第2章单片机的结构原理与简单应用.ppt

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1、 狭 苍 瑟 甲 呀 烟 匈 习 恨 豫 枫 恤 乘 侈 拘 瞧 呢 茂 撩 督 召 抒 墅 骡 泳 栗 师 川 虐 鲁 稗 缚 第 2 章 单 片 机 的 结 构 原 理 与 简 单 应 用 第 2 章 单 片 机 的 结 构 原 理 与 简 单 应 用 第2章 单片机的结构原理与 简单应用 （课时：10学时） 足 隘 宦 邮 旬 酵 茬 想 归 帘 泰 纽 蜡 井 绘 肢 作 捏 运 糟 玄 妨 绝 绳 岿 杏 钥 婿 耕 萎 版 丢 第 2 章 单 片 机 的 结 构 原 理 与 简 单 应 用 第 2 章 单 片 机 的 结 构 原 理 与 简 单 应 用 教学目的 n了解单片机的内部

2、结构与主要型号。 n掌握单片机引脚信号功能定义。 n掌握单片机的存储器空间分配及各I/O口的特点。 n掌握单片机的复位电路、时钟电路及指令时序。 n利用单片机的I/O口实现循环灯的控制。 学习重点和难点学习重点和难点 n单片机的结构特点。 n存储器配置与空间的分布。 n程序状态寄存器(PSW)。 n单片机的指令时序。 彻 稠 钱 夏 喘 御 血 缎 孙 乐 逐 鲜 得 轮 漱 谊 舒 否 央 络 靴 津 泉 韵 妒 雹 私 痉 螺 舜 蚀 态 第 2 章 单 片 机 的 结 构 原 理 与 简 单 应 用 第 2 章 单 片 机 的 结 构 原 理 与 简 单 应 用 第2章 单片机的结构原理

3、与 简单应用 n2.1 单片机的结构与原理 n2.2 单片机的存储器 n2.3 单片机的输入/输出端口 n2.4 时钟电路 n2.5 复位电路 n2.6 常用单片机功能简介 n本章小结 n习题 奔 禹 敝 冰 裙 货 巍 栓 绒 巳 掸 尝 匀 藏 色 含 召 颠 烦 走 衡 颁 呕 抓 娥 敝 哼 整 敷 于 氖 夹 第 2 章 单 片 机 的 结 构 原 理 与 简 单 应 用 第 2 章 单 片 机 的 结 构 原 理 与 简 单 应 用 2.1 单片机的结构与原理 n2.1.1 8051单片机的基本组成 n2.1.2 8051单片机的内部结构 n2.1.3 8051单片机的引脚及功能

4、n2.1.4 单片机的工作原理 检 蜂 袋 宠 形 霖 横 鸣 勘 颊 限 来 代 乓 皿 寒 螟 桶 浇 烬 故 亚 哇 息 办 硷 凳 踢 俐 犬 林 圾 第 2 章 单 片 机 的 结 构 原 理 与 简 单 应 用 第 2 章 单 片 机 的 结 构 原 理 与 简 单 应 用 2.1.1 8051单片机的基本组成 nMCS-51是美国Intel公司的8位高档单片机系列，也是我国 目前应用最为广泛的一种单片机系列。8051/80C51是整个 MCS-51系列单片机的核心，该系列其他型号的单片机都是 在这一内核的基础上发展起来的。 nMCS-51单片机系列分为51和52子系列，并以芯片型

5、号的末 位数字加以标识。其中，51子系列是基本型，而52子系列 是增强型。 n单片机型号带有字母“C”的，表示该单片机采用的是 CHMOS工艺，具有低功耗的特点。 8051的功耗为630mW，而80C51的功耗只有120mW。 贩 猫 辊 与 益 惧 猿 颂 拿 卫 陨 忿 囤 竖 涕 台 雪 冬 琳 拖 玻 吮 蜘 阿 夯 绍 钻 舵 拆 攒 给 敞 第 2 章 单 片 机 的 结 构 原 理 与 简 单 应 用 第 2 章 单 片 机 的 结 构 原 理 与 简 单 应 用 MCS-51系列单片机技术参数表 子系列 片内ROM形式 片内 ROM 片内 RAM 寻址 范围 I/O特性 中 断

6、 源 无ROM EPROM 定时器并行口串行口 51 子 系列8031805187514KB128B264KB2164815 80C3180C5187C514KB128B264KB2164815 52 子 系列8032805287528KB256B264KB3164816 80C3280C5287C528KB256B264KB3164816 诣 卯 祟 式 唇 闰 垫 松 盘 控 胀 炉 摄 烩 恢 潦 郁 靶 篱 匡 首 蓖 樱 宙 褐 执 巴 幽 豢 狞 披 仔 第 2 章 单 片 机 的 结 构 原 理 与 简 单 应 用 第 2 章 单 片 机 的 结 构 原 理 与 简 单 应 用

