第2章-STC11F单片机的增强型8051内核概要课件

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1、第第2 2章章 STC11F08XE单片机增强型单片机增强型8051内核内核2.1 2.1 单片机概述单片机概述单片机概述单片机概述2.2 STC11FXX2.2 STC11FXX单片机引脚单片机引脚单片机引脚单片机引脚2.3 STC11FXX2.3 STC11FXX内部结构内部结构内部结构内部结构2.4 2.4 STC11FXXSTC11FXX存储结构存储结构存储结构存储结构2.5 STC11FXX2.5 STC11FXX单片机并行单片机并行单片机并行单片机并行I/OI/O2.6 STC11FXX2.6 STC11FXX是时钟与复位是时钟与复位是时钟与复位是时钟与复位2.1.1 2.1.1

2、单片机的概念单片机的概念 1.1.微型计算机微型计算机组组成成：运运算算器器、控控制制器器、存存储储器器、输输入入/输输出出设设备备四四大大部部分分，其其中中运运算算器器与与控控制制器器集集成成在在一一微微小小单单晶晶硅硅片片上上，组组成成中中央央处处理理器器CPU。微微型型计计算算机机系系统统：微微型型计计算算机机配配上上相相应应的的外外围围设设备备，如如屏屏幕幕显显示示器器（CRT）、键键盘盘及及打打印印机机等等，再再与与所所配配置置的的相相应应软软件件系系统统一一起起组组成。成。用途：用途：广泛地用于数据处理。广泛地用于数据处理。2.1 单片机概述单片机概述单片机概述单片机概述2.1 S

3、TCSTC单片机概述单片机概述单片机概述单片机概述2.2.单片机单片机组组成成：运运算算器器、控控制制器器、存存储储器器、输输入入/输输出出接接口口电电路路等等四四个个基基本本部部分分，除除具具有有典典型型微微机机的的各各功功能能部部件件外外，在在片片内内还还集集成成了了A/D、D/A转转换换器器、高高速速输输入入/输输出出部部件件、串串行行通通信信控控制制和和定定时时器器/计计数数器器等部件等部件。用途：用途：适合控制应用、自动化仪表等领域适合控制应用、自动化仪表等领域。2.1.1 单片机的概念单片机的概念单片机内部包括了微型计算机应具有的全部基本要素：单片机内部包括了微型计算机应具有的全部

4、基本要素：CPU、ROM（或（或EPROM）、）、RAM和和I/O接口电路。接口电路。单片机不但是一个有效的数据单片机不但是一个有效的数据处理器，而且更是一个功能很强的过程控制机。处理器，而且更是一个功能很强的过程控制机。图2-1 单片机内部结构框图 1971年11月Intel公司首先设计出集成度为2 000只晶体管/片的4位微处理器Intel 4004,并配有RAM、ROM和移位寄存器,构成了第一台MCS4微处理器,而后又推出了8位微处理器Intel 8008,以及其它各公司相继推出的8位微处理器。3.单片机的发展历史单片机的发展历史第第1阶段（阶段（19711976）:单片机发展的初级阶段

5、。单片机发展的初级阶段。3.单片机的发展历史单片机的发展历史第第1阶段（阶段（19711976）:单片机发展的初级阶段。单片机发展的初级阶段。第第2阶段（阶段（19761980）:低性能低性能8位单片机阶段。位单片机阶段。以1976年Intel公司推出的MCS48系列为代表,采用将8位CPU、8位并行I/O接口、8位定时/计数器、RAM和ROM等集成于一块半导体芯片上的单片结构,虽然其寻址范围有限（不大于4 KB）,也没有串行I/O,RAM、ROM容量小,中断系统也较简单,但功能可满足一般工业控制和智能化仪器、仪表等的需要。3.单片机的发展历史单片机的发展历史第第1阶段（阶段（19711976

6、）:单片机发展的初级阶段。单片机发展的初级阶段。第第2阶段（阶段（19761980）:低性能低性能8位单片机阶段。位单片机阶段。第第3阶段（阶段（19801983）:高性能高性能8位单片机阶段。位单片机阶段。这一阶段推出的高性能8位单片机普遍带有串行口,有多级中断处理系统,多个16位定时器/计数器。片内RAM、ROM的容量加大,且寻址范围可达64 KB,个别片内还带有A/D转换接口。3.单片机的发展历史单片机的发展历史第第1阶段（阶段（19711976）:单片机发展的初级阶段。单片机发展的初级阶段。第第2阶段（阶段（19761980）:低性能低性能8位单片机阶段。位单片机阶段。第第3阶段（阶段

7、（19801983）:高性能高性能8位单片机阶段。位单片机阶段。第第4阶段（阶段（198380年代末）年代末）:16位单片机阶段。位单片机阶段。1983年Intel公司又推出了高性能的16位单片机MCS96系列,由于其采用了最新的制造工艺,使芯片集成度高达12万只晶体管/片。这一阶段也是8位单片机发展和应用最活跃的阶段，Intel公司的8X252、UPI-452、83C152；Zilog公司的Super8；Motorola公司的MC68HC11等超强功能8位单片机。3.单片机的发展历史单片机的发展历史第第1阶段（阶段（19711976）:单片机发展的初级阶段。单片机发展的初级阶段。第第2阶段（

8、阶段（19761980）:低性能低性能8位单片机阶段。位单片机阶段。第第3阶段（阶段（19801983）:高性能高性能8位单片机阶段。位单片机阶段。第第4阶段（阶段（198380年代末）年代末）:16位单片机阶段。位单片机阶段。第第5阶段（阶段（90年代）年代）:提高性能的全面发展阶段。提高性能的全面发展阶段。不但CPU具有了8位、16位、32位，也出现了双CPU的内部流水线结构，时钟达到20MHz，更高集成度、高速度和低功耗，具有PWM输出、监视定时器WDT、DMA传输控制器、CAN现场总线控制器、双标准串口以及SPI与I2C串行总线等丰富的特殊功能部件纷纷被嵌入到片内等等。STC系列属于第

