片机的组成原理

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1、第2章单片机的组成原理2.3存储器2.2CPU2.1MCS-51单片机的内部结构2.4I/O接口2.7复位电路2.6振荡电路和时钟电路2.5MCS-51单片机的引脚及功能2.1MCS-51单片机的内部结构单片微型计算机简称单片机——把CPU、存储器（ROM/RAM)、I/O接口等部件制作在一块集成电路芯片中，构成一个完整的微型计算机。一、MCS-51系列单片机简介8031芯片不带ROM；8051芯片带4KBROM；8751芯片带4KBEPROM。MCS-51系列单片机是美国Intel公司在1980年推出的高性能8位单片机

2、，它主要包含51和52两个子系列。对于51子系列（基本型）：主要有8031、8051、8751三种机型，它们的指令系统与芯片引脚完全兼容，仅片内程序存储器有所不同：对于52子系列（增强型）：有8032、8052、8752三种机型。52子系列与51子系列相比大部分相同，不同之处在于：片内数据存储器增至256字节（比51子系列增加1倍）；8032芯片不带ROM（与51子系列8031一样）；8052芯片带8KBROM（比51子系列8051增加1倍）；8752芯片带8KBEPROM（比51子系列8751增加1倍）；有3个16位定

3、时器/计数器（比51子系列增加1个）；6个中断源（比51子系列增加1个）。本课程以51子系列的8051介绍MCS-51单片机的基本原理。二、MCS-51系列单片机的内部结构8051的主要硬件资源有：◆8位CPU；◆片内带振荡器，频率范围为2~12MHz；◆128字节片内数据存储器RAM；◆4KB片内程序存储器ROM；◆程序存储器的寻址范围为64KB；◆片外数据存储器RAM的寻址范围64KB；◆21个字节特殊功能寄存器SFR；◆4个8位的并行I/O接口：P0、P1、P2、P3；◆1个全双工的串行I/O接口，可多机通信；◆2

4、个16位定时器/计数器：T0、T1；◆中断系统。8031无图8051单片机组成方框图2.2CPU——单片机的核心MCS-51内部有一个功能强大的8位CPU。功能：完成运算和控制功能。控制器运算器功能：负责算术运算和逻辑运算。功能：是整个计算机硬件系统的指挥中心。负责指挥计算机系统有序正常地自动工作。一、运算器——负责算术运算和逻辑运算。B寄存器累加器A程序状态字（PSW）寄存器算术逻辑部件ALU十进制调整电路布尔处理器暂存器1.算术逻辑部件ALU主要完成加、减、乘、除等基本的算术运算以及逻辑“与”、“或”、“异或”、循

5、环移位、求补、清零等逻辑运算。——运算器的核心部件2.累加器Acc（简称为A）：它是8位寄存器，是CPU中使用最频繁的寄存器。ALU进行运算时，数据绝大多数时候都来自于累加器Acc，运算结果也通常送回累加器Acc。MOVA，#67HADDA，#58H例：把立即数67H送入累加器A。把累加器A中的立即数67H与立即数58H相加，结果送回到累加器A中。3.B寄存器（辅助寄存器）它是8位寄存器。主要用于乘除运算。利用寄存器B和累加器A存放乘除运算结果。MULABDIVAB在乘法运算前，累加器A存放乘数，寄存器B存放被乘数；

6、乘法运算完后，A存放乘积的低8位，B存放乘积的高8位。在除法运算前，累加器A存放被除数，寄存器B存放除数；除法运算完后，A存放商，B存放余数。4.程序状态字（PSW）它是一个8位寄存器。它用于保存指令执行结果的状态，以供程序查询和判别。CYACF0RS1RS0OV…PPSW7PSW6PSW5PSW4PSW3PSW2PSW1PSW0CY（或C）（PSW.7）：进位标志位。功能：1.存放算术运算的进位标志。在8位加法/减法运算时，若运算结果最高位D7有进位/借位，则CY=1，否则CY=0.例：二进制加法运算（字长为8位）11

7、010111B+01100100B运算结果超出8位，产生进位，此时置位CY(即CY=1)，表示二进制加法运算产生进位。2.在布尔处理器中，C作为位累加器。半数以上的位操作指令与C有关。AC（PSW.6）：辅助进位标志位。F0（PSW.5）：用户标志位。由用户根据需要对其置位或复位，可作为用户自行定义的一个状态标志。在8位加法/减法运算时，若运算结果低4位数向高4位数有进位/借位，则AC=1，否则清0。在BCD码运算，进行十进制调整要使用AC。RS1RS0工作寄存器组000组（00H～07H）011组（08H～0FH）10

8、2组（10H～17H）113组（18H～1FH）RS1、RS0（PSW.4、PSW.3）：工作寄存器组选择位。可借软件置位或清零，以选定4个工作寄存器中的一个组投入工作。OV（PSW.2）：溢出标志位。带符号数加、减法运算时由硬件置位或清零，以指示运算结果是否溢出。OV=1表示加减法运算的结果超出了累加器所能表示的带