单片机MCS51系列单片机的资源配置

单片机第2章MCS-51系列单片机的资源配置4.P1口、P2口、P3口、P0口为4个并行8位I/O口5.中断系统：5个中断〔2个外部中断，3个内部中断〕6.定时器/计数器：用于硬件的定时或者计数，以实现定时或者计数。也可以产生中断，从而在程序中控制程序转向。7.串行口1个全双工的异步串行口，具有四种工作方式。与AT89C51相比，AT89S51具有更突出的优点：〔1〕增加了在线可编程功能〔ISP〕〔2〕数据指针DPTR增加到两个，方便对片外RAM的访问〔3〕增加了看门狗定时器，提高了系统的抗干扰能力〔4〕增加了断电标志〔5〕增加了掉电状态下的中断恢复模式2.1.2MCS-51系列单片机的外部特性MCS-51系列单片机的生产工艺有两种：HMOS工艺和CHMOS工艺。最常用的40个引脚封装形式及其配置如左图所示。40只引脚按功能分为3类：〔1〕电源及时钟引脚:Vcc、Vss；XTAL1、XTAL2。〔2〕控制引脚：PSEN*、EA*、ALE、RESET〔即RST〕。〔3〕I/O口引脚：P0、P1、P2、P3，为4个8位I/O口的外部引脚。1．电源引脚〔1〕Vcc〔40脚〕：+5V电源；〔2〕Vss〔20脚〕：接地。2．时钟引脚〔1〕XTAL1〔19脚〕：接外部晶体，如果采用外接振荡器时振荡器的输出应接到此引脚上。〔2〕XTAL2〔18脚〕：接外部晶体的另一端或悬空。3I/O口引脚(1)P0口：双向8位三态I/O口，此口为地址总线〔低8位〕及数据总线分时复用口。(2)P1口：8位准双向I/O口。(3)P2口：8位准双向I/O口，与地址总线〔高8位〕复用。(4)P3口：8位准双向I/O口，双功能复用口。引脚中有单功能引脚，也有双功能引脚，双功能引脚如下表所示。引脚第二功能P3.0RXD（串行口输入）P3.1TXD（串行口输出）P3.2INT0（外部中断0输入）P3.3INT1（外部中断1输入）P3.4T0（定时器0的外部输入）P3.5T1（定时器1的外部输入）P3.6WR（片外数据存储器写控制信号）P3.7RD（片外数据存储器读控制信号）4.控制引脚提供控制信号，有的引脚还具有复用功能。(1)RST/VPD(9脚)：复位:高电平有效，持续时间至少2个机器周期(T=12/fosc)(2)ALE/PROG*〔30脚〕：ALE地址锁存允许：在访问外部存储器时，ALE的下跳沿将由P0口发出的低8位地址信号进行锁存。在不访问外部存储器时，输出周期性信号，f=1/6fosc(3)PSEN*〔29脚〕外部程序存储器的读选通信号。(4)EA*/VPP(31脚)EA*为内外程序存储器选择控制端。EA*=1，访问片内程序存储器，但在PC〔程序计数器〕值超过0FFFH〔对于8051、8751〕时，即超出片内程序存储器的4K字节地址范围时，将自动转向执行外部程序存储器内的程序。EA*=0，单片机那么只访问外部程序存储器。练习题一、填空1、当扩展外部存储器或I/O口时，P2口用作

。P0口用作。2、MCS-51有组位并行I\O口。3、假设不使用89C51片内的程序存储器，引脚必须接地。4、当MCS-51引脚信号有效时，表示从P0口稳定地送出了低8位地址.5、在单片机的RESET端出现_________，便可以可靠复位。二、简答简述80C51单片机的4个I/O口在使用上有哪些分工和特点？三、选择1.对于单片机8031来说，EA’脚总是

。

A、接地

B、接电源

C、悬空

D、不用

2.单片机89C51的XTAL1和XTAL2引脚是〔

〕引脚

A、外接定时器

B、外接串行口

C、外接中断

D、外接晶振

3.提高单片机的晶振频率，那么机器周期

。

A、不变

B、变长

C

、变短

D、不定

4．假设MCS-51系统中，晶振频率为8MHz，那么一个机器周期等于μs。A1.5B3C1D0.55.MCS-51单片机外部有40个引脚，其中，地址锁存允许控制信号引脚是 AALEBPSEN’CEA’DRST四、简答题1、简述MCS-51系列单片机的引脚分布以及引脚作用。2.2MCS-51系列单片机的存储器系统哈佛结构：ROM和RAM彼此独立，访问指令也不同

