單片機(jī)原理及應(yīng)用2單片機(jī)基本結(jié)構(gòu)（2）（51單片機(jī)并口及并口應(yīng)用）（51單片機(jī)晶振和復(fù)位）（工作狀態(tài)和時序） 1 51單片機(jī)的并行接口n 51單片機(jī)I/O具有4組，每組8位，共32位并行接口，按“第二功能”不同，結(jié)構(gòu)也稍有不同。n P0口：并口/數(shù)據(jù)地址總線n P1口：并行接口n P2口：并口/地址高8位n P3口：并口，每個引腳還有不同功能：RXD;TXD;INT0;INT1;T0;T1;WR;RD 標(biāo)準(zhǔn)并行接口電路框圖引腳鎖存器RD數(shù)據(jù)WR方向 DIR （需要設(shè)定方向）三態(tài)門 51單片機(jī)P1口引腳鎖存器讀寄存器數(shù)據(jù)WR QQ VCCRT 讀引腳 51單片機(jī)P0口引腳鎖存器讀寄存器數(shù)據(jù)WR QQ VCCT 多路器MUX地址/數(shù)據(jù)控制（H）讀引腳 51單片機(jī)P2口引腳鎖存器RD數(shù)據(jù)WR QQ VCCT 多路器MUX地址/數(shù)據(jù)控制（H）R讀引腳 51單片機(jī)P3口引腳鎖存器RD數(shù)據(jù)WR QQ VCCT第二輸出功能 第二輸入功能讀引腳 51單片機(jī)并口應(yīng)用小結(jié)n并口基本功能：n作為輸出口用時，直接和外設(shè)相連；n作為輸入口時，有讀端口和讀引腳兩種工作方式；n讀端口時實際上并不從外部讀入數(shù)據(jù)，而只是把端口鎖存器中內(nèi)容對如到內(nèi)部總線，對引腳時才真正地把從外部加到引腳上的數(shù)據(jù)讀入到內(nèi)部總線； n對引腳時，要先通過指令，把端口鎖存器置1，然后再實行讀引腳操作。 四個通道特性上的差別主要是通道0、通道1、通道2、通道3都還有第二功能，而通道1則只能用作I/O口：n通道0還可作為低8位地址總線和8位數(shù)據(jù)總線使用；n通道2的第二功能是作為高8位地址總線使用；n通道3的每一位都有各自的第二功能。 n并口第二功能隨指令變化：1.使用MOVX/MOVC指令時，P0/P2口自動切換到“地址、數(shù)據(jù)”方式2. P3口第二功能是“直通”的，可以直接輸出：WR、RD、TXD,直接輸入：INT0、INT1、T0、T1、RXD。由程序和電路直接相應(yīng)(預(yù)先設(shè)定功能，采用相應(yīng)指令） 其他：n通道0作為I/O輸出時，需要上拉電阻。驅(qū)動MOS電路時，阻值為4.7K歐姆，驅(qū)動LED顯示器時為470歐姆；n通道0作為數(shù)據(jù)/地址線工作時，不需要上拉電阻； 并口輸出應(yīng)用舉例VCCR2kPx.x OUT VCC220LED繼電器 單片機(jī)連接光耦合器件 2 89C51晶振電路電容：2033pf（常：30pf）晶體：1.216MHZ（常：12M）XTL1XTL2 XTL1XTL2外接時鐘不接 3 MCS-51單片機(jī)的工作方式n復(fù)位方式下面細(xì)講n程序執(zhí)行方式n單步執(zhí)行方式：需要用到中斷，在“中斷系統(tǒng)”中討論n掉電和節(jié)電方式：在“串行接口”波特率設(shè)定中講n編程和校驗方式：指固化程序和讀出已經(jīng)固化的程序功能，本課程不作討論。 復(fù)位電路 上電復(fù)位時序時間t上電電容充電復(fù)位結(jié)束，單片機(jī)工作 大于24個晶振周期寬度(復(fù)位期）Vcc電容電壓RES引腳電壓 復(fù)位后寄存器狀態(tài)n PC0000 程序從0000開始執(zhí)行，ROM的這個地址也稱為“復(fù)位地址”n PSW=0 其中RS0,RS1=0，默認(rèn)主程序使用寄存器組0n SP=07 堆棧從RAM的07地址開始，一般需要更改堆棧棧底值n P0P3=FFH 引腳輸出高電平n IE=0X000000B 所有中斷被關(guān)閉n IP=0X000000B 所有中斷無優(yōu)先級 n TMOD=00 定時器T0,T1模式0n TCON=00 定時器不工作.n SCON=00 串行口默認(rèn)使用方式0n PCON=0XXX0000B 無電源管理，無波特率2倍設(shè)置n其他如ACC;DPTR;TH0;TL0;TH1;TL1;SBUF等可以不關(guān)心。 