51单片机的内部资源
单片机内部资源分配
单片机内部资源分配2.3 单片机内部资源分配2.3.1 MCS-51存储器空间MCS-51单片机在物理结构上有四个存储空间：片内程序存储器（ROM）片外程序存储器（外扩）片内数据存储器（RAM）片外数据存储器（外扩）但在逻辑上，即从用户的角度上（地址分配），8051单片机有三个存储编址空间，即：片内程序存储器、片外程序存储器统一编址的64KB（26*210=65536个单元）的程序存储器地址空间（C：）、256B（8位地址）的片内数据存储器的地址空间（D：）以及64KB （216）片外数据存储器的地址空间（X：）。
在访问三个不同的逻辑空间时，应采用不同形式的指令（具体我们在后面的指令系统学习时将会讲解），以产生不同的存储器空间的选通信号。
在MCS-51单片机的芯片内部，主要有RAM和ROM两类存储器，即所谓的片内RAM和片内ROM。
1、片内数据存储器区（RAM）8051的内部RAM共有256个单元，通常把这256（28）个单元按其功能划分为两部分：低128（0~127）单元（单元地址为00H～7FH）和高128（128~255）单元（单元地址为80H～FFH）。
表2.2所示为低128字节单元的配置情况。
低128单元是单片机的真正RAM存储器，按用途划分为工作寄存器区、位寻址区和用户RAM区三个区域。
表2.2 低128字节单元的配置30~7FH 数据缓冲区20~2FH 位寻址区（00~7FH）18~1FH 工作寄存器组3（R0~R7）10~17H 工作寄存器组2（R0~R7）08~0FH 工作寄存器组1（R0~R7）00~07H 工作寄存器组0（R0~R7）（1）工作寄存器区8051共有4组工作寄存器，每组8个寄存单元，各组都以R0～R7作寄存单元名称。
工作寄存器常用于存放操作数中间结果等。
由于它们的功能及使用不作预先规定，因此称之为工作寄存器，有时也叫通用寄存器。
4组工作寄存器占据内部RAM的00H～1FH共32个单元地址。
简述51系列单片机的内部组成结构
简述51系列单片机的内部组成结构51系列单片机是一种广泛应用的单片机,是微控制器中的经典代表之一。
该系列单片机由中央处理器(CPU)、存储器、输入输出(I/O)接口、时钟和电源等部分组成。
以下是51系列单片机的内部组成结构的简要概述:1. CPU51系列单片机的CPU由一个4位二进制数组成的处理器核心组成,具有高速、低功耗、低延迟的特点。
CPU负责控制整个系统的运行,包括指令的执行、数据的读取和写入、程序的控制等。
2. 存储器51系列单片机的存储器分为外存储器和内存储器两种。
外存储器包括一个或多个随机存取存储器(RAM)和一个或多个只读存储器(ROM),RAM用于存储程序和数据,ROM用于存储固定的程序和数据。
内存储器是51系列单片机的核心存储器,包括一个数据存储器和一个指令存储器,数据存储器用于存储程序和数据,指令存储器用于存储程序的指令集。
3. 输入输出(I/O)接口51系列单片机的输入输出接口包括多个引脚,用于与外部设备进行通信。
输入接口用于接收外部设备的数据,输出接口用于将外部设备的数据发送出去。
I/O 接口的主要功能是控制外部设备的运行,包括读取、写入、控制等。
4. 时钟51系列单片机的时钟由一个时钟芯片组成,用于驱动系统的运行。
时钟芯片可以控制CPU和存储器的读写速度,控制I/O接口的响应速度等。
5. 电源51系列单片机的电源由一个电源芯片组成,用于提供系统的直流供电。
电源芯片可以控制电流的大小和流向,保证系统的稳定运行。
除了以上基本组成部分外,51系列单片机还具有其他一些重要的组成部分,如控制电路、中断控制器、寄存器等。
这些组成部分共同构成了一个完整的系统,使51系列单片机能够实现各种复杂的功能。
51系列单片机的内部组成结构非常复杂,包括多个重要的组成部分,能够实现各种复杂的功能。
深入了解51系列单片机的内部组成结构,有助于我们更好地理解和使用该系列单片机。
第4章 单片机的内部资源
第4章 51单片机的内部资源单片机的内部资源是其最基本的单元，要想理解单片机的工作原理，充分运用单片机的功能，必须了解单片机的内部资源。