7、2.1.1 8051单片机的基本组成 n8051单片机的结构框图如下图所示，可以看出，在一块芯 片上集成了一个微型计算机的主要部件，它包括以下几部 分： l1个8位微处理器(CPU)。 l1个时钟电路。 l4KB程序存储器。 l256B数据存储器。 l2个16位定时/计数器。 l64KB扩展总线控制电路。 l4个8位并行I/O接口P0P3。 l1个全双工串行I/O接口。 l5个中断源，其中包括2个优先级嵌套中断。 洛 抚 不 信 贞 漏 迪 炬 盏 苫 钧 雏 楼 惨 纫 掀 祝 编 叹 起 裁 审 炊 缓 垒 机 渭 迪 煞 娶 富 吻 第 2 章 单 片 机 的 结 构 原 理 与 简 单

8、 应 用 第 2 章 单 片 机 的 结 构 原 理 与 简 单 应 用 8051单片机结构框图 爪 超 锣 臂 伸 过 汲 逊 侮 袋 桂 赦 佑 碧 淘 乳 欠 应 弹 戌 冗 见 帛 匪 滥 故 冯 懂 僚 锅 芍 元 第 2 章 单 片 机 的 结 构 原 理 与 简 单 应 用 第 2 章 单 片 机 的 结 构 原 理 与 简 单 应 用 2.1.2 8051单片机的内部结构 CPU即中央处理器，是单片机的核心部件，是计算机的 控制指挥中心。同微型计算机CPU类似，8051内部CPU由运 算器和控制器两部分组成。 n运算器电路以算术逻辑单元(ALU，Arithmetic Logic

9、 Unit)为核心，由暂存器1、暂存器2、累加器(ACC， Accumulator)、寄存器B、程序状态寄存器(PSW，Program Status Word)及布尔处理机共同组成。它的主要任务是完 成算术运算、逻辑运算、位运算和数据传送等操作，运算 结果的状态由程序状态寄存器(PSW)保存。 n控制器电路包括程序计数器(PC)、PC增1寄存器、指令寄存 器(IR)、指令译码器(ID)、数据指针(DPTR)、堆栈指针 (SP)、缓冲器及定时控制电路等。控制器电路完成指挥控 制工作，协调单片机各部分正常工作。 妇 晨 湛 权 芽 剂 瑶 挛 兑 泥 攀 抓 抚 卫 瞬 凄 遏 啡 潘 册 贩 钻

10、 得 亚 努 嘱 辟 块 激 大 坪 枯 第 2 章 单 片 机 的 结 构 原 理 与 简 单 应 用 第 2 章 单 片 机 的 结 构 原 理 与 简 单 应 用 8051 单 片 机 内 部 结 构 图 匪 卡 缄 驰 桌 局 胚 涉 咀 部 疾 庆 茬 涉 镇 搐 痛 馅 为 弟 卉 嘛 镭 辱 蜗 千 馁 稀 易 霸 德 爽 第 2 章 单 片 机 的 结 构 原 理 与 简 单 应 用 第 2 章 单 片 机 的 结 构 原 理 与 简 单 应 用 2.1.3 8051单片机的引脚及功能 nMCS-51单片机的封装形式有两种，一种是双列直插式 (DIP)封装，另一种是方形封装。

11、n8051的40个引脚可分为： l电源引脚2根 l时钟引脚2根 l控制引脚4根 lI/O引脚32根 n由于8051单片机是高性能的单片机，同时受到引脚数目的 限制，所以有部分引脚具有第二功能。 估 牙 英 指 辽 编 顽 课 厄 兹 护 女 篱 筒 池 明 绽 签 魏 溢 目 扫 努 滑 芬 篮 扛 汛 嗅 宅 宏 娥 第 2 章 单 片 机 的 结 构 原 理 与 简 单 应 用 第 2 章 单 片 机 的 结 构 原 理 与 简 单 应 用 8051单片机引脚图 DIP引脚图 逻辑符号 宅 推 都 挑 岸 喳 浪 羌 密 自 反 裴 哪 花 芥 面 峨 等 矿 睁 醒 函 津 新 耻 绍

12、献 涉 钎 与 棕 藕 第 2 章 单 片 机 的 结 构 原 理 与 简 单 应 用 第 2 章 单 片 机 的 结 构 原 理 与 简 单 应 用 8051引脚的功能描述（一） n电源引脚(2根) lVCC(40脚)：电源端，接+5V电源。 lVSS(20脚)：接地端。 n时钟引脚(2根) lXTAL1(19脚)：接外部晶振和微调电容的一端。采用外部时 钟电路时，对HMOS型工艺的单片机，此引脚应接地；对 CHMOS型而言，此引脚应接外部时钟的输入端。 lXTAL2(18脚)：接外部晶振和微调电容的另一端。使用外部 时钟时，对HMOS型工艺的单片机，此引脚应接外部时钟的 输入端；对CHMO

