80C51单片机的基本结构是由中央处理器CPU

80C51单片机的基本结构是由中央处理器CPU、存储器、输入/输出接口电路（I/O口）、定时和中断电路组成。

80C51的组成：微处理器、存储器、外部输入/输出接口电路（I/O接口）、中断系统、时钟电路、系统总线、

80C51的存储器

内部数据存储器：实际上80C51芯片中共有256个RAM单元，但其中后128单元被专用寄存器占用，供用户使用的只是前128单元，用于存放可读写的数据。

内部程序存储器：内部程序存储器是指ROM(4KB×8)。80C51共有4 KB掩膜ROM，用存放程序和原始数据。因此称之为程序存储器，简称“内部ROM”。

I/O口电路：80C51单片机共有4个8位的I／0口(P0-P3)，以实现数据的并行输入输出。还有一个可编程全双工的串行口，它功能强大，可做异步通信收发器使用，也可用作同步移位器使用。

中断系统：80C51单片机的中断功能较强，以满足控制应用的需要。80C51共有5个中断源。即外部中断2个，定时／计数中断2个，串行中断1个。全部中断分为高优先级和低优先级共两级。

时钟电路：80C51单片机的内部具有时钟电路，但石英晶体振荡器和微调电容需外接。

总线：上述这些部件都是通过总线连接起来，才能构成一个完整的单片机系统。总线结构减少了单片机的连线和引脚，提高了集成度和可靠性。

主电源引脚Uss和Ucc ：Vss（20脚）：接地Vcc（40脚）：正常操作、对EPROM编程和验证时为+5V电源。

外接晶振引脚XTALl和XTAL2 XTALl（19脚）：内部振荡电路反相放大器的输入端，是外接晶体的一个引脚。当使用外部时钟时，对于HMOS单片机，该引脚必须接地；对于CHMOS单片机，该引脚作为驱动端。XTAL2（18脚）：内部振荡电路反相放大器的输出端，是外接晶体的另一端。若使用外部时钟时，对于HMOS单片机，该引脚输入外部时钟脉冲；对于CHMOS单片机，此引脚应悬浮。

控制和其它电源复用引脚RST／VPD（9脚）：复位信号输入引脚／备用电源输入引脚。ALE／PROG（30脚）：地址锁存允许信号输出引脚／编程脉冲输入引脚。当访问外部存储器时，ALE的输出用于锁存地址的低位字节。即使不访问外部存储器，ALE仍以不变的频率周期性的出现正脉冲信号，频率为振荡器频率的1/6。EA／VPP（31脚）：当EA端保持电平时，访问内部程序存储器。当PC值超过0FFFH时，将自动转向，执行外部程序存储器的程序。当EA保持低电平时，则只访问外部数据存储器，不管是否有内部程序存储器。PSEN（29脚）：外部程序存储器读选通信号。在由外部程序存储器取指令期间，每个机器周期两次PSEN有效。

并行I／O口引脚(32个，分成4个8位口) 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。

P3口的第二功能：P3.0：RXD 串行数据接收P3.1：TXD 串行数据接收P3.2：/INT0 外部中断0申请P3.3：/INT1 外部中断1申请P3.4：T0 定时器／计数器0计数输入P3.5：T1 定时器／计数器1计数输入P3.6：/WR 外部RAM写选通P3.7：/RD 外部RAM读选通

3.3.2引脚的复用对于各种型号的芯片，其引脚的第一功能信号是相同的，所不同的只在引脚的第二功能信号上。对于9、30和31各引脚，由于第一功能信号与第二功能信号是单片机在不同工作方式下的信号，因此不会发生使用上的矛盾。P3口线的情况却有所不同，它的第二功能信号都是单片机的重要控制信号。因此在实际使用时，总是先按需要优先选用它的第二功能，剩下不用的才作为口线使用。

内部数据存储器80C51单片机的内部数据存储器在物理上分为两个区：00H～7FH单元组成的低128字节单元和高128字节的特殊功能寄存器区（SFR）低128字节单元如图所示。80C51片内RAM共有128 B，分成工作寄存器区、位寻址区、通用用户区。

PSW当前工作寄存器组的选择由特殊功能寄存器中的程序状态字寄存器PSW的RSl、RS0位来选定。

程序状态字PSW 程序状态字是一个8位寄存器，它包含了程序状态信息。此寄存器各位的含义如表所示。其中PSW．1未用。程序状态字PSW 各位定义CY(PSW．7)进位标志。AC(PSW．6)辅助进位标志。F0(PSW．5)用户标志。RSl、RS0(PSW．4、PSW．3)寄存器区选择控制。OV(PSW．2)溢出标志。P(PSW.0)奇偶标志。

