基本硬件结构PPT课件.ppt

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1、合肥工业大学单片机原理及应用第一章 MCS51基本硬件结构单片机原理及应用MCS51/96MCS51/96MCS51/96关于基本硬件结构第一张，PPT共七十九页，创作于2022年6月1合肥工业大学单片机原理及应用第一章 MCS51基本硬件结构单片机原理及应用MCS51/96MCS51/96MCS51/961.1 1.1 单片微型计算机概念单片微型计算机概念1.1.1 单总线微型计算机系统基本构成CPU内存I/O接口ABDBCB外设主机第二张，PPT共七十九页，创作于2022年6月2合肥工业大学单片机原理及应用第一章 MCS51基本硬件结构单片机原理及应用MCS51/96MCS51/96MCS

2、51/961.1.2 1.1.2 单片微型计算机单片微型计算机-单片机单片机-单片微控制器单片微控制器*并不是所有单片机都对外提供总线结构 软硬件设计方法差别CPU内存I/O接口ABDBCB单片机将微型计算机主机集成在单一IC芯片上,因此一个单片机至少包含有：CPU+存储器（不限大小）+接口（不限多少）+内部总线第三张，PPT共七十九页，创作于2022年6月3合肥工业大学单片机原理及应用第一章 MCS51基本硬件结构单片机原理及应用MCS51/96MCS51/96MCS51/961.1.3 1.1.3 单片微型计算机应用特点单片微型计算机应用特点v单片机体积小、功能强、功耗低、可靠性高和性价比

3、高的特点，在过程控制、机电一体化产品、智能仪器、家用电器、计算机网络及通讯等方面得到广泛应用。v单片机经历了一位、4位、8位、16位及32位的发展阶段，世界上一些著名的半导体器件厂家都开发了单片机如Intel、TI、Motorola、Zilog、Philips等。v单片机的品种日益增加，在众多的通用型单片机里，以Intel公司的MCS系列单片机最为著名。第四张，PPT共七十九页，创作于2022年6月4合肥工业大学单片机原理及应用第一章 MCS51基本硬件结构单片机原理及应用MCS51/96MCS51/96MCS51/961.2 MCS511.2 MCS51单片机构成单片机构成图1.2.1 80

4、C51单片机构成外中断 INT0INT18051CPU4KB程序存储器128B数据存储器ALE、PSEN、EA可编程16位加法T/C64KB总线扩展控制电路可编程I/O接口可编程UARTRXDTXDP0P1P2P3T0T1振荡器XTAL1XTAL2RSTVCCVSS内中断1.2.1 MCS51的总体构成 第五张，PPT共七十九页，创作于2022年6月5合肥工业大学单片机原理及应用第一章 MCS51基本硬件结构单片机原理及应用MCS51/96MCS51/96MCS51/961.2.21.2.2 MCS51MCS51单片机内部结构单片机内部结构通道0驱动器通道2驱动器RAM地址锁存器RAM通 道

5、0锁存器通 道 2锁存器ROM/EPROMB寄存器程序地址寄存器缓冲器PC递增器程序计数器PC驱动器DPTR指针VCCGNDP1.0P1.7堆栈指针SPACCTMP2PSW通道3锁存器通道1锁存器通道1驱动器通道3驱动器TMP1SCON TMODPCONTCONTL0TH1TH0TL1IESBUF(TX/RX)IP中断、串行口和定时器逻辑振荡器P3.0P3.7P0.0P0.7RSTEAALEPSENXTAL2XTAL1ALU(+5V)指令寄存器定时和控制逻辑指令译码器图1.2.2 MCS-51片内总体结构框图P2.0P2.7第六张，PPT共七十九页，创作于2022年6月6合肥工业大学单片机原理

6、及应用第一章 MCS51基本硬件结构单片机原理及应用MCS51/96MCS51/96MCS51/961.2.3 MCS511.2.3 MCS51单片机主要性能特点单片机主要性能特点1.高档8位CPU，包含支持二个外部、三个内部中断源，两个优先级的可编程中断控制器2.内部程序存储器、数据存储器（51、52子系列）3.支持多达32根的双向I/O口线4.硬件程序、数据存储器寻址空间分离，各达到64KB5.2个16位加法T/C，支持4种工作模式6.全双工通用异步串行接收发送器（UART），支持四种工作模式7.四个通用工作寄存器（R）区，共32个通用寄存器；支持专用寄存器区8.布尔处理机，支持灵活方便的

