03项目一学习单元3单片机引脚结构与功能

主讲：李营QQ:43965356Tel:[phone]机电教研室实训四号楼208内容回顾单片机的特点与应用单片机的结构CPU存储器0000H0FFFH1000HFFFFHEA=1内部EA=0外部外部PSEN0000HFFFFHROM0003H000BH0013H001BH0023H复位入口INT0中断入口T0中断入口INT1中断入口T1中断入口串口中断入口MCS-51的程序存储器配置工作寄存器区位寻址区通用RAM区00H1FH30H7FH32个字节16个字节80个字节80HFFHSFR区直接寻址访问间接寻址访问增强型附加空间外部RAM（或I/O）64K0000HFFFFHRDWRMCS-51的数据存储器配置1.工作寄存器区低端32个字节分成4个工作寄存器组，每组8个单元。当前工作寄存器组的机制便于快速现场保护。PSW的RS1、RS0决定当前工作寄存器组号•寄存器0组：地址00H~07H；•寄存器1组：地址08H~0FH；•寄存器2组：地址10H~17H；•寄存器3组：地址18H~1FH。2.位寻址区位寻址区之后的30H至7FH共80个字节为通用RAM区。这些单元可以作为数据缓冲器使用。这一区域的操作指令非常丰富，数据处理方便灵活。在实际应用中，常需在RAM区设置堆栈。MCS-51的堆栈一般设在30H~7FH的范围内。栈顶的位置由SP寄存器指示。复位时SP的初值为07H，在系统初始化时可以重新设置。3.通用RAM区4.MCS-51的特殊功能寄存器（SFR）（specialfunctionregister）11个可位寻址与运算器相关的寄存器（3个）指针类寄存器（3个）与I/O口相关的寄存器（7个）与中断相关的寄存器（2个）与定时器/计数器相关的寄存器（6个）P34表2-4与运算器相关的寄存器（3个）•累加器ACC，8位。用于向ALU提供操作数，许多运算的结果也存放在累加器中；•寄存器B，8位。主要用于乘、除法运算。也可以作为RAM的一个单元使用；•程序状态字寄存器PSW，8位。CyACF0RS1RS0OV…PD7D6D5D4D3D2D1D0CY（PSW.7）——进位标志位。AC（PSW.6）——辅助进位（或称半进位）标志。F0（PSW.5）——由用户定义的标志位。RS1（PSW.4）、RS0（PSW.3）——工作寄存器组选择位。OV（PSW.2）——溢出标志位。由硬件置位或清零。P（PSW.0）：奇偶标志位。ACC中结果有奇数个1时P=1，否则P=0。CyACF0RS1RS0OV…PD7D6D5D4D3D2D1D0RS1、RS0与片内工作寄存器组的对应关系RS1RS0寄存器组片内PAM地址通用寄存器名称000组00H~07HR0~R7011组08H~0FHR0~R7102组10H~17HR0~R7013组18H~1FHR0~R7﹡堆栈指针SP，8位。它总是指向栈顶。堆栈操作遵循“后进先出”的原则，入栈操作时，SP先加1，数据再压入SP指向的单元。出栈操作时，先将SP指向的单元的数据弹出，然后，SP再减1，这时SP指向的单元是新的栈顶。可见，MCS-51单片机的堆栈区是向地址增大的方向生成的。﹡数据指针DPTR，16位。用来存放16位的地址。它由两个8位的寄存器DPH和DPL组成。间接寻址或变址寻址可访问片外的64KB范围的RAM或ROM数据。指针类寄存器（3个）与I/O口相关的寄存器（7个）•并行I/O口P0、P1、P2、P3，均为8位；•串行口数据缓冲器SBUF(serialbuffer)；串行口控制寄存器SCON；串行通讯波特率倍增寄存器PCON（一些位还与电源控制相关，所以又称为电源控制寄存器）。与中断相关的寄存器（2个）•中断允许控制寄存器IE（interruptenable）；•中断优先级控制寄存器IP（interruptpriority）。与定时器/计数器相关的寄存器（6个）定时/计数器T0的两个8位计数初值寄存器TH0、TL0，它们可以构成16位的计数器，TH0存放高8位，TL0存放低8位；定时/计数器T1的两个8位计数初值寄存器TH1、TL1，它们可以构成16位的计数器，TH1存放高8位，TL1存放低8位；定时/计数器的工作方式寄存器TMOD；定时/计数器的控制寄存器TCON。§2-2MCS-51单片机引脚功能8位CPU4kbytes程序存储器(ROM)(52为8K)256bytes的数据存储器(RAM)（52有384bytes的RAM）32条I/O口线111条指令，大部分为单字节指令21个专用寄存器一、MCS-51单片机的功能简介2个可编程定时/计数5个中断源，2个优先级（52有6个）一个全双工串行通信口外部数据存储器寻址空间为64kB外部程序存储器寻址空间为64kB逻辑操作位寻址功能双列直插40PinDIP封装单一+5V电源供电引脚123456789101112131415161718192040393837363534333231302928272625242322211234567891020191817161514131211P1.0P1.1P1.2P1.3P1.4P1.5P1.6P1.7RST/VPDP3.0/RXDP3.1/TXDP3.2/INT0P3.3/INT1P3.4/T0P3.5/T1P3.6/WRP3.7/RDXTAL2XTAL1VSSVCCP0.0P0.1P0.2P0.3P0.4P0.5P0.6P0.7EA/VPPALE/PROGPSENP2.7P2.6P2.5P2.4P2.3P2.2P2.1