chap02_MCS-51单片机结构与时序_L
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chap2_MCS-51单片机结构与时序s
2019/2/24
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SFR(续)-教材P58
2019/2/24
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SFR(续)-P59
2019/2/24
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2.1.3 I/O端口
I/O端口又称为I/O接口,通道,通路(port)
串行I/O端口一次只能传送1位二进制信息,并行I/O端口一 次可以传送一组(8位)二进制信息. 1.并行I/O端口 8051有4个并行I/O端口,命名为P0,1,2,3,每个端口有双 向I/O功能,输入/出. 每个端口内部有一个数据输出锁存器和一个数据输入缓 冲器,4 个数据输出锁存器和端口号 P0-3 同名, 皆为特殊 功能寄存器SFR中的一个. 输出锁存,输入缓冲
/EA接低地电平,机器使用片外ROM /EA接高电平,先使用片内ROM,再使用片外ROM. (片内ROM保密处理)
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4.片内RAM
8052 系列内部有 256 字节存储单元 ,8051 系列内部有 128 字 节.
00-7FH为片内RAM的低128字节
80-FFH为片内RAM的高128字节
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[例]
MOV SP,#30H ?
MOV A, #00H MOV B, #01H
PUSH ACC
PUSH B (对否) POP ACC POP B 图示其操作过程,或用课件动画.
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(6) 数据指针 DTPR( Data Pointer)
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2.定时控制部件
起控制器的作用,由定时控制逻辑,指令寄存器IR, 指令译码器和振荡器OSC等组成.
第2章 MCS-51单片机结构和时序
举例： 若MCS-51单片机外接晶振为12MHz时，则单 片机的四个周期的具体值为： 振荡周期＝1/12MHz＝1/12μs＝0.0833μs 时钟周期＝1/6μs＝0.167μs ，状态周期 机器周期＝1μs 指令周期＝1～4μs
各种周期的关系图
指令周期 机器周期 S1 机器周期 S4 S3 S4 S5 S6 S1 S2 S3 S5 S6 P1 P2 P1 P2 P1 P2 P1 P2 P1 P2 P1 P2 P1 P2 P1 P2 P1 P2 P1 P2 P1 P2 P1 P2
② 作地址数据线使用 当CPU对片外存储器进行读写时，P0口用作 地址总线低8位/数据总线（分时使用）
2. P1口组成结构与功能
（1）P1口的结构 （P.28）
从P1口的结构图可以看出，P1口在电路上只是P0 口的一部分，没有多路选择开关MUX以及相应控制电 路；另外，输出电路只有一个场效应管，内部有上拉 电阻，无须外接。 （2）P1口的功能 （P. 28） P1口是一个专供用户使用的通用双向I/O口。 ◆ 用作输出口 此时，能通过内部的上拉电阻提供负载电流，不 须外接上拉电阻； ◆ 用作输入口 此时，同P0口一样，有两种读操作：“读锁存器”和 “读引脚”。
（4）关于堆栈
原理上讲，堆栈可以设在内部RAM区的任意地方， 但由于很多区域有其特殊用途，故堆栈一般设在30H ~ 7F H 之间。 MCS-51单片机的堆栈是从低地址向高地址生长的， 复位后SP的内容为07H，若不重新定义，则以07H为 栈底，进栈的数据从08H单元开始存放。