栈指针栈指针SP是一个8位特殊功能寄存器。它指示出堆栈顶部在内部RAM中的位置。系统复位后，SP初始化为07H，使得堆栈的存放事实上由08H单元开始。

数据指针数据指针DPTR是一个16位特殊功能寄存器，其高位字节寄存器用DPH表示，低位字节寄器用DPL表示，既可以作为一个16位寄存器DPTR来处理，

堆栈的作用堆栈主要是为子程序调用和中断操作而设立的。其具体功能有两个：保护断点和保护现场。

堆栈指针SP 堆栈共有两种操作：进栈和出栈。但不论是数据进栈还是数据出栈，都是对堆栈的栈顶单元进行的，堆栈使用方式堆栈的使用有两种方式。一种是自动方式,另一种是指令方式。

程序存储器程序存储器用来存放程序和表格常数，如图所示。程序存储器以程序计数器PC作地址指针，通过16位地址总线，可寻址的地址空间为64KB。片内、片外统一编址。

与接口相关的寄存器并行I／O接口P0、P1、P2、P3，均为8位。串行接口数据缓冲器SBUF：串行接口控制寄存器SCON。电源控制寄存器PCON。

与中断相关的寄存器中断允许控制寄存器IE：中断优先级控制寄存器lP 。定时／计数器的工作方式寄存器TMOD 与定时/计数器相关的寄存器定时／计数器的工作方式寄存器TMOD；定时／计数器的控制寄存器TCON；

程序存储器使用时情况片内有程序存储器且存储空间足够：在80C51／87C51片内，带有4KB ROM／EPROM程序存储器(内部程序存储器)，4KB可存储约两千多条指令；

片内有程序存储器且存储空间不够：若开发的单片机系统较复杂，片内程序存储器存储空间不够用时，可外扩展程序存储器。64KB总容量减去内部4KB即为外部能扩展的最大容量。

80C51的5个中断入口地址为：0003H：外部中断0的中断服务程序入口地址000BH：定时器／计数器0溢出中断服务程序入口地址0013H：外部中断1的中断服务程序入口地址001BH：定时器／计数器1溢出中断服务程序入口地址0023H：串行接口中断服务程序入口地址

P0口的内部结构：P0接口由一个输入锁存器、两个三态缓冲器、一个输出驱动电路和一个输出锁存器。输出锁存器为D触发器，输出驱动电路由一对场效应管T1、T2组成，输出控制电路由一个与门、一个反相器和一个模拟转换开关MUX组成。P1口的内部结构：P1口由1个输出锁存器、2个三态输入缓冲器和输出驱动电路组成。输出驱动电路内部设有上拉电阻。P2口的内部结构：P2口由1个输出锁存器、1个转换MUX、2个三态输入缓冲器、输出驱动电路和1个反相器组成。结构如图所示。P3口的内部结构：P3口由1个输出锁存器、3个输入缓冲器（其中2个为三态）、输出驱动电路和1个与非门组成部分。输出驱动电路与P2接口和P1接口相同，内部设有上拉电阻。

按功能划分P0口：地址低8位与数据线分时使用端口；P1口：按位可编址的输入输出口；P2口：地址高8位输出口；P3口：双功能口。若不用第二功能，可作通用I/O口。

按双向口划分在4个口中只有P0口是真正的双向口，而其余的3个口都是准双向口。为此就要求P0口的输出缓冲器是一个三态门。在P0中输出三态门是由两个场效应管(FET)组成的，所以说它是一个真正的双向口。而其它3个口中，上拉电阻代替了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，而只称其为准双向口。按三总线划分地址线：P0、P2口分别输出地址的低8位和高8位。数据线：P0口输入8位数据；控制线：P3口的8位加上PSEN、ALE共同完成。

按负载能力划分4个I/O口的输入和输出点平与CMOS电平和TTL电平均兼容。P0接口的每一位可驱动8个LSTTL负载。P1、P2、P3接口的每一位可驱动4个LSTTL负载。

80C51单片机的时钟信号通常有两种方式产生：内部时钟方式：XTAL1和XTAL2引脚外接石英晶体（简称晶振），就构成了自激振荡器并在单片机内部产生时钟脉冲信号。外部时钟方式：把外部已有的时钟信号引入到单片机内。此方式常用于多片80C51单片机同时工作，以便于各单片机的同步。

