单片机原理及应用（C51版）教案第2章 单片机基本结构和工作原理.pptx

第2章单片机基本结构和工作原理;第2章单片机的基本结构和工作原理;2.1单片机的组成和内部结构;单片机内部通常包含以下部件：

一个8位CPU；

一个片内振荡器及时钟电路；

4KBROM（8031没有片内ROM，增强型为8KB）；

128BRAM（增强型为256B）；

两个16位定时器/计数器（增强型为三个）；

可寻址64KB外部数据存储器和64KB外部程序存储器空间的控制电路；

32条可编程的I/O口（四个8位并行I/O端口）；

一个可编程全双工串行口；

具有五个中断源、两个优先级嵌套中断结构（增强型为六个中断源）。

;;包括：算术/逻辑运算单元ALU、布尔处理器、累加器、B寄存器、暂存器、程序状态字PSW等部件。

功能：实现数据的算术逻辑运算、位变量处理和数据传送等操作。;1．算术逻辑单元ALU;3．B寄存器;二.控制器

控制器是单片机的指挥控制部件。

功能：

接受来自程序存储器中的指令

并对指令进行译码和分析

并根据指令的性质控制单片机各功能部件从而保证单片机各部分能自动而协调的工作。

;1．程序计数器(PC)

16位专用寄存器，用于存放一条将要执行指令的地址，具有自动加1功能。

执行转移、子程序调用指令和中断响应时，PC内容不再加1。

单片机复位时，PC装入0000H。;源程序

ORG0000H

LJMPSTART

ORG0040H

START：MOVSP，#5FH;设堆栈

LOOP：NOP

LJMPLOOP；循环

END；结束;3．指令译码器(ID)

对指令寄存器中的指令进行译码。

;2.2单片机的外部引脚及功能;I/O引脚即输入/输出端口，有P0（P0.0～P0.7）、P1（P1.0～P1.7）、P2（P2.0～P2.7）、P3（P3.0～P3.7）4个8位准双向输入/输出端口。

P0、P2和P3口可以组成三总线，用于外围芯片扩展。;RST：复位输入端，该引脚出现连续2个周期高电平使单片机复位。

ALE/PROG：当访问外部存储器时，ALE为地址锁存器提供锁存信号，用于锁存地址的低位字节，不访问外部存储器时，ALE端仍以不变的频率（为振荡频率的1/6）周期性地出现正脉冲信号。注意：访问外部数据存储器时，将跳过一个ALE脉冲。在对片内ROM编程时，该引脚的第二功能用于输入编程脉冲。;PSEN：外部程序存储器取指使能。???访问外部ROM时，该信号自动产生，每个机器周期输出两个脉冲。

EA/Vpp：外部访问允许；

当EA为高电平时，CPU从内部程序存储器执行指令，当PC值超过片内程序存储器最大地址范围时，将自动转向外部存储器执行程序。

当EA为低电平时，CPU只从外部程序存储器执行指令。

在片内ROM编程期间，该引脚的第二功能用于加12V的编程允许电源。

思考：8031单片机的EA引脚应该接什么电平？;Vcc：电源端。

GND：接地端。

XTAL1：接外部晶振的一个引脚。

XTAL2：接外部晶振的一个引脚。

（后面讲）;应用举例--P1口驱动流水灯;;从物理上看，MCS-51单片机有4个存储空间：内部ROM、外部ROM、内部RAM、外部RAM。

从用户角度看，MCS-51单片机有3个存储地址空间：

片内外统一寻址的ROM空间----用MOVC指令访问

片内RAM空间和SFR----用MOV指令访问

片外RAM空间----用MOVX指令访问;程序存储器;程序存储器用来存放程序、表格和常数，也称为ROM。

以程序计数器PC作为地址指针，通过16位地址总线，可寻址的地址空间为64K字节，地址范围为0000H～FFFFH。

对于MCS-51系列单片机，ROM主要有3种形式：

80C31/80C32片内无ROM，必须外部扩展

80C51/87C51片内有4KB的ROM/EPROM

80C52/87C52片内有8KB的ROM/EPROM

;要使用外部ROM，引脚必须接低电平；

要使用内部ROM，引脚必须接高电平。

;;;;数据存储器用来存放暂时性的输入输出数据、运算的中间结果或用作堆栈，也称为RAM。;2.3.2数据存储器-工作寄存器区;;;;基本型单片机有21个SFR离散地分布在80H～FFH空间。;2.3.3特殊功能寄存器;标志符;1．累加器

8位寄存器，ACC表示地址（E0H），寄存器名称为A。

为ALU提供操作数、存放运算结果。

大部分指令要通过累加器ACC进行，通常用A表示。;

其中F0、RS1、RS0可以软件设置，Cy、Ac、OV和P由CPU决定。

;;有符号二进制数的表