单片机 第2章 MCS-51系列单片机的硬件结构d课件.ppt

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1、单片微机原理及应用课程目的和基本要求理解微型计算机的基本概念掌握MCS-51系列单片机的硬件结构MCS-51系列单片机的部件了解其工作方式掌握MCS-51系列单片机的指令系统掌握MCS-51系列单片机系统的扩展方法掌握MCS-51系列单片机系统的接口方式考试方式：开卷考试绪论计算机的组成CPU存储器ROMRAMI／O接口功能部件定时器／计数器、中断系统A／D、D／A、DMA单片微型计算机第2章MCS-51系列单片机的硬件结构微处理器存储器定时器/计数器并行I/O接口串行I/O接口中断系统特殊工作方式§1概述1-1主要功能MCS-51系列单片机是Intel公司在80年代

2、初推出的高性能单片微型计算机，包含51、52两个子系列。针对特定CPU，有以下特点:§1概述1-2内部结构框图§1概述1-3外部引脚说明从结构框图可看出，MCS-51芯片共有40个引脚，HMOS工艺芯片采用DIP封装,CHMOS芯片也有方型封装的。（1）电源Vcc+5VVss地（2）      时钟XTAL2XTAL1接晶体两引脚§1概述1-3外部引脚说明（3）I/O引脚P0口：准双向I/O口在扩展存贮器（程序存贮器或数据存贮器）或I/O扩展时，可分时多用为低8位地址线和双向数据线P1口：准双向I/O口对52系列（8032、8052）要比51系列多一个中断源（定时器/

3、计数器），P1.1作为T2（计数脉冲输入），P1.2为T2EX（T2的外部控制端）。P2口：准双向I/O口在P0口的第2种情况，它作为高8位地址线输出P3口：准双向I/O口第2功能§1概述1-3外部引脚说明（4）控制线：ALE/PROG：地址锁存有效信号输出*下降沿用来锁存地址*一般情况，它均在第个机器周期出现2次（对12MHZ晶振，其频率为2MHZ，即周期为0.5uS），可作为时钟供外部使用，但在MOVX访问外部数据存贮器时，它在两周期内（MOVX为双周期指令）会跳空一个，频率不再恒定。对片内有EPROM机型（8051、8751、8052），在编程时，它作为编程脉冲

4、输入端。PSEN：片外程序存贮器读选通信号输出端访问外部程序存贮器时，每周期有效2次（低电平）;访问片外数据存贮器时，它无效，因此不会读错。§1概述1-3外部引脚说明（4）控制线：有片内程序存贮器（EPROM）在编程时，它接21V作为编程电压输入。EA/VDD：片外程序存贮器选用端EA为低时，只用片外程序存贮器，故对外8031、8032只接地;EA为高时，先选用片内程序存贮器，再选用片外程序存贮器。在振荡时，两个机器周期的高电平（12MHz时，需2μs）,使单片机回初始状态，上电时，由于要起振时间，要更长约10μs。在掉电时（不起振），若它接有备用电池，将自动发挥作用

5、，向片内RAM供电。即如Vcc有，该端有高电平是复位。无Vcc，该端有高电平，则是备用电源。RST/VPD：复位及备用电源§2微处理器2-1运算器微处理器亦称CPU，由运算器、控制器两大部分构成。运算器以ALU为核心，附加一些工作寄存器、A、B、PSW暂存器等。（1）ALU，在内部控制信号作用下完成各种算术及逻辑操作。（2）累加器A，最常用的专用寄存器，为8位。（3）PSW，相当于其它单片机的标志寄存器（8位），各位有下面定义：RS0ACF0RS1COVPD7D0§2微处理器2-1运算器C：进位标志位，在执行某些算术及逻辑操作时可被置位或复位，也可由软件访问（JC、J

6、NC、SETBC、MOVC、bit等）例：相加时最高位的进位C置1（硬件）相减时最高位的借位AC：辅助进位标志，在作BCD码运算时用到。例：相加时，D3有进位AC内硬件置1相减时，D3有借位F0：软件标志，用户定义的状态标志，由用户软件置位或复位。RS1，RS0：寄存器组选择，由用户软件置位或复位，以选定4个组中的哪一个工作寄存器组投入工作。§2微处理器2-1运算器OV：溢出标志，运算结果超出A有效范围时（-128——127），由硬件置位，否则清零。加法最高、次高之一有进位减法最高、次高之一有借位OV置1乘法：积大于255时，表示有高8位在B寄存器中除法：DIVAB中

7、B为0时§2微处理器2-1运算器加法运算时OV标志置、复位的条件分析：（1）最高位有、次高位无进位：OV=1负数+负数——正数（2）最高位无、次高位有进位：OV=1正数+正数——负数（3）最高位有、次高位有进位：OV=0负数+负数——负数正数+负数——正数（4）最高位无、次高位无进位：OV=0正数+正数——正数正数+负数——负数由此可见，OV=1表示有符号数的运算出错§2微处理器2-1运算器P奇偶标志每条指令根据A中1的个数对P置位或复位：奇数个置1，偶数个清0在通信时有用§3存储器MCS—51单片机存储器从物理结构上可分为:片内、片外程序存储器与片