MCS-51系列单片机的结构.ppt

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1、第2章MCS-51系列单片机的结构教学目的了解单片机的内部结构与主要型号掌握单片机引脚信号功能掌握单片机的存储器空间分配及各I/O口的特点掌握单片机的复位电路、时钟电路及指令时序重点和难点单片机的结构特点存储器配置空间配置单片机的指令时序。第2章MCS-51系列单片机的结构2.1MCS-51系列单片机概述2.2CPU内部结构2.3单片机时钟与时序2.4存储器2.5MCS-51系列单片机的外部引脚及功能2.6单片机的工作方式思考题2.1MCS-51系列单片机的概述一、MCS-51系列单片机简介8051/80C51是整个MCS-51系列单片机的核心，其他型号的

2、单片机都是在这一内核的基础上发展起来的。MCS-51单片机系列分为51和52子系列，并以芯片型号的末位数字加以标识。其中，51子系列是基本型，而52子系列是增强型。单片机型号带有字母“C”的，表示该单片机采用的是CMOS工艺，具有低功耗的特点。8051的功耗为630mW，而80C51的功耗只有120mW。子系列片内ROM形式片内ROM片内RAM寻址范围I/O特性中断源无ROMEPROMFLASH定时器并行口串行口51子系列80318051875189514KB128B2×64KB2×164×81580C3180C5187C5189C514KB128B2×6

3、4KB2×164×81552子系列80328052875289528KB256B2×64KB3×164×81680C3280C5287C5289C528KB256B2×64KB3×164×816MCS-51系列单片机技术参数表二、8051单片机的组成结构8051内部结构主要包括以下功能部件：1）一个8位微处理器CPU。2）一个片内振荡器及时钟电路。3）4KB程序存储器ROM。4）256B数据存储器RAM。5）两个16位定时/计数器（T0/T1）。6）可寻址64KB外部数据存储空间和64KB外部程序存储器的控制电路。7）一个可编程的并行I/O端口、4个8位并

4、行I/O端口(P0-P3)。8）21个特殊功能寄存器。（9）具有5个中断源、2个优先级中断信号。MCS-51单片机的结构框图2.2CPU内部结构运算器由8位算术逻辑运算单元ALU、8位累加器ACC、8位寄存器B、程序状态字寄存器PSW等组成。控制器由程序计数器PC、指令寄存器IR、指令译码器ID、堆栈指针SP、数据指针DPTR、时钟发生器及定时控制逻辑等组成。一、运算器1)算术逻辑单元ALU算术逻辑单元ALU(8位)用来完成二进制数的四则运算和布尔代数的逻辑运算。此外，通过对运算结果的判断影响程序状态标志寄存器的有关标志位。2)累加器ACC累加器ACC为8

5、位寄存器，是CPU中使用最频繁的寄存器。它既可用于存放操作数，也可用来存放运算的中间结果。3)寄存器B寄存器B是一个8位寄存器，是为ALU进行乘除运算设置的。在执行乘法运算指令时,寄存器B用于存放其中一个乘数和乘积的高8位数；在执行除法运算时，寄存器B用于存放除数和余数。此外，B寄存器也可作为一般的数据寄存器使用。4)程序状态字PSW程序状态字PSW是一个8位特殊功能寄存器，它的各位包含了程序运行的状态信息，以供程序查询和判断。PSW程序状态字格式和含义如下：PSW位地址字节地址D0HD7HD6HD5HD4HD3HD2HD1HD0HCYACF0RS1RS0

6、OV_P①Cy(PSW.7)进位标志位。当加减运算时最高位有进位或借位时，C=1，否则C=0.②AC(PSW.6)辅助进位(或称半进位)标志。当加减运算时，低4位向高4位有进位或借位时，AC=1，否则AC=0.③F0(PSW.5)用户标志位。该位可以放弃不用。④RSl和RS0(PSW.4，PSW.3)工作寄存器组选择位。⑤OV(PSW.2)溢出标志位。⑥F1(PSW.1)用户标志位，用户不使用同F0(PSW.5）。⑦P(PSW.0)此位为奇偶标志位。判断累加器运算中1的个数1为奇数P=11为偶数P=0RS1RS0选中的寄存器组R0~R7地址00组000~0

7、7H01组108~0FH10组210~17H11组318~1FH工作寄存器区：a.地址从00H-1FH，共32单元。b.工作寄存器区又均匀分成四个区组0、组1、组2、组3，每组8个单元/字节R0,R1,R2,R3,R4,R5,R6，R7。C.由于4个寄存器组中寄存器重名，所以要先指定寄存器组，才能指定寄存器。如果不指定寄存器组就默认为0组。d.怎样指定寄存器组呢？要取决于程序状态字寄存器PSW，这是一位8位寄存器，其中两位RS1、RS0，专门用来选定寄存器。如表所示：执行加减运算时，最高位和次高位进借位相同时，OV=1，否则OV=0执行乘法运算时，乘积超过

8、255，OV=1，乘积分别放在B高（8位)A低（8位）。乘积只放在