第2章 AT89C51单片机硬件结构.ppt

第2章 AT89C51单片机硬件结构;学习目标;本章知识结构;2.1 AT89C51单片机的内部结构;图2.6 AT89C51单片机的内部结构框图;2.1.2 CPU;;;;2.1.3 存储器与特殊功能寄存器（SFR）;; 2.1.4 I/O口; AT89C51单片机有一个全双工的可编程串行I/O口，它既可以分别进行发送或接收，也可以同时进行。具有四种工作方式，串行I/O口是复用了P3口两个位端口P3.0和P3.1。;;图2.8 P0.X位结构电路原理图;2、P1口;;;;;;;图2.11 P3.X位结构电路原理图;2.1.5 应用系统总线;2.1.6 复位与复位电路;寄存器;;2.1.7 AT89C51引脚说明;1、电源及时钟引脚：;;;;（3）P2口：P2.0～P2.7统称为P2口。P2是一个带内部上拉电阻的8位准双向I/O口，P2的输出缓冲级可驱动4个TTL逻辑门电路负载。对端口写“1”，通过内部的上拉电阻把端口拉到高电平，此时可作输入口。作输入口使用时，因为内部存在上拉电阻，某个引脚被外部信号拉低时会输出电流。当访问外部存储器时，P2口可以输出外部存储器地址的高8位。;（4）P3口：P3.0～P3.7统称为P3口。P3口是一个带内部上拉电阻的8位准双向I/O端口，P3的输出缓冲级可驱动4个TTL逻辑门电路负载。对端口写“1”，通过内部的上拉电阻把端口拉到高电平，此时可作输入口。而作为输出口使用时则不需要。P3口除了可以作为一般的I/O功能外，多数用途是它的第二功能。;2.2 AT89C51存储器结构和寻址空间;2.2.1 片内RAM; ; 在片内RAM区，根据功能使用以及寻址方式的不同可分为如下三个区域：; 程序在运行时的某一时刻，只允许某一个工作寄存器组作为当前工作寄存器组。利用PSW的RS1、RS0两位值的组合决定当前工作的寄存器组。没有被选用为当前工作工作寄存器组的单元可做一般RAM使用。我们可在程序中设置RS1、RS0两位值的组合，选择所需的工作寄存器组。工作寄存器组与RS1、RS0的关系及地址见表2-4 。单片机复位后，缺省（默认）的工作寄存器组为0组。;RS1; 字节地址20H～2FH单元是位寻址区。这16个单元（共计16×8=128位）的每一位都赋予一个位地址，位地址范围为00H～7FH。位寻址区的每一位都可当作软件触发条件，由程序直接进行位处理。通常可以把程序状态标志、位控制变量存于位寻址区内。16个字节的RAM对应的位地址表如图2.13 所示。;3、通用RAM区;特殊功能寄存器SFR;;特殊功能寄存器符号;TH1; 在21个SFR中，一部分与CPU关系紧密，例如累加器ACC、B寄存器、程序状态字PSW、堆栈指示器SP和数据地址指针DPTR（包括DPH和DPL），我们经常使用，希望读者优先熟悉掌握。下面介绍部分SFR的功能。（余下的以后章节介绍） 1、累加器A（ACC） 2、B寄存器 3、程序状态字寄存器PSW(Program Status Word); 程序状态字寄存器PSW是一个8位的标志寄存器，用于存储指令执行后的状态信息，用户可以通过指令来设置PSW中F0等的值，PSW提供对相关位状态的程序查询和判断，以影响程序的走向和测量控制结果。PSW的格式和各位的含义见表2-6 。;（1）CY—进位标志位(PSW.7) （2）AC—辅助进位标志位(PSW.6) （3）F0—用户使用的状态标志位(PSW.5) （4）RS1、RS0—通用工作寄存器区选择位(PSW.3和PSW.4) （5）OV—溢出标志位 (PSW.2) （6）P—奇偶标志位(PSW.0) （7）PSW.1—未定义位;4、堆栈指针SP(寄存器);5、数据指针DPTR（寄存器）;6、 I/O端口 P0～P3;7、其他寄存器;2.2.2 片外RAM;2.2.3 片内外ROM;;2.2.4 AT89C51时钟电路和工作时序;（1）内部时钟;图2.15 内部时钟外接线电路图;（2）外部时钟;2、工作时序;状态周期：它是由内部时钟2分频电路产生，两个振荡周期为一个状态周期，用S来表示，每个状态周期分P1和P2两个节拍，前半周期P1节拍信号有效，后半周期P2节拍信号有效，每个节拍完成不同的逻辑操作，S 是单片机工作状态的基本时间单位（其值为2/fosc）。 机器周期：CPU完成一个基本操作所需要的时间称为机器周期。12个时钟周期为1个机器周期，分为6个状态S1～S6。每个状态有分为两个节拍，称为P1和P2。这样，一个机器周期中的12个时钟周期可表示为：S1P1，S1P2，S2P1，S2P2，…，S6P2。机器周期分解图如图2.17所示。振荡周期、状态周期、