第1章 單片機最小系統(tǒng)——單片機最小硬件系統(tǒng)簡介1.1 計算機、微型機、單片機及單片機應(yīng)用系統(tǒng)概述微型計算機的出現(xiàn)給人類生活帶來了根本性的變化，使現(xiàn)代科學(xué)研究產(chǎn)生了質(zhì)的飛躍，單片機技術(shù)的出現(xiàn)則給現(xiàn)代工業(yè)測控領(lǐng)域帶來了一次新的技術(shù)革命。它在工業(yè)控制、數(shù)控采集、智能化儀表、辦公自動化等諸多領(lǐng)域得到了極為廣泛的應(yīng)用，毫不夸張地說，單片機技術(shù)的開發(fā)和應(yīng)用水平已逐步成為一個國家工業(yè)發(fā)展的標(biāo)志之一。單片微型計算機（SingleChipMicroComputer ）簡稱單片機，它是一種把組成微型計算機的各功能部件：中央處理單元 CPU、一定容量的隨機存儲器 RAM和只讀存儲器ROM、I/O接口電路、定時器/計數(shù)器以及串行口等制作在一塊芯片中的計算機。由于單片機的硬件結(jié)構(gòu)與指令系統(tǒng)的功能都是按工業(yè)控制要求而設(shè)計的，常用在工業(yè)檢測、控制裝置中，因而也稱為微控制器（Micro-Controller）。單片機具有結(jié)構(gòu)簡單、控制功能強、可靠性高、體積小、價格低等特點，在家用電器、智能化儀器、工業(yè)控制以及火箭導(dǎo)航尖端技術(shù)領(lǐng)域都發(fā)揮著十分重要的作用。1.1.1 單片機及單片機應(yīng)用系統(tǒng)1．微型計算機及微型計算機系統(tǒng)計算機的硬件系統(tǒng)由運算器、存儲器、控制器、輸入和輸出設(shè)備五大部分組成。把運算器、控制器及一些寄存器集成在一塊硅片上而成為獨立的器件，該器件就稱為微處理器CPU）。微處理器芯片、存儲器芯片、輸入/輸出接口電路芯片以及外部設(shè)備，在它們之間用總線連接起來就構(gòu)成了微型計算機，如圖1-1所示。圖1-1 微型計算機組成框圖可見，微型計算機結(jié)構(gòu)的突出特征是具有一個包含運算器和控制器的集成芯片微處理器（CPU）。微型機硬件系統(tǒng)各部分的組成及功能簡述如下：1）微處理器微處理器是微型計算機的核心，其結(jié)構(gòu)示意如圖 1-2所示。圖1-2微處理器結(jié)構(gòu)示意圖微處理器包括運算器，控制器和寄存器組3個基本部分。（1）運算器：運算器是計算機的運算部件，用于實現(xiàn)算術(shù)和邏輯運算。計算機的數(shù)據(jù)運算和處理都在這里進行。通常運算器由算術(shù)/邏輯運算單元ALU、累加器A、暫存寄存器、標(biāo)志寄存器 F等組成。累加器A是一個特殊的寄存器。通常其作用有兩個：一是運算時把一個操作數(shù)經(jīng)暫存器送至ALU；二是在運算后保存其運算結(jié)果。暫存寄存器用來暫時存儲數(shù)據(jù)總線或其他寄存器送來的操作數(shù)， 是ALU的數(shù)據(jù)輸 入源。標(biāo)志寄存器F用來保存ALU運算結(jié)果的特征（如進位標(biāo)志、溢出標(biāo)志等）和處理器的狀態(tài)，這些特征和狀態(tài)可以作為控制程序轉(zhuǎn)移的條件。算術(shù)/邏輯運算單元ALU由加法器和相應(yīng)的控制邏輯電路組成。 它能分別對來自兩個暫存器數(shù)據(jù)源的兩個操作數(shù)進行加、減、與、或等運算，還能進行數(shù)據(jù)的移位。 ALU進行何種運算由控制器發(fā)出的命令確定，運算后的結(jié)果經(jīng)數(shù)據(jù)總線送至累加器A，同時影響標(biāo)志寄存器F的狀態(tài)。（2）控制器：計算機的控制器由指令寄存器IR、指令譯碼器ID、定時及控制邏輯電路和程序計數(shù)器PC等組成，它控制使計算機各部分自動、協(xié)調(diào)地工作?？刂破靼凑罩付ǖ捻樞驈某绦虼鎯ζ髦腥〕鲋噶钸M行譯碼并根據(jù)譯碼結(jié)果發(fā)出相應(yīng)的控制信號，從而完成該指令所規(guī)定的任務(wù)。指令寄存器IR用來保存當(dāng)前正在執(zhí)行的一條指令。要執(zhí)行一條指令，首先要把它從程序存儲器中取到指令寄存器中。