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毕业设计 (论文 )外文资料翻译 系 部： 电子电气工程系 专 业： 电子信息工程系 姓 名： 学 号： 外文出处： 8051 附 件： 资料翻译译文； 指导教师评语： 签名： 年 月 日 附件 1：外文资料翻译译文 第 2章 硬件结构 产并且推向市场的。其他的芯片生产厂商，诸如西门子、 富士、飞利浦也获得了 列微控制器的许可证。在 列中，每种型号 的微控制器都有着其各自独特的功能，以便与种特殊的装置能够相匹配。 在这一章节中，我们将介绍 附录 例如： 8051)。这个附录只是为更进一步的研究作参考。例如像在电类模具设备上。 硬件的许多特性都附一短的指令加以阐明，每条指令也都给出了简短的解释，指令设置的完整内容将会在在第三章中会看到。在附录 A 中可以看到 8051 指令的集合，或是从附录 051每条指令的定义。 8051 是 列中最常见的一种芯片，也是此系列中最先面世的型号。它的特性总结如下： 4厂掩膜预编程） 128B 4个 8位输入 输出口 2个 16位的定时器 1个串行接口 64 64布尔处理机（进行位处理） 210个位寻址空间 4 除法 者不同容量的片上 者 是 拥有第三个定时器。每种型号还提供了低功耗的 本 (见表2 8051 在本书中泛指 列的所有型号，如果具体讨论某种型号 的增强功能，会用其型号说明的。 上面所提到的各种特征都包含在图 2051的结构框图中（也可参见附录 D）。 8051的引脚 这一节从外部引脚来介绍 8051硬件结构 (见图 2各引脚功能简述如下： 如图 28051的 40个引脚，其中有 32个是作为 I/这 32条 I/O 口线中，有 24 个是具有两种用途 (8032/8052 有 26 个 )，它们既可作为 I/是作为控制线又或是作为地址或数据总线的一部分使用。 设计最小外存储器或是其他外部组件设计中，这些口时作为通用 I/O 来使 用。每个端口的 8 根线在类似打印机、 AD 转换等设备的连接中，可以作为一个整体使用，又或是像开关、 体管、电磁铁、电动机、扩音器等单个“位”控制的设备连接中，每根线又可以独立使用。 0口 8051芯片的 32 39脚为 为双用途 I/组件设备最小化设计中，它作为通用 I/接有片外存储器的较大设备中，它又可以复用为地址总线和数据总线 (见 “外存储器” )。 1口 1 8 脚为 ，专用于 I/O。这些引脚设计为 ，当外部设备发送请求时作为接口使用 。对 来说，无其他功能，因此它们单独用于与外部设备连接的接口。但 8032/0852芯片例外， 。 2口 21 28脚 )可作为双用途 I/接有片外存储器或扩展 I/56 字节时， 位地址总线 (见 存储器” )。 3口 (10 17 脚 )作为双用途 I/O 口使用。 8051 中，这些引脚具有多功能，除作为通用 I/O 外，每一位还可以将用于第二个特殊功能。 和 引脚第二个功能总结 如表 2 程序存储使能信号 ) 8051有 4个专用总线控制信号。程序存储使能信号 (是通过引脚 29输出的信号，它是选通外部程序（代码）存储器的控制信号。它通常连接到 脚以便读取其中的程序。 在读取指令阶段， 低电平。程序的二进制代码（操作码）通过数据总线被读取，并且锁存到 8051 指令寄存器等待译码。在执行内部 8051/8052）中的指令时， 电平）。 地址锁存使能信号 ) 号通过引脚 30 输出，对于 使用过 8088 或是 8086 微处理器的人来说应该非常熟悉。 8051同样使用 号分离复用的地址总线和数据总线。当 存储器存取周期的前半周期，号将总线上的地址存入外部寄存器，接着，当数据改变时，在存取的后半周期 见 存储器”）。 号脉冲频率是 1/6 个片上振荡器工作频率，可以作为系统其它部分的通用时钟。如果 8051 的晶振周期为 12么， 一的例外是在执行 令时，会有一个 冲错过（见图 2在 本的8051上，这个引脚还可用来输入编程脉冲。 A (外部访问信号 ) 号通过引脚 31 输入，通常接高电平（ +5V）或是低电平（接地）。若是高电平，当访问的指令位于存储器中低地址的 4K/8K 内， 8051/8052 执行内部存储器中的程序；若是低电平，仅执行外部存储器中的程序（同时 在8031/8032芯片上， 为它们没有片上程序存储器。如果 8051/8052的 么内部 用，执行的程序来自外部 051上， 21于内部 复位信号 ) 输入，它是 8051的主复位信号。 个机器周期的高电平，那么内部寄存器就是被置为一个合适的数值，以便系统顺序启动（位 ” ） 。 上振荡器输入 如图 2示， 8051 包含一个片上振荡器，驱动它的典型方法是在引脚 18 和引脚 19 之间用一 个 晶振连接，正如所示的，还有稳定电容。 列的大多数芯片正常的晶振频率为 1280振频率高达 16能工作。