13、S型而言，此引脚悬空。 韩 哗 越 缩 枯 迢 镊 绚 咙 康 竹 沉 窥 勘 锤 耻 降 刃 蓄 求 维 丧 鞘 驮 休 吴 行 肚 兵 铁 韵 犀 第 2 章 单 片 机 的 结 构 原 理 与 简 单 应 用 第 2 章 单 片 机 的 结 构 原 理 与 简 单 应 用 8051引脚的功能描述 （二） n控制引脚(4根) l RST/VPD(9脚)：复位信号/备用电源输入引脚。 当RST引脚保持两个机器周期的高电平后，就可以使8051完成复位操作。该 引脚的第二功能是VPD，即备用电源的输入端，具有掉电保护功能。若在该引 脚接+5V备用电源，在使用中若主电源VCC掉电，可保护片内RAM

14、中的信息不 丢失。 lALE/PROG (30脚)：地址锁存允许信号输出/编程脉冲输入引脚。当CPU访问片 外存储器时，ALE输出信号控制锁存P0口输出的低8位地址，从而实现P0口数 据与低位地址的分时复用。当8051上电正常工作后，自动在ALE端输出频率为 fosc/6的脉冲序列(fosc代表振荡器的频率)。 该引脚的第二功能PROG是对8751内部4KB EPROM编程写入时，作为编程脉 冲的输入端。 l EA/VPP(31脚)：外部程序存储器地址允许输入端/编程电压输入端。 当EA接高电平时，CPU执行片内ROM指令，但当PC值超过0FFFH时，将自动 转去执行片外ROM指令；当EA接低

15、电平时，CPU只执行片外ROM指令。对于 8031，由于其无片内ROM，故其EA必须接低电平。 该引脚的第二功能VPP是对8751片内EPROM编程写入时，作为21V编程电压的 输入端。 lPSEN(29脚)：片外ROM读选通信号端。 在读片外ROM时，PSEN有效，为低电平，以实现对片外ROM的读操作。 捅 汹 急 咱 栓 梧 掌 据 迄 走 答 兆 蹬 牙 桩 圆 筑 蜡 膊 宾 廷 帚 悬 胁 斯 功 娠 遏 沟 馒 街 梢 第 2 章 单 片 机 的 结 构 原 理 与 简 单 应 用 第 2 章 单 片 机 的 结 构 原 理 与 简 单 应 用 8051引脚的功能描述 （三） nI

16、/O引脚(48=32根) lP0.0P0.7(3932脚)：P0口的8位双向I/O口线。 P0口即可作地址/数据总线使用，又可作通用的I/O口使 用。当CPU访问片外存储器时，P0口分时先作低8位地址总 线，后作双向数据总线，此时，P0口就不能再作I/O口使 用了。 lP1.0P1.7(18脚)：P1口的8位准双向I/O口线。 P1口作为通用的I/O口使用。 lP2.0P2.7(2128脚)：P2口的8位准双向I/O口线。 P2口即可作为通用的I/O口使用，也可作为片外存储器的 高8位地址总线，与P0口配合，组成16位片外存储器单元 地址。 lP3.0P3.7(1017脚)：P3口的8位准双向

17、I/O口线。 P3口除了作为通用的I/O口使用之外，每个引脚还具有第 二功能。 蹲 贴 壮 悄 渊 知 臃 伟 寝 慑 振 骗 岩 责 酞 前 旧 欧 厚 肝 笋 对 姚 座 陆 洁 增 染 敝 程 诲 孰 第 2 章 单 片 机 的 结 构 原 理 与 简 单 应 用 第 2 章 单 片 机 的 结 构 原 理 与 简 单 应 用 2.1.4 单片机的工作原理 n单片机执行程序的过程，就是逐条执行指令的过程。单片 机每执行一条指令都可分为三个阶段，即取指令分析 指令执行指令。 n取指令的任务是根据程序计数器PC中的值从程序存储器读 出下一条要执行的指令，送到指令寄存器。分析指令的任 务是将指

18、令寄存器中的指令操作码取出后进行译码，分析 其指令性质。如指令要求操作数，则寻找操作数地址。接 下来，就是执行指令。 n单片机中的程序一般事先都已通过写入器(编程器)固化在 片内或片外程序存储器中，因而一开机即可执行指令。 渺 吞 桃 渝 怜 抱 恕 弘 镍 壳 析 固 训 搞 午 跟 访 抱 接 圾 累 硅 乙 桑 冀 章 礁 必 殴 赏 疾 肘 第 2 章 单 片 机 的 结 构 原 理 与 简 单 应 用 第 2 章 单 片 机 的 结 构 原 理 与 简 单 应 用 2.2 2.2 单片机的存储器单片机的存储器 n2.2.1 程序存储器ROM n2.2.2 数据存储器RAM n2.2.

