电话系统智能去电控制器的设计(论文+电子通信类英文文献翻译) 第12页
地址为20H-2FH的16个单元可进行共128位的位寻址,这些单元构成了1位处理机的存储空间。单元中的每一位都有自己的位地址,这16个单元也可以进行字节寻址。地址为30H-7FH的单元为用户RAM区,只能进行字节寻址。
3. 特殊功能寄存器(SFR-Special Function Register)
特殊功能寄存器反映了MCS-51单片机的状态,实际上是MCS-51单片机各功能部件的状态及控制寄存器。SFR综合的,实际的反应了整个单片机基本系统内部的工作状态及工作方式。SFR实质上是一些具有特殊功能的片内RAM单元,字节地址范围为80H-FFH.特殊功能寄存器的总数为21个,离散的分布在该区域中,其中有些SFR还可以进行位寻址。128个字节的SFR块中仅有21个字节是由定义的。对于尚未定义的字节地址单元,用户不能作寄存器使用,若访问没有定义的单元,则将得到一个不确定的随机数。
4. 位寻址空间
MCS-51单片机的一个很大优点在于它具有一个功能很强的位处理器。在MCS-51单片机的指令系统中,有一个位处理指令的子集,使用这些指令,所处理的数据仅为一位二进制数(0或1)。在MCS-51单片机内共有211个可寻址位,它们存在于内部RAM(共有128个)和特殊功能寄存器区(共有83个)中。 当MCS-51单片机的片内RAM不够用时,可在片外扩充数据存储器。MCS-51单片机给用户提供了可寻址64K字节的外扩RAM的能力,至于扩多少RAM,则根据用户实际需要来定。
2.3 并行I/O口
MCS-51单片机共有4个双向的8位并行I/O端口(Port),分别记作P0-P3,共有32根口线,各口的每一位均由锁存器、输出驱动器和输入缓冲器所组成。实际上P0-P3已被归入特殊功能寄存器之列。这四个口除了按字节寻址以外,还可以按位寻址。由于它们在结构上有一些差异,故各口的性质和功能有一些差异。
P0口是双向8位三态I/O口,此口为地址总线(低8位)及数据总线分时复用口,可驱动8个LS型TTL负载。P1口是8位准双向I/O口,可驱动4个LS 型负载。P2口是8位准双向I/O口,与地址总线(高8位)复用,可驱动4个LS型TTL负载。P3口是8位准双向I/O口,是双功能复用口,可驱动4个LS型TTL负载。P1口、P2口、P3口各I/O口线片内均有固定的上拉电阻,当这3个准双向I/O口做输入口使用时,要向该口先写“1”,另外准双向I/O口无高阻的“浮空”状态,故称为双向三态I/O 口。
P0-P3口都是并行I/O口,都可用于数据的输入和输出,但P0口和P2口出了可进行数据的输入/输出外,通常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多路转换开关MUX,以便进行两种用途的转换。而P1口和P3口没有构建系统的数据总线和地址总线的功能。因此,在电路中没有多路转接开关MUX。由于P0口可作为地址/数据复用线试用,需传送系统的低8位地址和8位数据,因此,MUX的一个输入端为“地址/数据”信号。而P2口仅作为高位地址线试用,不涉及数据,所以MUX的一个输入信号为“地址”。
在4个口中只有P0口是一个真正的双向口,P1-P3这三个口都是准双向口。原因是在应用系统中,P0口作为系统的数据总线使用时,为保证数据的正确传送,需要解决芯片内外的隔离问题,即只有在数据传送时芯片内外才接通;不进行数据传递时,芯片内外处于隔离状态。为此,要求P0口的输出缓冲器是一个三态门。
在P0口中输出三态门是由两只场效应管(FET)组成,所以说它是一个真正的双向口。而其他的三个口中,上拉电阻代替P0口中的场效应管,输出缓冲器不是三态的,因此不是真正的双向口,只能称其为准双向口。P3口的口线具有第二功能,为系统提供一些控制信号,因此在P3口电路增加了第二功能控制逻辑。这是P3口与其他各口的不同之处。
2.4 时钟电路与时序
时钟电路用于产生MCS-51单片机工作时所必需的时钟信号。MCS-51单片机本身就是一个复杂的同步时序电路,为保证同步工作方式的实现,MCS-51单片机应在唯一的时钟信号控制下,严格地按时序执行进行工作,而时序所研究的是指令执行中各个信号的关系。
在执行指令时,CPU首先要到程序存储器中取出需要执行的指令操作码,然后译码,并由时序电路产生一系列控制信号去完成指令所规定的操作。CPU发出的时序信号有两类,一类用于片内对各个功能部件的控制,这类信号很多。另一类用于片外存储器或I/O端口的控制,这部分时序对于分析、设计硬件接口电路至关重要。这也是单片机应用系统设计者普遍关心的问题。
2.5 单片机的中断
MCS-51系列中,有5个中断源。它们可分为2个优先级.其中每一个中断源的优先级都可以由程序排定。5个中断源的中断要求是否会得到响应,受允许中断寄存器IE中各位的控制;它们的优先级分别由中断优先级寄存器IP的各位确定;同—优先级内的各中断源同时要求中断时,还要靠内部的查询逻辑来确定响应的次序,不同的中断源有不同的中断向量。MCS-52子系列的中断系统与此类同,只不过增加了一个中断源。
1. 允许中断寄存器IE
(1) EA(IE.7)总允许位。EA=0,禁止一切中断。EA=l,则每个中断源是允许还是禁止,分别由各自的允许位确定。
(2) (IE.6)保留位。
(3) (IE.5)保留位。
(4) ES(IE.4)串行口中断允许位。ES=0,禁止串行口中断。
(5) ETl(IE.3)定时器1中断允许这。ET1=0,禁止定时器1中断。
(6) EXl(IE.2)外部中断l允许位。EX1=0,禁止外部中断1。
(7) ET0(IE.1)定时器0中断允许位。ET0=0,禁止定时器0中断。
(8) EX0(IE .0)外部中断0允许位。EX0=0,禁止外部中断0。
2. 中断优先级寄存器IP
MCS-51的中断分为2个优先级。每个中断源的优先级都可以通过中断优先级寄存器IP中的相应位来设定。其中:
(1) (IP.7)保留位。
(2) (IP.6)保留位。
(3) (IP.5)保留位。
(4) PS(1P.4)串行口中断优先级设定位。PS=1,设定为高优先级。
(5) PT1(1P.3)定时器1中断优先级设定位。PTl=1.设定为高优先级。
(6) PXl(IP.2)外部中断1优先级设定位。PXl=1,设定为高优先级。
(7) PT0(IP.l)定时器0中断优先级设定位。PT0=1,设定为高优先级。
(8) PX0(1P0)外部中断0优先级设定位。PX0=1,设定为高优先级。
3. 优先级结构
靠IP寄存器把各中断源的优先级分为高低两级。它们遵循这样两条基本规则:
(1) 低优先级中断可被高优先级中断所中断,反之不能;
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