本章将介绍80C51单片机的内部资源，包括并行I/O 口，中断系统，定时器/计数器和串行通信等内容。
4.1 并行I/O口80C51单片机有4个8位的I/O口(共32根线)：P0、P1、P2和P3。
各口结构大同小异，主要由接口锁存器、输出驱动和输入缓冲器组成。
其中，P1、P2、P3为准双向口，这些端口内均有上拉电阻，在读之前应先写入“1”，否则读入的数据可能有误。
P0口内无上拉电阻，是开漏极输出，又称为三态双向I/O口。
各口均可作为字节输入/输出，同时每一条口线亦可单独地用于位输出/输入。
四个接口的具体结构及功能如下：P0口由1个输出锁存器、1个转换开关MUX、2个三态输入缓冲器、输出驱动电路、1个与门和1个反相器组成。
当系统不进行扩展时，P0口用做通用I/O接口；当系统进行扩展时，P0口用做地址/数据总线，分时输出低8位地址和数据信息。
P1口由1个输出锁存器、2个三态输入缓冲器和输出驱动电路组成。
P1口是80C51唯一的单功能接口，仅能用做通用I/O接口。
P2口由1个输出锁存器、1个转换开关MUX、2个三态输入缓冲器、输出驱动电路和1个反相器组成。
当不需要在单片机外部扩展程序存储器时，只需低8位的地址线，P2口作为通用I/O口，否则，P2口将作为地址总线以输出高8位。
P3口由1个输出锁存器、3个输入缓冲器、输出驱动电路和1个与非门组成。
P3口是双功能接口，除输出/输入外，每一条口线都有特殊的第二功能。
需要说明的是：四个接口的输入/输出电平同CMOS电平、TTL电平皆兼容，P0口每条口线可以接8个LSTTL(Low-power Schottky Transistor-Transistor Logic即低功耗肖特基晶体管-晶体管逻辑电路)负载，P1、 P2、P3口每条口线可以接4个LSTTL负载。
简述51单片机的位寻址空间
简述51单片机的位寻址空间
51单片机是一种基于哈佛体系结构的单片机，拥有8位宽度的数据总线和16位宽度的地址总线。
它的位寻址空间是指由其地址总线所组成的空间，其中包含了可供程序访问的内部RAM、ROM、SFR等各种寄存器资源。
51单片机的地址总线有16根，可以寻址的最大范围是0x0000-0xFFFF，也就是说，51单片机的地址总空间是64KB，其中包括128字节的内部RAM、64KB的内部ROM和256个SFR 寄存器。
其中128字节的内部RAM分为3个部分：0x00-0x1F的32字节叫做特殊寄存器，主要用来存放控制单元的代码和数据；0x20-0x2F的16字节用来几个暂存器和栈指针的存放；0x30-0x7F的80字节用来存放用户程序和数据。
64KB的内部ROM用来存放程序代码，程序自动从地址0x0000开始执行。
由于ROM可以重编程，因此可以实现程序的在线更新和校验等功能。
SFR寄存器可分为4类：系统控制寄存器、中断控制寄存器、外设控制寄存器和其他寄存器。
系统控制寄存器用于控制时钟、附加RAM或ROM、串行口、中断控制器、输入/输出口等；中断控制寄存器用于控制中断的启用、禁用、优先级等；外设控制寄存器用于控制外设的工作状态和参数设置；其他寄存器包括计数器、定时器、ADC和DAC等，用于输入输出、计数、定时和模拟转换等。
总之，51单片机的位寻址空间涵盖了程序运行所需的所有基本资源，用户程序可以通过访问这些资源来实现各种功能。
同时，由于RAM和ROM大小和SFR寄存器的种类非常有限，因此在设计过程中需要充分考虑程序的空间占用和资源利用率。
第四章_1 MCS-51单片机的内部资源及其编程IOzxl
第四章 MCS-51单片机的内部资
源及其编程
8051内部资源及其编程
I/O口
输入：键盘 输出：LED显示
定时/计数器 外部中断 串行口
4-1、 I／O口
8051单片机有4组8位双向I／O端口(P0、P1 、P2、 P3） 各端口功能
•
P0：通常用作地址／数据总线，即低8位地址与数据线分 时复用；同时P0口也可用作I/O，可位寻址 P1：通常用作I/O，可位寻址 P2：通常用作扩展系统的高8位地址，与P0一起组成16位 地址总线；同时P2也可用作I/O，可位寻址 P3 ：双功能口。作第一功能使用时，其功能同 P1 口，其 第二功能见下。
