1、第2章 MCS-51单片机结构及原理单片机结构及原理 2.1 MCS-51单片机结构 2.2 MCS-51的存储器结构 2.3单片机的复位、时钟与时序 2.4并行I/O口 2.1 MCS-51单片机结构单片机结构 2.1.1 MCS-51单片机的内部结构单片机的内部结构 2. 1.2 MCS-51引脚及功能引脚及功能 2.2 MCS-51的存储器结构 2.3单片机的复位、时钟与时序 2.4并行I/O口 第2章 MCS-51单片机结构及原理 SCM将通用微计算机基本功能部件集成在一块芯片上构成的一种专用微计算机系统SCM = CPU+OSC+ROM+RAM+T/C+INT+ BEC+I/O+UA
2、RT第2章 MCS-51单片机结构及原理 51单片机的结构组成87C52INTEL MCS-51系列单片机系列单片机一览表第2章 MCS-51单片机结构及原理 SCM= CPU+OSC+ROM+RAM+T/C+INT+ BEC+I/O+UART80C51=(8位)CPU + 4KBROM + 128BRAM + (216)T/C + (48)I/O + 1个UART +5个INT + 2个64KB BEC51单片机单片机主要内部资源主要内部资源的学习安排的学习安排 1. 中央处理器CPU 第2章2. 程序存储器ROM 第2章3. 数据存储器RAM 第2章4. 并行I/O口第2章5. 中断源IN
3、T第5章6. 定时器/计数器T/C第6章7. 全双工串行口UART第7章第2章 MCS-51单片机结构及原理 教材结构教材结构第1章 单片机基础知识概述第2章 MCS-51单片机结构及原理第3章 单片机的汇编语言与程序设计第4章 单片机的C51语言第5章 单片机的中断系统第6章 单片机的定时器/计数器第7章 单片机的串行通信技术第8章 单片机接口技术第9章 单片机应用系统的设计与开发附录 实验指导CPUCPU = 控制器控制器 + 运算器运算器第2章 MCS-51单片机结构及原理 （Central Processing Unit ）控制器的用途：控制器的用途：统一指挥和控制各单元协调工作控制器
4、的任务：控制器的任务：从ROM中取出指令译码执行指令控制器的组成：控制器的组成：程序计数器PC、数据指针寄存器DPTR、第2章 MCS-51单片机结构及原理 运算器的用途：运算器的用途：对数据进行算术运算和逻辑操作运算器的任务：运算器的任务：计算缓存器内容结果暂存修改运行标志运算器的组成：运算器的组成：累加器ACC、程序状态字寄存器PSW、第2章 MCS-51单片机结构及原理 （1）程序计数器（P Program C CounterPCPC） 指向ROMROM存储单元的地址指针（引导程序运行）（引导程序运行） Xxxx xxxxXxxx xxxxXxxx xxxxXxxx xxxxXxxx x
5、xxxROM0000H0001H0002H0003H0004HFFFFH16位寄存器可寻址范围216（= 65536B= 64KB）永远存放着下一条指令的首地址首地址具有自动加“1” 功能顺序运行程序功能具有可被指令修改功能跳转运行程序功能复位时，PC初值=0 复位后程序从0开始运行第2章 MCS-51单片机结构及原理 PC指针00 00（2）数据指针寄存器（Data Pointer DPTR）16位寄存器，可寻址范围216（64KB）可拆为2个8位的独立寄存器DPL和DPH具有可被指令修改功能可变更数据地址DPLDPH 指向ROM或RAM存储单元的地址指针（引导数据传送）（引导数据传送） 第
