单片机技术课程在同类课程中的特殊地位

单片机技术课程在同类课程中的特殊地位单片机技术课程在同类课程中的特殊地位1 、单片机技术是现代 DSP 技术（数字信号处理器） 、

嵌入式系统等的基础，应用十分广泛，是一门非常实用的技术，其就业前景良好。

2 、学习、掌握、应用该技术所需的成本越来越低，将成为一种普及性技术，使得越来越多的学生有条件、有机会仅靠自己的力量、按照自己的想法设计制作作品（产品）。这对于在校的、爱好电子产品设计、制作的学生是一个较好的选择。

3 、计算机技术、通讯技术、微电子技术、网络技术是现代社会文明的标志，而单片机技术是这些技术的微缩。

单片机技术课程的学习单片机技术课程的学习1 、学习本课程应硬件、软件兼顾并重，既要掌握单

片机的硬件结构和工作原理，也要掌握使用软件编程来控制硬件电路的工作，做到两者融会贯通，能够将两者相互渗透。

2 、要学会组成单片机应用系统。学习时对单片机应用系统中常用的输入 / 输出电路以及各种应用实例（环节）必须给予足够的重视。

3 、学习本课程时，宜结合习题、实验、实训，以提高学习质量，巩固和扩大学习收获。

4 、学习顺序：基本概念、硬件结构（ CPU ）、指令系统和程序设计、硬件结构（定时器 / 计数器、并口、串口、中断）、单片机扩展、接口应用。

世界上第一台现代意义的电子计算机是 1946 年美国宾夕法尼亚大学设计制造的“ ENIAC” （电子数字积分计算机）•占地上百平方米•重量几千吨•功耗几十千瓦

绪论绪论

计算机的发展及分类

电子计算机按其性能分类：大型计算机 / 巨型计算机（ Mainframe Computer ）中型计算机（ Middle Computer ）小型计算机（ Minicomputer ）微型计算机（ Microcomputer ）

电子管计算机（ 1946-1956 ）晶体管计算机（ 1957-1964 ）中小规模集成电路计算机（ 1965-1970 ）超大规模集成电路计算机（ 1971- 今）

微型计算机系统

微机系统的组成微机系统的组成微处理器存储器I/O 接口（各种板卡）总线 、时钟系统

硬件系统

软件系统

微 型计算机系 统

主机

外 设

ALU控制器工作寄存器组

键盘、鼠标显示器硬盘、光驱等 打印机、扫描仪

系统软件（操作系统等）应用软件

单板机 将微处理器 CPU芯片、存储器芯片、 I/O 接口芯片和简单的 I/O 设备（小键盘、 LED显示器）等装配在一块印刷电路板上，再配上监控程序（固化在 ROM 中），就构成了一台单板微型计算机（简称单板机）。

单片机单片机

由此可见，单片机是把组成微型计算机的各种功能部件，包括 CPU 、随机存储器（ RAM ）、只读存储器（ ROM ）、基本输入 / 输出（ I/O ）接口电路、定时 / 计数器、中断系统等部分制作在一块集成芯片上，构成一个完整的微型计算机主机，从而实现微型计算机的基本功能。

RAM

CPU

ROM

T/C IO接口

串行通信接口

单片机是单片机是单片微型计算机单片微型计算机的简称的简称

单片机主要面对的是测控对象，突出的是控制功能，单片机内部往往还集成了许多面向测控对象的接口电路。

RAM

CPU

ROM

T/C IO接口

串行通信接口

ADC DAC

PWM控制器 WDT

高速IO

其他外设接口

因此，单片机也被称为微控制器 MCU

Micro Controller Unit

单片机也称为：

我国，习惯使用“单片机”这一名称。

• 微控制器 MCU （ Micro Controller Unit ）

• 嵌入式控制器 EMCU （ Embedded Micro Controller Uni

t ）

定义： 单片机是中央处理单元 CPU （ Central Processing Uni

t ）、一定容量的随机存取存储器 RAM （ Random Access Me

mory ）、只读存储器 ROM （ Read Only Memory ）、定时器／计数器以及 I／O （ Input /Output ）接口电路等微机的主要部件集成在一块芯片上的微型计算机，称为单片微型计算机（ Single Chip Microcomputer ），简称单片机（ SCM ）。

