8051_时序
8051单片机的内部结构
8051单片机的内部结构8051单片机是一种经典的8位微控制器，因其性能稳定、易于使用和广泛应用于各种嵌入式系统中而备受推崇。
8051单片机采用哈佛架构，具有强大的功能和丰富的内部资源。
本文将详细介绍8051单片机的内部结构。
1.CPU核心：8051单片机核心包括中央处理器（CPU）和一些相关模块，主要包括ALU（算术逻辑单元）和控制单元。
ALU负责执行算术和逻辑运算，而控制单元负责指令译码和控制指令执行。
2.存储器：8051单片机具有多种类型的存储器，包括ROM、RAM和特殊功能寄存器。
- ROM（Read Only Memory）：8051单片机的ROM存储器用于存储程序指令，其容量通常为4KB至64KB，并且不可编程。
程序储存在ROM中，在运行时从中读取指令并执行。
- RAM（Random Access Memory）：8051单片机的RAM存储器用于存储变量和临时数据。
其容量通常从XDATA的8051型号开始，为128B至256B。
与ROM不同，RAM可读可写，并且容易被程序修改。
-特殊功能寄存器（SFR）：8051单片机的特殊功能寄存器是一种特殊的存储器类型，用于存储特定功能的控制和状态信息。
例如，P0（口0）用于控制和监测微控制器的输入/输出。
3.端口：8051单片机包含4个8位双向并行端口（P0-P3），用于与外部设备进行通信。
每个端口都可以配置为输入或输出，并且具有输入缓冲器和输出驱动器。
4. 定时器/计数器：8051单片机具有两个16位定时器/计数器（Timer/Counter 0和Timer/Counter 1）。
它们可用于测量时间间隔、生成定时中断和计数外部事件。
5.串行通信接口：8051单片机具有一个串行通信接口（UART），用于与外部设备进行串行数据传输。
UART可以通过异步串行通信或同步串行通信来传输数据。
6.中断控制器：8051单片机具有中断控制器，用于处理外部中断和内部中断。
8051单片机的体系结构
8051单片机的体系结构中央处理器：8051单片机采用的中央处理器由一个8位的累加器（Acc）和一个8位的算术逻辑单元（ALU）组成。
它还配备了一组标志寄存器，用于存储运算过程中的标志位，例如进位标志、零标志、溢出标志等。
该中央处理器支持多种数据操作，包括算术运算、逻辑运算、位操作等。
存储器：8051单片机具有多种类型的存储器。
它包括ROM（只读存储器）、RAM（随机存储器）和特殊功能寄存器（SFR）。
ROM用于存储程序代码和常量数据，RAM用于存储变量和临时数据，而SFR用于存储与特殊功能相关的寄存器。
其中，ROM和RAM的大小可以根据系统需求进行扩展。
输入/输出：8051单片机的输入/输出部分是其最重要的功能之一、它提供了多个通用输入和输出引脚，可以与外部设备进行数据通信。
此外，还提供了一些特殊功能引脚，用于与外围设备（如计时器、串行通信接口等）进行连接。
通过这些引脚，8051单片机可以与外部世界进行高效的数据交换。
时钟：8051单片机需要一个时钟源来提供时序控制和计时功能。
它可以使用外部晶振或者外部时钟源。
时钟源会被输入到时序逻辑单元（TLU），对程序进行节拍控制和计时。
特别值得一提的是，基于提供的根据时钟源产生的节拍信号，8051单片机能够实现采样输入、执行指令并输出结果的协调操作。
除了上述基本组件之外，8051单片机还有一些其他的特点和功能。
其中，片内计时器和串行通信接口（UART）是值得注意的。
片内计时器可以用于计时、延时、脉冲宽度测量等应用，而UART提供了串口通信功能。
另外，8051单片机还具有中断系统，可以在特定事件发生时中断正在执行的程序，并执行响应的中断服务程序。
总的来说，8051单片机的体系结构以其紧凑、高效的设计而著称。
它通过统一的总线结构，实现了不同部件之间的高速通信和数据传输。
这使得它成为一个理想的嵌入式控制器，适用于各种应用领域，如家电、汽车、工业自动化等。
80c51
ACC B
指令寄存器IR 指令译码器ID DPH
缓冲器 DPL ROM 4K字节
暂存器1
暂存器2
PC增量器 PSW ALU 振荡器 定时与控制 程序计数器PC 地址寄存器AR
XTAL2 VSS XTAL1 EA RST ALE PSEN
11
2.4.1 80C51的内部结构 一、80C51的微处理器（CPU） （1）运算器 累加器ACC ； 寄存器B ； 程序状态字寄存器PSW 。 （2）控制器 程序计数器PC ； 指令寄存器IR ； 定时与控制逻辑。
（3）在功能上，该系列单片机有基 本型和增强型两大类 基本型： 8051/8751/8031 80C51/87C51/80C31 增强型： 8052/8752/8032 80C52/87C52/80C32
1
（4）在片内程序存储器的配置上， 该系列单片机有三种形式，即掩膜ROM、 EPROM 和 ROMLess( 无 片 内 程 序 存 储 器)。如： ﹡80C51有4K字节的掩膜ROM； ﹡87C51有4K字节的EPROM ； ﹡80C31在芯片内无程序存储器。
23
2.5.1 80C51的程序存储器配置
