1、2022-7-2012022-7-2022022-7-2032022-7-204 硬件配置硬件配置基本配置：基本配置：1.81.8位位CPUCPU2.2.片内片内ROM/EPROMROM/EPROM、RAMRAM3.3.片内并行片内并行 I/OI/O接口接口4.4.片内片内1616位定时器位定时器/计数器计数器5.5.片内中断处理系统片内中断处理系统6.6.片内全双工串行片内全双工串行I/OI/O口口不同型号不同型号MCS-51MCS-51单片机单片机CPUCPU处理能力和指令系处理能力和指令系统完全兼容，只是存储器和统完全兼容，只是存储器和I/OI/O接口的配置有接口的配置有所不同所不同。2
2、022-7-2052022-7-206一、中央处理器一、中央处理器CPUCPU 主要指运算器、控制器主要指运算器、控制器 决定单片机的主要性能指标：字长、运行速度、决定单片机的主要性能指标：字长、运行速度、数据处理能力，中断和实时控制能力。数据处理能力，中断和实时控制能力。2022-7-2071、运算器、运算器 进行算术和逻辑运算进行算术和逻辑运算，8位。位。主要包括算术逻辑单元主要包括算术逻辑单元ALU、累加器、累加器ACC、暂存器、程序状态字暂存器、程序状态字PSW、B寄存器。寄存器。主要任务：主要任务：算术运算算术运算逻辑运算逻辑运算位操作位操作数据处理数据处理利用程序状态寄存器利用程序
3、状态寄存器PSW表述当前运行状态表述当前运行状态2022-7-2081）算术逻辑单元）算术逻辑单元ALU 即加法器，是核心部件，进行算术逻辑运算，其中乘（MUL）、除（DIV）运算是执行时间最长的指令。2）累加器）累加器ACC 累加器ACC是最常用的专用寄存器。进入ALU作算术操作和逻辑操作的操作数很多来自ACC，操作的结果也常送回ACC。3）B寄存器寄存器 是ACC的辅助寄存器，在乘除时，ACC不够用便使用B寄存器。2022-7-2092、控制器、控制器 控制器是控制器是CPU的大脑中枢，它以定时控制逻辑为中的大脑中枢，它以定时控制逻辑为中心，按照人们预先给定的计算步骤，即预先编写好心，按照
4、人们预先给定的计算步骤，即预先编写好的已经输入到计算机存储器中的程序发出一系列控的已经输入到计算机存储器中的程序发出一系列控制信号，控制计算机各个部件的工作，如运算、存制信号，控制计算机各个部件的工作，如运算、存储等。储等。包括指令寄存器包括指令寄存器IR、指令译码器、指令译码器ID、数据指针、数据指针DPTR、程序计数器（指针）、程序计数器（指针）PC、堆栈指针堆栈指针SP、以及控制电路（时序电路、中断控制部件、微操作以及控制电路（时序电路、中断控制部件、微操作控制部件）。控制部件）。2022-7-20101）程序计数器）程序计数器PC（程序指针）（程序指针）16位的地址指针，专门用来控制指
5、令执行顺序的寄存器，其中的内容总是下一条要执行的指令的地址。可以对64K字节的程序存储器直接寻址。复位时，PC=0000H，使程序从0单元开始执行。通常单片机每取一个字节机器码，PC就自动加1，从而保证了指令的顺序执行。转移指令可强行改变PC的内容。2022-7-20112）时序）时序 指按照指令功能发出一系列在时间上有一定次序的信号，控制和启动一部分逻辑电路完成某种操作。CPU需要一个时钟，在XTAL1和XTAL2上接石英晶体和微调电容构成振荡器。频率为412MHz2022-7-20123）指令寄存器）指令寄存器IR ID是8位寄存器，用于存放从ROM中取出的指令码。而且每条指令的第一个字节
6、一定是操作码，其后的指令码可以是操作数或操作码。指令译码器指令译码器ID ID可以对指令码进行译码，即判断出存放的是操作命令（操作码）还是操作数（操作数可以是操作地址或立即操作数），以进行下面的工作。这些工作是自动完成的。2022-7-20134）微操作控制部件）微操作控制部件 逻辑门电路，将ID信号和时序向片内各部件送高低电平。中断控制部件中断控制部件 自动完成“中断申请”、“中断相应”、“恢复断点”等工作。2022-7-2014二、内部二、内部RAMRAM单片机内部数据单片机内部数据RAMRAM共共256256字节。分为低字节。分为低128B128B和和高高128B128B地址空间。地址空