7、位运算9.MCS51兼容指令系统，支持5种寻址方式10.支持深度可达RAM容量的程序堆栈区第七张，PPT共七十九页，创作于2022年6月7合肥工业大学单片机原理及应用第一章 MCS51基本硬件结构单片机原理及应用MCS51/96MCS51/96MCS51/961.2.4 MCS511.2.4 MCS51单片机存储器容量单片机存储器容量 存储器类型存储器类型单片机系列单片机系列掩膜掩膜ROMROMEPROMEPROMRAMRAMMCS-MCS-51515151子子系系列列80318031/128B128B805180514KB4KB/128B128B87518751/4KB4KB128B128B

8、5252子子系系列列80328032/256B256B805280528KB8KB/256B256B87528752/8KB8KB256B256B表1.2.1 MCS-51单片机存储器容量第八张，PPT共七十九页，创作于2022年6月8合肥工业大学单片机原理及应用第一章 MCS51基本硬件结构单片机原理及应用MCS51/96MCS51/96MCS51/961.3 MCS511.3 MCS51的封装及引脚定义的封装及引脚定义1.3.1 MCS51的逻辑符号地址锁存器CBI/OA15A14A13A12A11A10A9A8A7A6A5A4A3A2A1A0D7D6D5D4D3D2D1D0DBABP1.

9、0P1.7RESETP3.0P3.7VSSVCCP0.0P0.7EAALEPSENP2.7P2.0.表1.3.1 MCS-51单片机逻辑图第九张，PPT共七十九页，创作于2022年6月9合肥工业大学单片机原理及应用第一章 MCS51基本硬件结构单片机原理及应用MCS51/96MCS51/96MCS51/961.3.2 MCS511.3.2 MCS51的实际封装图之一、二的实际封装图之一、二图1.3.2 MCS-51单片机典型封装形式第十张，PPT共七十九页，创作于2022年6月10合肥工业大学单片机原理及应用第一章 MCS51基本硬件结构单片机原理及应用MCS51/96MCS51/96MCS5

10、1/961.3.3 MCS511.3.3 MCS51的实际封装图之三的实际封装图之三图1.3.3 MCS-51单片机的QFP封装形式第十一张，PPT共七十九页，创作于2022年6月11合肥工业大学单片机原理及应用第一章 MCS51基本硬件结构单片机原理及应用MCS51/96MCS51/96MCS51/961.4 MCS51/521.4 MCS51/52的存储器配置的存储器配置特殊功能寄存器通用RAM区位寻址区00H 1FH20H2FH30H7FH80HFFH80H88H90H98HA0HA8HB0HB8HD0HE0HF0H特殊功能寄存器中位寻址外部ROM内部ROM(EA=1)外部ROM(EA=

11、0)0000H0000H0FFFH或1FFFH0FFFH或1FFFH1000H或2000HFFFFH外 部RAM(I/O口地址)0000HFFFFH内部数据存储器（a）外部数据存储器（b）程序存储器（c）工作寄存器区图1.4.1 MCS-51单片机存储器配置示意52子系列：通用RAM区高128Bytes第十二张，PPT共七十九页，创作于2022年6月12合肥工业大学单片机原理及应用第一章 MCS51基本硬件结构单片机原理及应用MCS51/96MCS51/96MCS51/961.4.1 1.4.1 存储器总体配置说明存储器总体配置说明vMCS51存储器配置采用“哈佛”结构，64K程序存储器和64

12、K数据存储器空间独立编址。v物理上：片内ROM（8031无）、RAM，片外扩展ROM、RAM；v逻辑上：64K内外ROM空间统一，采用立即寻址、基址+变址寻址访问；内外RAM空间重叠，外部RAM的访问只能采用MOVX指令在累加器A和Ri(i=0,1)或DPTR之间进行；对52子系列，内部RAM的高128B和SFR区空间重叠，因此，对高128B的通用RAM，采用直接寻址方式访问，而对SFR的访问只能采用寄存器间址寻址方式（R0R7）。v外部扩展I/O口或外部功能部件接口寄存器，同外部RAM统一编址，即：必须采用MOVX指令进行访问.第十三张，PPT共七十九页，创作于2022年6月13合肥工业大学

13、单片机原理及应用第一章 MCS51基本硬件结构单片机原理及应用MCS51/96MCS51/96MCS51/961.4.2 1.4.2 程序存储器（程序存储器（ROMROM、EPROMEPROM、EEPROMEEPROM）v64K程序存储器内外统一编址（EA=0时忽略内部ROM）。v支持寻址方式：立即寻址，基址+变址寻址；v特殊单元：0000H：PC复位值，通常设置跳转指令；0003H：INT0触发中断服务程序入口000BH：T0溢出中断服务程序入口0013H：INT1触发中断服务程序入口001BH：T1溢出中断服务程序入口0023H：UART中断服务程序入口002BH：T2中断服务程序入口（5

