《单片机的基本结构》PPT课件.ppt

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1、第二章单片机的基本结构和工作原理2.1.单片机的基本组成1.中央处理器2.存储器普林斯顿结构：将程序和数据合用一个存储器空间。哈佛结构：将程序和数据截然分开，分别寻址的结构。程序存储器（ROM）片内只读存储器片外只读存储器数据存储器（RAM）3.并行I/0口4.串行I/0口5.定时器/计数器6.定时电路及元件2.2.单片机的引脚功能和结构框图40引脚双列直插（DIP）封装图逻辑图符号引脚的复用功能引脚复用功能P1.0T2（定时/计数器2的外部输入）P1.1T2EX（定时器2的捕捉/重装触发引脚）P3.0RXD（串行口输入）

2、P3.1TXD（串行口输出）P3.2INT0（外部中断0请求）P3.3INT1（外部中断1请求）P3.4T0（定时/计数器0的外部输入）P3.5T1（定时/计数器1的外部输入）P3.6WR（片外数据存储器写选通信号输出）P3.7RD（片外数据存储器读选通信号输出）2.380C51的内部结构和组成内部结构算术逻辑部件ALU类加器ACC（或A）只读存储器ROM随机存取存储器RAM指令寄存器IR程序地址寄存器程序计数器PC地址指针DPTR定时器/计数器并行I/O口P0–P3串行口程序状态标志寄存器PSW定时控制逻辑电路专用寄存器

3、SFR累加器A寄存器B程序状态字寄存器PSW堆栈指针SP程序计数器PC和数据指针DPTR端口0~3的锁存器P0、P1、P2、P3串行口数据缓存器SBUF（99H）定时器寄存器捕捉寄存器控制寄存器一.专用寄存器1.累加器A作用：累加器A是ALU单元的输入之一，因而是处理数据源之一。同时它又是ALU运算结果的存放单元。CPU中的数据传送大多都通过累加器，故又相当于一个数据的中转站。2.B寄存器B寄存器在乘法和除法指令中作为ALU的输入之一。作用：其他情况下，B寄存器可以作为内部RAM中的一个单元来使用。3.程序状态字PSW程序

4、状态字PSW是一个逐位定义的8位寄存器，其内容的主要部分是算术逻辑运算单元（ALU）的输出。RS1RS0选中通用寄存器组R0–R7的地址00第0组00H–07H01第1组08H–0FH10第2组10H–17H11第3组18H–1FHOV——溢出标志位。表示运算结果超出了目的寄存器A所能表示的带符号数的范围（-128-+127）ADD加法：若表示i向位i+1位有进位，则当位6向位7有进位而位7不向CY进位时，或当位7向C进位而位6不向位7进位时，OV=1；否则OV=0。SUBB加法：若表示i向位i+1位有借位，则当位6向位7

5、有借位而位7无借位时，或当位7向CY借位而位6不向位7借位时，OV=1；否则OV=0。MUL乘法：当A、B两个乘数的积超过255时，OV=1，否则OV=0。因此，若OV=0时，只需从A寄存器中取积；若OV=1时，则需从B、A寄存器对中取积。DIV除法：若除数为0时，OV=1；否则，OV=0。PC是中央控制器中最基本的寄存器，是一个独立的计数器，存放着下一条将要从程序存储器中取出的指令地址。4.地址寄存器PC基本工作过程：读指令时，程序计数器将其中的数作为所取指令的地址输出给程序存储器，然后程序存储器按此地址输出指令字节，同

6、时程序计数器本身自动加1，指向下一条指令地址。程序计数器PC变化的轨迹决定程序的流程程序计数器PC的宽度决定了程序存储器可以直接寻址的范围。在80C51中，PC是一个16位的计数器，所以，可对64KB（）程序存储器进行寻址。程序存储器PC的基本工作方式有：程序计数器PC自动加1；执行条件或无条件转移指令时，程序计数器将被置入新的数值，程序的流向发生变化；在执行调用指令或响应中断时：PC的现行值，即下一条将要执行的指令的地址，送入堆栈，加以保护。将子程序的入口地址或者中断矢量地址送入PC，程序流发生变化，执行子程序或中断服务

7、程序。子程序或中断服务执行完毕，遇到返回指令RET或RETI时，将栈顶的内容送到PC中，程序流程又返回到原来的地方，继续执行。5.数据指针DPTRDPTR是一个16位的特殊功能寄存器，主要功能是作为片外数据存储器寻址用的地址寄存器（间接寻址），访问片外数据存储器的指令为：MOVXA，@DPTR读MOVX@DPTR,A写二.算术逻辑运算单元ALU算是逻辑运算单元主要是对数据进行算术/逻辑运算。从结构上，该单元实质是一个全加器。通过暂存器1的输入；通过暂存器2或累加器ACC的输入；两个输入：两个输出：累加器；程序状态字PSW；

8、算术/逻辑运算可完成的操作：带进位和不带进位的加法、减法及8位的乘、除法运算；逻辑运算AND、OR和XOR；增量或减量；位操作有位置位、位复位和位取反；左移位、右移位；半字节交换；BCD码运算修正；三.时钟电路及CPU的工作时序1.时钟电路振荡器定时控制元件时钟发生器地址所存允许信号ALE振荡器ALE机