第1章 单片机基础知识ppt课件.ppt

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1、1.28051单片机的内部结构1.2.1中央处理器CPU－－程序执行者CPU是计算机的核心，由运算器、控制器组成。算术运算：加，减，乘，除逻辑运算：与，或，异或位操作（布尔）：与，或，取反ACC＝A:累加器，B:寄存器程序状态字：PSW8位寄存器一、以ALU为中心的运算器用于实现算术和逻辑运算1.2.1中央处理器CPU－－程序执行者二、控制器、时钟电路和基本时序周期运算器控制器算术、逻辑运算部件ALU、累加器ACC、寄存器B、暂存器TMP1、TMP2、程序状态寄存器PSW、布尔处理器、十进制调整电路算术、逻辑运算

2、部件ALU时钟发生器、定时控制逻辑、指令寄存器、指令译码器、程序计数器PC、程序地址寄存器、数据指针寄存器DPTR、堆栈指针SP指令寄存器指令译码器1、控制器——指挥控制元件指令寄存器：8位寄存器，用于暂时存放指令，等待译码。指令译码器：当指令送入译码器后，进行译码，就是把指令转变成执行此指令所需要的电信号。根据译码器输出的信号，CPU的控制电路定时地产生执行该指令所需的各种控制信号，使计算机正确执行程序所需要的各种操作。2、8051的时钟两种时钟产生方式：XTAL1,XTAL2:片内振荡电路输入/输出端15～4

3、5pfx21～12MHz（MCS-51）0～24MHz（Atmel-89C）XTAL1XTAL2也可以由XTAL1端接入外部时钟，此时应将XTAL2接地：XTAL2XTAL1外部时钟通常外接一个晶振两个电容内部振荡器方式外部时钟源方式3基本时序周期S1S2S3S4S5S6S1S2P1P2P1P2P1P2P1P2P1P2P1P2P1P2P1P2fosc一个状态周期一个机器周期CPU总是按照一定的时钟节拍与时序工作，时序定时单位共有４个，从小到大依次是：振荡周期/时钟周期：Tc=晶振频率fosc（或外加频率）的倒数M

4、CS-51单片机中最小的时序单位状态周期：Ts=2个时钟周期(Tc)（很少用到此概念）机器周期：CPU完成一个基本操作所需的时间称为机器周期指令周期:执行一条指令所需的机器周期(Tm)数，是MCS-51单片机最大的时序单位。通常含有1～4个机器周期。牢牢记住：振荡周期=晶振频率fosc的倒数；1个状态周期=2个振荡周期；1个机器周期=12个振荡周期=6个状态周期；1个指令周期=1、2、4个机器周期举例：若MCS-51单片机外接晶振为12MHz时，则：振荡周期＝1/12MHz＝（1/12）μs=0.0833μs状态

5、周期＝1/6μs＝0.167μs机器周期＝1μs指令周期＝1～4μs振荡周期、状态周期、机器周期、指令周期之间的换算关系8051单片机的内部结构1.2.2、存储器组织程序存储器片内数据存储器片外数据存储器存储器--信息存放及程序运行场所存储器的主要功能是存放程序和数据，程序是单片机操作的依据，数据是单片机操作的对象。单片机向存储单元存放信息称为“写”，取出信息称为“读”，“读”、“写”操作都称为访问存储器。单片机访问存储器是根据存储单元的地址进行的。根据地址访问存储单元又称寻址。按字节寻址：每个字节(8个位)占一

6、个地址按位寻址：有的存储器每一个位就有一个地址可寻址片内RAM256字节（00H—FFH）；可寻址片外RAM64K字节（0000H—FFFFH）；可寻址片外ROM64K字节（0000H—FFFFH）；片内ROM4K字节（000H—FFFH）；FFFFH0000H可寻址片外RAM64K字节FFFFH0000H可寻址片外ROM64K字节FFFH000H可寻址片内掩膜ROM4K字节80517FH00H片内RAM128字节FFH80HMCS-51单片机存储器地址空间一、程序存储器地址空间程序存储器低4K空间由片内ROM和

7、片外ROM共用高60K空间由片外ROM专用程序存储器用来存放程序和重要的数据。一、程序存储器地址空间（续）解释：读/写高60K空间时系统自动对片外ROM操作；读/写低4K空间时系统根据EA引脚所接电平的状态选择对片内ROM或者片外ROM操作；b)系统使用空间0000H~0003H：所有程序的入口地址。程序运行时，CPU首先从程序存储器的0000H单元开始读取指令。因此一般存放一条绝对跳转指令LJMPSTART，标号START指向目标程序入口地址。0003H～002AH：被系统留作特殊用途，即5个系统默认的中断服务

8、程序的入口地址。用户程序必须写在系统留用之后的单元。由0000H～0002H三个单元处存放的LJMP指令，跳转到用户程序的首址。c)片选方法CPU在访问片外ROM时，从PSEN输出低电平信号，选通片外ROM，而不是RAM。ROM只有读出，没有写入，无须读、写信号RD、WR控制。二、数据存储器地址空间数据存储器是用于运行程序、存放数据。数据存储器分为内部RAM和外部RAM，