6、2章 MCS-51单片机结构及原理 0000H0001H0002H0003H0004HFFFFH 35H 77H F4H 94H 9EHDPTR指针 xxH xxHxxH xxH xxHROMRAM0000H0001H0002H0003H0004HFFFFH（3）累加器（ACCUMULATERA或ACC） 8位寄存器其值可由指令修改是最繁忙的寄存器 存放操作数或中间运算结果的寄存器第2章 MCS-51单片机结构及原理 A（4）程序状态字寄存器（Program State WordPSW） 8位寄存器各位都具有特殊含义状态值可由硬件形成或由指令修改存放程序运行过程中的各种状态信息的寄存器第2章
7、MCS-51单片机结构及原理 ACCY（PSW.7）进位标志在进行加或减运算时，如果操作结果最高位有进位或借位时，CY由硬件硬件置“1”，否则清“0”。CYACF0RS1RS0OVF1PCYACF0RS1RS0OVF1PCYACF0RS1RS0OVF1PCYCYACACF0F0RS1RS1RS0RS0OVOVF1F1P PPSW.7PSW.7PSW.6PSW.6PSW.5PSW.5PSW.4PSW.4PSW.3PSW.3PSW.2PSW.2PSW.1PSW.1PSW.0PSW.0用途用途：1、可根据CY判断有判断有无进位或借位无进位或借位；2、可作为位操作中的位累位累加器加器用。第2章 MCS
8、-51单片机结构及原理 1001 0011 + 1111 0000 CY= 1 1000 0011进位标志位CY举例举例 AC（PSW.6）辅助进位标志在进行加加或或减运算减运算时，如果操作结果的低四位数向高四位产生进位或借位时，将由硬件置“1”，否则清“0”。 0100 1111 + 1010 0001 AC=1 1111 0000半进位举例举例用途用途：1、根据AC判断加减运算时有无半进位或半借位；2、在BCD码调整运算码调整运算中要用到AC标志第2章 MCS-51单片机结构及原理 CYACF0RS1RS0OVF1PCYACF0RS1RS0OVF1PCYACF0RS1RS0OVF1PCYC
9、YACACF0F0RS1RS1RS0RS0OVOVF1F1P PPSW.7PSW.7PSW.6PSW.6PSW.5PSW.5PSW.4PSW.4PSW.3PSW.3PSW.2PSW.2PSW.1PSW.1PSW.0PSW.0F0（PSW.5）和 F1（PSW.1） 用户标志位用途: 可做为用户指定的状态标志用户指定的状态标志第2章 MCS-51单片机结构及原理 CYACF0RS1RS0OVF1PCYACF0RS1RS0OVF1PCYACF0RS1RS0OVF1PCYCYACACF0F0RS1RS1RS0RS0OVOVF1F1P PPSW.7PSW.7PSW.6PSW.6PSW.5PSW.5PS
10、W.4PSW.4PSW.3PSW.3PSW.2PSW.2PSW.1PSW.1PSW.0PSW.0RS1（PSW.4）和RS0（PSW.3）工作寄存器组指针用途用途：用于指定指定CPU的当前工作寄存器组的当前工作寄存器组第2章 MCS-51单片机结构及原理 CYACF0RS1RS0OVF1PCYACF0RS1RS0OVF1PCYACF0RS1RS0OVF1PCYCYACACF0F0RS1RS1RS0RS0OVOVF1F1P PPSW.7PSW.7PSW.6PSW.6PSW.5PSW.5PSW.4PSW.4PSW.3PSW.3PSW.2PSW.2PSW.1PSW.1PSW.0PSW.0OV（PSW
