第三章计犷机系统的组成与工作原理 本章学习目标 ◇3.1理解模型机的结构及工作过程 ◇32掌握单片机的结构 ◆3.2.1单片机的内部结构 ◆3.2,2单片机的引脚及功能 ◇33掌握单片机IO口的使用 ◇34掌握单片机应用系统的典型构成 12:30:2
12:30:28 第三章 计算机系统的组成与工作原理 本章学习目标 3.1 理解模型机的结构及工作过程 3.2 掌握单片机的结构 3.2.1单片机的内部结构 3.2.2 单片机的引脚及功能 3.3 掌握单片机I/O口的使用 3.4 掌握单片机应用系统的典型构成 3 21:18
322单片机的引脚及功能 1STC15F2K60S2单片机的引脚 ◇封装LQFP44装 孑阳图图同 (Low-profile Quad ADS/PO.5 33 P2.3/A11/M AD6/P062 32]P2/0N Flat Package) AD7P0. 7 31]P2. 1/A9/SC RxD2/CCPl/ADCO/P1.0 30 P2. 0/A8/RS TxD2/CCPO/ADC1/P1. 1[5 29P44/RD TxD22/P476 28】P43/SCLK ECI/SS/ADC2/P1.2 27 P4.2/WR MOSI/ADC3/P1.3 8 26 P4.1/MISO MISO/ADCA/P1.4 9 25P3.7NT3 SCLK/ADO5P15□10 24P36/NT2 XTAL2/RXD 2/ADC6/P1.611 23JP3.5//T0 图3-12STC15F2K60S2 单片机的引脚图 寸m9○ 12:30:2
12:30:28 3.2.2 单片机的引脚及功能 1.STC15F2K60S2单片机的引脚 封装:LQFP-44封装 AD6/P0.6 AD5/P0.5 P3.7/INT3/TxD_3/CCP2/CCP2_3 T2CLKO/INT4/RxD/P3.0 TxD2_2/P4.7 GND SS_3/MCLKO/RST/P5.4 XTAL1/TxD_2/ADC7/P1.7 XTAL2/RxD_2/ADC6/P1.6 INT1/P3.3 INT0/P3.2 P3.6/INT2/RxD_3/CCP1_3 P5.5 P4.4/RD T2/TxD/P3.1 ECI_3/T1CLKO/T0/P3.4 P3.5/T1/T0CLKO/CCP0_3 P4.1/MISO_3 P4.2/WR P2.2/A10/MISO_2 P2.1/A9/SCLK_2 P4.3/SCLK_3 P2.0/A8/RSTOUT_LOW P2.3/A11/MOSI_2 RxD2/CCP1/ADC0/P1.0 AD7P0.7 Vcc P0.2/AD2 P0.4/AD4 P0.3/AD3 P0.0/AD0 STC15F2K60S2 2 4 3 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 1 18 17 20 19 22 21 24 23 26 25 28 27 30 29 32 31 43 44 41 42 39 40 37 38 36 35 34 33 P2.4/A12/ECI_2/SS_2 P4.6/RxD2_2 P2.5/A13/CCP0_2 P2.7/A15/CCP2_2 P4.5/ALE P2.6/A14/CCP1_2 (a) TxD2/CCP0/ADC1/P1.1 ECI/SS/ADC2/P1.2 MOSI/ADC3/P1.3 MISO/ADC4/P1.4 SCLK/ADC5/P1.5 MOSI_3/P4.0 P0.1/AD1 图3-12 STC15F2K60S2 单片机的引脚图 21:18 （Low-profile Quad Flat Package） 4
1、STc15F2K60S2单片机的引脚 ◇DIP-40封装 AD0/P0.0 40F ALE/P4.5 ADI/PO. 1 2 39FP27/A15/CCP22 Dual lnline-pin Package AD2/P0.2 38P26/A14CCP12 37FP25/A13CCP02 双列直插式封装技术0m453240218232 35F P2.3/A11/MOSI 2 和LQFP48*比,没有P4.0,ADP67 34F P2. 2/A10/MISO 2 P43,P46,P47引脚 AD7/PO.78 33F P2. 