5.片内高128字节RAM—SFR 区 （P24）
（2）附加要点
◆ 访问片内、片外ROM的指令均为MOVC; ◆ 复位后，PC的值为0000H，也就是说CPU从程序存储 器的0000H地址处开始取指令执行程序；但由于0003H ~ 0032H单元被保留用于中断向量地址，所以应该在 0000H单元处放置一条绝对转移指令以跳过这些单元。
第2章MCS-51单片机结构和时序_2012_7565_1963_20120312141827
60H
2BH
5FH
5EH
5DH
5CH
5BH
5AH
59H
58H
2AH
57H
56H
55H
54H
53H
52H
51H
50H
29H
4FH
4EH
4DH
4CH
4BH
4AH
49H
48H
28H
47H
46H
45H
44H
43H
42H
41H
40H
27H
3FH
3EH
3DH
3CH
3BH
3AH
39H
38H
26H
37H
36H
35H
2.0 MCS-51单片机概述
8位CPU 片内带振荡器及时钟电路 128B片内数据存储器 4KB片内程序存储器（8031/80C31无） 程序存储器的寻址范围为64KB 片外数据存储器的寻址范围为64KB 21B特殊功能寄存器 4×8根I/O线 1个全双工串行I/O接口，可多机通信 2个16位定时器/计数器 中断系统有5个中断源，可编程为两个优先级 111条指令，含乘法指令和除法指令 布尔处理器 使用单＋5V电源
⑴ 自动加1。CPU从ROM中每读一个字节，自动执行PC+1→PC；
⑵ 执行转移指令时，PC会根据该指令要求修改下一次读ROM新 的地址；
⑶执行调用子程序或发生中断时，CPU会自动将当前PC值压入 堆栈，将子程序入口地址或中断入口地址装入PC；子程序返 回或中断返回时，恢复原有被压入堆栈的PC值，继续执行原 顺序程序指令。
80H 7FH
RAM 30H 2FH
第2章 MCS-51单片机结构与时序_110905
2.3.1 运算部件及专用寄存器组 2.3.2 控制部件及振荡器 2.3.3 单片机工作的基本时序
2.3.1 运算部件及专用寄存器组
运算部件以算术逻辑单元ALU为核心，包括一个位处理器和 两个8位暂存寄存器（不对外开放），它能实现数据的算术运 算、逻辑运算、位变量处理和数据传输操作。 累加器ACC 寄存器B 专用寄存器组 程序状态字PSW 程序计数器PC 堆栈指针SP 数据指针寄存器DPTR
锁 存 器
A15 A14 A13 A12 A11 A10 A9 A8 A7 A6 A5 A4 A3 A2 A1 A0 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 VCC VSS
地 址 总 线 (AB)
数 据 总 线 (DB)
VCC VSS
ห้องสมุดไป่ตู้(a)
(b)
MCS-51系列单片机引脚及总线结构
2.3 微 处 理 器
Program State Word
accumulator
ALU －－Arithmetic and Logic Unit
图2.1 MCS-51单片机内部结构框图
1．算术逻辑单元ALU与累加器ACC、寄存器B
算术逻辑单元不仅能完成8位二进制的加、减、乘、除、加 1、减1及BCD加法的十进制调整等算术运算，还能对8位变量进 行逻辑"与"、"或"、"异或"、循环移位、求补、清零等逻辑运 算，并具有数据传输、程序转移等功能。 累加器(ACC，简称累加器A，地址E0H)为一个8位寄存器， 它是CPU中使用最频繁的寄存器。进入ALU作算术和逻辑运算的 操作数多来自于A，运算结果也常送回A保存。 寄存器B（地址F0H ）是为ALU进行乘除法运算而设置的。 若不作乘除运算时，则可作为通用寄存器使用。
2.3.1 运算部件及专用寄存器组
运算部件以算术逻辑单元ALU为核心，包括一个位处理器和 两个8位暂存寄存器（不对外开放），它能实现数据的算术运 算、逻辑运算、位变量处理和数据传输操作。 累加器ACC 寄存器B 专用寄存器组 程序状态字PSW 程序计数器PC 堆栈指针SP 数据指针寄存器DPTR
