结构内部数据存储器结构u当前工作寄存器组如何选择当前工作寄存器组如何选择u堆栈的定义堆栈的定义uACCACC、B B、DPTRDPTR、SPSP等等SFRSFR的名称及功能的名称及功能u程序状态字程序状态字PSWPSW各位名称及功能各位名称及功能u时钟电路时钟电路u复位状态及复位电路复位状态及复位电路