区别：微处理器 微控制器

Micro Processor Unit

MPU

Micro Controller Unit

MCU

微型计算机的核心部件 单片微型计算机

侧重于数值计算和数据处理能力

侧重于检测控制领域、实时处理

64 位、多核 8 位、 16 位、 32 位应用全面开花

高运算速度 高可靠性、低功耗、低成本

1-4 、常用单片机介绍8051 系列，经典的单片机。

AVR 系列。

S08 系列、 S12 系列、 68K 系列

主流的单片机产品系列

PIC8 、 PIC16 系列。

MSP430 系列。

Cortex-M 系列M14K 系列

1-4 、常用单片机介绍单片机的主要生产厂商

INTEL公司单片机的发展历史1971 年 Intel推出 4 位微处理器 40041976-1978 初级 8 位单片机 MCS-48 系列： 8748/80481978-1982 高档 8 位单片机 MCS-51 系列：

-51 ：子系列 -52 ：子系列

1983-1990 16 位单片机 MCS-96 系列： 8098/8096 、 80C198/80C196

1990-~ 32 位单片机 80960

8031/8051/87518032/8052/8752

8051 系列单片机：所有具有 8051 指令系统的单片机 20 世纪 80 年代后期： Intel公司以专利的形式把8051内核技术转让给其它半导体公司。这些厂家生产的 51 兼容单片机，与 8051 的系统结构（指令系统）完全相同。不应直接称为 MCS-51 系列单片机， MCS只是 Intel公司专用的单片机系列符号。

1.1 51 单片机的内部硬件结构及工作原理

51 单片机由 CPU 、内部数据存储器（ R

AM ）、内部程序存储器（ ROM ）、定时/ 计数器、并行输入 / 输出（ I/O ）、串行口、中断控制系统、时钟电路部分组成。

项目一 单个发光二极管闪烁

完成运算和控制功能

存放程序、原始数据或表格

存放可读写的

数据

实现定时和计数功能

实现数据的并行输入/ 输出

实现单片机之间或与其它设备之间的串行

数据传送

管理和处理中断请求

提供其它部件工作所需的时钟信号

51 单片机中 CPU 的工作原理 CPU主要由运算器和控制器组成 运算器运算器由 8 位算术逻辑运算单元 ALU （ Arithmetic Logic Unit ）、 8 位累加器 ACC（ Accumulator ）、 8 位寄存器 B 、程序状态字寄存器 PSW （ Program Status Word ）、 8 位暂存寄存器 TMP1 和 8 位暂存寄存器 TMP2 等组成。

算术逻辑运算单元ALU ：完成算术运算和逻辑操作。

累加器 A ：使用最频繁的寄存器，也可写为ACC ， CPU内外的数据传送大多数都通过A进行。参与运算的数据之一需通过A 输入ALU ，而运算的结果也存放在 A 中。

暂存器：暂存运算过程的中间数据，用户无法访问。

控制器

控制器主要由指令部件（程序计数器 PC 、指令寄存器 IR 、指令译码器、堆栈指针 SP 、数据指针 DPTR ）、时序部件（时钟发生器）及操作控制部件（定时控制逻辑）等组成。

程序计数器 PC （ Program Counter ） 存放下一条要执行的指令在程序存储器中的地址。 指令寄存器：暂存从程序存储器读取的指令，等待译码。 指令译码器： 对送入的指令进行译码。 时钟发生器：用于产生操作控制部件所需的时序信号。 操作控制部件：形成与指令操作相应的操作控制序列信号。

51 单片机执行程序过程单片机的工作过程就是执行程序的过程，即逐条执行指令的过程。计算机每执行一条指令都可分为三个阶段进行，即取指（读取指令）、译码（分析指令）和执行（执行指令）。取指：读取存放在程序存储器中的程序指令代码，放入指令寄存器。译码：分析读取的指令，产生相应的控制信号。执行：根据译码产生的控制信号，完成相应的操作。

