第二章_单片机结构原理要点分析.pptVIP

4）数据指针DPTR 5）堆栈指针SP 专用于指出堆栈顶部数据的地址。堆栈中数据存取按先进后出、后进先出的原则。 堆栈操作分自动方式和指令方式。自动方式是在调用子程序或发生中断时CPU自动将断口地址存人或者取出；指令方式是使用进出栈指令进行操作。 16位，由两个8位寄存器DPH、DPL组成。主要用于存放一个16位地址，作为访问外部存储器（外RAM和ROM）的地址指针。 3）执行调用子程序或发生中断时，CPU会自动将当前 PC值压入堆栈，将子程序入口地址或中断入口地址装入PC；子程序返回或中断返回时，恢复原有被压入堆栈的PC值，继续执行原顺序程序指令。 2.2.5 程序计数器PC PC不属于特殊功能寄存器，不可访问，在物理结构上是独立的。 PC是一个16位的地址寄存器，用于存放将要从ROM中读出的下一字节指令码的地址，因此也称为地址指针。 PC的基本工作方式有： 1）自动加1。CPU从ROM中每读一个字节，自动执行PC+1→PC； 2）执行转移指令时，PC会根据该指令要求修改下一次读ROM新的地址； 返 回 2.3 I/O端口结构及工作原理 有4个8位并行I/O口，共32条端线：P0、P1、P2和P3口。每一个I/O口都能用作输入或输出。 用作输入时，均须先写入“1”； 用作输出时，P0口应外接上拉电阻。 P0口的负载能力为8个LSTTL门电路； P1～P3口的负载能力为4个LSTTL门电路。 在并行扩展外存储器或I/O口情况下： P0口用于低8位地址总线和数据总线(分时传送) P2口用于高8位地址总线， P3口常用于第二功能， 用户能使用的I/O口只有P1口和未用作第二功能的部分P3口端线。 返 回 2.4.1 时钟电路 80C51单片机内有一高增益反相放大器，按图2-8a连接即可构成自激振荡电路，振荡频率取决于石英晶体的振荡频率。 2.4 时钟和时序 2.4.2 时钟周期和机器周期 1）时钟周期 80C51振荡器产生的时钟脉冲频率的倒数，是最基本最小的定时信号。 2）状态周期 它是将时钟脉冲二分频后的脉冲信号。状态周期是时钟周期的两倍。状态周期又称S周期。在S周期内有两个时钟周期，即分为两拍，分别称为P1和P2 。 机器周期是6个状态周期、 12个时钟周期。 当时钟频率为12MHz时，机器周期为1?S。 3）机器周期 80C51单片机工作的基本定时单位，简称机器周期。 一个机器周期含有6个状态周期，分别为S1、S2、…、S6，每个状态周期有两拍，分别为S1P1、S1P2、S2P1、S2P2…，S6P1、S6P2。 4）指令周期 指CPU执行一条指令占用的时间(用机器周期表示)。80C51执行各种指令时间是不一样的，可分为三类：单周指令、双周指令和四周指令。其中单机周指令有64条，双机周指令有45条，四机周指令只有2条(乘法和除法指令)，无三机周指令。 a) 单字节单周期指令，例：INC A b) 双字节单周期指令，例：ADD A，#data c)单字节双周期指令，例 INC DPTR d)双字节双周期指令：例 PHSH direct 振荡周期(时钟周期)= 晶振频率fosc的倒数； 1个机器周期 = 6个状态周期 1个机器周期 = 12个时钟周期； 1个指令周期 = 1、2、4个机器周期 牢牢记住 返 回 2.5 复位和低功耗工作方式 80C51单片机的工作方式共有四种： 1）复位方式； 2）程序执行方式； 3）低功耗方式； 4）片内ROM编程（包括校验）方式。 2.5.1 复位方式 1、复位条件 RST引脚保持2个机器周期以上的高电平。 实现复位操作，必须使RST引脚保持两个机器周期以上的高电平。例如，若时钟频率为12MHz，每机周为1 ?S ，则只需持续2 ?S以上时间的高电平；若时钟频率为6MHz，每个机器周期为2?S ，则需要持续4?S以上时间的高电平。 2、复位电路 上电复位电路。RC构成微分电路，在上电瞬间，产生一个微分脉冲，其宽度若大于2个机器周期，80C51将复位。为保证微分脉冲宽度足够大，RC时间常数应大于两个机器周期。一般取22电容、1k电阻。 按键复位电路。该电路除具有上电复位功能外，若要复位，只需按下图中RESET键，R1C2仍构成微分电路，使RST端产生一个微分脉冲复位，复位完毕C2经R2放电，等待下一次按下复位按键。 3、复位后CPU状态 PC： 0000H TMOD： 00H Acc： 00H TCON： 00H B： 00H TH0： 00