P2.0RSTP3.0/RXDP3.1/TXDXTAL2XTAL1P3.2/INT0P3.3/INT1P3.4/T0P3.5/T1GNDVCCP1.7P1.6P1.5P1.4P1.3P1.2P1.1/AIN1P1.0/AIN0P3.7注：类似的还有Philips公司的87LPC64，20引脚8XC748/750/（751），24引脚8X749（752），28引脚8XC754，28引脚等等80C51/89C5189C2051单片机最小系统Y122.1184C915PC810uFS1SW-PBALEWRRDRXDTXDINT0EA/VP31X119X218RESET9RD17WR16INT012INT113T014T115P101P112P123P134P145P156P167P178P0039P0138P0237P0336P0435P0534P0633P0732P2021P2122P2223P2324P2425P2526P2627P2728PSEN29ALE/P30TXD11RXD10VCC40GND20U189S52VCCPSENP10P11P12P13P14P15P16P17T0T1INT1P00P01P02P03P04P05P06P07P20P21P22P23P24P25P26P27VCCR610KR4101R510KC1015PX1X2•P0~P3：通用I/O口；•VCC：电源端，一般接5V；•GND：电源地；•XTAL1，XTAL2：外接晶体振荡器，不能超过24M；需加微调电容，一般为30pF；•RST/VPD：复位端，平时为低电平；•ALE/PROG：地址锁存允许信号端；•EA/Vpp：外部程序存储器地址允许输入端/固化编程电压输入端；1.时钟电路引脚：•XTAL1：接外部晶振和微调电容的一端，在单片机内部，它是构成片内振荡器的反向放大器的输入端。当采用外部振荡器时，该引脚接收振荡器的信号，即把此信号直接接到内部振荡器的输入端。•XTAL2：接外部晶振和微调电容的另一端，在单片机内部，它是构成片内振荡器的反向放大器的输出端。当采用外部振荡器时，此引脚应悬空。（a）内部时钟电路；（b）HMOS型外部振荡源(C)CHMOS型外部振荡源2.控制信号引脚：•RST/VPD:•RST是复位信号输入端，高电平有效。当此输入端保持2个机器周期的高电平时，就可以完成复位操作。RST引脚的第二功能VPD是备用电源的输入端。上电复位按键复位ALE/PROG:(AddressLatchEnable/Programming)•当单片机上电正常工作后，ALE引脚不断向外输出正弦脉冲信号，此频率为振荡器频率的1/6。CPU访问外部存储器时，ALE作为锁存低8位地址的控制信号。此引脚的第二功能PROG作为8751编程脉冲输入端使用。•PSEN：(ProgramStoreEnable)在访问片外存储器时，此端定时输出负脉冲作为片外存储器的选通信号。•EA/VPP：(EnableAddress/VoltagePulseOfProgramming)当EA接高电平时，CPU访问片内ROM，并执行内部程序存储器中的指令，但当PC（程序计数器）的值超过4K时，将自动转去执行片外存储器内的程序。当EA脚接低电平时，CPU只访问片外ROM并执行外部程序存储器中的指令，而不管是否有片内程序存储器。VPP是对8751片内ROM固化程序时，作为施加较高编程电压（12V~21V）的输入端。3并行输入/输出接口1.P0口(三态双向口)P0口内部一位结构图P0用作通用I/O口当系统不进行片外的ROM扩展，也不进行片外RAM扩展时，P0用作通用I/O口。在这种情况下，单片机硬件自动使C=0，MUX开关接向锁存器的反相输出端。另外，与门输出的“0”使输出驱动器的上拉场效应管T1处于截止状态。因此，输出驱动级工作在需外接上拉电阻的漏极开路方式。作输出口时，CPU执行口的输出指令，内部数据总线上的数据在“写锁存器”信号的作用下由D端进入锁存器，经锁存器的反向（Qn+1=Qn）端送至场效应管T2，再经T2反向，在P0.X引脚出现的数据正好是内部总线的数据。作输入口时，数据可以读自口的锁存器，也可以读自口的引脚。这要根据输入操作采用的是“读锁存器”指令还是“读引脚”指令来决定。在执行“MOV”类输入指令时（如：MOVA，P0），内部产生的操作信号是“读引脚”。注意，在执行该类输入指令前要先把锁存器写入“1”，使场效应管T2截止，使引脚处于悬浮状态，可以作为高阻抗输入。否则，在作为输入方式之前曾向锁存器输出过“0”，则T2导通会使引脚箝位在“0”电平，使输入高电平“1”无法读入。所以，P0口在作为通用I/O口时，属于准双向口。P0用作地址/数据总线当系统进行片外的ROM扩展或进行片外RAM扩展，P0用作地址/数据总线时。在这种情况下，单片机内硬件自动使C=1，MUX开关接向反相器的输出端，这时与门的输出由地址/数据线的状态决定。2.P1、P2和P3口•P1、P2和P3口为准双向口,在内部差别不大,但使用功能有所不同。•P1口是用户专用8位准双向I/O口,具有通用输入/输出功能,每一位都能独立地设定为输入或输出。当由输出方式变为输入方式时,该位的锁存器必须写入“1”,然后才能进入输入操作。•P2口是8位准双向I/O口。外接I/O设备时,可作为扩展系统的地址总线,输出高8位地址,与P0口一起组成16位地址总线。对于8031而言,P2口一般只作为地址总线使用,而不作为I/O线直接与外部设备相连。P3口的第二功能•P3口是复用8位准双向I/O口