7、间。低低128B128B地址空间的地址空间的RAMRAM常称为片内常称为片内RAMRAM；高高128B128B地址空间的地址空间的RAM RAM 称为特殊功能寄存器称为特殊功能寄存器SFRSFR。但但SFR18SFR18个寄存器只占用了个寄存器只占用了21B21B供用户使用。其供用户使用。其他的他的107B107B系统保留。系统保留。2022-7-20152022-7-20161)片内片内RAM（007FH）工作寄存器区：（工作寄存器区：（32B）字节地址：字节地址：00H1FH位寻址区：（位寻址区：（16B）字节地址：字节地址：20H2FH位地址为：位地址为：00H7FH数据缓冲区：（数据缓
8、冲区：（80B）字节地址：字节地址：00H7FH一般使用一般使用30H7FH2022-7-2017三、片内三、片内ROM ROM用于存放程序、原始数据及表格。用于存放程序、原始数据及表格。8051：片内：片内4K掩膜掩膜ROM 8031：片内：片内ROM 8751：片内：片内4K EPROM2022-7-2018四、定时器四、定时器/计数器计数器 MCS-51系列单片机典型产品系列单片机典型产品8051等单片机等单片机内部有内部有2个可编程的个可编程的16位定时器位定时器/计数器计数器T0、T1 最大计数脉冲个数：最大计数脉冲个数：1655362022-7-2019五、并行五、并行I/O口口
9、MCS51系列单片机有系列单片机有4个个8位并行位并行I/O口口:P0、P1、P2、P3共占了共占了32根根I/O引脚引脚单片机扩展时，这些单片机扩展时，这些I/O引脚又作为扩展总线用。引脚又作为扩展总线用。P0口作为地址口作为地址/数据总线，分时输出低数据总线，分时输出低8位地位地址和传送址和传送8位数据；位数据；P2口作为高口作为高8位地址总线；位地址总线；P3口也具有第二功能。这是由接口的特殊结构口也具有第二功能。这是由接口的特殊结构所决定的。所决定的。2022-7-2020六、串行口六、串行口 完成单片机和其他计算机或通讯设备之完成单片机和其他计算机或通讯设备之间的串行数据通讯。间的串
10、行数据通讯。MCS51系列系列P3口的口的RXD(P3.0)和和TXD(P3.1)构成构成2022-7-2021中断系统是计算机的重要指标之一。中断系统是计算机的重要指标之一。某人看书某人看书 执行主程序执行主程序 日常事务日常事务电话铃响电话铃响 中断信号如中断信号如INT=0INT=0 中断请求中断请求暂停看书暂停看书 暂停执行主程序暂停执行主程序 中断响应中断响应书中作记号书中作记号 当前当前PCPC入栈入栈 保护断点保护断点电话谈话电话谈话 执行中断程序执行中断程序 中断服务中断服务继续看书继续看书 返回主程序返回主程序 中断返回中断返回日常事务程序日常事务程序中断服务程序中断服务程序
11、日常生活中的中断与计算机中断的比较：日常生活中的中断与计算机中断的比较：2022-7-20222022-7-2023八、布尔处理器八、布尔处理器 MCS51单片机内含有一个布尔处理器，是单单片机内含有一个布尔处理器，是单片机片机CPU中运算器的一个重要组成部分。中运算器的一个重要组成部分。它实际上是一个完整的它实际上是一个完整的1位微处理器，这个位微处理器，这个1位位机有自己的机有自己的CPU、位寄存器、位寄存器、I/O口和指令集。可口和指令集。可提供提供17条位操作指令，硬件有自己的条位操作指令，硬件有自己的“累加器累加器”（进位位（进位位C）和自己的位寻址和自己的位寻址RAM和和I/O空间
12、，所空间，所以是一个独立的位处理机。以是一个独立的位处理机。MCS51单片机把单片机把8位机和位机和1位机复合在一起，位机复合在一起，发挥各自的长处，这是它的一大优点。发挥各自的长处，这是它的一大优点。2022-7-20242022-7-2025 MCS51系列单片机系列单片机采用采用40个引脚的双列个引脚的双列直插式塑料封装的芯直插式塑料封装的芯片。片。共可分为四个部分：共可分为四个部分：1、电源、电源2个个2、外接晶体振荡器、外接晶体振荡器2个个3、控制信号引脚、控制信号引脚4个个4、I/O引脚引脚32个个2022-7-2026一、主电源引脚一、主电源引脚 VDD：接接5V电源电源 VSS
13、：接地端接地端 一般一般VDD 和和VSS之之间应接高频和低频间应接高频和低频滤波电容。滤波电容。2022-7-2027二、外接晶体振荡器引脚二、外接晶体振荡器引脚 XTAL1：芯片内部振荡电芯片内部振荡电路（单级反相放大器）输路（单级反相放大器）输入端入端 XTAL2：芯片内部振荡电芯片内部振荡电路（单级反相放大器）输路（单级反相放大器）输出端出端 振荡频率为晶振频率振荡频率为晶振频率（1.212MHz），另外），另外需两个需两个30pF左右的电容左右的电容以微调频率以微调频率2022-7-2028 MCS51单片机的振荡器有内部和外部两种方式。2022-7-2029 时序：时序：时间的先后
