《单片机原理、应用及c51程序设计》第2章_单片机基本原理.ppt

* 第2章 单片机基本原理 第2章 单片机基本原理 2.1 MCS-51系列单片机简介 MCS-51系列单片机是美国Intel公司在1980年推出的高性能8位单片机，它包含51和52 两个子系列。 对于51子系列，主要有8031、8051、8751 三种机型，它们的指令系统与芯片引脚完全兼容，仅片内程序存储器有所不同，8031芯片不带ROM，8051芯片带4KROM，8751芯片带4KEPROM。51子系列的主要特点为： ◆8位CPU。 ◆片内带振荡器，频率范围1．2~12MHZ。 ◆片内带128字节的数据存储器。 ◆片内带4K的程序存储器。 ◆程序存储器的寻址空间为64K字节。 ◆片外数据存储器的寻址空间为64K字节。 ◆128个用户位寻址空间。 ◆21个字节特殊功能寄存器。 ◆4个8位的并行I/O接口：P0、P1、P2、P3。 ◆2个16位定时器/计数器 ◆2个优先级别的5个中断源。 ◆1个全双工的串行I/O接口，可多机通信。 ◆111条指令，含乘法指令和除法指令。 ◆片内采用单总线结构。 ◆有较强的位处理能力。 ◆采用单一+5V电源。 对于52子系列，有8032、8052、8752 三种机型。52子系列与51子系列相比大部分相同，不同之处在于：片内数据存储器增至256字节；8032芯片不带ROM，8052芯片带8KROM，8752芯片带8KEPROM；有3个16位定时器/计数器；6个中断源。本书以51子系列的8051介绍MCS-51单片机的基本原理 2.2 MCS-51系列单片机的结构原理 2.2.1 MCS-51系列单片机的基本组成 CPU ROM/EPROM RAM 定时/计数器 并行接口 串行接口 中断系统 P0 P1 P2 P3 TXD RXD INT0 INT1 T0 T1 XTAL1 XTAL2 时钟电路 PSEN ALE RESET XLAT1 P0.0~P0.7 P2.0~P2.7 RAM地址 寄存器 RAM P0锁存器 P2锁存器 EPROM或 ROM 程序地址 寄存器 缓冲器 B寄存器 ACC 暂存器2 暂存器1 ALU PSW SP PC增量器 PC DPTR P0驱动器 P2驱动器 特殊功能 寄存器 指令 寄 存器 定时 及 控制 P1锁存器 P3锁存器 P1驱动器 P3驱动器 振荡器 Vss P1.0~P1.7 P3.0~P3.7 EA XLAT2 Vcc 2.2.2 MCS-51系列单片机的内部结构 2.2.3 MCS-51系列单片机的中央处理器（CPU） 一．运算部件 运算部件以算术逻辑运算单元ALU为核心，包含累加器ACC（简称A）、B寄存器、暂存器、标志寄存器PSW等许多部件，它能实现算术运算、逻辑运算、位运算、数据传输等处理。 标志寄存器PSW是一个8位的寄存器，它用于保存指令执行结果的状态，以供程序查询和判别。 P - OV RS0 RS1 F0 AC C D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 C（PSW.7）：进位标志位。 AC（PSW.6）：辅助进位标志位。 F0（PSW.5）：用户标志位。 RS1、RS0（PSW.4、PSW.3）：寄存器组选择位。 3组（18H-1FH） 1 1 2组（10H-17H） 0 1 1组（08H-0FH） 1 0 0组（00H-07H） 0 0 工作寄存器组 RS0 RS1 OV（PSW.2）：溢出标志位。 P（PSW.0）：奇偶标志位（偶）。若累加器A中1的个数为奇数，则P置位，若累加器A中1的个数为偶数，则P清零。 【例2-1】 试分析下面指令执行后，累加器A，标志位C、AC、OV、P的值？ MOV A，#67H ADD A，#58H 加法运算过程如下： 67H 58H 0 1 1 0 0 1 1 1 B + 0 1 0 1 1 0 0 0 B 1 0 1 1 1 1 1 1 =0BFH 则执行后累加器A中的值为0BFH，由相加过程得C=0、AC=0、OV=1、P=1。 二．控制部件 控制部件是单片机的控制中心，它包括定时和控制电路、指令寄存器、指令译码器、程序计数器PC、堆栈指针SP、数据指针DPTR以及信息传送控制部件等。它先以振荡信号为基准产生CPU的时序，从ROM中取出指令到指令寄存器，然后在指令译码器中对指令进行译码，产生指令执行所需的各种控制信号，送到单片机内部的各功能部件，指挥各功能部件产生相应的操作，完成对应的功能。 2.2.4 MCS-51系列单片机的存储器结构 MCS-51单