1/A9/SCLK 2 RxD2/CCPI/ADCO/P10-9 32F P2.0/A8/RSTOUT LOW TxD2/CCPOADC1/P1.11 10 31F P4.4/RD ECI/SS/ADC2/P1.211 30F P4.2/WR MOSI/ADC3/P13-1 12 29F P4. 1/MISO 3 MISO/ADC4/P14-13 28F P3.7/INT3/TXD 3/CCP2/CCP23 SCLK/ADCS/P15114 27F P3.6/INT2/RXD 3/CCP1 3 XTAL2/RxD 2/ADC6/P1.6 15 26F P3.5/T1/TOCLKO/CCPO 3 XTAL1/TXD 2/ADC7P1.7 1 25F P3.4/TO/TICLKO/ECI 3 SS 3/MCLKO/RST/P5.4 17 24|P33/NT1 vc+18 23P32/ⅠNT0 全国中通 P5519 22FP3. 1/TxD/T2 GND 20 21FP3.0/RxD/INT4/T2CLKO 图3-12STC15F2K60S2单片机的引脚图 12:30:2
12:30:28 DIP-40封装 21:18 RxD2/CCP1/ADC0/P1.0 TxD2/CCP0/ADC1/P1.1 ECI/SS/ADC2/P1.2 MOSI/ADC3/P1.3 MISO/ADC4/P1.4 SCLK/ADC5/P1.5 XTAL2/RxD_2/ADC6/P1.6 XTAL1/TxD_2/ADC7/P1.7 P5.5 P3.0/RxD/INT4/T2CLKO P3.1/TxD/T2 P3.2/INT0 P3.3/INT1 P3.4/T0/T1CLKO/ECI_3 P3.5/T1/T0CLKO/CCP0_3 P3.6/INT2/RxD_3/CCP1_3 P3.7/INT3/TxD_3/CCP2/CCP2_3 SS_3/MCLKO/RST/P5.4 GND Vcc AD0/P0.0 AD1/P0.1 AD2/P0.2 AD3/P0.3 AD4/P0.4 AD5/P0.5 AD6/P0.6 AD7/P0.7 P4.1/MISO_3 ALE/P4.5 P2.7/A15/CCP2_2 P2.6/A14/CCP1_2 P2.5/A13/CCP0_2 P2.4/A12/ECI_2/SS_2 P2.3/A11/MOSI_2 P2.2/A10/MISO_2 P2.1/A9/SCLK_2 P2.0/A8/RSTOUT_LOW 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 40 39 38 37 36 35 34 33 32 31 30 29 28 27 26 25 24 23 22 21 (b) P4.4/RD P4.2/WR 图3-12 STC15F2K60S2单片机的引脚图 Dual Inline-pin Package 双列直插式封装技术 1、STC15F2K60S2单片机的引脚 5 和LQFP-44相比, 没有P4.0, P4.3, P4.6, P4.7引脚
1、STc15F2K60S2单片机的引脚 GND Vcc ◆STCl5F2K60S2单片 机的逻辑符号图 PS PO. 7/AD7 PO.6/AD6 SS3/ MCLKO代STP54 PO/ADS P04/AD4 PO口 TxD22/P4.7 PO3/AD3 RxD2 2/P4.6 PO 2/AD2 DIP-40 POI/AD ALE/P4.5 POO/ADO 封装无 RD/P4. 4 P4口 SCLK 3/P4.3 P1. 7/ADC7/TXD 2/XTAL1 WR/P4. 2 P1. 6/ADC6/RXD 2/XTAL2 MISO 3/P4. P1.5/ADCS/SCLK 图3-13 P1. 4/ADC4/MISO MOSI 3/P4.0 P1.3/ADC3/MOSI P1口 STCIF2K60S2 P1. 2/ADC2/SS/ECI STC15F2K60S P1. 1/ADC1/CCPO/TXD2 2单片机的逻CcnD3NF7 P1.O/ADCO/CCP1/RxD2 辑符号图 CCPl 3/RxD 3/INT2/P3.6 CCPO 3/TOCLKO/T1/P3.5 P2.7/A15/CCP2 P2. 6/A14/CCP1 ECI 3/TICLKO/TO/P3. 4 P3口 P2.5/A13/CCP0 2 INT1/P3.3 2 4/A12/ECI 2/SS 2 P2口 INTO/P3.2 P2. 3/A11/MOSI 2 P2. 2/A10/MISO 2 T2/xD/P3.1 P2.1/A9/SCLK T2CLKO/NT4/RXD/P3.0 P2. 0/A8/RSTOUT LOW
