单片机的硬件结构

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1、单片机基础知识第二章单片机的硬件结构2.1单片机整体结构2.2外部引脚功能2.4定时/计数器2.3存储器组织2021/7/322.1单片机整体结构第二章单片机的硬件结构2021/7/332.1MCS-51单片机整体结构硬件配置基本配置：1.8位CPU2.片内ROM/EPROM、RAM3.片内并行I/O接口4.片内16位定时器/计数器5.片内中断处理系统6.片内全双工串行I/O口不同型号MCS-51单片机CPU处理能力和指令系统完全兼容，只是存储器和I/O接口的配置有所不同。2021/7/34MCS-51单片机内

2、部结构2021/7/35一、中央处理器CPU主要指运算器、控制器决定单片机的主要性能指标：字长、运行速度、数据处理能力，中断和实时控制能力。2021/7/361、运算器进行算术和逻辑运算，8位。主要包括算术逻辑单元ALU、累加器ACC、暂存器、程序状态字PSW、B寄存器。主要任务：算术运算逻辑运算位操作数据处理利用程序状态寄存器PSW表述当前运行状态2021/7/371）算术逻辑单元ALU即加法器，是核心部件，进行算术逻辑运算，其中乘（MUL）、除（DIV）运算是执行时间最长的指令。2）累加器ACC累加器ACC

3、是最常用的专用寄存器。进入ALU作算术操作和逻辑操作的操作数很多来自ACC，操作的结果也常送回ACC。3）B寄存器是ACC的辅助寄存器，在乘除时，ACC不够用便使用B寄存器。2021/7/382、控制器控制器是CPU的大脑中枢，它以定时控制逻辑为中心，按照人们预先给定的计算步骤，即预先编写好的已经输入到计算机存储器中的程序发出一系列控制信号，控制计算机各个部件的工作，如运算、存储等。包括指令寄存器IR、指令译码器ID、数据指针DPTR、程序计数器（指针）PC、堆栈指针SP、以及控制电路（时序电路、中断控制部件、

4、微操作控制部件）。2021/7/391）程序计数器PC（程序指针）16位的地址指针，专门用来控制指令执行顺序的寄存器，其中的内容总是下一条要执行的指令的地址。可以对64K字节的程序存储器直接寻址。复位时，PC=0000H，使程序从0单元开始执行。通常单片机每取一个字节机器码，PC就自动加1，从而保证了指令的顺序执行。转移指令可强行改变PC的内容。2021/7/3102）时序指按照指令功能发出一系列在时间上有一定次序的信号，控制和启动一部分逻辑电路完成某种操作。CPU需要一个时钟，在XTAL1和XTAL2上接石英

5、晶体和微调电容构成振荡器。频率为4～12MHz2021/7/3113）指令寄存器IRID是8位寄存器，用于存放从ROM中取出的指令码。而且每条指令的第一个字节一定是操作码，其后的指令码可以是操作数或操作码。指令译码器IDID可以对指令码进行译码，即判断出存放的是操作命令（操作码）还是操作数（操作数可以是操作地址或立即操作数），以进行下面的工作。这些工作是自动完成的。2021/7/3124）微操作控制部件逻辑门电路，将ID信号和时序向片内各部件送高低电平。中断控制部件自动完成“中断申请”、“中断相应”、“恢复断点

6、”等工作。2021/7/313二、内部RAM单片机内部数据RAM共256字节。分为低128B和高128B地址空间。低128B地址空间的RAM常称为片内RAM；高128B地址空间的RAM称为特殊功能寄存器SFR。但SFR18个寄存器只占用了21B供用户使用。其他的107B系统保留。2021/7/3142021/7/3151)片内RAM（00～7FH）工作寄存器区：（32B）字节地址：00H～1FH位寻址区：（16B）字节地址：20H～2FH位地址为：00H～7FH数据缓冲区：（80B）字节地址：00H～7FH一般

7、使用30H～7FH2021/7/316三、片内ROMROM用于存放程序、原始数据及表格。8051：片内4K掩膜ROM8031：片内ROM8751：片内4KEPROM2021/7/317四、定时器/计数器MCS-51系列单片机典型产品8051等单片机内部有2个可编程的16位定时器/计数器T0、T1最大计数脉冲个数：1～655362021/7/318五、并行I/O口MCS－51系列单片机有4个8位并行I/O口:P0、P1、P2、P3共占了32根I/O引脚单片机扩展时，这些I/O引脚又作为扩展总线用。P0口作为地址/

8、数据总线，分时输出低8位地址和传送8位数据；P2口作为高8位地址总线；P3口也具有第二功能。这是由接口的特殊结构所决定的。2021/7/319六、串行口完成单片机和其他计算机或通讯设备之间的串行数据通讯。MCS－51系列P3口的RXD(P3.0)和TXD(P3.1)构成2021/7/320中断系统是计算机的重要指标之一。某人看书执行主程序日常事务电话铃响中断信号如INT=0中断请求暂停