14、顺序，控制器按照指令功能发出一系列在时间上有一定次序的信号，控制和启动一部分逻辑电路，完成某种操作。机器周期机器周期12个时钟周期（振荡周期）有6个状态（S1S6），一个状态为2个振荡周期，分为P1和P2节拍，一般算术和逻辑指令发生在P1期间，寄存器之间的传输发生在P2期间。设单片机工作在12M晶振，则时钟周期为1/12微秒，一个机器周期121/121微秒一些指令完成较快用一个机器周期；一些较慢，用2个机器周期；有两个指令（MUL、DIV）用4个机器周期。指令周期：执行一条指令的时间。（单周期指令，双周期指令等）2022-7-2030三、控制信号三、控制信号1、RST/VPD：复位复位/掉电时
15、内部掉电时内部RAM的备用电源输入端的备用电源输入端 复位端复位端RST：启动时，需要复位，使CPU各部件处于确定的初始状态。正常工作状态（振荡器稳定），该引脚上出现持续24个振荡周期（即两个机器周期）以上的高电平，单片机就可完成系统复位操作。2022-7-2031特殊功能寄存器初始状态特殊功能寄存器初始状态ACC00HTCON00HB00HTH000HPSW00HTL000HSP07HTH100HDPL00HTL100HDPH00HSCON00HP0P30FFHSBUP不定IPXXX00000BPCON0XXXXXXXBIE0XX00000BTMOD00HPC0000H2022-7-2032
16、 备用电源输入端备用电源输入端VPD：当无当无VCC时使用，使内部时使用，使内部RAM供电以实现供电以实现掉电保护掉电保护。2022-7-20332、ALE/PROG：地址锁存允许/编程脉冲输入。ALE：地址锁存允许信号 片外存储器作数据存取时，ALE为低8位地址锁存允许输出信号，在其下降沿将从P0口输出的低8位地址锁存到地址锁存器。以1/6振荡频率（即1/2机器周期）周期性输出PROG：在对8751片内EPROM编程时，编程脉冲由此输入。2022-7-20343、EA/VDD：访外允许/编程电压输入、8031中EA必须接地。8051/8751中 EA1，单片机使用片内ROM/EPROM（由P
17、C值决定）；EA0，单片机片内程序存储器失效，而 使用片外程序存储器。、VDD 对8751片内EPROM编程时，此脚接编程电压。（+21V+25V）2022-7-20354、PSEN：外部程序存储器读选通信号 它与ALE配合，使P0口完成地址线和数据线的功能。当访问片内ROM、RAM时无效。2022-7-2036 MCS-51单片机有4个8位并行I/O口，共占了32根I/O引脚，单片机扩展时，这些I/O引脚又作为扩展总线用。其中P0口作为地址/数据总线，分时输出低8位地址和传送8位数据；P2口作为高8位地址总线；P3口也具有第二功能。这是由接口的特殊结构所决定的。每一个口都包含一个锁存器，一个
18、输出驱动器和两个（P3口为3个）输入缓冲器。各口的结构也有些差异，下面分别介绍。2022-7-2037一、并行I/O口的功能结构（一）P1口1、接口结构图2.15接口结构中锁存器起输出锁存作用，8位锁存器组成特殊功能寄存器P1。2022-7-2038一、并行I/O口的功能结构（一）P1口2、接口功能 P1口只有一种功能通用输入输出接口。2022-7-2039一、并行I/O口的功能结构（二）P2口 P2口一位结构如下图所示，与P1相比，多了一个多路开关MUX，因此P2具有双重功能：通用I/O口和高8位地址总线口。1、接口结构2022-7-2040（二）P2口（1）地址总线单片机扩展时，“控制”信
19、号使 MUX 打向右边，内部的地址线经反相器与输出驱动器相连，于是内部“地址”信号可以由P2口引脚输出，此地址信号为高8位地址。2、接口功能一、并行I/O口的功能结构2022-7-2041（二）P2口（2）通用I/O接口 作为通用I/O口时，“控制”信号使 MUX 打向左边，这时P2口电路结构与P1口相同，其功能和用法亦与P1口相同，负载能力也相同。2、接口功能一、并行I/O口的功能结构2022-7-2042（三）P3口 P3口一位的结构如下图所示，与P1口相比多了一个与非门和一个输入缓冲器，所以它除了可作为一般I/O口外，还具有第二功能。1、接口结构一、并行I/O口的功能结构2022-7-2