PSEN 0000H EA=1 内部 0FFFH 1000H 外部 FFFFH FFFFH EA=0 外部
复位入口 INT0中断入口 T0中断入口 INT1中断入口 T1中断入口 串口中断入口
0000H 0003H 000BH 0013H 001BH 0023H ROM
80H
间接寻址 直接寻址 访问 访问 FFH
FFFFH RD WR
25
一、工作寄存器区
低端32个字节分成4个工作寄存器组，每组8个单 元。当前工作寄存器组的机制便于快速现场保护。
8051_芯片手册
8051芯片手册目录1 NL06F86 芯片概述 (1)1.1结构框图 (1)1.2NL06F86 性能 (1)1.3外设连接示意图 (4)1.4管脚定义 (5)1.5NL06F86 最小系统 (18)1.6部分管脚的配臵电路 (18)2 内存映射 (20)3 CPU内核 (23)3.1概述 (23)3.2CPU编程模型 (24)3.3处理器寻址方式 (28)3.4CPU指令集 (32)3.5MMU和Cache (48)4 外设功能 (61)4.1 功能综述 (61)4.2 所有寄存器列表 (62)4.3 外设使用说明 (71)4.4 编程实例 (71)5 程序起动描述 (73)6 存储器控制器 (74)6.2 寄存器表 (74)6.3 寄存器功能描述 (74)6.4 模块管脚描述 (76)6.5 典型电路 (80)6.6 编程实例 (81)7 中断控制器 (83)7.1 功能综述 (83)7.2 寄存器表 (84)7.3 寄存器功能描述 (84)7.4 编程实例 (86)8 定时器 (88)8.1 功能综述 (88)8.2 寄存器表 (88)8.3 寄存器功能描述 (89)8.4 编程实例 (90)9 通用I/O (91)9.1 功能综述 (91)9.2 寄存器表 (91)9.3 寄存器功能描述 (93)9.4 编程实例 (96)10 HW控制器 (98)10.1 功能综述 (98)10.2 寄存器表 (98)10.4 编程实例 (99)11 以太网MAC控制器 (100)11.1 功能综述 (100)11.2 寄存器表 (100)11.3 寄存器功能描述 (101)11.4 模块管脚描述 (106)11.5 典型电路 (107)11.6 编程实例 (107)12 通用异步收发器UARTs (112)12.1 功能综述 (112)12.2 UART寄存器表 (112)12.3 寄存器功能描述 (113)12.4 模块管脚描述 (117)12.5 编程实例 (118)13 I2C总线接口 (122)13.1 功能综述 (122)13.2 寄存器表 (122)13.3 寄存器功能描述 (122)13.4 时序波形图 (123)13.5 模块管脚描述 (125)13.6 典型电路 (125)13.7 编程实例 (126)14 低速外设接口 (128)14.2 寄存器表 (128)14.3 寄存器功能描述 (128)14.4 模块管脚描述 (130)14.5 典型电路 (131)14.6 编程实例 (132)15 显示接口 (134)15.1 功能总述 (134)15.2 寄存器表 (134)15.3 寄存器功能描述 (136)15.4 模块管脚描述 (143)15.5 典型电路 (144)15.6 编程实例 (145)16 磁卡接口 (149)16.1 功能综述 (149)16.2 寄存器表 (149)16.3 寄存器功能描述 (149)16.4 模块管脚描述 (151)16.5 编程实例 (151)17 IC卡接口 (153)17.1 功能综述 (153)17.2 寄存器表 (153)17.3 寄存器功能描述 (154)17.4 模块管脚描述 (156)17.6 编程实例 (157)18 打印机接口 (159)18.1 功能综述 (159)18.2 寄存器表 (159)18.3 寄存器功能描述 (159)18.4 模块管脚描述 (161)18.5 典型电路 (162)18.6 编程实例 (162)19 PC键盘接口 (164)19.1 功能综述 (164)19.2 寄存器表 (164)19.3 寄存器功能描述 (164)19.4 模块管脚描述 (165)19.5 数据格式和时序图 (166)19.6 典型电路 (166)19.7 编程实例 (167)20 PWM接口 (169)20.1 功能综述 (169)20.2 寄存器表 (169)20.3 寄存器功能描述 (170)20.4 模块管脚描述 (171)20.5 典型电路 (171)20.6 编程实例 (172)21 蜂鸣器 (173)21.1 功能综述 (173)21.2 寄存器表 (173)21.3 寄存器功能描述 (173)21.4 模块管脚描述 (174)21.5 典型电路 (174)21.6 编程实例 (175)22 DES控制器 (176)22.1 功能综述 (176)22.2 寄存器表 (176)22.3 寄存器功能描述 (176)22.4 编程实例 (177)23 封装尺寸 (179)1. 8051 芯片概述8051微控制器属于MCS-51系列，自其1980年由Inter公司设计以来，由于其完善的指令集，在嵌入式系统应用中占有很大的市场。
8051单片机的引脚及结构.