9、五阶段的最新产品。系列属于第五阶段的最新产品。单片机的特点单片机的特点1）片内集成存储器，但容量有限）片内集成存储器，但容量有限 片内集成了少量的程序存储器片内集成了少量的程序存储器ROM 和数和数据存储器据存储器RAM。2）控制功能强，运行速度快）控制功能强，运行速度快 采用面向控制的软、硬件设计，具有丰富的条采用面向控制的软、硬件设计，具有丰富的条件分支转移和很强的位处理能力。件分支转移和很强的位处理能力。3）引脚的功能复用较多）引脚的功能复用较多 为了解决实际引脚数和需要的信号线数的矛盾，较为了解决实际引脚数和需要的信号线数的矛盾，较多地采用了引脚功能复用的方法，引脚的功能通常由指令设置

10、或由机多地采用了引脚功能复用的方法，引脚的功能通常由指令设置或由机器状态来区分。器状态来区分。4）产品类型多，功能扩展灵活）产品类型多，功能扩展灵活 硬件电路有不同硬件电路有不同I/O接口，不同附加功能和接口，不同附加功能和性能指标各异。性能指标各异。5）可靠性较高）可靠性较高 单片机的全部电路集成到一块芯片上，大大缩短了系统内单片机的全部电路集成到一块芯片上，大大缩短了系统内信号传送距离，提高了抗干扰能力。信号传送距离，提高了抗干扰能力。6）功耗较低）功耗较低 单片机大多使用单片机大多使用CHMOS工艺，且可以进入节电模式工作。工艺，且可以进入节电模式工作。4.单片机的特点和应用单片机的特点

11、和应用 如数控机床、温度控制、可编程顺序控制、电机控制、现代农业生产检测和各种工业过程控制系统都有单片机的大量应用。应用于仪器仪表、智能传感器、智能仪器、医疗器械等方面。1）智能化的民用电器）智能化的民用电器 如空调机、电冰箱、洗衣机、电子玩具、声像设备等。2）工农业检测和控制系统）工农业检测和控制系统 3）智能化仪器仪表）智能化仪器仪表 4）办公自动化和计算机外设）办公自动化和计算机外设 5）多机应用和局部网络系统）多机应用和局部网络系统 如图形终端机、图文传真机、复印机、打印机、绘图仪、数据采集卡等各种智能终端和接口设备。4.单片机的特点和应用单片机的特点和应用单片机的应用单片机的应用 1

12、.MCS-51系列单片机（系列单片机（8051内核单片机）内核单片机）1）基本型）基本型 基本型包括8051/8751/8031三种芯片，常称为8051子系列。采用采用HMOS工艺，片内集成有工艺，片内集成有8位位CPU；片内驻留片内驻留4K字节字节ROM（8751片内片内4K字节字节EPROM，8031片内无片内无ROM）和）和128字节字节RAM以及以及21个特殊功能寄存器；个特殊功能寄存器；片内包括两个片内包括两个16位定时器位定时器/计数器，一个全双工串行计数器，一个全双工串行I/O口口（UART），），4个并行个并行I/O口、口、2级中断的级中断的5个中断源；个中断源；可寻址可寻址6

13、4KB程序存储器程序存储器ROM和和64KB数据存储器数据存储器RAM（需片外（需片外扩展）扩展）主时钟频率达到主时钟频率达到12MHz。2.1.2 常见单片机类型常见单片机类型2.1.2 常见单片机类型常见单片机类型 1.MCS-51系列单片机（系列单片机（8051内核单片机）内核单片机）1）基本型）基本型 基本型包括8051/8751/8031三种芯片，常称为8051子系列。2）增强型（改进型）增强型（改进型）增强型包括8052/8752/8032三种芯片，常称为8052子系列。增强型的8052子系列与基本型的不同为：片内片内ROM增加到增加到8K字节字节RAM增加到增加到256字节字节增

14、加了一个增加了一个16位定时器位定时器/计数器和一个中断源计数器和一个中断源串行接口（串行接口（UART）的通信速率提高）的通信速率提高6倍倍2.1.2 常见单片机类型常见单片机类型 1.MCS-51系列单片机（系列单片机（8051内核单片机）内核单片机）1）基本型）基本型 基本型包括8051/8751/8031三种芯片，常称为8051子系列。2）增强型（改进型）增强型（改进型）增强型包括8052/8752/8032三种芯片，常称为8052子系列。3）CHMOS型型 CHMOS型主要包括80C51/87C51/80C31以及80C252/87C252/80C232等。采用采用CHMOS工艺制造

15、工艺制造集成度高和功耗低。集成度高和功耗低。2.1.2 常见单片机类型常见单片机类型表表1-1 MCS-51 系列单片机系列单片机PWM、计数器阵列7同步/异步位数可控48326425680C23287C2528KB80C2528KB6同步/异步位数可控483264256803287528KB80528KBMCS-52子系列87C51两级保密系统5同步/异步位数可控48226412880C3187C514KB80C514KB5同步/异步位数可控482264128803187514KB80514KBMCS-51子系列片内无ROM片内EPROM片内掩膜ROM其它中断源数串行通信方式I/O口数目16

16、 位定时器/计数器程序和数据寻址空间/KB片 内RAM/字节ROM形式 特性 类别2.1.2 常见单片机类型常见单片机类型 8096是整个MCS-96系列代表性的产品，与8位机相比较,其性能 提高主要表现在以下方面：1）CPU为16位，主频12MHz，采用寄存器堆/运算逻辑部件（RALU）提高运算速度。2）片内ROM增加到8KB，RAM增加到232B(寄存器堆)。3）集成度高。片内有5个8位的并行I/O口，4个16位的定时器/计数器，有的还具48个通道的10位A/D转换器或PWM及监视定时器WDT。4）有4条高速触发输入线，6条高速脉冲输出线，并具有定时功能。5）运算速度快。具有丰富的指令系统

17、、先进的寻址方式和带符号运算等功能，使运算速度大大提高。6）8级中断处理系统。2.MCS-96系列系列16位单片机位单片机2.1.2 常见单片机类型常见单片机类型 表2-2 MCS-96系列单片机型 号ROM/EPROM（KB）寄存器RAM定时器A/D串行口型 号ROM/EPROM（KB）寄存器RAM定时器A/D串行口8X9882322418XC196MD16488214PTS8X96BH82322018XC196MH327442828X97BH82322818XC196JQ123602628X95BH82322418XC196JR164882628X9XJF162322818XC196KQ1