11、.2） 溢出标志在有符号数加减运算有符号数加减运算或无符号数乘除运算无符号数乘除运算中若有异常结果，OV硬件置1，否则硬件清0。用途用途：判断运算的结果是否正确判断运算的结果是否正确，正确 = 0；出错 = 1第2章 MCS-51单片机结构及原理 CYACF0RS1RS0OVF1PCYACF0RS1RS0OVF1PCYACF0RS1RS0OVF1PCYCYACACF0F0RS1RS1RS0RS0OVOVF1F1P PPSW.7PSW.7PSW.6PSW.6PSW.5PSW.5PSW.4PSW.4PSW.3PSW.3PSW.2PSW.2PSW.1PSW.1PSW.0PSW.0OV=C6Y C7Y
12、=1 0=1 01010100 （+84） + 01101001 （+105） CY=0 10111101（-67）D6有进位D7无进位101111011100001011000011正数的补码是它本身，负数的补码是除符号位外每位求反，然后末尾加1 11111011 （-5） + 11110000 （-16） CY= 1 11101011 （-21）D7有进位 D6有进位OV=C6Y C7Y=1 1=0111010111001010010010101运算出错运算正确举例举例第2章 MCS-51单片机结构及原理 P（PSW.0） 奇偶标志位该位始终跟踪累加器A中含“1”个数的奇偶性如果A中有奇数
13、个“1”，则P置“1”，否则置“0”举例举例 若A =1001 1111，则P=0 若A =1100 0001，则P=1用途用途：串行通讯中的数据校验，判断是否存在传输错误判断是否存在传输错误。第2章 MCS-51单片机结构及原理 CYACF0RS1RS0OVF1PCYACF0RS1RS0OVF1PCYACF0RS1RS0OVF1PCYCYACACF0F0RS1RS1RS0RS0OVOVF1F1P PPSW.7PSW.7PSW.6PSW.6PSW.5PSW.5PSW.4PSW.4PSW.3PSW.3PSW.2PSW.2PSW.1PSW.1PSW.0PSW.02.1 MCS-51单片机结构单片机
14、结构 2.1.1 MCS-51单片机的内部结构 2. 1.2 MCS-51引脚及功能引脚及功能 2.2 MCS-51的存储器结构 2.3单片机的复位、时钟与时序 2.4并行I/O口 第2章 MCS-51单片机结构及原理 51系列单片机一般采用40只引脚的双列直插式（DIPDual In-line Package）封装结构第2章 MCS-51单片机结构及原理 除DIP封装外， 51单片机还采用44只引脚的方形扁平(QFP Quad Flat Package) 封装方式（4只引脚无用）。 第2章 MCS-51单片机结构及原理 DIP引脚分布 电源及晶振引脚（共4只）控制引脚（共4只）端口引脚 （共
15、32只） 三类第2章 MCS-51单片机结构及原理 （1）电源及晶振引脚VCC (40脚)：+5V电源引脚VSS (20脚)： 接地引脚XTAL1 (19脚)；外接晶振引脚（内置放大器输入端）XTAL2 (18脚)：外接晶振引脚（内置放大器输出端）80C51Vcc80C512040Vss+5V80C51第2章 MCS-51单片机结构及原理 （2）控制引脚 RST/VPD (9)：复位复位/ 备用电源引脚 ALE/PROG (30)：地址锁存使能输出地址锁存使能输出/ 编程脉冲输入 PSEN (29)：输出访问外部输出访问外部ROM读选通信号读选通信号 EA/ VPP (31)：外部外部ROM允
16、许访问允许访问/ 编程电源输入 20F8K10k80C51第2章 MCS-51单片机结构及原理 （3）端口引脚 P0.0P0.7（3932脚）P0口P1.0P1.7（18脚）P1口P2.0P2.7（2128脚）P2口P3.0P3.7（1017脚）P3口8只/组4 组= 32 只引脚P0口P3口是单片机对外联络的重要通道第2章 MCS-51单片机结构及原理 最简单的单片机电路图MCU的电源引脚被隐藏（ISIS仿真与Vcc和Vss无关）2.1 MCS-51单片机结构 2.2 MCS-51的存储器结构的存储器结构 2.3单片机的复位、时钟与时序 2.4并行I/O口 第2章 MCS-51单片机结构及原
