MCS-51单片机的内部结构

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1、第二章MCS-51单片机的内部结构MCS-51单片机结构及工作原理MCS-51单片机引脚及外部总线结构CPU时序及辅助电路MCS-51单片机存储器结构MCS-51的总体结构MCS-51系列单片机是高性能的8位单片机，该系列中有8051、8031、8751等，这三种单片机除内置程序存储器有区别外，内部结构和引脚相同。其中8051是最早最典型的产品，该系列其它单片机都是在8051的基础上进行功能的增、减、改变而来的，所以人们习惯于用8051来称呼MCS51系列单片机。8031：内部无程序存储器ROM，须外接EPROM。8051：RO

2、M型单片机，内含4K字节ROM。8751：EPROM型单片机，内含4K字节EPROM。MCS-51基本构成CPU:8位存储器:128字节RAM21个专用寄存器4K字节ROM存储器并行口:4个8位并行口串行口:1个全双工的串行口定时器/计数器:2个16位的定时器/计数器中断系统:5个中断源,两个中断优先级寻址范围:64K字节（程序存储区和外部数据存储区各64K）MCS-51的总体结构MCS-51的内部结构MCS-51的CPUCPU：单片机的核心部分，是单片机的指挥和执行部件。包含两个基本部分：运算器和控制器。运算器：进行算术和逻辑

3、运算，存储运算结果并作相应标记。控制器：控制计算机各部分协调工作。运算器算术逻辑运算部件ALU累加器ACCB寄存器暂存寄存器TMP1、TMP2程序状态字寄存器PSWBCD码调整电路等控制器程序计数器PC堆栈指针SP数据指针DPTR指令寄存器、译码器、定时MCS-51的CPU：运算器1.算术逻辑运算部件ALU：完成各种算术运算和逻辑运算2.寄存器：CPU内部没有单独的存储器，而是设置了一些工作寄存器，暂存数据和状态等(1)累加器ACC：可存放操作数和运算的中间结果；(2)寄存器B：主要用于乘、除运算。寄存器B也可作为一般的寄存器用

4、。MCS-51的CPU：运算器位序D7D6D5D4D3D2D1D0位标志CACF0RS1RS0OV—P2.寄存器(3)程序状态字PSW程序状态字是8位寄存器，用于指示程序运行状态信息。其中有些位是根据程序执行结果由硬件自动设置的，而有些位可由用户通过指令方法设定。PSW中各标志位名称及定义如下：位序D7D6D5D4D3D2D1D0位标志CACF0RS1RS0OV—P程序状态字PSWC：也表示为CY进（借）位标志位在加减运算中，若操作结果的最高位有进位或有借位时，CY由硬件自动置1，否则就清0。在位操作中，CY作为位累加器使用，参

5、于进行位传送、位与、位或等位操作。另外某些控制转移类指令也会影响CY位状态。位序D7D6D5D4D3D2D1D0位标志CACF0RS1RS0OV—P程序状态字PSWAC：辅助进（借）位标志位。在加减运算中，当低四位向高四位进位或借位时此标志位由硬件自动置1，否则就清0。F0：用户标志位，由用户通过软件设定，用以控制程序转向。位序D7D6D5D4D3D2D1D0位标志CACF0RS1RS0OV—P程序状态字PSWRS1，RS0：寄存器组选择位用于设定当前通用寄存器组的组号。通用寄存器组共有4组，其对应关系如下RS1RS0寄存器组R

6、0~R7地址00组000~07H01组108~0FH10组210~17H11组318~1FH位序D7D6D5D4D3D2D1D0位标志CYACF0RS1RS0OV—P程序状态字PSWOV：溢出标志位在带符号数（补码数）的加减中，OV=1表示运算的结果超出了累加器A的八位符号数表示范围（－128～+127），产生溢出，因此运算结果是错误的。OV=0，表示未超出表示范围，运算结果正确。乘法时，OV=1，表示结果大于255，结果分别存在A，B寄存器中。OV=0，表示结果未超出255，结果只存在A中。除法时，OV=1，表示除数为0。OV

7、=0，表示除数不为0。位序D7D6D5D4D3D2D1D0位标志CYACF0RS1RS0OV—P程序状态字PSWD1位未定义。可用伪指令将它定义为F1，如同F0一样，作为用户设定的软件标志位。P：奇偶标志位。表示累加器A中数的奇偶性；在每个指令周期由硬件根据A的内容的奇偶性，对P自动置位或复位。P=1，表示A中内容有奇数个1。MCS-51的CPUCPU:运算器、控制器控制器程序计数器PC堆栈指针SP数据指针DPTR指令寄存器、译码器、定时控制计算机各部分协调工作。MCS-51的CPU：控制器程序计数器PC（ProgramCoun

8、ter）PC是一个16位计数器，其内容为单片机将要执行的指令机器码所在存储单元的地址。PC具有自动加1的功能，从而实现程序的顺序执行。由于PC不可寻址的，因此用户无法对它直接进行读写操作，但可以通过转移、调用、返回等指令改变其内容，以实现程序的转移。PC的寻址范