第9章_MCS51单片机结构及原理要点分析.ppt

当P3口用作第二功能使用时： P3.0：RXD串行口输入 P3.1：TXD串行口输出 P3.2：INT0外部中断0输入 P3.3：INT1外部中断1输入 P3.4：T0定时器0外部输入 P3.5：T1定时器1外部输入 P3.6：WR外部写控制 P3.7：RD外部读控制 当P3口用作第二功能输出时：(输出RD/WR/TXD) D Q CLK Q P3.n 读锁存器 内部总线 写锁存器 读引脚 VCC R T P3口引脚 第二功能输入 第二功能输出(RD/WR/TXD) W 2 1 3 4 1 1 1 第二功能输出时，内部自动设置 D=1 当P3口用作第二功能输入时：(输入RxD/T0/INT0等) D Q CLK Q P3.n 读锁存器=0 内部总线 写锁存器 读引脚=0 VCC R T P3口引脚 第二功能输入 RxD/T0/INT0/T1/INT1 第二功能输出此端自动=1 W 2 1 3 4 1 1 1 第二功能输入时，信号经缓冲器4 直接进入内部总线。 1 0 截止 9.5 MCS-51单片机的时钟电路与时序 9.5.1 MCS-51单片机的时钟电路 时钟电路用来产生CPU工作所需的时钟控制信号。时钟的频率直接影响单片机的速度，时钟电路的质量直接影响单片机系统的稳定性。 时钟电路的设计形式：内部方式和外部方式。 1、内部方式 内部方式 XTAL2 XTAL1 8051 C1 C2 OSC 借助于单片机芯片上提供的反相放大器电路，在XTAL1和XTAL2两引脚之间外接晶体振荡器和微调电容构成自激振荡器，提供时钟信号。 2、外部方式 直接使用外部振荡脉冲信号。 XTAL1 XTAL2 外部 振荡源 外部方式 8051 VCC R 常用于多CPU系统，以保持各个CPU同步工作 9.5.2 MCS-51单片机的时序 在计算机中，一条指令可分解为若干个基本的微操作，这些微操作所对应的脉冲信号在时间上有严格的先后次序，称为计算机的时序。 MCS-51包括4个定时单位，它们分别是：振荡周期（节拍）、时钟周期（状态周期）、机器周期和指令周期。 单片机两种常用晶体振荡器(晶振)的4个周期信号的对比 1、震荡周期 振荡周期也叫节拍，用P表示。振荡周期是指为单片机提供定时信号的振荡源的周期。是时序中最小的时间单位。 例如：若某单片机时钟频率为2MHz，则它的振荡周期应为0.5μs。 2、时钟周期 时钟周期又叫做状态周期，用S表示。是振荡周期的二倍，其前半周期对应的节拍叫P1拍，后半周期对应的节拍叫P2。 P1节拍通常完成算术、逻辑运算；P2节拍通常完成传送指令。 3、机器周期 机器周期是实现特定功能所需的时间周期，通常由若干时钟周期构成。 MCS-51的一个机器周期是固定不变的，宽度均由6个状态周期（12个振荡周期）组成，并依次表示为S1～S6，分别记作S1P1、S1P2……S6P1、S6P2。 4、指令周期 指令周期是最大的时序定时单位，指令周期是指执行一条指令需要的时间。 MCS-51的指令周期可以包含有1～4个机器周期。 MCS-51单片机的机器周期(TM) 状态 P1相 P2相 TM TM P1相 P2相 MCS-51单片机每个机器周期内地址锁存信号（ALE）产生两次有效信号，分别出现在S1P2、S2P1期间与S4P2、S5P1期间。 典型指令的时序： MCS-51系列单片机共有111条指令，按照指令代码的长度，这些指令可以分为单字节指令、双字节指令和3字节指令；按照指令的执行时间，可以分为单周期指令、双周期指令和4周期指令。 (1)、单字节单周期指令 (以INC A为例) 04 XX XX XX XX XX XX XX 程序存储器 2000H 2002H 2003H 2004H 2005H 2006H 2007H 2001H INC A 的机器码 P1相 P2相 读机器码 读下一个机器码,丢弃 (PC)加1 (PC)不加1 (2)、双字节单周期指令 (以ADD指令为例) 24 50 XX XX XX XX XX XX 程序存储器 2000H 2002H 2003H 2004H 2005H 2006H 2007H 2001H 读机器码 24 读机器码 50 (PC)加1 (PC)加1 (PC)加1 读下一个指令的机器码 (3)、单字节双周期指令 (以INC DPTR指令为例) 程序存储器 A3 XX XX XX XX XX XX XX 2000H 2002H 2003H 2004H 2005H 2006H 2007H 2001H 读操作码 A3 读下一个操作码,丢弃 读下一个操作码,丢弃 读下一个操作码,丢弃 (PC)加1 (PC)不加1 (PC)不加1 (PC)不加1 9.6 MCS-