ATC單片機內部結構基礎.ppt

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第二章AT89C51單片機內部結構基礎,,,2.1內部結構和引腳功能2.2時鐘電路和復位電路2.3存儲器結構,2.1內部結構和引腳功能,2.1.1單片機內部主要部件中央處理器：完成控制運算和控制功能內部數據存儲器：地址范圍00H~7FH21個特殊功能寄存器：地址為80H~FFH程序計數器PC：獨立的16位專用寄存器4KB內部程序存儲器：存儲程序等4個8位可編程I/O口一個串行通信口2個16位定時器/計數器5個中斷源，兩個中斷源優(yōu)先級的中斷控制系統(tǒng)一個片內振蕩器和時鐘電路,,2.1.2引腳功能1.電源引腳GND：接地端VCC：電源腳，一般工作電壓為5V2、時鐘引腳XTAL1:振蕩輸入端XTAL2:振蕩輸出端3、控制線RST:復位輸入端ALE:地址鎖存允許/編程脈沖PSEN:外部ROM讀選通信號EA：內外ROM選擇/編程電源4、4個I/O口可作輸入和輸出端,2.2時鐘電路和復位電路,2.2.1時鐘電路單片機內有時鐘電路，與振蕩器共同產生單片機工作所需要的時鐘信號。它使單片機在唯一的時鐘信號控制下，嚴格地按一定的節(jié)拍進行工作（按一定的時序進行工作）。振蕩器可由單片機內振蕩元件外接振蕩元件實現，構成內部時鐘方式，即在XTAL1和XTAL2引腳跨接振蕩器元件（如晶振），則可構成一個穩(wěn)定的自激振蕩器。如果振蕩器元件是晶振，則在晶振兩個引腳上接上兩個電容。電容主要是起頻率微調和穩(wěn)定的作用。電容容量一般為30pf.,,,,圓柱11.0592MHZ晶振11.0592MHZ,,當時鐘精度要求不高時，也可以用陶瓷諧振蕩器、電感電容電路等代替晶振。若用陶瓷諧振蕩器，則兩個電容的容量為47pf設計電路板時，晶振、電容應盡可能地靠近單片機，以減少分布電容的影響，從而保證振蕩器穩(wěn)定、可靠地工作。,,片晶體諧振器26.000MHZ,陶瓷晶振4.000MHZ,,振蕩器也可以是外振蕩源，將其信號接單片機XTAL1腳，XTAL2腳懸空，構成外部時鐘方式。見P15時鐘方式方框圖,,2.2.2復位電路1復位復位是令單片機初始化的操作，其主要功能是初始化單片機的工作狀態(tài)。例如，把程序計數器PC的值初始化為0000H，這樣單片機在復位后就從程序存儲器ROM的0000H單元開始執(zhí)行程序。另外，當程序運行出錯或因操作錯誤而使系統(tǒng)處于死鎖狀態(tài)時，按復位鍵來重新初始化單片機。,,2、復位信號RST引腳是復位信號的輸入端。實現復位操作，必須使RST引腳至少保持兩個機器周期的高電平（一般用手按下去再放開，都能達到兩個機器周期），再從高電平變?yōu)榈碗娖剑瓿蓮臀?。復位后，單片機從ROM中的0000H單元開始執(zhí)行程序。,,3復位電路復位操作有上電自動復位、按鍵復位等方式。,,,上電復位是通過外部復位電容充電來實現復位。由于電容通交流隔直流，在上電瞬間可等效交流電，在這一瞬間RST引腳的電位與VCC的電位一樣。由于電容兩端電壓差不斷增大，則RST端的電壓逐漸變小，直至電容充電完畢。電容的充電時間必須大于兩個機器周期。,,按鍵復位是通過按鍵接通的瞬間，使RST為高電平，實現復位功能。有些單片機內部設置RST接收低電平時，實現復位功能RST是高電平還是低電平時復位，要根據單片機的類型而定。,,,2.3存儲器結構,2.3.1存儲器組成AT89C51存儲器由程序存儲器ROM和數據存儲器RAM組成。ROM可分為片內ROM和片外ROM。片內ROM為4KB，地址范圍為0000H~0FFFH.片外ROM可擴展到64KB。RAM可分為片內RAM和片外RAM.片內RAM由128B（00H~7FH)的片內數據存儲器和21個特殊功能寄存器（80H~FFH)組成；片外可擴展到64KB。,,2.3.2程序存儲器ROM片內ROM用于存儲編好的程序、表格、常數。當程序內存不夠用時，可擴展外程序存儲器。單片機工作時，只能讀ROM，不能寫ROM.單片機斷電后，存儲在ROM中的程序、表格、常數等不會消失。低4KB地址的程序可存儲在片內ROM也可存儲在片外ROM.選擇片外ROM還是片內ROM,由控制線EA來決定。當EA=0時，選擇片外ROM.當EA=1時，先執(zhí)行片內ROM,地址滿時，跳轉到片外ROM.,,ROM內5個特殊的地址，是單片機的5個中斷子程序的入口程序。,,2.3.3數據存儲器RAM容量為128B，地址范圍為00H~7FH.分為四個區(qū)：工作寄存器、可位尋址區(qū)、數據緩沖區(qū)和堆棧區(qū)。,,1、工作寄存器工作寄存器地址為00H~1FH,分為四個組。選用哪一組的寄存器，由PSW中的RS1和RS0來決定。一般只使用工作寄存器0組。,,2、位尋址區(qū)地址范圍為20H~2FH3、數據緩沖區(qū)地址范圍為30H~7FH,,4、堆棧區(qū)什么是堆棧？(1)是單片機內部RAM中一個專用的連續(xù)存儲區(qū)，是一個單端讀寫操作的存儲結構。(2)51單片機的堆棧在片內RAM中開辟。堆棧指針（SP）(1)8位寄存器，用來存放堆棧的棧頂。(2)單片機復位后SP=07H。堆棧的操作(1)壓入堆棧：SP自動加1，數據進棧；先加后進(2)彈出堆棧：數據進棧，SP自動減1；先出后減舉例：假設SP=70H，將數據12H，34H依次壓入堆棧解答：(1)SP自動加1，SP=71H；將數據12H壓入SP所指的單元（71H）。(2)SP自動加1，SP=72H，將數據34H壓入SP所指的單元（72H）。堆棧的原則：★先進后出，后進先出,,周一【作業(yè)】簡述時鐘電路外部時鐘和內部時鐘方式工作原理周三【作業(yè)】1、簡述上電復位和按鍵復位的工作原理（電路圖參考P18圖2-5）2、數據存儲器RAM可分為哪四個區(qū)，它們的地址是什么?,,,THANKYOU!!,