单片机系统核心功能与结构详细解析指南

该思维导图概述了单片机系统的核心引脚功能、时钟电路与时序、复位系统、存储结构、I/O系统、扩展功能及特殊功能单元。重点描述了电源引脚、时钟控制、复位条件、存储器结构、四个并行I/O口以及特殊功能寄存器等内容。同时,涵盖了总线控制、ISP编程接口和看门狗定时器等扩展和保护机制,提供了单片机系统的全面视角。

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# 单片机系统核心功能与结构详细解析指南
- 核心引脚功能
  - 电源引脚
    - Vcc 
      - +5V供电
    - Vss 
      - 接地
  - 时钟控制
    - XTAL1/XTAL2 
      - 外接晶振
      - 典型:12MHz
  - 存储控制
    - EA/VPP 
      - 外部程序存储访问使能
    - PSEN 
      - 外部程序存储器读选通信号
    - ALE/PROG 
      - 地址锁存使能
      - 兼编程脉冲输入
- 时钟电路与时序
  - 晶振电路
    - 连接方式
      - 并联22pF电容
      - 12MHz晶振
  - 机器周期
    - 12时钟模式
      - 1个机器周期=12个振荡周期
      - 12MHz晶振时周期≈1μs
  - 时序同步
    - PSEN信号与ALE信号
      - 同步控制总线操作
- 复位系统
  - 复位条件
    - RST引脚高电平持续>2个机器周期
  - 典型电路
    - 10kΩ电阻
    - 10μF电容
      - 构成上电复位
  - 复位后状态
    - PC=0000H
    - SFR寄存器
      - 清零
    - I/O口 
      - 置高电平
- 存储结构
  - 程序存储器
    - 8KB片内Flash 
      - 地址范围:0000H-1FFFH
    - 通过EA引脚 
      - 扩展至64KB外部ROM
  - 数据存储器
    - 256B片内RAM 
      - 地址范围:00H-FFH
    - MOV指令 
      - 直接/间接访问
- I/O系统
  - 4个并行I/O口
    - P0 
      - 8位开漏双向口
      - 兼数据/低8位地址总线
    - P1 
      - 准双向I/O
      - 无复用功能
    - P2 
      - 准双向I/O
      - 兼高8位地址总线
    - P3 
      - 复用功能口
      - RXD/TXD/INT0/INT1等
  - 串行通信
    - UART全双工模式 
      - 波特率可编程
- 扩展功能
  - 总线控制
    - ALE锁存低8位地址
    - PSEN选通外部ROM
  - ISP编程接口
    - MOSI/MISO/SCK 
      - 三线串行编程
  - 外部扩展能力
    - 可扩展
      - 64KB程序存储器
      - 64KB数据存储器
- 特殊功能单元
  - SFR (特殊功能寄存器)
    - 基础寄存器
      - ACC
      - PSW
      - SP
      - DPTR等
    - 辅助寄存器
      - AUXR1
        - 控制时钟分频
        - 总线速度
  - 看门狗定时器
    - 超时复位保护机制
  - 中断系统
    - 5个中断源
    - 两级优先级控制
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