总结： 51 单片机与一般微型计算机的工作过程的主要区别在于：51 单片机——直接从 ROM 中读取指令并执行，用户程序必须事先烧写在 ROM 中。微型计算机——从内存（ RAM ）中读取指令并执行，用户程序一般存放在外存（硬盘、光盘等）上，被执行的部分才加载到内存中去。

一、 51 单片机的引脚及功能

1．电源引脚 （ 1 ） VCC ：接 +5V 电源；

（ 2 ） GND或 VSS ：接地。

通常，在接近芯片引脚处， VCC与 GND之间应接上退耦电容。

引脚按功能分为 4 类：

2．时钟信号引脚 （ 1 ） XTAL1 ：接外部晶体的一个引脚，采

用外部时钟信号时，此引脚应接地。 （ 2 ） XTAL2 ：接外部晶体的另一端。可输

出时钟信号，采用外部时钟信号时，外部时钟信号应接到此引脚上。

时钟电路用于产生单片机工作时序所必时钟电路用于产生单片机工作时序所必需的时钟控制信号。需的时钟控制信号。

时钟频率直接影响单片机的速度，电路时钟频率直接影响单片机的速度，电路的质量直接影响系统的稳定性。的质量直接影响系统的稳定性。

常用的时钟电路有两种方式：内部时钟常用的时钟电路有两种方式：内部时钟方式和外部时钟方式。方式和外部时钟方式。

时钟电路

晶振

XTAL1

XTAL2

80C51

VSS

两个电容器的容量通常选择为 30pF左右。晶体的振荡频率在 1.2MHz～ 12MHz之间。某些高速51 单片机芯片的时钟频率已达 40MHz 。

内部时钟方式

51 单片机

外部时钟方式

常用于多片单片机同时工作。

时序：时序： CPUCPU 在在执行指令时各控制信号之间的时执行指令时各控制信号之间的时间顺序关系。间顺序关系。

单片机执行的指令的各种时序均与时钟振荡电路单片机执行的指令的各种时序均与时钟振荡电路有关有关。。

CPU 时序相关的几个概念

振荡周期 （又称节拍，用 P表示）： 内部振荡器的周期，是单片机的基本时间单位。若外接晶体的频率为 fosc ，则振荡器的周期为 T

osc=1/fosc 。 例如： fosc=6MHz ， Tosc=166.7ns 。 时钟周期（又称状态，用 S表示）： 振荡脉冲经过二分频后的周期。一个状态包含两

个节拍，前一个叫 P1 ，后一个叫 P2 。

机器周期（ T ）： CPU完成一个基本操作所需的时间称为机器周期 。

一个机器周期又分为 6 个状态，并依次记为S1~S6 ，一个状态包括 2 个节拍 P1 和 P2 ，因此一个机器周期总共有 12 个节拍（ 1T=6S

=12P ），记为 S1P1 、 S1P2 、…、 S6P1 、S6P2 。

振荡周期、时钟周期与机器周期的相互关系

指令周期：执行一条指令所需要的时间称为指令周期，一般由若干 (1~4)个机器周期组成。

S1 S2 S3 S4 S5 S6 S1 S2 S3 S4 S5 S6 S1

P1P2 P1 P2 P1 P2 P1 P2P1 P2 P1 P2 P1 P2 P1 P2 P1 P2 P1 P2 P1 P2 P1 P2P1 P2

1机器周期（取指令、译码）

2机器周期（取操作数、执行）

指令周期

3. 控制引脚 提供控制信号，有的引脚还具有复用功能。 (1) RST ：复位（ RESET ）。 用于提供复位信号，以控制触发单片

机进入复位状态。

复位是单片机的初始化操作，单片机在启动运行时，都需要先复位，它的作用是使 CPU

和系统中其他部件都处于一个确定的初始状态，并从这个状态开始工作。

为何要复位？为何要复位？

复位状态复位状态

复位完成后的初始状态称为复位状态复位后 PC寄存器初始化为 0 ，于是单片

机自动从地址为 0 的单元开始执行程序。复位后片内其他部件的状态在学习相关部件时介绍。

内部复位电路

89S51

施密特触发器

RST/VPD

RST （复位信号输入端，高电平有效，有效时间要求至少持续 2 个机器周期即 24 个振荡周期） 。

复位信号复位信号

复位电路复位电路

单片机正常运行的基本条件单片机正常运行的基本条件

电源正常时钟正常复位正常

为满足上述条件所外接的电路与单片机本身一起构成所谓的“最小单片机系统”。

第一功能： ALE （ Address Latch Enable ）为地址锁存允许，用于系统扩展时低 8 位地址的锁存。

(2)