19、3 数据存储器数据读写应用实例 察 召 婶 籽 暗 溯 丹 尘 匡 滇 亮 喘 盼 誓 入 瘴 尖 矢 穿 跪 誓 缺 乡 瞻 荔 呕 宝 陪 穗 帛 观 斩 第 2 章 单 片 机 的 结 构 原 理 与 简 单 应 用 第 2 章 单 片 机 的 结 构 原 理 与 简 单 应 用 8051的存储器结构 n8051的存储器结构与常见的微型计算机的配置方式不同， 它把程序存储器和数据存储器分开，有各自的寻址系统、 控制信号和功能。 n8051的存储器在物理结构上分为片内数据存储器、片内程 序存储器、片外数据存储器和片外程序存储器4个存储空 间。但从用户使用的角度看，8051的存储器分为3个逻

20、辑 空间。 诬 辐 啸 咒 吗 镁 帘 责 嘎 兄 皋 烧 娜 聪 讲 戴 蚜 残 扶 韧 豆 麓 掸 疆 春 蚀 骂 莲 棕 聊 仗 亢 第 2 章 单 片 机 的 结 构 原 理 与 简 单 应 用 第 2 章 单 片 机 的 结 构 原 理 与 简 单 应 用 存储空间分布图 片内外统一寻址的64KB程序存储器空间，地址范围为0000HFFFFH。 64KB的片外数据存储器空间，地址范围也为0000HFFFFH。 256B的片内数据存储器空间，地址范围为00HFFH。 蜘 涌 植 慢 商 篆 饰 墙 遣 捞 旭 腮 剿 摩 皂 确 室 虚 山 搏 漾 腆 乎 驭 士 迎 涡 营 鸣 淄

21、势 差 第 2 章 单 片 机 的 结 构 原 理 与 简 单 应 用 第 2 章 单 片 机 的 结 构 原 理 与 简 单 应 用 2.2.1 程序存储器ROM n程序存储器ROM用来存放程序、常数或表格等。 n在8051中，其存储空间分布如下： l片内有4KB的ROM存储单元，地址为0000H0FFFH。 l片外最多可扩至64KB的ROM，地址为1000HFFFFH。 l片内外ROM统一编址。 n当EA引脚接高电平时，CPU将首先访问片内ROM，当指令地 址超过0FFFH时，自动转向片外ROM取指令。 n当EA引脚接低电平时，CPU只访问片外ROM。片外ROM的地 址从0000H开始编址

22、。对于8031，由于其片内无ROM，所以 使用时必须使EA接低电平，以便能够从片外扩展的EPROM 中取指令。 淘 漏 慈 示 卫 葵 飞 辽 雏 鲸 坯 垄 赠 恼 枚 陪 硬 弥 榷 般 攘 卢 镣 灾 服 稽 辰 挽 乘 侗 元 岩 第 2 章 单 片 机 的 结 构 原 理 与 简 单 应 用 第 2 章 单 片 机 的 结 构 原 理 与 简 单 应 用 2.2.1 程序存储器ROM n在程序存储器中，以下6个单元具有特殊含义。 l0000H：单片机复位后的程序入口地址。 l0003H：外部中断0的中断服务程序入口地址。 l000BH：定时器0的中断服务程序入口地址。 l0013H：

23、外部中断1的中断服务程序入口地址。 l001BH：定时器1的中断服务程序入口地址。 l0023H：串行口的中断服务程序入口地址。 冶 锥 瘫 拌 痴 章 慢 黑 驮 铃 确 疗 宗 俯 呵 尖 窍 蠕 变 癌 拼 凳 庞 站 濒 哈 暮 折 妥 龚 主 眠 第 2 章 单 片 机 的 结 构 原 理 与 简 单 应 用 第 2 章 单 片 机 的 结 构 原 理 与 简 单 应 用 2.2.2 数据存储器RAM n数据存储器RAM主要用来存放运算的中间结果和数据等。 n在8051中，其存储空间分布如下： l片外RAM最多可扩至64KB存储单元，地址范围为0000H FFFFH。 l片内RAM为

24、256B存储单元，地址范围为00HFFH。 n片内RAM地址空间共有256B，又分为两个部分： l低128B(00H7FH)为真正的RAM区，如下图所示 。 l高128B(80HFFH)为特殊功能寄存器(SFR)区，如下表所 示 。 翰 剿 攫 方 呛 哎 往 诫 莆 宙 哼 路 尔 瓶 报 丧 履 在 课 现 硕 髓 蔽 昼 潞 孺 什 仲 酮 磺 后 貉 第 2 章 单 片 机 的 结 构 原 理 与 简 单 应 用 第 2 章 单 片 机 的 结 构 原 理 与 简 单 应 用 片 内 RAM 地 址 空 间 7FH 30H 2FH7F7E7D7C7B7A7978 2EH77767574

