4.I/0线 80C51共有4个8位并行I/0端口：P0、P1、P2、P3口，共 32个引脚。P3口还具有第二功能，用于特殊信号输入输出和 控制信号（属控制总线）。 P0.0~P0.7:一般I/O口引脚或数据低位地址总线复用引脚； P1.0~P1.7:一般I/0口引脚； P2.0~P2.7:一般I/O口引脚或高位地址总线引脚 P3.0~P3.7:一般I/0口引脚或第二功能引脚。 P3.0一RXD:串行口输入端； P3.1-TXD: 串行口输出端； P3.2— INTO:外部中断0请求输入端； P3.3- INT1:外部中断1请求输入端； P3.4一T0:定时/计数器0外部信号输入端； P3.5一T1:定时/计数器1外部信号输入端； P3.6一WR: 外RAM写选通信号输出端； P3.7一RD:外RAM读选通信号输出端。 内蒙古农业大学加电王程学院 16
⒋ I/O线 80C51共有4个8位并行I/O端口：P0、P1、P2、P3口，共 32个引脚。P3口还具有第二功能，用于特殊信号输入输出和 控制信号（属控制总线）。 P3.0 — RXD：串行口输入端； P3.1 — TXD：串行口输出端； P3.2 — INT0：外部中断0请求输入端； P3.3 — INT1：外部中断1请求输入端； P3.4 — T0：定时/计数器0外部信号输入端； P3.5 — T1：定时/计数器1外部信号输入端； P3.6 — WR：外RAM写选通信号输出端； P3.7 — RD：外RAM读选通信号输出端。 P0.0～P0.7：一般I/O口引脚或数据/低位地址总线复用引脚； P1.0～P1.7：一般I/O口引脚； P2.0～P2.7：一般I/O口引脚或高位地址总线引脚； P3.0～P3.7：一般I/O口引脚或第二功能引脚。 16
第三节80C51单片机的CPU 一、CPU的功能单元 80C51的CPU是一个8位的高性能处理器，它的作用是读入并分 析每条指令，根据各指令的功能控制各功能部件执行指令的操作。 1.运算器 运算器以算术逻辑运算单元ALU为核心，包括累加器ACC、B 寄存器、暂存器、标志寄存器PSW等部件，它能实现算术运算、逻 辑运算、位运算、数据传输等处理。 算术运算单元ALU是一个8位的运算器，它不仅可以完成8位二 进制数据加、减、乘、除、加1、减1及BCD码加法的十进制调整等 算术运算，还可以完成8位二进制数据逻辑“与”、“或”、“异 或”、循环移位、取反、清零等逻辑运算。ALU还有一个位运算器 ,它可以对一位二进制数据进行置位、清零、取反、测试转移及位 逻辑“与”、“或”等处理。 内蒙古农业大学机电王程学院
第三节 80C51单片机的CPU 一、CPU的功能单元 80C51的CPU是一个8位的高性能处理器，它的作用是读入并分 析每条指令，根据各指令的功能控制各功能部件执行指令的操作。 1. 运算器 运算器以算术逻辑运算单元ALU为核心，包括累加器ACC、B 寄存器、暂存器、标志寄存器PSW等部件，它能实现算术运算、逻 辑运算、位运算、数据传输等处理。 算术运算单元ALU是一个8位的运算器，它不仅可以完成8位二 进制数据加、减、乘、除、加1、减1及BCD码加法的十进制调整等 算术运算，还可以完成8位二进制数据逻辑“与” 、 “或” 、 “异 或” 、循环移位、取反、清零等逻辑运算。ALU还有一个位运算器 ，它可以对一位二进制数据进行置位、清零、取反、测试转移及位 逻辑“与” 、 “或”等处理。 17
2.控制器 控制器包括定时和控制电路、指令寄存器R、指令译码器 D、程序计数器PC、数据指针DPTR、堆栈指针SP以及信息传 送控制部件等。它先以振荡信号为基准产生CPU的时序，从 ROM中取出指令到指令寄存器，然后在指令译码器中对指令进 行译码，产生指令执行所需的各种控制信号，送到单片机内部 的各功能部件，指挥各功能部件产生相应的操作，完成对应的 功能。 内蒙古农业大学机电王程学院 18
18 2．控制器 控制器包括定时和控制电路、指令寄存器IR、指令译码器 ID、程序计数器PC、数据指针DPTR、堆栈指针SP以及信息传 送控制部件等。它先以振荡信号为基准产生CPU的时序，从 ROM中取出指令到指令寄存器，然后在指令译码器中对指令进 行译码，产生指令执行所需的各种控制信号，送到单片机内部 的各功能部件，指挥各功能部件产生相应的操作，完成对应的 功能。 18
程序计数器PC ※PC不属于特殊功能寄存器，不可访问，在物理结构上 是独立的。 ※PC是一个16位的地址寄存器，用于存放将要从ROM中读 出的下一字节指令码的地址，因此也称为地址指针。 ※PC的基本工作方式有： (1)自动加1。CPU从ROM中每读一个字节，自动执行PC+1→PC: (2)执行转移指令时，P℃会根据该指令要求修改下一次读 ROM新的地址； (3)执行调用子程序或发生中断时，CPU会自动将当前PC值压 入堆栈，将子程序入口地址或中断入口地址装入PC；子程序 返回或中断返回时，恢复原有被压入堆栈的PC值，继续执行 原顺序程序指令。 内蒙古农业大学机电工程学院 19
⑶ 执行调用子程序或发生中断时，CPU会自动将当前PC值压 入堆栈，将子程序入口地址或中断入口地址装入PC；子程序 返回或中断返回时，恢复原有被压入堆栈的PC值，继续执行 原顺序程序指令。 程序计数器PC ※ PC不属于特殊功能寄存器，不可访问，在物理结构上 是独立的。 ※ PC是一个16位的地址寄存器，用于存放将要从ROM中读 出的下一字节指令码的地址，因此也称为地址指针。 ※ PC的基本工作方式有： ⑴ 自动加1。CPU从ROM中每读一个字节，自动执行PC+1→PC； ⑵ 执行转移指令时，PC会根据该指令要求修改下一次读 ROM新的地址； 19
二、80C51单片机的时钟产生方式与时序 CPU总是按照一定的时钟节拍与时序工作。 1.1 时钟产生方式 时钟用来为单片机芯片内部各种微操作提供时间基准。80C51 单片机的时钟信号通常由两种方式产生：一是内部时钟方式，二 是外部时钟方式。 TAL XTAL1 外部时钟 30pF 80C51 8B0C51 C2÷30pF 悬空 XTAL2 XTL2内部阳时钟 (a)内部时钟方式 (b)外部时钟方式 图 80C51单片机时钟电路 内蒙古农业大学机电工程学院 20
CPU总是按照一定的时钟节拍与时序工作。 二、80C51单片机的时钟产生方式与时序 1. 时钟产生方式 时钟用来为单片机芯片内部各种微操作提供时间基准。80C51 单片机的时钟信号通常由两种方式产生：一是内部时钟方式，二 是外部时钟方式。 （a）内部时钟方式 （b）外部时钟方式 图 80C51单片机时钟电路 20