MCS-51单片机的组成及结构.ppt

单片机原理及应用单片机原理及应用 任课教师：张倩 西安交通大学城市学院 概概 述述1 单片机的基本概念单片机的基本概念2 单片机的发展概况单片机的发展概况3 单片机的特点及应用单片机的特点及应用4 常用单片机系列介绍常用单片机系列介绍1. 单片机的基本概念单片机的基本概念图1.1 微机组成结构框图 图1.2 单片机组成框图  (1) 将微处理器(CPU)、存储器、I/O接口电路和相应实时控制器件集成在一块芯片上，称其为单片微型计算机，简称单片机单片机 (2) 微处理器(CPU)、存储器、I/O接口电路由总线总线有机地连接在一起的整体，称为微型计算机微型计算机 (3) 微型计算机与外围设备、电源、系统软件一起构成的系统，称为微型计算机系统微型计算机系统 单片机与通用计算机的区别单片机与通用计算机的区别§通通用用计计算算机机系系统统主主要要满满足足海海量量、、高高速速数数值值处处理理，，兼兼顾顾控控制制功功能能；；单单片片机机系系统统主主要要满满足足测测控控对对象象的的控控制制功功能能，，兼兼顾顾数数值值处处理。

理  (2) 通用通用微机中存储器组织结构组织结构主要针对增大存储容量和CPU对数据的存取速度 单片机中存储器的组织结构比较简单简单，存储器芯片直接挂接在单片机的总线上，CPU对存储器的读写按直接物理地址来寻址存储器单元，存储器的寻址空间一般都为64 KB (3) 通用通用微机中I/O接口接口主要考虑标准外设(如CRT、标准键盘、鼠标、打印机、硬盘、光盘等)用户通过标准总线连接外设，能达到即插即用 单片机单片机应用系统的外设都是面向用户面向用户的，且千差万别，种类很多单片机的I/O接口实际上是向用户提供的与外设连接的物理界面 §第第一一阶阶段段(1974(1974—1976)1976)——初初始始阶阶段段以以4 4位位单单片片机机为为主主，，功功能能比比较较简简单单如如19751975年年美美国国TITI公公司司推推出出第第一一台台4 4位位单单片片机机TMS-1000TMS-1000§第第二二阶阶段段(1976(1976—1978)1978)——探探索索阶阶段段单单芯芯片片形形式式，，低低档档8 8位位单单片片机机。

如如19761976年年美美国国IntelIntel公公司司生生产产的的MCS-48MCS-48系系列列单单片片机机，，这这是是第第一一台台完完全全的的8 8位位单单片片机机MCS-48MCS-48的的推推出出是是在在工工控控领域的探索，此后，各种领域的探索，此后，各种8 8位单片机纷纷应运而生位单片机纷纷应运而生§第第三三阶阶段段(1978(1978—1982)1982)——完完善善阶阶段段提提高高电电路路的的集集成成度度，，增增加加8 8位位单单片片机机的的功功能能如如IntelIntel公公司司在在MCS-48MCS-48基基础础上上推推出出了完善的了完善的高档高档8 8位位单片机系列单片机系列MCS-51MCS-512 单片机的发展概况单片机的发展概况§第第四四阶阶段段(1982(1982—1990) 1990) ——巩巩固固和和发发展展阶阶段段巩巩固固发发展展8 8位位单单片片机机、、推推出出1616位位单单片片机机、、向向微微控控制制器器发发展展，，强强化化了了智智能能控控制器的特征制器的特征 如将如将ADCADC、、DACDAC、集成到单片机、集成到单片机 §第第五五阶阶段段(1990(1990至至今今) ) ——全全面面发发展展阶阶段段。

