AT89S51单片机原理与基本应用系统.ppt

AT89S51单片机原理与基本应用系统
本章主要内容
1、单片机的内部结构与引脚功能
2、单片机存储器空间配置与功能
3、汇编语言指令格式与内部RAM的操作
指令
4、单片机I/O输入输出端口结构及工作原理
5、单片机基本应用系统
一、AT89S51单片机内部结构
(1)一个8位的CPU;
(2)一个片内振荡器及时钟电路;
(3)4KB的Flash ROM;
(4)128B的内部RAM
(5)可扩展64KB外部ROM和外部 RAM的控制电路;
(6)两个十六位的定时/计数器;
(7)26个特殊功能寄存器(双数据指针);
(8)4个8位的并行口;
(9)一个全双工的串行口;
(10)5个中断源,两个外部中断, 三个内部中断;
(11)内部硬件看门狗电路;
(12)一个SPI串行接口,用于芯片的在系统编程(ISP)。
1、电源
VCC(P40)——芯片电源,接+5V。
VSS(P20) ——接电源地。
二、AT89S51单片机引脚功能
2、时钟
XTAL1(P19)——晶体振荡电路的反相器输入端
XTAL2(P18)——晶体振荡电路的反相器输出端。
使用内部振荡电路时,该引脚外接石英晶体和补偿电容。使用外部振荡输入时从XTAL2输入,此时XTAL1需接地。
3、控制
控制引脚有4个,先学习其中的两个。
(1)RST/VPD——复位/备用电源
RST复位功能是单片机正常工作必不可少的,因为复位可以使单片机从程序的开头运行,使单片机按照人们设计的程序运行,在单片机系统上电开始工作,或单片机系统由于外界干扰偏离正常运行,都需要复位。AT89S51单片机是高电平复位,只要在该引脚上一段时间(两个机器周期以上)的高电平,单片机就复位。在正常运行程序时该引脚为低电平。
掉电情况下,该引脚接备用电源,向片内的RAM供电,使RAM中的数据不丢失。
3、控制
(2)EA/VPP——内外ROM选择/EPROM编程电源
在通常的应用中EA功能是作为内部和外部ROM的选择端。当EA=1,CPU从芯片内部的ROM中取指令运行,但超过4KB范围的程序,也从外部扩展的ROM中取得。反之当EA=0时,只从芯片外部扩展的ROM中取指令运行。在绝大多数的应用中,4KB空间范围足够存放程序,一般都选择内部ROM,将EA接高电平。
VPP功能是在我们要把程序下载到内部ROM中才用到的功能,只有设计制造编程器时考虑,一般情况用不到。
4、I/O口
AT89S51单片机有4个8位的并行口,分别称为P0口、P1口、P2口和P3口,共32个引脚。
单片机就是通过这些口线对外部电路进行控制和检测。它们的详细结构原理和功能在本章第三节中介绍。
三、AT89S51单片机存储空间配置
AT89S51单片机存储器结构采用的是哈佛型结构,程序存储器(ROM)和数据存储器(RAM)是分开的,有各自的寻址系统和控制信号,分别用不同的指令操作。ROM用来存放我们编写的程序和常数表格。数据存储器用来存放程序运行的数据和结果。ROM和RAM都分为内部和外部。
内部
ROM
(4KB)
EA=1
外部
ROM
(4KB)
EA=0
外部
ROM
(60KB)
内部
RAM
128B
SFR
(21个)
外部
RAM
(64KB)
0000H
0000H
0000H
0FFFH
0FFFH
1000H
FFFFH
FFFFH
FFH
00H
7FH
80H
MOVC指令操作
MOV指令操作
MOVX指令操作
ROM地址空间
RAM地址空间
1、程序存储器(ROM)
不管是内部的还是外部的ROM,开头的0003H~002AH空间地址是中断源的入口地址区,是专用单元,一般情况下用户不能用来存放其它程序。
CPU是根据PC(程序计数器)值从ROM中取指令来执行的。CPU每从ROM中读取一个字节,自动执行(PC)+1→PC,即PC指向下一个地址空间,一般情况下CPU是按ROM地址空间顺序从小到大依次执行。只有执行的指令是转移类指令,才根据转移类指令所指示的新地址,调整PC值,然后根据新的PC值从对应的地址空间中取指令来执行。
当调用子程序或中断发生时,PC值也会改变。