《结构和工作原理》PPT课件

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1、单片机原理及应用电气与电子工程学院张永贤Rgbzyx@4y.com.cn第2章MCS-51单片机的硬件结构和工作原理2－1MCS-51单片机的基本组成时钟电路程序存储器SFR和数据存储器RAM2×16定时器/计数器CPU内中断串行接口中断系统并行接口P0P1P2P3TxDRxDINT0INT1T0T12-1-1MCS-51单片机的基本组成（8部分）1、微处理器（CPU）：为8位的CPU，内含一个1位的位处理器(Boolean处理器)。2、特殊功能寄存器（SFR）和数据存储器(RAM)：SFR（SpecialFuncti

2、onRegister)是一个特殊功能的RAM区共有21个，用于对片内各功能模块进行管理。RAM为128个字节，用来存放数据。3、程序存储器（ROM/EPROM）：8031无此部件；8051为4KROM；8751为4KEPROM。而片外最多可外扩至64K字节。4、中断系统：具有5个中断源，2级中断优先级。5、定时/计数器：2个16位的定时/计数器，具有四种工作方式。6、串行口：1个全双工的串行口，具有四种工作方式。7、P0、P1、P2、P3口：为4个并行8位I/O口。8、内部时钟电路。2-1-1MCS-51单片机的基本组

3、成表1常用的51系列单片机型号型号程序存储器/可扩展空间数据存储器/可扩展空间定时器中断源8031/80C310/64K128B/64K258051/80C514KROM/60K128B/64K258751/87C514KEPROM/60K128B/64K258951/89C514KEEPROM/60K128B/64K258032/80C320/64K256B/64K368052/80C528KROM/56K256B/64K368752/87C528KEPROM/56K256B/64K368952/89C528KE

4、EPROM/56K256B/64K362-1-2MCS-51单片机系列分类51子系列（基本型）和52子系列（增强型）52子系列功能增强的具体方面：片内ROM从4KB增加到8KB片内RAM从128字节增加到256字节定时器从2个增加到3个中断源从5个增加到6个2-1-3单片机芯片的半导体工艺HMOS：高速度，高密度短沟道MOS工艺。CHMOS：是CMOS和HMOS的结合，保持了HMOS的高速度和高密度，还具有CMOS的低功耗。（芯片型号中凡带有字母“C”）例如：8051的功耗为630mW，而80C51的功耗为120mW。

5、对于便携式和手提式或野外作业仪器低功耗非常有意义。2-1-4片内ROM存储器的配置形式及应用环境MCS-51单片机内程序存储器的配置形式有三种：掩模ROM型（由厂家一次写入，成本低）EPROM型（由用户可反复写入，成本较高）无ROM（需在片外扩展）各有特点，也各有其适用场合，可根据需要进行选择单片机是面向现场的具有很强的抗干扰能力，这是其它任何计算机所不及的。在使用中应注意根据现场温度选择芯片。环境温度范围，划分为三个等级民用级(Commercial)0℃～＋70℃工业级(Industrial)－40℃～＋85℃军

6、用级(Military)－65℃～＋125℃2－2单片机的内部结构和功能2－2－1中央处理器CPU运算器算术逻辑单元ALU(ArithmeticLogicUnit)累加器ACC(Accumulator)寄存器B程序状态字PSW(ProgramStatusWord)CyACF0RS1RS0OV--P暂存寄存器组控制器CPU布尔处理器2－2－1中央处理器CPU运算器程序计数器PC(ProgramCounter)指令译码器ID数据指针DPTR控制器CPU1、程序状态字PSW各标志位的含义CYACF0RS1RS0OVPPSW.

7、7PSW.6PSW.5PSW.4PSW.3PSW.2PSW.1PSW.0CY(PSW.7)进位标志位AC（PSW.6）辅助进位（或称半进位）标志F0（PSW.5）用户标志位RS1和RS0（PSW.4，PSW.3）工作寄存器组选择位OV（PSW.2）溢出标志位PSW.1未定义位P（PSW.0）奇偶标志位1、程序状态字PSW各标志位的含义程序状态字PSW(ProgramStatusWord)1、Cy进位标志位，在执行算逻指令时，可被硬件或软件置位或清除，在位处理器中，它是位累加器。2、AC辅助进位标志位，当进行加、减法操作

8、而产生低4位数向高4位进位或借位时，AC将被硬件置1，否则就被除数清除。AC被用于十进位调整，同DA指令结合起来用。3、F0标志位，它是由用户使用的一个状态标志位，可用软件来使它置位或清除，也可以靠软件测试F0以控制程序的流向。CyACF0RS1RS0OV--P1、程序状态字PSW各标志位的含义程序状态字PSW(ProgramSt