单片机-第二章 单片机硬件结构

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1、第二章MCS-51单片机结构组成本章要点MCS-51单片机的逻辑结构及信号引脚MCS-51单片机的内部存储器MCS-51单片机并行输入/输出口电路MCS-51单片机时钟电路与时序MCS-51单片机工作方式2.1.1MCS-51单片机结构框图2.1.2MCS-51单片机芯片内部逻辑结构端口0驱动器端口2驱动器RAM(128×8)端口0锁存器端口2锁存器ROM(4K×8)程序地址寄存器缓冲器PC加1寄存器程序计数器PC数据指针DPTR堆栈指示器SPPCON中断、串行口和定时器RAM地址寄存器ACCB寄存器ALU状态寄存器暂存寄存器2暂存寄存器1定时与控制端口1锁存器端口3锁存器端口1

2、驱动器端口3驱动器XTAL1P1.0～P1.7ALERSTPSENEAVcc(+5V)Vss指令译码器指令寄存器P2.0～P2.7P0.0～P0.7P3.0～P3.7XTAL2SCONTMODTCONTH0IESBUF(TX)TL0TH1TL1SBUF(RX)1.CPUCPU即中央处理器的简称，是单片机的核心部件，它完成各种运算和控制操作，CPU由运算器和控制器两部分电路组成。（1）运算器电路运算器电路包括ALU(算术逻辑单元)、ACC(寄存器)、B寄存器、状态寄存器、暂存器1和暂存器2等部件，运算器的功能是进行算术运算和逻辑运算。（2）控制器电路控制器电路包括程序计数器PC、P

3、C加1寄存器、指令寄存器、指令译码器、数据指针DPTR、堆栈指针SP、缓冲器以及定时与控制电路等。控制电路完成指挥控制工作，协调单片机各部分正常工作。程序计数器PC（ProgramCounter）PC是一个十六位的计数器。其内容为下一个将要读取的指令码地址。PC有自动加1功能，从而实现程序的顺序执行，在执行当前指令后，PC的内容应是下一条要执行指令的首地址。PC没有地址，是不可寻址的。因此用户无法对它进行读写。但可以通过转移、调用、返回等指令改变其内容，以实现程序的转移。由此可见，PC实际上是一个地址指示器，改变PC的内容就可以改变指令执行的次序，即改变程序执行的路线。当系统复位

4、后，PC=0000H，CPU便从这一固定的入口地址开始执行程序。堆栈指针SP（StackPointer）程序状态字是一个8位寄存器，用于寄存程序运行的状态信息。其中有些位状态是根据程序执行结果，由硬件自动设置的，而有些位状态则使用软件方法设定。PSW的各位定义如下：CYACF0RS1RS0OVF1PPSW.0PSW.1PSW.2PSW.3PSW.4PSW.5PSW.6PSW.7程序状态字PSW除PSW.1位保留未用外，对其余各位的定义及使用介绍如下：CY(PSW.7)--进位标志位CY是PSW中最常用的标志位，其功能有二：一是存放算术运算的进位或借位标志；二是在位操作中，作累加器

5、使用。位传送、位与、位或等位操作，操作位之一固定是进位标志位。AC(PSW.6)--辅助进位标志位加减运算中当有低4位向高4位有进位或借位时，AC由硬件置位，否则AC位被清0。在十进制调整中也要用到AC位状态。RS1和RS0(PSW.4,PSW.3)--寄存器组选择位用于设定通用寄存器的组号。通用寄存器共有四组，其对应关系为：RS1RS0寄存器组R0~R7地址00组000~07H01组108~0FH10组210~17H11组318~1FH这两个选择位的状态是由软件设置的，被选中的寄存器组即为当前通用寄存器组。MCS-51单片机在复位后，RS1＝RS0＝0，所以CPU自动选中组0作

6、为当前工作寄存器组。根据需要，用户可以通过传送指令或位操作指令来改变RS1和RS0的状态，任选一组工作寄存器区。OV(PSW.2)--溢出标志位在带符号数加减运算中，OV=1表示加减运算超出了累加器A所能表示的有符号数表示范围（-128~+127），即产生了溢出，因此运算结果是错误的；否则，OV=0表示运算正确，即无溢出产生。另外在乘法运算中，OV=1表示乘积超过255，即乘积分别在B与A中；否则，OV=0表示乘积只在A中。在除法运算中，OV=1表示除数为0，除法不能进行；否则，OV=0，除数不为0，除法可正常进行。F0(PSW.5)--用户标志位这是一个供用户定义的标志位，需要

7、时用软件方法置位或复位。F1（PSW.1）--用户标志位，同F0。P(PSW.0)--奇偶标志位表明寄存器A中“1”的个数的奇偶性。如果指令执行后，寄存器A中的数据是奇数个“1”，则对P置“1”，否则置“0”。(与8086不同)2.存储器MCS－51系列单片机的存储器包括数据存储器和程序存储器，其主要特点是程序存储器和数据存储器的寻址空间是相互独立的，物理结构也不相同。3.定时器/计数器MCS－51单片机片内有两个16位的定时/计数器，即定时器0和定时器1。它们可以用于定时控制、