中断源：指能产生中断请求信号的源泉。
8051可处理5个中断源（2个外部，3个内部）发出的中断 请求，并可对其进行优先权处理。外部中断的请求信号可以从 P3.2, P3.3（即 INT0 和 INT1 ）引脚上输入，有电平或边沿两种触 发方式；内部中断源有3个，2个定时器/计数器中断源和1个串行 口中断源。
一 般将 只读存 储器 （ ROM）用 做程序 存储 器 。可 寻址 空间 为 64KB，用于存放用户程序、数据和表格等信息。
MCS-51单片机按程序 存储器可分为内部无ROM 型（如8031）和内部有 ROM型（如8051）两种，EA 连接时 引脚有区别。程序存 储器结构如右图所示：
（2）数据存储器
XTAL2 XTAL1
VSS
1
40
2
39
3
38
4 5
8031
37 36
6
35
7 8051 34
8
33
9 10
8751
32 31
11
30
12 89C51 29
13
28
14
27
15
26
16
25
17
24
18
24
19
22
20
21
VCC P0. 0 P0.1 P0.2 P0.3 P0.4 P0.5 P0.6 P0.7 EA ALE PSEN P2.7 P2.6 P2.5 P2.4 P2.3 P2.2 P2.1 P2. 0
8051的中断系统主要由中断允许控制器IE和中断优先级控 制器IP等电路组成。
二、MCS-51单片机外部引脚
P1. 0 P1.1 P1.2 P1.3 P1.4 P1.5 P1.6 P1.7
单片机：51单片机的延时及时序分析
计算机工作时，是在统一的时钟脉冲控制下一拍一拍地进行的。
这个脉冲是由单片机控制器中的时序电路发出的。
单片机的时序就是CPU在执行指令时所需控制信号的时间顺序，为了保证各部件间的同步工作，单片机内部电路应在唯一的时钟信号下严格地控时序进行工作，在学习51单片机的时序之前，我们先来了解下时序相关的一些概念。
既然计算机是在统一的时钟脉冲控制下工作的，那么，它的时钟脉冲是怎么来的呢？要给我们的计算机CPU提供时序，就需要相关的硬件电路，即振荡器和时钟电路。
我们学习的8051单片机内部有一个高增益反相放大器，这个反相放大器的作用就是用于构成振荡器用的，但要形成时钟，外部还需要加一些附加电路。
8051单片机的时钟产生有以下两种方法：1. 内部时钟方式：利用单片机内部的振荡器，然后在引脚XTAL1（18脚）和XTAL2（19脚）两端接晶振，就构成了稳定的自激振荡器，其发出的脉冲直接送入内部时钟电路，外接晶振时，晶振两端的电容一般选择为30PF左右；这两个电容对频率有微调的作用，晶振的频率范围可在1.2MHz-12MHz之间选择。
为了减少寄生电容，更好地保证振荡器稳定、可靠地工作，振荡器和电容应尽可能安装得与单片机芯片靠近。
2. 外部时钟方式：此方式是利用外部振荡脉冲接入XTAL1或XTAL2。
HMOS和CHMOS单片机外时钟信号接入方式不同，HMOS型单片机（例如8051）外时钟信号由XTAL2端脚注入后直接送至内部时钟电路，输入端XTAL1应接地。
由于XTAL2端的逻辑电平不是TTL的，故建议外接一个上接电阻。
对于CHMOS型的单片机（例如80C51），因内部时钟发生器的信号取自反相器的输入端，故采用外部时钟源时，接线方式为外时钟信号接到XTAL1而XTAL2悬空。
如下图外接时钟信号通过一个二分频的触发器而成为内部时钟信号，要求高、低电平的持续时间都大于20ns，一般为频率低于12MHz的方波。
片内时钟发生器就是上述的二分频触发器，它向芯片提供了一个2节拍的时钟信号。
八路智力抢答器
摘要抢答器是一种应用非常广泛的设备，在各种竞猜、抢答场合中，它能迅速、客观地分辨出最先获得发言权的选手。
早期的抢答器只由几个三极管可控硅、发光管等组成，能通过发光管的指示辨认出选手。
现在大多数抢答器均使用单片机和数字集成电路，并增加了许多新的功能，如选手号码显示、抢按器或抢按后的计时、选手得分显示等功能。
本文介绍了用8051系列单片机控制的八路智力抢答器。
该抢答器除具有基本的抢答功能外，还具有定时、计时和报警功能。
关键字：抢答器；单片机；报警ABSTRACTAnswer is a very wide range of application equipment, in a variety of quizzes, Answer occasions, it can quickly and objectively identify the first player to obtain the right to speak. Answer earlier are only a few transistor SCR, LED, etc., through the LED's to identify the instructions. Answer the majority are now using the single-chip devices and digital integrated circuits, and to increase the number of new features such as player number displayed, looting or robbery by the time after by players scoring display functions. This paper introduces the 8051 Series with single-chip eight-way control devices intellectual Answer. In