PROGALE/

第二功能： 为编程脉冲输入端。PROG

(3) ：外部程序存储器的读选通信号。低电平时可选中外接的程序存储器。

PSEN

第二功能： VPP 用于施加编程电压。

(4)

PP/VEA

第一功能： 为是否使用片内程序存储器选择控制端。

EA

可以看到，与程序存储器的编程（将用户程序固化到 ROM 中）相关的引脚是 VPP 和 ，这两个引脚功能只是在烧写程序时使用，而正常工作时只能使用另外的功能。

PROG

4. I/O 口引脚

P0 口： P0.0~P0.7 ，为 8 位双向 I/O 口。

P1 口： P1.0~P1.7 ，为 8 位准双向 I/O 口。

P2 口： P2.0~P2.7 ，为 8 位准双向 I/O 口。

P3 口： P3.0~P3.7 ，为 8 位准双向 I/O 口。

P3 口具有第二功能定义。P3 口的第二功能定义

引脚 第二功能 P3.0 RXD （串行输入口） P3.1 TXD （串行输出口） P3.2 INT0 （外部中断 0 ） P3.3 INT1 （外部中断 1 ） P3.4 T0 （定时器 0外部计数输入） P3.5 T1 （定时器 1外部计数输入） P3.6 WR （外部数据存储器写选通） P3.7 RD （外部数据存储器读选通）

存储器简介存储器简介存放程序和数据的记忆装置用途：存放程序和要操作的各类信息

（数据、文字、图像、…）内存： ROM 、 RAM

– 特点：速度快，容量小外存：磁盘、光盘 … …

– 特点：顺序存取 /块存取，速度慢，容量大

二、二、 5151 单片机的存储器结构单片机的存储器结构

有关内存储器的几个概念有关内存储器的几个概念

A.内存单元的地址和内容B.内存容量C.内存的操作D.内存的分类

A.A.内存单元的地址和内容内存单元的地址和内容

内存包含有很多存储单元 (一般以字节为单位，即每个内存单元包含 8bit)，为区分不同的内存单元，对计算机中的每个内存单元进行编号，内存单元的编号就称为内存单元的地址，内存单元中存放的二进制数据信息称为内存单元的内容。

1 0 1 1 0 1 1 08F04H

内存单元地址

内存单元内容

...

...

bit 7 6 5 4 3 2 1 00 1 0 1 1 0 0 00000H

B.B.内存容量内存容量即内存单元的个数，以字节为单位。注意：内存空间与内存容量的区别 内存容量：实际配置的内存 RAM 大小。例：某微机配置 2 条 512MB 的 RAM内存条，其内存容量为 1GB 。

内存空间：又称为存储空间、寻址范围，是指微机的寻址能力，与 CPU 的地址总线宽度有关。例：若某台微机的地址总线是 32 位的，则其内存空间为 4GB 。

C.C.内存操作内存操作读：将内存单元的内容取出送入 CPU ，原单元内容不改变；

写： CPU 将数据信息放入内存单元，单元中原内容被覆盖；

内存的读写的步骤为：– CPU把要读写的内存单元的地址放到地址总线 AB 上。– 若是写操作， CPU紧接着把要写入的数据放到数据总

线 DB 上。– CPU 发出读写命令。– 数据被写入指定的单元或从指定的单元读出到数据总线

DB 上。– 若是读操作， CPU紧接着从数据总线 DB 上取回数据。

D.D.内存储器的分类内存储器的分类

随机存取（读写）存储器 RAM(Random Access Memory)

可读可写易失性，临时存放程序和数据

只读存储器 ROM (Read Only Memory ）工作时只能读非易失性，永久或半永久性存放信息

计算机中存储器配置典型结构计算机中存储器配置典型结构存储器配置有两种典型结构：哈佛结构和普林斯顿（冯 ·诺伊曼结构）结构。1 ）哈佛结构 程序空间（ ROM ）和数据空间 (RAM) 分为两个队列寻址。各有自己的寻址系统、控制信号和功能部件。2 ）普林斯顿结构 程序空间（ ROM ）和数据空间（ RAM ）同在一个空间队列寻址。共用寻址系统、控制信号和功能部件。