18、23602828XC196KB82323818XC196KR164882828XC19882322418XC196KT3210002828XC19482322018XC196NP410002018XC196KC164883818XC196NT3210002428XC196KD3210003818XC196NQ123602428XC196MC16488313PTS2.1.2 常见单片机类型常见单片机类型 MCS-96 系列芯片可细分为六类：系列芯片可细分为六类：第一类第一类 是是NHMOS 的的8X9X，其中，其中8098 在我国应用最广。在我国应用最广。第二类第二类 是以是以CHMOS 的的8

19、0C196KB为代表，可工作于两种节电方式。为代表，可工作于两种节电方式。第三类第三类 是以是以80C196KC 为代表，重要特征是增加了外设事物服务器为代表，重要特征是增加了外设事物服务器（PTS），大大提高了中断事件的实时处理能力。），大大提高了中断事件的实时处理能力。第四类第四类 是以是以80C196KR 为代表，增添了同步串行口和适用于主从机通为代表，增添了同步串行口和适用于主从机通信的从口（信的从口（SlavePort）功能，并以事件处理器阵列（）功能，并以事件处理器阵列（EPA）代替原来的高速输入代替原来的高速输入/输出部件（输出部件（HIHO）。）。第五类第五类 是以是以80C1

20、96MC 为代表，其主要特征是增添了一个三相波形发为代表，其主要特征是增添了一个三相波形发生器，特别适应于电机控制系统。生器，特别适应于电机控制系统。第六类第六类 包括包括80C196NC/NP，其寻址空间由，其寻址空间由64KB 扩大到了扩大到了1MB。2.1.2 常见单片机类型常见单片机类型（1）具有A/D转换器或PWM输出的单片机具有具有810位位A/D转换器：转换器：除MCS-96以外，还有8XC552、PIC16F74、ADUC824、EM78P25X、HT46R71D、T89C2501以及P89LPC900等。具有具有PWM输出：输出：EM78P458、ATMEL公司的AVR单片机

21、（ATMEGA 16L）、凌阳SPMC65系列、hilips公司的P87LPC768、P89LPC932等系列单片机。（2）具有快速擦写存储器Flash Memery的单片机 如ATMEL公司的AT89C51系列，Philips公司的P89LPC900系列，STC10、11、12系列等。3 具有丰富外围功能的单片机具有丰富外围功能的单片机 （4）具有双UART串行口的单片机 如W77E58、DS80C320、C8051F021等型号 （5）具有CAN总线控制器的单片机 如Philips公司的P8XC591 （6）具有在系统编程ISP和应用中编程IAP功能的单片机 如宏晶公司如宏晶公司STC10

22、、11系列，系列，STCPHILIPS公司的89C51Rx、LPC900，DALLAS公司的S89C420，AT公司的89C58等ISP功能单片机。（3）具有I2C串行总线的单片机 如PHILIPS公司的 P87LPC67X和P89LPC9XX等2.1.2 常见单片机类型常见单片机类型3 具有丰富外围功能的单片机具有丰富外围功能的单片机 2.1.3 STC系列单片机系列单片机1.STC891.STC89系列系列RC/RDRC/RD，12T/6T12T/6T、有外部总线、有外部总线 ,类似类似AT89AT89系列，最早。系列，最早。2.STC902.STC90系列系列 RC/RD/ADRC/RD

23、/AD，12T/6T 12T/6T、有外总线；代、有外总线；代AT89C51AT89C515555，AT89S51/52 AT89S51/52。3.STC103.STC10系列，系列，1T1T、代、代AT89C51/52/55AT89C51/52/55、代、代AT89S51/S52AT89S51/S52，代，代AT89C53/54AT89C53/54。4.STC11FxxXE4.STC11FxxXE系列，系列，1T1T，有外总线，有外总线,代代89C54/58/51689C54/58/5165.STC125.STC12系列系列5A5A型，型，1T1T，有外总线、，有外总线、s2s2双串口型、双

24、串口型、8 8路路ADAD型、小封装无外总线型、小封装无外总线6.STC156.STC15系列系列主要点：主要点：全部用全部用Flash，有数据存储器，有数据存储器，10系列以上为系列以上为1T，ISP在线系统编程在线系统编程,IAP在应用中编程，纯软件仿真（在应用中编程，纯软件仿真（232口）口）STC89系列系列 RC12T/6T、外总线推荐10、90系列工作电压Flash存储器SRAM字节定时器UART独立波特率串行口PCAPWMD/AA/DI/O数量看门狗内置复位EEPROM字节内部低压中断内部复位门槛掉电唤醒外中断掉电唤醒定时器PDIP4036I/O优选LQFP44 封装48-Pin

25、44I/O STC89C52RCJ8K51231无无无无36有有有有4K有有无无4无无无无STC11F16XEH16128021-2无无无无40有有有有45K有有有有5有有4.5无无89与与11系列性能对比表：系列性能对比表：MCS-51MCS-51单片机是单片机是4040引脚的引脚的DIPDIP封装，按引脚的功能可以分为三部分。封装，按引脚的功能可以分为三部分。图图2-2 MCS-512-2 MCS-51引脚图引脚图VCC(40脚脚)：接接+5 V电源。电源。1主电源引脚和时钟振荡电路引脚主电源引脚和时钟振荡电路引脚点击分析引脚 VSS(20脚脚)：电源地。电源地。2.2 STC11FXX单

26、片机引脚及功能单片机引脚及功能继续分析引脚MCS-51MCS-51单片机是单片机是4040引脚的引脚的DIPDIP封装，按引脚的功能可以分为三部分。封装，按引脚的功能可以分为三部分。图图2-2 MCS-512-2 MCS-51引脚图引脚图1主电源引脚和时钟振荡电路引脚主电源引脚和时钟振荡电路引脚XTAL2(18脚脚)：用作晶体振用作晶体振荡电路的反相器输出端。当采荡电路的反相器输出端。当采用外部振荡器时，用外部振荡器时，XTAL2接收接收振荡器信号，对振荡器信号，对CHMOS单片单片机，此引脚应悬浮。机，此引脚应悬浮。XTAL1(19脚脚)：接外部石英接外部石英晶体的一端。当采用外部时钟晶体的