addition to the browser Answer Answer basic functions,，but also with time, time and alarm functions.Keywords: Single-chip; device ; alarm Answer目录引言 (1)1系统设计 (2)1.1设计任务与要求 (2)1.2方案比较与论证 (2)1.38051单片机系统说明 (4)1.3.18051单片机简介 (4)1.3.28051的时序图 (4)1.48051引脚及其功能 (5)1.5设计抢答器的目的与意义 (5)2主要元器件分析 (7)2.18051芯片 (7)2.274LS373 (7)2.3MAX7219 (8)2.3.1引脚说明 (9)2.3.2基本工作原理及使用方法 (9)2.3.3应用举例 (10)2.3.4初始化 (11)2.4数码管 (11)2.5计分电路 (14)3程序设计 (17)3.1定时电路的设计 (17)3.2抢答电路的设计 (17)3.3加减分程序设计 (18)3.4报警电路设计 (19)3.5消噪子程序 (20)3.6抢答器程序流程图 (21)结论 (23)致谢 (24)参考文献 (25)附录1 (26)附录2 (35)引言在知识比赛与娱乐竞赛中，特别是做抢答题目的时候，在抢答过程中，为了知道哪一组或哪一位选手先答题，必须要设计一个系统来完成这个任务。
8051_芯片手册
8051芯片手册目录1 NL06F86 芯片概述 (1)1.1结构框图 (1)1.2NL06F86 性能 (1)1.3外设连接示意图 (4)1.4管脚定义 (5)1.5NL06F86 最小系统 (18)1.6部分管脚的配置电路 (18)2 内存映射 (20)3 CPU内核 (23)3.1概述 (23)3.2CPU编程模型 (24)3.3处理器寻址方式 (28)3.4CPU指令集 (32)3.5MMU和Cache (48)4 外设功能 (61)4.2 所有寄存器列表 (62)4.3 外设使用说明 (71)4.4 编程实例 (71)5 程序起动描述 (73)6 存储器控制器 (74)6.1 功能综述 (74)6.2 寄存器表 (74)6.3 寄存器功能描述 (74)6.4 模块管脚描述 (76)6.5 典型电路 (80)6.6 编程实例 (81)7 中断控制器 (83)7.1 功能综述 (83)7.2 寄存器表 (84)7.3 寄存器功能描述 (84)8 定时器 (88)8.1 功能综述 (88)8.2 寄存器表 (88)8.3 寄存器功能描述 (89)8.4 编程实例 (90)9 通用I/O (91)9.1 功能综述 (91)9.2 寄存器表 (91)9.3 寄存器功能描述 (93)9.4 编程实例 (96)10 HW控制器 (98)10.1 功能综述 (98)10.2 寄存器表 (98)10.3 寄存器功能描述 (98)10.4 编程实例 (99)11 以太网MAC控制器 (100)11.2 寄存器表 (100)11.3 寄存器功能描述 (101)11.4 模块管脚描述 (106)11.5 典型电路 (107)11.6 编程实例 (107)12 通用异步收发器UARTs (112)12.1 功能综述 (112)12.2 UART寄存器表 (112)12.3 寄存器功能描述 (113)12.4 模块管脚描述 (117)12.5 编程实例 (118)13 I2C总线接口 (122)13.1 功能综述 (122)13.2 寄存器表 (122)13.3 寄存器功能描述 (122)13.5 模块管脚描述 (125)13.6 典型电路 (125)13.7 编程实例 (126)14 低速外设接口 (128)14.1 功能综述 (128)14.2 寄存器表 (128)14.3 寄存器功能描述 (128)14.4 模块管脚描述 (130)14.5 典型电路 (131)14.6 编程实例 (132)15 显示接口 (134)15.1 功能总述 (134)15.2 寄存器表 (134)15.3 寄存器功能描述 (136)15.4 模块管脚描述 (143)15.6 编程实例 (145)16 磁卡接口 (149)16.1 功能综述 (149)16.2 寄存器表 (149)16.3 寄存器功能描述 (149)16.4 模块管脚描述 (151)16.5 编程实例 (151)17 IC卡接口 (153)17.1 功能综述 (153)17.2 寄存器表 (153)17.3 寄存器功能描述 (154)17.4 模块管脚描述 (156)17.5 典型电路 (156)17.6 编程实例 (157)18 打印机接口 (159)18.2 寄存器表 (159)18.3 寄存器功能描述 (159)18.4 模块管脚描述 (161)18.5 典型电路 (162)18.6 编程实例 (162)19 PC键盘接口 (164)19.1 功能综述 (164)19.2 寄存器表 (164)19.3 寄存器功能描述 (164)19.4 模块管脚描述 (165)19.5 数据格式和时序图 (166)19.6 典型电路 (166)19.7 编程实例 (167)20 PWM接口 (169)20.1 功能综述 (169)20.3 寄存器功能描述 (170)20.4 模块管脚描述 (171)20.5 典型电路 (171)20.6 编程实例 (172)21 蜂鸣器 (173)21.1 功能综述 (173)21.2 寄存器表 (173)21.3 寄存器功能描述 (173)21.4 模块管脚描述 (174)21.5 典型电路 (174)21.6 编程实例 (175)22 DES控制器 (176)22.1 功能综述 (176)22.2 寄存器表 (176)22.3 寄存器功能描述 (176)23 封装尺寸 (179)1. 8051 芯片概述8051微控制器属于MCS-51系列，自其1980年由Inter公司设计以来，由于其完善的指令集，在嵌入式系统应用中占有很大的市场。
