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《单片机02》课件
第2章 MCS-51单片机的硬件结构
片内结构如图2-1所示:;介绍图2-1中的各功能部件:
1.CPU(微处理器)
2.数据存储器(RAM)
为128个字节(52子系列的为256个字节)
3.程序存储器(ROM/EPROM)
8031:无此部件;
8051:4K字节ROM;
8751:4K字节EPROM ;
89C51:4K字节闪存。
4.中断系统
5.定时器/计数器;6. 串行口
1个全双工的异步串行口,具有四种工作方式。
7. P1口、P2口、P3口、P0口
为4个并行8位I/O口。
8. 特殊功能寄存器(SFR)
共有21个,是一个具有特殊功能的RAM区。
2.2 MCS-51的引脚
40只引脚双列直插封装(DIP)。
;
;44只引脚方形封装方式(4只无用)
; (3) PSEN*(29脚):读外部程序存储器的选通信号。可以驱动8个LS型TTL负载。
(4) EA*/VPP (Enable Address/Voltage Pulse of Programing,31脚)
EA*为内外程序存储器选择控制端。
EA*=1,访问片内程序存储器,但在PC(程序计数器)值超过0FFFH(对于8051、8751)时,即超出片内程序存储器的4K字节地址范围时,将自动转向执行外部程序存储器内的程序。
EA*=0,单片机则只访问外部程序存储器。
; VPP为本引脚的第二功能。用于施加编程电压(例如+21V或+12V)。对89C51,加在VPP脚的编程电压为+12V或+5V。
2.2.3 I/O口引脚
(1) P0口:双向8位三态I/O口,此口为地址总线(低8位)及数据总线分时复用口,可驱动8个LS型TTL负载。
(2) P1口:8位准双向I/O口,可驱动4个LS型TTL负载。
(3) P2口:8位准双向I/O口,与地址总线(高8位)复用,可驱动4个LS型TTL负载。; (4) P3口:8位准双向I/O口,双功能复用口,可驱动4个LS型TTL负载。
要特别注意准双向口与双向三态口的差别。
当3个准双向I/O口作输入口使用时,要向该口先写“1”,另外准双向I/O口无高阻的“浮空”状态。
2.3 MCS-51的CPU
由运算器和控制器所构成
2.3.1 运算器
对操作数进行算术、逻辑运算和位操作。;1.算术逻辑运算单元ALU
2.累加器A
使用最频繁的寄存器,也可写为Acc。
A的作用:
(1)是ALU单元的输入之一,又是运算结果的存放单元。
(2)数据传送大多都通过累加器A。MCS-51增加了一部分可以不经过累加器的传送指令,即可加快数据的传送速度,又减少了累加器的“瓶颈堵塞”现象。
A的进位标志Cy是特殊的,同时又是位处理机的位累加器。
;3.程序状态字寄存器PSW
(1)Cy(PSW.7)进位标志位
(2)Ac(PSW.6)辅助进位标志位
(3)F0(PSW.5)标志位
由用户使用的一个状态标志位。
(4)RS1、RS0(PSW.4、PSW.3):4组工作寄存器区选择控制位1和位0。
; RS1 RS0 所选的4组寄存器
0 0 0区(内部RAM地址00H~07H)
0 1 1区(内部RAM地址08H~0FH)
1 0 2区(内部RAM地址10H~17H)
1 1 3区(内部RAM地址18H~1FH)
(5)OV(PSW.2)溢出标志位
指示运算是否产生溢出。各种算术运算指令对该位的影响情况较复杂,将在第3章介绍。
(6)PSW.1位: 保留位,未用
(7)P(PSW.0)奇偶标志位
P=1,A中“1”的个数为奇数
P=0,A中“1”的个数为偶数
;2.3.2 控制器
1.程序计数器PC(Program Counter)
存放下一条要执行的指令在程序存储器中的地址。
基本工作方式有以下几种:
(1)程序计数器自动加1
(2)执行有条件或无条件转移指令时,程序计数器将被置入新的数值,从而使程序的流向发生变化。
(3)在执行调用子程序调用或中断调用,完成下列操作:
① PC的现行值保护
② 将子程序的入口地址或中断向量的地址送入PC。
; 2.指令寄存器IR、指令译码器及控制逻辑电路
2.4 MCS-51存储器的结构
哈佛(Har-vard)结构
存储器空间可划分为5类:
1.程序存储器
8031无内部程序存储器。
2.内部数据存储器
3.
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