第一章单片机基础

单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,Company Logo,*,单击此处编辑母版标题样式,授课教师：刘晋胜,联系电话：,13828688969,QQ: 450285590,单片机原理与应用,单片机原理与应用,课程要求,1,教材内容介绍与说明,2,课程安排与考试安排,3,4,什么是单片机,Company Logo,（一）,课程要求,上课认真听讲,课后自觉学习,认真完成实验内容,Company Logo,（二）教材内容介绍与说明,单片机课程教学目的,单片机应用广泛,掌握单片机内容比较容易,市场对单片机人才需求大,课程目标,掌握但单片机硬件结构,掌握单片机软件编程（汇编或,C,）,掌握单片机的硬件设计,能够利用单片机开发系统,Company Logo,（二）教材内容介绍与说明,单片机原理及应用,-,内容比较新颖，用,C,和,proteus,;,-,围绕洗衣机控制系统安排内容。,主要内容,（,1,）,MCS-51,序列单片机硬件结构,（,2,）,MCS-51,序列单片机指令系统,（,3,）,MCS-51,序列单片机接口技术,Company Logo,（二）教材内容介绍与说明,参考资料,西安电子科技大学出版社,新编单片机原理与应用,潘永雄箸,Proteus,软件设计,protelDXP,电路设计与制版实用教程,Keil,使用教程,必备知识,C,语言程序设计,数字电路,Company Logo,（三）课程安排与考试安排,课程安排,5*15=74-12=62-6-4=52,一周综合实验,考试安排,考试，,19,周。,Company Logo,（四）,什么是单片机,单片机就是单片微型计算机(,Single-Chip,Microcomputer)。,是计算机的芯片化；,是处理器芯片之一；,Company Logo,（四）,什么是单片机,微型计算机系统的硬件部分通常由五部分组成:,输入设备,运算器,输出设备,控制器,存储器,Company Logo,（四）,什么是单片机,这种计算机系统通常由多块印刷电路板制成：,多板机,主板,显卡,声卡,存储器接口,网卡,输入输出接口,内存条,CPU,Company Logo,CPU,CPU,芯片,内存条,存储器接口,存储器芯片,输入输出接口,输入输出接口,芯片,定时计数器,芯片,A/D、D/A,芯片,单板机,印,刷,电,路,板,（四）,什么是单片机,Company Logo,zh,CPU,存储器,控制电路,定时器,时钟电路,I / O,口,单片机,（四）,什么是单片机,Company Logo,（四）,什么是单片机,中央处理器是单片机的核心部分，由运算器和控制器组成，主要完成算术运算、逻辑运算和逻辑控制功能。,存储器是有记忆功能的电子部件，分为只读存储器,ROM,和随机存储器,RAM,，也即是程序存储器,ROM,和数据存储器,RAM,。,Company Logo,第一章 单片机基础,单片机基础,单片机概述,1,MCS-51,单片机硬件基础,2,跑马灯,Proteus,仿真,3,Company Logo,（一）单片机概述,1,、单片机的发展,-,历程,1976-1978 初级8位单片机,Intel MCS-48,系列,1978- 高档8位单片机,Intel MCS-51,系列：,-51子系列：8031/8051/8751,-52子系列：8032/8052/8752,低功耗型80,C31,高性能型80,C252,廉价型89,C2051/1051,1983- 16,位单片机,Intel MCS-96,系列,8098/8096、80,C198/80C196,32,位单片机,80960,Company Logo,（一）单片机概述,1,、单片机的发展,-,趋势, 多功能,-,如把,A/D、D/A、,乃至多路模拟开关和采样/保持器也集成在单片微机芯片中；, 高性能,-,在单片微机中开始使用,RISC,体系结构、并行流水线操作和,DSP,等的设计技术提高速度和执行效率；, 全盘,CMOS,化趋势,-,采用二种半导体工艺生产，,CMOS,工艺实现低功耗；, 推行串行扩展总线,-,推行串行扩展总线可以显著减少引脚数量，简化系统结构。