单片机原理及接口技术江汉大学教案教程.pptVIP

(3)位地址空间 20H-2FH为位寻址区，这16个单元的每一位都有一个8位的地址，位地址范围从00H-7FH，可由程序直接进行位操作。当然也可通过它们的字节地址访问，当作一般数据存储器使用。 51系列单片机提供布尔处理，可直接进行位操作。 在内部RAM中，既有字节地址又有位地址，两者的地址范围都是00H～7FH，使用时采用不同寻址方式来区分。 字节地址：直接寻址或间接寻址 位地址：位寻址 (4)特殊功能寄存器 MCS-51的I/O锁存器、定时器、串行口数据缓冲器以及各种控制寄存器和状态寄存器都以特殊功能寄存器（SFR）的形式出现，离散的分布在80H-FFH（128个字节）的范围内，51系列单片机可操作的寄存器有21个，其它地址保留（留给扩充功能使用）。 所有字节地址为8的整数倍的特殊功能寄存器都具有为位地址，共有11个。特殊功能寄存器的位地址一般不需记忆，只需记得相应的寄存器名，一般在汇编中用A.X的方式即可访问，由汇编程序完成地址的对应转换。 (5)外部数据存储器 当内部RAM不能满足数量上的要求时,可通过总线端口和其他I/O端口扩展外部数据RAM。 MCS-51提供了扩展64K程序存储器和64K数据存储器的能力。 对片内RAM和片外RAM的操作其区别是： 片内RAM操作时无读写信号产生 片外RAM操作时则有读写信号产生 单片机存储器结构小结 物理结构： 逻辑结构： 程序存储器 数据存储器 程序存储器 数据存储器 片内 片外 片内数据存储器 片外数据存储器 片内外统一编址程序存储器 独立编址？ 程序存储器 片内4KB 片外最多可扩展64KB 片内ROM 4KB (EA=1) 0000H 0FFFH 片外ROM 60KB 片外ROM 4KB (EA=0) 0000H 0FFFH 1000H FFFFH 问题：总的程序存储器容量为？ 64+4=68KB？ 统一编址 数据存储器 片内128B 片外最多可扩展64KB 片内RAM 128B 00H 7FH 片外RAM 64KB 0000H FFFFH 片内片外地址重叠！ 解决方法：不同的指令 MOV MOVX 独立编址 工作寄存器区 00H~1FH (32个) 分4个组 每个组都有8个寄存器R0~R7 工作区的选择由PSW.4 PSW.3确定 位寻址区 20H~2FH 16个字节，128个位 既可以字节寻址，也可以位寻址 51单片机特有的功能 可用于开关量控制 片内 RAM 堆栈或数据区 30H~7FH 堆栈指针SP 复位时堆栈设在07H，一般需要修改到30H之后 除了工作寄存器区、位寻址区和堆栈外的内部RAM都可作为数据缓冲区 特殊功能寄存器SFR 80H~FFH 21个 与片内RAM统一编址 有11个能位寻址（字节地址为8的整数倍） 未定义的单元是随机数，可读，不可写 A、B、PSW、DPTR、SP 片内 RAM 可扩展64KB 采用寄存器间接寻址方式访问 DPTR、R0、R1 R0、R1需要P2口配合，P2+R0(R1)组成16位地址 片外 RAM 单片机存储器结构总结 1.5 MCS-51的工作方式 复位方式 上电复位 手动复位 自动复位（WATCHDOG） 程序执行方式 ：从0000H单元开始 单步执行方式 ：用于调试时，每按键一次执行一步 低功耗工作方式与掉电保护 复位电路 复位操作有两种形式： 1）上电复位 2）按键复位 复位后单片机的初始状态： PC=0000H SP=07H P0~P3=FFH PSW=00H IP=IE 单片机 RST K +5V 200Ω 1K 30μF 1.6 单片机时钟及时序 时钟频率范围要求在1.2MHz～12MHz之间。 单片机的时钟信号的产生通常有两种有两种电路形式： 1．内部时钟方式：内部一个高增益反相放大器与片外石英晶体或陶瓷谐振器构成了一个自激振荡器。 ——XTAL1、XTAL2 晶体振荡器的振荡频率决定单片机的时钟频率。 2．外部时钟方式：外部振荡器输入时钟信号。 XTAL1 单片机 XTAL2 基本时序单位： 晶体振荡器的振荡周期或外部时钟的时钟周期 振荡频率二分频后形成状态周期，即一个状态周期包含2个振荡周期 振荡频率12分频后形成机器周期 机器周期：完成一个基本操作所需要的时间。 一个机器周期由12个时钟周期组成。 指令周期：一条指令的执行时间。 以机器周期为单位：单周期、双周期和四周期指令。 振荡频率、振荡周期(时钟周期)、状态周期、机器周期、指令周期几者的关系: 振荡频率f、振荡周期T: f=1/T 状态周期、振荡周期: 状态周期=2个振荡周期 机器周期、时钟周期： 机器周期=12时钟周期 指令周期、机器周期: 单