第二章单片机硬件原理ppt课件.ppt

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1、第二章：单片机硬件原理§2.1MCS---51内部结构§2.2存储器§2.3MCS---51芯片的引脚、时序及复位§2.1MCS---51内部结构MCS-51系列单片机是美国Intel公司1980年推出的高性能8位单片微机，较其早期的产品MCS-48系列单片机功能更加丰富。从功能结构分类：51子系列：主要产品8031、8051、8751、89C51等52子系列：主要产品8032、8052、8752、89C52等无ROMEPROMEEPROM51与52的区别在于：51子系列RAM有128B；ROM有4KB;2个16位定时器/计数器;52子系列RAM有256B；ROM有8KB;3个

2、16位定时器/计数器;8051是最早最典型产品，其它均以此为核心再增加部分功能部件构成。因此具有相同的系统结构。以8051为例介绍系统结构、工作原理、资源特性和使用方法。图2-18051内部结构原理框图8位CPU1.2~12MHzRAMROM片外存储器寻址能力64KB4个8位并行口2个16位计数器5个中断源1个串行口§2.2存储器MCS-51单片机的存储器结构与常规的微型计算机的普林斯顿结构不同，采用哈弗结构，把程序存储器和数据存储器分别编址，各有自己的寻址系统、控制信号和功能，使程序存储器与数据存储器地址可以重叠。程序存储器：存放程序和始终保留的常数。数据存储器：存放程序运行

3、中所需的常数或变量。§2.2存储器从物理地址空间看，MCS-51单片机有四个存储器地址空间：片内程序存储器：(8031无、80514KB、80528KB)片外程序存储器：(最大允许64KB、60KB、54KB）片内数据存储器：128B、SFR片外数据存储器：0～64KB从逻辑地址空间看，MCS-51单片机有三个存储器地址空间：片内片外统一的程序存储器：64KB(0000H-FFFFH)片内数据存储器：128B(00H-7FH)SFR(80H-FFH)片外数据存储器：0～64KB(0000H-FFFFH)图2-38051存储器地址空间图4KB60KB128B64KB一、程序存储器

4、ROM程序存储器可寻址的地址空间为64K字节。以16位的程序计数器PC作地址指针。4KB片内ROM和片外ROM是统一编址的。片内ROM和片外ROM的选择由EA(ExternalAddress)引脚上的电平控制EA＝1：PC＝0～4KB，CPU访问内部ROM(4KB)PC＝4KB～64KB，CPU访问外部ROM(60KB)EA＝0：内部ROM被忽略，CPU总是从外ROM读，外ROM空间可达64KB(0～64KB)先内后外一、程序存储器ROMPSEN(ProgramStoreEnable)：片外程序存储器选通信号几个特殊单元：ROM中有几个特殊单元0000H～0002H：MCS-5

5、1复位后，PC＝0000H，因此系统从0000H单元开始读取指令，并执行程序，它是系统执行程序的起始地址。常在此放一条跳转指令。0003H～002BH：5个中断源的中断服务程序的入口地址。二、片内数据存储器RAMRAM从物理上或逻辑上都分为两个地址空间:内部数据存储器128B：用MOV指令访问；外部数据存储器64KB：用MOVX指令访问，因此，二者可以实现地址重叠。内部数据存储器的使用最为灵活，它被分成物理上独立的、且性质不同的三个地址区间。RAM片内数据存储器32个单元16个单元80个单元21个专用寄存器共128个单元工作寄存器区（00H~1FH）工作寄存器与RAM地址对照

6、表每一个工作寄存器组都有8个工作寄存器，它们的名称都分别为R0~R7某一时刻只能选用其中一组，未被用作工作寄存器组的RAM单元可作为一般RAM使用当前程序使用的工作寄存器组由程序状态字PSW（专用功能寄存器）中的D4和D3位（即RS1和RS0）来指示的。工作寄存器区（00H~1FH）PSW的状态与工作寄存器组的对应关系如表2-4位寻址区（20H~2FH）16个字节共有128位（16×8）位寻址区的每一位都可以视作“软件触发器”由程序直接进行位处理。通常把各种程序状态标志、位控制变量设在位寻址区内其位地址区间是00H~7FH位寻址区的RAM单元也可用作一般数据缓冲器。位寻址区的位

7、地址分配表字节地址20H～2FH位地址00H～7FH数据缓冲区（30H~7FH）堆栈区不仅是（30H～7FH）区间，实际上任何一个字节单元都可以作为数据缓冲器使用。堆栈区是一个“后进先出”的数据缓冲区，由堆栈指针SP来指出栈顶地址。堆栈区原则上可设置在片内RAM的任何位置。但由于（00H～1FH）、（20H～2FH）已有上面用途，堆栈区一般设在数据缓冲区（30H～7FH）内。三、专用功能寄存器（特殊功能寄存器）SFRMCS-51单片机内各种控制寄存器和状态寄存器都是以专用功能寄存器（或称特