第2章MCS-51单片机硬件结构祥解.ppt

* MCS-51单片机原理与应用 * P3口与P1口相比,增加了一个用于第二输出功能控制的与非门,一个用于第二功能输入的缓冲器。 （2）P3口作通用I/O口 P3作第一功能通用I/O口时,第二输出功能线总是高电平,将与非门打开,使该位引脚输出仅取决于锁存器的电平。 * MCS-51单片机原理与应用 * P3口作输出: 由内部总线来的信号经D端进入锁存器的Q端,经与非门去驱动输出管T的栅极。 * MCS-51单片机原理与应用 * P3口作输入: 在读引脚信号控制下,引脚输入信号从下面两个串联的缓冲器输入到内部总线。 仍要“先写1,后读入”,才能正确读入引脚的数据,P3口 也是一个准双向口。 * MCS-51单片机原理与应用 * （2）P3口作第二功能用 P3口每一位都有独立的第二功能定义 作第二功能输出:要求该位的锁存器Q端置1,使第二输出功能信号经与非门去驱动输出管T的栅极。 * MCS-51单片机原理与应用 * 作第二功能输入: 相应的输出锁存器Q端和第二输出功能端都应置1,以确保下拉FET截止,不影响引脚信号的读入。 从引脚读入的第二功能信号是经第一个缓冲器送至第二输入功能。 * MCS-51单片机原理与应用 * 可见,不管是作为通用输入口,还是作为第二功能信号输入,锁存器输出Q端和第二功能输出线都应保持高电平。 并行口的负载能力 P0的输出级每一位可以驱动8个LSTTL负载，灌电流为4mA； P1～P3的输出级每一位可以驱动4个LSTTL负载，灌电流为2mA。 * MCS-51单片机原理与应用 * 本章介绍单片机的总体结构,展示了MCU各部分组成模块,会正确使用单片机软硬件资源,如单片机引脚及其外特性、时钟电路、复位电路和并行I/O口。 （1）清楚振荡周期、状态周期、机器周期和指令周期之间的关系。会计算各种周期。 （2）理解CPU取指/执行时序,从而能看懂其它时序 （3）程序存储器具有只读属性,使用 作为其读选通信号。注意复位和中断入口地址不要与用户程序冲突。数据存储器具有读写属性,使用 、 作为读写选通信号。 本章小结 * MCS-51单片机原理与应用 * （4）片内RAM低128字节，分为不同的功能区域，具有丰富的寻址方式,能直接寻址、寄存器间接寻址，R0、R1和20H～2FH区可以位寻址。掌握堆栈的概念和使用。 （5）特殊功能寄存器用来对单片机各功能模块进行控制和管理。程序状态字PSW反映了单片机的许多状态和控制信息。程序计数器PC指向哪里，指令就执行到哪里。 （6）熟悉并行口的位结构设计原理，掌握准双向口和地址/数据总线使用的特点。 * MCS-51单片机原理与应用 * 2、I/O接口的作用 1.实现CPU和不同外设的速度匹配 大多数的外设的速度很慢，无法和μs量级的单片机速度相比。 传送的方式有同步、异步、中断和DMA方式 要求：必须实现CPU与外设速度匹配 2.改变数据传送方式 并行传送---串行传送 串行传送---并行传送 * MCS-51单片机原理与应用 * 3.改变信号性质和信号电平 1）改变信号性质 2）改变信号电平 二、 外部设备的编址 首先搞清楚I/O接口（Interface）和I/O端口（Port）的概念。 I/O端口：简称I/O口，指具有端口地址的寄存器或缓冲器。 * MCS-51单片机原理与应用 * I/O接口：是指单片机与外设间的I/O接口芯片，一个接口中可以有几个I/O端口。 例如：Intel 8255 、Intel 8155 一个I/O接口芯片可以有多个I/O端口，分为： （1）数据口（2）命令口（3）状态口 I/O端口编址是给所有I/O接口中的寄存器编址。 I/O端口编址两种方式：独立编址与统一编址。 * MCS-51单片机原理与应用 * 1．独立编址 I/O寄存器地址空间和存储器地址空间分开编址，不占存储器地址，但需专门读写I/O的指令和控制信号。 2．统一编址 I/O寄存器与数据存储器单元同等对待，作为存储单元统一编址。 * MCS-51单片机原理与应用 * 不需要专门的I/O指令，直接使用访问数据存储器的指令进行I/O操作，简单、方便且功能强。 每一接口芯片中的一个功能寄存器（端口）的地址,就相当于一个RAM单元。 * MCS-51单片机原理与应用 * 优点：1.不需要专门的指令，访问外部存储器的指令适用于I/O口的访问，增强了CPU对外部端口的处理能力。2.外设端口地址安排灵活，数量不受限制 三、I/O数据的四种传送方式 为实现和不同的外设的速度匹配，I/O接口必须根据不同外设选择恰当的I/O数据传送方式。 I/O数据传送的几种传送方式是： （1）同步