大学单片机及接口课程 第2章-结构与时序ppt课件.ppt

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1、第2章：51单片机的结构与时序本章基本要求：⑴51-单片机内部结构*⑵51-单片机外部结构*⑶51-单片机工作方式⑷51-单片机时序*2.151-单片机内部结构MCS-51是美国INTEL公司的8位高档单片机系列。有多个公司的多种单片机是以此为内核—指令及工作方式相同。其中，8051（52）是最有代表性的产品。从制造工艺来看，可以分为CMOS、HMOS。8位的CPU，片内有振荡器和时钟电路,工作频率为1～12MHz（Atmel89Cxx为0～24MHz）片内有128/256字节RAM片内有0K/4K/8K字节程序存储器ROM可寻址

2、片外64K字节数据存储器RAM可寻址片外64K字节程序存储器ROM片内21/26个特殊功能寄存器（SFR）4个8位的并行I/O口（PIO）1个全双工串行口（SIO/UART）2/3个16位定时器/计数器（TIMER/COUNTER）可处理5/6个中断源，两级中断优先级内置1个布尔处理器和1个布尔累加器（Cy）MCS-51指令集含111条指令MCS-51单片机基本特性MCS-51系列单片机配置一览表系列片内存储器（字节）定时器计数器并行I/O串行I/O中断源片内ROM片内RAM无有ROM有EPROMIntelMCS-51子系列803

3、180C31805180C51(4K字节)875187C51(4K字节)128字节2x164x8位15IntelMCS-52子系列803280C32805280C52(8K字节)875287C52(8K字节)256字节3x164x8位16注意：今后将会经常提到ATMEL的AT89C2051/51/52等MCU！ATEML89C系列(常用型)1051(1K)/2051(2K)/4051(4K)（20条引脚DIP封装）1282151589C51(4K)/89C52(8K)（40条引脚DIP封装）128/2562/33215/6MCS-

4、51单片机基本结构包括：CPU、存储器（ROM、RAM）、I/O接口等计算机的基本组成。2.151-单片机内部结构2.151-单片机内部结构8051的内部主要包括三部分。1、算术逻辑部件：实现算术和逻辑运算功能，它主要是由一个加法器和一个布尔处理器构成。2、定时控制部件（控制器）：它由定时控制逻辑电路、指令寄存器、振荡器电路组成。实现指令的执行—取指令、存放指令、指令译码、产生指令时序脉冲。其中，振荡器是指挥的核心。2.151-单片机内部结构3、专用寄存器组：其功能是存放指令地址、操作数、指令执行后的状态。它由程序计数器PC、累加

5、器ACC、通用寄存器B、状态字寄存器PSW、数据指针DPTR组成。PC：16位寄存器，专门用来存放下一条要执行的指令的内存地址。其内容随着指令的读取，可由硬件自动加1。它可描述的指令空间（寻址范围）64K。ACC：存放操作数或运算结果。B：用来存放乘除法的第二个操作数。2.151-单片机内部结构状态字PSW：它是一个标志寄存器，存放指令执行以后的状态标志以及设置标志。PSW.7：进位位CyPSW.6：辅助进位位ACPSW.5：用户标志位F0PSW.4、3：寄存器选择位RS1、RS0PSW.2：溢出标志OVPSW.0：奇偶标志P—奇

6、计数时，P=1堆栈指针SP：专用于指出堆栈顶部数据的地址。堆栈中数据存取按先进后出、后进先出的原则。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。数据指针DPTR：16位，由两个8位寄存器DPH、DPL组成。主要用于存放一个16位地址，作为访问外部存储器（外RAM和ROM）的地址指针。RS1、RS0—工作寄存器区选择控制位。RS1、RS0=00——0区（00H-07H）RS1、RS0=01——1区（08H-0FH）RS1、RS0=10——2区（1

7、0H-17H）RS1、RS0=11——3区（18H-1FH）仅用来访问外部程序存储器和外部数据存储器2.1.2存储器结构存储器数据存储器程序存储器对单片机来讲，ROM和RAM的寻址机构和寻址方式是分开的。ROM、EPROME2ROM或FLASHRAM按地址访问的一维线性（逻辑）空间按地址访问的一维线性（逻辑）空间PSENWRRD单片机常驻容量小仅256B容量大达64KB普林斯顿结构哈佛结构普林斯顿结构从物理上分，MCS-51分为4个存储空间·片内程序存储器ROM·片内数据存储器RAM·片外程序存储器ROM·片外数据存储器RAM（I

8、/O）从逻辑上分，MCS-51分为3个逻辑空间·片内、外统一编址的程序存储器地址空间·256B或384B片内数据存储器地址空间·64KB片外数据存储器或I/O地址空间片内固有需要扩展需要扩展PC从功能上分，MCS-51分为5个地址空间·程序存储器R