适适合合不不同同领领域域要要求求的的单单片片机机，，如如各各种种高高速速、、大大存存储储容容量量、、强强运运算算能能力力的的8 8 位位/16/16位位/ /3232位位通通用用型型单单片片机机，，还还有有用用于于单单一一领领域域的的廉廉价价的的专专用用型型单片机  需要提及的是，单片机的发展虽然按先后顺序经历了4位、8位、16位的阶段，但从实际使用情况看，并没有出现推陈出新、以新代旧的局面4位、8位、16位单片机仍各有应用领域，如4位单片机在一些简单家用电器、高档玩具中仍有应用，8位单片机在中、小规模应用场合仍占主流地位，16位单片机在比较复杂的控制系统中才有应用3 单片机的特点及应用单片机的特点及应用1）） 单片机的特点单片机的特点 (1) 单片机的存储器ROM和和RAM是严格区分的ROM称为程序存储器，只存放程序、固定常数及数据表格RAM则为数据存储器，用作工作区及存放用户数据 (2) 采用面向控制面向控制的指令系统为满足控制的需要，单片机有更强的逻辑控制能力，特别是具有很强的位处理能力 (3) 单片机的I/O引脚通常是多功能的。

由于单片机芯片上引脚数目有限，为了解决实际引脚数和需要的信号线的矛盾，采用了引脚功能复用的方法引脚处于何种功能，可由指令来设置或由机器状态来区分 (4) 单片机的外部扩展能力强外部扩展能力强在内部的各种功能部分不能满足应用需求时，均可在外部进行扩展(如扩展ROM、RAM，I/O接口，定时器/计数器，中断系统等)，与许多通用的微机接口芯片兼容，给应用系统设计带来极大的方便和灵活性2 ）） 单片机在控制领域的优点单片机在控制领域的优点 (1) 体积小，成本低，运用灵活，易于产品化，它能方便地组成各种智能化的控制设备和仪器，做到机电一体化 (2) 面向控制，能针对性地解决从简单到复杂的各类控制任务，因而能获得最佳的性能价格比 (3) 抗干扰能力强，适用温度范围宽，在各种恶劣的环境下都能可靠地工作，这是其它类型计算机无法比拟的 (4) 可以方便地实现多机和分布式控制，使整个控制系统的效率和可靠性大为提高 3）单片机的应用范围： (1) 工业控制单片机可以构成各种工业控制系统、数据采集系统等。

如数控机床、自动生产线控制、电机控制、温度控制等§(2) 仪器仪表如智能仪器、医疗器械、数字示波器等§(3) 计算机外部设备与智能接口如图形终端机、机、复印机、打印机、绘图仪、磁盘/磁带机、智能终端机等§(4) 商用产品如自动售货机、电子收款机、电子秤等§(5) 家用电器如微波炉、电视机、空调、洗衣机、录像机、音响设备等第第1章章 MCS-51单片机的组成及结构单片机的组成及结构1.1 微型计算机与单片机微型计算机与单片机1.1.1 单片机单片机§计算机：运算器、控制器、数据（程序）存贮器和输入／输出接口四大部分；§微处理器：运算器和控制器集成在一个芯片上；§单片机是什么？单片机是什么？ 单片机是单片微型计算机的简称，它是在一块半导体芯片上，集成了CPU、存储器、I/O(Input/Output)接口、中断系统和定时器等计算机必备部件，所构成的一个完整的数字电子计算机1.1.2 单片机的开发与开发工具单片机的开发与开发工具1．开发的定义．开发的定义： 软件和硬件不可分割，即在应用系统的硬件设计时，同时生成软件设计框图和实现方法；或者考虑到编程的组态、易维护等原因反过来修改硬件设计。

从提出任务到定型生产、投入使用的过程称为开发这包括对总体方案的论证、硬件系统设计与调试、软件系统的编程与调试，最后直到目标样机的调试成功和现场投入使用等，2．开发的特点．开发的特点：3．开发手段．开发手段： 硬件调试硬件调试：编制出简单的单元调试程序使系统运行，用示波器、万用表也可使用逻辑分析仪软件调试软件调试目前多用KEIL51软件，它集编辑、编译、仿真为一体，支持汇编、PLM语言和C语言的程序设计，界面友好，易学易用，是目前对单片机进行调试最好的软件之一4．开发工具．开发工具： 设计一种通用的调试程序工具，把开发系统的CPU和RAM暂时出借给用户控制板（控制系统），利用开发系统进行调试，然后把调试好的程序固化到EEPROM中 （2）功能：硬件电路的检查与诊断；用户程序的输入与修改；程序的运行调试：单步、断点和连续等；程序能固化到EPROM中等1）把8031芯片和EEPROM拔掉，通过仿真头插上虚拟单片机（开发系统）§硬件电路做成目标板运用PROTEL、POWERPCB等软件§程序设计通常是C语言或者汇编语言，在特定的集成开发环境（IDE）中编程调试，比如应用最广泛的KEIL uVision2§调试——硬件仿真器硬件仿真器目标系统开发软件§调试目标系统通信数据线开发软件§程序下载——使用ISP（In System Program在系统编程）ISP软件下载线目标系统1.1.3 MCS-51的应用特性的应用特性 MCS-51系列单片机已有十多种产品，可分为两大系列：51子系列和52子系列。