51单片机的延时及时序分析
要给我们的计算机CPU提供时序，就需要相关的硬件电路，即振荡器和时钟电路。我们学习的8051单片机内部有一个高增益反相放大器，这个反相放大器的作用就是用于构成振荡器用的，但要形成时钟，外部还需要加一些附加电路。8051单片机的时钟产生有以下两种方法：
51单片机的延时及时序分析
计算机工作时，是在统一的时钟脉冲控制下一拍一拍地进行的。这个脉冲是由单片机控制器中的时序电路发出的。单片机的时序就是CPU在执行指令时所需控制信号的时间顺序，为了保证各部件间的同步工作，单片机内部电路应在唯一的时钟信号下严格地控时序进行工作，在学习51单片机的时序之前，我们先来了解下时序相关的一些概念。
在8051单片机中把一个时钟周期定义为一个节拍（用P表示），二个节拍定义为一个状态周期（用S表示）。请大家参考后面的时序图。
机器周期
在计算机中，为了便于管理，常把一条指令的执行过程划分为若干个阶段，每一阶段完成一项工作。例如，取指令、存储器读、存储器写等，这每一项工作称为一个基本操作。完成一个基本操作所需要的时间称为机器周期。一般情况下，一个机器周期由若干个S周期（状态周期）组成。8051系列单片机的一个机器周期同6个S周期（状态周期）组成。前面已说过一个时钟周期定义为一个节拍（用P表示），二个节拍定义为一个状态周期（用S表示），8051单片机的机器周期由6个状态周期组成，也就是说一个机器周期=6个状态周期=12个时钟周期。参见后面的时序图。
二、外部时钟方式：
此方式是利用外部振荡脉冲接入XTAL1或XTAL2。HMOS和CHMOS单片机外时钟信号接入方式不同，HMOS型单片机（例如8051）外时钟信号由XTAL2端脚注入后直接送至内部时钟电路，输入端XTAL1应接地。由于XTAL2端的逻辑电平不是TTL的，故建议外接一个上接电阻。对于CHMOS型的单片机（例如80C51），因内部时钟发生器的信号取自反相器的输入端，故采用外部时钟源时，接线方式为外时钟信号接到XTAL1而XTAL2悬空。如下图
片机基础知识：8051特点、结构与扩展
－8051特点、结构与扩展
1
1.1 8051单片机的特点 1.2 8051的内部结构 1.3 8051的系统扩展
1.1 8051单片机的特点
一、单机的概念
将组成微型计算机的各功能部件： 中央处理器、存储器、I/O接口电路及定时/计数器 等制作在一块集成电路芯片中从而构成完整的微型 计算机－故称作单晶片微型计算机， 简称单片机（Single chip microcomputer)。 或称微控制器(MCU:Microcontroller)
并行端口
串行端口
中断系统
P0 P1 P2 P3 TXD RXD
INT0 INT1
1、中央处理器CPU
CPU（Central Processing Unit）是计算机的核心部件, 它由运算器和控制器组成, 完成计算机的运算和控制功能。
运 算 器 又 称 算 术 逻 辑 部 件 （ ALU, Aithmctieal Logic Unit）, 主要完成对数据的算术运算和逻辑运算。
INTEL公司将MCS51的核心技术授权给了很多其它 公司，所以有很多公司在做以8051为核心的单片机，当 然，功能或多或少有些改变，以满足不同的需求。
80C51系列单片机兼容的主要产品
* ATMEL公司带Flash存储器技术的AT89系列 * Philips公司的80C51、80C552系列 * 华邦公司的W78C51、W77C51高速低价系列 * ADI公司的ADμC8xx高精度ADC系列 * LG公司的GMS90/97低压高速系列 * Maxim公司的DS89C420高速(50MIPS)系列 * Cygnal公司的C8051F系列高速SOC单片机
（3）主流与多品种共存
8051单片机的体系结构
说明：
5.1 P0口位图内部结构
1、当控制信号为0时，P0口做双
读锁存器
P0R1
AD0 控制 地址/数据
BUF2
内D部0 总线 写锁存器
P0W
D
Q
锁存器 1
C
Q
0
多路开关
读引脚
P0R2
BUF1
图1、P0口内部结构
Vcc
P00
输向入I/锁O口存，器为漏极开路（三态） 2、两控个制输信入号缓为冲1器时(，BUPF10和口B为UF2地) 址 推/数拉据式复I/O用驱总动线器（用于口扩展）
（4）P3口具有第二功能。因此在P3口电路增加了第
P3口的第二功能
6 单片机时序与复位
时钟电路用于产生单片机工作所必需的时钟控制 信号。
6.1 时钟电路 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。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。
一、内部时钟方式
内部有一个用于构成振荡器的高增益反相放大器， 其输入端：XTAL1，输出端：XTAL2。 ➢ C1和C2典型值通常选择 为30pF左右。 ➢ 晶体的振荡频率在 1.2MHz～12MHz之间。 ➢ 某些高速单片机芯片的 时钟频率已达40MHz。
单片机芯片引脚功能 1．主电源引脚 （1）GND 接地 （2）VCC正常操作时为十5V电源。 2．时钟电路引脚 （1）XTAL1：
3．控制线与电源复用引脚 （1）RST/VPD：RST是复位信号，高电平有效。
