《C51结构及原理》PPT课件

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1、单片机原理及应用第2章80C51结构及原理2.680C51的并行口结构与操作本章共分七节，主要讲述：2.180C51系列概述2.280C51的基本结构与应用模式2.380C51典型产品资源配置与引脚封装2.480C51的内部结构2.580C51的存储器组织2.0微型计算机功能部件概述2.0微型计算机知识2.0.1微型计算机功能部件一、微型计算机基本组成图1.1微型计算机的基本组成CPU结构框图二、微型计算机功能部件中央处理器CPU（微处理器）1．算术逻辑单元ALU运算器的核心部件，执行算术运算、逻辑运算、移位、比较等各种数据处理的

2、操作。CPU—微型计算机的核心部件CPU由运算器、控制器组成。(一)运算器运算器进行数据分析、计算和处理。运算器由算术逻辑单元ALU，累加器A,寄存器组,标志寄存器F,二—十进制调整电路等组成2．寄存器组1)工作寄存器(通用寄存器)用来暂存ALU待处理的数据和中间结果。(一)运算器2)特殊功能寄存器SFR(专用寄存器)规定了特殊用途的寄存器，其内容会影响计算机的工作方式和过程。3.累加器(Accumulator)使用最频繁的寄存器，配合ALU进行各种数据处理。运算时，一个操作数来自A,另一个操作数可来自CPU内部的工作寄存器，运算

3、结果仍送回A。4.标志寄存器标志寄存器F(Flag)又称状态寄存器，用来存放ALU运算结果的状态。例如溢出OV、进位C、辅助进位AC、奇偶P、结果为零Z等。5.二—十进制调整二—十进制调整电路,对BCD码运算结果进行调整。(一)运算器(二)控制器1.指令部件：读取程序指令、指令译码、修改程序指针。1）程序计数器PC：存放当前指令地址。CPU执行程序时，先按PC给出的地址到存储器取一条指令，PC自动加1。CPU执行完一条指令，再到存储器取下一条指令，…。处理程序指令，并协调各逻辑部件按一定时序工作。⑶执行调用子程序或发生中断时，CP

4、U会自动将当前PC值压入堆栈，将子程序入口地址或中断入口地址装入PC；子程序返回或中断返回时，恢复原有被压入堆栈的PC值，继续执行原顺序程序指令。程序计数器PC※PC不属于特殊功能寄存器，不可访问，在物理结构上是独立的。※PC是一个16位的地址寄存器，用于存放将要从ROM中读出的下一字节指令码的地址，因此也称为地址指针。※PC的基本工作方式有：⑴自动加1。CPU从ROM中每读一个字节，自动执行PC+1→PC；⑵执行转移指令时，PC会根据该指令要求修改下一次读ROM新的地址；程序计数器具有三种功能：复位功能：通电进入初始状态，PC内

5、容自动清零。计数功能：每取指令代码一个字节，PC自动加1。直接置位功能：直接接受内部总线送来的数据。2)指令寄存器IR：暂存当前指令。指令操作码送指令译码器。3)指令译码器ID：将每条指令译码变成控制电平(二)控制器(二)控制器CPU执行程序的简要过程：1)PC给出当前指令的存储地址。2.时序部件时钟和内部分频电路。时钟信号经过分频，与指令译码信号组合，形成一定节拍的时序信号，控制各逻辑部件协调工作。PC=程序存储器地址程序代码0000H指令代码10001H指令代码20002H指令代码3…N指令代码nPC=PC=2)CPU到存储器

6、取指令，PC自动加13)指令译码器对指令译码，CPU执行指令。4)CPU到存储器取指令，PC=PC+1。5)CPU执行下一条指令，…指令代码i指令代码i指令寄存器三、存储器与读写操作位b(bit)：一个二进制位，信息最小单位。字节B(Byte)：8位为一个字节。字长W(WordLength)：一个字包含的二进制位数。(一)存储器基本信息单位(二)存储器结构存储器功能：存放程序和数据等信息。存储内容：程序或数据的二进制代码。存储地址：存储器每个单元的位置编号存储器容量：指存储单元的多少。如存储器容量为1KB=1024×8位。1KB存

7、储器地址存储内容010011010101101011…102310100111(三)存储器读写操作存储器读：CPU从存储器中取出信息。存储器写：CPU将信息存入存储器。1KB存储器地址存储内容010011010101101011…102310100111CPU地址内容读写控制存储器的读写操作：2.发出读写控制时序信号，对选定单元进行读或写。1.CPU先送出一个确定的单元地址给存储器(四)半导体存储器RAM：随机读写存储器。能方便读出和改写信息，但失电后信息将不复存在。RAM常用作数据存储器，暂存各种现场数据、运算结果和正在调试的程

8、序。ROM：只读存储器。工作时从ROM中读出信息，不能随意改写。断电后信息不会丢失。ROM常用作程序存储器，存放已调试好的固定程序和常数。程序存储器：存放程序指令代码。每个指令周期CPU自动对程序存储器读操作。数据存储器：存放待处理数据。数据存储