单片机结构与时序

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1、第2章MCS-51单片机结构和时序2.1MCS-51单片机内部结构2.2MCS-51单片机引脚功能2.3MCS-51单片机工作方式2.4MCS-51单片机时序第2章MCS-51单片机结构和时序本章要求：1.掌握MCS-51单片机的结构。2.了解MCS-51单片机的引脚。3.了解单片机的工作方式。2.1MCS-51单片机的结构单片机是一个小的微机系统，内部集成了计算机所必需的基本功能部件；主要可分为CPU、存储器、I/O口、定时器/计数器、中断系统五个部分。一、CPU又称中央处理单元，字长8位，二进制，包括运算器（ALU)、控制器(定时控制部件）、和专用寄存器组

2、通道0驱动器通道2驱动器RAM地址锁存器RAM通道0锁存器通道2锁存器ROM/EPROMB寄存器程序地址寄存器缓冲器PC递增器PCDPTR指针VCCGNDP1.0～P1.7堆栈指针SPACCTMP2PSW通道3锁存器通道1锁存器通道1驱动器通道3驱动器TMP1SCONTMODPCONTCONTL0TH1TH0TL1IESBUF(TX/RX)IP中断、串行口和定时器逻辑振荡器P3.0～P3.7RSTEAALEPSENXTAL2XTAL1ALU(+5V)指令寄存器定时和控制逻辑指令译码器图2-2MCS-51片内总体结构框图P0.0～P0.7P2.0～P2.71、A

3、LU(ArithmeticLogicUnit)ALU由一个加法器、和两个暂存器、一个布尔处理器构成、主要完成算术运算、逻辑运算、移位操作。2、定时控制部件由定时控制逻辑、指令寄存器IR、和振荡器OSC等电路组成。IR存放从存储器中取出的指令码定时控制逻辑中包括定时控制、条件转移及指令译码等电路，完成对指令的译码产生指令的时序脉冲。振荡器是控制器的指挥中心，为CPU提供各种时钟脉冲XTAL1XTAL251单片机内部振荡电路8051内部有一个高增益的反相放大器，用于构成振荡器，反相放大器的输入端为XTAL1，反向放大器的输出端为XTAL2，分别是单片机的第18和1

4、9引脚。3、专用寄存器组用来指示要执行的指令地址，存放指令执行的操作数和结果，以及执行后的状态等，包括程序计数器（PC）、累加器ACC。(1).程序计数器PC(ProgramCounter)用于存储下一条指令的存储地址，能够自动加1，是二进制，16位的存储器，其值变化范围是0000H~FFFFH，寻址范围64K。用于存储操作数和运算结果，逻辑运算、算术运算等基本指令多数都用到累加器，是用得最多的寄存器。在指令系统中用A表示。专门为乘法和除法设置的寄存器，是二进制的八位寄存器，存放乘数和除数以及积的高八位和除法的余数，其他指令B可用作一个通用寄存器或者一个RAM

5、单元。存放程序的有关状态，有些是自动生成的，有些是用户设定的，各标志位定义如下：(2).累加器ACC(Accumulator)(3).通用寄存器B(4).程序状态字PSW(ProgramStatusWord)CY(PSW.7)进位和借位标志位，有进位和借位该位置1否则该位为0。CYACFORS1RS0OV---PPSW.7PSW.6PSW.0AC(PSW.6)辅助进位位，累加器中的运算结果低四位向高四位有进位或借位时该位为1、否则为0。F0（PSW.5)用户标志位，可自行设置意义，相当于一个通用的位寄存器。RS1、RS0（PSW.4PSW.3)寄存器选择位，可

6、设定寄存器所占内存的地址，由用户设定，RS1和RS0的不同组合所选择R0~R7的对应地址如下：RS1RS0R0~R7组号R0~R7物理地址00000H~07H01108H~0FH10210H~17H11318H~1FH开机时，RS1和RS0都等于0，R0~R7的物理地址为00H~07H，可通过指令修改RS1和RS0，来改变R0~R7的物理地址。OV（OverflowPSW.2)溢出标志位：当运算结束后，累加器中运算结果超出了八位有符号数表示的范围，OV置1，否则置0，八位有符号数的表示范围-128~+127求溢出位的方法：Acc.6的进位状态与Acc.7的进位

7、状态进行异或，即累加器的第8位和第7位都有进位或借位则OV=0，两位中有一个有进位或借位则OV=1。例：+-23-51-74反原反原反原、、例：+-87-9870反反、原原反原、、、、01100010若CP为最高位的进位位，CS为次高位的进位位，则若CP=1、CS=1，或CP=0CS=0则结果正确；若CP=1CS=0或CP=0CS=1则结果错误。即CPCS=0正确CPCS=1错误所以OV=CPCSOV=0正确OV=1错误PSW.1：无意义。P（PSW.0）：奇偶标志位，累计器中1的个数为偶数时P=0，1的个数为奇数时P=1。(5).堆栈指针SP(StackPo

8、inter)八位寄存器，能自动加1或减