锁 存 器
A15 A14 A13 A12 A11 A10 A9 A8 A7 A6 A5 A4 A3 A2 A1 A0 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 VCC VSS
地 址 总 线 (AB)
数 据 总 线 (DB)
VCC VSS
ห้องสมุดไป่ตู้(a)
(b)
MCS-51系列单片机引脚及总线结构
2.3 微 处 理 器
Program State Word
accumulator
ALU －－Arithmetic and Logic Unit
图2.1 MCS-51单片机内部结构框图
1．算术逻辑单元ALU与累加器ACC、寄存器B
算术逻辑单元不仅能完成8位二进制的加、减、乘、除、加 1、减1及BCD加法的十进制调整等算术运算，还能对8位变量进 行逻辑"与"、"或"、"异或"、循环移位、求补、清零等逻辑运 算，并具有数据传输、程序转移等功能。 累加器(ACC，简称累加器A，地址E0H)为一个8位寄存器， 它是CPU中使用最频繁的寄存器。进入ALU作算术和逻辑运算的 操作数多来自于A，运算结果也常送回A保存。 寄存器B（地址F0H ）是为ALU进行乘除法运算而设置的。 若不作乘除运算时，则可作为通用寄存器使用。
第二章51结构与时序案例
MCS-51 CPU 64KB 总线 扩展控制器 内中断 外中断 控制 并行口
返回
可编程I/O
可编程全双工 串行口 串行通信
由图2.1可以看出，单片机内部主要包含下列几个部件： u u u u 一个8位CPU； 一个时钟电路； 4Kbyte程序存储器； 128byte数据存储器；
u
u u u
两个16位定时/计数器；
13
1．运算器
• （4）8位寄存器B： 在乘除运算时，用来存放一个操作数也用来 存放运算后的一部分结果；如不做乘除运算 时，作为通用寄存器。
14
1．运算器
• （5）布尔处理器：
专门用于处理位操作的，以PSW中的CY （指令中用C代替CY）为其累加器。
15
返回
1．运算器
• （6）2个8位暂存器：
当前工作寄存器组。
• 根据需要，可利用传送指令对PSW整字节操作或用位操 作指令改变RS1和RS0的状态，以切换当前工作寄存器组。 这样的设置为程序中保护现场提供了方便。
12
• OV(PSW.2)： 溢出标志位。当进行补码运算时，如有溢
出，即当运算结果超出－128～＋127的范围时，OV位由
硬件自动置1；无溢出时，OV=0。 • PSW.1： 为保留位。89C51未用，89C52为F1用户标志位。 • P(PSW.0)： 奇偶校验标志位。每条指令执行完后，该位 始终跟踪指示累加器A中1的个数。如结果A中有奇数个1， 则置P=1；否则P=0。常用于校验串行通信中的数据传送 是否出错。
• AC(PSW.6)： 半进位标志位，也称辅助进位标志。当 执行加法(或减法)操作时，如果运算结果(和或差)的低 半字节向高半字节有半进位(或借位)，则AC位将被硬 件自动置1；否则AC被自动清0。 • F0(PSW.5)： 用户标志位。用户可以根据自己的需要对 F0位赋予一定的含义，由用户置位或复位，以作为软 件标志。
MCS51第二章结构与时序PPT课件
DPTR通常在访问外部数据存储器或程序存 储器时作地址指针使用。
26
二、 MCS—51单片机存储器结构
1. MCS—51单片机存储器分类及配置 从物理结构上可分为:
片内、 片外程序存储器,片内、 片外数据存储器;
从寻址空间分布可分为:
程序存储器,内部数据存储器,外部数据存储器;
从功能上可分为:
单片机原理及应用
结构与时序
1
第2章 单片机结构与时序
MCS—51单片机内部结构 MCS—51单片机引脚功能 MCS—51单片机工作方式 MCS—51单片机时序
2
2.1 MCS—51系列单片机内部结构
MCS—51单片机系列 MCS—51 系 列 单 片 机 可 分 为 两 大 系 列 : MCS—51 子 系 列 与 MCS—52 子 系 列 。 MCS—51子系列中主要有8031、 8051、 8751 三种类型。 MCS—52子系列也有3种类型8032、 8052、 8752。