,Company Logo,（一）单片机概述,2,、单片机特点,种类多，型号全,体积小，成本低,面向控制,性能价格比高,(5)C,语音开发环境，易于开发,(6),外部扩展能力强,(7),抗干扰能力强，可靠性高,Company Logo,（一）单片机概述,3,、单片机的应用,工业控制,仪器仪表,计算机外部设备与智能接口,电子商务设备,(5),家用电器,(6),网络及通信,Company Logo,（一）单片机概述,4,、常用单片机介绍,Intel,公司系列单片机,MCS-48,、,MCS-51,、,MCS-96,三个系列。存储器采用哈佛结构，即程序存储器和数据存储器独立寻址。,Company Logo,（一）单片机概述,4,、常用单片机介绍,（,2,）,Philips,公司单片机,与,MCS-51,兼容，片内有,I2C,总线，,A/D,转换器等丰富的外围接口。,PHILIPS,单片机独特的创造是具有,I2C,总线，这是一种集成电路和集成电路之间的串行通信总线。也可用于多机通信。,Company Logo,（一）单片机概述,4,、常用单片机介绍,（,3,）,Motorola,公司单片机,通用型单片机的代表是,MC68HC11,系列，有几十个型号。,专用型单片机性价比高，应用时一般采用“单片”形式。典型产品如,MC68HC05/MC68HC04,。,Company Logo,（一）单片机概述,4,、常用单片机介绍,（,4,）,Atmel51,系列单片机,AT89C51,系列,标准型,Company Logo,（一）单片机概述,4,、常用单片机介绍,（,4,）,Atmel51,系列单片机,AT89C51,系列,高档型,Company Logo,（一）单片机概述,4,、常用单片机介绍,（,5,）,Microchip,公司的单片机,是世界上最有影响力的嵌入式微控制器之一。,PIC,八位单片机可分为基本级，中级和高级三个系列。,基本级：如：,PIC16C5X,PIC12C5XX,中级： 如：,PIC16C7X,，,PIC16C6X,等，带有,A/D,，,WDT,，,PWM,等功能。,高级： 如：,PIC17CX,，,PIC18CXX,。 增加硬件乘法器，,CAN,模块，参考电压等。,Company Logo,（一）单片机概述,4,、常用单片机介绍,（,6,）,TI,公司的单片机,德州仪器,TI,公司推出的,MSP430F14X,系列单片机是低功耗,Flash,型,16,位,RISC,指令集单片机。它采用冯,诺伊曼结构，具有丰富的外围接口，性价比极高。,Company Logo,（一）单片机概述,4,、常用单片机介绍,（,7,）,ARM,公司单片机,ARM,公司成立于,1990,年。由于,ARM,内核具有功耗低，成本低等显著优点，因此获得了众多半导体厂家和整机厂商的大力支持，在,32,位嵌入式应用领域获得了巨大的成功，在低功耗，低成本的嵌入式应用领域确立了市场领先地位。,Company Logo,目前，单片机种类繁多，性能各异。特别是专用单片机，产品种类更是数不胜数。这一方面为用户提供了广阔的选择空间，另一方面也为用户制造了选择难题。因此，全面了解单片机的技术发展，掌握不同种类单片机的性能特点，是正确选用单片机的基础。目前比较流行的单片机有：,MCS-51,系列单片机、,PIC,系列单片机、,MSP430,系列单片机、,MC68HC11,系列单片机、,AT89,系列单片机及各种,ARM,芯片。学习掌握这些单片机的性能特点，对开发高性能单片机应用系统至关重要。,查阅资料，学习总结目前比较流行的,MCS-51,系列单片机、,PIC,系列单片机、,MSP430,系列单片机、,MC68HC11,系列单片机、,AT89,系列单片机及各种,ARM,芯片的特点及适用范围。,实践,Company Logo,本次小结,产生对单片机的学习兴趣,什么是单片机,单片机发展,单片机应用,常用单片机型号,Company Logo,单片机基础,单片机概述,1,MCS-51,单片机硬件基础,2,跑马灯,Proteus,仿真,3,Company Logo,（二）单片机硬件基础,本章介绍,MCS-51,单片机的结构及各部分的功能。