行列式键盘的控制(扫描法)
按键编码
为了识别按键，必须对键盘中的按键进行编码，每一个按键都有 一个确定的按键代码。如果使用非编码键盘，按键的编码方式可以 由用户自由定义。
如：
0x11 0x21 0x12 0x41 0x13 0x81 0x14
0x12 0x21
0x14 0x31 0x18 0x41
行列式键盘的控制
键盘是多按键输入设备，键盘输入信息的主要过程如下：
1、判断是否有键按下；
2、确定按下的是哪一个键； 3、把此键代表的信息翻译成计算机所能识别的代码，
如ASCII或其他特征代码。 编码键盘和非编码键盘
上述2、3步主要由硬件完成，称为编码键盘；
单片机完成和键盘的通讯编程；
写字节
8051 I／O口操作
I/O位操作(sfr P1=0x90; sbit P1_0=P1^0;)
单片机第2章MCS-51系列单片机的资源配置
单片机第2章MCS-51系列单片机的资源配置单片机作为一种集成电路芯片，在现代电子技术领域中发挥着重要作用。
MCS-51 系列单片机是其中应用广泛且具有代表性的一类。
要深入了解和运用 MCS-51 系列单片机，就必须清楚其资源配置。
MCS-51 系列单片机的中央处理器（CPU）是其核心部分。
它负责执行指令、进行运算和控制整个系统的工作。
该 CPU 由运算器和控制器组成。
运算器能够进行算术运算和逻辑运算，而控制器则按照程序的指令顺序，有条不紊地控制单片机的各项操作。
在存储资源方面，MCS-51 系列单片机拥有程序存储器和数据存储器。
程序存储器用于存放用户编写的程序代码，通常采用只读存储器（ROM）。
而数据存储器则用于存储运行过程中的临时数据，一般使用随机存取存储器（RAM）。
程序存储器又分为片内程序存储器和片外程序存储器。
片内程序存储器的容量因具体型号而异，一般为 4KB 或 8KB。
当程序较大，片内存储器无法满足需求时，可以通过扩展片外程序存储器来解决。
数据存储器也分为片内数据存储器和片外数据存储器。
片内数据存储器包括工作寄存器区、位寻址区、用户 RAM 区等。
工作寄存器区可以提高数据处理的速度，位寻址区方便对单个位进行操作，用户 RAM区则用于存放用户自定义的数据。
片外数据存储器的扩展则可以满足更大的数据存储需求。
MCS-51 系列单片机的 I/O 端口是其与外部设备进行信息交换的通道。
它共有 4 个 8 位的并行 I/O 端口，分别为 P0、P1、P2 和 P3 端口。
每个端口都可以作为输入或输出使用。
P0 端口是一个三态双向端口，既可以作为地址/数据总线的低8 位，也可以作为普通的 I/O 端口。
但作为普通 I/O 端口使用时，需要外接上拉电阻。
P1 端口是一个准双向端口，通常作为普通的 I/O 端口使用。
P2 端口既可以作为普通的 I/O 端口，也可以在访问片外存储器时作为高 8 位地址线。
第6章80C51单片机内部资源及应用
第6章80C51单片机内部资源及应用80C51单片机内部资源及应用6.1 中断系统和外中断6.2 定时器/计数器6.3 串行通信本章小结80C51单片机内部资源及应用为了进一步突出单片机的控制特性，许多半导体公司在单片机内部又集成了许多功能单元，如中断、定时器/计数器、串行通信、模拟/数字转换(ADC)、脉冲宽度调制(PWM)等单元。
我们把这些单片机内部的功能单元统称为单片机内部资源。
80C51单片机内部资源及应用标准的80C51单片机的内部资源有中断系统、定时器/计数器和串行口。
80C51单片机片内RAM 的80H~FFH空间有21个特殊功能寄存器SFR,通过这些特殊功能寄存器可实现对全部内部资源的运行操作。
80C51单片机内部资源及应用6.1 中断系统和外中断中断是一项重要的计算机技术，采用中断技术可以使多个任务共享一个资源，所以中断技术实质上就是一种资源共享技术。
80C51是一个多中断源的单片机，有3类共5个中断源，分别是外部中断2个，定时中断2个和串行中断1个。
80C51单片机内部资源及应用外部中断是由外部原因引起的，共有2个中断源，即外部中断0和外部中断1。
它们的中断请求信号分别由80C51外部引脚(P3.2)和(P3.3)输入。