29
程序运行的入口地址
程序最初运行的入口地址， MCS—51单片机是固 定的, 用户不能更改。 程序存储器中有复位和中 断源共7个固定的入口地址。
单片机复位后，程序计数器PC的内容为0000H, 故必须从0000H单元开始取指令来执行程序。 一 般在0000H单元存放一条无条件转移指令, 用户设 计的程序是从转移后的地址开始存放执行的。
3
MCS—51系列单片机配置一览表
4
MCS—51系列单片机内部结构框图
5
MCS—51系列单片机由8大部分组 成
一个8位中央处理机CPU
片内数据存储器RAM（128个字节或256字节）
片内程序只读存储器ROM或EPROM
特殊功能寄存器SFR（18个或21个）
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二、 MCS—51单片机存储器结构
1. MCS—51单片机存储器分类及配置 从物理结构上可分为:
片内、 片外程序存储器,片内、 片外数据存储器;
从寻址空间分布可分为:
程序存储器,内部数据存储器,外部数据存储器;
从功能上可分为:
单片机原理及应用
结构与时序
1
第2章 单片机结构与时序
MCS—51单片机内部结构 MCS—51单片机引脚功能 MCS—51单片机工作方式 MCS—51单片机时序
2
2.1 MCS—51系列单片机内部结构
MCS—51单片机系列 MCS—51 系 列 单 片 机 可 分 为 两 大 系 列 : MCS—51 子 系 列 与 MCS—52 子 系 列 。 MCS—51子系列中主要有8031、 8051、 8751 三种类型。 MCS—52子系列也有3种类型8032、 8052、 8752。
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程序运行的入口地址
程序最初运行的入口地址， MCS—51单片机是固 定的, 用户不能更改。 程序存储器中有复位和中 断源共7个固定的入口地址。
单片机复位后，程序计数器PC的内容为0000H, 故必须从0000H单元开始取指令来执行程序。 一 般在0000H单元存放一条无条件转移指令, 用户设 计的程序是从转移后的地址开始存放执行的。
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MCS—51系列单片机配置一览表
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MCS—51系列单片机内部结构框图
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MCS—51系列单片机由8大部分组 成
一个8位中央处理机CPU
片内数据存储器RAM（128个字节或256字节）
片内程序只读存储器ROM或EPROM
特殊功能寄存器SFR（18个或21个）
单片机课件2
位寻址区
位地址为00H～7FH
SETB 6FH CLR 6FH SETB 2DH.7 CLR 2DH.7
青岛科技大学
应用物理教研室
第二章 MCS-51 单片机结构与时序
特殊功能寄存器
专用寄存器，用于 控制、管理单片机 内部算术逻辑部件、 并行I/O口、串行 I/O口、定时器/计 数器、中断系统等 功能模块的工作。
(1）工作寄存器区（00H~1FH)
供用户编程时使用，临时存储8位数据信息
4组，每组8个字节 ( 2 ）位寻址区(20H~2FH) 共16个字节，即128位 (3)变笺区（30H~7FH) 存用户数据或作堆栈区 (4)特殊功能寄存器区（80H-FFH)
青岛科技大学
应用物理教研室
第二章 MCS-51 单片机结构与时序
逻辑上三个部分：统一的64KB程序存储 ，
128B内部数据存储器 ， 64KB外部数据存储器
青岛科技大学
应用物理教研室
第二章 MCS-51 单片机结构与时序
1）程序存储器 一般将只读存储器（ ROM）用做程序存储器。可寻址空间为 64KB，用于 存放用户程序、数据和表格等信息。
