第2章_mcs-51的内部结构

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1、第2章MCS-51的内部结构主要内容MCS-51总体结构MCS-51的引脚及片外总线结构MCS-51内部结构CPU的时序及辅助电路MCS-51的存储器结构第二章MCS-51的内部结构MCS-51？8051系列？MCS是Intel的注册商标。8051是美Intel公司在1980年推出的MCS-51系列的第一个成员。8051系列泛指所有公司（也包括Intel公司）生产的以8051为核心单元的所有单片微机。第二章MCS-51的内部结构MCS-51总体结构（P20）8051单片机结构框图第二章MCS-51的内部结构基本特性面向控制的8位CPU和指令系统

2、。4K的ROM或EPROM；128字节的RAM；可编程的并行I/O口；一个全双工的串行口；2个16位定时器/计数器；5个中断源；1个片内时钟振荡器和时钟电路；可寻址64K的ROM和64K的外部RAM。第二章MCS-51的内部结构MCS-51的引脚及片外总线结构（P25）第二章MCS-51的内部结构8051单片机的片外三总线结构地址总线AB：16位，P0口提供低8位，P2口提供高8位地址；数据总线DB：8位，由P0口提供；控制总线CB：由P3口的第二功能状态和4根独立控制线RST、EA、ALE和PSEN提供。第二章MCS-51的内部结构MCS-5

3、1的片外总线结构图第二章MCS-51的内部结构MCS-51内部结构内部结构框图（P21）微型计算机的基本结构：CPU+存储器+I/O接口+系统总线CPU=运算器+控制器第二章MCS-51的内部结构控制器控制计算机工作的部件，包括程序计数器（PC）、数据指针、堆栈指针、指令寄存器、指令译码器、时钟发生器和定时控制逻辑等。功能：接收来自存储器的指令，进行译码，并通过定时和控制电路，在规定时刻发出指令操作所需的各种控制信号，使各部分协调工作，完成指令所规定的操作。第二章MCS-51的内部结构1、程序计数器（PC）16位专用寄存器，存放下一条将要执行的

4、指令的地址。（指向程序存储器）PC基本的工作过程：读指令时，PC将其中的数作为所取指令的地址输出给程序存储器，然后程序存储器按此地址输出指令，同时PC本身自动加1，指向下一条指令地址。控制器第二章MCS-51的内部结构PC值的变化：CPU顺序执行指令时，PC自动加1.在执行条件转移或无条件转移指令时，PC将被置入转移的目的地址，程序的流向发生变化。在执行调用指令或响应中断时，将子程序的入口地址或中断矢量地址送入PC，程序的流向发生变化。控制器第二章MCS-51的内部结构2、数据指针DPTR16位特殊功能寄存器，作为片外RAM或I/O寻址用的地址

5、寄存器。(指向数据存储器)既可以作为16位寄存器使用，也可以作为两个8位寄存器处理，其高8位用DPH表示，低8位用DPL表示。控制器第二章MCS-51的内部结构访问片外RAM或I/O的指令为：MOVXA，@DPTR读MOVX@DPTR，A写访问ROM时的基址寄存器。MOVCA，@A+DPTRJMP@A+DPTR控制器第二章MCS-51的内部结构PC与DPTR的比较（1）都是与地址有关的16位寄存器。PC与程序存储器的地址有关，DPTR与数据存储器的地址有关。作为地址寄存器使用时，两者都是通过P0和P2口输出的。控制器（2）PC只能作为16位寄存

6、器对待，不可访问。DPTR可作为16位寄存器，也可作为两个8位特殊功能寄存器，可以访问。第二章MCS-51的内部结构3、堆栈指针SP堆栈：在片内RAM中，专门用来暂存数据或返回地址的，按照先进后出、后进先出的原则进行操作。SP，8位寄存器，存放当前的堆栈栈顶所指存储单元。堆栈有两种形式，向上生成和向下生成。8051堆栈是向上生成，即进栈时SP向高地址方向浮动。（示图）堆栈操作分自动方式和指令方式。自动方式是在调用子程序或发生中断时CPU自动将断口地址存人或者取出；指令方式是使用进出栈指令进行操作。控制器第二章MCS-51的内部结构堆栈：在片内R

7、AM中，常常要指定一个专门的区域来存放某些特别的数据,它遵循先进后出和后进先出(LIFO/FILO）的原则,这个RAM区叫堆栈。功用：1）子程序调用和中断服务时CPU自动将当前PC值压栈保存，返回时自动将PC值弹栈。2）保护现场/恢复现场3）数据传输第二章MCS-51的内部结构00H20H2FH7FH1FH30H80HFFH52子系列才有的RAM区普通RAM区位寻址区工作寄存器区SP栈顶下一个进栈的数据将存在此数据进栈已经进栈的数据存放在此初始SP复位后SP=07H，数据进栈时：首先SP+1指向08H单元，第一个放进堆栈的数据将放进08H单元，

8、然后SP再自动增1，仍指着栈顶……堆栈区由特殊功能寄存器堆栈指针SP管理堆栈区可以安排在RAM区任意位置，一般不安排在工作寄存器区和可按位寻址的RAM