25、73727170 2DH6F6E6D6C6B6A6968 2CH6766656463626160 2BH5F5E5D5C5B5A5958 2AH5756555453525150 29H4F4E4D4C4B4A4948 28H4746454443424140 27H3F3E3D3C3B3A3938 26H3736353433323130 25H2F2E2D2C2B2A2928 24H2726252423222120 23H1F1E1D1C1B1A1918 22H1716151413121110 21H0F0E0D0C0B0A0908 20H0706050403020100 1FH 18H 第3组

26、工作寄存器 (R0R7) 17H 10H 第2组工作寄存器 (R0R7) 0FH 08H 第1组工作寄存器 (R0R7) 07H 00H 第0组工作寄存器 (R0R7) 工作寄存器区 位寻址区 用户RAM区 (堆栈、数据缓冲区) 屁 腔 伎 港 垦 溜 袱 晰 革 咎 媚 蓄 渤 皿 窜 趾 窖 眯 姨 瓜 镰 冀 簿 服 剁 通 悼 刹 鸿 脯 蚜 蔫 第 2 章 单 片 机 的 结 构 原 理 与 简 单 应 用 第 2 章 单 片 机 的 结 构 原 理 与 简 单 应 用 SFR 中 位 地 址 分 布 表 SFRMSB位地址/位定义LSB字节地址 BF7F6F5F4F3F2F1F0F

27、0H ACCE7E6E5E4E3E2E1E0E0H PSWD7D6D5D4D3D2D1D0D0H CYACF0RS1RS0OV-P IPBFBEBDBCBBBAB9B8B8H -PSPT1PX1PT0PX0 P3B7B6B5B4B3B2B1B0B0H P3.7P3.6P3.5P3.4P3.3P3.2P3.1P3.0 IEAFAEADACABAAA9A8A8H EA-ESET1EX1ET0EX0 P2A7A6A5A4A3A2A1A0A0H P2.7P2.6P2.5P2.4P2.3P2.2P2.1P2.0 SCON9F9E9D9C9B9A999898H SM0SM1SM2RENTB8RB8TIRI

28、 P1979695949392919090H P1.7P1.6P1.5P1.4P1.3P1.2P1.1P1.0 TCON8F8E8D8C8B8A898888H TF1TR1TF0TR0IE1IT1IE0IT0 P0878685848382818080H P0.7P0.6P0.5P0.4P0.3P0.2P0.1P0.0 悍 嘻 菊 疲 牧 菲 逮 姨 条 蹦 方 毒 掐 咨 蛮 窜 吞 方 嘻 障 即 帽 秤 逆 碗 晶 要 铭 蔡 棵 谦 浦 第 2 章 单 片 机 的 结 构 原 理 与 简 单 应 用 第 2 章 单 片 机 的 结 构 原 理 与 简 单 应 用 2.2.3 数据存储器数

29、据读写应用实例 【程序1】 工作寄存器的读写 地址机器码程 序注 释检查结 果 ORG 0000H；程序从ROM区0000H处开始存放 0000H78 11MOV R0, #11H；将立即数11H送入寄存器R0中( H)=11H 0002H79 22MOV R1, #22H；将立即数22H送入寄存器R1中( H)=22H 0004H7A 33MOV R2, #33H；将立即数33H送入寄存器R2中( H)=33H 0006H7B 44MOV R3, #44H；将立即数44H送入寄存器R3中( H)=44H 0008H75 D0 10MOV PSW, #10H；使当前工作寄存器组为第2组( H)

30、=10H 000BH78 55MOV R0, #55H；将立即数55H送入寄存器R0中( H)=55H 000DH79 66MOV R1, #66H；将立即数66H送入寄存器R1中( H)=66H 000FH7A 77MOV R2, #77H；将立即数77H送入寄存器R2中( H)=77H 0011H7B 88MOV R3, #88H；将立即数88H送入寄存器R3中( H)=88H END；程序结束 懊 裳 酸 儿 坎 很 见 寂 碟 分 睫 涯 四 刁 又 醒 顷 些 率 诽 座 最 惮 辜 菊 勤 每 月 墓 芯 藕 膘 第 2 章 单 片 机 的 结 构 原 理 与 简 单 应 用 第

31、2 章 单 片 机 的 结 构 原 理 与 简 单 应 用 【程序2】位寻址区的读写 地址机器码程 序注 释检查结 果 ORG 0100H；程序从ROM区0100H处开始存放 0100HD2 00SETB 00H；将位地址为00H的位置1( H)=1 0102HD2 01 SETB 01H；将位地址为01H的位置1( H)=1 0104HD2 02SETB 02H；将位地址为02H的位置1( H)=1 0106HD2 03SETB 03H；将位地址为03H的位置1( H)=1 0108HC2 04CLR 04H；将位地址为04H的位清0( H)=0 010AHC2 05CLR 05H；将位地址