20、043（三）P3口（1）通用I/O接口作为通用I/O接口时，“第二功能输出”线为“1”，接口的电路结构与P1口相同，所以功能和用法均与P1相同。2、接口功能一、并行I/O口的功能结构2022-7-2044（三）P3口（2）第二功能当P3口作为第二功能使用时，各位定义如下2、接口功能P3.0 RXD（串行输入通道）P3.1 TXD（串行输出通道）P3.2 INT0（外中断0输入端）P3.3 INT1（外中断1输入端）一、并行I/O口的功能结构2022-7-2045（三）P3口2、接口功能P3.4 T0（定时器0外部输入）P3.5 T1（定时器1外部输入）P3.6 WR（外部数据存贮器写选通）P3
21、.7 RD（外部数据存贮器读选通）可见有些信号为输出，有些信号为输入，为使第二功能信号能顺畅的输入或输出，该口锁存器的状态必须为“1”。一、并行I/O口的功能结构2022-7-2046（四）P0口1、接口结构 P0口的一位的结构如下图所示。其中输出驱动电路由一对FET（场效应管）组成，其工作状态由输出控制电路控制。P0口可作为通用I/O接口，也可作为地址/数据总线口。一、并行I/O口的功能结构2022-7-2047（四）P0口2、接口功能（1）地址/数据总线 这时“控制”信号为1，多路开关MUX向上，地址/数据信号反相后经多路开关送到下一个场效应管的栅极。如果地址/数据信号为1，则下一个场效应
22、管截止上一个场效应管导通，引脚为高电平；若地址/数据信号为0，则下一个场效应管导通上一个场效应管截止，引脚为低电平，即地址/数据信号可顺利的到达引脚。一、并行I/O口的功能结构2022-7-2048（四）P0口2、接口功能（2）通用I/O接口 此时“控制”信号为“0”，多路开关MUX向下，输出驱动器处于开漏状态，故需外接上拉电阻，这种情况下，电路结构与P1相同，所以也是一个准双向口，当要作为输入时，必须先向口锁存器写“1”。一、并行I/O口的功能结构2022-7-20492022-7-20502022-7-20512022-7-2052 根据作用分类：程序存储器程序存储器ROM 数据存储器数据
23、存储器RAM 根据位置分类：片内存储器片内存储器 片外存储器片外存储器 2022-7-20531、片内程序存储器（片内、片内程序存储器（片内ROM）2、片内数据存储器（片内、片内数据存储器（片内RAM）3、片外、片外ROM扩展扩展4、片外、片外RAM扩展扩展 8051、8751有4KB的片内ROM（0000H0FFFH）共有256B007FH：128B片内RAM80HFFH：18个特殊功能寄存器（占21B）最多64K片外ROM，地址为0000HFFFFH或者1000HFFFFH 地址：0000HFFFFH 注：8051、8751芯片根据EA状态2022-7-20542022-7-2055 MC
24、S-51（8051）存储结构如图所示2022-7-2056 片内外统一编址的片内外统一编址的64KB的程序存储器地址空间的程序存储器地址空间 片内片外的程序存贮器在同一逻辑空间中，地址从0000HFFFFH，共有64K字节范围 片内片内256B数据存储地址空间数据存储地址空间 片内数据存贮器为00HFFH 片外片外64KB的数据存储器地址空间的数据存储器地址空间 片外为0000HFFFFH2022-7-20570000HFFFFH0000HFFFFHROM内RAM外RAM00HFFH寄存器区位寻址区数据缓冲区SFR20H30H80HE0HA2022-7-20581、使用使用MOV、MOVX、M
25、OVC三个不同的指令分别三个不同的指令分别 区分片区分片内内RAM、片外、片外RAM和和ROM2、片外、片外ROM使用控制信号使用控制信号PSEN 片外片外RAM使用控制信号使用控制信号RD、WR3、EA引脚接地，从片外引脚接地，从片外ROM开始开始 0000H0FFFH 位于片外位于片外ROM EA引脚接高电平，从片内引脚接高电平，从片内ROM开始开始 0000H 0FFFH位于片内位于片内ROM4、ROM和片外和片外RAM一定要用一定要用16位地址位地址 片内片内RAM 和和SFR，只能使用，只能使用8位地址位地址2022-7-2059 最多为最多为64K，用于存放程序和表格，用于存放程序