指令的內(nèi)容包括操作碼和操作數(shù)（或操作數(shù)的地址碼）兩部分。操作碼送到指令譯碼器ID，經(jīng)譯碼后確定所要執(zhí)行的操作；操作數(shù)的地址碼也要送到操作數(shù)地址形成電路以便形成真正的操作數(shù)地址。定時及控制邏輯電路是CPU的核心部件。它的任務(wù)有控制取指令、執(zhí)行指令、存取操作數(shù)或運算結(jié)果等操作，向其他部件發(fā)出控制信號，協(xié)調(diào)各部件的工作。程序計數(shù)器PC也叫指令地址計數(shù)器。計算機的程序是有序地存儲在程序存儲器中的各種指令的集合。計算機運行時，按順序取出程序存儲器中的指令并逐一執(zhí)行。程序計數(shù)器 PC指出當(dāng)前要執(zhí)行的指令的地址。每當(dāng)指令取出后， PC的內(nèi)容自動加 1（除轉(zhuǎn)移指令外），從而指向按序排列的下一條指令的地址。若遇到轉(zhuǎn)移指令（ JMP）、子程序調(diào)用指令（CALL）或返回指令（RET）時，這些指令會把要執(zhí)行的下一條指令的地址直接置入PC中，PC的內(nèi)容才會突變。程序計數(shù)器PC的位數(shù)決定了微處理器所尋址的存儲器空間。（3）寄存器組：寄存器組作為CPU內(nèi)部的暫存單元至關(guān)重要，它是CPU處理數(shù)據(jù)所必需的一個存取空間，其多少直接影響著微機系統(tǒng)處理數(shù)據(jù)的能力和速度。2）存儲器存儲器是計算機存放程序或數(shù)據(jù)的器件，它由若干存儲單元組成。存儲器有兩個指標(biāo)：①存儲容量是指存儲器所能存放的最大字節(jié)數(shù)，每個存儲單元按順序都有一個惟一的編號，即存儲地址；②存取時間是指存儲器存取一次數(shù)據(jù)所需要的時間，在某種程度上，它決定著計算機系統(tǒng)的運行速度。存儲器又分內(nèi)存儲器和外存儲器。存放程序的存儲器采用只讀存儲器（ROM）；存放輸入/輸出數(shù)據(jù)或中間結(jié)果的存儲器采用隨機存儲器（RAM）。在實驗系統(tǒng)中使用的EEPROM2864、SRAM6264都是存儲器芯片。3）輸入設(shè)備輸入設(shè)備用于把程序和數(shù)據(jù)輸入到計算機中。常用的輸入設(shè)備有鍵盤、鼠標(biāo)、光電輸入機等。4）輸出設(shè)備輸出設(shè)備用于把計算機數(shù)據(jù)計算或數(shù)據(jù)處理的結(jié)果，以用戶需要的形式顯示或打印出來。常用的輸出設(shè)備有打印機、顯示器、繪圖儀等。計算機用于控制時，輸入輸出信息還包括現(xiàn)場的各種信息和控制命令。軟件系統(tǒng)和硬件系統(tǒng)共同構(gòu)成完整的微型機系統(tǒng)，兩者相輔相成，缺一不可。2．單片微型計算機前面已經(jīng)提到：單片微型計算機簡稱單片機，它是指把組成微型計算機的各功能部件集成在一個芯片上構(gòu)成一個完整的微型機，從而實現(xiàn)微型計算機的基本功能。單片機實質(zhì)上是一個芯片，在實際應(yīng)用中通常很難直接把單片機和受控對象進行電氣連接，而是必須外加各種擴展接口電路以至外部設(shè)備，連同受控對象和單片機程序軟件構(gòu)成一個單片機應(yīng)用系統(tǒng)。圖1-3 微型計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖 圖1-4 單片機內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖1.1.2MCS-51 系列單片機Intel 公司于1976年推出了MCS-48系列單片機，于 1980年推出了MCS-51系列單片機，于1983年推出了MCS-96系列單片機。1．MCS-51系列單片機MCS-51系列單片機是一種高性能的 8位單片機，它是在 MCS-48系列單片機的基礎(chǔ)上推出的第二代單片機。其典型產(chǎn)品為 8051，封裝為40引腳。