51 系列单片机的主要分类基本型—— 51 子系列 典型产品： 8031/8051/8751/8951

增强型—— 52 子系列 典型产品： 8032/8052/8752/8952

内部 RAM增到 256 字节，内部 ROM 扩展到 8K

B ， 16 位定时器 / 计数器增至 3 个。

8051 单片机存储器结构和地址空间

存储器配置方式属哈佛结构。

8051 系列单片机的存储器在物理结构上可以分为如下 4 个存储空间：

· 片内程序存储器； · 片外程序存储器； · 片内数据存储器； · 片外数据存储器。但在逻辑上，即从用户使用的角度上， 8051 系列有三个存储空间：

· 片内外统一编址的 64KB 的程序存储器地址空间（用 16 位地址）；

· 片内数据存储器地址空间，寻址范围为 00～ FFH； · 64KB 片外数据存储器地址空间。

1 、 51 单片机内部数据存储器8051 型单片机的内部 RAM共有 256 个单元，分成两部分：低 128 单元（ 00H~7FH ）和高 128 单元（ 80H~FFH ）。

间接寻址

直接寻址

直接、间接寻址都可

1 ）低 128 单元 RAM 存储区 按其用途分为寄存器区、位寻址区和用户数据区 3

个区域。

00H01H02H03H04H05H06H07H20H

08H09H0AH0BH0CH0DH0EH0FH21H

10H11H12H13H14H15H16H17H22H

18H19H1AH1BH1CH1DH1EH1FH23H

20H21H22H23H24H25H26H27H24H

28H29H2AH2BH2CH2DH2EH2FH25H

30H31H32H33H34H35H36H37H26H

38H39H3AH3BH3CH3DH3EH3FH27H

40H41H42H43H44H45H46H47H28H

48H49H4AH4BH4CH4DH4EH4FH29H

50H51H52H53H54H55H56H57H2AH

58H59H5AH5BH5CH5DH5EH5FH2BH

60H61H62H63H64H65H66H67H2CH

68H69H6AH6BH6CH6DH6EH6FH2DH

70H72H72H73H74H75H76H77H2EH

78H79H7AH7BH7CH7DH7EH7FH2FH

D0D1D2D3D4D5D6D7

位 地 址字节地址

位寻址区16 个单元

2 ）高 128 单元 对于 51 子系列，该地址范围是分配给特殊

功能寄存器 SFR 的。 对于 52 子系列，其片内 RAM 的 80H～ F

FH 地址上有 2 个物理空间，一个是 SFR

的物理空间，另一个是高 128 字节的数据存储器物理空间，它们所用的地址单元相同，必须通过不同的寻址方式来区分这 2

个空间。

22 、特殊功能寄存器、特殊功能寄存器 SFRSFR（（ SSpecial pecial FFunction unction RRegisteregister ））

设置 SFR 的目的：采用 SFR操作管理方式后，单片机内各种单元电路都可按照可编程集成器件的运行管理方式，通过对 SFR 的读写来实现操作管理。这种集中的、归一化操作管理寄存器的模式是单片机内部资源操作管理的重要方式。

不同公司生产的 51 系列单片机的 SFR 在数量与功能上大同小异，必须参考各自的数据手册，但书本上表 1-5列出的 SFR 几乎所有的 51 系列单片机都具备。

SFR 是不能作为数据存储器使用的，所以对特殊功能寄存器是不能随意写入数据的，特别是功能部件中的控制寄存器，不同的数据将使它们具有不同的工作方式。

访问这些专用寄存器仅允许使用直接寻址的方式。

地址分布在片内数据存储器的高 128 字节范围，但并未占满 80H～ FFH整个地址空间，对空闲地址的操作是无意义的。若读取空闲地址的内容，则读出的是随机数。

5151 单片机的单片机的 SFRSFR 地址分布及寻址地址分布及寻址

其中某些 SFR还具有位寻址能力，它们的字节地址正好能被 8整除，即可位寻址 SFR 的字节地址为 *0H或 *8H ，相邻的 8 个地址号依次作为相应的 8 个位地址号。