26、和表格 使用使用PC作为程序地址指针作为程序地址指针 编址方式：片内、片外编址方式：片内、片外ROM统一编址（统一编址（0000HFFFFH）片内（如有，片内（如有，4K）为低地址（）为低地址（0000H0FFFH），片外为），片外为高地址高地址 加电复位后，加电复位后，PC0000H，当，当PC超出片内，则会自动转超出片内，则会自动转向片外向片外ROM EA引脚控制引脚控制PC值（值（8031和和8051不同）不同）MOVC用来读取用来读取ROM中存放的表格常数中存放的表格常数 分为两个部分：分为两个部分：1、系统使用区：其中、系统使用区：其中0000H0002H为系统复位入口，其为系统复位
27、入口，其中必有一条存放中必有一条存放PC的跳转指令（转至主程序）的跳转指令（转至主程序）;0003H002AH为各个中断源处理程序使用为各个中断源处理程序使用2、用户使用区：其余地址空间、用户使用区：其余地址空间2022-7-2060 单片机的数据存储器分为片内单片机的数据存储器分为片内RAM和片外和片外RAM，两者单独编址（片内为两者单独编址（片内为00FFH，片外为，片外为0000FFFFH）。一般需要外部扩展时才使用最多）。一般需要外部扩展时才使用最多64K的的片外片外RAM。通常将单片机通常将单片机256B的内部数据存储器的内部数据存储器RAM分为两分为两个部分，一个是片内个部分，一个
28、是片内RAM（占（占128B），一个是，一个是特殊功能寄存器特殊功能寄存器SFR（占另外（占另外128B的的21B）。）。片内片内RAM的的128B地址为地址为007FH，可分为四个，可分为四个大区：大区：工作寄存器区、位寻址区、数据缓冲区、堆栈区工作寄存器区、位寻址区、数据缓冲区、堆栈区2022-7-20612022-7-2062 片内片内RAM工作寄存器区：工作寄存器区：字节地址：字节地址：00H1FH位寻址区：位寻址区：字节地址：字节地址：20H2FH位地址为：位地址为：00H7FH数据缓冲区数据缓冲区/堆栈区：堆栈区：字节地址：字节地址：00H7FH一般使用一般使用30H7FH2022
29、-7-20632022-7-20642022-7-2065 001FH单元，共单元，共32B，常用来存放操作数和中间，常用来存放操作数和中间结果，可以使用指令系统中有工作寄存器的专用指结果，可以使用指令系统中有工作寄存器的专用指令，多为单字节指令，执行速度快，方便。令，多为单字节指令，执行速度快，方便。分为分为4个寄存器区：个寄存器区：0区：区：0007H 1区：区：080FH 2区：区：10H17H 3区：区：181FH 每个区有每个区有8个单元，都用个单元，都用R0R7编号。编号。在任何时刻在任何时刻CPU只能使用其中一个区（当前寄存器只能使用其中一个区（当前寄存器组），即将这个区的组），
30、即将这个区的8个单元作为工作寄存器，其他个单元作为工作寄存器，其他区仍是一般的区仍是一般的RAM。具体使用哪个区，由程序状态。具体使用哪个区，由程序状态寄存器寄存器PSW中的中的RS1、RS0两位的状态来决定。两位的状态来决定。2022-7-2066 20H2FH，共，共16个单元，个单元，128位。位。为布尔处理区为布尔处理区 各有自己的位地址，统一编各有自己的位地址，统一编址为址为00H7FH（1个地个地址代表址代表1位）位）既可以字节寻址，也可以位既可以字节寻址，也可以位寻址。寻址。有有17条位操作指令，条位操作指令，常进行置位（常进行置位（SETB）、清）、清零（零（CLR）、取反（）
31、、取反（CPL）2022-7-2067 30H7FH 用户RAM区，用于存放运算数据和结果。2022-7-2068 用户可以指定内部用户可以指定内部RAM的最高若干的最高若干字节作为堆栈区（至字节作为堆栈区（至7FH），指针），指针为为SP 例：例：MOV SP，#5FH 则从则从607FH单元为堆栈区单元为堆栈区2022-7-2069 堆栈是在片内堆栈是在片内RAM中临时开辟的暂存区中临时开辟的暂存区；作用作用：保护现场、保护断点保护现场、保护断点 针对针对：子程序调用、中断操作子程序调用、中断操作 在响应中断或子程序调用时，发生入栈操作，入栈在响应中断或子程序调用时，发生入栈操作，入栈的是