芯片內(nèi)部集成有：一個8位的微處理器（CPU）4KB的程序存儲器128B的數(shù)據(jù)存儲器64KB的片外程序存儲器尋址能力64KB的片外數(shù)據(jù)存儲器尋址能力32根輸入/輸出線個全雙工異步串行口個16位定時/計數(shù)器5個中斷源，2個優(yōu)先級MCS-51系列單片機按片內(nèi)有無程序存儲器及程序存儲器的形式分為三種基本產(chǎn)品：8051、8751和8031。1.2MCS-51單片機結(jié)構(gòu)和原理1.2.1MCS-51 單片機的引腳及內(nèi)部結(jié)構(gòu)對于一個單片機應(yīng)用系統(tǒng)的開發(fā)設(shè)計者， 熟悉并掌握單片機的硬件結(jié)構(gòu)是十分重要的，這里從實際需要出發(fā)，只介紹與程序設(shè)計和系統(tǒng)擴展應(yīng)用有關(guān)的內(nèi)容。1．89C51的外部引腳89C51是標(biāo)準(zhǔn)的40引腳雙列直插式集成電路芯片。按其功能可分為電源、時鐘、控制和I/O圖1-689C51引腳接口四大部分：1）電源引腳VCC：芯片主電源，外接 +5V；GND：電源 地線。2）時鐘引腳XTAL1與XTAL2為內(nèi)部振蕩器的兩條引出 線。3）控制引腳（1）ALE/PROG：地址鎖存控制信號/編程脈沖輸入端在擴展系統(tǒng)時，ALE用于控制把P0口輸出的低8位地址鎖存起來，以實現(xiàn)低 8位地址和數(shù)據(jù)的隔離，P0口作為數(shù)據(jù)地址復(fù)用口線。當(dāng)訪問單片機外部程序或數(shù)據(jù)存儲器或外接I/O口時，ALE輸出脈沖的下降沿用于低 8位地址的鎖存信號；即使不訪問單片機外部程序或收據(jù)存儲器或外接 I/O口，ALE端仍以晶振頻率的 1/6輸出正脈沖信號，因此可作為外部時鐘或外部定時信號使用。但應(yīng)注意，此時不能訪問單片機外部程序、數(shù)據(jù)存儲器或外設(shè)I/O接口。ALE端可以驅(qū)動8個TTL負(fù)載。對于EEPROM型單片機（89C51）或EPROM型單片機（8751），在EEPROM或EPROM編程期間，該引腳用來輸入一個編程脈沖。（2）PSEN：片外程序存儲器讀選通有效信號在CPU向片外程序存儲器讀取指令和常數(shù)時，每個機器周期PSEN兩次低電平有效。但在此期間，每當(dāng)訪問外部數(shù)據(jù)存儲器或I/O接口時，該PSEN兩次低電平有效信號將不出現(xiàn)。PSEN端可以驅(qū)動8個TTL負(fù)載。（3）EA/VPP：訪問程序存儲器控制信號 /編程電源輸入端當(dāng)該引腳EA信號為低電平時，只訪問片外程序存儲器，不管片內(nèi)是否有程序存儲器；當(dāng)該引腳為高電平時，單片機訪問片內(nèi)的程序存儲器。但對AT89C51來說，當(dāng)PC（程序計數(shù)器）值超出4K地址時，自動轉(zhuǎn)到片外程序存儲器1000H開始順序讀取指令。對于EEPROM型單片機（89C51）或EPROM型單片機（8751），在EEPROM或EPROM編程期間，該引腳用于施加一個+12V或+21V的電源。（4）RST/VPD：復(fù)位/掉電保護信號輸入端當(dāng)振蕩器運行時，在該引腳加上一個 2個機器周期以上的高電平信號，就能使單片機回到初始狀態(tài)，即進行復(fù)位。掉電期間，該引腳可接上備用電源（ VPD）以保持內(nèi)部RAM的數(shù)據(jù)。4）I/O引腳P0口（P0.0～P0.7）：8位雙向并行I/O接口。擴展片外存儲器或 I/O口時，作為低8位地址總線和8位數(shù)據(jù)總線的分時復(fù)用接口，它為雙向三態(tài)。P1口（P1.0～P1.7）：8位準(zhǔn)雙向并行 I/O接口。P1口每一位都可以獨立設(shè)置成輸入輸出位。P2口（P2.0～P2.7）：8位準(zhǔn)雙向并行I/O接口。擴展外部數(shù)據(jù)、程序存儲器時，作為高8位地址輸出端口。P3口（P3.0～P3.7）：8位準(zhǔn)雙向并行I/O接口。除了與P1口有一樣的功能外，每一個引腳還兼有第二功能。以上是把MSC-51單片機芯片全部 40個信號引腳的定義及功能作一簡單說明。2．