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3个16位可编程定时/计数器中断?
时钟频率0-24MHZ
2个串行中断
可编程UART串行通道
2个外部中断源
共8个中断源
2个读写中断口线
3级加密位
低功耗空闲和掉电模式
软件设置睡眠和唤醒功能
8051单片机的引脚功能
MCS-51系列单片机一般采用40个引脚,双
列直插式封装,用HMO工艺制造,其外部引脚排列如图所示。
其中,各引脚的功能为:
(a)DIP引脚图
(b)逻辑符号
8051单片机的引脚
⑴主电源引脚
Vcc(40脚):
接+5V电源正端
Vss(20脚):
接+5V电源地端
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EPRO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
8051单片机设有4个双向I/O口(P0P1、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:
1P0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。
2P1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,口锁存器必须由单片机先写入“T,每一位都可编程为输入或输出线。
3P2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。
4P3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,其特殊用途如表所示:
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
/INTO
外中断请求0
P3.3
/INT1
外中断请求1
P3.4
TO
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
3.1.2单片机最小系统
所谓单片机的最小系统是指使单片机能运行程序、正常工作的最简单电路系统,是保证单片正常启动、开始工作的必须电路,缺一不可。
单片机最小系统一般由单片机、程序存储器、时钟电路和复位电路组成。
对于8051单片机,由于片内有4K的程序存储器,所以其最小系统除了单片机本身外,只需外接时钟电路与复位电路即可。
复位及复位电路
8051单片机的复位
复位是使CPU和系统中其他功能部件都处于一个确定的初始状态,并从这个状态开始工作。
8051单片机在RST输入端(9脚)出现高电平时实现系统的复位和初始化。
在振荡器运行的情况下,要实现复位操作,必须使RST端的高电平至少保持两个机器周期(24个振荡周期)。
CPUS第二个机器周期内执行复位操作,以后每一个机器周期重复一次,直到RST降为低电平。
复位期间不产生ALE及/PSEN信号。
复位的内部操作使SP为07H,各端口(P0〜P3)都为0FFH特殊功能寄存器都为0,但不影响RAM勺状态。
当复位结束(RS倭为低电平)后,CPU从0000H开始执行程序。
值得注意的是:
8051单片机通电后并不运行ROh里的程序,只有正常复位后,才能开始工作。
复位电路
单片机的复位分为上电自动复位、按键手动复位两种和看门狗强制复位三种等。
上电复位通常利用电容的充放电来实现,按键复位则可分为按键脉冲复位和按键电平复位两种,看门狗复位则通过外接看门狗电路或软件看门狗程序实现。
常见的上电复位和按键复位电路如图所示。
(a)上电复位(b)按
键脉冲复位(c)按键电平复位
图中,(a)为最简单的单片机复位电路。
当系统上电时,由于电容C两端的电压不会瞬间改变,所以8051的第9脚复位端会得到短暂的高电平,随后,电容通过电阻R进行充电,经过一段时间后,RST端变为低电平。
当电容的充放电时间常数RC足够大,能保
证在RST端得到超过两个机器周期的咼电平时,单片机完成复位操作,开始正常运行ROM里的程序。
(b)为按键脉冲复位电路。
当系统上电时,
单片机并不复位,不能运行ROh里的程序,只有当系统上电后,按一下复位按键(图中未画出),反相器输出超过两个机器周期的高电平,才能完成系统复位。
(c)为包括上电复位功能的按键电平复位电路,是最常见的单片机复位电路之一。
当系统上电时,单片机的RST端得到两个以上机器周期的高电平,随后电容C经电阻R充电,变为低电平,完成单片机的上最复位。
在单片机的运行过程中,如果由于外界干扰等因素的影响,使单片机的程序跑飞,则可以通过按下按键K,使单片机完成复位操作。
当按下K键时,电容两端短路,RST接到电源VCC变为高电平,同时电容迅速放电,使电容的两个极板电位一致。
释放按键K后,电容C通过电阻R充电,经过两个以上机器周期的时间后,RST端变为低电平,完成单片机的复位。
时钟电路
时钟电路用于产生单片机的基本时钟信号。
8051的时钟信号可由内部振荡器产生,也可由外部电路直接提供。
内部振荡器的输入和输出脚分别为XTAL1和XSTCL2由XTAL2给单片机内部电路提供时钟信号。
当时钟信号由外部电路提供时,夕卜部时钟引入XTAL2而XTAL1脚接地。
两种时钟信号的连接电路如图所示。
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