第1章 MCS-51单片机结构1.ppt

在51系列单片机的2051型号中因无P0口和P2口总线引脚，因此只有20个引脚（见图1.7），由于不能进行外部扩展，因此无PSEN引脚，它们内部有一个模拟比较器，相比较的模拟信号由P1.0（AIN0）和P1.1（AIN1）输入，而模拟比较器的输出接P3.6，在内部已连接，因此外部无P3.6引脚。 1.5 51单片机最小系统 内部振荡方式： 在引脚 XTAL1和 XTAL2外接晶体振荡器（简称晶振）如图1-3所示。 XTAL1 XTAL2 GND 8XX51 C01 C02 图1-3 内部振荡方式 1.5.1 时钟电路 单片机的时钟信号用来提供单片机内各种微操作时间基准，8XX51单片机的时钟信号通常有两种电路形式： 内部振荡方式和外部振荡方式。 ★电容器C01、C02起稳定振荡频率、快速起振的作用。电容值一般为 5～30pF。 由于单片机内部有一个高增益运算放大器，当外接晶振后，就构成了自激振荡器并产生振荡时钟脉冲。 8XX51 外部振荡方式是把已有的时钟信号引入单片机。这种方式适宜用于使单片机的时钟与外部信号保持一致。外部振荡方式如图1-4所示。 对HMOS的单片机（8031、 8031AH等）外部时钟信号由XTAL2引入，对于CHMOS的单片机（8XCXX），外部时钟由XTAL1引入。(低功耗、高速) 外部时钟 XTAL1 XTAL2 GND 8XX51 悬空 外部时钟 XTAL1 XTAL2 GND 悬空 CHMOS HMOS 图1－4外部振荡方式 8XX51 1.5.2 基本时序单位 单片机的时序单位有： 振荡周期：晶振的振荡周期，又称时钟周期，为最小的时序单位。 状态周期：振荡频率经单片机内的二分频器分频后提供给片内CPU的时钟周期。因此，一个状态周期包含2个振荡周期。 机器周期（MC）：1个机器周期由6个状态周期及12个振荡周期组成。是计算机执行一种基本操作的时间单位。 指令周期：执行一条指令所需的时间。一个指令周期由1～4个机器周期组成，依据指令不同而不同。 4种时序单位中，振荡周期和机器周期是单片机内计算其他时间值（例如，波特率、定时器的定时时间等）的基本时序单位。 例：单片机外接晶振频率12MHZ时的各种时序单位： 振荡周期=1/fosc=1/12MHZ=0.0833us 状态周期=2/fosc=2/12MHZ=0.167us 机器周期=12/fosc=12/12MHZ=1us 指令周期=(1～4)机器周期=1～4us 典型指令时序 单字节单周期指令 INC A 双字节单周期指令 ADD A ，#data 3. 单字节双周期指令 INC 　DPTR 4. 单字节双周期MOVX类指令 MOVX 　A ，@DPTR 80C51的时钟信号 一个机器周期包含12个晶荡周期或6个时钟周期 指令的执行时间称作指令周期 （单、双、四周期） 80C51的典型时序 各指令的微操作在时间上有严格的次序，这种微操作的时间次序我们称作时序。 单字节单周期指令 双字节单周期指令 2个机器周期中ALE信号有效4次，后3次读操作无效。 单字节双周期指令时序 在第二机器周期无读操作码的操作，而是进行外部数据存储器的寻址和数据选通 。ALE信号会出现非周期现象。 访问外部RAM的双周期指令时序 1.5.3 复位电路 复位操作则使单片机的片内电路初始化，使单片机从一种确定的状态开始运行。 当MCS-51系列单片机的复位引脚 RST出现 5ms以上的高电平时，单片机就完成了复位操作。如果RST持续为高电平，单片机就处于循环复位状态。 复位操作通常有2种基本形式： 上电复位 开关复位 上电后，由于电容充电，使 RST持续一段高电平时间。当单片 机已在运行过程中时，按下复位键 也能使 RST持续一段时间的高电平，从而实现上电且开关复位的操作。通常选择 C=10?f ,R=10K?。 RST 8XX51 R C VCC 上电复位要求接通电源后，自动实现复位。 开关复位要求在电源接通的条件下，在单片机运行期间，用接钮开关操作使单片机复位。 常用的上电且开关复位电路如 图1-5所示。 图1-5 复位电路 单片机的复位操作是使SFR寄存器进入初始化，不改变片内RAM区