32、为05H的位清0( H)=0 010CHC2 06CLR 06H；将位地址为06H的位清0( H)=0 010EHC2 07CLR 07H；将位地址为07H的位清0( H)=0 (20H )= 0110HC2 90CLR 90H；将P1.0位清0( H)=0 0112HD2 90SETB 90H；将P1.0位置1( H)=1 0114HC2 91CLR 91H；将P1.1位清0( H)=0 0116HD2 91SETB 91H；将P1.1位置1( H)=1 END；程序结束 建 戴 妥 印 桥 茸 甩 攫 汞 昌 谚 蚊 盘 雁 芳 乞 补 顶 斩 凉 页 淋 蛾 妨 胞 烘 坍 咀 兼 净

33、筒 薪 第 2 章 单 片 机 的 结 构 原 理 与 简 单 应 用 第 2 章 单 片 机 的 结 构 原 理 与 简 单 应 用 【程序3】一般RAM区和特殊功能寄存器区的读和写 地址机器码程 序注 释检查结 果 ORG 0200H；程序从ROM区0200H存放 0200H75 30 99MOV 30H, #99H ；将立即数99H送到30H单元 中 (30H)= (PC)= 0203H75 45 AAMOV 45H, #0AAH ；将立即数AAH送到45H单元 中 (45H)= (PC)= 0206H75 81 50 MOV SP, #50H ；将立即数50H送到堆栈指针 SP中 (

34、H)=50H (PC)= 0209H74 60MOV A, #60H ；将立即数60H送到累加器A 中 ( H)=60H (PC)= 020BH75 90 55MOV P1, #55H；将立即数55H送到P1口中 ( H)=55H (PC)= 020EH75 D0 90MOV PSW, #90H ；将立即数90H送到PSW中， 使当前工作寄存器组为第 2组且将CY位置1 ( H)=90H (PC)= 0211H90 12 34 MOV DPTR,#1234H ；将立即数1234H送到数据指 针DPTR中 ( H)=12H ( H)=34H END；程序结束 宴 纳 咏 浴 添 弟 籍 烽 幌

35、潭 绊 跌 迂 痛 野 倪 慨 先 虹 骡 埠 滨 版 罕 刨 追 秘 虎 戎 沤 沏 翟 第 2 章 单 片 机 的 结 构 原 理 与 简 单 应 用 第 2 章 单 片 机 的 结 构 原 理 与 简 单 应 用 2.3 单片机的输入/输出端口 n2.3.1 输入/输出端口结构 n2.3.2 输入/输出端口负载能力 n2.3.3 P1口输出功能应用实例 n2.3.4 P3口输入功能应用实例 牲 敲 卞 咖 伺 播 邹 高 钻 诣 敏 亢 谰 蛹 纺 混 职 处 于 体 佑 不 戴 趣 盂 了 靶 辩 强 珍 要 泳 第 2 章 单 片 机 的 结 构 原 理 与 简 单 应 用 第 2

36、章 单 片 机 的 结 构 原 理 与 简 单 应 用 2.3.1 输入/输出端口结构 n8051单片机有4个8位并行I/O端口，称为P0、P1、P2和P3口 ，每个端口都各有8条I/O口线，每条I/O口线都能独立地用 作输入或输出。 n在无片外扩展存储器的系统中，这四个I/O口都可以作为通 用I/O口使用。 n在有片外扩展存储器的系统中，P2口送出高8位地址，P0口 分时送出低8位地址和8位数据。 相 场 振 序 者 卤 铝 撬 傍 就 罩 茸 玲 茂 拆 闲 镍 艰 亏 壤 肚 鄙 颜 芥 愉 洱 吐 嵌 残 坪 具 些 第 2 章 单 片 机 的 结 构 原 理 与 简 单 应 用 第

37、2 章 单 片 机 的 结 构 原 理 与 简 单 应 用 1. P0口 nP0口某一位的结构图如下图所示，它由一个输出锁存器、 两个三态输入缓冲器、一个转换开关MUX、一个输出驱动电 路(T1和T2)和一个与门及一个非门组成。 炬 灿 档 糟 湾 屏 庶 怪 雕 睦 壮 惫 犹 谴 若 凿 詹 呐 测 诞 婶 溢 沃 逃 案 垛 武 携 屉 枢 射 瞅 第 2 章 单 片 机 的 结 构 原 理 与 简 单 应 用 第 2 章 单 片 机 的 结 构 原 理 与 简 单 应 用 (1) P0口用作通用I/O口 MUX与锁存器的Q端接通，与门输出为0，T1截止，输出驱动级就工作 在需外接上拉电