51子系列主要有8031、8051、8751三种机型它们的指令系统与芯片引脚完全兼容，差别仅在于片内有无ROM或EPROM 52子系列主要有8032、8052、8752三种机型52子系列与51子系列的不同之处在于：片内数据存储器增至256字节；片内程序存储器增至8 KB (8032无)；有3个16位定时/计数器，6个中断源其它性能均与51子系列相同1．温度范围：民品0oC～70oC，工业级为-40oC～85oC，而军品级为-55oC～125oC2．有多种产品型号可供选择：从学习MCS-51系列单片机来讲，以8051为例，然后逐步深入1）选用增强型如8XC52系列的芯片例如89C52，片内有8K字节的E2PROM；89C55芯片中有3个16位定时计数器，片内有20K字节的E2PROM并具有两级程序保密系统MCS-51的应用特性的应用特性 3）以CPU为核心，将A/D，D/A，前置电路和显示接口电路等全部进行嵌入设计后，烧写在一个芯片中，从而使系统简化，实现了真正的“系统单片机”的应用设计.2）SST89X564XX器件带有72/40KByte的片内FlashEEROM，内存储器，8个中断源，4个优先级，3个定时/计数器，功能更加强大。

1.2 MCS-51单片机的组成及结构单片机的组成及结构1.2.1 内部结构框图内部结构框图 MCS-51单片机组成结构中包含运算器、控制器、片内存储器、4个I/O口、串行口、定时器/计数器、中断系统、振荡器等功能部件图中SP是堆栈寄存器，PC是程序计数器，PSW是状态标志寄存器，DPTR是地址指针图2.1 MCS-51单片机内部结构框图1.2.2 CPU结构结构1 运算器运算器 运算部件以算术逻辑单元ALU为核心，包括累加器ACC、寄存器B、暂存器、状态标志寄存器PSW等许多部件它能实现数据的算术逻辑运算、位变量处理和数据传输操作 • 算术逻辑单元算术逻辑单元ALU与累加器与累加器A、寄存器、寄存器B 算术逻辑单元不仅能完成8位二进制的加、减、乘、除、加1、减1及BCD加法的十进制调整等算术运算，还能对8位变量进行逻辑运算，并具有数据传输、程序转移等功能累加器(ACC,简称累加器A)为一个8位寄存器，它是CPU中使用最频繁的寄存器进入ALU作算术和逻辑运算算术和逻辑运算的操作数多来自于A，运算结果也常送回A保存。

寄存器B是为ALU进 行乘除法乘除法运算而设置的若不作乘除运算时，则可作为通用寄存器使用表1.1 PSW寄存器各位功能、标志符号、位地址功能标志位地址*进位标志CY=1表示有进借位PSW.7辅助进位标志AC=1表示有半进借位PSW.6用户标识F0PSW.5*寄存器组选择MSbRS1工作寄存器组选择PSW.4*寄存器组选择LSbRS0工作寄存器组选择PSW.3*溢出标志OV=1有溢出PSW.2保留……PSW.1*奇偶标志P=1表示累加器中1的个数为奇PSW.02. 控制器与时钟电路§ 控制器是CPU的神经中枢，它包括：指令寄存器IR、指令译码器ID、16位地址指针DPTR及16位程序计数器PC、堆栈指针SP等§ 工作过程工作过程：CPU从程序存储器中取出指令后送入指令寄存器IR中，经指令译码器译码产生一种或几种电平信号与系统时钟统一在CPU定时与控制电路中组合，形成按一定时间节拍变化的电平和脉冲控制信号§作用：对内协调各部件的工作，例如数据传送、存储、运算、输出等；对外发出时序控制信号，例如地址锁存ALE、外部程序存储器选通/PSEN（“/”表示低电平有效，以后类同）、以及/RD和/WR信号等。