14、2子系列支持）第十四张，PPT共七十九页，创作于2022年6月14合肥工业大学单片机原理及应用第一章 MCS51基本硬件结构单片机原理及应用MCS51/96MCS51/96MCS51/961.4.3 1.4.3 数据存储器（数据存储器（RAMRAM、EEPROMEEPROM、扩展、扩展I/OI/O口）口）v数据传送：内部RAM用MOV指令，外部RAM（或I/O口寄存器）用MOVX。v内部RAM：00H-7FH：低128ByteRAM区；80H-FFH：（1）分布26个SFR（其中地址能整除8的SFR可以位寻址；使用寄存器间址方式访问51、52子系列均有）；（2）高128ByteRAM区（52子

15、系列，使用直接寻 址方式访问）；v外部RAM（或I/O口）：采用MOVX指令，硬件自动访问最大64KBytes，采用R0或R1间址（最低256字节），或DPTR间址（整个64K范围）。第十五张，PPT共七十九页，创作于2022年6月15合肥工业大学单片机原理及应用第一章 MCS51基本硬件结构单片机原理及应用MCS51/96MCS51/96MCS51/961.4.3 1.4.3 数据存储器（低数据存储器（低128Byte RAM128Byte RAM）v低128ByteRAM区：使用寄存器间址或直接寻址 001FH：4个通用工作寄存器区，每区8个（R0R7），当前区的选择由PSW（程序状态字）

16、的RS1、RS0组合决定；可使用寄存器寻址方式访问；00H7FH：可全部用作程序堆栈区（硬件复位后堆栈指针为07H，即在工作R区，通常设在30H以上，避开R区和位寻址区）20H2FH：位寻址区（共16x8=128位），+12个可位寻址（地址可整除以8）的SFR（共12x8-352子系列：IP中2位、IE中1位除外=93位）=221位地址；对51子系列有213个位地址；位地址的访问只能采用直接寻址，且用在位操作指令中（从而区别高128B的RAM直接寻址）。第十六张，PPT共七十九页，创作于2022年6月16合肥工业大学单片机原理及应用第一章 MCS51基本硬件结构单片机原理及应用MCS51/96

17、MCS51/96MCS51/961.4.3 1.4.3 数据存储器（低数据存储器（低128Byte RAM128Byte RAM中的位地址）中的位地址）表1.4.1 内部数据存储器中的位地址第十七张，PPT共七十九页，创作于2022年6月17合肥工业大学单片机原理及应用第一章 MCS51基本硬件结构单片机原理及应用MCS51/96MCS51/96MCS51/961.4.4 SFR1.4.4 SFR（专用功能寄存器）（专用功能寄存器）表1.4.2 SFR及位地址定义第十八张，PPT共七十九页，创作于2022年6月18合肥工业大学单片机原理及应用第一章 MCS51基本硬件结构单片机原理及应用MCS

18、51/96MCS51/96MCS51/961.4.4 SFR1.4.4 SFR（名称及定义）（名称及定义）vMCS51共18个，占21Bytes。PC（程序计数器）在物理上是独立的，不属于内部RAM的SFR块；vSFR含义简介：（1）ACC*：累加器，通常用助记符：累加器，通常用助记符：A A；（2）B*：在乘、除法指令中为有专门用途，一般场合用作普通在乘、除法指令中为有专门用途，一般场合用作普通RAMRAM单元；单元；（3）PSW*：程序状态字，程序状态字寄存器。定义格式如（如表程序状态字，程序状态字寄存器。定义格式如（如表1-41-4所示）所示）。其中，。其中，CYCY：进借位标志；：进借

19、位标志；ACAC：辅助进借位标志；：辅助进借位标志；F F0 0：用：用户标志；户标志；RSRS1 1、RSRS0 0：工作寄存器组选择（如表：工作寄存器组选择（如表1-51-5所示）。所示）。OVOV为溢为溢出标志出标志用于带符号数计算；用于带符号数计算；P P为奇偶校验标志，指示为奇偶校验标志，指示ACCACC中中1 1的个数的个数的奇偶性。的奇偶性。（4）SP：堆栈指针，指示栈顶位置（复位初始化为堆栈指针，指示栈顶位置（复位初始化为07H07H，PUSHPUSH：SP+1SP+1入栈；入栈；POPPOP：弹栈：弹栈SP-1SP-1）。中断或）。中断或CALLCALL指令：指令：PCPC自

