MCS-51系列单片机的结构和原理ppt课件.ppt

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1、第二章MCS-51系列单片机的结构和原理有关MCS-51机的性能特点，在第一章已作了简单介绍，本节将进一步详细介绍它的结构，使大家对它的性能有更深入的了解。MCS-51的典型产品是8051、8031、8751。8051是ROM型单片机，内部有4KROM；8031无片内ROM，8751片内有4KEPROM；89C51片内有4KFPEROM。除此以外，它们的内部结构及引脚完全相同。8/3/20211本章将以MCS-51系列的8051为典型例子，详细介绍单片机的结构、性能、存储器结构及工作原理等内容。通过对这些内容的掌握，可以起到举一反三、触类旁

2、通的作用。§2.1MCS-51单片机的结构以8051为例给出的单片机功能方块图如下。由图可见，在这一块芯片上，集成了一台微型计算机的各个部分。其中主要有CPU、存储器、可编程I/O、定时/计数器、串行口等。各部分通过内部总线相连。8/3/20212时钟OSCCPU各种I/O定时器/计数器程序存储器ROM数据存储器RAM中断MCS-51单片机组成框图8/3/202138051的内部结构展开图128×8RAMRAM地址寄存器P3口P1口P2口P0口锁存器锁存器锁存器锁存器中断控制定时/计数器串行I/O口SP寄存器B累加器A暂存器1暂存器2程序状

3、态字PSW指令寄存器IR指令译码器ID数据指针DPTR缓冲器程序计数器PC增1程序地址寄存器AR定时与控制4K×8ROMALUCPU8/3/202142.1.1CPU运算器CPU算术/逻辑部件ALU(ArithmeticLogicUnit)累加器ACC(Accumulator)程序状态字寄存器PSW(ProgramStatusWord)暂存寄存器寄存器B控制器定时控制与条件转移逻辑电路程序计数器PC指令寄存器IR指令译码器ID8/3/202152.1.28051的片内存储器8051单片机与一般微机的存储器配置方式很不相同。一般微机通常只有一

4、个逻辑空间，可以随意安排ROM或RAM。访问存储器时，同一地址对应唯一的存储单元，可以是ROM也可以是RAM，并用同类访问指令。而MCS-51则不同：8/3/202168051在物理结构上设计成程序存储器与数据存储器独立分开的哈佛结构：片内程序存储器4KB（ROM0000H~0FFFH）片内数据存储器128B（RAM00H~7FH）2.1.38051的I/O端口8051有四个8位并行双向I/O口P0、P1、P2、P3，一个串行口。8/3/202172.1.48051的特殊功能寄存器SFR8051内部有21个特殊功能寄存器，分别叫SP、IE、

5、IP、PCON......（与内部RAM统一编址80H~FFH）★§2.2MCS-51单片机的存储器组织8051在物理结构上有四个存储空间：片内程序存储器、片外程序存储器、片内数据存储器、片外数据存储器。new8/3/2021864KBROMEA=0EA=10000H0FFFH1000HFFFFH4KBROMFFH80H7FH00HSFRRAM64KBRAM(I/O)0000HFFFFH片内片外片外程序存储器数据存储器8/3/202198051在逻辑上，即从用户角度上8051有三个存储空间：片内外统一编址的程序存储器片内外不统一编址的数据存

6、储器特殊功能寄存器（片内）★访问这几个不同的逻辑空间时，采用的指令：片内外程序存储器空间----MOVC片内数据存储器空间和SFR----MOV片外数据存储器地址空间----MOVX8/3/202110一、程序存储器及地址空间作用--程序存储器用于存放编好的程序和表格常数。①8051片内有4K字节ROM，片外用16位地址线最多可扩展64K字节ROM，两者是统一编址的。★如果EA端保持高电平，8051执行片内前4KBROM地址(0000H～0FFFH)中的程序。当寻址范围超过4KB（1000H～FFFFH）时，则从片外存储器取指令。★当EA端

7、保持低电平时，8051的所有取指令操作均在片外程序存储器中进行，这时片外存储器可以从0000H开始编址。8/3/202111②在程序存储器中，有6个单元具有特殊功能0003H：外部中断0入口。000BH：定时器0溢出中断入口。0013H：外部中断1入口。001BH：定时器1溢出中断入口。0023H：串行口中断入口。使用时，通常在这些入口地址处存放一条绝对跳转指令，使程序跳转到用户安排的中断程序起始地址，或者从0000H起始地址跳转到用户设计的初始程序上。0000H:8051复位后，PC＝0000H，即程序从0000H开始执行指令。8/3/2

8、02112二、数据存储器及地址空间数据存储器片外RAM64KB，地址范围0000H~FFFFH片内RAM128B，地址范围00H~7FH使用时只能用MOVX指令访问使用MOV指令