嵌入式系统设计基础-第二章.pptVIP

第二章 MCS-51单片机结构 掌握51单片机的内部结构和存储器结构 了解端口结构 掌握管脚功能 了解CPU时序及其它电路 可编程全 双工串行口 振荡器和时序 OSC 外时钟源 程序存储器 4KB ROM 数据存储器 256B RAM/SFR 2×16位 定时器/计数器 8051 CPU 64KB总线 扩展控制器 内中断 外中断 控制 可编程I/O 并行口 串行通信 外部事件计数 2.1.1 51单片机的内部结构 中央处理器CPU：内部核心部件 运算器-用于实现算术逻辑运算、位变量处理、移位和数据传送等操作。以算术逻辑单元ALU为核心，累加器ACC、寄存器B、程序状态字PSW以及十进制调整电路和位操作的布尔处理器等组成的。 算术逻辑单元ALU：用来完成二进制数的四则运算和布尔数的逻辑运算。 累加器ACC：它既可用于存放操作数，也可用来存放运算的中间结果 寄存器B：为ALU进行乘除运算设置的。 程序状态字PSW：通过对运算结果的判断,影响程序状态标志寄存器的有关标志位。 布尔处理器：以进位标志(Cy)作为累加位，以内部RAM中所有可位寻址的位作为操作位或存储位。具有相应的位操作指令系统。 控制器-控制器是CPU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、数据指针DPTR、堆栈指针SP以及定时控制与条件转移逻辑电路等。 形成各种控制信息 IR 指令1 ID 译码 指令1 指令2 ROM 能找出单元地址的电路PC 0000H 0001H ROM 数据传输 运算 2.1.2 存储器结构 0000H 0FFFH 片外 ROM EA=0 1000H FFFFH 片外 ROM 片内 ROM EA=1 片外RAM 或I/O 0000H FFFFH 256B内部RAM 2.1.2 存储器结构 8051单片机在系统结构上采用哈佛型，它将程序和数据分别存放在两个存储器内，一个称为程序存储器，另一个称为数据存储器。因此，8051的存储器在物理结构上分程序存储器(ROM)和数据存储器(RAM)，有四个物理上相互独立的存储空间，即片内ROM和片外ROM，片内RAM和片外RAM。 片外ROM 片内ROM =1 片外ROM =0 FFFFH 1000H 0FFFH 0000H 片外RAM或 I/O口 0FFFFH 0000H 8051存储器配置图 256B内部RAM ROM：片内0000H ～0FFFH；片外0000H～FFFFH统一编址的程序存储器。 RAM：片内00H ～FFH；片外0000H～FFFFH统一编址的数据存储器或I/O口地址空间。 RAM片内外低256B地址重叠， RAM与ROM64KB地址全部重叠。 如何寻址？采用不同的操作指令及控制信号EA、PSEN的选择，因此不会发生混乱。 一、8051内部寄存器配置 专用寄存器区 SFR 工作寄存器区 二、特殊功能寄存器SFR 累加器ACC（E0H）： 累加器ACC为8位寄存器，是CPU中使用最频繁的寄存器。它既可用于存放操作数，也可用来存放运算的中间结果。MCS-51单片机中大部分单操作数指令的操作数就取自累加器ACC，许多双操作数指令中的一个操作数也取自累加器ACC，单片机中的大部分数据操作都是通过累加器ACC进行的。 MOV P1，A ；MOV A，B MOVX @DPTR，A 寄存器B（F0H）：乘除法中的一个专用寄存器。也可用于 一般寄存器用。 数据指针寄存器DPTR（83H、82H）：数据指针DPTR为16位寄存器。它的功能是存放16位的地址，作为访问外部数据存储器和I/O口时的地址。编程时，DPTR既可按16位寄存器使用，也可以按两个8位寄存器分开使用，即DPH为DPTR的高8位，DPL为DPTR的低8位。 堆栈及堆栈指针SP 堆栈是一种数据结构，所谓堆栈就是只允许在其一端进行数据插入和数据删除操作的线性表。 数据写入堆栈称为插入运算(PUSH)，也叫入栈。 数据从堆栈中读出称为删除运算(POP)，也叫出栈。 堆栈的最大特点就是“后进先出”。常把后进先出写为LIFO(Last-In-First-Out)。 (1)堆栈的功能 堆栈是为程序调用和中断操作而设立的，具体功能是保护断点和保护现场。 (2)堆栈指针SP 8位，有栈顶和栈底之分，栈底地址一经设定后固定不变，它决定了堆栈在RAM中的物理位置。 为了指示栈顶地址，要设置堆栈指针SP。SP的内容就是堆栈栈顶的存储单元地址， SP初始化为07H，最好在内部RAM的30－7FH单元中开辟。 程序状态字寄存器PSW（D0H）： CY