17、理 1. 存储器划分方法存储器划分方法计算机存储器地址空间存储器地址空间的两种结构形式：普林斯顿结构普林斯顿结构和哈佛结构哈佛结构。RAM和和ROM统一编址统一编址 RAM和和ROM分别编址分别编址 第2章 MCS-51单片机结构及原理 程序存储器ROM数据存储器RAM第2章 MCS-51单片机结构及原理 51单片机采用哈佛结构哈佛结构，共有4个物理存储空间：片内RAM、片内ROM、片外RAM、片外ROM各类存储器分别编址片内RAM片内ROM片外RAM片外ROM 00H 000H0000H0000H FFH FFFHFFFFHFFFFH2. 程序存储器程序存储器(ROM)作用作用：存放程序、表
18、格或常数，具有非易失性特点特点：片内ROM与片外ROM可有2种组合方案第2章 MCS-51单片机结构及原理 方案方案1 ： 4 KB以内的地址在片内ROM，大于4KB的地址在片外ROM中（图中折线），两者共同构成64KB空间；方案方案2 ：片内ROM被禁用，全部64KB地址都在片外ROM中（图中直线）。2种组合方案由EA引脚的电平状态决定：EA=1时为方案1， EA=0时为方案2EA引脚接低电平引脚接低电平时，仅使用片外ROM（片外ROM不可缺省) 。由于片内、外ROM是统一编址的，故只能算作1个逻辑存储空间。第2章 MCS-51单片机结构及原理 EA引脚接高电平引脚接高电平时，可同时使用2种
19、ROM (片外ROM可以缺省)；第2章 MCS-51单片机结构及原理 51单片机的四个物理存储空间物理存储空间仅相当于三个逻辑存储空间逻辑存储空间片内RAM片内ROM片外RAM片外ROM 00H 000H0000H0000H FFH FFFHFFFFHFFFFH物理存储空间逻辑存储空间第2章 MCS-51单片机结构及原理 中断程序执行过程中断程序执行过程：某一突发事件相应中断入口地址自动装入PC引导两次跳转执行相应中断服务程序主程序一般应安排在0030H地址以后（有中断需要时） ROM有6个特殊存储器单元用于程序引导主程序主程序跳转指令INT0中断中断跳转指令T0中断中断跳转指令INT1中断中
20、断跳转指令T1中断中断跳转指令主程序主程序首指令0000H0003H000BH0013H001BH0030H0023H RI/TI中断中断跳转指令 ROM 0000H：主程序入口地址 0003H：INT0中断程序入口地址 000BH：T0中断程序入口地址 0013H：INT1中断程序入口地址 001BH：T1中断程序入口地址 0023H：RI/TI中断程序入口地址3. 片内数据存储器片内数据存储器(RAM)作用：存放程序运行结果字长：8位数量：128B+128B（80C51）30H低128B（ 00H7FH ）为普通RAM区高128B （80HFFH）为特殊功能寄存器区第2章 MCS-51单片
21、机结构及原理 (1) 低128字节的区域 工作寄存器区（00H1FH）可位寻址区（20H2FH） 用户RAM区（30H7FH）30H第2章 MCS-51单片机结构及原理 区共有32个存储单元； 每个单元都有1个8位地址（字节地址字节地址） 每个单元都有1个寄存器名称（R0R7） 32个单元分为4组（第第0 第第3组组） CPU只能选一组为当前工作寄存器组当前工作寄存器组当前工作寄存器组当前工作寄存器组取决于PSW的设置 30HCPU复位后RS1和 RS0默认值为0，即默认第0组为当前工作寄存器组。 第2章 MCS-51单片机结构及原理 30H区共有16个存储单元； 每个单元都有一个字节地址字节