MCS-51单片机按程序存储器可分为内部无ROM型（如8031）和内部有 ROM型（如8051）两种，连接时 EA引脚有区别。 2）片外数据存储器 一般将随机存储器（RAM）用做数据存储器。片外可寻址空间为64KB
RS1 （PSW4） 0 0 1 1
青岛科技大学
RS0 （PSW3） 0 1 0 1
选定的当前使用的工作 寄存器组（区） 第0区 第1区 第2区 第3区
片内RAM地址 00H～07H 08H～0FH 10H～17H 18H～1FH
单片机结构和时序
23
23H
1F
1E
1D
1C
1B
22H
17
16
15
14
13
21H
0F
0E
0D
0C
0B
20H
07
06
05
04
03
LSB
7A
79
78
72
71
70
6A
69
68
62
61
60
5A
59
58
52
51
50
4A
49
48
42
41
40
3A
39
38
32
31
30
2A
29
28
22
21
20
1A
19
18
12
11
10
0A
09
08
02
01
••
内2元前放数定两时现部时个个产序振152部，程据时个定中，）生列频1//6M计计2个H用序和时断串时，率R/18数数计6R个ZA户、表或行钟允26位器中数AM个M单使原格计中脉许的M，断器：H，元单用始。数断冲晶定Z实：共2定，和1
用功于能存。放可读
写数据，后128
个单元被专用
寄存器占用。
第2章 MCS-51单片机结构与时序
出”的原则存取数据的。堆栈共有两种操作：进栈和出栈。
(6) 数据指针DPTR （Data Pointer）： 16位寄存器 DPTR存放的是地址，作用是访问外部数据。 编程时，DPTR既可以按16位寄存器使用，也可以按两个8位寄存器
分开使用，即： DPH－－ DPTR高位字节 DPL－－ DPTR低位字节
第二章 MCS-51单片机结构与时序
包括：PC、ACC、B、PSW、SP、DPTR等。 (1) PC 16位。专门用来存放下一条需要执行指令的内存地址,具有自动 加1的功能。 PC是不可寻址的，用户无法直接操作，但可通过转移类指令改 变其内容，以实现程序的跳转。 (2)累加器A 8位。专门用来存放操作数或运算结果。 例如：在以下的3+5加法程序中 MOV A, #03H ADD A, #05H
2.3.2 程序执行方式
单片机的基本工作方式
1、单步执行方式 是指单片机在控制面板上某个按钮（即单步执行键） 控制下一条一条执行用户程序中指令的方式，即按一次单 步执行键就执行一条用户指令的方式。 常用于用户程序的调试。 通常是利用单片机外部中断功能实现。
2、连续执行方式 是所有单片机都须具备的一种工作方式，被执行程序 一般可以存放在片内或片外ROM中。
进入方式： MOV PCON，#02H ；PD←1
退出途径： 系统复位
2、空闲方式 空闲工作方式电是一种低功耗方式，通常在CPU无事可做时进入 这种方式，以减少系统所消耗的功耗。 进入方式： MOV
PCON，#01H
；IDL←1
退出途径： 系统复位 + 中断方式
2.3.4 编程和校验方式
编程：指利用特殊手段对单片机内EPROM进行写入的过程。 校验：指对刚刚写入的程序代码进行读出验证的过程。 注意：本方式只有EPROM器件才具备。 8751H片内EPROM有编程、校验和保密位编程三种工作方式。每 种工作方式下，8751H各引脚的输入电平是不一样的。
2.1.5 中断系统
中由中断允许寄存器IE和中断优先 权控制器IP等电路组成
MCS- 51中断系统共能处理5个中断源发出的中断请求 （2个外部中断/INTO、/INT1；T0、T1溢出中断；串口 中断）。
2.3.2 程序执行方式
单片机的基本工作方式
1、单步执行方式 是指单片机在控制面板上某个按钮（即单步执行键） 控制下一条一条执行用户程序中指令的方式，即按一次单 步执行键就执行一条用户指令的方式。 常用于用户程序的调试。 通常是利用单片机外部中断功能实现。
2、连续执行方式 是所有单片机都须具备的一种工作方式，被执行程序 一般可以存放在片内或片外ROM中。