20、动入栈，自动入栈，但但PSWPSW并不自动入栈（需用软件操作入、弹栈操作）。并不自动入栈（需用软件操作入、弹栈操作）。第十九张，PPT共七十九页，创作于2022年6月19合肥工业大学单片机原理及应用第一章 MCS51基本硬件结构单片机原理及应用MCS51/96MCS51/96MCS51/961.4.4 SFR1.4.4 SFR（名称及定义）（名称及定义）（5）DPTR：数据指针，16位，双字节，可8位访问；主要用于外部RAM或I/O口访问：MOVXA，DPTR或MOVXDPTR，A；也可用于访问程序存储器，实现“远程查表”操作：MOVCA，A+DPTR（基址+变址寻址）。RS1RS0选择工作寄

21、存器组000组（00H07H）011组（08H0FH）102组（10H17H）113组（18H1FH）表1.4.4 工作寄存器组的选择D7D6D5D4D3D2D1D0CYACCF0RS1RS0OV-P表1.4.3 PSW定义第二十张，PPT共七十九页，创作于2022年6月20合肥工业大学单片机原理及应用第一章 MCS51基本硬件结构单片机原理及应用MCS51/96MCS51/96MCS51/961.4.4 SFR1.4.4 SFR（名称及定义）（名称及定义）（6）P0P3*：P0P3 I/O端口锁存器，详细介绍见后；（7）SBUF：UART数据缓冲器，存放待发送字节或读取已接收到的字节；实际物

22、理上存在二个缓冲器：发送缓冲器和接收缓冲器，单二者共用同一个逻辑地址：“写”发送缓冲器，“读”接收缓冲器。（8）TH0、TL0、TH1、TL1（52子系列还有TH2、TL2）：2个16位定时/计数器（T/C）的计数寄存器；（9）IE*：中断允许寄存器；（10）IP*：中断优先级控制寄存器；（11）TMOD*：T/C方式选择寄存器；（12）TCON*：T/C运行控制寄存器；（13）SCON*：UART方式选择及运行控制寄存器；（14）PCON：电源控制寄存器；第二十一张，PPT共七十九页，创作于2022年6月21合肥工业大学单片机原理及应用第一章 MCS51基本硬件结构单片机原理及应用MCS51

23、/96MCS51/96MCS51/961.5 1.5 振荡器、时钟电路、时序简介振荡器、时钟电路、时序简介1.5.1 单片机的时钟电路单片机时钟电路通常有两种形式：1.内部振荡方式：MCS-51单片机片内有一个用于构成振荡器的高增益反相放大器，引脚XTAL1和XTAL2分别是此放大器的输入端和输出端。把放大器与作为反馈元件的晶体振荡器或陶瓷谐振器连接，就构成了内部自激振荡器并产生振荡时钟脉冲（如图1-6所示）。2.2.外部振荡方式：外部振荡方式就是把外部已有的时钟信号引入单片机内（如图1-7所示）。第二十二张，PPT共七十九页，创作于2022年6月22合肥工业大学单片机原理及应用第一章 MCS

24、51基本硬件结构单片机原理及应用MCS51/96MCS51/96MCS51/961.5.1 1.5.1 单片机的时钟电路单片机的时钟电路XTAL2XTAL1MCS-51C1C2CYS图1.5.1内部振荡方式 XTAL2XTAL1MCS-51+5VVSSTTL外部时钟源图1.5.2外部振荡方式第二十三张，PPT共七十九页，创作于2022年6月23合肥工业大学单片机原理及应用第一章 MCS51基本硬件结构单片机原理及应用MCS51/96MCS51/96MCS51/961.5.2 1.5.2 振荡周期、时钟周期、机器周期和指令周期振荡周期、时钟周期、机器周期和指令周期P1P2S1P2振荡周期时钟周期

25、机器周期机器周期指令周期XTAL2(OSC)S2S3S4S5S6S1S2S4S5S3S6P1P1P1P1P1P1P1P1P1P1P1P2P2P2P2P2P2P2P2P2P2图1.5.3MCS-51单片机各种周期的相互关系第二十四张，PPT共七十九页，创作于2022年6月24合肥工业大学单片机原理及应用第一章 MCS51基本硬件结构单片机原理及应用MCS51/96MCS51/96MCS51/961.5.3 1.5.3 各周期时间概念及其相互关系各周期时间概念及其相互关系1.振荡周期：为单片机提供时钟信号的振荡源的周期;2.时钟周期：是振荡源信号经二分频后形成的时钟脉冲信号;3.机器周期：通常将完