§时钟是时序的基础，MCS-51的时钟电路由片内的反相放大器和外接的两个电容和晶体振荡器而构成§时钟的产生两种方式：内部方式和外部方式，如图所示芯片类型XTAL1XTAL2HMOS型接地接片外振荡脉冲输入端(带上拉电阻)CHMOS型接片外振荡脉冲输入端(带上拉电阻)悬浮接 法表表1.2 单片机外部时钟接法表单片机外部时钟接法表3 微型计算机的工作原理 §指指令令是是对对计计算算机机发发出出的的一一条条条条工工作作命命令令，，命命令令它它执执行行规规定定的操作，的操作，程序程序是实现既定任务的指令序列是实现既定任务的指令序列 §把把程序程序和和数据数据送到具有记忆功能的送到具有记忆功能的存储器存储器中保存起来，计中保存起来，计算机工作时只要给出程序中第一条指令的地址，算机工作时只要给出程序中第一条指令的地址，控制器控制器就就可依据存储程序中的指令顺序周而复始地取出指令、分析可依据存储程序中的指令顺序周而复始地取出指令、分析指令、执行指令，直到执行完全部指令为止指令、执行指令，直到执行完全部指令为止 微型计算机执行程序的过程微型计算机执行程序的过程 §微微型型计计算算机机执执行行程程序序的的过过程程就就是是逐逐条条执执行行指指令令的的过过程程。

由由于于执执行行每每一一条条指指令令，，都都包包括括取取指指令令与与执执行行指指令令两两个个基基本本阶阶段段，，所所以以，，微微机机的的工工作作过过程程，，也也就就是是不不断断地地取取指指令令和和执执行行指指令令的的过程§17+15的加法运算程序如下：的加法运算程序如下： 存储地址存储地址 机器语言程序机器语言程序 汇编语言程序汇编语言程序 注释注释 0000H 74 11 MOV A,#11H;数数11H送入累加送入累加 器器A 0002H 24 0F ADD A,#0FH;数数0FH与累加器与累加器A中的中的11H 相加相加,和送入累加器和送入累加器A 执行程序的过程示意图执行程序的过程示意图 1.2.3 存储器存储器1. MCS-51的存储器结构特点 数据存储器与程序存储器的寻址空间互相独立，按物理结构有四个独立空间，即：内部程序存储器、外部程序存储器、 内部数据存储器和 外部数据存储器。

从逻辑空间上来看有三个独立空间，即：内外部程序存储器外部数据存储器0000HFFFFHFFH00H内部数据存储器§ 64KB内外程序存储器，处于一个逻辑空间，可寻址范围 0000H～FFFFH；§ 256B片内数据存储空间 00H～FFH；§ 64KB外部数据存储空间 0000H~FFFFH片内片外ROM——MOVC片外RAM——MOVX片内RAM——MOV2. 程序存储器程序存储器§/EA=1时程序先片内后片外自动连续运行； 例如：89C52内部有8K字的EEPROM就可使/EA=1，先从内程序区开始执行程序，当PC值超过内部8K（0000－1FFF）字节,才会转到从2000H开始的外程序区执行程序；§当/EA=0时程序直接从片外开始执行程序程序存储器ROM用来存放指令指令、常数、表格、程序常数、表格、程序等§程序计数器PC为16位，决定了可寻址地址范围内外不超过64K§当上电复位后，PC初始化值为0000H操 作入 口 地 址复位复位0000H 外部中断外部中断INT00003H√ 定时器定时器/计数器计数器T0溢出溢出000BH 外部中断外部中断INT10013H√ 定时器定时器/计数器计数器T1溢出溢出001BH√ 串行口中断串行口中断0023H定定时时器器/计计数数器器2溢溢出出或或T2EX端端负负跳跳变变(52子子系系列列)002BH表1.3 MCS-51单片机复位、中断入口地址 对片外程序存储器访问，单片机提供地址信号，P2口提供AB（地址总线）高8位。