27、一端。当采用外部时钟时，对于时，对于HMOS单片机，该引单片机，该引脚接地；对于脚接地；对于CHMOS单片机，单片机，该引脚作为外部振荡信号的输该引脚作为外部振荡信号的输入端。入端。2.2 STC11FXX单片机引脚及功能单片机引脚及功能继续分析引脚图图2-2 MCS-512-2 MCS-51引脚图引脚图2.2 STC11FXX单片机引脚及功能单片机引脚及功能P0.0P0.7(3932脚脚)：在在不接片外存储器与不扩展不接片外存储器与不扩展I/O口时，可作为准双向输口时，可作为准双向输入入/输出口。在接有片外存输出口。在接有片外存储器或扩展储器或扩展I/O口时，口时，P0口分时复用为低口分时复

28、用为低8位地址位地址总线和双向数据总线。总线和双向数据总线。2输入输出输入输出I/O引脚引脚 P2.0P2.7(2128脚脚)：8位内部带上拉电阻的准位内部带上拉电阻的准双向双向I/O口引脚。当使用片口引脚。当使用片外存储器时，输出高外存储器时，输出高8位位地址。地址。P1.0P1.7(18脚脚)：8位位内部带上拉电阻的准双向内部带上拉电阻的准双向I/O口引脚。在编程口引脚。在编程/校验期校验期间，用做输入低间，用做输入低8位地址。位地址。对于对于8052，P1.0是定时器是定时器T2的计数输入端；的计数输入端；P1.1是是定时器定时器T2的外部输入端。的外部输入端。P3.0P3.7(1017

29、脚脚)：8位内部带上拉电阻的准位内部带上拉电阻的准双向双向I/O口引脚，口引脚，此外此外P3口还具有第二功能。口还具有第二功能。2.2 STC11FXX单片机引脚及功能单片机引脚及功能表表2-1 P3口的第二功能口的第二功能图图2-2 MCS-512-2 MCS-51引脚图引脚图2.2 STC11FXX单片机引脚及功能单片机引脚及功能3控制信号引脚控制信号引脚 RST/VPD(9脚脚)：输入，输入，保持两个机保持两个机器周期以上器周期以上的高电平使的高电平使单片机完成单片机完成复位操作。复位操作。第二功能第二功能VPD为内部为内部RAM的备的备用电源输入用电源输入端。端。ALE/-PROG(3

30、0脚脚)：ALE为地为地址锁存允许信号。在访问外部存址锁存允许信号。在访问外部存储器时，储器时，ALE用来锁存用来锁存P0扩展地扩展地址低址低8位的信号。位的信号。在不访问外部存储器时，在不访问外部存储器时，ALE也以时钟振荡频率的也以时钟振荡频率的1/6的固定速的固定速率输出率输出ALE能驱动能驱动8个个LSTTL门门输入。输入。第二功能第二功能PROG#是对是对8751内内部部EPROM编程时的编程脉冲输编程时的编程脉冲输入端。入端。图图2-2 MCS-512-2 MCS-51引脚图引脚图2.2 STC11FXX单片机引脚及功能单片机引脚及功能3控制信号引脚控制信号引脚 RST/VPD(9

31、脚脚)：输入，输入，保持两个机保持两个机器周期以上器周期以上的高电平使的高电平使单片机完成单片机完成复位操作。复位操作。第二功能第二功能VPD为内部为内部RAM的备的备用电源输入用电源输入端。端。-PSEN(29脚脚)：外部程序存储外部程序存储器器ROM的读选通信号。当访问的读选通信号。当访问外部外部ROM时，产生负脉冲作为时，产生负脉冲作为外部外部ROM的选通信号。的选通信号。而在访问外部数据而在访问外部数据RAM或片或片内内ROM时，不会产生有效的时，不会产生有效的PSEN#信号。信号。PSEN#可驱动可驱动8个个LSTTL门输入。门输入。图图2-2 MCS-512-2 MCS-51引脚图

32、引脚图2.2 STC11FXX单片机引脚及功能单片机引脚及功能3控制信号引脚控制信号引脚 RST/VPD(9脚脚)：输入，输入，保持两个机保持两个机器周期以上器周期以上的高电平使的高电平使单片机完成单片机完成复位操作。复位操作。第二功能第二功能VPD为内部为内部RAM的备的备用电源输入用电源输入端。端。-EA/VPP(31脚脚)：-EA访问外部程序存访问外部程序存储器控制信号。储器控制信号。对对8051 和和8751，当当-EA=1时时 情形情形1：04KB内，访片内程序内，访片内程序 存储器存储器情形情形2：超：超4KB 时，自动访问外部时，自动访问外部ROM 对于对于8031，-EA 必须

33、接地，只能访必须接地，只能访问外部问外部ROM。Vpp为对为对8751的的EPROM的编程电源的编程电源输入。输入。STC单片机单片机11FXX与与89系列引脚对比系列引脚对比STC单片机单片机11FXX与与89系列引脚对比系列引脚对比STC12C5A60S2及及15F2K60S2单片机引脚单片机引脚STC12C5A60S2STC15F2K60S2LQFP44封装封装DIP封装少封装少4个引脚：个引脚：P4.0、P4.3、P4.6、P4.7图图 MCS-51单片机内部结构图单片机内部结构图2.3 STC11F单片机的内部结构单片机的内部结构STC11增加增加可配置可配置P4.44.7STC11

34、32k 程序程序Flash32k EEPROMSTC11增加增加电源监控电源监控（上电复位、（上电复位、掉电复位）掉电复位）STC11增加增加硬件看门狗硬件看门狗（WDT）STC11增加增加可配置的可配置的RC振荡器振荡器STC11增加增加1024B RAMSTC11增加增加第二串口第二串口（P1.6 P1.7）2.3 STC11F单片机的内部结构单片机的内部结构 2.3.1 内部结构及主要功能内部结构及主要功能包包括括中中央央处处理理器器CPU（算算术术逻逻辑辑部部件件ALU、控控制制器器等等）、程程序序存存储储器器ROM、数数据据存存储储器器RAM、位位定定时时器器/计计数数器器、并并行行