如内部结构框图、外部封装形式、标准封装的管脚分布及功能、单片机的三总线；存储器系统、专用功能寄存器等。,知识点包括：,（,1,）单片机结构框图 （,2,）基本配置,（,3,）三总线的组成 （,4,）存储器系统功能,（,5,）片内,RAM,功能分区（,6,）,SFR,功能,（,7,）复位、时钟及指令周期。,Company Logo,（二）单片机硬件基础,1,、内部结构,MCS-51,单片机种类繁多，性能各异，但其基本组织结构基本相同。,MCS-51,单片机的组成,：,1）运算器,2）控制器,3,）串,/,并行,I/O,接口,4）定时器/计数器,5）片内中断处理系统,6,）存储器,7,）时钟电路,8,）总线,Company Logo,Company Logo,Company Logo,（二）单片机硬件基础,2,、封装,Company Logo,（二）单片机硬件基础,3,、引脚,电源和晶振,VCC(40):,接,+5V,电源正端,VSS(20):,接电源地端,XTAL1(19):,接外部石英晶体的一端,XTAL2(20):,接外部石英晶体的另一端,I/ O,口引脚,4个8位并行,I/O,接口引脚,P0.0 P0.7 、P1.0P1.7 、P2.0P2.7,和,P3.0P3.7,为多功能引脚，可自 动切换用作数据总线、地址总线、控制总线和或,I/O,接口外部引脚,控制线,ALE/PROG(30),：地址锁存有效信号输出端；,EA/VPP(31),：片外程序存储器选择信号端和编程电源输入端；,PSEN(29),：片外程序存储器读选通信号输出端，低电平有效；,RST/V,PD,(9),：复位信号端和后备电源输入端。输入,10,ms,以上高电平脉冲，单片机复位。,V,PD,使用后备电源，可实现掉电保护。,Company Logo,（二）单片机硬件基础,3,、引脚,MCS51,单片机的三总线结构：,数据总线,DB,由,P0,口组成,8,位的数据总线。,地址总线,AB,从,P0,口输出低,8,位地址，经,373,锁存器锁存作为低位地址,A0-A7,，由,P2,口输出高,8,位地址,A8-A15,组成,A0-A15,共,16,位的地址总线。,控制总线,CB,由,RST,，,/EA,，,/PSEN,，,ALE,，以及,/WR,，,/RD,等组成。,Company Logo,（二）单片机硬件基础,3,、引脚,P0,P1,P2,P3,RST,EA,ALE,PSEN,XTAL1,XTAL2,MCS-51,数据,P0,总线,地址,P0+P2,总线,控制,RST/ALE,总线,EA /PSEN,WR RD,I/O,口,P1,口,第二,RXD/TXD,功能,端口,INT0/INT1,T0 T1,8,8,8,8,MCS-51,Company Logo,（二）单片机硬件基础,4,、输入,/,输出端口,MCS-51,单片机共有四个,8,位的并行双向口，共计有,32,根输入,/,输出,(I/O),口线。,各端口的每一位均有锁存器，输出驱动器和输入缓冲器。,它们在结构上有一定的差异，所以各端口的性质和功能也各不相同。,Company Logo,（二）单片机硬件基础,4,、输入,/,输出端口,-P1,P1,口,(18,脚,)P1.0P1.7,统称为,P1,口；,可作为准双向,I/O,口使用；,对于,52,子系列，,P1.0,与,P1.1,还有第二功能：,P1.0,可用作定时器,/,计数器,2,的计数脉冲输入端,T2,；,P1.1,可用作定时器,/,计数器,2,的外部控制端,T2EX,。,P1,口电路图如下图,Company Logo,P1,口：输入,/,输出,I/O,口,1,0,V2,被截止,1,作为输出口（输出,1,）,作为输入口,执行,SETB P1,.x,1,Company Logo,准,双向口：,从图中可以看出，在读入端口数据时，由于输出驱动,FET,并接在引脚上，如果,T2,导通，就会将输入的高电平拉成低电平，产生误读。