定时中断是为满足定时或计数的需要而设置的。
串行中断是为串行数据传送的需要而设置的。
80C51单片机内部资源及应用6.1.1 中断技术概述当中央处理器CPU正在执行某程序时，由于某种原因，外界向CPU发出了暂停目前工作去处理更重要事件的请求，程序被打断，CPU响应该请求并转入相应的处理程序，处理程序完成以后，再返回到原来程序被打断的位置，继续原来的工作，这一过程称为中断。
实现中断功能的部件称为中断系统。
80C51单片机内部资源及应用在以上过程中，原来运行的、被中断的程序被称为主程序；从主程序中转入的相应事件处理程序被称为中断服务程序；主程序被打断的位置被称为断点；向CPU发出中断的请求信号被称为中断源。
MCS-51单片机内部包含哪些主要逻辑功能部件？
MCS-51 单片机内部包含哪些主要逻辑功能部件？
MCS-51 单片机内部包含哪些主要逻辑功能部件有：
(1)1 个8 位的微处理器CPU。
(2)8KB 的片内程序存储器Flash ROM(51 子系列的Flash ROM 为4KB)，用于烧录运行的程序、常数数据。
(3)256B 的片内数据存储器RAM(51 子系列的RAM 为128B)，在程序运行时可以随时写入数据和读出，用于存放函数相互传递的数据、接收的外部数据、中间结果、最后结果以及显示的数据等。
(4)3 个16 位的定时器/计数器(51 子系列仅有2 个定时器)，每个定时器/计
数器可以设置为计数方式，用于对外部事件信号进行计数，也可以设置为定
时方式，满足各种定时要求。
(5)有一个管理6 个中断源(51 子系列1 是5 个中断源)、两个优先级的中断控制器。
(6)4 个8 位并行I/O 端，每个端口既可以用作输入，也可以用于输出。
(7)一个全双工的UART(通用异步接收发送器)串行I/O 口，用于单片机之
间的串行通信，或者单片机与PC 机、其它设备、其它芯片之间的串行通。
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T1
RX TX
EX0 1 EA 1 IE0
ET0 1 TF0
EX1 1 IE1
ET1 1 TF1
RI TI ≥1
SCON
ES 1
IP
PX0 1 0
PT0 1 0
PX1 1 0
PT1 1 0
PS 1 0
硬件查询
自
高
然
级
1
优
先
级 中断入口
中断源
自
低
0
然
级
优
先
级 中断入口
中断源
三、中断请求源
51单片机的五个中断请求源 ： （1）INT0—外部中断请求0，由引脚INT0 (P3.2)输入，中断
中断请求
执行主 程序
断点
继续执行 主程序
中断响应
执行 中断 处理 程序
中断返回
主程序：CPU正常情况下运行的程序称为主程序。
中断源：把向CPU提出中断申请的设备称为中断源。
中断请求：由中断源向CPU所发出的请求中断的信号称中断 请求。
中断响应：CPU在满足条件情况下接受中断申请，终止现行 程序执行转而为申请中断的对象服务称中断响应。
IE0=0，无中断请求。
IE0=1，外部中断0有中断请求。当CPU响应该中断，转向中 断服务程序时，由硬件清“0”IE0。
（3）IT1—外部中断请求1为跳沿触发方式还是电平触发方式， 意义与IT0类似。
（4）IE1—外部中断请求1的中断请求标志位，意义与IE0类似。
（5）TF0—T0溢出中断请求标志位。 T0计数后，溢出时，由硬件置“1”TF0，向CPU申请中断，
串行中断是为串行数据传送的需要而设置的。每当串行 口发送或接收一组串行数据时，就产生一个中断请求。
四、中断有关的寄存器
1. 特殊功能寄存器TCON
特殊功能寄存器TCON和SCON的相应位锁存各中断请求标志。 TCON为定时器/计数器的控制寄存器，字节地址为88H。
包含INT0,INT1,T0 及 T1的中断标志。
（ 3 ） 定 时 器 / 计 数 器 T0 溢 出 中 断 请 求 ， 中 断 请 求 标 志 为 TF0 (P3.4) 。
（ 4 ） 定 时 器 / 计 数 器 T1 溢 出 中 断 请 求 ， 中 断 请 求 标 志 为 TF1 (P3.5) 。