35、和和串串行行I/O接接口口、中中断系统以及定时控制逻辑电路断系统以及定时控制逻辑电路等。基本特性如下：等。基本特性如下：1）8位位CPU。2）片内带片内带RC振荡器，时钟频率振荡器，时钟频率fosc范围为范围为535MHz；3）256B片内片内RAM+1k扩展扩展RAM。4）832kB的片内的片内Flash程序存储器程序存储器+32kB EEPROM。5）程序存储器的寻址范围为程序存储器的寻址范围为64K字节。字节。6）片外数据存储器的寻址范围为片外数据存储器的寻址范围为64K字节。字节。7）21B SFR专用寄存器专用寄存器+27B SFR(STC11F配置用配置用)2.3 STC11F单片

36、机的内部结构单片机的内部结构8）4个个8位并行位并行I/O接口：接口：P0、P1、P2、P3。+P4口口9）1个个全双工串行全双工串行I/O接口，可多机通信。接口，可多机通信。+第二串口第二串口,在线下载在线下载10）2个个16位位定时器定时器/计数器计数器T0和和T1。+独立波特率发生器独立波特率发生器11）可编程为两个优先级的可编程为两个优先级的5个个中断源。中断源。+WDT、低压检测、低压检测、低功耗唤醒等中断低功耗唤醒等中断12）111条条指令，含乘法指令和除法指令。指令，含乘法指令和除法指令。13）有较强的有较强的位寻址、位处理能力位寻址、位处理能力。14）用用单一单一+5V电源电源

37、。STC宽电压范围宽电压范围2.76V 1.运算器运算器 运运算算部部件件以以算算术术逻逻辑辑单单元元ALU为为核核心心，包包括括布布尔尔处处理理器器、累累加加器器ACC、寄寄存存器器B、暂暂存存器器、程程序序状状态态字字PSW等等许许多多部部件件。它它能实现数据的算术逻辑运算、位变量处理和数据传输操作能实现数据的算术逻辑运算、位变量处理和数据传输操作 2.3 STC11F单片机的内部结构单片机的内部结构（1）算术逻辑单元）算术逻辑单元ALU 算算术术逻逻辑辑单单元元ALU在在控控制制器器发发出出的的内内部部控控制制信信号号的的控控制制下下，用来完成二进制数的四则运算和布尔代数的逻辑运算。用来

38、完成二进制数的四则运算和布尔代数的逻辑运算。（2）累加器）累加器ACC(Accumulator)累累加加器器ACCACC是是工工作作最最频频繁繁的的寄寄存存器器，是是一一个个8 8位位的的寄寄存存器器。在算术逻辑类操作时，暂存一个操作数和保存运算后的结果。在算术逻辑类操作时，暂存一个操作数和保存运算后的结果。（3）通用寄存器通用寄存器B(General Register)对对于于一一般般指指令令，B B寄寄存存器器可可以以作作一一个个通通用用暂暂存存器器使使用用。在在乘乘法和除法指令中约定使用法和除法指令中约定使用B B寄存器存放一个操作数。寄存器存放一个操作数。2.3.2 CPU结构结构（4

39、）程序状态字寄存器）程序状态字寄存器PSW PSWCyACF0RS1RS0OV-P Cy（PSW.7）：进进位位标标志志位位。如如果果操操作作结结果果在在最最高高位位D7有有进位或有借位则该位置为进位或有借位则该位置为“1”，否则清为，否则清为“0”AC（PSW.6）：辅辅助助进进位位（或或称称半半进进位位）标标志志。它它反反映映了了两两个个8位位数数运运算算时时，低低四四位位的的D3向向高高四四位位的的D4是是否否有有有有进进位位（或借位）。（或借位）。F0（PSW.5）：由用户定义的标志位。：由用户定义的标志位。RS1（PSW.4）、）、RS0（PSW.3）：工作寄存器组选择位。：工作寄存

40、器组选择位。OV（PSW.2）：溢出标志位。：溢出标志位。由硬件置位或清零。由硬件置位或清零。P（PSW.0）：奇奇偶偶标标志志位位。如如果果累累加加器器的的8位位中中“1”的的个个数为奇数，则数为奇数，则P为为“1”状态，否则状态，否则P为为“0”。2.3 STC11F单片机的内部结构单片机的内部结构 布布尔尔处处理理机机是是运运算算器器的的一一个个重重要要组组成成部部分分。可可提提供供17条条位位操操作作指指令令，硬硬件件有有自自己己的的“位位累累加加器器”（进进位位位位Cy）和和自自己己的的位位寻寻址址RAM和和I/O空间，所以是一个独立的位处理机。空间，所以是一个独立的位处理机。位位累

41、累加加器器由由进进位位位位Cy完完成成。位位操操作作指指令令允允许许直直接接寻寻址址内内部部数数据据RAM中的中的128个位和特殊功能寄存器里的位地址空间个位和特殊功能寄存器里的位地址空间。布布尔尔处处理理机机可可执执行行置置位位、取取反反、等等于于1转转移移，等等于于0转转移移并并清清0和送入和送入/取自进位位的操作。取自进位位的操作。可执行逻辑与、逻辑或操作，其结果送回到进位标志可执行逻辑与、逻辑或操作，其结果送回到进位标志Cy。（5）布尔处理机）布尔处理机2.3 STC11F单片机的内部结构单片机的内部结构 2.控制器控制器（1）程序计数器）程序计数器PC（program counter

42、）程程序序计计数数器器PC是是中中央央控控制制器器中中最最基基本本的的寄寄存存器器，是是一一个个独独立立的的计计数数器器，不不属属于于内内部部的的特特殊殊功功能能寄寄存存器器，PC中中存存放放的的是是下下一条将要从程序存储器中取出的指令地址一条将要从程序存储器中取出的指令地址。程程序序计计数数器器的的宽宽度度决决定定了了程程序序存存储储器器可可以以直直接接寻寻址址的的范范围围。程程序序计计数数器器PC是是一一个个16位位的的计计数数器器，程程序序存存储储器器寻寻址址范范围围是是64KB。2.3 STC11F单片机的内部结构单片机的内部结构 2.控制器控制器（1）程序计数器）程序计数器PC（pr