所以在端口进行输入操作前，应先向端口锁存器写,“,1,”,，使,T,截止，引脚处于悬浮状态，变为高阻抗输入。这就是所谓的准双向口。,D Q,CLK Q,P1.n,读,锁存器,内部总线,写,锁存器,读,引脚,V,CC,R,T,P1,口引脚,Company Logo,（二）单片机硬件基础,4,、输入,/,输出端口,-P0,P0,口,(3239,脚,),P0.0P0.7,统称为,P0,口。,在不接片外存储器与不扩展,I/O,口时，可作为准双向输入,/,输出口。,在接有片外存储器或扩展,I/O,口时，,P0,口分时复用为低,8,位地址总线和双向数据总线。,P0,口电路图如下图,Company Logo,P0,口：地址/数据复用口,作为,I/O,端口,0,Company Logo,P0,口：地址/数据复用口,作为地址,/,数据总线,1,G1,G2,Company Logo,（二）单片机硬件基础,4,、输入,/,输出端口,-P2,P2,口,(2128,脚,),P2.0P2.7,统称为,P2,口；,一般可作为准双向,I/O,口使用；,在接有片外存储器或扩展,I/O,口且寻址范围超过,256,字节时，,P2,口用作高,8,位地址总线,(,输入时要先置）,P2,口电路图如下图,Company Logo,P2,口：,I/O,地址口,Company Logo,（二）单片机硬件基础,4,、输入,/,输出端口,-P3,P3,口,(1017,脚,)P3.0P3.7,统称为,P3,口；,除作为准双向,I/O,口使用外；,还可以将每一位用于第二功能，而且,P3,口的每一条引脚均可独立定义为第一功能的输入输出或第二功能。,3,口的第二功能就是做控制总线要用分别列出各端口的对应的功能,Company Logo,P3,口：,I/O,第二功能口,Company Logo,P3,口的第二功能,引脚,符号,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，低电平有效,P3.3,INT1,外部中断,1,请求输入端，低电平有效,P3.4,T0,定时器,/,计数器,0,计数脉冲输入端,P3.5,T1,定时器,/,计数器,1,计数脉冲输入端,P3.6,WR,外部数据存储器,写,选通信号,输出端,，低电平有效,P3.7,RD,外部数据存储器,读,选通信号,输出端,，低电平有效,Company Logo,Mcs-51,引脚功能归纳,:,4,个并行,I/O,口均由内部总线控制,端口功能复用会自动识别,不用用户选择,.,P0,是,8,位漏级开路的准双向,I/O,口,可驱动,8,个,LSTTL,负载,作地址,/,数据总线口时,是一真正双向,I/O.,P1,是,8,位准双向,I/O,口,具有内部上拉电阻,可驱动,4,个,LSTTL,负载。,P2,同,P1,，并可作为高,8,位地址总线。,P3,同,P1,，,P3,口的所有口线都具有第二功能。,单片机功能多，引脚少，因而许多引脚都具有第二功能。,单片机对外呈现三总线形式：,P0,，,P2,组成,16,位地址总线；,P0,口分时复用为数据总线；由,ALE,，,/PSEN,，,RST,，,/EA,与,P3,口中的,/INT0,（,1,），,T0,，,T1,，,/WR,，,/RD,共,10,个引脚组成控制总线。,Company Logo,画出端口常用的输入输出电路。,(,用,PROTEL,或,PROTEUS),实践,LED,驱动,Company Logo,画出端口常用的输入输出电路。,(,用,PROTEL,或,PROTEUS),实践,继电器,Company Logo,画出端口常用的输入输出电路。,(,用,PROTEL,或,PROTEUS),实践,端口输入电路,Company Logo,本次课小结,了解单片机的内部结构,熟悉单片机的各种封装,掌握单片机的,40,个引脚,掌握单片机的输入输出端口,P0-P3,Company Logo,（二）单片机硬件基础,5,、存储器,结构形式和一般特点,80C51,单片机存储器包括,程序存储器,ROM,和数据存储器,RAM,。