单片机理论基础.ppt

第2章MCS-51系列单片机的硬件结构;2.1MCS-51系列单片机内部结构与外部引脚说明;图2.1MCS-51单片机内部结构框图;运算部件

运算部件以算术逻辑单元ALU为核心，包括累加器ACC、存放器B、暂存器、程序状态字PSW等许多部件。它能实现数据的算术逻辑运算、位变量处理和数据传输操作。;1．算术逻辑单元ALU与累加器ACC、存放器B

算术逻辑单元不仅能完成8位二进制的加、减、乘、除、加1、减1及BCD加法的十进制调整等算术运算，还能对8位变量进行逻辑与、或、异或、循环移位、求补、清零等逻辑运算，并具有数据传输、程序转移等功能。累加器(ACC,简称累加器A)为一个8位存放器，它是CPU中使用最频繁的存放器。进入ALU作算术和逻辑运算的操作数多来自于A，运算结果也常送回A保存。存放器B是为ALU进行乘除法运算而设置的。假设不作乘除运算时，那么可作为通用存放器使用。;2．程序状态字

程序状态字PSW是一个8位的标志存放器，它保存指令执行结果的特征信息，以供程序查询和判别。其各位的定义如下：;辅助进位(或称半进位)标志位AC(PSW.6)：它表示两个8位数运算，低4位有无进(借)位的状况。当低4位相加(或相减)时，假设D3位向D4位有进位(或借位)，那么AC=1，否那么AC=0。在BCD码运算的十进制调整中要用到该标志。

用户自定义标志位F0(PSW.5)：用户可根据自己的需要对F0赋予一定的含义，通过软件置位或清零，并根据F0=1或0来决定程序的执行方式，或反映系统某一种工作状态。;工作存放器组选择位RS1、RS0(PSW.4、PSW.3)：可用软件置位或清零，用于选定当前使用的4个工作存放器组中的某一组(详见第2.4节)。

溢出标志位OV(PSW.2)：做加法或减法时，由硬件置位或清零，以指示运算结果是否溢出。OV=1反映运算结果超出了累加器的数值范围(无符号数的范围为0~255，以补码形式表示一个有符号数的范围为-128~+127)。进行无符号数的加法或减法时,OV的值与进位位C的值相同；进行有符号数的加法时，如最高位、次高位之一有进位，或做减法时，如最高位、次高位之一有借位，OV被置位，即OV的值为最高位和次高位的异或(C7⊕C6)。;??行乘法指令MULAB也会影响OV标志，积255时OV=1，否那么OV=0。

执行除法指令DIVAB也会影响OV标志，如B中所放除数为0，OV=1,否那么OV=0。

奇偶标志位P(PSW.0)：在执行指令后，单片机根据累加器A中1的个数的奇偶自动给该标志置位或清零。假设A中1的个数为奇数，那么P=1，否那么P=0。该标志对串行通信的数据传输非常有用，通过奇偶校验可检验传输的可靠性。;3．布尔处理机

布尔处理机(即位处理)是MCS-51单片机ALU所具有的一种功能。单片机指令系统中的位处理指令集(17条位操作指令)，存储器中的位地址空间，以及借用程序状态存放器PSW中的进位标志CY作为位操作累加器，构成了MCS-51单片机内的布尔处理机。它可对直接寻址的位(bit)变量进行位处理，如置位、清零、取反、测试转移以及逻辑与、或等位操作，使用户在编程时可以利用指令完成原来单凭复杂的硬件逻辑所完成的功能，并可方便地设置标志等。;2.1.2外部引脚说明;时钟电路;图2.2MCS-51系列单片机引脚及总线结构;3．输入/输出引脚

(1)P0口(39~32脚)：P0.0~P0.7统称为P0口。在不接片外存储器与不扩展I/O口时，可作为准双向输入/输出口。在接有片外存储器或扩展I/O口时，P0口分时复用为低8位地址总线和双向数据总线。

(2)P1口(1~8脚)：P1.0~P1.7统称为P1口，可作为准双向I/O口使用。对于52子系列，P1.0与P1.1还有第二功能：P1.0可用作定时器/计数器2的计数脉冲输入端T2，P1.1可用作定时器/计数器2的外部控制端T2EX。;(3)P2口(21~28脚)：P2.0~P2.7统称为P2口，一般可作为准双向I/O口使用；在接有片外存储器或扩展I/O口且寻址范围超过256字节时，P2口用作高8位地址总线。

(4)P3口(10~17脚)：P3.0~P3.7统称为P3口。除作为准双向I/O口使用外，还可以将每一位用于第二功能，而且P3口的每一条引脚均可独立定义为第一功能的输入输出或第二功能。P3口的第二功能如