单片机原理与应用第2章MCS51的基本结构及工作原理.ppt

主要掌握 基本组成（内部资源） 存储器的配置 I/O口的应用功能 时序及电路 工作方式 第一节 MCS-51系列单片机的结构 一 、基本组成框图(内部结构框图) 内部各单元介绍（1） 1、中央处理单元CPU（8位） 用于数据处理、位操作（位测试、置位、复位） 2、只读存储器ROM（4KB或8KB） 用于永久性存储应用程序，掩膜ROM、EPROM、 EEPROM、Flash Memory(闪存) 3、随机存取存取器RAM（128B/256B） 用于程序运行中存储工作变量和数据 4、并行输入/输出口 I / O（32线） 用作系统总线、扩展外存、I / O接口芯片 5、串行输入/输出口 UART （二线） 串行通信、扩展I / O接口芯片 内部各单元介绍（2） 6、定时/计数器 T（16位增量可编程） 它与CPU之间各自独立工作，当它计数满时向 CPU中断 7、时钟电路 fosc 分为内部振荡器、外接振荡电路 8、中断系统 五源中断、两级优先，可编程进行控制。 二 、8051单片机对外引脚 引脚分布如右图 引脚分类和功能 (1)电源引脚（2个）:Vcc——+5V,Vss——GND (2)时钟和控制引脚(6个): XTAL1,XTAL2 RST/Vpd (3)端口引脚(32个)： P0.0~P0.7(P0口8个) P1.0~P1.7(P1口8个) P2.0~P2.7(P2口8个) P3.0~P3.7(P3口8个) 时序电路及时序 采用外接晶振的时钟电路 复位引脚和复位电路 RST / VPD —— 当出现两个机器周期高电平时，单片机复位 。 复位后，P0 ~ P3 输出高电平；SP寄存器为07H；其它寄存器全部清0；不影响RAM状态。 其它控制引脚 ALE / PROG —— 地址锁存控制端 提供1/6 fosc振荡频率；为其内的EPROM输入编程脉冲 PSEN —— 外部程序存储器的读选通信号端 输入/输出引脚 四个8位的I / O口，还兼作地址/数据线。 三总线的概念 MCS-51单片机系统三总线的构成 三、MCS-51单片机的存储器 5个独立的存储空间 片内/片外程序存储器64KB（0000~0FFFFH） 128B的片内数据存储器（00~7FH） 128B特殊功能寄存器SFR（80~0FFH离散分布） 位寻址空间256位（位地址00H~0FFH） 片外数据存储器64KB（0000~0FFFFH） 存储器图示 （一）程序存储器空间 复位入口地址和中断入口地址 （二）内部数据存储器存储器空间 物理上分为两大区域：00H ~ 7FH即128B内RAM区 80H ~ FFH即SFR区。 位寻址区 位寻址区（20H—2FH）16个字节。16*8=128位，每一位都有一个位地址，范围为：00H—7FH，位地址区也可作为一般RAM使用。 （三）特殊功能寄存器SFR(Special Function Register) MCS-51单片机内共有22个特殊功能寄存器，包括PC等。 PC为程序计数器。它是一个双字节寄存器,寻址范围为: 0000H ~ FFFFH，即0 ~ 64KB。 特殊功能寄存器。其寻址空间：80H ~ FFH 其中，51子系列有18个寄存器，占有21个字节； 52子系列有21个寄存器，占有26个字节。 51子系列SFR地址分配和位地址（1） 51子系列SFR地址分配和位地址（2） 说明 注意： 1、表中共有5个双字节寄存器。 2、PC也为双字节寄存器，但是不在80H ~ FFH 范围内。 3、表中，凡地址能被8整除的寄存器都是可位 寻址的寄存器。 1算术运算寄存器 1、算术运算寄存器 （1）A——累加器。 （2）B——B寄存器，乘、除法运算用。 （3）PSW——程序状态字寄存器：包含程序运 行状态、信息。 2 程序状态字PSW(Program State Word) 3 指针寄存器 程序计数器PC 指明即将执行的下一条指令的地址(程序存储器地址)，在物理上独立，复位时PC = 0000H。 堆栈指针SP 指明栈顶元素的地址，8位，可软件设置