片上振荡器不一定需要晶振来驱动。如图 2051连接。 源接口 8051的工作电压为 +5V。 0 上， ）接在引脚 20上。 I/图 2要描述了端口引脚的内部电路。往一个端口引脚写入数据时，数据会被送入端口锁存器中，锁存器驱动一个场效应管与端口引脚连接。端口 1、 2、 3可以驱动 4 个低功耗的肖特基 载， 可以驱动 8 个 载（见附录 注意， 没有上拉电阻（但作为外部地址总线 /数据总线时除外）。根据所驱动的设备的输入特性来看，也许会需要外角上拉电阻。 8051具有“读取锁存器”和“读取引脚”这两种功能。如果负载很大时（例如，驱动晶体管的基极），“读取 修改 写入”一类的指令（如 锁存器中读取数据以免错误地判断引脚电平。输入一个端口位的指令（如 ,取的是引脚上的数据。在这种情况下，锁存器内容必须为 1，否 则输出场效应管导通，会拉低输出电平。系统复位重置锁存器后，没有准确设置端口锁存器也可以使用端口引脚作为输入。但是，如果端口锁存器没有被清除（如 就不能把该端口作为输入使用，除非先把对应的锁存器进行设置（如 图 20口、 3口第二功能的电路。当使用第二功能时，输出驱动器会适当的切换为内部地址信号（ ）、地址 /数据信号（ ）或是控制信号（ 存储器组织 大多数微处理器中的数据和程序会共用存储空间。这是合理的，因为程序通 常存储在磁盘中，执行时载入到 此数据和程序同时存储在系统 另一方面呢，微控制器又很少被用作“计算机系统”的 是作为面向控制的设计中的核心部件。这样的设计中，存储器空间有限，没有磁盘驱动器和磁盘操作系统。控制程序必须存储在 为此， 8051将程序（代码）和数据的存储空间分开。如表 2码和数据存储器可是内部的，也可以是外部存储器，它最大可以扩展到 64K 代码存储器和64 内部存储器由片上 有 8051/8052）和片上数据 上 寻址存储器、寄存器和专用寄存器等许多用途的存储器组成。 两个显著的特点：（ a）寄存器和输入 /输出端口为存储器映射，像其他存储器地址一样可以很容易找到；（ b）堆栈存储在内部 微处理器通常存储在外部 图 2结了不带 8031 的存储空间，略去了片上存储器的细节（ 8032/8052的增强部分将在后面介绍）。 图 2出了片上数据存储器的细节。正如所示，内部存储器空间被分为寄存器组（ 00H 1位寻址 20H 2通用 30H 7专用寄存器（ 80 下面讨论每一段存储器空间。 用 然图 20H 70个字节，但地址 00H22个字节的使用很类似（这些空间有其他用途，后面讨论）。 通用 如，读取内部 以用下面的指令： A,5个指令用直接寻找方式将指定的“源地址”（即地址 5数据移动了一个字节。像累加器 意：寻找方式细节将在 第 3章中讨论）。 内部 0或 如下面两条指令执行的结果与上面的 1条指令相同： 5A, 1条指令用立即数寻 址 方式将 50，第 2条指令用间接寻找方式，将以 此地址中的内容送到累加器 寻址 051 包含 210 个位寻址空间，其中 128 个是内部 于地址 20H 2其他的是专用寄存器（后面讨论）。 通过软件进行以“位”为单位访问存储器的方法是大多数微控制器的一强 大功能。一条指令就可以对位进行设置、清除、与、或的操作。大多数微处理器需要“读取 修改 写入”指令来完成相同的功能。而 8051 的 I/O 端口是位寻址，简化了单个“位”输入 /输出的软件接口。 有 128个位寻址的通用存储空间在字节地址 20H 28位 /字节 16字节=128位）。通过指令可以以字节或“位”为单位访问这些空间。例如，设置地址 67，可以使用下面的指令： 67H 由图 2意到“位地址 67H”是“字节地址 2的最高有效位。上面的指令对该字节的其他“位”没有影响。大多 数微处理器是一下面的指令完成相同的操作： A,2 ;读取整个字节 A,#10000000B ;置最高有效位为“ 1” 2 ;重新写入整个字节 用 部存储器底部的 32个字节空间是寄存器组。 8051的指令设置支持 寄存器。默认情况下（系统复位后），它们位于地址 00H 07H 处。因此，下面的指令为读取地址 05 A,用寄存器寻址方式是，指令只有 1个字节大小。当然，使用 2个字节的直接地址以 2个字节的大小也可以完成上面的操作： A,05H 使用寄存器 指令比起使用直接寻址的同等指令更短也更快。频繁使用的数据应该采用这些寄存器来存放。 改变程序状态字（后面讨论）中的工作寄存器组选择位可以改变当前的工作寄存器组。那么，假设当前是寄存器组 3工作，下面的指令可以将累加器中的内容写入到地址 18 软件的不同部分可以拥有独立的寄存器，不受其他部分的影响，因此，“寄存器组”这一方法可以更快且更有效的进行“上下文切换”。 附件 2：外文原文
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