在ALE控制下，先将P0口的地址信号锁存到573中提供可用的低8位地址§ 程序存储器的特点是只读在51中，有一条专门指令MOVC和专用的控制引脚/PSEN配合访问程序存储器§ 其访问条件是：在硬件连线中，将/PSEN与程序存储器的允许输出端相连 3. 外部数据存储器外部数据存储器§访问路径是使用16位的DPTR直接寄存器寻址，同样由P2口提供高8位地址，P0口经573提供低8位地址，在时序上则产生相应读/RD或写/WR信号，完成对外部RAM或I/O的读写 外部数据存储器空间外部RAMI/O接口空间§ 访问方式有专门的指令MOVX4. 内部数据存储器内部数据存储器 机型不断升级也有的单片机具有和地址 80H～FFH 重叠的数据存储器，在该地址范围内用间接寻址访问内部数据存储器空间（ 00H～FFH ）内部数据RAM地址空间（00H～7FH）特殊功能寄存器（SFR）的地址空间, （80H～FFH） 直接寻址方式§内部数据存储器内部数据存储器00H7FH80HFFH00H7FH80HFFH00H2FH7FH1FH20H30H§1）内部数据）内部数据RAM单元单元————低低128B128B00H2FH7FH1FH20H30H00H10H08H18H1FH 低端32个字节分成4个工作寄存器组，每组8个单元（R0～R7）。

当前工作寄存器组的机制便于快速现场保护 特殊功能寄存器PSW的RS1、RS0两位决定当前工作寄存器组号 特殊功能寄存器PSW的RS1、RS0两位决定当前工作寄存器组号组号组号RS1RS0R7R6R5R4R3R2R1R000007H06H05H04H03H02H01H00H1010FH0EH0DH0CH0BH0AH09H08H21017H16H15H14H13H12H11H10H3111FH1EH1DH1CH1BH1AH19H18H§内部数据内部数据RAM单元单元——低低128B00H2FH7FH1FH20H30H§内部数据内部数据RAM单元单元——低低128B§位寻址区之后的位寻址区之后的 30H-7FH 共共80个字节个字节为通用为通用RAM区，也称用户区，这些单区，也称用户区，这些单元可以作为数据缓冲器使用这一区域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，常需在此区设置在实际应用中，常需在此区设置 堆栈00H2FH7FH1FH20H30HX YZ§内部数据内部数据RAM单元单元——堆栈堆栈•堆栈的操作堆栈的操作65H64H63H62H61H栈底60H59H内部内部RAMPUSH PUSHPUSH X YZ入栈过程入栈过程65H64H63H62H61H栈底60H59H内部内部RAMPOP L POP MPOP N XYZ出栈过程出栈过程先入后出先入后出后入先出后入先出7FH30H2FH7F7E7D7C7B7A79782EH77767574737271702DH6F6E6D6C6B6A69682CH67666564636261602BH5F5E5D5C5B5A59582AH575655545352515029H4F4E4D4C4B4A494828H474645444342414027H3F3E3D3C3B3A393826H373635343332313025H2F2E2D2C2B2A292824H272625242322212023H1F1E1D1C1B1A191822H171615141312111021H0F0E0D0C0B0A090820H07060504030201001FH18H第第3组工作寄存器工作寄存器 (R0～～R7)17H10H第第2组工作寄存器工作寄存器 (R0～～R7)0FH08H第第1组工作寄存器工作寄存器 (R0～～R7)07H00H第第0组工作寄存器工作寄存器 (R0～～R7)工作寄存器区位寻址区用户RAM区(堆栈、数据缓冲区)内部数据存储器空间（ 00H～FFH ）特殊功能寄存器（特殊功能寄存器（SFR）的地）的地址空间址空间, （（80H～～FFH）） 直接寻址方直接寻址方式式内部数据RAM地址空间（00H～7FH）2）特殊功能寄存器（SFR）§ 51内部都含有128B的 SFR ，其地址为80H—FFH。