12:30:28 21:18 P1口 STC1F2K60S2 P3口 INT0/P3.2 INT1/P3.3 T2CLKO/INT4/RxD/P3.0 T2/TxD/P3.1 ECI_3/T1CLKO/T0/P3.4 CCP0_3/T0CLKO/T1/P3.5 P2口 P2.0/A8/RSTOUT_LOW P2.1/A9/SCLK_2 P2.2/A10/MISO_2 P2.3/A11/MOSI_2 P2.4/A12/ECI_2/SS_2 P2.5/A13/CCP0_2 P2.6/A14/CCP1_2 P2.7/A15/CCP2_2 P1.0/ADC0/CCP1/RxD2 P1.1/ADC1/CCP0/TxD2 P1.2/ADC2/SS/ECI P1.3/ADC3/MOSI P1.4/ADC4/MISO P1.5/ADC5/SCLK P1.6/ADC6/RxD_2/XTAL2 P1.7/ADC7/TxD_2/XTAL1 P0.4/AD4 P0.5/AD5 P0.6/AD6 P0.7/AD7 GND Vcc P0.0/AD0 P0.1/AD1 P0.2/AD2 P0.3/AD3 P0口 CCP1_3/RxD_3/INT2/P3.6 CCP2_3/CCP2/TxD_3/INT3/P3.7 P4口 ALE/P4.5 RD/P4.4 TxD2_2/P4.7 RxD2_2/P4.6 SCLK_3/P4.3 WR/P4.2 MISO_3/P4.1 MOSI_3/P4.0 SS_3/MCLKO/RST/P5.4 P5.5 STC15F2K60S2单片 机的逻辑符号图 1、STC15F2K60S2单片机的引脚 图3-13 STC15F2K60S 2单片机的逻 辑符号图 6 DIP-40 封装无
1、STc15F2K60S2单片机的引脚 ◆DIP-40封装的STC15F2K60S2单片机和LQFP-44封装相 比,除了没有P4.0、P4.3、P4.6、P4.7引脚外,其他 资源和的单片机完全相同。 ◆由于DIP封装的单片机焊接比较容易,因此,对于初 学者,最好选用DIP封装的单片机进行学习。 ◆注意:在实际应用中,设计单片机应用系统的原理图 时,一般应使用逻辑符号图,以便进行电路分析,而 设计应用系统的印刷电路板图时,必须使用单片机的 引脚图。 12:30:2
12:30:28 1、STC15F2K60S2单片机的引脚 DIP-40封装的STC15F2K60S2单片机和LQFP-44封装相 比，除了没有P4.0、P4.3、P4.6、P4.7引脚外，其他 资源和的单片机完全相同。 由于DIP封装的单片机焊接比较容易，因此，对于初 学者，最好选用DIP封装的单片机进行学习。 注意：在实际应用中，设计单片机应用系统的原理图 时，一般应使用逻辑符号图，以便进行电路分析，而 设计应用系统的印刷电路板图时，必须使用单片机的 引脚图。 7 21:18
1、STc15F2K60S2单片机的引脚 ◇引脚 ◆电源引脚 ◆外接晶体引脚 ◆控制和复位引脚 ◆输入/输出(I/0)引脚 (1)电源引脚 ◇Vcc:一般接电源的+5V。具体的电压幅度应参考 单片机的手册。 ◇GND:接电源地。 12:30:2
12:30:28 1、STC15F2K60S2单片机的引脚 引脚 电源引脚 外接晶体引脚 控制和复位引脚 输入/输出（I/O）引脚 21:18 （1）电源引脚 Vcc：一般接电源的＋5V。具体的电压幅度应参考 单片机的手册。 GND：接电源地。 8
1、STc15F2K60S2单片机的引脚 C2 (2)外接晶体引脚 单片机 XTAL2P1.6 ◇XTAL1和XATL2 ◇芯片内部一个反相放大 CI 器的输入端和输出端。 XTALJPI 常用于连接晶体振荡器。 GND ◆晶振频率可在4MHz~48MHz间选择,典型值是11092MHz (因设计单片机通信应用系统时,用这个频率的晶振可 准确地得到9600bits/s和19200bits/s的波特率)。 ◆电容C1、C2对时钟频率有微调作用,可在5~100p之间 选择,典型值是47pF。 12:30:2
12:30:28 1、STC15F2K60S2单片机的引脚 XT AL2 XT AL1 C2 C1 GND M 单片机 21:18 （2）外接晶体引脚 XTAL1和XATL2 芯片内部一个反相放大 器的输入端和输出端。 常用于连接晶体振荡器。 晶振频率可在4MHz～48MHz间选择,典型值是11.0592MHz （因设计单片机通信应用系统时，用这个频率的晶振可 准确地得到9600bits/s和19200bits/s的波特率）。 电容C1、C2对时钟频率有微调作用，可在5～100pF之间 选择，典型值是47pF。 9 /P1.6 /P1.7
