片机基本结构和工作原理

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1、单片机基本结构和工作原理主要介绍MCS-51单片机的部件及内部结构、外部引脚、CPU工作时序、工作方式等，重点讲述存储器结构和组成、特殊功能寄存器、并行I/O端口结构和工作原理、辅助电路等内容单片机的基本结构和工作原理单片机的组成和内部结构2.1单片机的外部引脚及功能2.2单片机的存储器结构2.3单片机的I/O电路2.4单片机的辅助电路2.5单片机的工作时序和工作方式2.6单片机的组成和内部结构-单片机的组成一个8位CPU；一个片内振荡器及时钟电路；4K字节ROM储器（8031没有片内ROM）；128字节RAM数据存储器（增强型为256字节）；两个

2、16位定时器/计数器（增强型为三个）；可寻址64KB外部数据存储器和64KB外部程序存储器空间的控制电路；32条可编程的I/O口（四个8位并行I/O端口）；一个可编程全双工串行口；具有五个中断源、两个优先级嵌套中断结构（增强型为六个中断源）。单片机的组成和内部结构-单片机的组成单片机的组成和内部结构-单片机的内部逻辑结构单片机的核心部件是一个8位高性能中央处理器CPU。它的作用是读入和分析每条指令，根据各指令的功能要求，控制单片机的各功能部件，具体地执行指令的操作。CPU由运算器、控制器和一些寄存器构成。单片机的组成和内部结构-CPU的内部结构包括

3、：算术/逻辑运算单元ALU、布尔处理器、累加器ACC、寄存器B、暂存器、程序状态字PSW等部件。功能：实现数据的算术逻辑运算、位变量处理和数据传送等操作。单片机的组成和内部结构-CPU的内部结构一、运算器1．算术逻辑单元ALU单片机的组成和内部结构-CPU的内部结构运算器的核心部件，实质上是全加器对数据进行加、减、乘、除等算术运算以及对数据进行与、或、异或、循环、置1、清0等逻辑运算不能由程序读写！2、累加器ACC或A是一个8位寄存器，很多运算都要通过累加器提供操作数，多数运算结果也在ACC中存放。单片机的组成和内部结构-CPU的内部结构3、B寄存

4、器暂时存储数据总线或其他寄存器送来的操作数不能由程序读写4、暂存寄存器(TMP1和TMP2)5、程序状态字寄存器(PSW)一个8位的专用寄存器，主要用于存放当前运算结果的状态B寄存器是为乘法和除法而设置的，在进行乘法和除法运算时A和B组成寄存器对，记为AB。在不执行乘法和除法时，B寄存器可以作为一个普通寄存器使用。二、控制器控制器是单片机的指挥控制部件。功能：接受来自程序存储器中的指令并对指令进行译码和分析并根据指令的性质控制单片机各功能部件从而保证单片机各部分能自动而协调的工作。单片机的组成和内部结构-CPU的内部结构包括：时序电路、程序计数器、

5、指针寄存器、指令译码器、数据指针、堆栈指针、操作控制部件等。1、程序计数器(PC)16位专用寄存器，用于存放一条将要执行指令的地址，具有自动加1功能。CPU取址时，PC内容先送至对应的寄存器，后从程序存储器中取出指令，PC内容自动加1.执行转移、子程序调用指令和中断响应时，PC内容不再加1单片机复位时，PC装入0000H单片机的组成和内部结构-CPU的内部结构2、指令寄存器(IR)一个8位寄存器，用于寄存等待执行的指令。不能由程序读写源程序ORG0000HLJMPSTARTORG0040HSTART：MOVSP，#5FH;设堆栈LOOP：NOPLJ

6、MPLOOP；循环END；结束目标文件也就是最终写入EPROM的文件：020040FFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFF75815F000200433、指令译码器(ID)对指令寄存器中的指令进行译码。不能由程序读写4、数据指针(DPTR)一个16位专用寄存器，通常在访问外部数据存储器时作地址指针5、堆栈指针(SP)一个8位专用寄存器，用于存放堆栈

7、栈顶地址6、定时与控制电路产生各种控制信号，协调各功能部件的工作单片机的组成和内部结构-CPU的内部结构单片机的外部引脚及功能-引脚和封装DIP40封装PLCC44封装控制引脚并行I/O口引脚电源及时钟引脚（1）电源及时钟引脚:VCC、VSS；XTAL1、XTAL2（2）I/O口引脚：P0、P1、P2、P3（3）控制引脚：引脚逻辑图XTAL1XTAL2EA/VppPSENALE/PROGRST/VPDVCCVSS80C51P0P1P2P3P0.0~P0.7P1.0~P1.7P2.0~P2.7P3.0~P3.7单片机的外部引脚及功能-引脚分类单片机的

8、外部引脚及功能-I/O端口(1)P0口(32-39脚)8位准双向I/O口低8位地址总线及数据总线分时复用口可带8个LSTT