定时中断是为满足定时或计数的需要而设置的。当计数 器发生计数溢出时，表明设定的定时时间到或计数值已满， 这时可以向CPU申请中断。由于定时器/计数器在单片微机芯 片内部，所以定时中断属于内部中断。 （5）串行口中断请求，中断请求标志为TI或RI。
一、Байду номын сангаас断的概念
CPU正在执行程序时，单片机外部或内部发生的某一事件， 请求CPU迅速去处理。CPU暂时中止当前的工作，转到中断服 务处理程序处理所发生的事件。
处理完该事件后，再回到原来被中止的地方，继续原来 的工作，这称为中断。 CPU处理事件的过程，称为CPU的中断 响应过程。
如下图所示。对事件的整个处理过程，称为中断处理（或 中断服务）。
3 中断允许寄存器IE
CPU对中断源的开放或屏蔽，由片内的中断允许寄存器IE 控制。字节地址A8H，可位寻址。格式如下：
IE寄存器中各位设置： 为0时，禁止中断；为 1时，允许中断。 系统复位后IE寄存器中各位均为0，即此时禁止所有中断。 MCS-51复位后，IE清0，所有中断请求被禁止。 若使某一个中断源被允许中断，除了IE相应的位的被置
请求标志为IE0。 （2）INT1—外部中断请求1，由引脚INT1 (P3.3)输入，中断
请求标志为IE1。 外部中断请求有二种信号触发方式，即电平有效方式和
跳变有效方式，可通过设置有关控制位进行定义。 当设定为电平有效方式时，若INT0或INT1引脚上采样到
有效的低电平，则向CPU提出中断请求；当设定为跳变有效 方式时，若INT0或INT1引脚上采样到有效负跳变，则向CPU 提出中断请求。
CPU响应TF0中断时，硬件自动清“0”TF0，TF0也可由软件 清0。 （6）TF1—T1的溢出中断请求标志位，功能和TF0类似。
TR1、TR0 2个位与中断无关。
当MCS-51复位后，TCON被清0，则CPU关中断，所有中断 请求被禁止。
2. SCON为串行口控制寄存器
SCON为串行口控制寄存器，字节地址为98H。串行口的发送中 断和接收中断的中断请求标志TI和RI，格式如下：
第5章 51单片机的内部资源
本章介绍了51单片机的内部资源，包括：
1、中断系统 2、定时/计数器 3、串口接口。
中断功能使单片机具有了实时处理能力，定时功能使 单片能够处理与时间和计数相关的问题的能力，串口通信 使单片机可以与其他单片机、计算机或其它设备相连。
5.1 51单片机的中断系统
中断系统主要用于实时测控，要求单片机能及时地响应和 处理单片机外部事件或内部事件所提出的中断请求。中断方 式大大地提高了CPU的工作效率。
断源。 二个外部中断源INT0和INT1，外部设备的中断请求信
号、掉电等故障信号都可以从INT0或INT1引脚输入。 三个内部中断源为定时器/计数器T0和T1的定时/计数
谥出中断源和串行口发送或接收中断源。 中断系统结构示意图如下图所示。
TCON
IE
INT0 IT0 1
01
T0 INT1 IT1 1
（1）T0和T1的溢出中断请求标志位TF1和TF0 （2）外部中断请求标志位IE1与IE0。
各标志位的功能： （1）IT0—选择外中断请求0为跳沿触发方式还是电平触发方
式： IT0=0，为电平触发方式。 IT0=1，为跳沿触发方式。
可由软件置“1”或清“0”。
（2）IE0—外部中断请求0的中断请求标志位。
各标志位的功能： （1）TI—发送中断请求标志位。串口每发送完一帧串行数据 后，硬件自动置“1”TI。响应中断后，必须在中断服务程 序中用软件对TI标志清“0”。 （2）RI—接收中断请求标志位。串口接收完一个数据帧，硬 件自动置“1”RI标志。响应中断后，必须在中断服务程序 中用软件对RI标志清“0”。
中断服务程序：为服务对象服务的程序称为中断服务程序。
断点：现行程序被中断的地址称为断点。
中断返回：中断服务程序结束后返回到原来程序称中断返回。
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二、MCS-51中断系统的结构
MCS-51有5个中断请求源，两个中断优先级，可两级嵌套。 MCS-51五个中断源中包括二个外部中断源和三个内部中