,51,单片机,存储器的结构形式采用,程序存储器和数据存储器相互独立的哈佛结构。,控制程序和暂存数据有各自的寻址空间、寻址方式（用不同指令）和控制系统。,PC,机采用程序存储器和数据存储器合用同一个存储器系统的普林斯顿,或冯,.,诺依曼,结构。,Company Logo,单片机存储器映像图,Company Logo,（,1,）物理上分成,4,个存储器空间：,片内程序存储器,ROM,、,片外程序存储器,ROM,；,片内数据存储器,RAM,、,片外数据存储器,RAM,。,（,2,）,逻辑上分成,3,个地址空间：,片内、片外统一编址的,64KB,程序存储器空间；,片内,256B,的数据存储器地址空间；,片外,64KB,的数据存储器空间。,（,3,）在寻址方式上分成：,直接寻址和间接寻址,方式。,（,4,）不同的存储空间采用,3,种不同的指令寻址：,对于程序存储器查表，用,MOVC,指令寻址；,对片内,RAM,传送数据用,MOV,指令寻址；,对片外,RAM,读、写用,MOVX,指令寻址,。,Company Logo,（二）单片机硬件基础,5,、存储器,-,程序存储器,ROM,类型有：,掩膜,ROM,、,EPROM,、,E2 PROM,、,FLASH ROM,、,OTPROM,。,分成片内和片外两部分，由,EA,引脚接高（内）或接地（外）决定。,片内外统一编址，最大寻址范围,64KB,。,Company Logo,（二）单片机硬件基础,5,、存储器,-,程序存储器,（,2,）程序存储器特定的复位入口地址,MCS-51,单片机复位,/,中断入口地址,入口地址,名 称,0000H,程序计数器,PC,地址,0003H,外部中断,INT0,入口地址,000BH,定时、器,T0,溢出中断入口地址,0013H,外部中断,INT1,入口地址,001BH,定时,/,计数器,T1,溢出中断入口地址,0023H,串行口接收,/,发送中断入口地址,002BH,定时,/,计数器,T2,溢出中断入口地址（仅,52,单片机有）,Company Logo,（二）单片机硬件基础,5,、存储器,-,数据存储器,分成片内,/,外,RAM,，内外地址重叠。,片外,RAM,寻址范围,0,64KB,，只能用,MOVX,指令间接寻址。,片内有,128B/256B,的,RAM,，用,MOV,指令寻址,。,00H-7FH,片内,128BRAM,空间,为,80C51,固有片内,RAM,，,可以直接或间接寻址；,80H-FFH,高,128B,空间仅,80C2,单片机有，只能间接寻址。,Company Logo,（二）单片机硬件基础,5,、存储器,-,数据存储器,片内,RAM,的,00H-7FH,地址空间的功能划区：物理上分成,工作寄存器区，位寻址区，数据缓冲区,三个区域，应用中分成,工作寄存器区，位寻址区，数据缓冲区和堆栈区。,（,1,）,00H-1FH,为工作寄存器区,，,该区分成,4,组，每组都有,R0-R7,八个工作寄存器（但地址不同）。由,PSW.3(RS0),和,PSW.4(RS1),两位来选区,。,（,2,）,20H-2FH,为位寻址区,，共,16,个字节单元,128,位,，,位地址,00H,7FH,位,。,（,3,）,30H-7FH,为数据缓冲区,；,（,4,）,可浮动的堆栈区设在,07H,为栈底的片内,RAM,中合适的区域。,Company Logo,（二）单片机硬件基础,5,、存储器,-,数据存储器,内部数据存储器,Company Logo,（二）单片机硬件基础,5,、存储器,-,数据存储器,特殊功能寄存器,SFR:,(1),片内,RAM 80H-FFH,中分布在,21,个单元（,52,系列单片机有,26,个）；,(2),主要功能：主要用于对片内,13,个单元操作管理。包括,4,个端口、,5,个中断（含两个外中断、两个定时器,/,计数器、串口）、,SP,、,DPTR,、,PSW,、,PCON,。,(3),占用字节地址：80,HFFH;,位寻址寄存器：其字节地址可被8整除。