51单片机的结构及原理

P0
P0
P1 P1
节拍的信号、时序脉冲等执行此条 命令所需的全部控制P信SW号 。
P2
P2
P3
P3
X1 X2
振P 荡 L IDIR
A
串口 中断
定时
PSEN RST ALE EA
89C51单片机的内部结构
返回
DPTR RAM PC ROM
P0
SP
A TMP B
P1
P2
1、8位寄存器
PSW ALU
P3
P0
SP
A TMP B
P1
1、数据指针DPTR是一个 16 位的专用寄存
P2
器, 其高位字节寄存器用DPPSHW表示,低位字节
P3
寄存器用DPL表示。
2、既可作为一个 16 位寄存器DPTR来处理,
XX也D312、P可LD来作P处为T振荡R理两主。个要独ALP用立I来D的存I8R放位1寄6位存串地器口址DP，H当和中对断
X1 X2
P0 P1 P2 P3 TXD RXD INT0 INT1
MCS - 51系列单片机的基本结构图
计算机 微机
1、RAM被称为随机 读写存储器。
2、用于存放数据 。 3、具有易失性：芯 片掉电后，其内的
信息消失。 CPU
T0 T1
RAM ROM 定时计数器
振荡电路 并行口 串行口 中断系统
定时
-P-SEN RPS0T.7A送LE出E。A
外RAM: DPL由P0.0---P0.7 送出。
返回
DPTR RAM PC ROM
SP
A TMP B
P1、2.0没--有-PP2外S.7W扩芯片时A，LU作为一般的
IN\OUT线 ,直接与外设通信
X1 X2
振 荡
P L
2、有外扩Mem时
地ID址IR码的高串八位口
在MCS51系列单片机中,各类型号单片机的引脚 是相互兼容的.在器件的封装形式上,MCS51系列单片 机有二种:双列直插式和方形封装，均为40脚。
MCS - 51单片机引脚及总线结构图如下：
习题
P1 P2
P0 P3
ALE PSEN
EA RST
X1 VCC X2 GND
MCS - 51单片机引脚及总线结构
定时
64 KB外部P数SE据N R存ST储A器LE空E间A 寻址时, 作为间
址寄存器用。在访问程序存8储9C器时51, 用单作片基 机的内部结构
址寄存器。
演示
P0 P1 P2 P3
返回
DPTR RAM PC ROM
SP
A TMP B
89C51内有的4K的ROM；
不内够RO用M时+可外以RO外PM扩S≤WR6O4KM；
P0
P0
P1 P1
P2
P2
P3
P3
XX算 辑 端12接术运至逻 算累辑 。振荡加运AL器算U，部有ALP接件2个I收主D输由要I入R累用端加来和器完串2送成个口来数输的据出一的端个算中，操术其断作和中数逻一； 定时
另一端接收TMP中的第二个操作数。参加运算的
操 后作，数 一在 方面APL将SUE结N中R果进ST送行A至规LE累定E加的A8器操9，作C同运5时算1单将，操运片作算结结机果束的内部结构
FFH
SFR区
80H 7FH
真正RAM区 00H
MCS-51 单片机片内RAM的配置图
返回
89C51内有256B的RAM单元，其地址范围为00H—FFH，分为 两大部分: 低 128 字节（00H~7FH）7为F真H 正的RAM区;
高 128 字节（80H~FFH）为特殊功能寄存器区SFR。
FFH
P0 P1 P2 P3
返回
DPTR RAM PC ROM
P0
SP
A TMP B
P1
P2
PSW ALU
P3
XX122放1、、参在8与位振荡进运寄行算存乘ALP的器除I一D法个IR运操算作时串数，口存
中断
定时
3、除此之外，作为一般REG
使用
PSEN RST ALE EA
89C51单片机的内部结构
P0 P1 P2 P3
普通RAM区 30H
SFR区
2FH
位寻址区
80H 20H
7FH 1FH
真正RAM区 00H
工作寄存器区
MCS-51 单片机片内RAM的0配0H置图
返回
1、工作89寄C存51器内区有2是56指B的00RHA～M单元，其地址范围为00H—FFH，1F分H为 1FH两区大,部共分分:高4低个11组2288, 字每字节组节（有（8800个0HH单~~F7FF7HHF））H为为特真殊正功的能RA寄M存区器; 区SFR。 3组
