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第2章MCS-51的内部结构 本章内容 MCS-51的总体结构 CPU的基本组成 CPU的时序及辅助电路 MCS-51的存储器结构 MCS-51的引脚及片外总线结构 本章内容 MCS-51的总体结构 CPU的基本组成 CPU的时序及辅助电路 MCS-51的存储器结构 MCS-51的引脚及片外总线结构 8051？ MCS-51系列？ MCS-51单片机的基本特性 8位CPU和指令系统。 4K的ROM或EPROM； 256字节的内部RAM； 4个可编程的并行I/O口； 1个全双工的串行口； 2个16位定时器/计数器； 5个中断源； 1个片内时钟振荡器和时钟电路； 可寻址64K的ROM和64K的外部RAM。 本章内容 MCS-51的总体结构 CPU的基本组成 CPU的时序及辅助电路 MCS-51的存储器结构 MCS-51的引脚及片外总线结构 CPU的基本组成 微型计算机的基本结构： CPU+存储器+I/O接口+系统总线 1、运算器 包括：算术逻辑运算部件（ALU）、累加器A、 B寄存器、程序状态字寄存器PSW、 暂存寄存器等。 功能：实现对操作数的算术逻辑运算和位操作。 （1）ALU（Arithmetic Logic Unit） 主要功能： ①对传至CPU的数据进行加减乘除等算术运算； ②与或非等逻辑操作 ③位处理功能，如位置1、位清零等，多用于“控制”。 输出： ①运算结果通过内部总线送回到累加器A中。 ②运算后产生的标志位输出至程序状态字PSW。 （2）累加器A（Accumulator） 功能：存放操作数，是ALU的输入之一，也是ALU运算结果的暂存单元。 如：ADD A, 20H; 该指令的含义:以累加器A内容作为被加数，与存放在内部RAM的20H单元中内容相加，相加后的结果仍放到A中。 （3）B寄存器 主要功能： ①乘法中，ALU的两个输入分别为A、B，运算结果，A中放积的低8位，B中放积的高8位。 ②除法中，被除数取自A，除数取自B，商数存放于A，余数存放于B。 ③其他情况下，B寄存器可以作为内部RAM中的一个单元使用。 （4）程序状态字寄存器PSW ——（Program Status Word） 8位寄存器，用于寄存当前指令执行的某些状态。其中某些位状态可由软件方法设定。 奇偶校验位P、溢出标志位OV、半进位标志位及进位标志位C都是ALU运算结果的直接输出。 ①P——奇偶标志位，PSW.0 用以表示累加器A中值为1的个数的奇偶性： 若累加器8位二进制数中“1”的位数是奇数，P=1（奇校验）；否则P=0（偶校验）。 如（A）则P=0 在串行通信中，通过PSW.0来检验传输数据的可靠性。 ②OV——溢出标志位，PSW.2 主要用于带符号数的运算中。 对于单字节二进制补码，能表示的数的范围是 -128~127，超出这个范围称为溢出。 OV=1表示结果溢出，否则OV=0。 如：两数相加 结果OV=? ③C——进位标志位 在进行加法或减法运算时，如果操作结果的最高位有进位或借位时，C=1，反之C=0。 ⑤RS1、RS0——工作寄存器组选择位 用于设定当前工作寄存器的组号。工作寄存器共有4组。 工作寄存器组地址编码如下表： 2、控制器 组成：程序计数器（PC）、数据指针、堆栈指针、指令寄存器、指令译码器、时钟发生器和定时控制逻辑等。 （1）程序计数器（PC） 16位专用寄存器，可寻址范围：0000H～FFFFH，共64 KB。存放下一条将要执行的指令的地址。（指向程序存储器） PC的工作过程：(指令都存放在ROM中，有自己的存放地址)读指令时，CPU将PC中的数据经地址总线传送到ROM，PC自动加1，指向下一条指令地址。 PC值的变化： 系统复位时，PC=0000H。 CPU顺序执行指令时，PC自动加1. 在执行条件转移或无条件转移指令时，PC将被置入转移的目的地址，程序的流向发生变化。 在执行调用指令或响应中断时，将子程序的入口地址或中断矢量地址送入PC，程序的流向发生变化。 （2）数据指针DPTR 16位特殊功能寄存器，作为片外RAM或I/O寻址用的地址寄存器。(指向数据存储器) 既可以作为16位寄存器使用，也可以作为两个8位寄存器处理，其高8位用DPH表示，低8位用DPL表示。 访问片外RAM或I/O的指令（作间接寄存器）：