,专用寄存器：,A、B、PSW、DPTR、SP,I/O,接口寄存器：,P0、P1、P2、P3、SBUF、TMOD、TCON、SCON,Company Logo,Company Logo,（二）单片机硬件基础,5,、存储器,-,数据存储器,特殊功能寄存器,SFR:,B,A,PSW,SP,DPTR,PC,(1),B,寄存器,B,寄存器是一个,8,位寄存器，即可作为一般寄存器使用，也可用于乘除运算。做乘法运算时，,B,是乘数。乘法操作后，乘积的高,8,位存于,B,中。做除法运算时，,B,存放除数。除法操作后，余数存放在,B,中。,（,2,）累加器,ACC,（,Accumulator,）,累加器,A,是在编程操作中最常用的专用寄存器，功能较多，可按位寻址。,Company Logo,（二）单片机硬件基础,5,、存储器,-,数据存储器,特殊功能寄存器,SFR:B,A,PSW,SP,DPTR,PC),(3),程序状态字,PSW,Company Logo,（二）单片机硬件基础,5,、存储器,-,数据存储器,特殊功能寄存器,SFR:B,A,PSW,SP,DPTR,PC),(,4,),堆栈指针,SP,堆栈指针,SP,寄存器指示出堆栈顶部在内部数据存储器中的位置。,系统复位后，,SP,初始化为,07H,，如果不重新设置，就使得堆栈由,08H,单元开始。,入栈的第一个数据必须存放于,SP+1,所指存储单元，故实际的堆栈底为,SP,初值,+1,所指的存储单元。,Company Logo,Company Logo,（二）单片机硬件基础,5,、存储器,-,数据存储器,特殊功能寄存器,SFR:B,A,PSW,SP,DPTR,PC,),（,5,）数据指针,DPTR,寄存器,数据指针,DPTR,由两个,8,位寄存器,DPH,和,DPL,组合而成一个,16,位专用寄存器，其中,DPH,为,DPTR,的高,8,位，,DPL,为,DPTR,的低,8,位。,(6),程序计数器,PC,程序计数器,PC,中存储的是将要执行的指令地址，是一个,16,位的计数器。寻址范围达,64KB,。,Company Logo,（二）单片机硬件基础,6,、时钟,单片机时钟,单片机工作时，是在统一的时钟脉冲控制下有序进行的。这个脉冲是由单片机控制器中的时钟电路产生的。,时钟电路由振荡器和分频器组成，振荡器产生基本的振荡信号，然后进行分频，得到相应的时钟。,振荡电路通常有两种方式：内部振荡方式和外部振荡方式。,Company Logo,）内部振荡方式,MCS-51,单片机片内有一个用于构成振荡器的高增益反相放大器，引脚,XTAL1,和,XTAL2,分别是此放大器的输入端和输出端。把放大器与作为反馈元件的晶体振荡器或陶瓷电容连接，就构成了自激振荡器，其输出就是时钟脉冲。电路如图所示。图中，电容,C1,、,C2,在,30pF,左右，晶振一般为,1.2,到,12MHz,之间。常用的有,11.0592,及,12MHz,CYS,C1,C2,（二）单片机硬件基础,6,、时钟,Company Logo,2,外部振荡方式,1),外部振荡方式就是把外部已有的时钟信号引入单片机内，,HMOS,型单片机的电路如图所示 。对于,CHMOS,型单片机，,XTAL1,接片外振荡脉冲输入端，,XTAL2,悬空。,外部中断源,（二）单片机硬件基础,6,、时钟,Company Logo,1,）振荡信号通过内部时钟电路，经过分频，得到相应的时钟信号。如图所示,:,振荡器,/2,Q,P1,P2,时钟发生器,振荡周期,/3,/6,状态周期,锁存周期,ALE,机器周期,XTAL,XTAL,CYS,C1,C2,（二）单片机硬件基础,7,、时序,Company Logo,（二）单片机硬件基础,7,、时序,振荡周期：,晶体振荡器的周期。,状态周期：,振荡信号经二分频后形成的时钟脉冲信号，用,S,表示。一个状态周期的两个振荡周期作为两个节拍分别称为节拍,P1,和节拍,P2,。在,P1,有效时，通常完成算术逻辑操作；在,P2,有效时，一般进行内部寄存器之间的传输,。,机器周期：,通常将完成一个基本操作所需的时间称为机器周期。