《片机李衍丹》PPT课件

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1、8051单片机的结构和原理MCS-51系列单片机概述MCS-51是指由美国Intel公司生产的一系列单片机的总称，这一系列单片机包括了许多型号，如8031，8051，8751，8032，8052，8752等。其中8051是最早生产、最典型的产品。MCS-51系列的其他单片机，都是在以8051为内核的基础上，进行了功能的增加以及外围接口的改变。因此，人们习惯于用8051来称呼MCS-51系列单片机。8051是最早生产、最典型的产品。MCS-51系列的Intel公司将MCS-51的核心技术授权给了很多其他公司，所以有很多公司在生产以8051为

2、核心的单片机。在我国使用的，具代表性的芯片是Phillips的80系列和Atmel的AT89系列单片机。MCS-51系列单片机简介MCS-51系列单片机共有十多种芯片，分为两大系列，即51子系列与52子系列，并以芯片型号的末位数字最为标志。它们的内部结构基本相同，其中51子系列是基本型，52子系列是增强型。MCS-51系列单片机各种芯片的技术指标见表2-1（带C的是使用CMOS技术的低功耗芯片）。MCS-51系列单片机简介表2-1MCS-51系列单片机芯片技术指标子系列片内ROM形式ROM容量RAM容量寻址范围I/O特性中断源无ROMEP

3、ROM定时器并行口串行口51子系列8031805187514KB128B2×64KB2164×81580C3180C5187C514KB128B2×64KB2164×81552子系列8032805287528KB256B3×64KB3164×81680C3280C5287C528KB256B3×64KB3164×8162.1.1MCS-51系列单片机简介§2.1MCS-51单片机的内部结构一、组成8051单片机结构框图如图所示8051单片机结构框图8051CPU振荡器和时序OSC64KB总线扩展控制器数据存储器256BRAM/SFR2×1

4、6位定时器/计数器可编程I/O程序存储器4KBROM可编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由运算器（ALU）、控制器（定时控制部件）和专用寄存器组三部分电路构成。§2.1.2MCS-51单片机CPU结构专用寄存器组专用寄存器组主要用来指示当前要执行指令的内存地址、存放操作数和指示指令执行后的状态等。它是任何一台计算机的CPU不可缺少的部件，寄存器的多寡因机器型号的不同而异。专用寄存器组主要包括程序计数器PC、累加器A、程序状态寄存器PSW、堆栈指示器SP、数据指针DPTR和通用寄存器B等。程序计数器PC（1

5、6位）由两个8位计数器PCH、PCL组成。PC是程序的字节地址计数器，PC内容为将要执行的指令地址。改变PC内容，改变执行的流向。PC可对64KB的ROM直接寻址，也可对8051片内RAM寻址。返回其它寄存器累加器A、程序状态寄存器PSW、堆栈指示器SP、数据指针DPTR和通用寄存器B等在存储器一节讲解。§2.38051存储器结构§2.3.18051存储器分类§2.3.2程序存储器地址空间§2.3.3数据存储器地址空间§2.3.18051存储器分类一、物理结构二、用户角度一、物理结构（哈佛结构）8051存储器程序存储器ROM数据存储器RA

6、M片内程序存储器片外程序存储器片内数据存储器片外数据存储器二、用户角度图2-48051存储器配置§2.3.2程序存储器地址空间一、用途：二、编址：三、寻址方式：一、用途：用于存放编好的程序和表格常数。二、编址：容量为4KB。地址为0000H～0FFFH。片外最多可扩至64KBROM/EPROM，地址为1000H～FFFFH。片内外统一编址。三、寻址方式：1、当EA=“1”时：在0000～0FFFH范围内执行片内ROM中的程序，当指令地址超过0FFFH后就自动转向片外ROM中取指令。2、当EA=”0”时：片内ROM不起作用，CPU只能从片R

7、OM/EPROM中取指令。可以从0000H开始寻址。§2.3.3数据存储器地址空间一、用途：二、片外RAM：三、片内RAM：一、用途：用于存放运算的中间结果、数据暂存和缓冲、标志位等。二、片外RAM：地址：0000H~FFFFH寻址：用MOVX指令三、片内RAM：片内数据存储器最大可寻址256个单元，它们又分为两部分：低128字节(00H～7FH)是真正的RAM区；高128字节(80H～FFH)为特殊功能寄存器(SFR)区。高128字节和低128字节RAM中的配置及含义如图2－8和图2－9所示。图2－8低128字节RAM区图2－9高128

8、字节RAM区(SFR区，特殊功能寄存器区)1)低128字节RAM8051的32个工作寄存器与RAM安排在同一个队列空间里，统一编址并使用同样的寻址方式(直接寻址和间接寻址)。00H～1FH地址