第1章 MCS-51单片机.ppt

MCS-51单片机内部结构 存 储 器 特殊功能寄存器 时钟电路和复位电路 引脚 MCS-51系列单片机有多种型号的产品： 普通型（51子系列） 8051、8031、8751、89C51、89S51等。 增强型（52子系列） 8032、8052、8752、89C52、89S52等。 它们的结构基本相同，其主要差别反映在存储器配置上。 8031片内没有程序存储器 8051内部设有4KB的掩模ROM程序存储器 8751是将8051片内的ROM换成EPROM 89C51则换成4KB的闪速EEPROM 89S51结构同89C51， 4KB的闪速EEPROM可在线编程 增强型（52）的存储容量为普通型的一倍 本课以 8XX51 代表这一系列的单片机。 51系列单片机内部结构如图1-1所示。 1.1.2 CPU CPU是单片机的核心部件。它由运算器和控制器等部件组成。 1. 运算器 运算器的功能是 进行算术运算：加、减、乘、除、加1、减1、比较、BCD码十进制调整等 逻辑运算：与、或、异或、求反、循环等逻辑操作 位操作：内部有布尔处理器，它以进位标志位C为位累加器，用来处理位操作。可对位置 “1”、对位清零 、位判断等。 操作结果的状态信息送至状态寄存PSW（含进位C）。 2.程序计数器PC 程序计数器PC是16位的寄存器，用来存放即将要执行的指令地址，可对64KB程序存储器直接寻址。 执行(外部程序区)指令时，PC内容（地址）的低8位经P0口输出，高8位经P2口输出。 3.指令寄存器IR(不可编程操作) 指令寄存器中存放指令代码。 CPU执行指令时，由程序存储器中读取的指令代码送入指令寄存器，经指令译码器译码后由定时与控制电路发出相应的控制信号，完成指令功能。 1.2 存 储 器 MCS-51的储存器结构与常见的微型计算机的配置方法不同（哈佛结构）,它将程序存储器和数据存储器分开,各有自己的寻址方式、控制信号和功能。 程序存储器用来存放程序和始终要保留的常数。 数据存储器存放程序运行中所需要的常数和变量。 从物理空间看,MCS-51有四个存储器地址空间： 片内数据存储器、片外数据存储器 片内程序存储器、片外程序存储器 MCS-51存储器物理结构见下图所示： 引脚 EA(外部地址；低电平有效) 的接法决定了程序储存器的0000~0FFFH 4KB地址范围是在单片机片内还是片外。 1.2.1 程序储存器 程序存储器用来存放编制好的始终保留的固定程序和表格常数。 程序储存器以程序计数器 PC 作为地址指针，通过16位地址总线，可寻址的地址空间为64KB。 在8051/8751/89C51 片内，分别内置最低地址空间的4KB ROM/EPROM程序储存器（内部程序储存器）；而在8031片内，则无内部程序储存器，必须外部扩展EPROM。 MCS-51单片机中64KB内、外程序储存器的地址是统一编排的。 8031单片机无内部程序存储器，地址从0000H～FFFFH都是外部程序存储空间。-EA应始终接地。 对于内部有ROM的单片机（51、52系列），-EA引脚接高电平，使程序从内部ROM开始执行。当PC值超出内部ROM的容量时，会自动转向外部程序存储器空间。外部程序存储器地址空间为1000H～FFFFH。（-PSEN作为选通控制信号） 访问程序存储器使用MOVC指令。 程序存储器中的几个特殊地址的使用： 地址 用途 0000H 复位操作后的程序入口 0003H 外部中断0服务程序入口 000BH 定时器0中断服务程序入口 0013H 外部中断1服务程序入口 001BH 定时器1中断服务程序入口 0023H 串行口中断服务程序入口 由于两入口间地址之间的存储空间有限，因此在编程时，通常在这些入口地址开始的两三个地址单元中，放入一条转移类指令，已使相应的程序转到指定的程序存储器区域中执行。 1.2.2 外部数据存储器 用于存放随机读写的数据。 外部I/O口地址影像区。 MCS-51单片机的外部数据存储器和外部I/O口实行统一编址 ，并使用相同的 作选通控制信号，均使用 MOVX 指令访问。 MCS-51 单片机最多可扩展64