在復(fù)位后，程序計數(shù)器PC的值是0000H，這表明程序的第一條指令必須存入內(nèi)存的0000H單元，程序才可能在復(fù)位后，直接運行。 復(fù)位不影響RAM的內(nèi)容。 自動上電復(fù)位。 單片機(jī)的基本工作方式。n執(zhí)行的程序可以放在內(nèi)部ROM、外部ROM或者同時放在內(nèi)外ROM中。n真正的程序一般不可能從0000H開始存放，因此需要在0000H單元可是存放一條轉(zhuǎn)移指令，從而使程序跳轉(zhuǎn)到真正的程序入口地址。 單步執(zhí)行方式n按一次鍵，執(zhí)行一條指令。n可以利用MCS-51的中斷控制來實現(xiàn)。n一般用于調(diào)試。 掉電和節(jié)電方式n在掉電方式下，片上的時鐘振蕩電路停止工作，CPU也停止各種活動。n在節(jié)電方式下，內(nèi)部時鐘并不停止工作，只是去CPU的路徑被門電路切斷，但仍然供應(yīng)中斷電路、定時器和串行口。可產(chǎn)生中斷來結(jié)束節(jié)電方式。 n CPU的所有工作都是在時鐘信號控制下進(jìn)行的。n CPU發(fā)出的控制信號有兩類：一類是用于CPU內(nèi)部的；另一類通過控制總線送到片外。4. MCS-51單片機(jī)的時序 4.1 機(jī)器周期和指令周期n在討論時序時，以機(jī)器周期作為單位。n MCS-51的一個機(jī)器周期包括12個振蕩周期（時鐘周期），分為6個S狀態(tài)：S1S6。每個狀態(tài)又分為兩拍，稱為P1和P2。 n每條指令都由一個或幾個機(jī)器周期組成，在MCS-51Hong，有單周期指令、雙周期指令和四周期指令。 指令時序振蕩周期ALE輸出狀態(tài)周期讀操作碼（無效）讀第二字節(jié) ADD A,#dataS1 S2 S3 S4 S5 S6讀操作碼S1 S2 S3 S4 S5 S6讀操作碼(單周期）機(jī)器周期 時序要點：n一個指令周期1，2或者4個機(jī)器周期n一個機(jī)器周期12個晶振周期n一個機(jī)器周期輸出兩個ALE脈沖即：n ALE的輸出頻率fALE（1/6）fOSCn如果使用晶振頻率為12MHZ，則fALE 2MHZ，指令執(zhí)行時間1，2，4微秒。 4.2 MCS-51指令的取指/執(zhí)行時序 4.3訪問外部ROM和外部RAM的時序 對MCS-51系統(tǒng)的存儲器擴(kuò)展，有以下幾點需要注意：（1）存儲器芯片。ROM和RAM都有獨立的數(shù)據(jù)線、地址線和若干控制線，而MCS-51芯片則沒有。因此需要鎖存器來形成16位地址。5. MCS-51單片機(jī)外部存儲器的擴(kuò)展 n（2）在擴(kuò)展外部ROM時，用控制信號PSEN，而在擴(kuò)展外部RAM時，用控制信號RD和WR。n（3）在選用外接存儲器時，應(yīng)注意ALE信號與鎖存器選通信號的配合。 地址數(shù)據(jù)擴(kuò)展電路 A8A15A8A15A8A15 A0A7A0A7A0A7擴(kuò)展后的地址數(shù)據(jù)時序P0 D0D7 A0A7 D0D7 A0A7 D0D7 A0A7ALEP2373出 74LS373 是一種“透明”的8D鎖存器，當(dāng)LE引腳為“高”時，輸出輸入。低電平時鎖定數(shù)據(jù)。 Intel 8282 類似，但引腳不一樣。 不能用其它鎖存器代替。 5.1 程序存儲器的擴(kuò)展 3.5.2 數(shù)據(jù)存儲器的擴(kuò)展 n 8031和AT29LV040A的連接q 512KB分為8個64KB,使用P1的3根口線來選擇q FLASH既作程序存儲器（PSEN),地址為0000FFFFH(64KB),又作數(shù)據(jù)存儲器(RD和ER),地址為10000FFFFFH(448KB)3.5.3 單片機(jī)和FLASH存儲器的連接 n 8031和AM29F016B的連接q AM29F016容量為2MB,地址線21根，分為32K一段，段內(nèi)使用A0A14。共分為64段，,由P2.7的高脈沖選通74374鎖存器，P0口送段地址A15A20。