第2章 MCS-51 单片机的结构和工作原理ppt课件.ppt

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1、●教学目标：介绍MCS—51系列单片机的内部结构与外部引脚功能介绍MCS—51系列单片机的存储器组织介绍MCS—51系列单片机的CPU时序●学习要求：掌握MCS—51系列单片机的内部结构与外部引脚功能掌握MCS—51系列单片机存储器的构成与编址方法了解振荡电路与复位电路的构成，单片机的CPU时序第二章MCS-51单片机的结构和原理2.1MCS-51单片机的结构MCS-51系列单片机是美国Intel公司在1980年推出的8位单片微型计算机，包含51和52两个子系列。51子系列的典型产品有8031，8051和8751三种机型。52子系列包括8032，8052二种主要机型。一、MCS-

2、51单片机的基本组成图2.1MCS-51单片机结构框图51子系列的配置如下：（1）8位CPU；（2）振荡频率1.2～12MHZ；（3）128个字节的片内数据存储器（片内RAM）；（4）21个专用寄存器；（5）4KB的片内程序存储器（8031无）；（6）8位并行I/O口P0，P1，P2，P3；（7）一个全双工串行I/O口；（8）2个16位定时器/计数器；（9）5个中断源，分为2个优先级；二、MCS-51系列单片机的分类表2.1MCS-51系列单片机配置一览表2.28051单片机内部结构和功能一、中央处理器CPU8051内部CPU是一个字长为二进制8位的中央处理单元，由运算器和控制器

3、两大部分组成。1、运算器用于实现算数逻辑运算、位变量处理、数据传送操作（1）算数逻辑单元ALU用来完成二进制的四则运算、布尔代数的逻辑运算（2）累加器ACC用于存放操作数或运算的中间结果F0：用户自定义位（3）寄存器B用于乘除运算，也可用于一般数据寄存器（4）程序状态字PSW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CYACF0RS1RS0OV—PCY：进位/借位标志位，无进位/借位时CY=0，否则CY=1AC：半进位/借位标志位，无半进位/借位时CY=0，否则AC=1RS1RS0寄存器组片内PAM地址通用寄存器名称000组00H~07HR0~R

4、7011组08H~0FHR0~R7102组10H~17HR0~R7013组18H~1FHR0~R7RS1、RS0：工作寄存器组选择位，这两位的值决定选择哪一组工作寄存器为当前工作寄存器组。OV：溢出标志位，有溢出OV=1，无溢出OV=0溢出：就是计算机在运算过程中产生的数超出了计算机所能表示数的范围，一旦发生溢出，得到的运算结果是错误的。P：奇偶标志位，表明累加器ACC中1的个数的奇偶性。若ACC中有奇数个“1”则P=1，否则P=0。（5）布尔处理器对位进行逻辑运算和操作2、控制器——是计算机的指挥控制部件（1）程序计数器PCPC是一个16位计数器，其内容是将要执行的下一条指令的

5、地址，寻址范围达64KB，PC有自动加1功能，从而实现程序的顺序执行。（2）指令译码器ID对指令进行译码，把指令转变成所需要的电平信号（3）数据指针DPTRDPTR为16位寄存器，存放16位的地址，作为访问外部程序存储器和外部数据存储器时的地址。DPTR也可以拆成两个8位寄存器单独使用即：DPH和DPL。MCS—51单片机存储器的分类从物理结构上可分为:片内、片外程序存储器（8031和8032没有片内程序存储器）与片内、片外数据存储器4个部分;从寻址空间分布可分为:程序存储器、内部数据存储器和外部数据存储器3大部分;从功能上可分为:程序存储器、内部数据存储器、特殊功能寄存器、位地

6、址空间和外部数据存储器5大部分。二、存储器结构图2―3MCS—51单片机存储器空间结构图（a）程序存储器;（b）内部数据存储器;（c）外部数据存储器1程序存储器ROM用来存放程序代码和常数。8051内部有4KB的ROM，地址范围为0000H-0FFFH，片外用16位地址线扩充64KB的ROM当单片机引脚EA接高电平时，CPU从片内ROM取指令，当PC﹥0FFF时，则自动转向片外ROM去取指令。当EA接低电平时片内ROM不起作用，CPU从片外ROM取指令，地址从0000H开始编制。表2―4MCS—51单片机复位、中断入口地址2片内数据存储器RAM8051片内数据存储器最大可寻址25

7、6个单元（00H-FFH）（1）片内数据存储器低128单元（00H-7FH）低128单元共分为工作寄存器区、位寻址和数据缓冲区三个区域1）工作寄存器区（00H-1FH）32个RAM单元共分四组，每组8个寄存器单元（R0-R7）地址分别为00H-07H、08H-0FH、10H-17H、18H-1FH在任一时刻，CPU只能使用其中的一组寄存器，并且把正在使用的那组寄存器称为当前寄存器组，由程序状态寄存器PSW中的RS1、RS0位决定。工作寄存器共有4组,但程序每次只用1组,其它各组不