MCS-51单片机系统结构ppt课件.ppt

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1、第二章、MCS-51单片机系统结构§2.1MCS-51单片机的硬件结构一、MCS51片内结构CPU运算部件控制部件BRAMP0口P2口ROM(EPROM)串行口C/T中断系统SFRP1口8P3口888XTAL1XTAL2PSENALEEARESETVccVss按功能可分成8个部件，通过片内单一总线连接起来1.微处理器2.数据存储器3.程序存储器4.I/O口5.串行口6.定时/计数器7.中断系统8.特殊功能寄存器控制方式：SFR对各功能部件集中控制片内总线1§2.28051单片机引脚一、引脚逻辑图8051单片机为40条引脚双列直插式封装引脚可分为三个部分控制引脚并行I

2、/O口引脚电源及时钟引脚2引脚转义引脚功能说明P3.0RXD串行数据接收端P3.1TXD串行数据发送端P3.2INT0外部中断0请求P3.3INT1外部中断1请求P3.4T0计数器0外部输入P3.5T1计数器1外部输入P3.6WR外部数据存储器写P3.7RD外部数据存储器读二、并行I/O口引脚P0口——8位双向三态I/O口；使用外存时，分时复用地址线(低8位)/数据总线P1口——8位（带上拉电阻）准双向I/O口；P2口——8位准双向I/O口；访问外存时只输出地址高8位。P3口——8位准双向I/O口；每个口线还具有第二功能：ALE——地址锁存信号用于访问外存时锁存低8

3、位地址；无RAM时，ALE为晶振6分频；三、控制引脚RST——复位信号晶振工作后2个机器周期的高电平复位CPU。——外部程序存储器读从程序存储器中取指令或读取数据时，该信号有效。PSEN3§2.3中央处理单元CPU四、电源及时钟引脚X1——接外部晶体此引脚接地又是内部振荡器的输入端；X2——接外部晶体的另一端又是内部振荡器输出端；VCC，VSS——电源和地+5V电源供电，使用TTL电平。8051核心部件是8位CPU：由运算部件和控制部件构成运算部件：算术、逻辑、位及数据传送等操作控制部件：以主频为基准，控制CPU的时序，读指、指令译码、控制各硬件环节协调工作一、算术

4、逻辑单元ALU8位，完成算术/逻辑运算。二、寄存器（一）通用寄存器（8位）4组，8个寄存器/组R0~R7;R0和R1可用于间接寻址。——允许访问片内外程序存储器控制端EA=1从内部开始执行程序；EA=0只访问外程序存储器；EA4（二）特殊功能寄存器（SFR）共有21个1、累加器A(Acc)8051是累加器结构，所有的运算都是以累加器为一个源操作数和目的操作数2、累加器B乘、除指令中的一个操作数可以作为一般变量使用3、程序状态字PSW8位寄存器，保存指令执行状态PSW:CyACF0RS1RS0OV-PCy——进（借）位标志保存算术运算的进或借位位操作的累加器AC——辅

5、助进位标志运算结果从D3产生进位或借位时AC=1主要用于BCD码调整F0——用户标志可以使用的位变量可以随PSW被保存RS1,RS0——寄存器组选择00组0（00H~07H）01组1（08H~0FH）10组2（10H~17H）11组3（18H~1FH）D7D6D5D4D3D2D1D05D7D6D5D4D3D2D1D0CyACF0RS1RS0OV-P有符号数运算结果超出允许范围OV=1,否则OV=0。P——奇偶标志位每个机器周期根据累加器A中的内容的奇偶性由硬件置/复位。A中1的个数为奇P=1;否则为P=0;4、堆栈及堆栈指针SP(1)堆栈（存储区）按先进后出的原则读

6、写数据由堆栈指针SP和内部RAM中的一部分组成OV——溢出标志位用于保护现场和恢复现场。(2)堆栈指针SPSP为8位寄存器，指示栈顶位置。进栈：SP+1，再压栈；出栈：先出栈，再SP-1。5、数据指针寄存器DPTRDPTR是16位寄存器，可以寻址64K地址空间。6、程序计数器PC（16位）不属于SFR,但有联系用于存放下一条要执行的指令6Vcc10F8.2KRST80518051X2X1VssTTL外接时钟源Vcc(三)复位电路8051复位初始化后，从程序存储器的0000H单元开始执行程序阻容复位电路(一)时钟8051也是在时钟同步下工作，所以上电时必须复位。(二

7、)时钟电路需外接晶振的频率1.2~12MHZ，C1和C2取30±10PF三、时钟及复位电路VCC上升时间不超过1mS，振荡器启动时间不超过10mS，此电路能保证可靠复位。X1X2C2C1X8051振荡电路S1S2S3S4S5S6S1S2P1P2P1P2P1P2P1P2P1P2P1P2P1P2P1P2fosc一个状态周期一个机器周期T=12*(1/fosc)X2CPU的时序（主频、机器周期、状态周期、节拍）7多路开关功能：用于控制选通I/O方式还是地址/数据输出方式方式控制：由内部控制信号产生输入锁存器两个输入缓冲器(BUF1和BUF2)推拉式I/O驱动器§2.4