22、地址 每个单元都有8个不同的位地址位地址 区共有128个位地址 区可以字节地址和位地址两种方式存取数据。第2章 MCS-51单片机结构及原理 区共有80个存储单元；每个单元都有一个字节地址，但没有位地址，也没有寄存器名。30H此区可作为堆栈区和中间数据存储区使用用户RAM区【注意注意】：区和区只能按字节进行数据存取操作，区则可按字节和位两种方式存取操作。第2章 MCS-51单片机结构及原理 （2）高高128字节字节RAM区区 30HSFR承担着51单片机内部资源的管理工作每个存储单元都有一个字节地址，字节地址，但只有其中21个单元个单元可以使用，并有相应寄存器名称。51单片机共有21个特殊功能
23、寄存器（Spetial Function Register）第2章 MCS-51单片机结构及原理 字节地址末位是0或8的SFR，都具有位地址。88H89H8AH8BH8CH8DH8EH8FH2.12.12.32.32.1 MCS-51单片机结构 2.2 MCS-51的存储器结构 2.3单片机的复位、时钟与时序单片机的复位、时钟与时序 2.4并行I/O口 第2章 MCS-51单片机结构及原理 复位使单片机恢复原始默认状态原始默认状态的操作。1.复位与复位电路复位与复位电路 第2章 MCS-51单片机结构及原理 复位条件复位条件在RST/VPD引脚端出现：10ms时间的高电平（时间的高电平（3V）
24、状态）状态复位方式复位方式 上电复位第2章 MCS-51单片机结构及原理 复合复位按键复位10ms3V单片机需要统一的时钟控制，其时钟系统可有两种方案：2.时钟电路时钟电路 ALE时钟S1S4S6S5S3S2读操作码读操作码(无效)(a) 1字节1周期指令读下一指令S1S4S6S5S3S2读操作码读第二字节(b) 2字节1周期指令读下一指令S1S4S6S5S3S2读操作码读操作码(无效)(c) 1字节2周期指令读下一指令S1S4S6S5S3S2外部时钟脉冲内部OSC + 外部时钟电路，外部时钟电路，或内部OSC + 外部时钟脉冲外部时钟脉冲第2章 MCS-51单片机结构及原理 MCS-51的时
25、钟频率一般为612MHzC1、C2 30pF 外部时钟电路石英晶体3. 单片机时序单片机时序 （1）时序的概念）时序的概念第2章 MCS-51单片机结构及原理 时序是对象（或引脚、事件、信息）间按照时间顺序组成的序列关系。 时序可以用状态方程、状态图、状态表和时序图4种方法表示，其中时序图时序图最为常用。 时序图亦称为波形图波形图或序列图序列图，纵坐标表示不同对象的电平电平，横坐标表示时间时间（从左往右为时间正向轴），通常坐标轴可省略。第2章 MCS-51单片机结构及原理 (1) 最左边是引脚的标识，表示该图反映了RS、R/W、E、D0D7四类引脚的序列关系。 (2) 交叉线部分表示电平的变化
26、，如高电平和低电平。 (3) 封闭菱形部分表示数据有效范围（偶尔使用文字Valid Data）。(4) 水平方向的尺寸线表示持续时间的长度。举例：某芯片时序图第2章 MCS-51单片机结构及原理 nRS和R/W端首先变为低电平；n随后D0D7端出现有效数据；nR/W低电平tsp1之后，E端出现宽度为tpm的正脉冲；nE脉冲结束并延时tHD1后，RS和R/W端恢复高电平；nE脉冲结束并延时tHD2后，D0D7端的本次数据结束；随后D0D7端出现新的数据，但下次E脉冲应在tc时间后才能出现。根据这些信息便可以进行相应的软件编程了。时序关系：时序与时钟的关系时序要受时钟节拍的制约第2章 MCS-51
