MCS-51单片微型计算机结构要点ppt课件.ppt

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1、第2章MCS-51单片微型计算机结构本章主要介绍MCS-51系列的8051的基本结构、工作原理、存储器结构、P0、P1、P2、P3四个I/O口的基本工作原理和操作特点。单片机的各种工作方式、单片机的时序等。20世纪80年代中期,Intel公司将8051(属MCS-51系列)内核使用权以专利互换和出售形式转让给许多著名IC厂商,如Philips、Siemens、AMD、OKI、NEC、Atmel等，这样8051就成为有众多制造商支持并发展出上百种的大家族。MCS-51单片机的结构原理一、计算机的经典组成计算机的经典结构见图1.1所示。这种结构是由计算机的开拓者——数学家约翰·冯·诺依曼最先提出

2、的，所以就称之为冯·诺依曼计算机体系结构，也叫普林斯顿结构。图1.1计算机经典结构二、MCS-51单片机的基本组成(一)8051单片机的结构(二)MCS-51系列简介MCS-51系列单片机是Intel公司1980年推出的高性能8位单片机。典型产品为8051，其内部资源分配和性能如下：1、8位CPU,寻址能力达64KB；2、4KB的ROM3、128字节RAM；4、4个8位I/O并行接口电路；5、一个串行全双工异步（串行）接口；6、5个中断源和两个中断优先级；7、21个特殊功能寄存器8、2个16位定时计数器CPU数据存储器RAM程序存储器ROM8051单片机的结构P1P0P2P3串行口定时器/计

3、数器中断系统特殊功能寄存器I/O数据总线/地址总线低8位I/OI/O地址总线高8位I/O再读下一条指令再读下一条指令XTAL2(OSC)P2S1ALE读操作码读下一个操作码（丢弃）读第二字节（a）单字节，单周期指令例：MOVAR1（d）单字节，双周期指令，如MOVXP1P2S1P1P2S2P1P2S3P1P2S4P2S5P2S6P2S1P1P1P1P1P2S2P1P2S3P1P2S4P1P2S5P2S6P2S1S2P1P1P1P1P2S2P1P2S3P1P2S4P1P2S5P1P2S6P1P2S1P1P2S1读操作码P1P2S2P1P2S3P1P2S4P1P2S5P1P2S6P1P2S1P1

4、读下一个操作码（丢弃）（b）双字节，单周期指令例：ADDAdir（c）单字节，双周期指令例：INCDPTR读操作码（MOVX）读下一个操作码（丢弃）无取指无ALE无取指地址数据（DATA）访问外部存储器P2S1读操作码P1P2S2P1P2S3P1P2S4P1P2S5P1P2S6P1P2S1P1P2S2P1P2S3P1P2S4P1P2S5P1P2S6P1P2S1P1P2S2P1P2S1P1P2S2P1P2S3P1P2S4P1P2S5P1P2S6P1P2S1P1P2S2P1P2S3P1P2S4P1P2S5P1P2S6P1P2S1P1P2S2P1(三)MCS-51单片机内部结构1、中央处理器（CP

5、U）:运算器、控制器微处理器指挥机构1）运算器：完成运算、位处理任务。（1）8位算术逻辑运算单元ALU（ArithmeticLogicUnit）（2）8位累加器ACC（Accumulator）,简称A（3）8位寄存器B（4）程序状态字寄存器PSW（ProgramStatusWord）2）控制器：完成状态检测、中断处理（1）程序计数器PC:指令地址（2）堆栈指针SP:要保护的指令、寄存器等地址（3）数据指针DPTR:数据地址（4）时钟发生器及定时控制逻辑等组成：工作时钟返回主画面(四)MCS-51单片机的存储器1、存储器：用来存放数据和程序。半导体存储器按其存取方式可分为两大类：随机存储器RA

6、M(RandomAccessMemory)只读存储器ROM(ReadOnlyMemory)RAM：在程序运行过程中可读可写，但掉电后信息丢失，常用来存放数据，因此也叫数据存储器。ROM：在程序运行过程中存储单元内的内容只能读出而不能存入，但掉电后信息不丢失，常用来存放程序,因此也叫程序存储器存储器：用来存放数据和程序。2、存储器结构：至今为止,微型计算机的存储器有两种结构形式。一种是将程序存储器和数据存储器采取统一的地址编码结构，即传统微型计算机的存储器结构，称为冯·诺依曼结构，也叫普林斯顿结构。另一种是将程序存储器与数据存储器分开的地址编码结构，称为哈佛结构。所示。单片机通常采用哈佛结构。

7、①普林顿结构：程序、数据合用一个存储空间。(通用计算机)②哈佛结构：程序、数据存储空间截然分开。(单片机)程序存储器数据存储器CPU哈佛结构存储器CPU普林顿结构微型计算机存储器结构3、MCS-51单片机的数据存储器片内数据存储器片外数据存储器返回单片机的结构特殊功能寄存器00H1FH20H2FH30H7FH80HFFH80H88H90H98HA0HA8HB0HB8HD0HE0HF0H特殊功能寄存器中位寻址外