一个机器周期包含,6,个状态周期，用,S1,、,S2,、,.,、,S6,表示；共,12,个节拍，依次可表示为,S1P1,、,S1P2,、,S2P1,、,S2P2,、,、,S6P1,、,S6P2,。,指令周期：,CPU,执行一条指令所需要的时间。,CPU,执行指令是在时钟脉冲控制下一步一步进行的，由于指令的功能和长短各不相同，因此，指令执行所需的时间也不一样。一个指令周期通常含有,1,4,个机器周期,。,Company Logo,P,1,P,2,S,1,振荡周期,时钟周期,机器周期,机器周期,指令周期,XTAL,2,(OSC),S,2,S,3,S,4,S,5,S,6,S,1,S,2,S,4,S,5,S,3,S,6,P,1,P,1,P,1,P,1,P,1,P,1,P,1,P,1,P,1,P,1,P,1,P,2,P,2,P,2,P,2,P,2,P,2,P,2,P,2,P,2,P,2,P,2,振荡周期、时钟周期、机器周期和指令周期,下一页,若,MCS-51,单片机外接晶振为,12MHz,时，则单片机的四个周期的具体值为：,振荡周期,1/12MHz,1/12s,0.0833s,时钟周期,1/6s,0.167s,机器周期,1s,指令周期,1,4s,Company Logo,（二）单片机硬件基础,复位的作用使单片机初始化操作，这时,PC=0000H,，即从,0000H,单元开始运行程序。,复位时在,RST,端必须保持,2,个机器周期以上的高电平才能保证可靠复位。,复位是单片机的初始化操作，它的主要功能是把机器恢复到起始状态。下表给出了,MCS-51,单片机的初始化状态。,除单片机在开机时要复位外，在运行过程中，当由于程序出错或操作错误使系统死机时，也可以按复位建,RET,重新启动，使机器进入初始化状态。,8,、复位,特殊功能寄存器,复位状态,特殊功能寄存器,复位状态,A,00H,TMOD,00H,B,00H,TCON,00H,PSW,00H,TH0,00H,SP,07H,TLO,00H,DPL,00H,TH1,00H,DPH,00H,TL1,00H,P0P3,FFH,SBUF,B,IP,0000B,SCON,00H,IE,0,00000B,PCON,0,B,Company Logo,产生复位信号的电路叫复位电路。,MCS-51,单片机通常采用上电自动复位、按键手动复位两种方式。如下图所示,：,VCC,VCC,RST,VSS,10uf,10,MSC-51,VCC,VCC,RST,VSS,MSC-51,10K,1K,10uf,图（,a,）：上电自动复位,图（,b,）：按键手动复位,（二）单片机硬件基础,复位电路图,Company Logo,MCS-51,单片机的,CHMOS,器件有两种低功耗方式：待机,(,休眠,),方式和掉电保护方式，它们是由电源控制寄存器,PCON(97H),中的,PD,、,IDL,两位来控制的。,PCON,控制寄存器的格式如下：,SMOD,-,-,-,GF0,GF1,PD,IDL,SMOD,：,波特率倍增位，在串行通信时使用。若使用定时器,T1,产生波特率且该位置,1,，则在串行口工作于方式,1,、,2,、,3,时波特率乘,2,。,GF1,：,通用标志位；,GF0,：,通用标志位,PD,：,掉电方式位，,PD,1,，则进入掉电方式。,IDL,：,待机方式位，,IDL,1,，则进入待机方式。,（二）单片机硬件基础,9,、低功耗工作方式,Company Logo,待机和掉电时的工作状态,（,1,）待机方式：,当,PCON(0)=1,时,CPU,不工作，但振荡器仍向中断系统提供时钟。,退出待机方式：通过中断事件或复位退出。退出时,PCON.0,位被硬件自动清零。,（,2,）掉电保护方式：,当,PCON(1)=1,时,振荡器停振，单片机停止一切工作，只有片内,RAM,的内容被保存。掉电电压可以降到,VCC=2V,。,退出掉电方式：通过有硬件（上电）复位，在复位端保持,2,个机器周期以上的高电平,。,（二）单片机硬件基础,9,、低功耗工作方式,Company Logo,单片机基础,单片机概述,1,MCS-51,单片机硬件基础,2,单片机最小系统硬件设计,3,Company Logo,Company Logo,