第1章 51单片机地基础知识.doc

第1章 51单片机的基础知识 单片机全称单片微型计算机(Single Chip Microcomputer)是单片机主要应用于控制领域， Vcc（40脚）：接＋5V电源 Vss（20脚）：接电源地 一般Vcc和Vss间应接高频去耦电容和低频滤波电容。 ⑵ 外接晶体或外部振荡器引脚 XTAL1（19脚）：接外部晶振的一个引脚。在单片机内部，它是一个反相放大器的输入端，这个放大器构成了片内振荡器OSC。当采用外部振荡器时，此引脚应接地。 XTAL2（18脚）：接外部晶振的另一个引脚。在片内接至反相放大器的输出端和内部时钟电路的输入端。当采用外部振荡器时，此脚接外部振荡器的输出端。 ⑶ 控制信号线 RST/VPD（9脚）：复位信号输入端，复位/掉电时内部RAM的备用电源输入端。 ALE/（30脚）：地址锁存允许/编程脉冲输入。用ALE锁存从P0口输出的低8位地址；在对片内EPROM编程时，编程脉冲由此输入。 （29脚）：外部程序存储器读选通信号，低电平有效。 /VPP（31脚）：访问外部存储器允许/编程电压输入。EA为高电平时，访问内部存储器；低电平时，访问外部存储器。对片内EPROM编程时，此脚接21V编程电压。 ⑷ 多功能I/O口引脚 MCS-51系列单片机设有4个双向I/O口（P0、P1、P2、P3），每一组I/O口线都可以独立地用作输入或输出口，其中： ① P0口（32～39脚）——双向口（三态），可作为输入/输出口，可驱动8个LSTTL门电路。实际应用中常作为分时使用的地址/数据总线口，对外部程序或数据存储器寻址时低8位地址与数据总线分时使用P0口：先送低8位地址信号到P0口，由地址锁存信号ALE的下降沿将地址信号锁存到地址锁存器后，再作为数据总线的口线对数据进行输入或输出。 ② P1口（1～8脚）——准双向口（三态），可驱动4个LSTTL门电路。用作输入线时，P1口锁存器必须由单片机先写入“1”，每一位都可编程为输入或输出线。 ③ P2口（21～28）——准双向口（三态），可驱动4个LSTTL门电路。可作为输入/输出口，实际应用中一般作为地址总线的高8位，与P0口一起组成16位地址总线，用于对外部存储器的接口电路进行寻址。 ④ P3口（10～17脚）——准双向口（三态），可驱动4个LSTTL门电路。双功能口，作为第一功能使用时，与P1口一样；作为第二功能使用时，每一位都有特定用途，其特殊用途如表1-1所示： 表1-1 P3口的第二功能 端口引脚 第二功能 注 释 P3.0 RXD 串行口数据接收端 P3.1 TXD 串行口数据发送端 P3.2 /INT0 外中断请求0 P3.3 /INT1 外中断请求1 P3.4 T0 定时/计数器0外部计数信号输入 P3.5 T1 定时/计数器1外部计数信号输入 P3.6 /WR 外部RAM写选通信号输出 P3.7 /RD 外部RAM读选通信号输出 1.1.3 MCS-51系列单片机的CPU MCS-51系列单片机的核心部件是一个8位高性能中央处理器CPU，其作用是读入和分析每条指令，根据每条指令的功能要求，控制单片机的各个部件执行具体指令的操作。MCS-51系列单片机的CPU由8位运算器（算术/逻辑运算部件）ALU、布尔处理器、定时/控制部件和若干寄存器等主要部件组成。 1. 算术/逻辑运算部件ALU MCS-51系列单片机的ALU由一个加法器、两个8位暂存器（TMP1和TMP2，对用户不开放）和一个性能强大的布尔处理器组成。既可以进行加、减、乘、除等四则运算，又可以完成与、或、非、异或等逻辑运算，还可以执行数据传送、移位、判断及程序转移等操作。 布尔处理机是单片机CPU中一个独立的位处理机，用于完成位运算。在软件上，它有相应的指令系统，可提供17条位操作指令；在硬件上，它有自己的“累加器”（进位位C）和自己的位寻址RAM和I/O空间。 2．定时控制部件 定时控制部件由定时控制逻辑、指令寄存器IR和一个由反向放大器构成的振荡器OSC等电路组成。OSC是控制器的心脏，能为控制器提供时钟脉冲，其反相器的输入/输出端分别接单片机的XTAL1和XTAL2管脚；指令寄存器用于存放从程序存储器中取出的指令码；定时控制逻辑用于对IR中的指令进行译码，并在OSC的配合下产生指令的时序脉冲，以完成相应指令的执行。 3．专用寄存器组 专用寄存器组主要用来指示当前要执行指令的内在地址、存放操作数和指示指令执行后的状态等，是任何一台计算机的CPU都不可缺少的组成部件，其寄存器的多少、位数因机器的型号而不同。MCS-51系列单片机的专用寄存器组主要包括累加器A、程序指针计数器PC、程序状态字寄存器PSW、堆栈指针寄存器SP、数据指针寄存器DPTR和通用寄存器B等。 ⑴ 累加器