第二章 MCS51单片机的硬件结构ppt课件.ppt

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1、第2章MCS-51单片机的硬件结构2.1MCS-51单片机的内部结构片内结构如图2-1所示:CPURAMROMT0/T1P0、P1、P2、P3图2-1片内结构介绍图2-1中的各功能部件:1.CPU(微处理器)2.数据存储器(RAM)片内为128个字节(52子系列的为256个字节)3.程序存储器(ROM/EPROM)8031:无此部件;8051:4K字节ROM;8751:4K字节EPROM;89C51/89C52/89C55:4K/8K/20K字节闪存。4.中断系统5.定时器/计数器6.串行口1个

2、全双工的异步串行口,具有四种工作方式。7.P1口、P2口、P3口、P0口为4个并行8位I/O口。8.特殊功能寄存器(SFR)共有21个,是一个具有特殊功能的RAM区。2.2MCS-51的引脚40引脚双列直插封装(DIP)。图2-2MCS-51单片机引脚分布44只引脚方形封装方式(4只无用)40只引脚按功能分为3类:(1)电源及时钟信号引脚:Vcc、Vss;XTAL1、XTAL2;(2)控制信号引脚:PSEN、EA、ALE/PROG、RST/Vpd;(3)I/O口引脚:P0、P1、P2、P3,为4

3、个8位I/O口的外部引脚。2.2.1电源及时钟引脚1.电源引脚(1)Vcc(40脚):+5V电源;(2)Vss(20脚):接地。2.时钟引脚(1)XTAL1(19脚):接外部晶体,如果采用外接振荡器时,振荡器的输出应接到此引脚上。(2)XTAL2(18脚):接外部晶体的另一端或悬空。2.2.2控制引脚提供控制信号,有的引脚还具有复用功能。(1)RST/Vpd(9脚):复位与备用电源。(2)ALE/PROG(30脚):第一功能:ALE为地址锁存允许,可驱动8个LS型TTL负载。第二功能:PROG为

4、编程脉冲输入端。(3)PSEN(29脚):外部程序存储器的读选通信号。可驱动8个LS型TTL负载。(4)EA/VPP(EnableAddress/VoltagePulseofPrograming,31脚)EA为内外程序存储器选择控制端。EA=1,访问片内程序存储器,但在PC(程序计数器)值超过0FFFH(对于8051、8751)时,即超出片内程序存储器的4K字节地址范围时,将自动转向执行外部程序存储器内的程序。EA=0,单片机则只访问外部程序存储器。VPP为本引脚的第二功能。用于施加编程电压(例

5、如+21V或+12V)。对89C51,加在VPP脚的编程电压为+12V或+5V。2.2.3I/O口引脚(1)P0口:双向8位三态I/O口,此口为地址总线(低8位)及数据总线分时复用口,可驱动8个LS型TTL负载。(2)P1口:8位准双向I/O口,可驱动4个LS型TTL负载。(3)P2口:8位准双向I/O口,与地址总线(高8位)复用,可驱动4个LS型TTL负载。(4)P3口:8位准双向I/O口,双功能复用口,可驱动4个LS型TTL负载。注意:准双向口与双向三态口的差别。当3个准双向I/O口作输入口

6、使用时,要向该口先写“1”。准双向I/O口无高阻“浮空”状态。2.3MCS-51的CPU由运算器和控制器所构成2.3.1运算器对操作数进行算术、逻辑运算和位操作。1.算术逻辑运算单元ALU2.累加器A使用最频繁的寄存器,可写为Acc。A的作用:(1)是ALU的输入之一,又是运算结果的存放单元。(2)数据传送大多都通过累加器A。MCS-51增加了一部分可以不经过累加器的传送指令,即可加快数据的传送速度,又减少A的“瓶颈堵塞”现象。A的进位标志Cy同时又是位处理机的位累加器。3.程序状态字寄存器PS

7、W(1)Cy(PSW.7)进位标志位(2)Ac(PSW.6)辅助进位标志位,用于BCD码的十进制调整运算。(3)F0(PSW.5)用户使用的状态标志位。(4)RS1、RS0(PSW.4、PSW.3):4组工作寄存器区选择控制位1和位0。RS1RS0所选的4组寄存器000区(内部RAM地址00H~07H)011区(内部RAM地址08H~0FH)102区(内部RAM地址10H~17H)113区(内部RAM地址18H~1FH)(5)OV(PSW.2)溢出标志位指示运算是否产生溢出。各种算术运算指令对该

8、位的影响情况较复杂,将在第3章介绍。(6)PSW.1位:保留位,未用(7)P(PSW.0)奇偶标志位P=1,A中“1”的个数为奇数P=0,A中“1”的个数为偶数2.3.2控制器1.程序计数器PC(ProgramCounter)存放下一条要执行的指令在程序存储器中的地址。基本工作方式有以下几种:(1)程序计数器自动加1(2)执行有条件转移或无条件转移指令时,PC将被置入新的数值,从而使程序的流向发生变化。(3)执行子程序调用或中断调用,完成下列操作:①PC的现行值保护②将子程序入口地址或中断向量的

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