89C51的內(nèi)部結(jié)構(gòu)89C51單片機由運算器和控制器組成的微處理器、片內(nèi)存儲器 RAM/ROM、P0～P3組成的I/O端口以及各種存儲器組成的特殊功能寄存器 SFR和串行接口、定時/計數(shù)器、中斷系統(tǒng)、振蕩器等構(gòu)成。下面介紹其各構(gòu)成部分的基本含義。1）89C51的微處理器（CPU）微處理器是單片機的核心部分，完成運算和控制功能。89C51的CPU能處理8位二進數(shù)或代碼，它由運算器（包括算術(shù)/邏輯運算單元ALU、累加器A、寄存器B、暫存寄存器、程序狀態(tài)字寄存器PSW）、控制器（包括指令寄存器IR、指令譯碼器ID、定時及控制邏輯電路）、程序計數(shù)器PC等組成。2）89C51的內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲器（內(nèi)部 RAM）89C51芯片中共有256個RAM單元，但其中高128單元被專用寄存器SFR占用，能作為寄存器供用戶使用的只是低128單元，地址范圍是00H～7FH，用于存放可讀寫的數(shù)據(jù)。因此通常所說的內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲器是指低128單元，簡稱內(nèi)部RAM。3）89C51的內(nèi)部程序存儲器（內(nèi)部 ROM）89C51芯片中共有 4KBFPEROM，地址范圍是 0000H～0FFFH，用于存放程序、原始數(shù)據(jù)或表格，因此稱之為程序存儲器，簡稱內(nèi)部 ROM。4）定時/計數(shù)器89C51芯片中共有兩個 16位的定時/計數(shù)器以實現(xiàn)定時或計數(shù)功能，并以其定時或計數(shù)結(jié)果實現(xiàn)控制功能。5）并行I/O口89C51芯片中共有4個8位的I/O口（P0、P1、P2、P3）以實現(xiàn)數(shù)據(jù)的并行輸入/輸出。本書在實訓(xùn)1中已經(jīng)使用了P1口，通過P1口連接8個發(fā)光二極管。6）串行口89C51單片機有一個全雙工的串行口以實現(xiàn)單片機和其他設(shè)備之間的串行數(shù)據(jù)傳送。該串行口功能較強，既可作為全雙工異步通信收發(fā)器使用，也可作為同步移位器使用。7）中斷控制系統(tǒng)MCS-51系列單片機的中斷功能較強以滿足控制應(yīng)用的需要。 89C51共有5個中斷 源，即外中斷兩個、定時/計數(shù)中斷兩個、串行中斷一個。全部中斷分為高級和低級兩個優(yōu)先級別。8）時鐘電路89C51芯片的內(nèi)部有時鐘電路，但石英晶體和微調(diào)電容需外接。時鐘電路位單片機產(chǎn)生時鐘脈沖序列。系統(tǒng)允許的晶振頻率一般為 6MHz～12MHz。從上述內(nèi)容可以看出，MCS-51雖然是一個單片機芯片，但作為計算機應(yīng)該具有的基本部件它都包括，因此，實際上它已屬于一個簡單的微型計算機系統(tǒng)了。1.2.2MCS-51 單片機的內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲器存儲器功能是存儲信息——程序和數(shù)據(jù)。存儲器按其存取方式可以分成兩大類，一類是隨機存取存儲器（RAM）；另一類是只讀存儲器（ROM）。對于RAM，CPU在運行過程中能隨時進行寫入和讀出，但在關(guān)閉電源時，其存儲信息將丟失，所以它只能用來存放暫時性的輸入/輸出數(shù)據(jù)、運算的中間結(jié)果或用作堆棧。因此，RAM常被稱作數(shù)據(jù)存儲器。ROM是一種寫入信息后不能改寫只能讀出的存儲器，斷電后，其信息仍保留不變。 ROM用來存放固定的程序或數(shù)據(jù)，如系統(tǒng)監(jiān)控程序、常數(shù)表格等。所以， ROM常被稱作程序存儲器。MCS-51單片機的芯片內(nèi)部包含數(shù)據(jù)存儲器（ RAM）和程序存儲器（ROM）兩類存儲器。下文先介紹內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲器（ RAM）。1．