38、阻的漏极开路方式。 P0口用作输出口 CPU在执行输出指令时，内部数据总线的数据在“写锁存器”信号的作用 下，由D端进入锁存器，取反后出现在Q端，再经过T2反向，则P0.X引脚上的数 据就是内部总线的数据。由于T2为漏极开路输出，故此时必须外接上拉电阻。 P0口用作输入口 数据可以读自端口的锁存器，也可以读自端口的引脚，这要看输入操作执 行的是“读锁存器”指令还是“读引脚”指令。 n方式1：读引脚。CPU在执行“MOV”类输入指令时(如：MOV A , P0)，内部产 生的操作信号是“读引脚”。P0.X引脚上的数据经过缓冲器2读入到内部总线 。注意，在读引脚时，必须先向电路中的锁存器写入1，使

39、T2截止，P0.X引脚 处于悬浮状态，可作为高阻抗输入。 n方式2：读锁存器。CPU在执行“读-改-写”类输入指令时(如：ANL P0, A )， 内部产生的操作信号是“读锁存器”，锁存器中的数据经过缓冲器1送到内部 总线，然后与A的内容进行逻辑“与”，结果送回P0的端口锁存器并出现在引 脚。除了MOV类指令外，其他的读口操作指令都属于这种情况。 叙 客 吗 乃 棠 霜 交 木 韦 访 潭 侄 韭 撕 蓖 镍 玄 挣 抖 舶 豌 茁 颁 惺 宦 再 配 地 影 传 抖 蓝 第 2 章 单 片 机 的 结 构 原 理 与 简 单 应 用 第 2 章 单 片 机 的 结 构 原 理 与 简 单 应

40、 用 (2) P0口用作地址/数据总线 nMUX将地址/数据线与T2接通，同时与门输出有效。 n若地址/数据线为1，则T1导通，T2截止，P0口输出为1；反 之T1截止，T2导通，P0口输出为0。 n当数据从P0口输入时，读引脚使三态缓冲器2打开，端口上 的数据经缓冲器2送到内部总线。 予 宦 劫 狄 郑 取 官 皋 品 纵 砌 扩 蚜 啊 蝶 紫 昏 霉 浪 翅 概 尚 钞 净 炙 气 规 它 镜 宁 黔 俊 第 2 章 单 片 机 的 结 构 原 理 与 简 单 应 用 第 2 章 单 片 机 的 结 构 原 理 与 简 单 应 用 （3）P0口小结 P0口既可作地址/数据总线使用，也可作

41、通用I/O口使 用。当P0口作地址/数据总线使用时，就不能再作通用I/O 口使用了。 P0口作输出口使用时，输出级属漏极开路，必须外接 上拉电阻，才有高电平输出。 P0口作输入口读引脚时，应先向锁存器写1，使T2截止 ，不影响输入电平。 豹 掏 殆 公 到 炉 乎 走 租 编 捆 辉 骋 源 摘 敞 棕 漫 荔 发 甘 嚣 阂 怂 胳 醉 充 屈 斜 孔 保 钉 第 2 章 单 片 机 的 结 构 原 理 与 简 单 应 用 第 2 章 单 片 机 的 结 构 原 理 与 简 单 应 用 2. P1口 nP1口是唯一的单功能口，仅能作为通用I/O口使用。由于在 其输出端接有上拉电阻，故可以直接

42、输出而无需外接上拉 电阻。 n同P0口一样，当作输入口时，必须先向锁存器写“1”，使场 效应管T截止。 赣 兽 性 绥 终 颤 瑶 福 酶 歪 铅 污 址 咕 浦 源 术 衷 荫 毡 弛 淳 毖 揣 姑 永 框 庄 膝 酥 寄 放 第 2 章 单 片 机 的 结 构 原 理 与 简 单 应 用 第 2 章 单 片 机 的 结 构 原 理 与 简 单 应 用 3. P2口 n图中的控制信号C决定转换开关MUX的位置：当C=0时，MUX 拨向下方，P0口为通用I/O口；当控制信号C=1时，MUX拨向 上方，P0口作为地址总线使用。 n在实际应用中，P2口通常作为高8位地址总线使用。 概 掇 痢 滑

43、 牛 曼 毫 赫 阉 赚 捶 坠 毙 陡 觅 妆 虹 汪 茎 贝 尿 鸡 痕 宋 责 巫 堡 拯 栗 洒 绚 声 第 2 章 单 片 机 的 结 构 原 理 与 简 单 应 用 第 2 章 单 片 机 的 结 构 原 理 与 简 单 应 用 4. P3口 nP3口用作通用I/O口时，第二输出功能信号W=1，P3口的每 一位都可定义为输入或输出，其工作原理同P1口类似。 n在真正的应用电路中，P3口的第二功能显得更为重要 。 不 艘 扰 戈 狸 确 狰 扒 嗅 杰 移 捣 需 锰 莲 疚 姑 包 毡 已 牲 豆 玲 蓖 拥 串 恕 侈 堤 恬 枣 揪 第 2 章 单 片 机 的 结 构 原 理

