1.1单片机的结构和时序.pptVIP

单片机原理与应用 授课教师: 曲培树 Tel: E-mail: qupsh@163.com MCS-51系列 单片机结构和工作原理 1 MCS-51系列单片机的内部结构 2 MCS-51单片机引脚功能 3 MCS-51单片机的工作方式 4 MCS-51单片机时序 什么是单片机？ ◆所谓单片机(Single Chip Microcomputer)，是指在一块芯片中集成有中央处理器(CPU)、存储器(RAM和ROM)、基本I/O接口以及定时器、计数器等部件，并具有独立指令系统的智能器件，即在一块芯片上实现一台微型计算机的基本功能。 特点是：体积小，控制功能强，性价比高等 1 MCS-51系列单片机概述 MCS-51系列单片机芯片技术指标 2 MCS-51单片机引脚功能 两种封装：1.双列直插式封装 2.方形封装 2.1 MCS-51单片机引脚及其功能 8051有40条引脚，共分为端口线、电源线和控制线三类 3.电源线（2条） VCC为+5V电源线; VSS为接地线 2.2 8031对片外存储器的连接 8051各功能部件划分为以下五部分: CPU 存储器 I/O端口 定时器/计数器 中断系统 1 CPU结构 8051内部CPU是一个字长为8位二进制中央处理单元，它对数据的处理是按字节为单位进行的。 CPU 由运算器（ALU）、控制器（定时控制部件等）、和专用寄存器组三部分组成 算术逻辑单元（ALU） ALU的功能是进行算术、逻辑运算、位变量处理和数据传送等操作。 8051 ALU由一个加法器、两个8位暂存器（TMP1与TMP2）和一个布尔处理器组成。 定时控制部件 定时控制部件起着控制器的作用，由定时控制逻辑、指令寄存器和振荡器OSC等电路组成。 定时控制逻辑 用于对指令寄存器中的指令码进行译码，并在OSC振荡器的配合下产生执行指令的时序脉冲，用以完成相应指令的执行 指令寄存器IR 用于存放程序存储器中取出的指令码 OSC振荡器 是控制器的心脏，能为控制器提供时钟脉冲，OSC振荡器产生矩形时钟脉冲序列，其频率是单片机的重要性能指标之一，时钟频率越高，单片机控制器的控制节拍就越快，运算速度也就越快。 专用寄存器组 专用寄存器组：用来指示当前要执行指令的内存地址，存放操作数和指示指令后的状态等。 专用寄存器主要包括： 程序计数器PC、累加器A、程序状态字PSW、堆栈指示器SP、数据指针DPTR和通用寄存器B等六部分 （1）程序计数器PC (Program counter) 16位计数器，能自动加1，保证指令顺序执行； 存放下一条需要执行指令的内存地址； 编址范围：0000H-FFFFH，共64K。也就是说8051对程序存储器的寻址范围为64K。 如果想为8051配置大于64KB的程序存储器，就必须在制造时加长程序计数器的位数。实际中64KB已经足够了。 （2）累加器A 累加器A 是一个具有特殊用途的8位二进制寄存器，专门用来存放操作数或运算结果(多于8位放不下)。 MOV A,#05H; ADD A,#03H; 第一条指令是把加数5送入累加器A，为执行第二条指令做准备，因此第二条指令执行前累加器A为加数5，在执行完第二条指令后把8存入A。 （3）通用寄存器B 寄存器B又称为乘法寄存器，它与累加器A协同工作，可进行乘法操作和除法操作。 在乘除指令中运用到寄存器B，乘法指令中的两个操作数分别取自于A、B寄存器，其结果也存放在A、B寄存器中，A存放乘积的低8位，B存放乘积的高8位； 除法指令中，被除数取自A，除数取自B，进行运算后，商数存放于A，余数存放于B。在一般状态下寄存器B也可作为普通的寄存器使用。 例： MOV A，#05H; MOV B, #03H; MUL AB ; BA←A×B=5×3 DIV AB ; A÷B=A…B （4）程序状态字PSW 程序状态字PSW是一个8位寄存器，用于指示指令执行后的状态信息，相当于一般微处理器的标志寄存器。其有关位用来表示ALU操作的结果状态或CPU的工作状态，供程序查询和判别，其各位的含义见表2-2(其中PSW1位未定义)。 各个标志位的含义如下： CY(PSW.7)：进位标志位，也可以记为C。在进行算术运算时，它表示加减运算过程中累加器A的最高位有无进位或借位。如果操作位在最高位有进位（加法）或借位（减法）时置1，否则清0。 AC（PSW.6）：辅助进位标志。（累加器A