第二章单片机的基本结构.ppt

第二章MCS－51系列单片机的基本结构MCS-51单片机基本特性8位的CPU，片内有振荡器和时钟电路,工作频率为1～12MHz（Atmel89Cxx为0～24MHz）片内有128/256字节RAM片内有0K/4K/8K字节程序存储器ROM可寻址片外64K字节数据存储器RAM可寻址片外64K字节程序存储器ROM片内21/26个特殊功能寄存器（SFR）4个8位的并行I/O口（PIO）1个全双工串行口（SIO/UART）2/3个16位定时器/计数器（TIMER/COUNTER）可处理5/6个中断源，两级中断优先级内置1个布尔处理器和1个布尔累加器（Cy）MCS-51指令集含111条指令MCS-51单片机的外部引脚及功能控制引脚引脚RST/vPD:时钟电路工作后，加上两个机器周期的高电平，单片机将复位。单片机运行出错或进入死循环时，可按复位键重新运行。复位后，引脚由高电平变为低电平时，单片机从0号单元取指，开始执行程序。复用功能：将vPD接+5V备用电源，一但Vcc电位突然下降或断电，能保护片内RAM中的信息不被丢失，使复电后能正常工作。ALE/PROG：地址锁存允许信号/编程脉冲输入端。当单片机访问外部存储器时，P0口输出的低八位地址由ALE输出的控制信号锁存到片外地址锁存器，P0口输出地址低8位后，又能与片外存储器之间传送信息。由于P0口作地址/数据复用口，那么P0口上的信息究竟是地址还是数据完全由ALE来定义，ALE高电平期间，P0口上一般出现地址信息，在ALE下降沿时，将P0口上地址信息锁存到片外地址锁存器，在ALE低电平期间P0口上一般出现指令和数据信息。平时不访问片外存贮器时，该端也以六分之一的时钟频率固定输出正脉冲。因而亦可作系统中其它芯片的时钟源。ALE可驱动8个TTL门。对于EPROM型单片机，在EPROM编程时，此脚用于编程脉冲PROG。PSEN：片外程序存储器选通信号，低有效。在寻址外部程序存储器时选通外部EPROM的读控制端（OE）。EA/Vpp:内部和外部程序存贮器选择信号/编程电源输入端。对8051来说，当EA为高时，CPU访问程序存贮器有两种情况：①地址小于4K时访问内部程序存贮器。②地址大于4K时访问外部程序存贮器。当EA接地，则不使用内部程序存贮器，不管地址大小，取指时总是访问外部程序存贮器。片内无ROM时（8031）必须接地；片内有ROM时应当接高电平；对片内有EPROM（8751）编程时，编程电源+21V加到此端。按功能划分，由微处理器（MPU）、存储器、I/O端口、定时器/计数器和中断系统等5部分组成。一、微处理器1．运算器运算器由8位算术逻辑运算单元ALU、8位累加器ACC、8位寄存器B、位处理器、8位暂存寄存器TMP1和TMP2等组成。2．控制器主要由程序计数器PC、指令寄存器IR、指令译码器ID、振荡器OSC及定时控制逻辑等组成。是单片机的神经中枢，以主频率为基准控制MPU的时序，发出各种控制信号。3、专用寄存器组包括程序计数器PC、累加器ACC、通用寄存器B、程序状态寄存器PSW、堆栈指针SP和数据寄存器DPTR。（1）PC16位的程序地址寄存器，用于存放下一条将要执行指令在程序存储器中的地址。PC自动加1，这样连续完成指令的执行过程。一切分支/跳转/调用/中断/复位等操作的本质就是:改变PC值（2）ACC专门用于存放操作数或运算结果。（3）B专门为乘除法设置的寄存器，在乘除法之前用于存放乘数或除数，运算后存放乘积的高8位或除法的余数。①CY:进位标志位。加减运算时有进/借位CY=1；否则CY=0。②AC:辅助进位标志。加减运算时低4位数向高4位有进/借位AC＝1；否则AC＝0。③F0：用户标志位。由用户定义的一个状态标志。⑤OV：溢出标志位。运算结果超出8位带符号数的表示范围：-128～127，运算结果出错，则OV＝1；否则OV＝0。⑥P:奇偶标志位。ACC中1的个数为奇数时，P=1;偶数时P=0。用于检验数据传输的正确性。（5）堆栈指针SP堆栈是内存中预留出来的数据存储器RAM的区域，用于存放中间结果或程序执行过程中的返回地址。以“先进后出”的方式进行数据操作。其中栈底位置固定不变，操作由栈顶地址指示，SP则用于存放栈顶地址，是一个8位寄存器。系统复位后，SP初始为07H；实际使用时设置区域为30H～7FH，由专门指令访问。（6）数据指针DPTR