27、单片机结构及原理 ADC0809芯片的完整时序图（8.5.2）时钟的度量单位：时钟周期（或节拍）P、状态周期S、机器周期、指令周期 1个状态周期（S）= 2个节拍（P） 1个机器周期 = 6个状态（S） =12个节拍（P） 1个指令周期约为14个机器周期第2章 MCS-51单片机结构及原理 第2章 MCS-51单片机结构及原理 单片机时序单片机时序CPU在执行指令时所需控制信号的时间顺序。 1、用于片内各功能部件的逻辑控制（不作介绍） 2、用于片外RAM访问或总线方式控制（8.2.1介绍） 51单片机访问外部RAM时序 第2章 MCS-51单片机结构及原理 单片机常用时序逻辑元件D触发器（或边
28、沿D触发器）正边沿D触发器特性只在时钟脉冲CLK上升沿到来的时刻，才采样D端的输入信号，并据此立即改变Q和/Q端的输出状态。而在其它时刻，D与Q是信号隔离的。 正边沿正边沿D触发器 D（输入），Q（输出）CLK（时钟脉冲）第2章 MCS-51单片机结构及原理 负边沿D触发器负边沿D触发器工作特性只在时钟脉冲CLK下降沿到来的时刻，才采样D端的输入信号，并据此立即改变Q和/Q端的输出状态。而在其它时刻，D与Q是信号隔离的。D触发器的这一特性被广泛用于数字信号的锁存输出锁存输出。第2章 MCS-51单片机结构及原理 74LS74 ：Dual Positive-Edge-Trggered D-Typ
29、e Flip-Flops With Clear And Preset（带清除和预置端功能的双上升沿D型触发器）（详见D触发器仿真课件）2.1 MCS-51单片机结构 2.2 MCS-51的存储器结构 2.3 单片机的复位、时钟与时序 2.4 并行并行I/O口口 第2章 MCS-51单片机结构及原理 2.4 并行并行I/O口口 51单片机有32只I/O引脚，分属于4个端口（P0P3）。第2章 MCS-51单片机结构及原理 可作为并行可作为并行I/O输入通道输入通道（例如，按键/开关连接通道）可作为并行可作为并行I/O输出通道输出通道（例如，数码管显示器连接通道）第2章 MCS-51单片机结构及原
30、理 可作为串行通信通道可作为串行通信通道（例如，双机通讯的连接通道）第2章 MCS-51单片机结构及原理 可作为外部设备的连接通道可作为外部设备的连接通道（例如，存储器扩展通道）第2章 MCS-51单片机结构及原理 由于工作任务不同， 4个端口的内部结构也不同。了解4类端口的内部结构对于正确使用这些I/O端口非常重要。第2章 MCS-51单片机结构及原理 以下按照先易后难的原则进行学习，即P1P3P0P21. P1口口 P1.n = 1个锁存器 + 1个场效应管驱动器V + 2个三态门缓冲器P1口包含P1.0P1.7共8个相同结构的电路P1.0P1.7中的8个锁存器共同组成P1特殊功能寄存器(
31、90H)第2章 MCS-51单片机结构及原理 RVCC读锁存器读锁存器写锁存器写锁存器读引脚读引脚内部总线内部总线1VDQCLKQP1.N锁存器2P1.NRVCC读锁存器读锁存器写锁存器写锁存器读引脚读引脚内部总线内部总线1VDQCLKQP1.N锁存器2P1.NP1.n的通用I/O口工作方式：第2章 MCS-51单片机结构及原理 读锁存器读锁存器输出输出读引脚读引脚 （详见 P1口仿真课件）P1口的要点：1、 P1口具有通用I/O口方式，可实现输出、读引脚（输入）和读锁存器三种功能；2、 P1口为准双向通用口准双向通用口，作为通用输入口时应先使P1.n1，作为通用输出口时是无条件的。第2章 M
