《片机基本结构》课件

单片机原理及应用2单片机基本结构（2）（51单片机并口及并口应用）（51单片机晶振和复位）（工作状态和时序） 1 51单片机的并行接口n 51单片机I/O具有4组，每组8位，共32位并行接口，按“第二功能”不同，结构也稍有不同。n P0口：并口/数据地址总线n P1口：并行接口n P2口：并口/地址高8位n P3口：并口，每个引脚还有不同功能：RXD;TXD;INT0;INT1;T0;T1;WR;RD 标准并行接口电路框图引脚锁存器RD数据WR方向 DIR （需要设定方向）三态门 51单片机P1口引脚锁存器读寄存器数据WR QQ VCCRT 读引脚 51单片机P0口引脚锁存器读寄存器数据WR QQ VCCT 多路器MUX地址/数据控制（H）读引脚 51单片机P2口引脚锁存器RD数据WR QQ VCCT 多路器MUX地址/数据控制（H）R读引脚 51单片机P3口引脚锁存器RD数据WR QQ VCCT第二输出功能 第二输入功能读引脚 51单片机并口应用小结n并口基本功能：n作为输出口用时，直接和外设相连；n作为输入口时，有读端口和读引脚两种工作方式；n读端口时实际上并不从外部读入数据，而只是把端口锁存器中内容对如到内部总线，对引脚时才真正地把从外部加到引脚上的数据读入到内部总线； n对引脚时，要先通过指令，把端口锁存器置1，然后再实行读引脚操作。 四个通道特性上的差别主要是通道0、通道1、通道2、通道3都还有第二功能，而通道1则只能用作I/O口：n通道0还可作为低8位地址总线和8位数据总线使用；n通道2的第二功能是作为高8位地址总线使用；n通道3的每一位都有各自的第二功能。 n并口第二功能随指令变化：1.使用MOVX/MOVC指令时，P0/P2口自动切换到“地址、数据”方式2. P3口第二功能是“直通”的，可以直接输出：WR、RD、TXD,直接输入：INT0、INT1、T0、T1、RXD。由程序和电路直接相应(预先设定功能，采用相应指令） 其他：n通道0作为I/O输出时，需要上拉电阻。驱动MOS电路时，阻值为4.7K欧姆，驱动LED显示器时为470欧姆；n通道0作为数据/地址线工作时，不需要上拉电阻； 并口输出应用举例VCCR2kPx.x OUT VCC220LED继电器 单片机连接光耦合器件 2 89C51晶振电路电容：2033pf（常：30pf）晶体：1.216MHZ（常：12M）XTL1XTL2 XTL1XTL2外接时钟不接 3 MCS-51单片机的工作方式n复位方式下面细讲n程序执行方式n单步执行方式：需要用到中断，在“中断系统”中讨论n掉电和节电方式：在“串行接口”波特率设定中讲n编程和校验方式：指固化程序和读出已经固化的程序功能，本课程不作讨论。 复位电路 上电复位时序时间t上电电容充电复位结束，单片机工作 大于24个晶振周期宽度(复位期）Vcc电容电压RES引脚电压 复位后寄存器状态n PC0000 程序从0000开始执行，ROM的这个地址也称为“复位地址”n PSW=0 其中RS0,RS1=0，默认主程序使用寄存器组0n SP=07 堆栈从RAM的07地址开始，一般需要更改堆栈栈底值n P0P3=FFH 引脚输出高电平n IE=0X000000B 所有中断被关闭n IP=0X000000B 所有中断无优先级 n TMOD=00 定时器T0,T1模式0n TCON=00 定时器不工作.n SCON=00 串行口默认使用方式0n PCON=0XXX0000B 无电源管理，无波特率2倍设置n其他如ACC;DPTR;TH0;TL0;TH1;TL1;SBUF等可以不关心。 在复位后，程序计数器PC的值是0000H，这表明程序的第一条指令必须存入内存的0000H单元，程序才可能在复位后，直接运行。 复位不影响RAM的内容。 自动上电复位。 单片机的基本工作方式。n执行的程序可以放在内部ROM、外部ROM或者同时放在内外ROM中。n真正的程序一般不可能从0000H开始存放，因此需要在0000H单元可是存放一条转移指令，从而使程序跳转到真正的程序入口地址。 单步执行方式n按一次键，执行一条指令。n可以利用MCS-51的中断控制来实现。n一般用于调试。 掉电和节电方式n在掉电方式下，片上的时钟振荡电路停止工作，CPU也停止各种活动。n在节电方式下，内部时钟并不停止工作，只是去CPU的路径被门电路切断，但仍然供应中断电路、定时器和串行口。可产生中断来结束节电方式。 n CPU的所有工作都是在时钟信号控制下进行的。n CPU发出的控制信号有两类：一类是用于CPU内部的；另一类通过控制总线送到片外。4. MCS-51单片机的时序 4.1 机器周期和指令周期n在讨论时序时，以机器周期作为单位。n MCS-51的一个机器周期包括12个振荡周期（时钟周期），分为6个S状态：S1S6。每个状态又分为两拍，称为P1和P2。 n每条指令都由一个或几个机器周期组成，在MCS-51Hong，有单周期指令、双周期指令和四周期指令。 指令时序振荡周期ALE输出状态周期读操作码（无效）读第二字节 ADD A,#dataS1 S2 S3 S4 S5 S6读操作码S1 S2 S3 S4 S5 S6读操作码(单周期）机器周期 时序要点：n一个指令周期1，2或者4个机器周期n一个机器周期12个晶振周期n一个机器周期输出两个ALE脉冲即：n ALE的输出频率fALE（1/6）fOSCn如果使用晶振频率为12MHZ，则fALE 2MHZ，指令执行时间1，2，4微秒。 4.2 MCS-51指令的取指/执行时序 4.3访问外部ROM和外部RAM的时序 对MCS-51系统的存储器扩展，有以下几点需要注意：（1）存储器芯片。ROM和RAM都有独立的数据线、地址线和若干控制线，而MCS-51芯片则没有。因此需要锁存器来形成16位地址。5. MCS-51单片机外部存储器的扩展 n（2）在扩展外部ROM时，用控制信号PSEN，而在扩展外部RAM时，用控制信号RD和WR。n（3）在选用外接存储器时，应注意ALE信号与锁存器选通信号的配合。 地址数据扩展电路 A8A15A8A15A8A15 A0A7A0A7A0A7扩展后的地址数据时序P0 D0D7 A0A7 D0D7 A0A7 D0D7 A0A7ALEP2373出 74LS373 是一种“透明”的8D锁存器，当LE引脚为“高”时，输出输入。低电平时锁定数据。 Intel 8282 类似，但引脚不一样。 不能用其它锁存器代替。 5.1 程序存储器的扩展 3.5.2 数据存储器的扩展 n 8031和AT29LV040A的连接q 512KB分为8个64KB,使用P1的3根口线来选择q FLASH既作程序存储器（PSEN),地址为0000FFFFH(64KB),又作数据存储器(RD和ER),地址为10000FFFFFH(448KB)3.5.3 单片机和FLASH存储器的连接 n 8031和AM29F016B的连接q AM29F016容量为2MB,地址线21根，分为32K一段，段内使用A0A14。共分为64段，,由P2.7的高脉冲选通74374锁存器，P0口送段地址A15A20。