单片机原理及应用课件

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1、第2章单片机硬件结构单片机原理及应用2.1逻辑结构及信号引脚2.2内部存储器2.3并行输入/输出口电路2.4电路与时序2.5工作方式10/5/20211电信学院2.1.1结构框图2.1.2内部逻辑结构2.1.3信号引脚2.1逻辑结构及信号引脚10/5/20212电信学院2.1.1结构框图8031无10/5/20213电信学院2.1.2内部逻辑结构CPU运算器电路CPU控制器电路CPU控制器电路10/5/20214电信学院80C5110/5/20215电信学院MCS—51CPUCPU内部结构：（1）运算器电路：算术逻辑单元ALU、累加器ACC、寄存器B、程序状态字PSW和2个暂存器等。

2、算术逻辑运算单元ALU(8位)：+、–、×、÷算术运算，与、或、非、异或逻辑运算，循环移位、位处理。（2）控制器电路：程序计数器PC、PC+1寄存器、指令寄存器、指令译码器、定时与控制电路等。10/5/20216电信学院2.1.3信号引脚1、I/O口线功能4个8位并行I/O接口引脚P0.0～P0.7、P1.0～P1.7、P2.0～P2.7和P3.0～P3.72、控制线ALE：地址锁存允许信号端PSEN：外部程序存储器读选通信号端EA/VPP：程序存储器选择信号端/编程电源输入端为多功能引脚，可自动切换用作数据总线、地址总线、控制总线和或I/O接口外部引脚。80C5110/5/2021

3、7电信学院2、控制线RST/VPD：复位信号端和后备电源输入端。输入10ms以上高电平脉冲，单片机复位。VPD使用后备电源，可实现掉电保护。3、电源及时钟引线工作电源：VCC、VSS时钟输入：XTAL1、XTAL2。复位电路：（1）上电复位（2）外部信号复位RESET+5V200Ω1K30μF单片机RST10/5/20218电信学院2.2.1内部数据存储器低128单元2.2.2内部数据存储器高128单元2.2.3堆栈操作2.2.4内部程序存储器2.2.5存储器结构特点2.2内部存储器10/5/20219电信学院低128单元是单片机的真正RAM存储器。2.2.1内部数据存储器低128单

4、元10/5/202110电信学院分为三个区域：1．寄存器区：4组寄存器（寄存器阵列）。即4个工作寄存器0区～3区。每组8个寄存单元（每单元8位），以R0～R7作寄存器名，暂存运算数据和中间结果。字节地址为00H～1FH。2．位寻址区：字节地址为20H～2FH，既可作RAM，也可位操作。共有16个RAM单元，共128位，位地址为00H～7FH。3．用户RAM区：32个单元，地址为30H～7FH，在一般应用中常作堆栈区。用PSW中的两位PSW.4和PSW.3来切换工作寄存器区，选用一个工作寄存器区进行读写操作。字节地址位地址10/5/202111电信学院10/5/202112电信学院2.

5、2.2内部数据存储器高128单元内部RAM的高128单元——专用寄存器(SFR)区地址为80H～FFH（也称特殊功能寄存器）10/5/202113电信学院10/5/202114电信学院其字节地址可被8整除。专用寄存器：A、B、PSW、DPTR、SP。I/O接口寄存器：P0、P1、P2、P3、SBUF、TMOD、TCON、SCON…有2套地址字节地址：只21个有效（其中仅11个有位地址）位地址：只83位有效1、SFR（80H～FFH）介绍：字节地址位地址10/5/202115电信学院(1)程序计数器PC（16位）：CPU总是按PC的指示读取程序。PC是一个16位的计数器。其内容为将要执

6、行的指令地址（即下一条指令地址），可自动加1。因此CPU执行程序一般是顺序方式。当发生转移、子程序调用、中断和复位等操作，PC被强制改写，程序执行顺序也发生改变。复位时，PC=0000H。(2)累加器Acc（8位）：需要ALU处理的数据和计算结果多数要经过累加器A。10/5/202116电信学院(3)寄存器B（8位）：与A累加器配合执行乘、除运算。也可用作通用寄存器。(4)程序状态字PSW（8位）：存放ALU运算过程的标志状态。(5)数据指针DPTR（16位）：存放片外存储器地址，作为片外存储器的指针。可分成两个8位寄存器DPH、DPL使用。位序B7B6B5B4B3B2B1B0位符号

7、CYACF0RS1RS0OVF1P10/5/202117电信学院2.专用寄存器的字节寻址注意：21个可字节寻址的专用寄存器是不连续地分散在内部RAM高128单元之中，共83个可寻址位。尽管还剩余许多空闲单元，但用户并不能使用。在22个专用寄存器中，唯一一个不可寻址的PC。PC不占据RAM单元，它在物理上是独立的，因此是不可寻址的寄存器。对专用寄存器只能使用直接寻址方式，书写时既可使用寄存器符号，也可使用寄存器单元地址。10/5/202118电信学院MCS-