32、的是16位的位的PC值，值，PSW值并不自动入栈值并不自动入栈。特点特点：先进后出，后进先出先进后出，后进先出 指令指令：入栈入栈PUSH，出栈，出栈POP 堆栈区每个单元不能按字节任意访问，堆栈区每个单元不能按字节任意访问，PUSH和和POP都是对堆栈的栈顶单元进行的。为了指示栈顶都是对堆栈的栈顶单元进行的。为了指示栈顶的地址，必须使用堆栈指针的地址，必须使用堆栈指针SP。SP始终指向堆栈最后压入或即将弹出的数据单元，始终指向堆栈最后压入或即将弹出的数据单元，即指向栈顶。即指向栈顶。SP实际为一个实际为一个8位寄存器，它的内容是栈顶存储单位寄存器，它的内容是栈顶存储单元的地址。元的地址。20
33、22-7-2070 进栈PUSH：先SP+1再写入数据 例：PUSH ACC 初始SP=2FH SP+1即现在SP30H，然后将ACC的内容写入30H单元 出栈POP：先读数据再SP1 进栈、出栈有两种方式：1、自动方式：执行子程序、中断响应时。2、指令方式：PUSH、POP2022-7-2071 为保护足够的寄存器内容，需要堆栈有一定的深度，即有足够的容量。原则上堆栈区可以是片内RAM任意区域，只要SP赋予不同的初值，则SP7FH都是堆栈区。但具体应具体应用时栈区设置应和用时栈区设置应和RAM的分配统一考虑，工作寄的分配统一考虑，工作寄存器和位寻址区域分配好后再指定堆栈区域存器和位寻址区域分
34、配好后再指定堆栈区域。系统复位后，SP07H，则实际堆栈从08H开始。通常通常SP设在设在30H以后以后，即在用户RAM（30H7FH）之间开辟。例 MOV SP，3FH 即40H7FH为堆栈区2022-7-2072 反映单片机的状态，存储对定时器、中断、串行口、I/O口等的控制设定，使这些控制具有可编程性。共18个，其中3个16位的寄存器，故占用21B，分布于80HFFH，可读可写，可视为专用RAM。均可以进行字节寻址，其中有11个可以位寻址（字节地址能被8整除）2022-7-20732022-7-2074 1、ACC 地址为地址为0E0H，8位累加器，在指令中用位累加器，在指令中用A表示，
35、可以位寻址表示，可以位寻址 2、B寄存器寄存器 地址为地址为0F0H，8位，可位寻址，主要用于乘除法，也可以作位，可位寻址，主要用于乘除法，也可以作为一个通用的为一个通用的8位数据缓冲单元。位数据缓冲单元。3、SP 地址为地址为81H，8位堆栈指针，只能字节寻址，复位值为位堆栈指针，只能字节寻址，复位值为07H。4、数据指针、数据指针DPTR 16位寄存器，包括两个位寄存器，包括两个8位寄存器位寄存器DPL和和DPH，地址分别为，地址分别为82H和和83H。只能字节寻址。也可以作为两个。只能字节寻址。也可以作为两个8位寄存器来位寄存器来处理。处理。用于访问外部用于访问外部RAM时作为地址指针，
36、也可访问时作为地址指针，也可访问ROM中的表中的表格常数。格常数。5、I/O端口端口P0P3 为引脚为引脚P0P3引脚的锁存器。可位寻址引脚的锁存器。可位寻址。2022-7-2075 6、其他：、其他：串行口数据缓冲器SBUF；串行口控制寄存器SCON；定时/计数器T0、T1；定时/计数器方式控制TMOD；中断允许寄存器IE；定时器控制TCON；电源方式控制PCON。7、程序状态寄存器、程序状态寄存器PSW（下面具体研究）2022-7-2076 SFR中的寄存器都有复位值，用到的寄存器中的寄存器都有复位值，用到的寄存器在复位后应考虑到是否重新赋值；在复位后应考虑到是否重新赋值；SFR可视为专用
37、可视为专用RAM，有，有11个可以位寻址个可以位寻址（可以由布尔处理器控制），共（可以由布尔处理器控制），共21单元，其单元，其余余107单元用户不能使用；单元用户不能使用；8052另有另有3个个SFR，占据，占据5个单元个单元。2022-7-2077 地址地址0D0H，PSW是一个是一个8位寄存器，可位寻址，位寄存器，可位寻址，它包含了许多程序状态信息。它包含了许多程序状态信息。其各位的含义如图所示：其各位的含义如图所示：其中其中PSW.1位系统保留，用户不能使用位系统保留，用户不能使用。PSW.7 PSW.6 PSW.5 PSW.4 PSW.3 PSW.2 PSW.1 PSW.0 Cy A
38、C FORS1RS0 OV P2022-7-2078 Cy AC FO RS1RS0 OV P进位标志Cy：算术逻辑指令时，最高位算术逻辑指令时，最高位D7有进（借）位，有进（借）位，则则Cy=1，否则，否则Cy=0；在布尔处理器中，它起着在布尔处理器中，它起着“位累加器位累加器”的作的作用。用。17条布尔处理指令多数是针对条布尔处理指令多数是针对CY来完来完成的。程序中写成成的。程序中写成C。2022-7-2079 辅助进位标志AC：加（减）法运算时，如果低半字节的最高位加（减）法运算时，如果低半字节的最高位D3有进（借）位，则有进（借）位，则AC=1，否则，否则AC=0；AC在作在作BCD
