单片机课件1 MCS-51单片机硬件结构

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1、1MCS-51单片机硬件结构MCS-51系列基本产品型号：8051、8031、8751称为51子系列。不同型号MCS-51单片机CPU处理能力和指令系统完全兼容，只是存储器和I/O接口的配置有所不同。1-1MCS-51总体结构1.1.2MCS-51单片机的系统结构MCS-51单片机系统结构示意图时钟电路SFR和RAMROMCPU定时/计数器并行端口中断系统串行端口系统总线时钟源T0T1P0P1P2P3TXDRXDINT0INT1下一页MCS-51单片机的组成（1）一个8位微处理器CPU。（2）数据存储器RAM和特殊功能寄存器SFR。（3）内部程序存储器ROM。（4）两个定

2、时/计数器，用以对外部事件进行计数，也可用作定时器。（5）四个8位可编程的I/O（输入/输出）并行端口，每个端口既可做输入，也可做输出。（6）一个串行端口，用于数据的串行通信。（7）中断控制系统。（8）内部时钟电路。下一页MCS-51单片机内部结构P1.0P1.1P1.2P1.3P1.4P1.5P1.6P1.7RST/VPDRXD/P3.0TXD/P3.1INT0/P3.2INT1/P3.3T0/P3.4T1/P3.5WR/P3.6RD/P3.7XTAL2XTAL1VSS123456789101112131415161718192080318051875140393837

3、36353433323130292827262521222324VCCP0.0P0.1P0.2P0.3P0.4P0.5P0.6P0.7EA/VppALE/PROGPSENP2.7P2.6P2.5P2.4P2.3P2.2P2.1P2.01.1.3MCS-51单片机的引脚定义1、输入输出口：P0、P1、P2、P32、RST（复位）/VPD（后备电源引入端）3、EA（读内/外ROM控制）/Vpp（编程电压）4、ALE（地址低8位锁存）/PROG（编程脉冲）5、PSEN外部ROM读选通信号6、XTAL1、XTAL2外接晶振端7、Vcc+5v电源8、Vss地9、P3口的第二功能返回

4、本节WR（外部数据存储器写脉冲）INT1（外部中断1）INT0（外部中断0）P3口的第二功能表P3.2P3.3位线引脚第二功能P3.010RXD（串行输入口）P3.111TXD（串行输出口）1213P3.414T0（定时器0的计数输入）P3.515T1（定时器1的计数输入）1617RD（外部数据存储器读脉冲）P3.7P3.6上一页存储器类型单片机系列掩膜ROMEPROMRAMMCS-5151子系列8031//128B80514KB/128B8751/4KB128B52子系列8032//256B80528KB/256B8752/8KB256BMCS-51单片机存储器容量返回

5、本节地址总线宽度为16位，由P0口经地址锁存器提供低8位地址（A0-A7）；P2口直接提供高8位地址（A8～A15地址总线是单方向的。返回本章首页（1）地址总线（AB）（2）数据总线（DB）：数据总线宽度为8位，用于传送数据和指令，由P0口提供。（3）控制总线（CB）：控制总线随时掌握各种部件的状态，并根据需要向有关部件发出命令。1-2MCS-51CPU(一)CPU内部结构1．算术逻辑运算单元ALU(8位)+、–、×、÷算术运算，与、或、非、异或逻辑运算、循环移位、位处理。1.寄存器阵列(1)工作寄存器R0～R7(8位)暂存运算数据和中间结果。4个工作寄存器区，工作寄存器

6、0区～3区。每个区均含8个寄存器R0～R7。用PSW中的两位PSW.4和PSW.3来切换工作寄存器区，选用一个工作寄存器区进行读写操作。(3)寄存器B(8位)与A累加器配合执行乘、除运算。也可用作通用寄存器。(4)程序状态字PSW(8位)存放ALU运算过程的标志状态CyACF0RS1RS0OV—P(5)数据指针DPTR(16位)存放片外存储器地址，作为片外存储器的指针。可分成两个8位寄存器DPH、DPL使用。(2)累加器Acc(8位)需要ALU处理的数据和计算结果多数要经过A累加器。1.寄存器阵列PSW（1）CY：进位标志例：78H+97H（01111000+100101

7、11）（2）AC：半进位标志。例：57H+3AH（01010111+00111010）（3）F0：用户标志位，由编程人员决定什么时候用，什么时候不用。D7D6D5D4D3D2D1D0CYACF0RS1RS0OV/P（5）0V：溢出标志位OV=Cy7ÅCy6，补码运算产生溢出OV=1，否则OV=0。对于一个字节的有符号数，如果运算结果超出了-128~+127这个数值范围，就会发生溢出，OV＝1表示两正数相加，和变成负数，或两负数相加，和变成正数的错误情况此外，在乘法运算中，OV＝1表示乘积超过255；在除法运算中，OV＝1表示除