例如： P1 口的口地址是 90H （字节地址），而位地址 90H 是 P1.0 ，位地址 9

1H 是 P1.1 等等依次类推 。

SFR 中的位地址分布

1 ）累加器 A （ ACC - Accumulator ） CPU 中使用最频繁的 8 位专用寄存器，存放操作

数和运算结果。功能： ALU 数据输入的一个重要来源，存放操作数。 ALU运算结果的暂存单元，存放运算的中间结果。 数据传送的中转站，单片机大部分数据交换都通过累加器进行的。

在变址寻址方式中把累加器作为变址寄存器使用。

SFRSFR 的功能及应用的功能及应用

2 ）程序状态字寄存器 PSW （ Program Status Word ） 用于存放指令执行后的一些状态信息，其中有些位的状态是根据程序执行的结果由硬件自动设置的。

PF1OVRS0RS1F0ACC

D0D1D2D3D4D5D6D7

D0H程序状态字

PSW

可寻址位 4 种表示方法：例如： OV 的表示方法：

OV PSW.2 D0.2 D2H

PSW 的各位功能： C （ CY ）：进位标志，运算操作结果的最高位有无进位或借位。

AC ：加 /减法时半进位标志，低半字节（ D3-D0 ）向高半字节（ D7-D4 ）有无进位或借位。

F0 、 F1 ：用户可使用的标志位。 OV ：溢出标志位，有符号数加、减运算结果有无溢出，乘除运算结果也有影响。

P ：奇偶标志位，累加器 A 中内容的奇偶性。 RS1 、 RS0 ：当前工作寄存器组的选择位。

3 组（ 18H~1FH ）11

2 组（ 10H~17H ）01

1 组（ 08H~0FH ）10

0 组（ 00H~07H ）00

RS0RS1

工作寄存器R0~R7

PSW

工作寄存器组选择

R0

R2

R1

R3

R4

R5

R6

R707H

02H

01H

00H

06H

04H

05H

03H

08H

1FH工作寄存器组3

工作寄存器组 2

工作寄存器组1

工作寄存器组0

0FH10H

17H18H

3 ）堆栈指针 SP （ Stack Pointer ） 堆栈是 RAM 中开辟的一块特殊的暂存数据区。

堆栈的作用：（ 1 ）保护断点；（ 2 ）现场保护。

8051 的堆栈指针 SP 中始终存放着堆栈栈顶的地址（指示堆栈顶部在内部 RAM区中的位置）。

51 单片机的堆栈属于满栈式向上生长型。

8051 单片机的堆栈必须设在片内 RAM区，复位后， SP 中的内容为 07H 。一般在程序初始化时将堆栈设置在用户数据区（ 30H开始，即位寻址区后面）。

堆栈共有两种操作：进栈（插入数据）和出栈（删除数据），操作原则是“先进后出”。

进栈操作（ PUSH ）：先 SP加 1 ，后写入数据；出栈操作（ POP ）：先读出数据，后 SP减 1 。

堆栈和堆栈指针示意图

4 ）数据指针 DPTR （ Data Pointer ， 16位）

唯一一个供用户使用的 16 位寄存器。作为访问片内、外 16 位地址存储器的数据指针。

既可以作为一个 16 位寄存器使用，也可以作为两个 8 位寄存器使用，即：

DPH ： DPTR 高 8 位 DPL ： DPTR 低 8 位

在对它赋值时，既可整体赋值，也可分开赋值。

5 ）寄存器 B

为执行乘法和除法操作设置的。在不执行乘、除的情况下，可当作一个普通寄存器来使用。

其他 SFR 在以后相关章节介绍。 程序计数器（ PC 16 位计数器） 内容：将要执行的指令地址，寻址范围达 64KB 。 功能：自动加 1 ，以实现程序的顺序执行。 特点： PC没有地址，不可寻址。