反映了8051的状态和控制字它可分为以下两类00H7FH80HFFH两类对芯片内部功能的控制对芯片引脚有关控制对特殊寄存器来说直接找到地址是唯一的访问方式.中断屏蔽IP、优先级控制IE以及对A、B、PSW、SP、DPTR、TMOD、TCON、T0、T1、SCON、SBUF例如对P0口～P3口的功能控制符号符号地址地址注释注释符号符号地址地址注释注释ACCE0H累加器PCON87H电源控制及波特率控制BF0H乘法寄存器SCON98H串行通信口控制PSWD0H程序状态字SBUF99H串行通信数据缓冲器SP81H堆栈指针TCON88H定时器控制寄存器DPL82H数据指针（低8位）TMOD89H定时器方式控制DPH83H数据指针（高8位）TL08AH定时器0低8位IEA8H中断允许控制寄存器TL18BH定时器0高8位IPD8H中断优先级控制寄存器TH08CH定时器1低8位P080H端口0TH18DH定时器1高8位P190H端口1P2A0H端口2P3B0H端口3特殊功能寄存器表特殊功能寄存器表（（红色红色表示可位寻址）表示可位寻址）SFR中位地址分布表 SFRMSB位地址/位定义LSB字字节地址地址BF7F6F5F4F3F2F1F0F0HACCE7E6E5E4E3E2E1E0E0HPSWD7D6D5D4D3D2D1D0D0HCYACF0RS1RS0OV-PIPBFBEBDBCBBBAB9B8B8H---PSPT1PX1PT0PX0P3B7B6B5B4B3B2B1B0B0HP3.7P3.6P3.5P3.4P3.3P3.2P3.1P3.0IEAFAEADACABAAA9A8A8HEA--ESET1EX1ET0EX0P2A7A6A5A4A3A2A1A0A0HP2.7P2.6P2.5P2.4P2.3P2.2P2.1P2.0SCON9F9E9D9C9B9A999898HSM0SM1SM2RENTB8RB8TIRIP1979695949392919090HP1.7P1.6P1.5P1.4P1.3P1.2P1.1P1.0TCON8F8E8D8C8B8A898888HTF1TR1TF0TR0IE1IT1IE0IT0P0878685848382818080HP0.7P0.6P0.5P0.4P0.3P0.2P0.1P0.0 MCS-51系列在硬件上有自己的累加器C和位地址空间。

3）位地址空间）位地址空间（（2）位地址与字地址的区分）位地址与字地址的区分 大多数位传送、逻辑操作均围绕“C”进行；位清0、位置位、位求反等意义明确； 位跳转只有两种方式 JC、JNC 和 JB、JNB、JBC，（（1）位地址：）位地址： 对于8031的位地址有213位，其中在内部RAM中共有128位，在SFR块中有意义的共85个位表1-4和表1-5）注意：若访问非定义过的位地址，注意：若访问非定义过的位地址，则写入数据将丢失，读出数据是随机数则写入数据将丢失，读出数据是随机数 1.2.4 I/O及相应的特殊功能寄存器及相应的特殊功能寄存器 MCS-51有4个8位I/O口， 分别记作P0口、P1口、P2口和P3口， 每个口位包含了一个特殊功能寄存器，输入缓冲器，一个输出驱动器和引至芯片外的端口引脚 这种结构使各口在做I/O时作为数据输出口用时总是经过锁存，所以可直接和外设相连P0口：双向数据/地址分时复用口；可驱动8个TTL输入，只有在 用作I/O口时必须加上拉电阻，但通常极少用于极少用于I/OI/O口。

