C51单片机硬件结构和原理

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1、第2章89C51单片机硬件结构和原理单片机原理与接口技术9/9/202111.熟悉89C51单片机CPU内部组成结构、各功能部件的作用；2.掌握89C51单片机引脚功能；3.掌握存储器的组织结构。4.掌握P0～P3并行I/O口结构及其特点，时钟电路、CPU时序和复位电路。本章教学要求-------第2章89C51单片机硬件结构和原理9/9/202122.1.189C51单片机的基本组成89C51CPU振荡器和时序OSC64KB总线扩展控制器数据存储器256BRAM/SFR2×16位定时器/计数器可编程I/O程序存储器4KBFLASHROM可编

2、程全双工串行口外中断内中断控制并行口串行通信外部时钟源外部事件计数返回2.189C51单片机芯片内部结构及特点9/9/202138位的CPU，片内有振荡器和时钟电路,工作频率为24MHz片内有256字节RAM片内有4K字节程序存储器ROM可寻址片外64K字节数据存储器RAM可寻址片外64K字节程序存储器ROM4个8位的并行I/O口（PIO）1个全双工串行口（UART）2个16位定时器/计数器（TIMER/COUNTER）5个中断源，两级中断优先级1个布尔处理器和1个布尔累加器（Cy）9/9/202142.1.2单片机的内部结构一个8位CPU；

3、4KB程序存储器；256B通用数据存储器和特殊功能寄存器；4个8位并行口，其中P0、P2、P3是复用口（P0和P2为地址/数据线，可寻址64KBROM和64KBRAM）；一个可编程全双工串行口；具有5个中断源，两个优先级嵌套结构；两个16位定时/计数器；一个片内振荡器与时钟电路。----51单片机内部主要器件9/9/202151.中央处理器（CPU）单片机的核心部分是CPU，由运算器、控制器和布尔（位）处理器组成。9/9/202161)运算器运算器是用于对数据进行算术运算和逻辑操作的执行部件，以算术逻辑单元（ALU）为核心，包括累

4、加器（ACC）、程序状态字（PSW）、暂存器、B寄存器等部件。-----运算器的组成9/9/20217①累加器A累加器是一个8位寄存器。在指令系统中，累加器在直接寻址时的助记符为ACC。除此之外全部用助记符A表示。-----累加器9/9/20218-----算术/逻辑部件算术/逻辑部件ALU是用于对数据进行算术运算和逻辑操作的执行部件，由加法器和其他逻辑电路（移位电路和判断电路等）组成。在控制信号的作用下，完成算术加、减、乘、除和逻辑与、或、异或等运算，以及循环移位操作、位操作等功能。②算术/逻辑部件ALU9/9/20219-----程序状态字

5、寄存器程序状态字寄存器PSW是一个8位寄存器，用来存放运算结果的一些特征。进位标志位半进位标志位用户自定义标志位工作寄存器组选择位溢出标志位奇偶校验标志位③程序状态字寄存器PSW9/9/202110RS1、RS0与片内工作寄存器组的对应关系-----片内四组工作寄存器的选择9/9/202111④B寄存器在进行乘法、除法运算时，B寄存器作为ALU的输入之一，与ACC配合完成运算，并存放运算结果。在无乘除运算时，它可作为内部RAM的一个单元。----寄存器9/9/2021122)控制器定时控制逻辑指令寄存器数据指针（DPTR）程序计数器（PC）地址

6、寄存器地址缓冲器堆栈指针（SP）-----控制器的组成控制器是CPU的大脑中枢，它包括：9/9/202113①程序计数器PC程序计数器（ProgramCounter，PC）用来存放下一条要执行的指令的地址。当按照PC所指的地址从存储器中取出一条指令后，PC会自动加l，即指向下一条指令。-----程序计数器9/9/202114②堆栈指针SP堆栈指针（StackPointer，SP）是指在片内RAM的l28B（52子系列为256B）空间中开辟的堆栈区的栈顶地址，并随时跟踪栈顶地址变化。堆栈是按先进后出的原则存取数据的，开机复位后，单片机栈底地址为0

7、7H。-----堆栈指针9/9/202115③指令寄存器IR和指令译码器ID指令寄存器和指令译码器（InstructionRegister，IR）的功能是对将要执行的指令进行存储和译码。由PC中的内容制定FlashROM地址，取出的指令经指令寄存器后送指令译码器，由译码器对该指令进行译码。即把指令变成所需的电平信号，CPU根据译码输出的电平信号，使定时控制电路产生执行该指令所需的各种控制信号，以便计算机能正确地执行指令所要求的操作。----指令寄存与译码9/9/202116④数据指针DPTR由于8051系列单片机可以外接64KB的数据存储器和I

8、/O接口电路，故在单片机内设置了l6位的数据指针寄存器（DataPointer，DPTR）。它可以对64KB的外部数据存储器和I/O进行寻址。DPTR