26、成一个基本操作所需的时间称为机器周期;4.指令周期：是指CPU执行一条指令所需要的时间。一个指令周期通常含有14个机器周期.例如：若MCS-51单片机外接晶振为12MHz时，则单片机的四个周期的具体值为：振荡周期1/12MHz1/12s0.0833s时钟周期1/6s0.167s机器周期1s指令周期14s第二十五张，PPT共七十九页，创作于2022年6月25合肥工业大学单片机原理及应用第一章 MCS51基本硬件结构单片机原理及应用MCS51/96MCS51/96MCS51/961.5.4 MCS511.5.4 MCS51单片机指令的取指和执行时序单片机指令的取指和执行时序图1.5.4 MCS51

27、单片机典型指令的取指和执行时序 再读下一条指令再读下一条指令XTAL2(OSC)P2S1ALE读操作码读下一个操作码（丢弃）读第二字节（a）单字节，单周期指令 例：MOVAR1（d）单字节，双周期指令，如MOVXP1P2S1P1P2S2P1P2S3P1P2S4P2S5P2S6P2S1P1P1P1P1P2S2P1P2S3P1P2S4P1P2S5P2S6P2S1S2P1P1P1P1P2S2P1P2S3P1P2S4P1P2S5P1P2S6P1P2S1P1P2S1读操作码P1P2S2P1P2S3P1P2S4P1P2S5P1P2S6P1P2S1P1读下一个操作码（丢弃）（b）双字节，单周期指令 例：AD

28、DAdir（c）单字节，双周期指令 例：INCDPTR读操作码（MOVX）读下一个操作码（丢弃）无取指无ALE无取指地址数据（DATA）访问外部存储器P2S1读操作码P1P2S2P1P2S3P1P2S4P1P2S5P1P2S6P1P2S1P1P2S2P1P2S3P1P2S4P1P2S5P1P2S6P1P2S1P1P2S2P1P2S1P1P2S2P1P2S3P1P2S4P1P2S5P1P2S6P1P2S1P1P2S2P1P2S3P1P2S4P1P2S5P1P2S6P1P2S1P1P2S2P1第二十六张，PPT共七十九页，创作于2022年6月26合肥工业大学单片机原理及应用第一章 MCS51基本硬

29、件结构单片机原理及应用MCS51/96MCS51/96MCS51/961.5.5 MCS511.5.5 MCS51典型复位电路及复位状态典型复位电路及复位状态1复位电路 单片机复位电路包括片内、片外两部分。外部复位电路就是为内部复位电路提供两个机器周期以上的高电平而设计的。MCS-51单片机通常采用上电自动复位和按键手动复位两种方式。如图1-10所示。22FC1RSTR11K+5V22FC1RST+5VR2200RSTR11K+5VC222F803180518751803180518751803180518751R11K22FC1R21K（a）上电复位电路（c）按键脉冲复位电路（b）按键电平复

30、位电路图1.5.5几种复位电路第二十七张，PPT共七十九页，创作于2022年6月27合肥工业大学单片机原理及应用第一章 MCS51基本硬件结构单片机原理及应用MCS51/96MCS51/96MCS51/961.5.5 1.5.5 复位后的复位后的SFRSFR初始化值初始化值2单片机复位后的状态：单片机运行出错或进入死循环时，可按复位键重新运行。21个特殊功能寄存器复位后的状态为确定值，如表1-6所示。SFR初始状态SFR初始状态A00HTMOD00HB00HTCON00HPSW00HTH000HSP07HTL000HDPL00HTH100HDPH00HTL100HP0P3FFHSBUFXXHI

31、PXXX00000BSCON00HIE0XX00000BPCON0XXXXXXXB表1.6 单片机复位后特殊功能寄存器的状态第二十八张，PPT共七十九页，创作于2022年6月28合肥工业大学单片机原理及应用第一章 MCS51基本硬件结构单片机原理及应用MCS51/96MCS51/96MCS51/961.6 1.6 输入输入/输出（输出（I/OI/O）端口）端口1.6.1 I/O端口概述 正正如如图图1-21-2所所示示，MCS-51MCS-51单单片片机机有有4 4个个准准双双向向（作作为为I/OI/O输输入入时时，需需要要先先把把口口位位锁锁存存器器置置1 1，使使输输出出下下拉拉FETFE

32、T截截止止，故故称称为为准准双双向向口口）并并行行的的8 8位位I/OI/O口口P0P0P3P3，P0P0口口为为三三态态双双向向口口，可可驱驱动动8 8个个TTLTTL电电路路输输入入，P1P1、P2P2、P3P3内部带有上拉网络，其负载能力为内部带有上拉网络，其负载能力为4 4个个TTLTTL电路输入。电路输入。每每个个口口对对应应：1 1个个口口锁锁存存器器、一一个个输输出出控控制制电电路路、一一个个输输出出驱驱动动器器、二个输入三态缓冲器（同向）。二个输入三态缓冲器（同向）。系系统统需需要要访访问问外外部部ROMROM或或RAMRAM（I/OI/O口口）时时，由由P0P0、P2P2输输

