第章_MCS-单片机结构和时序_肖金球著.ppt

第2章 MCS-51单片机结构和时序 §2.1 MCS-51单片机结构 §2.1.1 MCS-51单片机结构 §2.1.2 MCS-51的封装与引脚 §2.1.3 MCS-51的CPU结构 2.运算器主要包括：P16 （1）算术逻辑运算单元ALU （2）累加器A（Accumulator） 也叫ACC （3）B寄存器 （4）程序状态字寄存器 （5）堆栈指针 §2.1.4 存储器结构 1. 存储器结构与地址空间 MCS-51系列单片机存储器结构采用哈佛（Harvard） 结构，程序存储器与数据存储器各自独立，分别有自己 的地址空间、寻址方式与控制系统。 （1）4种物理存储空间 P20; （2）3种逻辑存储空间； 片内ROM与片外ROM统一编址，最大范围为0000H ~ FFFFH，最大容量64KB。 （1）对于8051，其片内ROM地址范围为0000H ~ 0FFFH，共4KB；片外ROM最大范围为： 0000H ~ FFFFH，最大容量64KB。这样，片内与片外ROM的低4KB出现地址重叠现象。当运行0000H ~ 0FFFH这低4KB范围的程序时作何选择（运行片内的还是运行片外的）？答案是由引脚/EA控制！ ◆ 当/EA=1，内部4KB ROM有效，外部ROM从1000H开始有效；即：CPU首先运行内部ROM中的程序，只有当PC计数大于等于1000H时才转向外部ROM中的程序； ◆当/EA=0，内部4KB ROM无效，从0000H开始直接运行片外ROM中的程序； 对于8031等无片内ROM的芯片而言，/EA端必须接低电平。 （2）附加要点 ◆ 访问片内、片外ROM的指令均为MOVC; ◆ 复位后，PC的值为0000H，也就是说CPU从程序存储器的0000H地址处开始取指令执行程序；但由于0003H ~ 0032H单元被保留用于中断向量地址，所以应该在0000H单元处放置一条绝对转移指令以跳过这些单元。 3. 数据存储器（RAM） 从前面已知：数据存储器RAM在物理和逻辑上都可 分为两个地址空间，一个是片内的256B的RAM，一个是 最大64KB的片外RAM。 （1）片内RAM 片内RAM的最大可寻址范围为256个单元，这256个 单元又可以分为两个独立的、功能不同的区间。 （见P22图2-8） Ⅰ：低128字节的RAM，地址为00H~7FH，主要包括： 工作寄存器区、位寻址区与用户通用RAM区。 Ⅱ：高128字节的RAM，地址为80H~FFH，被映射为特殊功能寄存器。 4. 片内低128字节RAM详述（00H~7FH） （1）工作寄存器区 地址为00H~1FH的32个单元，以8个单元为一组，共分 成4组，称为工作寄存器区。组内的编号为R0~R7。 （2）位寻址区 地址为20H~2FH的16个字节单元共包括128位，是 可位寻址的RAM区。这16个单元既可字节寻址，也 可位寻址。当进行位寻址时，其对应的地址00H~7FH。 表2-6 位寻址区的位地址 （3）用户RAM区 地址为30H~7FH 共有80个字节单元，可以采用字节寻址的方式供用户使用。 （4）关于堆栈 原理上讲，堆栈可以设在内部RAM区的任意地方，但由于很多区域有其特殊用途，故堆栈一般设在30H ~ 7F H 之间。 MCS-51单片机的堆栈是从低地址向高地址生长的，复位后SP的内容为07H，若不重新定义，则以07H为栈底，进栈的数据从08H单元开始存放。 5.片内高128字节RAM—SFR 区 （P24） §2.1.4输入/输出端口结构 概述： MCS-51单片机有4个并行双向8位I/O端口，分别为P0、P1、P2和P3，共32根I/O口线，每个I/O线均由锁存器，输出电路和输入缓冲器组成。每个I/O既可作输入又可作输出，作输出时可锁存数据，作输入时可缓冲数据。 另外MCS-51单片机还有一个全双工可编程串行I/O端口。 （2）P0口的功能 （P. 27） ① 作一般I/O口使用 ◆ 用作输出口 此时，输出驱动电路T2是开漏电路，需外接上拉电阻； ◆ 用作输入口 此时，有两种读操作：“读锁存器”和“读引脚”。 读引脚时，三态缓冲器2开通，端口数据直接读到内部总线。 读锁存器时，三态缓冲器1开通，从锁存器中读取数据，进行处理后数据重新写入锁存器中。 ② 作地址数据线使用 当CPU对片外存储器进行读写时，P0口用作地址总线低8位/数据总线（分时使用） 2. P1口组