〈新〉第二章 MCS51系列单片机结构与指令系统.ppt

第一章 单片机基础知识 1.1 MCS51系列单片机基础结构 1.1.1 MCS51系列单片机的特点 1.1.2 MCS51系列单片机内部结构 1.1.3 应用系统构成及扩展 1.2 指令系统及汇编程序设计 1.2.1 寻址方式 1.2.2 指令说明 1.2.3 伪指令 第一章 单片机基础知识1.1 MCS51系列单片机基础结构 本节内容提要 1.1.1 MCS51系列单片机的特点 1.1.2 MCS51系列单片机内部结构 一、中央处理器 二、存储组织 三、片内并行接口 四、内部资源 1.1.3 应用系统构成及扩展 一、典型应用系统构成 二、外部存储器的扩展 1.1 MCS51系列单片机基础结构1.1.1 MCS51系列单片机的特点 单片机又称为微控制器，它是在同一个硅片上集成了各种部件的微型计算机； 不同种类的单片机，甚至是同一系列单片机，片上所集成的部件种类可能有很大的不同； 标准的MCS51系列单片机具有如下特点： 8位CPU及布尔处理机 片内振荡器及时钟电路 32根IO口线 外部ROM及RAM均可寻址64KB范围 多种片上集成的部件（定时器、串口、中断管理器等） 1.1 MCS51系列单片机基础结构1.1.1 MCS51系列单片机的特点 标准51的基本结构示意图 1.1 MCS51系列单片机基础结构1.1.2 MCS51系列单片机内部结构 1.1 MCS51系列单片机基础结构1.1.2 MCS51系列单片机内部结构 一、中央处理器 1、8051的中央处理器由ALU及控制逻辑构成 ALU(算术逻辑运算单元)可完成加减乘除、与、或、异或以及位运算； 程序状态字PSW为一个8位的寄存器，用于保存本次运算的特征； 1.1 MCS51系列单片机基础结构1.1.2 MCS51系列单片机内部结构 一、中央处理器 2、控制逻辑及基础时序周期 控制逻辑包括定时控制部件、指令寄存器、译码器、地址指针DPTR和程序计数器PC； 时钟是时序的基础，8051的基础时钟可以由片上振荡器或外部提供； 8051的基本时序周期分为振荡周期、时钟周期、机器周期和指令周期 8051的时钟和基本时序周期 基本时序周期 振荡周期：振荡源的周期（P周期） 时钟周期：包含两个振荡周期（S周期） 机器周期：包含6个时钟周期 指令周期：完成一条指令所占用的时间 1.1 MCS51系列单片机基础结构1.1.2 MCS51系列单片机内部结构 二、存储组织 CPU对存储器的管理可以分为两类 哈佛结构：程序存储器和数据存储器分开 普林斯顿结构：只有一个统一的逻辑地址空间 8051的存储组织包含多个地址重叠空间 内部RAM（0-0xFF） 外部RAM（0-0xFFFF ） 特殊功能寄存器SFR（0x80—0xFF） 程序存储器ROM（0-0xFFFF） 1、MCS51系列单片机存储组织图解 （1）工作寄存器组图解 51单片机内部有4组工作寄存器组 工作寄存器组1：0~0x7 工作寄存器组2：0x8~0xF 工作寄存器组3：0x10~0x17 工作寄存器组4：0x18~0x1F 通过PSW中的RS1,RS0两位可以选择当前的工作寄存器组 每组寄存器有8个8位的寄存器 R0,R1,R2,R3,R4,R5,R6,R7 寄存器组中的每个寄存器可以用名字访问，也可以用绝对地址访问 （2）可位寻址区图解 可位寻址区共有16个字节共128位 该区每个字节都有8个位地址 对该区的访问既可以对整个字节访问，也可以直接访问某一位，如： 第23H字节 第16H位 （3）特殊功能寄存器SFR SFR的每个寄存器具有特殊的功能，它们和片内部件一起构成完整的逻辑部件 与CPU相关 与片上外围部件相关 SFR中的有些寄存器可以位寻址，这些寄存器或位都有名字 （4）MCS51系列单片机的堆栈 堆栈是在内存中专门开辟出来的按照“先进后出”的原则进行存取的存储器区域。堆栈指针SP就是专门用来指示堆栈栈顶位置的。在使用堆栈之前，先对SP赋值，这个值称为栈底。 堆栈有向上生长型和向下生长型两种，8051的堆栈为向上生长型 MCS51单片机的堆栈只能位于内部RAM，栈底由SP决定 三、8051的并行IO口 四、8051的内部资源 MCS51系列单片机包含多中用户可使用的片上部件 串行口 同步方式、异步方式 可变波特率 定时/计数器 16位计数器 可外部输入脉冲 中断系统 5个中断源（INT0、INT1、T0、T1、UART） 两个中断优先级别 每个片上部件均为可编程部件，其寄存器被安排在SFR区域中； 标准51的基本结构示意图 1.1 MCS51系列单片机基础结构