进入方式： MOV PCON，#02H ；PD←1
退出途径： 系统复位
2、空闲方式 空闲工作方式电是一种低功耗方式，通常在CPU无事可做时进入 这种方式，以减少系统所消耗的功耗。 进入方式： MOV
PCON，#01H
；IDL←1
退出途径： 系统复位 + 中断方式
2.3.4 编程和校验方式
编程：指利用特殊手段对单片机内EPROM进行写入的过程。 校验：指对刚刚写入的程序代码进行读出验证的过程。 注意：本方式只有EPROM器件才具备。 8751H片内EPROM有编程、校验和保密位编程三种工作方式。每 种工作方式下，8751H各引脚的输入电平是不一样的。
2.1.5 中断系统
中由中断允许寄存器IE和中断优先 权控制器IP等电路组成
MCS- 51中断系统共能处理5个中断源发出的中断请求 （2个外部中断/INTO、/INT1；T0、T1溢出中断；串口 中断）。
第二章MCS—51单片机结构与时序(2)
（二）控制器
• 控制器是单片机的指挥控制部件，保证单片机各 部分能自动而协调地工作。单片机内部结构框图 中的PC（程序计数器）、指令寄存器、指令译码 器、振荡器和定时与控制电路等均属于控制器。 • 单片机执行程序是在控制器的控制下进行的，首 先从程序存储器中读出指令，送指令寄存器保存， 然后送指令译码器进行译码，译码结果送定时控 制逻辑电路，由定时控制逻辑产生各种定时信号 和控制信号，再送到系统的各个部件去进行相应 的操作。这就是执行一条指令的全过程，执行程 序就是重复这一过程。
二、 8051单片机存储器结构
存储器结构有两个重要的特点：一是把数据存储器和程 序存储器截然分开（哈佛结构），原因是单片机面向特定对 象控制应用，其程序已经调试后，一般是固定不变的，可以 一次写入，这就省去一般通用计算机每次开机后重新调入步 骤，还可防止因掉电或其他干扰引起的程序丢失。二是存储 器有内外之分。即有片内存储器和片外存储器。片内存储器 的特点是使用方便，对于简单的应用系统，有时只使用片内 存储器就够了。但片内存储器的容量受到限制，程序存储器 一般只有4KB，数据存储器也就是128个单元，这对于复杂 一点的应用是很不够的。为此单片机应用系统时常需要在芯 片之外另行扩展存储器。为了与芯片内固有的存储器区别， 通常把扩展的存储器称之为外部存储器。 为了扩展外部存储器，单片机芯片的引脚设计已经作了 预先准备。通过口线最多可提供16位地址，对外部存储器的 寻址范围达64KB。
（1） PC （程序计数器）：是一个16位的计数器。其内 容为将要执行的指令地址，寻址范围达64KB。PC有自动加1 功能，以实现程序的顺序执行。 PC没有地址，是不可寻址 的，因此用户无法对它进行读写。但在执行转移、调用、返 回等指令时能自动改变其内容，以改变程序的执行顺序。 （2）指令寄存器：用于存放由PC内容指定的程序存储 器中的指令操作码，并送给指令译码器。 （3）指令译码器：对指令操作码进行译码并送给定时控 制逻辑电路。 （4）定时与控制逻辑电路：由定时与控制逻辑电路（内 含PLA——Programmble Logic Array)产生各种定时信号和 控制信号，再送到系统的各个部件去进行相应的操作。这就 是执行一条指令的全过程，执行程序就是重复这一过程。
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2.片内ROM
有的内部没有ROM, 现在内部多数有2K,4K,8K或更 多闪存Flash memory. (AT89C51,C52 8KFlash M.)
例,片内4K ROM, 0000H-0FFFH,片内ROM可以占用, 片外ROM也可占用,但不能为两者同时占用. 控制引脚 /EA
/EA接低地电平,机器使用片外ROM /EA接高电平,先使用片内ROM,再使用片外ROM. (片内ROM保密处理)
2013-7-28
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4.片内RAM
8052系列内部有256字节存储单元,8051系列内部有128字 节.
