第二章 MCS-51的硬件课件.pptVIP

2.1 MCS-51单片机基本结构 8051/8052系列单片机主要包括以下功能部件： （1）8位中央处理器CPU: 运算器：由ALU、暂存器（1、2）、ACC、B、PSW和一个布尔处理器 （作位运算）等组成。用于实现算术运算和逻辑运算。 控制器：由PC、DPTR、IR、ID等组成。 是计算机的控制指挥部件，使计算机各部份能自动协调的工作。 （2）存储器:用于存放程序和数据 4K/8K片内程序存储器(ROM/EPROM/EEPROM)； 128/256字节的片内RAM ； 可寻址外部程序存储器和数据存储器各64K； （Princeton结构，Har-vard结构介绍） 2.1 MCS-51单片机基本结构 MCS-51系列单片机总体基本结构 PC与DPTR的比较： 两者都是与地址有关，PC与程序存储器的地址有关，DPTR与数据存储器的地址有关； PC只能作为16位的寄存器，能自动加1，是不可以访问的，它的变化改变程序的执行流程；而DPTR可以作为16位的寄存器，也可分为2个8位的寄存器，是可以访问的。 入栈、出栈举例 * MCS-51单片机有5种不同的工作方式，每种工作方式都代表着单片机的一种工作状态。包括： 程序执行方式（分为连续执行和单步执行） 复位方式 掉电方式 低功耗节电工作方式 EPROM编程和校验方式 2.6 MCS-51单片机工作方式 * 程序执行方式（单片机的基本工作方式） 连续执行方式 （正常工作方式） 由于单片机复位后PC=0000H，因此程序执行总是从地址0000H开始，但因0003H是外部中断程序入口，所以一般程序并不是从0000H开始，为此需在0000H开始的单元中存放一条无条件转移指令，以便跳转到实际程序的入口去执行。 单步执行方式 MCS-51单片机的外部中断INT0引脚上输入一个正脉冲可实现单步执行方式。 * 复位方式和复位电路 复位是单片机的初始化操作，其主要功能是把PC初始化为0000H，使单片机从0000H单元开始执行程序。复位后，单片机才能开始正常工作。 RST引脚是复位信号的输入端，在单片机的RST端加上高电平（持续2个机器周期以上），单片机即进入复位工作方式。 复位不影响MCS-51单片机内部RAM的状态，只要RST输入端保持高电平，将循环复位。 在复位有效期间，ALE和PSEN信号变为无效状态。 RST返回低电平后，CPU从0000H地址开始执行程序。 * 复位后单片机有关寄存器的状态 寄存器 复位状态 PC 0000H ACC 00H PSW 00H SP 07H DPTR 0000H IP ×××0 0000B IE 0××0 0000B P0~P3 FFH TCON 00H 寄存器 复位状态 TMOD 00H TL0 00H TH0 00H TL1 00H TH1 00H SCON 00H SBUF 未定 PCON (HMOS) 0 ××× ×××× B PCON (CHMOS) 0 ××× 0000B * 说 明： (PC) =0000H 表示复位后程序的入口地址为0000H； (PSW)=00H，其中RS1(PSW.4)=0，RS0(PSW.3)=0，表示复位后单片机选择工作寄存器第0组； (SP)=07H 表示复位后堆栈在片内RAM的08H单元处建立； P0口 ~ P3口锁存器为全1状态，说明复位后这些并行接口可以直接作输入口，无须向端口写1； 定时器/计数器、串行口、中断系统等特殊功能寄存器复位后的状态对各功能部件工作状态的影响，将在后续有关章节介绍。 * 80C51基本复位电路 80C51基本复位电路有3种：上电复位、按键电平复位和按键脉冲复位。 单片机系统在运行出错或进入死循环时，可按复位键重新启动。 上电自动复位：通过电容充电来实现。接通电源即可完成系统的复位。 按键手动复位：按下复位按钮即可复位。分为电平方式和脉冲方式两种。 * 待机和掉电工作方式 节电降低功耗是衡量单片机的一项重要技术指标。 HMOS型单片机只有掉电方式。 CHMOS型单片机工作电源和备用电源同时加在引脚VCC上，有待机和掉电两种方式。由电源控制寄存器（PCON）的有关位来控制。PCON寄存器格式如下： D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 SMOD — — — GF1 GF0 PD IDL IDL：待机方式控制位， IDL=1，则进入待机方式。 PD：掉电方式控制位，PD=1，则进入掉电方式。 GF0和GF1：通用标志位。由用户置位或复位。 SMOD：串行口波特率加倍控制位，SMOD=1时，波特率加倍 （串行通信时使用）