內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲器（RAM）的地址分配內(nèi)部RAM共有256個單元，通常把256個單元按其功能劃分為兩部分：低128字節(jié)（00H～7FH）RAM和高128字節(jié)（80H～FFH）。2．內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲器（RAM）低128單元內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲器的低128單元（00H～7FH）是真正的RAM存儲器，按其用途劃分為工作寄存器區(qū)、位尋址區(qū)和用戶RAM區(qū)三個區(qū)域。1）寄存器區(qū)共有4組寄存器，每組8個寄存單元，各單元8位，每組的8個寄存單元都以R0～R7作為寄存單元的編號。寄存器常用于存放操作數(shù)及中間結(jié)果，由于它們的功能及使用不作預(yù)先規(guī)定，因此稱為通用寄存器，有時也叫工作寄存器。 4組通用寄存器占據(jù)內(nèi)部 RAM的00H～1F單元地址。在任一時刻，CPU只能使用四組寄存器中的一組寄存器，并且把正在使用的那組寄存器稱之為當(dāng)前寄存器組。到底是哪一組，由程序狀態(tài)字寄存器PSW中的RS1、RS0的狀態(tài)組合來決定（見SFR中的PSW）。通用寄存器為CPU提供了就近存儲數(shù)據(jù)的功能，有利于提高單片機的運算速度。此外，使用通用寄存器還能提高程序編制的靈活性，因此在單片機的應(yīng)用編程中應(yīng)充分地利用這些寄存器，以簡化程序設(shè)計，提高程序運行速度。2）位尋址區(qū)內(nèi)部RAM的20H～2FH單元，既可以作為一般的 RAM單元，進行字節(jié)操作，也可以對單元中每一位進行位操作，因此把該區(qū)稱為位尋址區(qū)。位尋址區(qū)共有 16個RAM單元字節(jié)，計128位，各位地址位00H～7FH。MCS-51具有布爾處理機的功能，位尋址區(qū)可以構(gòu)成布爾處理機的存儲空間。這種位尋址區(qū)能力是MCS-51的一個重要特點，表1-4為位尋址區(qū)的位地址表。3）用戶RAM區(qū)在內(nèi)部RAM的128個單元中，通用寄存器占了32個單元，位尋址區(qū)占了16個單元，剩下80個單元，這就是供用戶使用的一般RAM區(qū)，其單元地址為30H～7FH。對用戶RAM區(qū)的使用沒有任何規(guī)定和限制， 但在實際使用中，常需在RAM區(qū)設(shè)置堆棧。這在編程中使用 RAM單元時應(yīng)特別注意，不要和棧區(qū)單元混淆。3．內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲器（RAM）高128單元內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲器（RAM）高128單元是供給專用寄存器使用的，其單元地址為80H～FFH。但這21個專用寄存器的地址分散地分布在 80H～FFH的地址空間中，只占用了高 128單元中的 21個單元。因這些寄存器的功能已作專門規(guī)定，故稱之為專用寄存器（ SpecialFunctionRegister ），也可稱之為特殊功能寄存器。1）特殊功能寄存器（SPR）簡介8051/89C51共有21個專用寄存器，現(xiàn)把其中部分寄存器簡單介紹如下：（1）程序計數(shù)器（ProgramCounter，PC）PC是一個16位的計數(shù)器，它的作用是控制程序的執(zhí)行順序，其內(nèi)容為下一條要執(zhí)行的指令的地址，尋址范圍達(dá) 64KB。PC有自動加1的功能，從而實現(xiàn)程序的順序執(zhí)行。PC沒有地址，是不可尋址的，因此用戶無法對它進行讀/寫操作，但可以通過轉(zhuǎn)移、調(diào)用、返回等指令改變其內(nèi)容，以實現(xiàn)程序的轉(zhuǎn)移。因地址不在SFR（專用寄存器）內(nèi)，一般不計作專用寄存器。（2）累加器（Accumulator，ACC） 累加器為8位寄存器，是最常用的專用寄存器，功能較多，地位重要。它既可用于存放操作數(shù)，也可用來存放運算的中間結(jié)果。