(2)外接晶体引脚 ◆STCl5F2K60S2单片机内部集成高精度RC时钟,工作 时钟可用内部振荡器或外部晶振产生的时钟。 ◆40引脚和44引脚封装的STC15F2K60S2单片机出厂标 准配置是用外部时钟。内部集成的高精度RC时钟工 业环境下温漂为士1%,常温下温飘5‰,频率范围为 5MHz35MHz,可在编程时设置。对时钟频率要求不 太敏感的场合,内部R/C振荡器完全能够满足要求 ◆用内部R/C振荡器时钟时,XTAL1和XTAL2引脚悬空。 用在系统编程( In-System Programming,ISP)工具对 STC15F2K60S2单片机下载用户程序时,可在选项中 设置选用外部晶振时钟或者选用内部R/C振荡器时钟。 12:30:2
12:30:28 （2）外接晶体引脚 STC15F2K60S2单片机内部集成高精度R/C时钟，工作 时钟可用内部振荡器或外部晶振产生的时钟。 10 21:18 40引脚和44引脚封装的STC15F2K60S2单片机出厂标 准配置是用外部时钟。 用内部R/C振荡器时钟时, XTAL1和XTAL2引脚悬空。 用在系统编程(In-System Programming,ISP)工具对 STC15F2K60S2单片机下载用户程序时，可在选项中 设置选用外部晶振时钟或者选用内部R/C振荡器时钟。 内部集成的高精度R/C时钟工 业环境下温漂为±1%，常温下温飘5‰，频率范围为 5MHz~35MHz，可在编程时设置。对时钟频率要求不 太敏感的场合，内部R/C振荡器完全能够满足要求
(3)控制和复位引脚 ◇ALE(与P45复用) ◆功能:当访问外部存储器或外部扩展的并行I/0口时, ALE(地址锁存使能)输出用于锁存地址的低位字节。 ◆标准8051单片机的ALE脚对系统时钟进行6分频输出, 可对外提供时钟。 ◆当8051单片机时钟频率较高时,ALE脚是一干扰源。 ◆STC5F2K60S2单片机直接禁止ALE脚对系统时钟进行6 分频输出,彻底清除此干扰源,有利于系统抗干扰设计。 ◆若设计中需要单片机输出时钟,可用STC15F2K60S2单片 机的可编程时钟输出题(5.4/ MCLKO,T2CLKO/P3.0, T1CLK0/P34和T0CLK0/P3.5,见7.2节)对外输出时钟。 ◆STC15F2K60S2单片机的ALE引脚在用M0WX指令访问片外 扩展器件时输出地址锁存信号。 12:30:2
12:30:28 （3）控制和复位引脚 ALE（与P4.5复用） 功能：当访问外部存储器或外部扩展的并行I/O口时, ALE(地址锁存使能)输出用于锁存地址的低位字节。 标准8051单片机的ALE 脚对系统时钟进行6分频输出， 可对外提供时钟。 21:18 当8051单片机时钟频率较高时，ALE脚是一干扰源。 STC15F2K60S2单片机直接禁止ALE脚对系统时钟进行6 分频输出,彻底清除此干扰源,有利于系统抗干扰设计。 若设计中需要单片机输出时钟,可用STC15F2K60S2单片 机的可编程时钟输出脚(P5.4/MCLKO, T2CLKO/P3.0, T1CLKO/P3.4和T0CLKO/P3.5,见7.2节)对外输出时钟。 STC15F2K60S2单片机的ALE引脚在用MOVX指令访问片外 扩展器件时输出地址锁存信号。 11
1、STc15F2K60S2单片机的引题 ◇RST(与P54复用) ◆当振荡器运行时,在此引脚上出现两个机器周期的高 电平将使单片机复位。 ◆如果需要单片机接上电源就可以复位,则需要使用上 电复位电路。 单片机 Cr 1 OuF SS 3/MCLKO/RST /P5. 4 RST/VPD VPD传统 C51单片机备 R 用电源引脚 1OKQ 图3-15上电复位电路图 GND 12:30:2
12:30:28 1、STC15F2K60S2单片机的引脚 单片机 RST/VPD GND Cr 10uF Rr 10KΩ Vcc 21:18 RST（与P5.4复用） 当振荡器运行时，在此引脚上出现两个机器周期的高 电平将使单片机复位。 如果需要单片机接上电源就可以复位，则需要使用上 电复位电路。 图3-15 上电复位电路图 12 VPD: 传统 C51单片机备 用电源引脚 SS_3/MCLKO/RST /P5.4