33、出出地地址址，P0P0分时传送数据（这时候分时传送数据（这时候P0P0为真正双向口）；为真正双向口）；P0P3P0P3均可用作普通均可用作普通I/OI/O口（为准双向口，且口（为准双向口，且P0P0口线须外接上拉电阻）。口线须外接上拉电阻）。第二十九张，PPT共七十九页，创作于2022年6月29合肥工业大学单片机原理及应用第一章 MCS51基本硬件结构单片机原理及应用MCS51/96MCS51/96MCS51/961.6.1 P01.6.1 P0口口VCCP0.X锁存器读锁存器地址/数据控制Cont.D读引脚写锁存器内部总线QQMUXT2下拉FETP0.XT1上拉FETCL图1.6.1 P0口

34、的一位结构图三态缓冲器第三十张，PPT共七十九页，创作于2022年6月30合肥工业大学单片机原理及应用第一章 MCS51基本硬件结构单片机原理及应用MCS51/96MCS51/96MCS51/961.6.1 P01.6.1 P0口结构和应用特点口结构和应用特点1.MUX由来自CPU的控制信号Cont.决定：（A）Cont.=1时，Add/Data接T2，输出（访问外部RAM、I/O口的）地址/数据，如果Add输出后要求读操作，则输入数据由“输入缓冲器”读入CPU；（B）Cont.=0时，MUX接Q，P0作一般I/O口使用；输出时，通过控制T2将锁存器Q端信号输出到引脚，但由于Cont.=0导致

35、与门输出0，使上拉T1管始终截止 输出高电平时产生浮空高阻输出（三态）P0口作一般I/O口使用时须外接上拉电阻；输入时，对“读-修改-写”指令（如ANL P0，A）则“读锁存器”，否则“读引脚”电平。2.P0用作普通I/O口时，也是准双向口：由输出转为输入时，需要先将口锁存器置1，使T2截止（防止原来输出的低电平将引脚箝为到0）；系统复位时，锁存器初始化为1，保证复位后直接将口线用作输入功能；而访问外部存储器时，CPU会在必要时自动向P0口写FFH。第三十一张，PPT共七十九页，创作于2022年6月31合肥工业大学单片机原理及应用第一章 MCS51基本硬件结构单片机原理及应用MCS51/96M

36、CS51/96MCS51/961.6.2 P21.6.2 P2口口 的一位结构的一位结构VCCP2.X锁存器读锁存器D读引脚写锁存器内部总线QMUXT2下拉FETP2.X等效上拉电阻CL图1.6.2 P2口的一位结构图三态缓冲器R*Addr.Cont.第三十二张，PPT共七十九页，创作于2022年6月32合肥工业大学单片机原理及应用第一章 MCS51基本硬件结构单片机原理及应用MCS51/96MCS51/96MCS51/961.6.2 P21.6.2 P2口结构和应用特点口结构和应用特点1.P2口主要用作外部ROM、RAM（I/O口）访问时的高8位地址（Addr-来自PCH或DPH）输出，这时

37、MUX由Cont.控制倒向图中的右方，P2口不可在用作一般I/O；*当系统外部扩展有程序存储器（ROM）时（8031必须外扩程序存储器），P2口将占用。注意：访问外部RAM周期结束后，P2锁存器的内容又会重现在P2引脚上；2.P2用作普通I/O口时，也是准双向口：由输出转为输入时，需要先将口锁存器置1，使T2截止（防止原来输出的低电平将引脚箝为到0）；系统复位时，锁存器初始化为1，保证复位后直接将口线用作输入功能；3.系统无外扩ROM而有外扩RAM时，可作具体应用分析：4.（A）外部RAM 256Bytes但又不太大时，可考虑用软件的方法传送高位地址，仍使用MOVX Ri指令，以节省部分或全部

38、P2口线作一般I/O口使用。第三十三张，PPT共七十九页，创作于2022年6月33合肥工业大学单片机原理及应用第一章 MCS51基本硬件结构单片机原理及应用MCS51/96MCS51/96MCS51/961.6.3 P11.6.3 P1口口 的一位结构的一位结构VCCP1.X锁存器读锁存器D读引脚写锁存器内部总线QMUXT2下拉FETP1.X等效上拉电阻CL图1.6.3 P1口的一位结构图三态缓冲器R*Q第三十四张，PPT共七十九页，创作于2022年6月34合肥工业大学单片机原理及应用第一章 MCS51基本硬件结构单片机原理及应用MCS51/96MCS51/96MCS51/961.6.3 P1

