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第1章 MCS-51单片机的结构与原理;1.1 典型单片机性能概览 1.2 MCS-51单片机硬件结构及引脚 1.3 MCS-51单片机的工作方式 1.4 单片机的时序 1.5 C8051F系列片上系统（SOC）简介; 典型单片机有MCS-51、MSP430、EM78、PIC、Motorola、AVR等。 MCS-51为主流产品，性能如表1.1.1。 MSP430为低电压、低功耗产品，功能较强，主要应用于智能小区及四表系统。性能如表1.1.2。 EM78为低功耗产品，价格较低，优越的数据处理功能。性能如表1.1.3。 PIC为低电压、低功耗、大电流LCD驱动、低价格产品，性能如表1.1.4。 Motorola是世界上最大的单片机生产厂家之一，品种全、选择 余地大、新产品多。其特点是噪声低，抗干扰能力强，比较适合于工控领域及恶劣的环境。性能如表1.1.5。 AVR为高速、低功耗产品，支持ISP、IAP，I/O口驱动能力较强。性能如表1.1.6。;表1.1.1 MCS-51系列单片机的性能一览表;1.2 MCS-51单片机硬件结构及引脚;;（1）运算器 组成：ALU（Arithmetic Logic Unit）、A（Accumulator）、B、 PSW（Program Status Word）、TMP1和TMP2等。 功能：完成算术运算和逻辑运算。 （2）控制器 组成：PC（Program Counter）、IR（Instruction Register）、ID（Instruction Decoder）、SP、DPTR、定时控制逻辑和振荡器OSC等电路。 功能：CPU根据PC中的地址将欲执行指令的指令码从存储器中取出，存放在IR中，ID对IR中的指令码进行译码，定时控制逻辑在OSC配合下对ID译码后的信号进行分时，以产生执行本条指令所需的全部信号。 ;2. 存储器;（1）程序存储器 一般将只读存储器（ROM）用做程序存储器。可寻址空间为64KB，用于存放用户程序、数据和表格等信息。;（2）数据存储器; 内部RAM的20H～2FH单元为位寻址区，既可作为一般单元用字节寻址，也可对它们的位进行寻址。位地址为00H～7FH。 CPU能直接寻址这些位（称MCS-51具有布尔处理功能），位地址分配如右表所示。;3．特殊功能寄存器（SFR） ;;（1）程序计数器PC（Program Counter） 按机器周期自动+1 的16位计数器； 物理上是独立的，PC不属于SFR存储器块； 当前PC值总指向下一条（将要执行的）指令所在首地址； 寻址范围为64KB，但不可???接寻址；但可以通过转移、调用、返回等指令改变其内容，以控制程序执行的顺序； 一切分支/跳转/调用/中断/复位等操作的本质就是改变 PC 值。 （2）累加器A （Accumulator） 8位寄存器，又记做ACC， 是一个最常用的专用寄存器。在算术/逻辑运算中用于存放操作数或结果。 （3）寄存器B 8位寄存器，专门为乘除法指令设计，也作通用寄存器用。;（4）工作寄存器 内部RAM的工作寄存器区00H～1FH，分成四个组（区），每个组（区）有8个寄存器，分别用R0～R7表示，称为工作寄存器或通用寄存器，其中，R0、R1还经常用于间接寻址的地址指针。在程序中通过程序状态字寄存器（PSW）第3、4位设置工作寄存器区。 （5）程序状态字PSW （Program Status Word） 程序状态字PSW是8位寄存器，用于存放程序运行的状态信息，PSW中各位状态通常是在指令执行的过程中自动形成的，但也可以由用户根据需要采用传送指令加以改变。其定义格式如下页表所示。;其中：Cy：进借位标志； AC：辅助进借位标志； F0 ：用户标志； RS1、RS0：工作寄存器组（区）选择（如下表所示）； OV：溢出标志位，有溢出时置1； P：奇偶标志位。A中有奇数个1时置1。 CPU随时监视着A中的“1”的个数,并反映在PSW中。;;（6）数据指针DPTR（Data Pointer） 16位专用寄存器，既可为16位，也可为两个独立的8位寄存器DPH （高8位） 、DPL （低8位）。 DPTR主要用作16位间址寄存器，访问程序存储器和片外数据寄存器。 （7）堆栈指针SP（Stack Pointer） 堆栈是一种数据结构，是内部RAM的一段区域。