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[]第二章 单片机硬件结构含作业
单片机原理及应用技术 李艳 机械学院 第二章 MCS-51系列单片机的结构 本章内容: 单片机主要结构 单片机引脚分布 单片机基本组成 存储器 并行口 CPU 时钟电路/复位电路 第二章 MCS-51系列单片机的结构 单片机主要结构 单片机是在一块芯片上集成了CPU、存储器、各种输入/输出接口和定时器/计数器。 第二章 MCS-51系列单片机的结构 单片机主要结构 第二章 MCS-51系列单片机的结构 第二章 MCS-51系列单片机的结构 单片机主要组成 第二章 MCS-51系列单片机的结构 单片机引脚分布(引脚排列图) 第二章 MCS-51系列单片机的结构 单片机引脚分布(引脚排列图) 第二章 MCS-51系列单片机的结构 单片机引脚分布(引脚排列图) 第二章 MCS-51系列单片机的结构 单片机中存储器分两种: 程序存储器 :存放程序和表格常数 。可扩展外部ROM到64KB ROM/EPROM/E2PROM 数据存储器 :存放中间结果,数据暂存。可扩展外部RAM到 64KB RAM 第二章 MCS-51系列单片机的结构 单片机中存储器的地址 第二章 MCS-51系列单片机的结构 单片机中存储器的地址 第二章 MCS-51系列单片机的结构 程序存储器ROM 51单片机可扩展的最大空间为64K; 整个ROM分为片内和片外,CPU访问哪一个,由控制引脚EA决定;(对于8031,EA固定接低电平,对于8051,8751等, EA固定接高电平) 存储器中存在地址重叠,片内和片外0000H-0FFFH地址重叠,在单片机中通过不同指令来自动区分; 系统复位(RST)后,程序入口地址在0000H。 第二章 MCS-51系列单片机的结构 程序存储器ROM入口地址(P10.表2.2) 0000-0002H 初始化程序入口。CPU在复位后,总是从 0000H 单元开始执行程序,所以,此处一般设 置一条无条件转移指令。 0003H-000BH 外部中断INT0的处理程序入口。 000BH-0012H 计数器/定时器T0的溢出中断处理程序入口。 0013H-001BH 外部中断INT1的处理程序入口。 001BH-0022H 计数器/定时器T1的溢出中断处理程序入口。 0023H-002AH 串行口中断处理程序入口。 第二章 MCS-51系列单片机的结构 数据存储器RAM 片内RAM空间为256B, 编址为00H-FFH; 00H-1FH为4组工作寄存器区; 20H-2FH既可作为字节地址,也可作为位寻址; 30H ~ 7FH作为数据寄存区,存放中间数据; 80H ~ FFH为特殊功能寄存器区。 第二章 MCS-51系列单片机的结构 通用工作寄存器(00H-1FH) 存取速度快,快速保护现场; 指令优势: 共4组R0-R7, 任选其中一组使用; 由寄存器PSW(程序状态字)决定使用哪一组。 第二章 MCS-51系列单片机的结构 通用工作寄存器 PSW 第二章 MCS-51系列单片机的结构 位寻址区(20H-2FH) 共16个字节,共128个位; 既可按字节寻址,又可按位寻址; 地址分配如表2.4(P12); 可进行位变量的传送、控制、逻辑运算等操作。 第二章 MCS-51系列单片机的结构 特殊功能寄存器SFR(80H-FFH) P14表2.5 21个8位的SFR,离散分布在128个字节的空间上,其他剩余空间不可用。 有些是双重寻址,有些只能字节寻址。 累加器A,B寄存器,PSW,堆栈指针SP,数据指针DPTR。 第二章 MCS-51系列单片机的结构 特殊功能寄存器SFR 堆栈指针SP 对程序现场进行保护:PC,寄存器等入栈。 程序返回恢复现场:出栈。 复位后SP指向07H 通常,MOV SP,30H 入栈:SP先加1,再将断点进栈; 出栈: SP先断点出栈,再减1。 先进后出,后进先出。 四个结构和功能各异的I/O端口 P0口 P1口 P2口 P3口 8位CPU,其主要的性能指标: 时钟频率,也叫主频。由外部振荡器提供。 8位位数,也称字长。 缓存,书上为暂存器。决定CPU运行速度和效率。 数据运算功能:+-* /算术运算;+1/-1运算; 位操作;逻辑操作;数据传送操作。 第二章 MCS-51系列单片机的结构 时钟电路 第二章 MCS-51系列单片机的结构 CPU的时序 CPU执行指令是在时序控制下进行的。
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