口P1口：标准I/O口，可驱动3个TTL输入但在8032/8052 中，P1.0和P1.1还可以用来作为定时/计数器2的外部输入P2口：高8位地址口；可驱动3个TTL输入，极少用于极少用于I/OI/O口P3口：双向功能口；可驱动3个TTL输入，通常用于第二功能通常用于第二功能 表1-6 P3口的第二功能 当该口的个别第二功能未用时，可用作I/O口，但必须首先用位操作定义端口位第二功能注 释P3.0RXD串行输入口P3.1TXD串行输出口P3.2/INT0外部中断0P3.3/INT1外部中断1P3.4T0计数器0计数输入P3.5T1计数器1计数输入P3.6/WR外部数据RAM写入选通信号P3.7/RD外部数据RAM读出选通信号1.2.5 MCS-51引脚引脚图2.2 MCS-51系列单片机引脚及总线结构 1.2.6 MCS-51的时序的时序§ 基本操作周期为机器周期机器周期，一个机器周期可分6个状态（S1-S6），每个状态由两个振荡脉冲组成。

前一个脉冲叫P1，后一个脉冲叫P2所以一个机器周期共有12个振荡脉冲§ 时序是由单片机的控制器产生，对使用者来说可以用示波器观察XTAL2端有无振荡脉冲产生，在ALE端观察有无ALE地址锁存脉冲；1. 外部程序存贮器的操作时序外部程序存贮器的操作时序 在实际中，我们经常使用图1－6简化时序图来分析，从图中可以看出，对于程序存储器的访问总是地址先有效，选中字节，然后数据有效，在/PSEN低有效时指令读在/PSEN无效时，才将数据和地址撤除这种时序在任何其他单片机中也是适用的 图1－6简化时序图2 外部数据存贮器的操作时序外部数据存贮器的操作时序 对外部数据存储器(包括I/O口)的读写操作，也可以用简化时序来分析，其要点是地址总线有效，然后数据总线有效，这样，在读写信号有效时，将数据读入或写出同理，该简化时序对于其他的单片机中也适用 简化时序1.2.7 单片机的低功耗操作方式单片机的低功耗操作方式 §CMOS型单片机有两种低功耗操作方式：节电节电操作方式和掉掉电电操作方式在节电方式时，CPU停止工作，而RAM、定时器、串行口和中断系统继续工作。

在掉电方式时，仅给片内RAM供电§CMOS型单片机用软件软件来选择操作方式，由电源控制寄存器PCON中的有关位控制，规定如下：1.2.7 单片机的低功耗操作方式单片机的低功耗操作方式 IDL(PCON.0) ，节电方式控制位 IDI=l时 ， 激活节电方式 PD(PCON.1) ，掉电方式控制位PD=1时 ， 激活掉电方GF0(PCON.2) ，通用标志位GFl(PCON.3) ，通用标志位SMoD———GF1GF0PDIDL 1.2.7 单片机的低功耗操作方式单片机的低功耗操作方式l. 节电方式节电方式§执行IDL位置l的指令后，MCS-51就进入节电方式CPU的状态、栈指针SP、程序计数器PC、程序状态字PSW、累加器ACC及通用寄存器的内容被保留VCC仍为5V，但消耗电流由正常工作方式的24mA降为3.7mA§退出节电方式：一是硬件复位硬件复位；二是中断激活中断激活，此时IDL位将被硬件清除2. 掉电方式掉电方式§执行PD位置l的指令后，80C51就进入掉电工作方式掉电后，片内振荡器停止工作，只有片内RAM的内容被保持。

掉电方式下VCC可以降到2V，耗电仅50uA§退出掉电方式的唯一途径是硬件硬件复位复位应在 VCC恢复到正常值后再进行复位，复位时间需10ms时间，以保证振荡器再启动并达到稳定1.2.7 单片机的低功耗操作方式单片机的低功耗操作方式 在进入掉电方式前，VCC不能掉下来，因此要有掉电检测电路采用比较器比较器实现掉电检测，在该电路中，R都选择1K欧姆，稳压管选择2.4V电源正常为5V时，输出为低电平，当电源VCC低于4.8V时，比较电路输出高电平假如Alert接至P1.0，则通过CPU查询可以检测到它的变化，从而通过程序转向控制80C51进入掉电工方式3．上电复位电路．上电复位电路 通过阻容组成一阶电路为使得输出复位信号的上升沿尽量陡峭可在其后增加带有施密特性质的反相器如图1-10所示，它包含了上电自动复位和手动复位，通常R取值10K,C取值10uF。