[单片机][微机原理极其应用][课件]mcs51-2.ppt

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1、第二章MCS-51单片机的基本结构和工作原理信息科学与工程学院自动化系第二章MCS-51单片机的结构和工作原理本章介绍MCS-51单片机的结构、工作原理及其组成部件和各部件的功能。2.1MCS-51系列单片机的结构2.28051单片机内部结构和功能2.3MCS-51单片机的引脚功能2.4MCS-51单片机的工作方式2.5MCS-51单片机的时序2.1.2MCS-51单片机的应用特性2．1MCS-51系列单片机的结构2.1.1MCS-51单片机的基本组成2.2.1中央处理器CPU2.2.2存储器结构2.2.3定时器/计数器（T/

2、C)2.2.4并行I/O接口2.2.5串行口2.2.6中断系统2．28051单片机内部结构和功能2.1.1MCS-51单片机的基本组成存储器I/O接口MCS-51单片机芯片有许多种：如8051、8031、8751、80C51、80C31等。它由8个部件组成，1、中央处理器（CPU）核心2、时钟电路12MHz3、程序存储器（ROM/EPROM）4KB4、数据存储器（RAM）128B+128BSFR5、并行I/O口（P0～P3口）P0和P2兼作外总线6、串行口全双工串行口7、定时器/计数器2个16位8、中断系统5个中断源，高级和低级

3、两级优先级别它们都是通过单一总线连接，并被集成在一块半导体芯片上，为单片微型计算机（Single-ChipMicrocomputer）片内存储器片内I/O接口1.MCS-51单片机系列两大系列：MCS-51子系列和MCS-52子系列。其中51子系列是基本型，而52子系列属于增强型。各子系列配置如表2-1所示。(P36)片内ROM形式无ROMEPROM80318051875180C3180C5187C5180328052875280C3280C5287C522．1．2MCS-51单片机的应用特性51子系统52子系统52子系列与51

4、子系列相比，其功能增强的具体方面如下：1．片内RAM从128字节增加到256字节2．片内ROM从4KB增加到8KB3．定时器/计数器从2个增加到3个4．中断源从5个增加到6～7个2.单片机芯片的半导体工艺MCS-51系列单片机采用以下两种半导体工艺生产HMOS芯片型号中不带有字母“C”的，功耗较大。CHMOS芯片型号中凡带有字母“C”的，具有高速度、高密度、低功耗的特点例如8051的功耗为630mW，80C51的功耗只有120mW。在便携式、手提式或野外作业仪器设备或长期无人值守自动监测、监控的仪表上是非常有意义的。因此在这些产

5、品中最好使用CHMOS型单片机芯片。3.片内ROM存储器的配置形式及应用环境MCS-51单片机内程序存储器的配置形式有三种：掩模ROM型（由厂家一次写入，成本低）EPROM型（由用户可反复写入，成本较高）无ROM（需在片外扩展）各有特点，也各有其适用场合，可根据需要进行选择环境温度范围，划分为三个等级民用级0℃～＋70℃工业级－40℃～＋85℃军用级－65℃～＋125℃因此在使用中应注意根据现场温度选择芯片。2．28051单片机内部结构和功能一、运算器1．算术逻辑单元（ALU—ArithmeticLogicUnit）2．累加

6、器（ACC—Accumulator）3．寄存器B4．程序状态字（PSW—ProgramStatusWord）5．布尔处理器二、控制器1．程序计数器（PC—ProgramCounter）2．指令译码器ID3．数据指针（DPTR）4.堆栈指针(SP——StackPointer)2．2．1中央处理器CPU一、运算器功能：运算部件实现算术、逻辑运算、位变量处理、移位、数据传送1．算术逻辑单元（ALU）8位其累加器是ACC二进制四则运算和布尔代数的逻辑运算运算结果影响PSW的有关标志位2.累加器（ACC）8位存放操作数和中间结果工作频繁，

7、大多数操作均通过它进行3．寄存器B8位乘法时用于存乘数/积的高8位除法时用于存除数/余数4．程序状态字（PSW）8位特殊功能寄存器5．布尔处理器1位它以进位标志（CY）作为累加位进行位操作程序状态字PSW各位标志的含义CYACF0RS1RS0OV-PPSW.7PSW.6PSW.5PSW.4PSW.3PSW.2PSW.1PSW.0CY(PSW.7)进位标志位AC（PSW.6）辅助进位（或称半进位）标志F0（PSW.5）用户标志位RS1和RS0（PSW.4，PSW.3）工作寄存器组选择位OV（PSW.2）溢出标志位PSW.1未定义位

8、P（PSW.0）奇偶标志位CY是PSW中最常用的标志位。由硬件或软件置位和清零。字节运算中(ALU)：它表示运算结果是否有进位（或借位）。Cy=SUB⊕C8加法时(SUB=0)：有进位Cy由硬件置“1”即Cy=1；无进位CY被硬件清“0”即Cy=0。减法时(S