MCS-5单片机系统结构-仪器信息网.PPT

2 MCS-51单片机系统结构 2.1 电子计算机、微型计算机、单片机的硬件组成结构 核心级——微处理器 中央处理机，简称CPU （Central Processing Unit），是计算机的核心，主要包括： 运算器ALU 控制器CU 寄存器组Registers 微处理器是集成在一个芯片上的CPU 实现运算功能和执行指令的控制功能 硬件级——微型计算机 以微处理器为核心，配上只读存储器(ROM)、读写存储器(RAM)、输入/输出(I/O)接口电路及系统总线等部件，就构成了微型计算机。 能存储程序与数据、运行程序、对外传输数据 将CPU及部分存储器、I/O接口集成在一片超大规模集成电路芯片上，称为单片微型计算机，简称单片机。 系统级——微型计算机系统 以微型计算机为中心，配以相应的外围设备以及控制微型计算机工作的软件，就构成了完整的微型计算机系统。 微型计算机如果不配有软件，通常称为裸机。 软件分为系统软件和应用软件两大类。 明确3个概念3个层次的区别 微处理器（Microprocessor） 一个大规模集成电路芯片的CPU 内含控制器、运算器和寄存器等 微机中的核心芯片 微型计算机（Microcomputer） 通常指主机部分：微处理器+内存+ I/O接口 还有一般的说法：微机、微型机、 微型计算机系统（Microcomputer system） 指由硬件（主机及外设）和软件共同组成的完整的计算机系统，真正可投入使用的计算机。 微型计算机系统的层次结构 二、微型计算机的结构 特点： 以微处理器（CPU）为核心 CPU与其他部件间通过三总线连接 总线：连接功能部件间的一组公共信号线 地址总线AB：CPU输出地址码信号选择被访问的具体的存储单元、I/O端口 *地址线的根数决定了CPU的寻址范围。 *CPU的寻址范围 = 2n， n-地址线根数 如： 8位地址码，可寻址 28 =256 个存储单元 16位地址码，可寻址 216 = 64K 个存储单元 数据总线 DB：CPU与存储器、I/O接口之间 (双向)传送数据的公共通路。 * 数据总线的条数决定CPU一次最多可以传送的数据宽度（位数）。 如：8位机的DB有8条，CPU一次可读写8位数据 16位机的DB有16条，CPU一次可读写16位 控制总线 CB：用来传送各种控制或状态信号 * CPU送出和接受的对存储器、I/O接口读写 及中断等控制信号 内存存放当前运行的程序和数据 类型分ROM、RAM 特点：CPU快速存取，容量有限 几个概念： 内存单元的地址和内容 内存容量 内存的操作 内存单元的地址和内容 内存包含有很多存储单元，为区分不同的内存单元，计算机对每个内存单元进行编号，内存单元的编号就称为内存单元的地址 每个内存单元存储若干位二进制数据即存储单元内容， 如每单元8bit二进制数据 内存操作 存储器读：将指定内存单元的内容取出送到CPU中， 该内存单元的内容不因此而被改变； 存储器写：CPU将数据放入指定内存单元，该内存 单元中原来的内容被覆盖； 内存读写的步骤为： CPU把要访问的内存单元的地址放到AB上 若是写操作, CPU紧接着把要写入的数据放到DB上 CPU发出读写命令 数据被写入指定的单元或从指定的单元读出到DB 若是读操作， CPU紧接着从DB上取回数据 内存储器的分类（3.1) ?随机存取存储器RAM（ Random Access Memory ） ?特点：可读可写，断电后RAM 中的信息会丢失。RAM常用于存放经常要改变的程序或中间计算结果。 ?按制造工艺分为 1.双极型RAM 速度快，功耗大，集成度低，价格贵。 2.MOS型RAM ?静态RAM（SRAM）：只要有电源加于RAM，数据就能长期保存。 ?动态RAM（DRAM）：写入的信息只能保持几毫秒时间，必须定时重写（刷新）。电路复杂，价格便宜。 五、微型计算机的输入/输出接口 输入/输出接口（I/O接口），是CPU与外部设备间的桥梁,也编有I/O端口地址由AB选通。 一、内部（片内）RAM ?堆栈 (P15) ?什么是堆栈？ 是RAM中一个 专用的连续存 储区，是一种 单端读写操作 的存储结构。 51单片机的堆 栈在片内RAM 开辟。 ?堆栈指针（SP）：8位寄存器，用来存放堆栈的栈顶地址。单片机复位后，SP=07H。