单片机结构与时序ppt课件.ppt

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1、第2章MCS-51单片机结构与时序2.1MCS-51单片机内部结构2.2MCS-51单片机引脚功能2.3MCS-51单片机工作方式2.4MCS-51单片机时序2.1MCS-51单片机内部结构2.1.1CPU结构2.1.2存储器结构2.1.3I/O端口2.1.4定时器与计数器2.1.5中断系统2021/9/1922.1MCS-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2021/9/1932.1.1CPU

2、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.图2-1MCS-51内部结构框图2021/9/194图2-1MCS-51内部结构框图—P502021/9/1951.算术逻辑部件(ALU)进行算术逻辑运算:加减乘除/与,或,非,异或,还具有数据传送,移位,判断和程序转移等功能.(指令系统)ALU由一个加法器,两个暂存器TMP1,TMP2(内部,对用户不开放)和一个布尔处理机(Boolean).2021/9/1962.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

3、.OSC(Oscillator)为控制器提供时钟脉冲.2021/9/1973专用寄存器组(**)(1)程序计数器PC(ProgramCounter)是一个16位寄存器(register),存放下一条执行指令的地址,能自动+1.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.2021/9/1983专用寄存器组-续(3)通用寄存器B(GeneralPurposeRegister)专门为乘法和除法设置的寄存器.(+)2021/9/199(4)程

4、序状态字PSW(ProgramStatusWord)(**)反映指令执行后的有关状态,通常是在指令执行过程中自动形成的,也可由用户根据需要用传送指令加以改变.标志位的定义.PSW7PSW0CyACF0RS1RS0OV--P2021/9/1910程序状态字PSW—续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(AuxiliaryCarry)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(FlagZero)由用户根据需要指定.2021

5、/9/1911程序状态字PSW—续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.MOVPSW,#08H2021/9/1912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=CPCSCP:最高位进位CS:次高位进位6)奇偶标志位(Parity)若累加器A中1的个数为奇数,则P=1;反之

6、则为0,(偶检验?)2021/9/1913[例2.1]常考重要知识设程序执行前F0=0,RS1,RS0=00,请问执行如下程序后PSW中各位的状态.MOVA,#0FH;A0FHADDA,#F8H;加运算OV=0,Cy=1,AC=1,P=11100,0001BPSW=C1H2021/9/1914(5)堆栈指针SP(StackPointer)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,FirstInLastOut),或后进先出(LIFO,LastinFirstOut)方式工作的

7、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.2021/9/1915[例]MOVSP,#30H?MOVA,#00HMOVB,#01HPUSHACCPUSHB(对否)POPACCPOPB图示其操作过程,或用课件动画.2021/9/1916(6)数据指针DTPR(DataPointer)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,

8、或片内/外ROM地址.MOVDPTR,#2000HMOVXA,@DPTR把片外RAM地址单元2000H的内容读至累加器.2021/9/19172.1.2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