高教_第章单片机结构与原理.ppt

第2章?单片机的结构与工作原理 教学目的：了解80C51系列单片机的内部结构、工作原理 、存储器结构、时序及复位电路等硬件内容。 教学重点：1.内部主要组成及工作原理 ； 2.存储器结构特点； 3.I/O 的复用结构及应用特点； 4 .时序及复位电路的作用。 教学难点：1 .特殊功能寄存器的作用； 2 .堆栈及堆栈指针的作用。 2．1 单片机的结构 2.1.1 标准型单片机的组成及结构 图 2－2 AT89S51/52内部结构框图 各主要部分的作用 中央处理器（CPU） 数据存储器（内部RAM） 程序存储器（内部ROM） 定时/计数器 并行I/O口 串行口 时钟电路 中断系统 2. 1. 2 单片机的引脚定义与功能 1. 主电源引脚GND和VCC 2. 时钟电路引脚XTAL1和XTAL2 3. 控制信号引脚 RST / VPP ALE/ 4. 输入／输出引脚(P0、P1、P2和P3端口引脚) 2．2 80C51的存储器 2.2.1 存储器概述 1．存储器中常用名词术语 存储单元 、位（bit） 、字长 、字节 （Byte） 、容量单位 。 2. 存储单元地址 每个存储单元唯一的固定编号就称为存储单元的地址。 3．半导体存储器的分类 （1）只读存储器ROM（Read Only Memory） （2） 随机存储器RAM(Random Access Memory) （3） 可改写的非易失存储器  2．2．2 存储器结构和地址空间 80C51系列单片机的存储器在物理结构上可以分为如下4个存储空间： · 片内程序存储器； · 片外程序存储器； · 片内数据存储器； · 片外数据存储器。 但在逻辑上，即从用户使用的角度上，80C51系列有三个存储空间： · 片内外统一编址的64KB的程序存储器地址空间（用16位地址）； · 片内数据存储器地址空间，寻址范围为00～FFH； · 64KB片外数据存储器地址空间。 2.2.3 程序存储器 1.程序存储器的结构和地址分配 程序存储器 用16位地址指针PC和DPTR，寻址范围为64kB。可选择片内程序存储器或片外程序存储器。片外程序存储器必须通过并行扩展总线扩展，同时应将片外程序存储器选择引脚EA接地；选择片内程序存储器时，EA接高电平。 2.程序存储器的入口地址 0000H： 复位后，程序将自动从0000H开始执行 80C51有5个中断源，其相应的入口地址安排在程序存储器的固定单元，这些入口地址不得随意被其它程序指令占用 ： 0003H：外部中断0入口。 000BH：定时器0溢出中断入口。 0013H：外部中断1入口。 001BH：定时器1溢出中断入口。 0023H：串行口中断入口。 002BH：定时器2溢出中断入口。只有AT89S52/C52有） 2.2.4 数据存储器 1．片内数据存储器的结构及操作 片内数据存储器采用 8位地址指针，寻址范围为 256 B，分为两部分:00H～7FH为可直接寻址和间接寻址空间；80H～FFH直接寻址的空间为SFR空间，不能作数据存储器用。 对于AT89C52/S52还有一块只能间接寻址的地址为80H～FFH的数据存储器。 2．低128字节RAM · 通用工作寄存器区 · 位寻址区 · 用户RAM区 3．高128字节用户RAM区 仅AT89S52有 4．片外数据存储器的结构及操作 片外数据存储器和外围扩展电路统一编址，可寻址范围为64 KB。 片外数据存储器寻址空间的数据传送使用专门的MOVX指令。片外数据存储器只能和累加器A交换数据，通过地址指针DPTR或工作寄存器Ri间接寻址。 2. 3 特殊功能寄存器SFR 80C51单片机中，在片内RAM的80H～FFH空间建立了集中的特殊功能寄存器SFR空间，通过该空间的SFR实现对80C51系列单片机内部资源的运行管理操作、位地址空间的操作等。这种集中的、归一化操作管理寄存器的模式是单片机内部资源操作管理的重要方式。 采用SFR操作管理方式后，单片机内各种单元电路都可按照可编程集成器件的运行管理方式，通过对SFR的读写来实现操作管理。 访问这些专用寄存器仅允许使用直接寻址的方式。 2.3.1 80C51系列的SFR 80C51系列的SFR 在数量与功能上大同小异， 它们离散地分布在片内数据存储器的高128字节地址80H～FFH中，但他们是不能作为数据存储器使用的，所以对这些特殊功能寄存器是不能随意写入数字的，特别是功能部件中的控制寄存器，不同的数字将