存储器空间可划分为4类：

1.内部程序存储器空间

8031无内部程序存储器。

2.外部程序存储器3.内部数据存储器 4.外部数据存储器1

2

3

4

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15EPROM27641

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15EPROM27641

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2040

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31302928272625242422211

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15RAM62641

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15RAM6264

80318751805189C51片内RAM片内ROM256B〔字节〕4K64K64K2.2.1程序存储器存放应用程序和表格之类的固定常数。分为片内和片外两局部，由EA*引脚上所接的电平确定。程序存储器中的0000H地址是系统程序的启动地址

程序存储器低端的一些地址被固定用作特定的入口地址，其入口地址及其对应功能如下表所示，通过转移指令使其转移到程序真正的起始地址去执行程序。入口地址功能0000H复位操作后的程序入口地址0003H外部中断0的中断服务程序入口地址000BH定时／计数器0溢出中断服务程序入口地址0013H外部中断1的中断服务程序入口地址001BH定时／计数器1溢出中断服务程序入口地址0023H串行I/O的中断服务程序入口地址002BH定时／计数器2溢出中断服务程序入口地址2.2.2数据存储器数据存储器分为片内和片外两种，片内数据存储器的地址范围是00H-FFH，片外数据存储器的地址范围是0000H-FFFFH。1.片外数据存储器

片外数据存储器的地址范围是0000H-FFFFH。由于访问外围IO口与访问外部数据存储器使用相同的指令，故所有外围I/O端口的地址均占用RAM单元地址，RAM与I/O端口统一编址P087H86H85H84H83H82H81H80H80HP197H96H95H94H93H92H91H90H90HP2A7HA6HA5HA4HA3HA2HA1HA0HA0HP3B7HB6HB5HB4HB3HB2HB1HB0HB0H2.片内数据存储器普通型51子系列单片机的片内数据存储器RAM只128B，地址为00～7FH，而增强型52子系列单片机有256B内部RAM，地址为00～FFH，其高128B的RAM和SFR的地址是重合的。特殊功能存放器SFRFFH80H内部RAM〔仅8032/8052等增强型51单片机才有〕FFH80H(1)工作存放器区〔00H—1FH〕:分为4个区〔由PSW中的RS0和RS1的状态决定当前的工作存放器组别〕，每个区有8个单元，分别用R0-R7来表示。第0组工作存放器：地址范围为00H-07H；第1组工作存放器：地址范围为08H-0FH；第2组工作存放器：地址范围为10H-17H；第3组工作存放器：地址范围为18H-1FH。举例：如果RS0：RS1=00时；那么(R0)=00H(使用第0组〕如果RS0：RS1=01时；那么(R0)=08H(使用第1组〕如果RS0：RS1=10时；那么(R0)=10H(使用第2组〕如果RS0：RS1=11时；那么(R0)=18H(使用第3组〕(2)位寻址区〔20H—2FH〕16个单元，可进行128位的位寻址该区域的16个字节单元可以用于位寻址(共128个位单元，位地址为：00H—7FH)；另外也可以作为一般的RAM使用。举例：SETB0FH(21H.7)；置位0FH为“1〞CLR0FH(21H.7)；置位0FH为“0〞(3)用户区〔30H—7FH〕用户RAM区，只能字节寻址，用作数据缓冲区以及堆栈区。21个具有特殊功能的存放器，它主要是用来存放单片机的相应功能部件的控制命令、状态或数据。3、128B特殊功能存放器SFR〔80H-0FFH〕表2-2SFR的名称及其分布高128个单元☆离散分布有21个特殊功能存放器SFR。(SpecificFunctionregister〕☆

11个可以进行位寻址(字节地址能被8整除)。☆特别提示：对SFR只能使用直接寻址方式，书写时可使用存放器符号，也可用存放器单元地址。其中常用的有以下几个：〔1〕、ACC〔累加器，8位〕特殊用途的存放器，专门存放操作数或运算结果。例如：MOVA，30H〔把30H单元的数据传送给A〕