39、1.6.3 P1口结构和应用特点口结构和应用特点1.标准的准双向口，在组成MCS51应用系统时，用作通用一般I/O口；2.对52子系列，P1.0、P1.1属双功能口结构。第三十五张，PPT共七十九页，创作于2022年6月35合肥工业大学单片机原理及应用第一章 MCS51基本硬件结构单片机原理及应用MCS51/96MCS51/96MCS51/961.6.4 P31.6.4 P3口口 的一位结构的一位结构VCCP3.X锁存器读锁存器D读引脚写锁存器内部总线QMUXT2下拉FETP3.X等效上拉电阻CL图1.6.4 P3口的一位结构图三态缓冲器R*Q*第二功能输出缓冲器*第二功能输入第三十六张，PP

40、T共七十九页，创作于2022年6月36合肥工业大学单片机原理及应用第一章 MCS51基本硬件结构单片机原理及应用MCS51/96MCS51/96MCS51/961.6.4 P31.6.4 P3口结构和应用特点口结构和应用特点1.双功能口，P3作一般I/O口使用时，原理类似P1和P2口，替代输出功能保持1；作第二输出或输入功能时，该位锁存器由内部逻辑置1；作第二输入功能时，替代输出功能线和该位锁存器均由内部逻辑置1，以保持T2截止；2.2.第二替代功能与引脚对应关系如下：3.P3.0 RXD P3.1 TXD P3.2 INT0 P3.3 INT14.P3.4 T0 P3.5 T1 P3.6 W

41、R P3.7 RD 3.复位初始化：4.（A）锁存器自动置1 TXD、WR、RD可直接工作；5.（B）且复位后替代输出功能线=1，所以替代输入功能可直接工作。第三十七张，PPT共七十九页，创作于2022年6月37合肥工业大学单片机原理及应用第一章 MCS51基本硬件结构单片机原理及应用MCS51/96MCS51/96MCS51/961.7 1.7 定时定时/计数器（计数器（T/CT/C）T/C概述 在在应应用用系系统统中中，通通常常要要求求实实现现比比较较精精确确的的定定时时处处理理或或实实现现对对外外部部事事件件的的计计数数处处理理 T/CT/C作作为为常常用用外外围围功功能能部部件件，在在

42、一一般般单单片片机机中中均均有有不不同同数量的集成。数量的集成。MCS51MCS51系系列列单单片片机机有有2 2个个1616位位的的定定时时/计计数数器器：定定时时/计计数数器器0 0（T0T0）和和定定时时/计计数数器器1 1（T1T1）。它它们们都都有有定定时时器器或或事事件件计计数数的的功功能能（外外部部事事件件输输入入端端定定义义在在P3.4P3.4和和P3.5P3.5，不不用用于于计计数数功功能能时时，P3.4P3.4和和P3.5P3.5仍仍可可用用于于一一般般I/OI/O口口），可可用用于于定定时时控控制制、延延时时、对对外外部部事事件件计计数数和和检检测测等等场场合合。5252

43、子系列增加了一个子系列增加了一个定时定时/计数器计数器2 2（T2T2，事件输入，事件输入PINPIN与与P1.1P1.1复用）复用）。第三十八张，PPT共七十九页，创作于2022年6月38合肥工业大学单片机原理及应用第一章 MCS51基本硬件结构单片机原理及应用MCS51/96MCS51/96MCS51/961.7.1 T/C1.7.1 T/C的结构及工作原理的结构及工作原理fOSCINTX中断请求TX/12加1计数器TFXGATETRXC/Tx控制信号图1.7.1 定时/计数器的结构框图第三十九张，PPT共七十九页，创作于2022年6月39合肥工业大学单片机原理及应用第一章 MCS51基本

44、硬件结构单片机原理及应用MCS51/96MCS51/96MCS51/961.核心：加1计数器；2.计数脉冲源：外部事件脉冲输入（下降沿引起计数器加1，用于计数）；内部标准定时脉冲fOSC/12（用于定时）。3.工作原理：（1 1）C/T=0C/T=0，定定时时，计计数数速速率率为为1/12f1/12fOSCOSC，可可看看着着对对机机器器周周期期计计数数。定定时时时间时间=（机器周期数（机器周期数*12/12/f fOSC OSC）；）；（2 2）C/T=1C/T=1，计计数数，T/CT/C寄寄存存器器对对外外部部T TX X引引脚脚上上的的输输入入脉脉冲冲的的“下下跳跳沿沿”计计数数；若若某

