第1章节单片机结构及原理幻灯片.pptVIP

一个机器周期是指CPU访问存储器或I/O口一次所需的时间。例如，取指令、读存储器、写存储器等等。 一个机器周期包括12个振荡周期，分为6个S状态：S1~S6。 每个状态又分为两拍，称为P1和P2。 因此，一个机器周期中的12个振荡周期表示为S1P1，S1P2，S2P1，···，S6P1，S6P2。 若采用6MHz晶体振荡器，则每个机器周期为2μs（微秒） 指令的运算速度和机器周期有关，机器周期表越少则执行速度越快。 机器周期 如图所示 返回 2. 机器周期和指令周期 指令周期：执行一条指令所需的时间。 每条指令由一个或若干个字节组成。有单字节指令，双字节指令，…多字节指令等。字节数少则占存储器空间少。 每条指令的指令周期都由一个或几个机器周期组成。有单周期指令、双周期指令、和四周期指令。机器周期数少则执行速度快。 指令周期 如图所示 返回 2. 机器周期和指令周期 3. 基本时序定时单位 综上所述，89C51或其他80C51单片机的基本时序定时单位有如下4个。 振荡周期： 晶振的振荡周期，为最小的时序单位。 状态周期： 振荡频率经单片机内的二分频器分频后提供给片内CPU的时钟周期。因此，一个状态周期包含2个振荡周期。 机器周期： 1个机器周期由6个状态周期即12个振荡周期组成，是计算机执行一种基本操作的时间单位。 指令周期： 执行一条指令所需的时间。一个指令周期由 1～4个机器周期组成，依据指令不同而不同，见附录A。 1.3.3 CPU取指、执行周期时序 每条指令的执行都可以包括取指和执指两个阶段。 在取指阶段，CPU从内部或外部ROM中取出指令操作码及操作数，然后再执行这条指令。 单字节和双字节的指令都可能是单机器周期或双周期，而三字节指令都是双周期的，只有乘、除指令占四周期。因此，执行一条指令的时间（指令周期）分别是2μs，4μs和8μs。 如 下图所示 89S51单片机的取指/执行时序 返回 1.4 复位及复位电路 1.4.1 复位的主要功能及复位状态 主要功能是把PC初始化为0000H，使单片机从0000H单元开始执行程序。 复位操作还对其他一些寄存器有影响，它们的复位状态如下表所列。 各特殊功能寄存器的复位值 1.4.2 复位条件 RST引脚为复位信号输入端。 当RST引脚为高电平，且有效时间持续24个振荡周期以上，才能复位。 1.4.3 复位电路 一、上电自动复位： 是通过外部复位电路的电容充电实现。 二、按键手动复位： 按键电平复位方式。 说明： 这里RC的充电电压 =0.45Vcc=0.45×5V≈2V，考虑到电路其它器件的影响，充电时间≈0.7RC≈10ms，所以要注意RC参数的选定，根据经验，一般的，当晶振为6MHz时，可取C=22uF，R=1kΩ；当晶振为12MHz时，可取C=10uF，R=8.2kΩ。 返回 1.5 并行I/O端口的结构特点 1.5.1 I/O端口概述 1.5.2 P0口 1.5.3 P1口 1.5.4 P2口 1.5.5 P3口 1.5.6 端口的负载能力和接口要求 返回 1.5.1 I/O端口概述 4个并行口除P1口外都有两个功能，其每个端口都具有准双向的特点，且都包括一个锁存器，一个输入缓冲器和一个输出驱动器。 学习端口内部逻辑电路，便于合理地使用端口，并为灵活设计外围电路作准备。 1.5.2 P0口 一、结构 二、P0口作为一般I/O口使用 三、P0口作为地址/数据总线使用 返回 P0口某位的结构图 读引脚 读锁存器 内部总线 写入 D CP Q Q 地址/数据 控制C MUX VCC T1 T2 P0.X 4 3 1 2 锁存器 1.5.3 P1口 一、P1口结构 二、P1口用作通用I/O P1口某位的结构图 读引脚 读锁存器 内部总线 写入 D CP Q Q VCC P1.X 1 2 锁存器 1.5.4 P2口 一、P2口结构 二、P2口用作一般I/O口 三、P2口用作高8位地址总线 P2口某位的结构图 读引脚 读锁存器 内部总线 写入 D CP Q Q 地址/数据 控制C MUX VCC P2.X 锁存器 1.5.5 P3口 一、结构 二、P3口作为通用I/O口使用 三、P3口用作第二功能使用 P3口某位的结构图 读引脚 读锁存器 内部总线 写入 D CP Q 第二输出功能 VCC P3.X 3 1 2 锁存器 4 第二输入功能 W 1.5.6 端口的负载能力和接口要求 1. P0～P3口作通用I/O口，输入时应先向各自的端口锁存器写入“1”（这就是“准双向”的含义）；输出时一般根据外设情况决定是否要外接上拉电阻（1KΩ～10 KΩ，推荐阻值：4.7