VPD为第二功能，即备用电源输入端。 （2）ALE/PROG：ALE为地址锁存允许信号输出引脚。
多3、路P开0W关为端口输出写信号，用于 1) 锁功存能输：出用状于态控制选通I/O方式 4、还P0是R1地为址读/锁数存据器输信出号方，式执行
8051简介
8051单片机基本结构
8051单片机的特点
8051单片机可分为无ROM型和ROM型两种 无ROM型的芯片，为8031） ROM型芯片又分为EPROM型（典型芯片为 8751）、FLASH型（典型芯片为89C51）、 掩膜ROM型（典型芯片为8051 ）、一次性 可编程ROM（One Time Programming,简 称OTP）的芯片（典型芯片为97C51）。
（2）控制器
控制器包括程序计数器PC、指令寄存器、指令译码器、数据 指针DPTR、堆栈指针SP、缓冲器以及定时与控制电路等。控 制电路完成指挥控制工作，协调单片机各部分正常工作。 程序计数器PC：当一条指令按PC所指向的地址从程序存储器中 取出之后，PC的值会自动增量，即指向下一条指令。 堆栈指针SP：用来指示堆栈的起始地址。80C51单片机的堆栈 位于片内RAM中，而且属于“上长型”堆栈，复位后SP被初 始化为07H，使得堆栈实际上由08H单元开始。 指令译码器：当指令送入指令译码器后，由译码器对该指令进 行译码，CPU根据译码器输出的电平信号使定时控制电路产 生执行该指令所需要的各种控制信号。 数据指针寄存器DRTR：它是一个16位寄存器，由高位字节DPH 和低位字节DPL组成，用来存放16位数据存储器的地址，以 便对片外64kB的数据RAM区进行读写操作。
以嵌入式8051 IP核为时序控制核心的TFT-LCD实时显示控制器
ｒｚ ｄ ＬＣ ｄｓ ｌｙｎ ｅ ｉｅ 。 ａ ＴＦ ＩＣ ｒａ—ｉ ｅ ｄｓ ｌｙ ｃ ｎ ｒ ｌ ｒ ｉ ｅ ｉｎ ｄ ｉ ｈ ｓ ｉｅ Ｄ ｉｐ ａ ｉｇ ｄ ｖｃ ｓ Ｔ— Ｄ ｅ ｌ ｍ ｉｐａ ｏ ｔｏ ｌ ｓ ｄ ｓｇ ｅ ｎ ｔ ｉ ｔ ｅ ｐ ｐｒ ａ ｅ ．Ｔｈ ｏ ｔｏ ｌｒａ ｏ ｔ ＰＧＡ ｈ ｐ ｓｉ ａ ｄ ｒ ｏ ｅ ｅｃ ｎ ｒ ｌ ｄ ｐ ｓＦ ｅ ｃ ｉｓａ ｔ ｈ ｒ ｗａｅｃ ｒ ，ｗｈ ｃ ｓａｐ ｏ ｕ ｔＸＣ３ ４ ０ ｓ ｉｈ ｉ ｒ ｄ ｃ Ｓ０ ｏ ｌ ｘＣ ｒ ｏ ａ ｉｎ，ａ ｄ ｅ ｂ ｄ ｅ ０ Ｉ ｏ ｅｉ ｕ ｅ ｓｉｓｔ ｏ ｔｏ ｅ ｎ １ ｎ ｅ ｎ ｌ ｆＸｉ ｎ ｏ ｐ ｒ ｔｏ ｉ ｎ ｍ ｅ ｄ ｄ８ ５ Ｐ ｃ ｒ ｓ ｓ ｄａ ｉ ｃ ｎ ｒ ｌ ｒ ｅ．Ｉ ｔｒ ａ １ ｔ ｍｅ ｋ ｂ ｏ ｋ ＲＡＭ ｅｏ ｒ ｅＯ Ｐ ｌｃ ｒ ｓ ｕ ｃ ｆＦ ＧＡ ｎ ｒ ｄ ｃ ｄｔ ｉｉｌ ｏ ｆｇ ｒ ｈ ｅ ｒ ｄ ｌｓｎ ｅ ｅ ｉ ｉｔｏ ｕ ｅ ｏ ｉ ｔ ｌ ｃ ｎ ｉｕ ｅｔ ｅｍ ｍｏ ｙｍｏ ｕｅ ｅ ｄ ｄ ｓ ｎ ａｙ
摘
要： 针对便携式仪 器仪表对彩屏液晶显示器件依赖性逐渐增强 的现状 ， 设计并研制 了以 Ｘｉｎ ｌ ｘ公 司生产 ｉ
的 型 号 为 Ｘ ３ ４ ０的 Ｆ ＧＡ 芯片 为 硬 件 核 心 ， Ｃ Ｓ０ Ｐ 以嵌 入 式 ８ ５ Ｐ核 为 时 序 控 制 核 心 的 Ｔ Ｔ Ｌ Ｄ实 时 显示 控 ０ １Ｉ Ｆ －Ｃ
以嵌 入 式 ８ ５ Ｐ核 为时 序 控 制 核 心 的 ０ １Ｉ Ｔ Ｔ Ｌ Ｄ实时 显 示 控 制 器 Ｆ —Ｃ
丁 昊， 宋 杰 ， 关 键
（ 海军航空工程学 院 信息融合技术研究所 ，山东 烟台 ２ ４ ０ ，－ ｉ ａ３ ３ ＠ｔｎ ｏ ６ ０ １ Ｅｍａ ：ｈｏ ４ １ ｏ％ｃｍ） ｌ
MCS51单片机时序
S1
S1
P1P2 S2 S3 S4 S5 S6 P1P2 S2 S3 S4 S5 S6
ALE
读操作码
读下一个操作码（丢弃）
单字节单周期指令
S1 S2 S3 S4 S5 S6 S1
例：INC A
读操作码 读第二个字节
双字节单周期指令
S1 S2 S3 S4 S5 S6 S1
例：ADD A，DATA
读操作码
一、片内振荡器及时钟信号的产生
8051芯片内部有一个高增益反相放大器，用于构成振 荡器。反相放大器的输入端为XTAL1，输出端为XTAL2，分 别是8051的19脚和18脚。
在XTAL1和XTAL2两端跨接石英晶体及两个电容就可以 构成稳定的自激振荡器。电容器C1和C2通常取30pF左右， 对 振 荡 频 率 有 微 调 作 用 。 振荡 频 率 范围 是 0.5MHz-16MHz
提供定时信号的振荡源的周期； 计算机中最基本的时间单位。
时钟周期：
1个时钟周期=2个振荡周期； 分为P1节拍和P2节拍； P1节拍通常完成算术逻辑操作； P2节拍完成内部寄存器间的传送。
机器周期*：
1个机器周期 = 12个振荡周期 CPU访问存储器一次所需的时间； 执行一条指令需要的时间以机器周期为单位。
指令的字节数指指令的存储长度,在进行程序跳转时用 于计算跳转的偏移量。
指令的周期数指指令的运行时间,决定了指令执行的速 度,同时在定时时要用于计算实际定时时间。
CPU取指、执行周期时序
每一条指令都可以包括取指和执指两个阶段。 在取指阶段，CPU从内部或者外部ROM中取出指令操作 码及操作数，然后再执行这条指令。 在8051指令系统中，根据各种操作的繁简程度，其指 令可由单字节、双字节和三字节组成。从机器执行指令速 度看，单字节和双字节指令都可能是单周期或双周期的， 而三字节指令都是双周期的，只有乘、除指令占四个周期。 此外，在6MHz时钟频率下，执行一条指令的时间（指 令周期）分别为2μs,4μs和8μs。