程序存储器的结构和地址分配 片内外统一编址，通过 16 位地址指针 PC

或 DPTR进行访问，寻址范围为 64KB 。某些公司的 51 单片机产品内部已经集成了

超过 64KB 的 ROM （ Keil 的 BL51最多可支持 1MB ）。

3 、 51 单片机的程序存储器

程序入口地址 主程序入口地址 0000H ：复位后 PC=0000

H ，程序将自动从 0000H开始执行。 中断服务程序入口地址： 8051 有 5 个中断源，其相应的入口地址安排在程序存储器的固定单元，对于程序中要使用的中断源，其入口地址一般应放转移指令，不得随意被其它程序指令占用。

• 0003H ：外部中断 0 入口。• 000BH ：定时器 0溢出中断入口。• 0013H ：外部中断 1 入口。• 001BH ：定时器 1溢出中断入口。• 0023H ：串行口中断入口。 实际应用中，主程序一般存放在中断入口

地址的后面，而在 0000H 处放置转移指令。

三、三、 5151 单片机的输入／输出（单片机的输入／输出（ I/OI/O ）端口）端口

44 个双向的个双向的 88 位并行位并行 I/OI/O 端口端口 P0~P3P0~P3 ，，端口控制寄存器也记作端口控制寄存器也记作 P0P0 ～～ P3P3 ，属于，属于特殊功能寄存器，地址分别是特殊功能寄存器，地址分别是 80H80H 、、 9090

HH 、、 A0HA0H 和和 B0HB0H ，还可位寻址，复位，还可位寻址，复位后初始值为后初始值为 FFHFFH 。。

1 ） P0 口11 、、 I/OI/O 端口的结端口的结构构

(1) 一个数据输出锁存器，用于数据位的锁存。(2) 两个三态的数据输入缓冲器。(3) 一个多路转接开关MUX ，使 P0 口可作通用

I/O 口或地址 / 数据线口。 (4) 数据输出的驱动和控制电路，由两只场效应

管（ FET ）组成，上面的场效应管 T1 构成上拉电路

2 ） P1 口

33 ）） P2P2 口口

44 ）） P3P3 口口

P3 口的第二功能 引脚 第二功能

P3.0 RXD （串行输入口） P3.1 TXD （串行输出口） P3.2 INT0 （外部中断 0 ） -- 输入 P3.3 INT1 （外部中断 1 ） -- 输入 P3.4 T0 （定时器 0外部计数输入） P3.5 T1 （定时器 1外部计数输入） P3.6 WR （外部数据存储器写选通） -- 输出 P3.7 RD （外部数据存储器读选通） -- 输出

22 、、 I/OI/O 端口的操端口的操作作

写操作：数据写入锁存器。读操作：分为读端口锁存器和读引脚 读端口锁存器操作 在 CPU 发出读端口指令时，锁存器的值首先通过读锁存器输入缓冲器进入内部总线，待该值修改后，又重新写到锁存器中。这类指令称为“读－改－写”操作的指令。

读引脚操作 当需要读引脚时，必须先由指令或通过复位置端

口锁存器为 1 ，使端口输出 FET截止，然后再发读引脚指令。

（ 1 ） P0 口和 P2 口，可用来构建系统的数据总线和地址总线，所以在电路中有一个 MUX ，以进行转换。 P0 口的 MUX 的一个输入端为“地址 / 数据”信号。 P2 口的 MUX 的一个输入信号为“地址”信号。而 P1 口和 P3 口无构建系统的数据总线和地址总线的功能，因此，无MUX 。

总结：总结： 44 个个 II ／／ 00 端口的主要不端口的主要不同点同点

（ 2 ）只有 P0 口在用作通用 I/O 口（ GPIO ）做输出时，必须要外接上拉电阻。

（ 3 ）只有 P3 口增加了第二功能控制逻辑，其口线具有第二功能，为系统提供一些控制信号。

（ 3 ） P3 口的口线具有第二功能，为系统提供一些控制信号。

因此 P3 口增加了第二功能控制逻辑。这是 P3 口与其它各口的不同之处。

1.2 伟福集成开发环境简介

用于 51 单片机的伟福集成开发环境主要由编辑器、仿真器（包括软件模拟器和硬件仿真器）和跟踪调试器组成，而编译、连接器则是调用普遍使用的 Keil公司的 C5

1 （包括 A51 在内）编译器。