单片机 2 MCS-51单片机结构及原理课件.pptVIP

第2章 MCS-51单片机结构及原理 本章内容： （1）MCS-51系列的8051的基本结构； （2）存储器结构及其配置； （3）P0、P1、P2、P3四个I/O口的基本工作原理 和操作特点； （4）单片机的时序 （5）复位 2.1.1 MCS-51的基本组成 MCS-51单片机（以8051为例，Intel产品） 1个8位CPU； 1个片内振荡器及时钟电路； 128字节RAM（数据存储器）； 4K字节ROM（程序存储器）； 2个16位定时器/计数器； 32条可编程的I/O线（四个8位并行I/O端口）； 1个全双工串行口； 5个中断源； （1）电源线 ＋5V供电 VCC （40）——＋5V GND （20）—— 地 （4）控制信号线 ALE（30）——地址锁存控制信号 （Address Latch Enable）， ALE用于将地址总线的低八位锁存。该信号频率为晶振频率 的1/6，可作为外部定时或时钟使用。 （31）——内外程序存储器选择控制 （External Access Enable） ＝0，CPU对程序存储器的操作仅限于单片机外部程序存储器。 ＝1， CPU对程序存储器的操作从单片机内部程序存储器开始，并可延伸到单片机的外部程序存储器。 （5）部分引脚的第二功能(复用，同一个引脚被双重定义) （5）部分引脚的第二功能 程序存储器固化所需的信号 编程脉冲 ALE/PROG 编程电压 /VPP 备用电源引入 RESET/VPD: 当电源电压下降到某个给定下限时，备用电源由该引脚向单片机芯片内部RAM供电，以保护内部RAM的内容不丢失。 （一） 中央处理器（CPU） CPU由运算器和控制器组成，它是单片机的核心，完成运算和控制操作。 （1）累加器A（8位） 功能：暂存操作数及保存运算结果； A是MCS-51单片机中最繁忙的寄存器； （2）寄存器B（8位） 功能：用于乘法、除法运算，对于其它指令可作为一个寄存器使用； （3 ）程序状态字寄存器PSW（8位） 功能：存放累加器A在运算过程标志位（P，OV，AC，Cy）的状态；指出CPU所使用的当前工作寄存器组。 （4）布尔处理器Cy 实现各种位逻辑运算和传送；MCS-51具有一个位寻址空间。 （5） TMP1和TMP2为8位暂存寄存器 存放参与预算的操作数。 2. 控制器 组成： 定时与控制部件，复位电路，程序计数器（PC），指令寄存器、指令译码器，数据指针（DPTR）,堆栈指针（SP）等 作用：产生计算机所需的时序，控制程序自动执行。 程序计数器PC（16位） 程序计数器PC用来存放即要执行的指令地址，共16位，低8位经P0 口输出，高8位经P2口输出。 CPU每取一次机器码，PC内容自动加一， CPU执行一条指令，PC内容自动增加该指令的长度。CPU复位后，PC内容为0000H，它标志着程序从头开始执行。 PC的内容变化决定程序的流向。 指令寄存器（8位） 指令寄存器中存放将要执行的指令代码，通过指令译码器，将指令代码转化为电信号——控制信号ALE等。 2.1.3 MCS-51单片机的内部结构 数据指针DPTR（16位） 用于访问外部RAM或外部I/O口，提供十六位地址。用于程序存储器的查表和程序散转指令，作为基地址寄存器，提供十六位基地址。 2.1.3 MCS-51单片机的内部结构 （二）存储器 1.内部数据存储器 单片机的内部数据存储器由RAM地址寄存器、地址译码器以及128个单元的RAM构成，用于存放可读写的数据。 2. 内部程序存储器 MCS-51系列单片机（8031除外）的内部程序存储器由程序地址寄存器、地址译码器以及4K（4096）个单元的ROM构成，用于存放程序的机器代码和常数。 2 . 特殊功能寄存器（Special Function Register，SFR） MCS-51系列单片机有21个可以寻址的特殊功能寄存器，包括单片机内的I/O口、串行口、定时/计数器、中断系统等相关的数据寄存器（或缓冲器）以及控制寄存器和状态寄存器，用于存放相应功能部件的控制命令、状态和数据。 2.1.3 MCS-51单片机的内