晶振周期（或外部时钟信号周期）为最小的时序单位。晶振信号12分频后形成机器周期，即一个机器周期包含12个晶振周期或6个时钟周期。指令周期是最大的时序定时单位, 执行一条指令所需要的时间称为指令周期。它一般由若干个机器周期组成。80C51单片机的指令按执行时间可以分为三类：单周期指令、双周期指令和四周期指令（四周期指令只有乘、除两条指令）。晶振周期、时钟周期、机器周期和指令周期均是单片机时序单位。

复位方式复位是使单片或系统中的其他部件处于某种确定的初始状态。单片机的工作是从复位开始的。

复位电路当在80C51单片机的RST引脚引入高电平并保持2个机器周期时，单片机内部就执行复位操作（若该引脚持续保持高电平，单片机就处于循环复位状态）。

复位操作有两种基本形式：一种是上电复位。另一种是上电与按键均有效的复位。

80C51有两种低功耗方式，即待机方式和掉电保护方式。

80C51单片机在功能上可以分为基本型和增强型（如80C51/80C52）。

80C51单片机采用40引脚双列直插封装，它由微处理器、存储器、I/O口以及定时/中断系统等组成。

80C51单片机存储器结构上把程序存储器以及数据存储器分开，并且都可以实现64KB的片外扩展，各有自己的寻址系统，控制信号和功能。

P0口可以作为输入输出口又可以作为地址/数据总线使用，P1口为准双向口，P2口作通用I/O口使用时一个准双向口，另外可作为地址的高8位总线，P3口是一个多功能端口，可用作第一和第二功能。

80C51单片机的时钟信号通常有两种方式产生：一是内部时钟方式，二是外部时钟方式。

80C51单片机工作时晶振周期为最小的时序单位，其典型值为12MHz和6MHz。1个机器周期为6个时钟周期，1个时钟周期为2个晶振周期。

1.80C51单片机共有哪些中断源？可分为哪几类？

2.简述80C51单片机的中断源种类和各自的入口地址。

3.中断的触发方式有几种，分别是什么？

4.定时和计数的区别与联系

5.比较采用查询方式和中断方式的优缺点。

6.什么叫中断优先级？同一级别中哪一个的级别最高？

7.简述80C51响应中断的条件。

1、答：定时的三种方法分别是（软件定时、硬件定时、软件和硬件结合定时）。

2、答：单片机的定时器有（4）种工作方式。

3、什么是中断？在单片机中中断能实现哪些功能？

答：中断是某个事件想打断CPU正在执行的程序，而让其转去执行另外一段特殊的事先已经写好的程序，执行完这段特定程序之后能返回到原来的程序上继续运行，这个过程称之为中断。

功能：1、同步工作2、提高了CPU的工作效率3、实时处理

4、80C51单片机共有哪些中断源？可分为哪几类？

答：共有三类五个中断源，分别是外部中断两个、定时中断两个和串行中断一个

根据中断源产生的位置可以分成片内中断和片外中断

根据中断源的引发是由硬件产生还是软件运行结构影响的分成软件中断、硬件中断

根据中断源的性质可以把中断系统分成以下3类中断

6、中断的触发方式有2种，分别是电平触发和边沿触发

7、定时和计数的联系：都是在记录数的多少

区别：定时：记录内部机器周期的数量计数：记录外部引脚变化事件的次数

8、答：查询方式：

优点：程序思路清晰

缺点：单片机效率低

中断方式：

优点：单片机效率高

缺点：要设置主程序和中断子程序

9 中断优先级就是当所有中断源同时向单片机提出中断申请时，单片机判断的先后顺序；同一级别中外部中断源0的级别最高

10、80C51响应中断的条件

–①无同级或高级中断正在服务；

–②当前指令周期结束，如果查询中断请求的机器周期不是当前指令的最后一个周期，则不行；

–③若现行指令是RETI、RET或访问IE、IP指令，则需要执行到当前指令及下一条指令方可响应。串行通信的分类按照串行数据的时钟控制方式，串行通信可分为同步通信和异步通信两类。

80C51内部有两个独立的接收、发送缓冲器SBUF，SBUF属于特殊功能寄存器。发送缓冲器只能写入不能读出，接收缓冲器只能读出不能写入，二者共用一个字节地址（99H）。