00-7FH为片内RAM的低128字节
80-FFH为片内RAM的高128字节
范围0000H-FFFFH,程序存储器的寻址空间64K.
(2)累加器A (Accumulator) 又记作ACC,是一个8位寄存器.
2013-7-28
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3 专用寄存器组-续
(3)通过寄存器B (General Purpose Register)
专门为乘法和除法设置的寄存器.(+)
2013-7-28
4)寄存器选择位RS1,RS0,作用?需要时保护工作寄存器内 容
8051有8个工作寄存器,R0-R7,程序设计中常用.
实际物理地址根据需要来选定.
MOV PSW, #08H
2013-7-28 -12-
程序状态字PSW—续
5) 溢出标志OV( Overflow)
指示运算过程中是否发生了溢出,运算过程中自动形成. 累 加 器 A 中 运 算 结 果 超 出 了 8 位 数 能 表 示 的 范 围 [128,+127] 双高位判断法 OV=CP CS CP:最高位进位 CS:次高位进位
2013-7-28
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1.存储器的地址分配
存储器的地址分配有3个地址空间.
ROM存储器空间(片内/片外)地址范围0000H-FFFFH; 片内RAM空间 地址范围00H-FFH
片外RAM地址空间 地址范围0000H-FFFFH
2013-7-28
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MCS-51存储器地址分配
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测控电路
第2章 MCS-51单片机结构与时序
2.1 MCS-51单片机内部结构 2.2 MCS-51单片机引脚功能 2.3 MCS-51单片机工作方式 2.4 MCS-51 单片机时序
2.1 MCS-51单片机内部结构
2.1.1 CPU结构
2.1.2 存储器结构 2.1.3 I/O端口 2.1.4 定时器与计数器 2.1.5 中断系统
3.控制线(6条)
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3.控制线(6条)
(1)ALE+/PROG 地址锁存允许/编程线
数据指针是一个16位的寄存器,由两个8位寄存器 DPH和DPL组成,DPTR可用来存放片外RAM地址,或片 内/外ROM地址.
MOV DPTR, #2000H
MOVX A,@DPTR 把片外RAM地址单元2000H的内容读至累加器.
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2.1.2 存储器结构
8051的存储器有ROM和RAM之分,还有片内/片外之 分.片内RAM,ROM集成在芯片内部,是其一部分.片 外存储器是专用存储器芯片,单片机通过AB,DB,CB 三总线与之相联(一般通过印刷电路板),才能使之 工作.
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00-7FH地址空间的区分(续)
(3)便笺区(30H-7FH)
80个RAM单元,存放用户数据或作堆栈区,按字节存 取.
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3, 片外RAM
片外RAM容量64K,地址 0000-FFFFH
读/写命令
MOVX A, @Ri ; MOVX A, @DPTR MOVX @Ri, A MOVX @DPTR, A
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2. 串行I/O端口
8051有一个全双工的可编程串行I/O端口.TXD发 送,RXD接收.串行发送和接收可单独进行,也可同 时进行. 串行口控制寄存器SCON,电源及波特率选择寄存器 PCON和串行数据缓冲器SBUF,都是SFR.
此部分不要求.(功能强)
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SFR(续)
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SFR(续)
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2.1.3 I/O端口
I/O端口又称为I/O接口,通道,通路(port)
串行I/O端口一次只能传送1位二进制信息,并行I/O端口一 次可以传送一组(8位)二进制信息. 1.并行I/O端口 8051有4个并行I/O端口,命名为P0,1,2,3,每个端口有双 向I/O功能,输入/出. 每个端口内部有一个数据输出锁存器和一个数据输入缓 冲器,4个数据输出锁存器和端口号P0-3同名,皆为特殊 功能寄存器SFR中的一个. 输出锁存,输入缓冲
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[例]
MOV SP,#30H ?