32、CS-51单片机结构及原理 RVCC读锁存器读锁存器写锁存器写锁存器读引脚读引脚内部总线内部总线1VDQCLKQP3.N锁存器2第二输出功能第二输出功能P3.N第二输入功能第二输入功能TB2. P3口口 与P1.n 差别：第二功能控制单元第二功能控制单元双功能 P3.0P3.7中的8个锁存器构成了P3 SFR（B0H）第2章 MCS-51单片机结构及原理 RVCC读锁存器读锁存器写锁存器写锁存器读引脚读引脚内部总线内部总线1VDQCLKQP1.N锁存器2P1.NRVCC读锁存器读锁存器写锁存器写锁存器读引脚读引脚内部总线内部总线1VDQCLKQP3.N锁存器2第二输出功能第二输出功能P3.N第
33、二输入功能第二输入功能TBP3.n的通的通用用I/O口工作方式口工作方式 第2章 MCS-51单片机结构及原理 ：输出输出、读引脚读引脚、读锁存器读锁存器输出条件：第二输出功能口第二输出功能口 “1”(与非门开锁)输入条件：Q端和第二输出功能端 “1”（V管截止）*此时的第二功能口由CPU自动置位，无需指令操作RVCC读锁存器读锁存器写锁存器写锁存器读引脚读引脚内部总线内部总线1VDQCLKQP3.N锁存器2第二输出功能第二输出功能P3.N第二输入功能第二输入功能TBP3口的第二功能方式口的第二功能方式第二输出功能的条件：Q端 “1”(与非门开锁)1第2章 MCS-51单片机结构及原理 ：第二
34、输出功能第二输出功能、第二输入功能第二输入功能 RXD第7章TXD第7章/INT0第5章/INT1第5章T0第6章T1第6章/WR第8章/RD第8章第二输入功能的条件： Q端和第二输出功能端 “1”（V管截止） （ 详见P3口仿真课件）*此时上述条件由CPU自动设置，无需指令操作P3口的要点：1、 P3口具有通用I/O口方式，可实现输出、读引脚（输入）和读锁存器三种功能；2、 P3口为准双向通用口，作为通用输入口时应先使P3.n1，作为通用输出口时应先使第二输出端1 ；3、 P3口具有第二功能方式，可实现第二输出和第二输入两种功能。第2章 MCS-51单片机结构及原理 VCC读锁存器读锁存器写
35、锁存器写锁存器读引脚读引脚内部总线内部总线1V1DQCLKQP0.N锁存器2地址地址/数据数据控制控制V2MUXP0.NXA3. P0口口 与P1.n 差别：输出控制电路输出控制电路、 输出驱动电路输出驱动电路总线功能 P0.0P0.7中的8个锁存器构成了P0 SFR（80H）第2章 MCS-51单片机结构及原理 RVCC读锁存器读锁存器写锁存器写锁存器读引脚读引脚内部总线内部总线1VDQCLKQP1.N锁存器2P1.N漏极开路与上拉电阻的概念 控制端=0MUX下通/Q与V1栅极直通V2截止V1漏极开路漏极开路第2章 MCS-51单片机结构及原理 封锁封锁与门A (0) 地址/数据端与A输出无
36、关VCC读锁存器读锁存器写锁存器写锁存器读引脚读引脚内部总线内部总线1V1DQCLKQP0.N锁存器2地址地址/数据数据控制控制V2MUXP0.NXA读锁存器读锁存器写锁存器写锁存器读引脚读引脚内部总线内部总线1VDQCLKQP0.N锁存器2P0.N外接上拉电阻VCC为使漏极开路的V1有效，必须通过外接上拉电阻与电源连通，上拉电阻的阻值一般为10010k。 注意：P1、P2、P3口无需外接上拉电阻（已有内部上拉电阻） 第2章 MCS-51单片机结构及原理 读锁存器读锁存器写锁存器写锁存器读引脚读引脚内部总线内部总线1VDQCLKQP0.N锁存器2P0.N外接上拉电阻VCCRVCC读锁存器读锁存
37、器写锁存器写锁存器读引脚读引脚内部总线内部总线1VDQCLKQP1.N锁存器2P1.NRVCC读锁存器读锁存器写锁存器写锁存器读引脚读引脚内部总线内部总线1VDQCLKQP3.N锁存器2第二输出功能第二输出功能P3.N第二输入功能第二输入功能TB读锁存器读锁存器写锁存器写锁存器读引脚读引脚内部总线内部总线1VDQCLKQP0.N锁存器2P0.N外接上拉电阻VCCP0.n的通用I/O口工作方式第2章 MCS-51单片机结构及原理 ：输出输出、读引脚读引脚、读锁存器读锁存器输出条件：控制端控制端 “0”（ V2管截止，MUX下通）输入条件：Q端端 “1”（V1管截止）VCC读锁存器读锁存器写锁存器