ADDA，30H〔30H的数据和A的内容相加，并保存在A中〕〔2〕B〔8位〕专门为乘除法而设置的存放器。存放乘数或者除数、乘积的高位字节和除数的余数例如：MULA，B；A和B相乘，结果的上下字节分别放入B和A中DIVA，B；〔A〕/〔B〕，商存A，余数存BCY〔C〕：进位和借位标志，当指令执行中有进位和借位产生时，CY为1，反之为0。AC：辅助进位、借位标志〔低半字节对高半字节的进位和借位〕，有进位和借位产生时，AC为1，反之为0。F0:用户标志位，由用户自定义。RS1和RS0：工作存放器选择标志位。OV：溢出标志位。当运算结果数值的绝对值超过允许的最大值时，就会产生溢出,OV=C6C7。P：奇偶校验位，当A中1的个数为偶数时P=0，反之为1位序D7D6D5D4D3D2D1D0位标志CYACF0RS1RS0OV/P〔3〕PSW〔程序状态字，8位〕存放指令执行后的有关状态。〔4〕SP〔堆栈指针，8位〕专门存放堆栈的栈顶位置。遵循“先进后出〞的原那么。注意：禁止用传送指令存放数据。〔5〕DPTR(数据地址指针，16位〕存放程序存储器的地址或外部数据存储器的地址。可分DPH和DPL两个独立8位存放器使用。〔6〕PC〔程序地址存放器，16位〕存放下一条需要执行指令的内存地址。执行指令后自动加1，常将PC值设置成程序第一条指令的内存地址。

访问范围：0000-0FFFFH。AT89s51新增特殊功能存放器〔1〕AUXR：D7D6D5D4D3D2D1D0WDIDLEDISRTODISALEDISALE:ALE的禁止/允许位。0：ALE有效，发出ALE脉冲1：仅在访问外部程序存储器有效，不访问外部存储器，ALE不发出脉冲DISRTO：禁止/允许看门狗定时器WDT溢出时的复位输出0：WDT溢出时，允许向RST引脚输出一个高电平脉冲，使单片机复位1：禁止WDT溢出时的复位输出WDIDLE：在空闲模式下的禁止/允许位0：在空闲模式下继续计数1：在空闲模式下暂停计数〔2〕AUXR1：D7D6D5D4D3D2D1D0DPSDPS：数据指针存放器选择位0：选择数据指针存放器DPTR01：选择数据指针存放器DPTR1〔3〕看门狗定时器WDT在后续相关局部介绍一、填空题MCS－51单片机内部RAM区有个工作存放器区。MCS－51单片机内部RAM区有个位地址。外部中断1的中断入口地址为；定时器1的中断入口地址为。89C51单片机片内RAM中位寻址区的地址范围是，工作存放器区的地址范围是，片内程序存储器中寻址区的地址范围是。MCS-51的堆栈是软件填写堆栈指针临时在内开辟的区域.MCS-51片内范围内的数据存储器，既可以字节寻址又可以位寻址。程序状态标志字存放器PSW中的PSW.7的含义是；PSW.0的含义是。MCS-51中凡字节地址能被整除的特殊功能存放器均能寻址。MCS-51有4组工作存放器，它们的字节地址范围是。MCS-51系列单片机有:_______,________,______,_______,______等5个中断请求源。二、判断题8位二进制数构成一个字节，一个字节所能表达的数的范围是0-255。〔〕8051中的工作存放器就是内部RAM中的一部份。〔〕8051中特殊功能存放器〔SFR〕就是内部RAM中的一部份。〔〕SP称之为堆栈指针，堆栈是单片机内部的一个特殊区域，与RAM无关。〔〕89C51单片机片外数据存储器与扩展I/O口统一编址。〔〕89C51单片机片内RAM的地址空间为00H～7FH。()CPU每取一个指令字节，立即使程序计数器PC自动加1。〔〕第1组工作存放器R0~R7的地址是10H~17H。〔〕不能用指令对对程序计数器PC进行读写操作。〔〕程序存储器和数据存储器的作用不同，程序存储器一般用存放数据表格和程序，而数据存储器一般用来存放数据()。PC存放的是当前执行的指令。〔〕三、简答题80C51单片机的RAM分为几局部？各有什么特点和功能？简述MCS-51系列单片机的存储器空间分布？程序状态字PSW的作用是什么？常用标志有哪些位？作用是什么？四、选择题1.内部RAM中的位寻址区定义的位是给(A)位操作准备的(B)移位操作准备的(C)控制转移操作准备的(D)以上都对2．单片机程序存储器的寻址范围是由程序计数器PC的位数决定的，MCS－51的PC为16位，因此其寻址范围是(A)4KB(B)64KB(C)8KB(D)128KB3．PC的值是(A)当前指令前一条指令的地址(B)当前正在执行指令的地址(C)下一条指令的地址(D)控制器中指令存放器的地址4．在89C5l中，可使用的堆栈最大深度为(A)80个单元(B)32个单元(C)128个单元(D)8个单元5．位处理器是单片机面向控制应用的重要表达，以下中不属于位处理器资源的是(A)位累加器Cy(B)通用存放器的各个位(C)特殊功能存放器的可寻址位(D)位操作指令集6.在单片机中，通常将一些中间计算结果放在〔〕中。