MCS51单片机的指令时序
单片机时序图MCS51单片机的指令时序接下来我们分别对几个典型的指令时序加以说明。
·单字节单周期指令：单字节单周期指令只进行一次读指令操作，当第二个ALE信号有效时，PC并不加1，那么读出的还是原指令，属于一次无效的读操作。
·双字节单周期指令：这类指令两次的ALE信号都是有效的，只是第一个ALE信号有效时读的是操作码，第二个ALE信号有效时读的是操作数。
·单字节双周期指令：两个机器周期需进行四读指令操作，但只有一次读操作是有效的，后三次的读操作均为无效操作。
单字节双周期指令有一种特殊的情况，象MOVX这类指令，执行这类指令时，先在ROM 中读取指令，然后对外部数据存储器进行读或写操作，头一个机器周期的第一次读指令的操作码为有效，而第二次读指令操作则为无效的。
在第二个指令周期时，则访问外部数据存储器，这时，ALE信号对其操作无影响，即不会再有读指令操作动作。
上页的时序图中，我们只描述了指令的读取状态，而没有画出指令执行时序，因为每条指令都包含了具体的操作数，而操作数类型种类繁多，这里不便列出，有兴趣的读者可参阅有关书籍时序是用定时单位来描述的，MCS-51的时序单位有四个，它们分别是节拍、状态、机器周期和指令周期，接下来我们分别加以说明。
·节拍与状态：我们把振荡脉冲的周期定义为节拍（为方便描述，用P表示），振荡脉冲经过二分频后即得到整个单片机工作系统的时钟信号，把时钟信号的周期定义为状态（用S表示），这样一个状态就有两个节拍，前半周期相应的节拍我们定义为1(P1)，后半周期对应的节拍定义为2(P2)。
·机器周期：MCS-51有固定的机器周期，规定一个机器周期有6个状态，分别表示为S1-S6，而一个状态包含两个节拍，那么一个机器周期就有12个节拍，我们可以记着S1P1、S1P2……S6P1、S6P2，一个机器周期共包含12个振荡脉冲，即机器周期就是振荡脉冲的12分频，显然，如果使用6MHz的时钟频率，一个机器周期就是2us，而如使用12MHz的时钟频率，一个机器周期就是1us。
MCS-51单片机的指令时序
MCS-51 单片机的指令时序
时序是用定时单位来描述的，MCS-51 的时序单位有四个，它们分别是
节拍、状态、机器周期和指令周期，接下来我们分别加以说明。
-节拍与状态：
我们把振荡脉冲的周期定义为节拍(为方便描述，用P 表示)，振荡脉冲经
过二分频后即得到整个单片机工作系统的时钟信号，把时钟信号的周期定义
为状态(用S 表示)，这样一个状态就有两个节拍，前半周期相应的节拍我们
定义为1(P1)，后半周期对应的节拍定义为2(P2)。
-机器周期：
MCS-51 有固定的机器周期，规定一个机器周期有6 个状态，分别表示为
S1-S6，而一个状态包含两个节拍，那幺一个机器周期就有12 个节拍，我们
可以记着S1P1、S1P2S6P1、S6P2，一个机器周期共包含12 个振荡脉冲，即机器周期就是振荡脉冲的12 分频，显然，如果使用6MHz 的时钟频率，一个机器周期就是2us，而如使用12MHz 的时钟频率，一个机器周期就是1us。
-指令周期：
执行一条指令所需要的时间称为指令周期，MCS-51 的指令有单字节、双
字节和三字节的，所以它们的指令周期不尽相同，也就是说它们所需的机器。
keil 8051 时间函数 -回复
keil 8051 时间函数-回复Keil 8051 时间函数（Keil 8051 time functions）Keil C51是一种被广泛应用于嵌入式系统开发的集成开发环境（IDE），它是专为Intel 8051单片机开发设计的。
在嵌入式系统开发中，处理时间是非常重要的，因此Keil C51提供了一些非常有用的时间函数，以帮助开发人员在代码中处理时间相关的任务。
本文将逐步回答关于Keil 8051时间函数的问题，以帮助大家更好地理解和应用这些函数。
1. 什么是Keil 8051时间函数？Keil 8051时间函数是由Keil C51提供的一组函数，用于处理与时间相关的任务。
这些函数包括延时函数、定时器函数和计时函数等。
2. Keil 8051时间函数有哪些？Keil 8051时间函数包括:- _nop()：用于产生一个空操作，仅消耗一个CPU时钟周期；- _nop_()：用于产生指定数量的空操作，可用于微调程序执行时间；- _waitms()：用于进行毫秒级的延时操作；- _waitus()：用于进行微秒级的延时操作；- _getkey()：用于获取按键状态，可用于进行按键检测；- _kbhit()：用于检测是否有按键被按下；- _crol_()：用于循环左移指定位数；- _cror_()：用于循环右移指定位数；- _clrr_()：用于清除指定位；- _setb_()：用于设置指定位。
3. 如何使用Keil 8051时间函数？使用Keil 8051时间函数非常简单。
首先，我们需要包含与所需函数对应的头文件，例如"include <reg51.h>"。
然后，可以直接在代码中调用相应的时间函数。
例如，要在代码中进行1秒的延时操作，我们可以使用"_waitms(1000)"函数，它会产生1000毫秒的延时。
4. Keil 8051时间函数的应用场景有哪些？Keil 8051时间函数可以应用于多种场景，包括但不限于：- 延时控制：在某些应用中，需要通过延时等待一定时间后再执行下一步操作。
8051 时序
无取指（ ALE） 无取指（无ALE）
S3
S4
S5
S6
S1
S2
S3
S4
S5
S6
数据 地址 访问外部存储器
MOVX类指令 单字节双周期指令 类指令(单字节双周期指令 类指令 单字节双周期指令）
