单片机原理及控制技术 教学课件 作者 王君 第2章MCS-51系列单片机的结构和时序.ppt

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1、MCS-51系列单片机的结构和时序第2章2.1MCS-51系列单片机的结构2.1.1MCS-51系列单片机的组成2.1.2微处理器结构2.1.3存储器的结构2.1.4MCS-51单片机并行I/O端口2.1.5MCS-51单片机的定时器/计数器2.1.6MCS-51单片机的中断系统2.1.7MCS-51单片机的串行接口2.1.1MCS-51系列单片机的组成时钟电路CPUROMRAMT0T1中断系统串行接口并行接口P0P1P2P3TXDRXDINT0INT1定时计数器结构框图中央处理器CPU：8位，运算和控制功能内部RAM：共256个RAM单元，用户使用前128个单

2、元，用于存放可读写数据，后128个单元被专用寄存器占用。内部ROM：4KB掩膜ROM，用于存放程序、原始数据和表格。定时/计数器：两个16位的定时/计数器，实现定时或计数功能。并行I/O口：4个8位的I/O口P0、P1、P2、P3。串行口：一个全双工串行口。中断控制系统：5个中断源（外部中断2个，定时/计数中断2个，串行中断1个）时钟电路：可产生时钟脉冲序列，允许晶振频率6MHZ和12MHZ由单片机的内部结构可知，MCS-51单片机主要由以下几部分组成：中央处理器（CPU）振荡电路内部总线程序存储器和数据存储器定时器/计数器I/O口串行口中断系统2.1.2微处理

3、器结构运算器包括算术逻辑运算部件ALU单元、暂存器1、暂存器2、累加器ACC、寄存器B和BCD码调整电路。主要功能：算术运算、加1和减1运算、十进制调整、逻辑操作、数据传送。布尔处理器它以PSW中的进位标志位C为其累加器，专门用于处理位操作，有相应的位寻址RAM和I/O空间。控制器包括程序计数器PC、数据指针DPTR、堆栈指针SP、程序状态字、指令寄存器IR、指令译码器ID、振荡器、定时电路和复位电路等。主要功能：控制各部分的协调工作；协调单片机和外围芯片的工作。一、中央处理器（CPU）MCS-51单片机中，有21个具有特殊功能的寄存器，它主要是用来存放单片机的

4、相应功能部件的控制命令、状态或数据。其中常用的有以下几个：ACC（累加器，8位）：特殊用途的寄存器，专门存放操作数或运算结果。例如：MOVA，30H;把30H单元的数据传送给AADDA，30H;30H的数据和A的内容相加，并保存在A中B（8位）：专门为乘除法而设置的寄存器。又如：MULA，B;A和B相乘，结果的高低字节分别放入A和B中DIVA，B;(A)/(B)，商存A，余数存B二、特殊功能寄存器SFR（80H-0FFH）DPTR(数据地址指针，16位）:存放程序存储器的地址或外部数据存储器的地址。可分DPH和DPL两个独立8位寄存器使用。PC（程序地址寄存器，

5、16位）：执行指令后自动加一，常将PC值设置成程序第一条指令的内存地址。访问范围：0000-0FFFFH。SP（堆栈指针，8位）：专门存放堆栈的栈顶位置。遵循“先进后出”的原则。注意：禁止用传送指令存放数据。CY（C）：进位和借位标志，当指令执行中有进位和借位产生时，CY为1，反之为0。AC：辅助进位、借位标志（低半字节对高半字节的进位和借位），有进位和借位产生时，AC为1，反之为0。F0:用户标志位，由用户自定义。RS1和RS0：工作寄存器选择标志位。OV：溢出标志位。P：奇偶校验位，当A中1的个数为偶数时P=0，反之为1。位序D7D6D5D4D3D2D1D0

6、位标志CYACF0RS1RS0OV/PPSW（程序状态字，8位）：存放指令执行后的有关状态。片内/片外程序存储器64K（0000-0FFFFH）；128B的片内数据存储器（00-7FH）；128B特殊功能寄存器SFR（80-0FFH）；位寻址区（20H-2FH）；片外数据存储器64K（0000-0FFFFH）。2.1.3MCS-51单片机的存储器MCS-51系列的单片机有5个独立的存储空间：12345678910111213142827262524232221201918171615EPROM2764123

7、45678910111213142827262524232221201918171615EPROM27641234567891011121314151617181920403938373635343332313029282726252424222112345678910111213142827262524232221201918171615RAM62641234567891011121314282726

8、25242322