39、码运算而进行二十进制调整时码运算而进行二十进制调整时有用。有用。Cy AC FORS1RS0 OV P2022-7-2080用户标志FO：是用户定义的一个状态标志。可通过软件对是用户定义的一个状态标志。可通过软件对它置位、清零；在编程时，也常测试其状态它置位、清零；在编程时，也常测试其状态进行程序分支。进行程序分支。Cy AC FO RS1RS0 OV P2022-7-2081 Cy AC FORS1RS0 OV P工作寄存器区选择位RS1、RS0:可借软件置位或清零，以选定4个工作寄存器区中的一个区投入工作。RS1RS0寄存器区00第0区01第1区10第2区11第3区2022-7-2082溢
40、出标志OV：作有符号数加法、减法时由硬件置位或清作有符号数加法、减法时由硬件置位或清除，以指示运算结果是否溢出。除，以指示运算结果是否溢出。Cy AC FO RS1RS0OV P2022-7-2083奇偶标志P:每执行一条指令，单片机都能根据每执行一条指令，单片机都能根据A中中1的的个数的奇偶自动令个数的奇偶自动令P置位或清零：奇为置位或清零：奇为1，偶为偶为0。此标志对串行通信的数据传输非常。此标志对串行通信的数据传输非常有用，通过奇偶校验可检验数据传输的正有用，通过奇偶校验可检验数据传输的正确与否。确与否。Cy AC FO RS1RS0OV P2022-7-20842022-7-2085
41、在测控技术中，往往需要定时检测某个参数，在测控技术中，往往需要定时检测某个参数，或按一定的时间间隔来进行某种控制。还有一些或按一定的时间间隔来进行某种控制。还有一些控制是按对某种事件的计数结果进行的。因此几控制是按对某种事件的计数结果进行的。因此几乎所有单片机内部都设置了定时乎所有单片机内部都设置了定时/计数器，以简计数器，以简化微机测控系统的设计。化微机测控系统的设计。MCS-51系列单片机典型产品系列单片机典型产品8051等有等有两个两个16位定时器位定时器/计数器计数器T0，T1；8052等单等单片机有三个片机有三个16位定时器位定时器/计数器计数器T0、T1和和T2。它们都可以用作定时
42、器或外部事件计数器。它们都可以用作定时器或外部事件计数器。2022-7-2086 定时器定时器/计数器实际上是加计数器实际上是加1计数器计数器 当它对外部事件进行计数时，由于频率不当它对外部事件进行计数时，由于频率不固定，此时称之为计数器；固定，此时称之为计数器；当它对内部固定频率的机器周期进行计数当它对内部固定频率的机器周期进行计数时称之为定时器。时称之为定时器。+1计数器溢出中断脉冲控制开关2022-7-2087计数原理计数原理 每输入一个脉冲，计数器加1，当加到计数器各位都为1时，再输入一个脉冲，计数器各位全变为0，溢出，中断标志置1（SFR中TCON的TF0、TF1），从而向CPU申请
43、中断。由预置计数值就可以算出从加1计数器启动到计满溢出所需的时间，即定时时间。8位256；13位8192；16位655362022-7-2088 对外部脉冲计数时，当脉冲有一个高电平到低电平“1”“0”跳变时，计数器加1，且在每个机器周期的S5P2采样外部输入，若前一个机器周期采样值为1，后一个机器周期采样值为0，则计数器加1。由于识别一个从1到0的负跳变信号需要两个机器周期（24个振荡周期），所以最高的计数频率为系统时钟频率的1/24；两两个输入脉冲的最小间隔应不小于两个机器个输入脉冲的最小间隔应不小于两个机器周期周期。又因为一个机器周期对信号采样一次，因此输入信号的电平宽度至少应持续输入信
44、号的电平宽度至少应持续一个机器周期一个机器周期。2022-7-2089定时原理定时原理 输入脉冲不是外部脉冲源，而是一个晶体振荡器的脉冲源。2022-7-2090 对于16位计数器，最大定时时间是216个脉冲的时间。则定时时间T=(216X)*T T：输入脉冲周期，T=12/f s(f为晶振频率1.212MHz)如为12MHz，则T1s X：计数器初值（有程序输入）对于12MHz晶体，T1s，最大定时T=65.536ms；对于6MHz晶体，T2s，最大定时T=131ms 常使用：X=2X=216T/TT/T2022-7-2091例：系统时钟频率为12MHz，要产生1ms定时，求初值X T=12