对外部RAM 当CPU对外部 对外部 读写时， 读写时，ALE不是 不是 周期信号
读操作码
S1 S2
读第二字节操作码
8051单片机的时序 单片机的时序
机
器
周
期
机器周期是指CPU完成一种基本操作所需要的时间。例如 完成一种基本操作所需要的时间。 机器周期是指 完成一种基本操作所需要的时间 取指令、读存储器、写存储器等等。 等等 ：取指令、读存储器、写存储器等等。 一个机器周期包括12个振荡周期，分为 个 状态 状态： 一个机器周期包括 个振荡周期，分为6个S状态：S1~S6。 个振荡周期 。 振荡周期（时钟周期） 振荡周期（时钟周期）, 是指为单片机提供时钟脉冲信号的 振荡源的周期。是振荡频率的倒数。 表示。 振荡源的周期。是振荡频率的倒数。用P表示。 状态周期: 状态周期 每个状态周期为时钟周期的 2 倍, 是振荡周期经 二分频后得到的。每个状态又分为两拍，称为P1和 。 二分频后得到的。每个状态又分为两拍，称为 和P2。 因此，一个机器周期中的 个振荡周期表示为 个振荡周期表示为S1P1，S1P2 因此，一个机器周期中的12个振荡周期表示为 ， ，S2P1，···，S6P1，S6P2。 ， ， ， 。
8051访问外部数据存储器时序图
读操作码
S1 S2 S3 S4
读操作码（丢弃） 读操作码（丢弃）
S5 S6 S1 S2 S3 S4 S5 S6
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8051访问外部程序存储器时序图
P1 P2 P1 P2 P1 P2 P1 P2 P1 P2 P1 P2 P1 P2 P1 P2 P1 P2 P1 P2 P1 P2 P1 P2 S1 S2 S3 S4 S5 S6 S1 S2 S3 S4 S5 S6 一个机器周期 ALE PSEN RD 、 WR P2 PCH输出 P0 指令输入 PCH输出 PCL输出 指令输入 PCL输出有效 DPL输出 DPH输出或P2输出 （RD有效）数据输入 （WR有效）数据输出 地址输出有效 PCL输出 指令输入 PCL输出有效 PCH输出 一个机器周期
指令 周期
指令周期：执行一条指令所需的全部时间。 每条指令由一个或若干个字节组成。有单字节指令， 双字节指令，…多字节指令等。字节数少则占存储器 空间少。
每条指令的指令周期都由一个或几个机器周期组成。 MCS - 51有单周期指令、双周期指令、和四周期指令
。机器周期数少则执行速度快。
例如：外接晶振频率为fosc=12 MHZ，则四个
S1 P1 P2 S2
CPU取指/执行时序
S3 S4 S5
S1 S6 P1 P2 S2
S3
S4
S5
S6
ALE
读操作码 读操作码（丢弃）
单字节单周期指令
S1
S2
S3
S4
S5
S6
S1
例：INC
A
读操作码
读第二个字节
双字节单周期指令
S1
S2
S3
S4
S5
S6
S1
例：ADD A，DATA
读操作码
读操作码（丢弃）
MOVX类指令(单字节双周期指令）
当CPU对外部RAM 读写时，ALE不是 期信号
读操作码
S1 S2
读第二字节操作码
S3 S4 S5 S6
读操作码（丢弃）
S1 S2 S3 S4 S5 S6
双字节双周期指令 例：MOV Rn,direct
P1 P2 P1 P2 P1 P2 P1 P2 P1 P2 P1 P2 P1 P2 P1 P2 P1 P2 P1 P2 P1 P2 P1 P2 S1 S2 S3 S4 S5 S6 S1 S2 S3 S4 S5 S6 一个机器周期 ALE PSEN P2 P0 指令输入 PCH输出 PCH输出 PCL输出 PCH输出 PCL输出 指令输入 PCL输出有效 PCH输出 PCL输出 指令输入 PCL输出有效 指令输入 PCL输出有效 PCL输出有效 PCL输出 PCH输出 一个机器周期
8051访问外部数据存储器时序图
基本周期的具体数值为：
(1) 振荡周期=1/12 μs。
(2) 状态周期=1/6 μs。
(3) 机器周期=1 μs。
(4) 指令周期=1～4 μs
CPU时序
所谓时序就是CPU总线信号在时间上的顺序关系。 包括取指令和执行指令两个阶段。 CPU控制器实际上是复杂的同步时序电路，所有的工作 都是在时钟信号的控制下进行的。每执行一条指令，CPU控 制器都要发出一系列特定的控制信号，这些控制信号在时间 上的相互关系就是CPU的时序。 一个单片机系统要想正常工作，除了要做到电平匹配、 功率匹配外，还要做到时序匹配。
S3 S4 S5 S6 S1 S2 S3 S4 S5 S6
S1
S2
单字节双周期指令例：INC DPTR
一个机器周期
S1
P1 P2
S2
S3
S4
S5
S6
S1
P1 P2
S2
S3
S4
S5
S6
ALE
读操作码
读操作码（丢弃）
无取指（无ALE）
S1
S2
S3
S4
S5
S6
S1
S2
S3
S4
S5
S6
数据 地址 访问外部存储器
8051单片机的时序
机器 周 期
机器周期是指CPU完成一种基本操作所需要的时间。例如 ：取指令、读存储器、写存储器等等。 一个机器周期包括12个振荡周期，分为6个S状态：S1~S6。 振荡周期（时钟周期）, 是指为单片机提供时钟脉冲信号的 振荡源的周期。是振荡频率的倒数。用P表示。 状态周期: 每个状态周期为时钟周期的 2 倍, 是振荡周期经 二分频后得到的。每个状态又分为两拍，称为P1和P2。 因此，一个机器周期中的12个振荡周期表示为S1P1，S1P2 ，S2P1，·，S6P1，S6P2。 · · 若采用6MHz晶体振荡器，则每个机器周期为2μs（微秒）