MOV A, #00H MOV B, #01H
PUSH ACC
PUSH B (对否) POP ACC POP B 图示其操作过程,或用课件动画.
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(6) 数据指针 DTPR( Data Pointer)
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5.特殊功能寄存器SFR(80H-FFH)
8051或8031的SFR有21个,8052的SFR有26个,每个SFR占有 一个RAM单元
不为SFR占用的RAM单元实际上不存在,访问它们是没有意 义的. 在SFR中,可以通过直接寻址对其进行字节存取,也可对带 有*的11个(12个T2CON)字节寄存器的每一位进行位寻址 直接寻址的表示方法有两种 使用物理地址: 累加器A(E0H),B(F0H),SP(81H) 采用寄存器标号:累加器ACC,B,PSW 这种方法常用.
方形封装 PLCC
NC: not connect
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2.2.1 MCS-51单片机引脚及其功能
8051有40个引脚,共分为端口线,电源线和控制线 三类.
1.端口线 (4*8=32个)
Pi.0-Pi.7,(i=0,1,2,3)
2.电源线(2条)
VCC为+5V电源线,VSS为接地线
IP中断优先级控制器( Interrupt priority)
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中断源
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2.2 MCS-51单片机引脚功能
2.2.1 MCS-51 单片机引脚及其功能
2.2.2 8031对片外存储器的连接
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两种封装
双列直插式封装 DIP
定时器控制寄存器TCON
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2.1.5 中断系统
中断指CPU暂停原程序执行转为外部设备服务(执行中断服 务程序ISR),并在服务完后回到原程序执行的过程.
中断源指能产生中断请求信号的来源.对5个中断请求信号 进行排队和控制,并响应其中优先权最高的中断请求. 5个中断源有内部和外部之分. IE中断允许控制器( Interrupt Enable)
1)进位标志位Cy(Carry)
表示加减运算过程(加,减,移位)中最高位D7有无进位或 借位.
2)辅助进位标志位AC( Auxiliary Carry)
表示加减运算时,低4位有无向高4位进位/借位. 3)用户标志位F0(Flag Zero)
由用户根据需要指定.
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程序状态字PSW—续
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并行I/O端口(续)
4个并行I/O端口在结构上并不相同,在功能和用途上的差 异较大.
除作为通过I/O口使用外,P0口可以输出片外存储器的低8 位 地 址 和 读 写 数 据 ;P2 口 可 输 出 片 外 存 储 器 的 高 8 位 地 址;P1口作为通用I/O口;P3口的第二功能. P0口可带8个LSTTL门,其余可推动4个LSTTL门. 作为通过I/O使用时,共有写端口,读端口和读引脚三种操 作方式.(后续讲)
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2.1 MCS-51单片机内部结构
MCS-51系列是美国Intel公司的产品,现在生产此 系列的单片机主要常用的有ATMEL, Philips公司 等. MCS-51系列芯片及制造工艺
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2.1.1 CPU结构
由运算器,控制器(定时控制部件)和专用寄存器组 等部分组成.
; 加运算
OV=1, Cy=1,AC=1,P=1 1100,0001BPSW=C1H
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(5)堆栈指针SP(Stack Pointer)
8位寄存器,能自动+1/-1,用来存放堆栈的栈顶地址.
堆栈是以先进后出(FILO, First In Last Out),或后进先 出 (LIFO,L ast in First Out)方式工作的一段内存区 域.(**) 范围 00-7FH (或00-FFH,256字节内部RAM) 栈底地址固定不变,由SP初始值设定,栈顶地址始终在SP 中,(由SP指向). SP向上增长,SP指向存数单元.
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2.定时控制部件
起控制器的作用,由定时控制逻辑,指令寄存器IR, 指令译码器和振荡器OSC等组成.
OSC(Oscillator)为控制器提供时钟脉冲.