636-第2章 单片机的硬件结构和原理.ppt

8051单片机I/0口的应用 2.5 单片机的时钟与定时 2.5.1 时钟电路 1、根据硬件电路的不同，单片机的时钟连接方式可分为内部时钟方式和外部时钟方式 2、分频电路 2.5.2 定时单位——振荡周期、时钟周期、机器周期和指令周期 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＝1/12MHz＝1/12μs＝0.0833μs 时钟周期＝1/6μs＝0.167μs 机器周期＝1μs 指令周期＝1～4μs 2.6 单片机的系统复位 1．复位方式及复位电路 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。 2.7 低功耗工作方式 实例介绍 题目名称：三路数据采集系统的设计。 1、输入要求： 第一路信号为单次阻尼振荡信号，持续时间为0.4~1S,阻尼振荡频率为500HZ,输出振幅峰峰值小于0.5V; 第二路为热电偶输出,温度范围0~400。C，相应输出数值0~25mv，温度最小区分度为0.2。C，工作环境下有0.2V共模噪声. 第三路为0~5V可调直流电源的输出. 输出要求： 对第一路信号，从示波器上显示出振荡波形，显示精度达到5%； 对第二路信号，用十进制数码管显示实测温度值； 对第三路信号，用十进制数码管显示实测电压值； 对三个通道，通过发光管指示通道。 系统组成 以51系列单片机作为微处理器； 三路A/D，或采用多路开关； 需要外部数据存储器10K； 不需要外部程序存储器； 需要采样保持器； 需要键盘，用于设置功能； 需要4位LED； 需要三路开关量输出； 一路D/A。 系统结构框图 P1 P2 S1 P2 振荡周期 时钟周期 机器周期 机器周期 指令周期 XTAL2 (OSC) S2 S3 S4 S5 S6 S1 S2 S4 S5 S3 S6 P1 P1 P1 P1 P1 P1 P1 P1 P1 P1 P1 P2 P2 P2 P2 P2 P2 P2 P2 P2 P2 （1）振荡周期——振荡周期指为单片机提供定时信号的振荡源的周期或外部输入时钟的周期。 （2）时钟周期——时钟周期又称作状态周期或状态时间S，它是振荡周期的两倍，它分为P1节拍和P2节拍，通常在P1节拍完成算术逻辑操作，在P2节拍完成内部寄存器之间的传送操作。 （3）机器周期——一个机器周期由6个状态组成，如果把一条指令的执行过程分作几个基本操作，则将完成一个基本操作所需的时间称作机器周期。单片机的单周期指令执行时间就为一个机器周期。 （4）．指令周期——指CPU执行一条指令所需要的时间。一个指令周期通常含有1～4个机器周期。 22μF C1 ? RST R1 1KΩ +5V 22μF C1 ? RST +5V R2 200Ω ? ? RST R1 ? +5V ? C2 22μF ? 8031 8051 8751 8031 8051 8751 8031 8051 8751 （a）上电复位电路 （c）按键脉冲复位电路 （b）按键电平复位电路 R1 1KΩ 22μF C1 1KΩ R2 1KΩ 特殊功能寄存器 初始状态 特殊功能寄存器 初始状态 A 00H TMOD 00H B 00H TCON 00H PSW 00H TH0 00H SP 07H TL0 00H DPL 00H TH1 00H DPH 00H TL1 00H P0～P3 FFH SBUF ××××××××B IP ×××00000B SCON 00H IE 0×000000B PCON 0×××××××B 单片机复位后特殊功能寄存器的状态 2.7.1 低功耗的意义 便携式的实现（使用电池供电）； 微型化（发热量小，使集成化提高）； 可靠性（温度低）。 低功耗的措施： 改进电路和工艺（8051功耗630MW，80C51功耗为120MW）； 配备高低速时钟； 低电压供电； 低功耗方式。 2.7.3 两种低功耗工作模式 80C51有两种低功耗方式，即待机方式和掉电保护方式。 待机方式和掉电保护方式都是由电源控制寄存器（PCON）的有关位来控制的。 2.7.2 单片机的两种工作模式 常规运行模式：所有部件均处于加电正常工作状态。 低功耗模式：暂时不使用的部件停止供电，系统处于等待状态。 ? 其中： SMOD：波特率倍增位，在串行通讯时使用。 GF1、GF0：通信标志位1、0。 PD：掉电方位式，PD＝1，则进入掉电方式。