43、ogram counter）（2）数据指针）数据指针DPTR DPTR是是一一个个16位位的的特特殊殊功功能能寄寄存存器器，主主要要功功能能是是作作为为片片外外数数据据存存储储器器或或I/O寻寻址址用用的的地地址址寄寄存存器器（间间接接寻寻址址），故故称称为为数数据存储器地址指针。据存储器地址指针。DPTR寄寄存存器器既既可可以以作作为为一一个个16位位寄寄存存器器处处理理，也也可可以以作作为为两个两个8位寄存器处理，其高位寄存器处理，其高8位用位用DPH表示，低表示，低8位用位用DPL表示表示。用用MOVX指令时，指令时，MOVX A,DPTR2.3 STC11F单片机的内部结构单片机的内部

44、结构 2.控制器控制器（1）程序计数器）程序计数器PC（program counter）（2）数据指针）数据指针DPTR（3）指令寄存器）指令寄存器IR、指令译码器以及控制逻辑、指令译码器以及控制逻辑 指指令令寄寄存存器器IR是是用用来来存存放放指指令令操操作作码码的的专专用用寄寄存存器器。执执行行程程序序时时，首首先先从从程程序序存存储储器器中中取取出出指指令令，送送给给指指令令寄寄存存器器IR，IR的的输输出出送送指指令令译译码码器器；然然后后进进行行译译码码，译译码码结结果果送送定定时时控控制制逻辑电路，控制计算机的各部件进行相应的工作，执行指令。逻辑电路，控制计算机的各部件进行相应的工

45、作，执行指令。指令的执行，指令的执行，是一个取指令是一个取指令指令译码指令译码执行指令的不断循执行指令的不断循环过程。环过程。2.3 STC11F单片机的内部结构单片机的内部结构2.4 STC11Fxx单片机的存储结构单片机的存储结构 STC11F单单片片机机是是把把程程序序存存储储器器与与数数据据存存储储器器分分开开，属属于于独独立立寻寻址的址的Harvard结构。结构。STC11F存储器组织分存储器组织分4块不同的存储空间：块不同的存储空间：1）片内片内862 KB的的Flash程序存储器空间程序存储器空间;2）片内基本片内基本RAM（又分高（又分高128B，低，低128B和和21+27S

46、FR专用区）专用区）;3）片内扩展片内扩展RAM(XRAM);4)片内片内32k Flash存储器（存储器（EEPROM）。）。编编址址 程程序序存存储储器器用用于于存存放放程程序序及及表表格格常常数数。最最大大64KB的的寻址空间。寻址空间。STC11F系列为系列为8kB62kB Flash。8kB 0000H1FFFH，16kB 0000H2FFFH2.4 STC11Fxx单片机的存储结构单片机的存储结构1.程序存储器（程序程序存储器（程序Flash）系统复位和中断入口地址系统复位和中断入口地址 002BH 预留预留 003BH LVD 低电压检测中断低电压检测中断2.4 STC11Fxx

47、单片机的存储结构单片机的存储结构 2.基本内部基本内部RAM 低低128字节地址空间（字节地址空间（00H7FH）为内部）为内部RAM区，作为数据缓冲器。区，作为数据缓冲器。特殊功能寄存器（特殊功能寄存器（80HFFH）（简称）（简称SFR区），区），基本型仅有基本型仅有21个个，8052子系列为子系列为26个，个，STC11F有有21+27个个被使用。被使用。对对于于STC11F为为256字字节节内内部部RAM区区.对对SFR和和高高128字字节节RAM的的访访问问，可通过直接寻址和寄存器间接寻址方式加以区分。可通过直接寻址和寄存器间接寻址方式加以区分。（1）低低128字节字节分成分成4块区

48、域使用块区域使用 工作寄存器组，工作寄存器组，位寻址区，堆栈区，数据缓冲区位寻址区，堆栈区，数据缓冲区 工作寄存器组工作寄存器组u00H1FH单元为工作寄存器区。工作寄存器分成单元为工作寄存器区。工作寄存器分成4组，每组都有组，每组都有8个个寄存器，用寄存器，用R0R7来表示。来表示。u使用哪一组寄存器工作由程序状态字使用哪一组寄存器工作由程序状态字PSW中的中的PSW.3(RS0)和和 PSW.4(RS1)两位来选择。两位来选择。2.4 STC11Fxx单片机的存储结构单片机的存储结构 通过软件设置通过软件设置RS0和和RS1两位的状态，就可任意选一组工作寄存两位的状态，就可任意选一组工作寄

49、存器工作。器工作。例如：例如：如果要选如果要选1组的工作寄存器作为组的工作寄存器作为R0-R7，应执行下面的指令：，应执行下面的指令：SETB RS0 CLR RS1 位寻址区位寻址区20H2FH单元是位寻址区。单元是位寻址区。位地址范围为位地址范围为00H7FH。对它们直接进行清零、置位、对它们直接进行清零、置位、取反和逻辑、测试等操作。取反和逻辑、测试等操作。例如：例如：MOV 78H,C；一般用字节地址加位号表示；一般用字节地址加位号表示如：如：2FH.4位。位。另一部分另一部分位寻址区在部分位寻址区在部分SFR中。中。2.4 STC11Fxx单片机的存储结构单片机的存储结构 数据缓冲区

50、数据缓冲区l内内部部RAM的的30H7FH为为通通用用数数据据缓缓冲冲区区，即即用用户户RAM区区，共共80个单元，作为一般的数据缓冲使用。个单元，作为一般的数据缓冲使用。2.4 STC11Fxx单片机的存储结构单片机的存储结构l按照按照先进后出（先进后出（FILO）或后进先出（）或后进先出（LIFO）的原则存取信息。的原则存取信息。l堆栈堆栈原则上可以设在内部原则上可以设在内部RAM的任意区域的任意区域，但由于，但由于00H1FH为为工作寄存器区，工作寄存器区，20H2FH为位寻址区，堆栈为位寻址区，堆栈通常设在内部通常设在内部RAM的的30H7FH地址空间内的顶部地址空间内的顶部，但要考虑

51、到堆栈的最大深度。，但要考虑到堆栈的最大深度。堆栈区堆栈区（2）高高128字节字节n高高128 RAM字节与字节与SFR重合编址，重合编址，均为均为80HFFH 普通数据区普通数据区n高高128 RAM必需用寄存器间接寻址，必需用寄存器间接寻址，SFR 必需用直接寻址必需用直接寻址n也可用于堆栈。也可用于堆栈。2.4 STC11Fxx单片机的存储结构单片机的存储结构（3）SFR （80HFFH部分单元）部分单元）特殊功能寄存器特殊功能寄存器(SFR)专用于控制、管理片内算术逻辑部件、并行专用于控制、管理片内算术逻辑部件、并行I/O口、串行口、串行I/O口、定时器口、定时器/计数器、中断系统等功

