单片机_第2章_.ppt

单片机原理及其应用 南通大学电气工程学院 第2章 AT89S51单片机的硬件结构 §2.1 AT89S51单片机的硬件结构 功能部件组成 (1) 8位CPU; (2) 128 Byte RAM; (3)4K Flash ROM; (4) 4个8位并行口 (5) 1个串行口; (6) 2个16位定时器; (7) 1个WDT (8) 5个中断源; (9) 26 Byte SFR (10)低功耗节电模式 (11)3个程序加密锁定位 §2.2 AT89S51的引脚 双列直插封装(DIP) 40 脚， 表面贴装 44 脚(4个空引脚) 引脚分类： 1、电源及时钟引脚： VCC、VSS、XTAL1、XTAL2 2、控制引脚： PSEN、ALE、EA、RST 3、I/O口引脚： P0、P1、P2、P3 §2.3 AT89S51的CPU 由运算器和控制器所构成。 运算器主要进行算术、逻辑运算和位操作； 控制器主要进行指令识别，并根据指令性质控制单片机各个部件，保证单片机自动、协调地工作。 一、 运算器 由算术逻辑运算单元ALU、累加器A、位处理器C、程序状态字寄存器PSW等组成。 1、ALU 算术运算：加、减、乘、除； 逻辑运算：与、或、异或、求补等； 位操作 ：置位、清零，以及位与、位或、位求补等。 2、累加器A(或ACC) (1)是ALU的运算数据源之一，又是运算结果的存放单元。 (2)数据传送大多经过累加器A，是使用最频繁的寄存器。 3、程序状态字寄存器PSW 包含程序运行过程中各种状态 (1)CY: 进位标志位，同时又是位处理的位累加器。 (2)AC: 辅助进位标志位，用于BCD码的十进制调整运算。 (3)F0：用户使用的状态标志位。 P OV RS0 RS1 F0 AC CY D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 (4)RS1、RS0：4组工作寄存器区选择控制位。 RS1 RS0 所选的4组寄存器 0 0 0区（内部RAM地址00H～07H） 0 1 1区（内部RAM地址08H～0FH） 1 0 2区（内部RAM地址10H～17H） 1 1 3区（内部RAM地址18H～1FH） (5)OV：溢出标志位 指示运算是否产生溢出。各种算术运算指令对该位的影响情况较复杂，将在第3章介绍。 (7)P：奇偶标志位，串行通讯中用。 P=1，A中“1”的个数为奇数 P=0，A中“1”的个数为偶数 二、控制器 1．程序计数器PC（Program Counter） 存放下一条要执行的指令在程序存储器中的地址。 基本工作方式： (1)程序计数器自动加1 ； (2)执行有条件转移或无条件转移指令时，程序计数器将被 置入新的数值，从而使程序的流向发生变化； (3)在执行调用子程序调用或中断调用，完成下列操作： ① PC的现行值保护； ② 将子程序入口地址或中断向量的地址送入PC。 2．指令寄存器IR、指令译码器及控制逻辑电路 一条指令需取指、译码、执行三个阶段。 §2.4 AT89S51存储器的结构 采用数据与程序空间分开的哈佛(Har-vard)结构。 一、程序存储器空间： 1、内部： 8051(4K)、 8052(8K)、8031(无)。 2、总寻址能力64K(内部＋外部、或外64K)。 二、数据存储器空间： 1、内部(以8051为例)： (1) 128字节通用存储器(00-7FH)： 分工作寄存器区、可位寻址区、用户RAM区。 (2) 特殊功能寄存器SFR (80-FFH)： 只使用26字节，其余字节不可用。 2、外部64K。 3、总寻址能力内部＋外部 。 §2.4.1 程序存储器 存放应用程序和表格数据等常数，分片内和片外两部分，