[信息与通信]8051单片机2单片机硬件结构.ppt

第二章 MCS-51单片机的硬件结构 第二章 单片机的硬件结构 2.1 单片机的硬件整体结构 2.2 微处理器 2.3 存储器 2.4 I/O并行端口 2.5 时序电路 2.6 复位电路 2.7 电源引脚 2.8 单片机最小系统 2.1 单片机的硬件整体结构 一、单片机的硬件组成 存储程序控制原理（冯·诺依曼原理）： 用二进制形式表示数据和指令；将程序（数据和指令序列）预先存放在主存储器中，使计算机在工作时能够自动高速地从存储器中取出指令，并加以执行。 五大基本部件： 存储器、控制器、运算器、输入接口和输出接口 2.1 单片机的硬件整体结构 用算盘计算 36＋163×156－166÷34 2.1 单片机的硬件整体结构 2.1 单片机的硬件整体结构 二、单片机的总线 总线（Bus）的概念： 所谓总线，就是单片机内各种器件或芯片用来相互传送数据信息的公共通道。 三总线： 地址总线（AB，Adress Bus） 数据总线 （DB，Data Bus） 控制总线 （CB，Control Bus） 2.1 单片机的硬件整体结构 常用控制总线的引脚： ALE: 地址锁存允许， 访问片外ROM、RAM时，下降沿锁存P0口低八位地址 EA：访问片外程序存储器 RD: 外部数据存储器读信号 WR：外部数据存储器写信号 PSEN：片外ROM读控制，在CPU访问外部程序存储器期间，该信号有效 2.2 微处理器 作用： 读入并分析每条指令，控制单片机的各部件执行指定的运算或操作 构成： 运算器 控制器 特殊功能寄存器SFR(Special Function Register)中与运算器相关的部分 2.2 微处理器 1. 运算器 (8位) 2.2 微处理器 2. 控制器 2.3 存储器 一、51单片机存储器结构 二、片内RAM 三、片内ROM 四、片外RAM和片外ROM 2.3 存储器 一、 51单片机存储器结构 随机存取存储器RAM CPU在运行时能随时进行数据的写入和读出，但在关闭电源时，其所存储的信息将丢失。它用来存放暂时性的输入输出数据、运算的中间结果或用作堆栈 只读存储器ROM 写入信息后不易改写，断电后，ROM中的信息保留不变。用来存放固定的程序或数据，如台式PC机的BIOS 2.3 存储器 2.3 存储器 二、 片内RAM 1. 工作寄存器区： 特点：速度快 分4组，每组8个单元 每组都可用R0～R7作为单元的编号 由程序状态字PSW中的RS0、RS1决定。 RS1RS0=00，0组为当前工作寄存器组， RS1RS0=01，选定1组为当前。。。。 2.3 存储器 二、 片内RAM 2. 位寻址区： 说明：20H～2FH，共16个字节，每个字节8位，一共128个位，这128位每位都有一个地址，从00H～7FH。(参见P29 表2-4) WHY： 由于计算机中大量使用了布尔运算,也就是一个位的与或非等逻辑运算,因此,有位寻址功能将更直接的运算. 有了位寻址，CPU就可以通过位操作指令对这些位进行置1、清0、取反等操作。实际应用时，可以用这些位表示一些状态 二、 片内RAM 3. 通用数据缓冲区(30H-7FH)： 存放数据或运算的结果 作堆栈用 2.3 存储器 二、 片内RAM 4. 特殊功能寄存器(80H～FFH)：21个，专用于控制、 管理单片机内算术逻辑部件、 并行I/O口锁存器、 串行口数据缓冲器、 定时器/计数器、 中断系统等功能模块的工作 与运算器有关的寄存器 指针类寄存器 与串并口相关的寄存器 与中断相关的寄存器 与定时/计数器相关的寄存器 2.3 存储器 与运算器有关的寄存器 指针类寄存器 与串并口相关的寄存器 与中断相关的寄存器 与定时/计数器相关的寄存器 2.3 存储器 与运算器相关的寄存器(3个) ： (1) 累加器ACC，8位，用于向ALU提供操作数，许多运算的结果也存放在累加器中 (2)寄存器B，8位。主要用于乘、除法运算。也可以作为RAM的一个单元使用 乘法时，B中放乘数，乘积高8位放在B中 除法时，B中放除数，余数存放在B中 其他运算时，可作为一般数据寄存器暂存数据 2.3 存储器 与运算器相关的寄存器(3个) ： (3) 程序状态字寄存器PSW 2.3 存储器 与运算器相关的寄存器(3个) ： (3) 程序状态字寄存器PSW 区分OV和CY： CY 进位标志，运算后结果是否超出无符号数的范围（0～255） OV 溢出标志，运算后结果是否超出有符号数的范围（-128～127） OV=CY⊕CS