45、/12=1s 若为16位计数器 X=X=2161000/1=64536=0FC18H 若为13位计数器 X=X=2131000/1=81921000=7192=1C18H 不能采用8位计数器2022-7-2092 它是由它是由6个专用寄存器构成的：其中个专用寄存器构成的：其中TH0、TL0构成构成16位计数器位计数器T0，TH1、TL1构构成成16位计数器位计数器T1，而，而TMOD、TCON为为两个定时器共用，用来选择工作方式和控两个定时器共用，用来选择工作方式和控制启停。制启停。2022-7-2093 各有2个8位计数器，构成2个16位计数器 T0：TH0、TL0 T1：TH1、TL1 不
46、可以位寻址，只能按字节分两条指令读写16位码，而不能用一条指令读写双字节。例：X初值为645360FC18HMOV TH0，#0FCHMOV TH1，#18H2022-7-2094 T0与与T1有两种功能有两种功能：（由C/T决定）计数计数：T0对P3.4/T0管脚送入的脉冲计数；T1对P3.5/T1管脚送入的脉冲计数。C/T=1 定时定时：每个机器周期使之加1，初值的大小决定定时时间的长短C/T=0 复位值均是00H T0有4种工作方式：方式0、方式1、方式2、方式3 T1有3种工作方式：方式0、方式1、方式2 前3种工作方式完全相同 其功能及工作方式由TMOD和TCON来决定2022-7-
47、2095 8位位SFR，地址为，地址为89H 不可位寻址不可位寻址 低低4位用于控制位用于控制T0，高，高4位用于控制位用于控制T1，含义相同。含义相同。GATEC/TM1M0GATEC/TM1M0T1T02022-7-2096 M1、M0：工作方式选择位：工作方式选择位 C/T：定时或计数功能选择位：定时或计数功能选择位 =1：外部计数工作方式，对P3.4、P3.5脉冲计数 =0：定时方式，每一个机器周期加1GATEC/TM1M0GATEC/TM1M0T1T0M1 M0方方式式功功能能描描述述0 0013 位位0 1116 位位1 028 位位自自动动重重装装1 13T0 为为两两个个 8
48、位位2022-7-2097 GTAE：门控位：门控位 =1：借用P3.2、P3.3参与启动和停止T0、T1 只有该引脚与TCON中TCON.4(TR0)、TCON.6(TR1)都为高电平，才启动T0、T1 =0：T0、T1的运行与否只取决于TCON中 TCON.4(TR0)、TCON.6(TR1)GATEC/TM1M0GATEC/TM1M0T1T02022-7-2098 8位寄存器，可位寻址位寄存器，可位寻址 低低4位用于外部中断位用于外部中断INT0、INT1控制控制 高高4位用于位用于T0、T1控制控制TCONTF1TR1TF0TR0IE1IT1IE0IT0位地址8F8E8D8C8B8A8
49、9882022-7-2099 TR0(TCON.4)：T0的运行控制位 当GATE=0时，TR0=0则T0停止运行；TR0=1时T0允许运行 TF0(TCON.5)：T0溢出兼中断申请标志 T0溢出时，TF0=1并提出中断申请，CPU响应中断申请后，TF0自动清零 TR1、TF1同同TR0、TF0TCONTF1TR1TF0TR0IE1IT1IE0IT0位地址8F8E8D8C8B8A89882022-7-20100 定时器T0有四种工作方式：方式0、方式1、方式2和方式3。定时器T1有三种工作方式：方式0、方式1、方式2。两者前3种工作方式相同 以T0为例讲解2022-7-20101方式方式0：
50、1313位定时位定时/计数器计数器 TMOD的M1、M0都写入0 TH08位和TL0低5位组成13位加1计数器，TL0的低5位向TH0进位 溢出值：213=8192=1FFFH 溢出后：TF0=1，中断申请 控制T0的启动和停止：GATE=0时，定时器的启停仅由TRX控制 GATE=1时，定时器的启停还受到INTX引脚电平的控制。2022-7-20102例：f=12MHz，要产生1ms定时，求计数初值。T=12/f=1s X=213-1000/1=7192=1C18H 取13位，低5位送TL0:18H；高8位送TH0：0EOHMOV TH0，#0E0HMOV TL0，#18H2022-7-20
