单片机应用技术第2章.ppt

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1、第2章80C51单片机内部结构和工作原理本章要点80C51系列单片机内部结构（关注面向用户的部分）外部引脚功能（重点是4个控制引脚和4个I/O端口）存储空间配置和功能（64KBROM、64KB外RAM和256B片内RAM）片内RAM结构和功能（分成3个物理空间：工作寄存器区、位寻址区和数据缓冲区）特殊功能寄存器的用途和功能（21个）程序计数器PC的作用和基本工作方式I/O端口结构、工作原理及功能时钟和时序（时钟频率和机器周期）复位电路、复位条件和复位后状态低功耗工作方式的作用和进入退出的方法ATMEL89系列单片机性能介绍2.1内部结构和引脚功能2.1.1内部结

2、构（见下图）80C51单片机内部包含的功能部件一个8位CPU一个片内振荡器和时钟电路4KBROM128B内RAM可寻址64KB的外ROM和外RAM控制电路两个16位定时/计数器21个特殊功能寄存器4个8位并行I/O口，共32条可编程I/O端线一个可编程全双工串行口5个中断源，可设置成2个优先级2.1.2引脚功能40个引脚大致可分为4类：电源、时钟、控制和I/O引脚。电源1）Vcc：电源（+5V）2）Vss：接地时钟XTAL1、XTAL2：晶体振荡电路反相输入端和输出端。控制线ALE/PROG:地址锁存允许/片内EPROM编程脉冲1）ALE：用来锁存P0口送出的低

3、8位地址（并行扩展）有效：P0口传送低8位地址信号无效：P0口传送8位数据信号2）PROG：片内有EPROM的芯片，在EPROM编程期间，此引脚输入编程脉冲。PSEN：外ROM读选通信号RST/VPD:复位/备用电源1）RST：该引脚上连续保持两个机器周期以上高电平。2）VPD：在Vcc掉电情况下，接备用电源。EA/VPP：内外ROM选择/片内EPROM编程电源1）EA：EA=“1”，先访问内ROM，当超过4KB时，自动转向外ROM。EA=“0”，只访问外ROM。8031片内无ROM，EA必须接地。2）VPP：片内有EPROM的芯片，在EPROM编程期间，施加编

4、程电源。I/O引脚（4个8位并行口，共32个引脚）P0口：8位双向I/O口并行扩展时，分时传送低8位地址和8位数据信号。P1口：8位准双向I/O口准双向：内部有固定的上拉电阻。P2口：8位准双向I/O口传送高8位地址P3口：8位准双向I/O口P3口第二功能P3.0（RXD）：串行口输入端P3.1（TXD）：串行口输出端P3.2（INT0）：外部中断0请求输入端P3.3（INT1）：外部中断1请求输入端P3.4（T0）：定时/计数器0外部信号输入端P3.5（T1）：定时/计数器1外部信号输入端P3.6（WR）：外RAM写选通信号输出端P3.7（RD）：外RAM读选

5、通信号输出端2.2存储空间配置和功能64KB程序存储器（ROM），包括片内和片外。64KB外部数据存储器（外RAM）256B（包括特殊功能寄存器）内部数据存储器（内RAM）。存储空间配置图ROM—>MOVC指令控制信号是PSEN和EA外RAM—>MOVX指令控制信号是P3口中的RD和WR。内RAM—>MOV指令2.2.1程序存储器（ROM）片外60KB：地址范围1000H-FFFFH片内4KB：地址范围0000H-0FFFH无论片内还是片外，地址空间是统一的，不重叠。读ROM是以程序计数器PC作为16位地址指针，依次读相应地址ROM中的指令和数据，每读一个字节，

6、PC+1→PC，这是CPU自动形成的。但是有些指令有修改PC的功能，例如转移类指令和MOVC指令，CPU将按修改后PC的16位地址读ROM。读外ROM的过程CPU从PC中取出当前ROM的16位地址，分别由P0口（低8位）和P2口（高8位）同时输出，ALE信号有效时由地址锁存器锁存低8位地址信号，地址锁存器输出的低8位地址信号和P2口输出的高8位地址信号同时加到外ROM16位地址输入端，当PSEN信号有效时，外ROM将相应地址存储单元中的数据送至数据总线（P0口），CPU读入后存入指定单元。2.2.2外部数据存储器（外RAM）读外RAM的过程外RAM16位地址分

7、别由P0口（低8位）和P2口（高8位）同时输出，ALE信号有效时由地址锁存器锁存低8位地址信号，地址锁存器输出的低8位地址信号和P2口输出的高8位地址信号同时加到外RAM16位地址输入端，当RD信号有效时，外RAM将相应地址存储单元中的数据送至数据总线，CPU读入后存入指定单元。写外RAM的过程写外RAM的过程与读外RAM的过程相同。只是控制信号不同，信号换成WR信号。当WR信号有效时，外RAM将数据总线（P0口分时传送）上的数据写入相应地址存储单元中。2.2.3内部数据存储器（内RAM）从广义上讲，80C51内RAM（128B）和特殊功能寄存器（128B）均属

8、于片内RAM空间，读写指