MCS单片机结构和原理.ppt

2.1 MCS-51系列单片机特性 MCS-51系列单片机虽已有10多种产品，但可分为两大系列： MCS-51子系列中主要有8031、8051、8751 三种类型。 MCS-52子系列也有3种类型8032、8052、8752。各子系列配置见下表所示。 MCS—51系列单片机芯片均为40个引脚, HMOS工艺制造的芯片采用双列直插（DIP）方式封装, 其引脚示意及功能分类如图2―3所示。 CMOS工艺制造的低功耗芯片也有采用方型封装(PLCC)的, 但为44个引脚, 其中4个引脚是不使用的 VCC（40脚）: 接+5 V电源正端; VSS（20脚）: 接+5 V电源地端 2.3 从引脚使用二看单片机 采用内部时钟方式时, 片内的高增益反相放大器通过XTAL1、 XTAL2外接作为反馈元件的片外晶体振荡器（呈感性）与电容组成的并联谐振回路构成一个自激振荡器, 向内部时钟电路提供振荡时钟。 振荡器的频率主要取决于晶体的振荡频率, 一般晶体可在1.2～12 MHz之间任选, 电容C1、 C2可在5～30 pF之间选择, 电容的大小对振荡频率有微小的影响, 可起频率微调作用。 PC=0000H 表示复位后程序的入口地址为0000H; PSW=00H, 其中RS1(PSW.4)=0, RS0(PSW.3)=0, 表示复位后单片机选择工作寄存器0组; SP=07H 表示复位后堆栈在片内RAM的08H单元处建立; P0口～P3口端口电平为全1状态; 定时器/计数器、 串行口、 中断系统等特殊功能寄存器复位后的状态对各功能部件工作状态的影响, 将在后续有关章节介绍 2.4.1 中央处理器CPU 中央处理器是单片机内部的核心部件, 它决定了单片机的主要功能特性。 它由运算部件和控制部件两大部分组成 运算部件以一个可进行8位算术运算和逻辑运算的单元ALU为核心, 加上8位累加器A、 寄存器B、 暂存器TMP1和TMP2、 程序状态寄存器PSW（FLAG）及专门用于位操作的布尔处理机组成的，它能实现数据的算术逻辑运算, 位变量处理和数据传送操作。 CY（PSW.7）——进位标志位。 AC（PSW.6）——辅助进位（或称半进位）标志。 F0（PSW.5）——由用户定义的标志位。 RS1（PSW.4）、 RS0（PSW.3）——工作寄存器组选择位。 OV（PSW.2）——溢出标志位。 由硬件置位或清零 PSW.1——未定义位。 P（PSW.0）——奇偶标志位。 布尔处理（即位处理）是MCS—51单片机ALU所具有的一种功能。 单片机指令系统中的布尔指令集（17条位操作指令）, 存储器中的位地址空间, 以及借用程序状态标志寄存器PSW中的进位标志CY作为位操作“累加器”, 构成了单片机内的布尔处理机。 2.4.2 51单片机存储器及存储空间 2.5 并行输入/输出接口 2.5 并行输入/输出接口 2.5 并行输入/输出接口 2.5 并行输入/输出接口 并行I/O口总结 ?　　　　　　 输入：MOV A,P0　该引脚无锁存功能，也可位访问（先给端口写入１） l 通用Ｉ／Ｏ方式　　　　　　 　　　　　　　 输出：MOV　P0,#data　写端口，要锁存，也可位访问，其中Ｐ０接上拉电阻 端口操作：ORL P0，#data等“读　修改　写”指令，读的是锁存器。 l地址/数据复用： 只有Ｐ０具有 用于访问片外存贮器，MOVX，MOVC指令或执行外部程序存贮器中的程序 　　　　　　　　　 ?　　l? 高８位地址线：Ｐ２具有 　　　　　有外部程序存贮器，执行时自动访问该外部存贮器 有外部ＲAＭ，且按１６位编址 ? ＭＯＶＸ　　Ａ,@ＤＰＴＲ ＭＯＶＸ　　@ＤＰＴＲ，Ａ ＭＯＶＣ　　Ａ,@Ａ＋ＰＣ ＭＯＶＣ　　Ａ,@Ａ＋ＤＰＴＲ l? 第２功能　 Ｐ３口有５个输入功能，３个输出功能 　　　　　　　　 2 控制部件 控制部件是单片机的神经中枢，它包括程序计数器PC、指令寄存器IR、指令译码器ID、振荡和定时电路等部件。 程序计数器PC：由两个8位的计数器PCH和PCL组成，共16位，PC实际上是程序的字节地址计数器，PC中的内容可对64KB的ROM（程序存储器）直接寻址，也可对片外RAM寻址。 指令寄存器IR、指令译码器ID仅限于CPU对其操作，用户没有办法编程改变这些寄存器的值。 MCS—51单片机存储器从物理结构上可分为: 片内、 片外程序