80C51片机的硬件结构.ppt

第二章 80C51单片机的硬件结构 80C51单片机的内部结构 80C51的外部引脚及功能 80C51的存储器配置 80C51的并行输入／输出接口电路 80C51外围电路设计 2. 1 80C51单片机的内部结构 80C51系列单片机是由Intel等各大公司推出的8位主流单片机系列，它是我国目前应用最广泛的一种单片机系列。 以该系列中的典型芯片80C51为线索来介绍单片机的内部结构、外部引脚、存储器配置、并行I/O端口、外围电路等内容。 在51系列单片机里，80C51是最典型的单片机，其它芯片都具有与80C51基本相同的硬件结构和软件特征，其内部结构如图2.1所示。 80C51概况 数据总线为8位，地址总线为16位； CMOS工艺； 128B的RAM； 4K的ROM； 2个16位的定时器； 5个中断源； ………. 2. 2 80C51的外部引脚及功能 引脚共计40根，其中： 电源引脚：2根，Vcc和Vss； 晶振引脚：2根，XTAL1和XTAL2； I/O引脚：32根； 控制引脚：4根 EA RST PSEN ALE 2. 3 80C51的存储器配置 80C51的片内集成有一定容量的程序存储器和数据存储器（128B）。当然，还可以根据需要对存储器进行外部扩展。80C51的存储器配置如图2.3所示。 从物理上分，80C51的存储器有4个存储空间：片内程序存储器、片外程序存储器、片内数据存储器和片外数据存储器。 从逻辑上分，80C51有3个存储器地址空间：片内外统一的64KB的程序存储器地址空间、256B的内部数据存储器地址空间（其中128B的专用寄存器地址空间，仅有部分字节有实际意义）和64KB的外部数据存储器地址空间。 为了区分不同的存储器空间，在用指令访问这三个不同的逻辑空间时采用了不同形式的指令。 一、程序存储器 80C51单片机内部有4K的程序存储器，0000H~3FFFH； 程序从0000H开始； 有一些特殊功能的区域，如中断入口地址。 中断入口地址表： 二、内部数据存储器 内部数据存储器在物理上分为两个不同的存储空间: 数据存储器空间（低128单元） 特殊功能寄存器空间（高128单元）。 这两个空间是相连的。从用户角度而言，低128单元才是真正的数据存储器。 1. 数据存储器空间（低128单元） 数据存储器空间（低128单元）按功能划分为： 通用寄存器区 位寻址区 用户区 图2.4 内部数据存储器配置 （1）.通用寄存器区 00H~1FH的32个单元是4个通用工作寄存器区，每个区有8个8位寄存器，其编号为R0~R7。 在任一时刻，CPU只能使用其中的一组寄存器，并且把正在使用的那组寄存器称之为当前寄存器区。到底选择哪一个工作组为当前工作区，取决于专用寄存器PSW（程序状态字）中的RS1和RS0位的状态。RS1和RS0的状态可通过指令来改变。用户可以通过设置RS1和RS0位的状态来选择/切换当前工作寄存器区，这给用户保护寄存器中的内容提供了极大的方便。 （2）.位寻址区 RAM中的20H~2FH的16个单元除了可作为一般RAM单元进行字节寻址外，还可进行位寻址，称作位寻址区。 位寻址区共有16个RAM单元，合计128位，位地址为00H~7FH。80C51单片机具有位处理机（又称布尔处理机）功能，位处理机的存储空间就包括这个位寻址区。表2-3为位寻址区的位地址表。 表2-3 位寻址区的位地址 （3）.用户区 在内部RAM低128单元中，通用寄存器占去32个单元，位寻址区占去16个单元，剩下的80个单元就是供用户使用的一般RAM区，地址单元为30H~7FH。 对这部分区域的使用不作任何规定和限制，但应当说明的是，堆栈一般开辟在此区。 *关于堆栈 堆栈：是一个特殊的存储区域； 特点：“后进先出”。 单片机的堆栈是地址增加型，即压入数据时地址指针增加。 堆站的操作有 压入：PUSH 弹出：POP 2．特殊功能寄存器SFR（高128单元） 内部RAM的高128单元是给特殊寄存器使用的，因此称之为专用寄存器区，其单元地址为80H~FFH。因为这些寄存器的功能已作专门规定，所以称其为专用寄存器或特殊功能寄存器（Special Function Registers）。特殊功能寄存器的总数为21个，仅占用了80H~FFH中的很小一部分。表2-4给出了这些特殊功能寄存器的符号、名称和地址等。 表2-4 特殊功能寄存器一览表 21个特殊功能寄存器是不连读地分散在内部RAM的高128单元之中，尽管其中还有许多空闲地址，但用户不能使用。 程序计数器PC是独立于SFR之外的唯一的一个不可