52、能模块的工作。计数器、中断系统等功能模块的工作。8051片内含有片内含有21个字节个字节8位的位的SFR，离散地分布在，离散地分布在80HFFH空间内。空间内。STC11FXX有有21个基本个基本+29个新增加个新增加 每一个每一个SFR都有字节地址，并定义了符号名。其中有都有字节地址，并定义了符号名。其中有11个个SFR（字节（字节地址能被地址能被8整除）具有位地址（可位寻址），对应的位也定义了位名。整除）具有位地址（可位寻址），对应的位也定义了位名。用直接地址访问特殊功能寄存器，直接地址的表示可以用地址单元，也可用直接地址访问特殊功能寄存器，直接地址的表示可以用地址单元，也可以用寄存器符号

53、名。以用寄存器符号名。例如累加器可以用地址例如累加器可以用地址E0H，也可以用累加器符号名，也可以用累加器符号名ACC。对于具有位地址的对于具有位地址的SFR，在表示其某一位时，可以用位地址，也可以用位，在表示其某一位时，可以用位地址，也可以用位定义名，或者用定义名，或者用“寄存器名寄存器名.位位”表示。表示。D3H ；(位地址位地址)，表示程序状态寄存器，表示程序状态寄存器PSW中的中的D3位位 RS0 ；(位定义名位定义名)，表示程序状态寄存器，表示程序状态寄存器PSW中的中的D3位位 PSW.3 ；(寄存器寄存器.位位)，表示程序状态寄存器，表示程序状态寄存器PSW中的中的D3位位2.4

54、 STC11Fxx单片机的存储结构单片机的存储结构2.4 STC11Fxx单片机的存储结构单片机的存储结构表表2-9 特殊功能寄存器地址映像特殊功能寄存器地址映像 2.4 STC11Fxx单片机的存储结构单片机的存储结构2.4 STC11Fxx单片机的存储结构单片机的存储结构 与运算器有关与运算器有关SFR 3个个 ACC,B,PSW (ACC,B,PSW (已讲已讲)指针类寄存器指针类寄存器3个个 1616位数据指针寄存器位数据指针寄存器DPTR DPTR （已讲（已讲,DPH DPL,DPH DPL）；）；堆栈指针堆栈指针SPSP 堆栈指针堆栈指针SP为为8位的位的SFR。SP初值初值=0

55、7H，SP必须先赋值必须先赋值30H7FH区域内，如用指令区域内，如用指令MOV SP，#60H。堆栈指针堆栈指针SP是一个双向计数器，始终指向堆栈的栈顶。在进栈操是一个双向计数器，始终指向堆栈的栈顶。在进栈操作时，作时，SP指针先加指针先加1，出栈操作时，出栈后，出栈操作时，出栈后SP自动减自动减1。堆栈操作指令堆栈操作指令PUSH和和POP对堆栈直接进行存取数据。对堆栈直接进行存取数据。2.4 STC11Fxx单片机的存储结构单片机的存储结构与运算器有关与运算器有关SFR 3个个指针类寄存器指针类寄存器3个个 5个个I/O口寄存器口寄存器 P0、P1、P2、P3、P4。11个模式控制寄存器

56、个模式控制寄存器 P0M1、P0M0P4M1、P4M0；P4SW 与与I/O口有关的口有关的SFR 16个个 (蓝字为蓝字为STC11F独有独有)定时定时器器/计数器有关的计数器有关的SFR 9个个 4个字节个字节T1、T0 （TH1、TL1，TH0、TL0）5个字节定时个字节定时/计数控制寄存器计数控制寄存器 TMOD方式控制、方式控制、TCON控制；控制；AUXR辅助、辅助、WDT_CONTR看门看门狗控制、狗控制、WAKE_CLKO时钟控制。时钟控制。2.4 STC11Fxx单片机的存储结构单片机的存储结构与运算器有关与运算器有关SFR 3个个指针类寄存器指针类寄存器3个个与与I/O口有

57、关的口有关的SFR 16个个定时定时器器/计数器有关的计数器有关的SFR 9个个与串口有关与串口有关SFR 5个个 SCON串口控制、串口控制、SBUF串行缓冲器、和串行缓冲器、和PCON电源控制电源控制。AUXR辅助（辅助（与计数共用与计数共用），），AUXR1辅助辅助1与中断有关与中断有关SFR 6个个 IE、IP；TCON（共用）（共用）、PCON（共用）（共用）、SCON（共用）（共用）WAKE_CLKO唤醒与时钟控制唤醒与时钟控制与线编程与线编程ISP与在应用编程与在应用编程IAP有关有关 6个个 外加外加3个字节：个字节：WKTCL、WKTCH、CLK_DIV 3+3+169+5+

58、6+6+附加附加3=51个个因有因有4个共用，则减个共用，则减4，共使用，共使用47个字节。个字节。2.4 STC11Fxx单片机的存储结构单片机的存储结构 3.扩展扩展RAM (XRAM)000003FFH 1024字节；字节；与外扩展与外扩展64KB RAM相同，相同，WOVX访问；访问；不能与片外扩展不能与片外扩展RAM并存，由并存，由AUXR选择区域。选择区域。4.数据数据Flash 00007FFFH 32kB字节；字节；512字节提个扇区，共字节提个扇区，共64个扇区；个扇区；操作有扇区擦除、字节读、字节写。操作有扇区擦除、字节读、字节写。2.5 STC11F单片机的并行单片机的并

59、行I/O口口2.5.1 I/O口功能与工作模式口功能与工作模式 1.各各I/O口功能口功能 （1）基本功能：）基本功能：P0P4各各/口均有一般输入口均有一般输入/输出功能。输出功能。（2）复用功能：）复用功能：P1.0CLKOUT2 P1.6、P1.7第二串行口第二串行口RXD2、TXD2 P3.0、P3.1第一串行口第一串行口RXD1、TXD1 P3.2、P3.3外部中断外部中断INT0、INT1 P3.4、P3.5CLKOUT0、CLKOUT1 /T0、T1 /-INT P3.6、P3.7 -WR、-RD P4.5、P4.7 ALE、RST 2.5 STC11F单片机的并行单片机的并行I

