第四章 MCS51单片机的基本结构及工作原理.ppt

第四章 MCS-51单片机的结构和原理 主要掌握 基本组成（内部资源） 存储器的配置 I/O口的应用功能 工作方式 时序及电路 第一节 MCS-51系列单片机的结构 以8051为代表讲解 基本组成 内部结构 特殊功能寄存器 一 基本组成框图 （P75） 二 8051的内部结构（见图P76） 算术逻辑部件ALU 定时控制部件 寄存器组 见下页 常用寄存器（PC、ACC、B） PC：程序地址寄存器，16位，执行指令后自动加一，常将PC值设置成程序第一条指令的内存地址。访问范围：0000~0FFFFH ACC：累加器，8位，特殊用途的寄存器，专门存放操作数或运算结果。 MOV A，#03H ADD A，#05H B ：8位，专门为乘除法而设置的寄存器 常用寄存器（PSW、SP、DPTR） PSW：程序状态字，8位，存放指令执行后的有关状态。（见P79） SP：堆栈指针，8位，专门存放堆栈的栈顶位置。遵循“先进后出”的原则。 注意：禁止用传送指令存放数据。 DPTR：数据地址指针，16位，存放程序存储器的地址和外部数据存储器的地址。 可 分DPH和DPL两个独立8位寄存器使用 寄存器区的使用 内部RAM的00~1FH分为4个区，每个区有8个单元，分别用R0~R7来表示。 RS1：RS2=00时：(R0)=20H RS1：RS2=01时：(R0)=20H RS1：RS2=10时：(R0)=20H RS1：RS2=11时：(R0)=20H 第二节 存储器配置 5个存储空间 片内/片外程序存储器64K（0000~0FFFFH）P81 128B 的片内数据存储器（00~7FH） 128B 特殊功能寄存器SFR（80~0FFH离散分布） 位寻址区（20H~2FH） 片外数据存储器64K（0000~0FFFFH） 第三节 输入/输出口（I/O口） 四个双向8位I/O口，共32根I/O口线，每个I/O线均由锁存器，输出电路和输入缓冲器组成。每个I/O既可作输入又可作输出，每一条口线可独立用作输入又可用作输出，作输出时可锁存数据，作输入时可缓冲数据。 P0口 输出时接上拉电阻 可驱动8个LSTTL负载 作A/D总线时，分时输出A0~A7 和D0~D7 P1口组成结构 P2口组成结构 P3口组成结构 I/O口小结：从应用功能上 P0：系统扩展；一般I/O口（输出时，需接上拉电阻。） P1：专供用户使用的I/O口 P2：系统扩展；通用I/O口 P3：功能口，每位独立定义；通用I/O口。 I/O口小结：负载能力 P0驱动8个LSTTL负载 P1~P3驱动3~4个LSTTL负载 I/O口小结：读入方式 每个I/O口均有两种读入方式（用命令区分） 读锁存器 读引脚 ANL A，#0FH MOV A，P1 注意：读引脚时，需先向锁存器写“1”。系统复位时，所有口锁存器均置“1”。 说明 双向口：可使引脚悬浮作高阻输入 准双向口：其引脚具有内部拉高电阻，其特点：当外部维持在低电平时，准双向口输入要能提供源电流，而外部低电平消失时，又会自动地使自己拉向高电平。 第四节MCS51的引脚功能 各类单片机均兼容，只是功能略有差异。 封装：双列直插（DIP） 方形：PLCC 扁平封装：QFP 第四节MCS51的引脚功能 管脚功能 P88 逻辑符号图 片外三总线 AB：P0口经地址锁存后提供低8位地址，P2口直接提供高8位地址 DB：P0口提供8位数据 CB：EA，ALE，PSEN ，RD，WR，RST等 时序电路及时序 时钟电路 内部方式P83 外部方式 时序：注意ALE的地址锁存 T机器=12T时钟（6个状态12拍） 取指令 执行指令 复位电路 RST引脚保持两个机器周期以上的高电平 复位电路 上电复位电路 外部复位电路 外部上电复位电路 抗干扰复位电路 单片机的工作方式 复位工作方式 正常工作方式 单步工作方式 编程工作方式 省电工作方式 思考题 片内RAM的容量？8051最大可配置的RAM/ROM容量？ 单片机主要有哪些组成部分？ 8051的PSEN、RD、WR的作用？ ALE线的作用？当8051不和RAM/ROM相连时，ALE线的输出频率是多少？ 堆栈的作用？堆栈指示器SP有多少位？ 时钟周期、机器周期和指令周期的含义？一个机器周期包含有多少个时钟周期？ * * P0口 输出 输入 读--修改-写操作 P0作A/D总线 P0口组成结构