MCS-51單片機中大部分單操作數(shù)指令的操作數(shù)就取自累加器，許多雙操作數(shù)指令中的一個操作數(shù)也取自累加器。（3）B寄存器B寄存器也是一個8位寄存器，主要用于乘除運算。乘法運算時，B存乘數(shù)，乘法操作后，乘積的高8位存于B中；除法運算時，B存除數(shù)，除法操作后，余數(shù)存于B中。此外，B寄存器也可作為一般寄存器使用。（4）程序狀態(tài)字（ProgramStatusWord，PSW） 程序狀態(tài)字是一個 8位寄存器，用于存放程序運行中的各種狀態(tài)信息。其中有些位的狀態(tài)是根據(jù)程序執(zhí)行結(jié)果，由硬件自動設(shè)置的，而有些位的狀態(tài)則使用軟件方法設(shè)定。PSW的位狀態(tài)可以用專門指令進行測試，也可以用指令讀出。一些條件轉(zhuǎn)移指令根據(jù)PSW某些位的狀態(tài)進行程序轉(zhuǎn)移。位或復(fù)位，用于控制程序的轉(zhuǎn)向。（5）數(shù)據(jù)指針（DPTR） 數(shù)據(jù)指針為16位寄存器。（6）堆棧指針（StackPointer，SP）堆棧是一個特殊的存儲區(qū)，用來暫存數(shù)據(jù)和地址，它是按“先進后出”的原則存取數(shù)據(jù)的。堆棧共有兩種操作：進棧和出棧。2）特殊功能寄存器中的字節(jié)尋址和位尋址MCS-51系列單片機有21個可尋址的專用寄存器，其中有 11個專用寄存器是可以位尋址的。對專用寄存器的字節(jié)尋址問題作如下幾點說明：（1）21個可字節(jié)尋址的專用寄存器不連續(xù)地分散在內(nèi)部

RAM高

128單元之中，盡管還余有許多空閑地址，但用戶并不能使用。（2）程序寄數(shù)器 PC不占據(jù)RAM單元，它在物理上是獨立的，因此是不可尋址的寄存器。（3）對專用寄存器只能使用直接的尋址方式，書寫時既可使用寄存器符號，也可使用寄存器單元地址。全部專用寄存器可位尋址的位共 83位，這些位都具有專門的定義和用途。這樣，加上位尋址的128位，在MCS-51的內(nèi)部RAM中共有128+83=211個可尋址位。1.2.3MCS-51 單片機的內(nèi)部程序存儲器8051片內(nèi)有4KB的ROM，8751片內(nèi)有4KB的EPROM，8031片內(nèi)無程序存儲器。MCS-51的片外最多能擴張 64KB程序存儲器，片內(nèi)外的 ROM是統(tǒng)一編址的。1.3MCS-51單片機的并行端口單片機芯片內(nèi)還有一項主要內(nèi)容即并行 I/O口。MCS-51共有4個8位的I/O口，分別記作P0、P1、P2、P3。每個口都包含一個鎖存器、一個輸出驅(qū)動器和輸入緩沖器。1.4 時鐘電路與復(fù)位電路時鐘電路用于產(chǎn)生單片機工作所需要的時鐘信號，而時序所研究的是指令執(zhí)行中各信號之間的相互關(guān)系。單片機本身就如一個復(fù)雜的同步時序電路，為了保證同步工作方式的實現(xiàn)，電路應(yīng)在惟一的時鐘信號控制下嚴(yán)格地按時序進行工作。1.4.1 時鐘電路與時序1．時鐘電路1）時鐘電路的產(chǎn)生在MCS-51芯片內(nèi)部有一個高增益反相放大器，其輸入端為芯片引腳 XTAL1，輸出端為引腳XTAL2。在芯片的外部，XTAL1和XTAL2之間跨接晶體振蕩器和微調(diào)電容，從而構(gòu)成一個穩(wěn)定的自激振蕩器，即單片機的時鐘電路。如圖1-15所示。時鐘電路產(chǎn)生的振蕩脈沖經(jīng)過觸發(fā)器進行二分頻之后， 才成為單片機的時鐘脈沖信號。請讀者特別注意時鐘脈沖與振蕩脈沖之間的二分頻關(guān)系，否則會造成概念上的錯誤。一般地，電容C1和C2取30pF左右，晶體的振蕩頻率范圍是 2MHz～12MHz。晶體振蕩頻率高，則系統(tǒng)的時鐘頻率也高，從而單片機運行速度也就快。通常情況下，MCS-51的應(yīng)用振蕩頻率為6MHz或12MHz。2）引入外部脈沖信號在由多片單片機組成的系統(tǒng)中，為了各單片機之間時鐘信號的同步，應(yīng)當(dāng)引入惟一的公用外部脈沖信號作為單片機的振蕩脈沖。2．時序時序是用定時單位來說明的。MCS-51的時序單位共有4個