44、与 简 单 应 用 第 2 章 单 片 机 的 结 构 原 理 与 简 单 应 用 P3口的第二功能 引脚 第二功能 功能说明 P3.0RXD串行口输入 P3.1TXD串行口输出 P3.2外部中断0输入 P3.3外部中断1输入 P3.4T0定时器/计数器0计数输入 P3.5T1定时器/计数器1计数输入 P3.6片外RAM写选通信号(输出) P3.7片外RAM读选通信号(输出) 慨 恐 渡 钝 认 倾 馒 恫 妨 恒 禁 点 屹 丙 囊 娇 爸 当 噬 晓 脊 雇 胁 文 载 驰 芯 陨 搬 酥 坎 川 第 2 章 单 片 机 的 结 构 原 理 与 简 单 应 用 第 2 章 单 片 机 的

45、结 构 原 理 与 简 单 应 用 2.3.2 输入/输出端口负载能力 nP0口的输出级与P1P3口的输出级在结构上不同，其输出 级无上拉电阻，因此它们的负载能力和接口要求也不相同 。 nP0口的每一位能驱动8个LSTTL负载。在作为通用I/O口使用 时，输出驱动电路是开漏的，所以，驱动集电极开路(OC门 )电路或漏级开路电路需外接上拉电阻。当作为地址/数据 总线使用时(T1可以提供上拉电平)，口线不是开漏的，无 需外接上拉电阻。 nP1P3口的每一位能驱动4个LSTTL负载。它们的输出驱动 电路有上拉电阻，所以可以方便地由集电极开路(OC门)电 路或漏级开路电路所驱动，而无需外接上拉电阻。

46、n对于80C51单片机(CHMOS)，端口只能提供几毫安的输出电 流，故当作输出口去驱动一个普通晶体管的基极时，应在 端口与晶体管基极间串联一个电阻，以限制高电平输出时 的电流。 垃 罢 栅 密 酗 罪 贵 协 挞 谴 岸 械 宦 烟 垄 弱 锐 医 宋 棚 屯 今 按 栏 手 掉 懂 急 茧 恢 发 鹅 第 2 章 单 片 机 的 结 构 原 理 与 简 单 应 用 第 2 章 单 片 机 的 结 构 原 理 与 简 单 应 用 2.3.3 P1口输出功能应用实例 【例1】 P1口做输出口，控制八只发光二极管循环点亮(P1口输出低电平时发光 二极管被点亮)。 解： 由于发光二极管低电平点亮，

47、所以，需要哪个发光二极管点亮，只需在相应 的端口输出逻辑0即可。由于每个发光二极管点亮后要持续一段时间才熄灭， 再使下个发光二极管点亮，因此需要编写延时子程序，供主程序反复调用。 本例中，延时子程序采用指令循环来实现。 地址机器码程序注释 ORG 0000H 0000H02 10 00 LJMP MAIN ORG 1000H 1000H74 FE MAIN: MOV A, #0FEH 1002HF5 90 LOOP: MOV P1, A 1004H12 10 0A LCALL DELAY;延时 1007H23 RL A;左移位 1008H80 F8 SJMP LOOP;循环 100AH7F F

48、F DELAY: MOV R7, #0FFH;延时子程序 100CH7E FA L1: MOV R6, #0FAH 100EHDE FE DJNZ R6, $ 1010HDF FA DJNZ R7, L1 1012H22 RET END 釜 耗 靶 露 络 靡 御 抚 肇 絮 渝 臀 培 罪 更 射 家 肾 证 汞 傣 狼 赎 荒 谴 哨 腹 障 鹃 蚜 闹 跋 第 2 章 单 片 机 的 结 构 原 理 与 简 单 应 用 第 2 章 单 片 机 的 结 构 原 理 与 简 单 应 用 【例2】利用P1.0输出高低电平，控制继电器的开合，以实现 对外部装置(如灯L1和L2)的控制。 解：将单片机的P1.0接继电器控制端JIN，继电器的JZ通过K1 接地，常开触点JK接L1，常闭触点JB接L2。编制程序，使 P1.0电平变化，高电平时继电器吸合，常开触点闭合，L1 点亮，L2熄灭；低电平时继电器不工作，常闭触点闭合， L2点亮，L1熄灭。 磋 改 冀 歹 具 吸 伎 需 抠 弧 剑 磨 钳 挪 隔 稍 喻 荐 砌 布 虫 乖 名 伐 支 征 虎 定 拱 席 硒 送 第 2 章 单 片 机 的 结 构 原 理 与 简 单 应 用 第 2 章 单 片 机 的 结 构 原 理 与 简 单 应 用