(a) 管脚图；
(b) 引脚功能分类
返回
DPTR RAM PC ROM
SP
P0.0---P0.7
A TMP B
的1、IN没\O有U外T线扩芯,直P片接S时与W，外作设为通A一信L般。U
P0
P0
P1 P1
P2
P2
P3
P3
2、有外扩Mem时 ,先送出外
X1 X2
振荡M送e数m据的LP信地ID息址I。码R 的低串八位口,然后传中断 外AROM: PC的低8位由P0.0-
P0 P1 P2 P3 TXD RXD INT0 INT1
MCS - 51系列单片机的基本结构图
返回
运算器
最终结果
原始数据
输入设备 与程序
数
中间结果/
据
最后结果
存储器 最后
结果
输出设备
程 序
控制器
计算机系统的硬件组成框图
单片机 微机 返回
CPU
•
存储器
DB
AB CB I/O口
微机的结构框图
单片机 计算机 返回
元, 共32个内部RAM单元。
普通RAM区
18H
2、每次F只FH能有1组作为工作寄 30H 存器使用, 其它各S组FR可区以作为一 2FH
17H 2组
般的数据缓冲区使用。
3、作为8工0H作寄存器使用的8个 单元，又7F称H为R0—R7 4、程序状态字PSW中的PSW.3
（RS0）和PS真W正.4（RARMS1区）两位 来选择哪一组作为工作寄存器
,送出外Mem的
中断 定时
A 外ROM: PC的高8位由P2.0---
PSEN RSPT2A.7L送E 出EA
外RAM: DPH由P2.0---P2.7送出
P0
P0
P1 P1
P2
P2
P3
00H
标识符、 地址见表
MCS-51 单片机片内RAM的配置图
返回
特殊功能寄存器名称、 标识符、 地址一览表
返回
返回
2.3 89C51单片机的引脚
学习单片机的内部结构有助于了解信息流动,掌 握编程技巧;学习单片机的外部引脚有助于掌握它与 其它芯片的连接,单片机与外界的信息交换就是通过 它的引脚实现的。
0
0
0组
00H~07H
R0~R7
0
1
1组
08H~0FH
R0~R7
1
0
2组
10H~17H
R0~R7
0
1
3组
18H~1FH
R0~R7
返回
工作寄存器和RAM地址对照表 返回
1、位M寻C址S-区51是单指片20机H～片内RAM的配置下图 所示： 2FH
2FH单元，共16个单元。
7FH
2、位F寻FH址区的每1位都可
当作软件触发器, 由程序直 接进行位处理。SFR区
普通RAM区 30H
2FH
3、 位寻址区的 16个单元
（共计801H28位）的每1位都
位寻址区
27H
有一个7F8H位表示的位地址,
20H
位地址范围为00H～1FH。
1FH
如表所真示正。RAM区
26H 25H 24H 23H
4、 同样, 位寻址的RAM单 元也可00以H 按字节操作作为
2、累加器是一个特殊的寄存器，它
XX12的加微字器处长具理振荡和有器微输采ALP处入用I理／累D I器输加R的出器字和结串长移构口相位可同功以，能简中累，化断 某些逻辑运算。
定时
3加、器由，于故PS所E累N有加R运ST器A算L在E的微E数A8处据9理C都器5要1中通单占过片有累机的内部结构
很重要的位置。
工作寄存器区
22H
21H
一般的数据缓冲 区。
20H
00H
返回
内部RAM中位地址表 返回
89C51内有256B的RAM单元，其地址范围为00H—FFH，分为
两大部分:高低112288字字节节（（8000HH~~F7FFHH））为为特真殊正1有功、的2能高1R个A寄1M存2单区8器B元; 区的可SRF用AR。，M称单为元中
位寻址区 20H 1FH
工作寄存器区
10H 0FH
1组
08H 07H
0组
使用。C00PHU通过软件修改PSW
00H
中 任R选S一0M和个CR工SS作-15两寄1位单存的器片状工机态作片, 。就内可RAM00的H 配置图
返回
RS1、 RS0与片内工作寄存器组的对应关系
RS1
RS0
寄存器组 片内PAM地址 通用寄存器名称
MCS - 51 系列单片机配置一览表
DPTR RAM PC ROM
SP
A TMP B
PSW ALU
P0
P0
P1 P1
P2
P2