60、/O口口 2.5.1 并行并行I/O口功能与工作模式口功能与工作模式 2.各各I/O口的工作模式口的工作模式 P0P4各各/口均具有口均具有4种工作模式：种工作模式：模式模式 PnM1、PnM0 性能性能 准双向准双向 0 0 8051模式，但驱动能力强，灌模式，但驱动能力强，灌20mA,拉拉230A 推挽输出推挽输出 0 1 强上拉输出，强上拉输出，20mA，要外接限流电阻，要外接限流电阻 高阻输入高阻输入 1 0 仅为输入仅为输入 开漏模式开漏模式 1 1 开漏：无上拉电阻，适应开漏：无上拉电阻，适应5V器件外接器件外接3V器件。器件。2.5 STC11F单片机的并行单片机的并行I/O口口

61、2.5.2 并行并行I/O口的结构口的结构1.准双向模式准双向模式 可以直接输出，弱上拉；输出为可以直接输出，弱上拉；输出为0时，强驱动能力时，强驱动能力200mA；输出锁存，输入不锁存；输出锁存，输入不锁存；工作过程分析：工作过程分析：当锁存当锁存=1、且引脚、且引脚=1时：时：T4截止，截止，T3导通，引脚导通，引脚=1 若外部强拉低若外部强拉低：T4截止、截止、T3、T2均导通、引脚均导通、引脚=0 当锁存当锁存=1、且引脚悬空时：、且引脚悬空时：T2通道，弱上拉，使引脚通道，弱上拉，使引脚=1 当锁存当锁存01跳变跳变:因与门延时为因与门延时为0，T2可导通可导通2T,使引脚使引脚=1

62、 读引脚数据时：要保证读引脚数据时：要保证T4一直处于截止，因此要锁存器写一直处于截止，因此要锁存器写110T4截止截止11T3通通外外部部0强强拉拉T2通通悬悬01导通导通2T10读数据前读数据前1.5 STC11F单片机的并行单片机的并行I/O口口2.5.2 并行并行I/O口的结构口的结构2.推挽输出模式推挽输出模式强上拉设计，强上拉设计，锁存锁存=1时：时：T2截止，截止，T1导通导通 锁存锁存=0时：时：T1截止，截止，T2导通导通3.高阻输入模式高阻输入模式可直接读数据，而不用先置可直接读数据，而不用先置1锁存器锁存器输出下拉结构与推挽输出下拉结构与推挽/准双向一样；准双向一样；输入

63、电路与准双向一致；输入电路与准双向一致；但没有输出负载，需外接上拉电阻！但没有输出负载，需外接上拉电阻！4.开漏模式开漏模式2.5 STC11F单片机的并行单片机的并行I/O口口2.5.3 并行并行I/O口的使用注意事项口的使用注意事项1.P4口的使用口的使用2.I/O 外部状态输入外部状态输入准双向模式读入引脚时，由于准双向模式读入引脚时，由于指令速度特快指令速度特快，在置，在置1锁存器锁存器为为1后，要后，要加入两个加入两个NOP指令指令。输出下拉结构输出下拉结构 是推挽模式是推挽模式/准双向模式一样；准双向模式一样；输入电路与准双向一致；输入电路与准双向一致；但没有输出负载，需外接上拉电

64、阻！但没有输出负载，需外接上拉电阻！3.上拉电阻的连接上拉电阻的连接由由 P4SW 寄存器设定寄存器设定P4口得第二功能，仅有口得第二功能，仅有P4.4P4.7，为，为1选择选择I/O,NA/P4.4 和和NA/P4.6;ALE/P4.5；RST/P4.7在下载界面选择。在下载界面选择。5.1-10kvccI/O2.5 STC11F单片机的并行单片机的并行I/O口口2.5.3 并行并行I/O口的使用注意事项口的使用注意事项4.拉电流与灌电流拉电流与灌电流5.驱动晶体三极管驱动晶体三极管 驱动发光管电路接法驱动发光管电路接法 （高电平驱动（高电平驱动、低电平驱动）低电平驱动）按键扫描电路两侧串接

65、限流电阻按键扫描电路两侧串接限流电阻300 （在后（在后续解解释）6.5V与与3V器件混接器件混接3.3kvccP1.0OUT3.3k用弱上拉控制，如图用弱上拉控制，如图2个个3.3k，或，或基极电阻基极电阻15k;或推挽输出模式或推挽输出模式+3V5V单片机单片机10k+5V2.6 STC11F单片机的时钟与复位单片机的时钟与复位 MCS-51系系列列单单片片机机片片内内含含有有一一个个高高增增益益的的反反相相放放大大器器，其其频频率率范范围围为为1.212MHz，XTAL1和和XTAL2分分别别为为放放大大器器的的输输入入端端和和输输出出端。时钟可以由内部或外部方式产生。端。时钟可以由内部

66、或外部方式产生。STC11Fxx f0sc=535MHz 内部内部RC时钟时钟56.9MHz 2.6.1 时钟电路时钟电路内部方式时钟外接作为反馈元件的晶体后成为自激振荡器，晶体呈感性，与内部方式时钟外接作为反馈元件的晶体后成为自激振荡器，晶体呈感性，与 C1、C2构成并联谐振电路。振荡器的振荡频率主要取决于晶体，电容的值构成并联谐振电路。振荡器的振荡频率主要取决于晶体，电容的值常取常取1530pF左右。左右。下载界面选择时钟源：内部下载界面选择时钟源：内部RC时钟（引脚悬空），时钟（引脚悬空），外接晶振或时钟外接晶振或时钟。1 时钟源选择时钟源选择2.6 STC11F单片机的时钟与复位单片机的时钟与复位 分分频频系数系数设设定定 fsys=fosc/N 时钟时钟分分频频寄存器寄存器 CLK_DIV=0 0 0 0 0 CLKS1、CLKS1、CLKS0 N=1128 （对应对应CLKS1、CLKS1、CLKS0=000-111）2.6.1 时钟电路时钟电路2 系统时钟与时钟分频器系统时钟与时钟分频器 CLK_DIV时钟分频寄存器时钟分频寄存器 fsys=fosc/2XCLK_DIV地