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2 MCS-51单片微机系统结构 一、MCS-51单片机的逻辑结构 2.内部逻辑结构 二、8051单片微机引脚功能说明 主电源引脚（Vss、Vcc）20脚、40脚 外部振荡器引脚（XTAL1、XTAL2）19脚、18脚 控制、选通或电源复用引脚 RST/ VPD（9脚）：复位输入/备用电源输入复用 ALE/ PROG（30脚）：允许地址锁存信号输出/编程脉冲输入 PSEN（29脚）：访问外部程序存储器选通信号 EA/ VPP（31脚）：访问内部或外部程序存储器选择信号/编程电压输入 多功能I/O口引脚 P0口（32～39脚） P1口（1～8脚） P2口（21～28脚） P3口（10～17脚）：提供第二特殊功能 （RXD/TXD/INT0/INT1/T0/T1/WR/RD） 三、中央处理器CPU 运算器 运算器包括算术／逻辑运算部件(ALU)、布尔处理器、暂存器、累加器A、寄存器B、程序状态字寄存器（PSW）等等。运算器主要用于实现算术/逻辑运算、位操作运算和数据传送等操作。下面介绍运算器的各组成部分。 1、算术／逻辑部件ALU 2、累加器A 3、寄存器B 4、程序状态字寄存器PSW 【累加器A】 地址：E0H 存放操作数，是ALU输入的一个重要来源 是ALU运算结果的暂存单元，用于存放运算的中间结果 是数据传送的中转站，单片机中的大部分数据传送都通过累加器进行 在变址寻址方式中把累加器作为变址寄存器使用 【寄存器B】 主要用于乘除运算 乘法：乘积的高8位存于B中，低8位存于A中 除法：B中为余数，A中为商值 例如： MUL AB A×B→（BA） B中高8位 A中低8位 DIV AB A÷B→（A） 商 （B） 余数 【程序状态字PSW】 CY(PSW·7):进位标志位。在进行加法（或减法）运算时，若运算结果最高位有进位或借位，则CY自动置“1”，否则CY置“0”，在进行布尔操作运算时，CY（简称C）作为布尔累加器。 AC(PSW·6):辅助进位标志位。当进行加法或减法时，若低4位向高4位有进位（或借位）时，AC被置“1”，否则AC被置“0”。在十进制调整指令中AC还作为十进制调整的判别位。 F0(PSW·5):用户标志位。用户可用软件对F0位置“1”或清“0”以决定程序的流向。 OV(PSW·2):溢出标志位，当运算结果溢出时OV置“1”，否则为“0”，此标志位反映了运算结果是否溢出。OV＝C7○C6 有符号数超过范围：-128～127 乘法积超过255 除数为0 【程序状态字PSW】(续) PSW.1：未定义位。 P（PSW·0）：奇偶标志位。MCS-51单片机采用的是偶校验。当累加器A中“1”的个数为奇数时，P置“1”，否则P置“0”。此位反映累加器A中内容“1”的奇偶性，它常常用于机间通信。 RS1(PSW·4)、RS0(PSW·3)：工作寄存器组选择位。用来选择当前工作的寄存器组。每个寄存器组有8个8位得工作寄存器。用户通过改变RS1 、RS0的内容来选择当前工作寄存器组。RS1、RS0的内容与工作寄存器组的对应关系如表所示。 控制器　 1）指令寄存器IR和指令译码器ID 指令寄存器是存放指令代码的地方。当执行指令时，CPU把从程序存储器中读取的指令代码送入指令寄存器，然后指令译码器译码后由定时控制电路发生相应的控制信号，最终完成指令所规定的操作。 2）程序计数器PC（16位） 程序计数器PC的功能与普通微机相同，它用来存放CPU执行的下一条指令的地址。当一条指令按照PC所指的地址从程序存储器中取出后，PC会自动加1，指向下一条指令。程序计数器PC是一个16位的寄存器，可寻址64KB的程序存储器空间。不可对PC寻址，不能读写。 3）堆栈指针SP（8位） 遵循先进后出的原则，SP总是指向栈顶且装有数据.数据称为堆栈元素。 4）数据指针DPTR（16位） DPH：DPTR的高位字节， DPL：DPTR的低位字节 四、时钟电路、时序 振荡电路 时钟电路 时序 1）基本概念 （1）振荡周期 Tosc 振荡周期指为单片机提供定时信号的振荡源的周期，即晶体振荡器直接产生的振荡信号的振荡周期。 （2）时钟周期 S 时钟周期是振荡周期的两倍。是对振荡器2分频的信号。时钟周期又称状态周期，用S来表示，一个时钟周期，分为两个节拍，P1和P2节拍。P1节拍通常完成算术逻辑操作，P2节拍通常完成内部寄存器间数据的传递。 2）时序之间的关系 （3）机器周期 一个机器周期由6个时钟周期组成，即S1～S6，如果把一条指令的执行过程划分为几个基本操作，则完成一个基本操作所需的时间称为机