38、写锁存器读引脚读引脚内部总线内部总线1V1DQCLKQP0.N锁存器2地址地址/数据数据控制控制V2MUXP0.NXAP0.n的地址/数据分时复用方式：地址/数据输出时V1和V2交替导通，无需外接上拉电阻无需外接上拉电阻 第2章 MCS-51单片机结构及原理 地址/数据输出的条件：控制端1地址地址/数据输出数据输出、数据输入数据输入数据输入时，CPU自动使Q端1，控制端0，故分时复用方式为无条件的真双向口真双向口（详见P0口仿真课件）P0口的要点：1、P0口具有通用I/O口方式，可实现输出、读引脚（输入）和读锁存器三种功能；2、P0口为准双向通用口，作为通用输入口时应先使P3.n1，作为通用输
39、出口时应先使第二输出端1 ；3、作为通用I/O口方式时，需要外接上拉电阻；4、P0口具有地址/数据分时复用方式，可实现地址/数据输出、数据输入两种功能；5、地址/数据分时复用方式时无需外接上拉电阻；6、分时复用方式的数据输入时无需程序写1操作。第2章 MCS-51单片机结构及原理 R1VCC读锁存器读锁存器写锁存器写锁存器读引脚读引脚内部总线内部总线1U2DQCLKQP2.N锁存器2地址地址控制控制MUXP2.NX4. P2口口 与P1.n差别：输出控制单元，锁存信号由输出控制单元，锁存信号由Q端输出端输出P2.0P2.7中的8个锁存器构成了P2 SFR（A0H）第2章 MCS-51单片机结构
40、及原理 RVCC读锁存器读锁存器写锁存器写锁存器读引脚读引脚内部总线内部总线1VDQCLKQP1.N锁存器2P1.NR1VCC读锁存器读锁存器写锁存器写锁存器读引脚读引脚内部总线内部总线1U2DQCLKQP2.N锁存器2地址地址控制控制MUXP2.NXP2.n的通用IO口方式第2章 MCS-51单片机结构及原理 ：输出输出、读引脚读引脚、读锁存器读锁存器输出条件：控制端控制端 “0”（ MUX下通）输入条件：Q端端 “1”（V管截止）无需外接上拉电阻R1VCC读锁存器读锁存器写锁存器写锁存器读引脚读引脚内部总线内部总线1U2DQCLKQP2.N锁存器2地址地址控制控制MUXP2.NXP2.n的
41、地址输出口方式第2章 MCS-51单片机结构及原理 ：地址输出地址输出地址输出条件：控制端控制端 “1”（ MUX上通）（详见P2口仿真课件）P2口的要点：1、P2口具有通用I/O口方式，可实现输出、读引脚（输入）和读锁存器三种功能；2、P2口为准双向通用口，作为通用输入口时应先使P2.n1，作为通用输出口时应先使控制端1 ；3、作为通用I/O口方式时，无需外接上拉电阻；4、P2口具有地址输出方式，可实现地址输出功能。第2章 MCS-51单片机结构及原理 P0P3小结1. 结构2. 功能第2章 MCS-51单片机结构及原理 本章小结本章小结1、单片机的CPU由控制器和运算器组成，在时钟电路和复位电路的支持下，按一定的时序工作。单片机的时序信号包括振荡周期、时钟周期、机器周期和指令周期。2、51单片机采用哈佛结构存储器，共有3个逻辑存储空间和4个物理存储空间。片内低128字节RAM中包含4个工作寄存器组、128个位地址单元和80个字节地址单元。片内高128字节RAM中离散分布有21个特殊功能寄存器。3、 P0P3口都可作为准双向通用I/O口，其中只有P0口需要外接上拉电阻；在需要扩展片外设备时，P2口可作为其地址线接口，P0口可作为其地址线/数据线复用接口，此时它是真正的双向口。 第2章 MCS-51单片机结构及原理