A、累加器B、控制器C、程序存储器D、数据存储器

7.单片机应用程序一般存放在〔〕中。

A、RAMB、ROMC、存放器D、CPU8.单片机上电后或复位后，工作存放器R0是在〔

〕

A、0区00H单元

B、0区01H单元

C、0区09H单元

D、SFR

9.单片机的堆栈指针SP始终是〔

〕

A、指示堆栈底

B、指示堆栈顶

C、指示堆栈地址

D、指示堆栈长度

10.8051单片机中既可位寻址又可字节寻址的单元是〔

〕

A、20H

B、30H

C、00H

D、70H

8051单片机中片内RAM共有〔〕字节

A、128B、256C、4KD、64K12.当存放器PSW的RS0和RS1分别为1和0时，系统选用的工作存放器组为〔〕

A、组0B、组1C、组2D、组313.在堆栈操作中，当进栈数据全部弹出后，这时SP应指向〔〕

A、栈底单元B、7FH单元C、栈底单元地址加1D、栈底单元地址减114.89C51单片机中，唯一一个用户不能直接使用的存放器是〔〕

A、PSWB、DPTRC、PCD、B15.89C51单片机中，唯一一个用户可使用的16位存放器是〔〕

A、PSWB、DPTRC、AD、PC2.3MCS-51系列单片机的时钟电路、复位电路时钟电路用于产生MCS-51单片机工作所必需的时钟控制信号。复位电路用于使单片机或系统中的其他部件处于某种确定的状态2.3.1时钟电路

时钟频率直接影响单片机的速度，电路的质量直接影响系统的稳定性。常用的时钟电路有两种方式：内部时钟方式和外部时钟方式。一、内部时钟方式

片内一个用于构成振荡器的高增益反相放大器，反相放大器的输入端为芯片引脚XTAL1，输出端为引脚XTAL2。

2.6〔a〕时钟电路内部振荡方式

C1和C2典型值通常选择为30pF左右。晶体的振荡频率在1.2MHz～12MHz之间。某些高速单片机芯片的时钟频率已达40MHz。二、外部时钟方式

常用于多片MCS-51单片机同时工作。

图2.6时钟电路外部振荡方式2.3.2复位电路MCS-51系列单片机的RST引脚为复位引脚，只要在RST引脚上引入一个至少保持两个机器周期的高电平，单片机就可以复位

C10uFR5k+5VRST51单片机上电复位C10ufR2200+5VRST51单片机

R15k按键复位单片机复位以后进入初始化状态，初始化状态为：〔1〕PC=0000H，复位后单片机从0000H开始执行程序〔2〕PSW=00H，当前工作存放器组为第0组〔3〕SP=07H，复位后堆栈区从RAM08H开始〔4〕各定时器/计数器初值为0〔5〕中断禁止工作〔6〕所有中断设置为低优先级中断状态〔7〕P0~P3=FFH2.3.3机器周期、指令周期〔1〕时钟周期T=1/fosc〔2〕机器周期：完成一个根本操作所需要的时间T=12/fosc〔3〕指令周期：完成一条指令所需的时间思考题及习题在AT89S51单片机中，如果采用6MHz的晶振，一个机器周期为〔〕AT89C51单片机的机器周期等于〔〕时钟振荡周期内部RAM中位地址为40H、80H的位，该位所在字节的字节地址分别是〔〕和〔〕。片内字节地址为2AH单元的最低位位地址是〔〕，片