45、某个个机机器器周周期期的的S S5 5P P2 2采采得得1 1，下下一一个个机机器器周周期期的的S S5 5P P2 2时时采采得得0 0，则则在在接接下下来来的的一一个个机机器器周周期期的的S S3 3P P1 1时时，寄寄存存器器加加1 1，所所以以作作计计数数器器使使用用时时的的最最高高计计数数速速率率为为1/24f1/24fOSC OSC。外外部部输输入入信信号号至至少少保保持一个完整的机器周期，才能保证计数不丢失。持一个完整的机器周期，才能保证计数不丢失。1.7.1 T/C1.7.1 T/C的特点及工作原理的特点及工作原理第四十张，PPT共七十九页，创作于2022年6月40合肥工业

46、大学单片机原理及应用第一章 MCS51基本硬件结构单片机原理及应用MCS51/96MCS51/96MCS51/961.7.1 T/C1.7.1 T/C结构与原理结构与原理4.4.定时定时/计数器可通过专用寄存器计数器可通过专用寄存器TMODTMOD和和TCONTCON编程编程。5.5.1616位位的的加加1 1计计数数器器由由二二个个SFRSFR组组成成：THTHX X和和TLTLX X（x=0,1x=0,1），可可程程控控为为不同的组合状态（不同的组合状态（1313位、位、1616位或二个位或二个8 8位），形成四种工作方式。位），形成四种工作方式。8051CPUTH1TL1TCONTMOD

47、中断申请TH0TL0控制溢出方式T1T0P3.5P3.4图1.7.2 TMOD、TCON与T0、T1关系第四十一张，PPT共七十九页，创作于2022年6月41合肥工业大学单片机原理及应用第一章 MCS51基本硬件结构单片机原理及应用MCS51/96MCS51/96MCS51/961.7.2 T/C1.7.2 T/C的方式寄存器与控制寄存器的方式寄存器与控制寄存器*每当执行一条改变TMOD或TCON内容的指令时，新值将在下一条指令的S1P1进入相应的SFR并产生作用。1.TMOD1.TMOD：方式寄存器，复位时：方式寄存器，复位时00H00H，不可位寻址（，不可位寻址（89H89H）。）。GAT

48、EC/TM1M0GATEC/TM1M0T1方式设定T0方式设定要求要求INT1=1且且TRx=1才选通才选通T11只要只要TRx=1就选就选通通T1（常用（常用）0计数功能计数功能1定时功能定时功能0方式方式3 3（二个独立（二个独立8 8位，只适位，只适合于合于T0T0）1111方式方式2 2（重装载，常用于（重装载，常用于UARTUART的薄特率发生器）的薄特率发生器）1010方式方式1 1（1616位）位）0101方式方式0 0（1313位）位）0000第四十二张，PPT共七十九页，创作于2022年6月42合肥工业大学单片机原理及应用第一章 MCS51基本硬件结构单片机原理及应用MCS5

49、1/96MCS51/96MCS51/961.7.2 T/C1.7.2 T/C的控制寄存器（的控制寄存器（TCONTCON）2.TCON2.TCON：控制寄存器，复位时：控制寄存器，复位时00H00H，可位寻址（，可位寻址（88H88H）。）。TF1TR1TF0TR0IE1IT1IE0IT0T1、T0控制及标志外部中断触发方式及标志T1溢出中断请求，溢出中断请求，相应中断后，硬相应中断后，硬件自动清零件自动清零1无无T1中断请求中断请求0停止停止T1计数计数1启动启动T1计数计数0边沿触发方式，二个机边沿触发方式，二个机器周期内采到器周期内采到INTxINTx下跳下跳沿，则置位沿，则置位IExI

50、Ex1 1电平触发方式，每个电平触发方式，每个S5P2S5P2采样采样INTxINTx引脚为低引脚为低电平，则直接置位电平，则直接置位IExIEx（可能发生连续中断可能发生连续中断）0 0INTx中断请求，中断请求，响应中断后，硬响应中断后，硬件自动清零件自动清零1无无INTx中断请求中断请求0第四十三张，PPT共七十九页，创作于2022年6月43合肥工业大学单片机原理及应用第一章 MCS51基本硬件结构单片机原理及应用MCS51/96MCS51/96MCS51/961.7.3 T/C1.7.3 T/C的四种工作方式的四种工作方式方式方式0 0（1313位）位）1.1.方式方式0 0：M1M0