第2章 单片机基本原理ppt课件.ppt

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1、第2章单片机基本原理2.1MCS-51系列单片机简介MCS-51系列单片机是美国Intel公司在1980年推出的高性能8位单片机，它包含51和52两个子系列。对于51子系列，主要有8031、8051、8751三种机型，它们的指令系统与芯片引脚完全兼容，仅片内程序存储器有所不同，8031芯片不带ROM，8051芯片带4KROM，8751芯片带4KEPROM。51子系列的主要特点为：◆8位CPU。◆片内带振荡器，频率范围1．2~12MHZ。◆片内带128字节的数据存储器。◆片内带4K的程序存储器。◆程序存储器的寻址空间为64K字节。◆片外数据存储器的寻址空间为64K字节。◆128个用户

2、位寻址空间。◆21个字节特殊功能寄存器。◆4个8位的并行I/O接口：P0、P1、P2、P3。◆2个16位定时器/计数器◆2个优先级别的5个中断源。◆1个全双工的串行I/O接口，可多机通信。◆111条指令，含乘法指令和除法指令。◆片内采用单总线结构。◆有较强的位处理能力。◆采用单一+5V电源。对于52子系列，有8032、8052、8752三种机型。52子系列与51子系列相比大部分相同，不同之处在于：片内数据存储器增至256字节；8032芯片不带ROM，8052芯片带8KROM，8752芯片带8KEPROM；有3个16位定时器/计数器；6个中断源。本书以51子系列的8051介绍MCS-

3、51单片机的基本原理CPUROM/EPROMRAM定时/计数器并行接口串行接口中断系统P0P1P2P3TXDRXDINT0INT1T0T1XTAL1XTAL2时钟电路2.2MCS-51系列单片机的结构原理2.2.1MCS-51系列单片机的基本组成PSENALERESETXLAT1P0.0~P0.7P2.0~P2.7RAM地址寄存器RAMP0锁存器P2锁存器EPROM或ROM程序地址寄存器缓冲器B寄存器ACC暂存器2暂存器1ALUPSWSPPC增量器PCDPTRP0驱动器P2驱动器特殊功能寄存器指令寄存器定时及控制P1锁存器P3锁存器P1驱动器P3驱动器振荡器VssP1.0~P1.7

4、P3.0~P3.7EAXLAT2Vcc2.2.2MCS-51系列单片机的内部结构2.2.3MCS-51系列单片机的中央处理器（CPU）2、累加器ACCumulator（简称为A）为一个8位的寄存器，它是CPU中使用最频繁的寄存器，ALU进行运算时，数据绝大多数时候都来自于累加器ACC，运算结果也通常送回累加器ACC。1、算术运算单元ALU是一个8位的运算器，它不仅可以完成8位二进制数据加、减、乘、除等基本的算术运算，还可以完成8位二进制数据逻辑“与”、“或”、“异或”、循环移位、求补、清零等逻辑运算，并具有数据传输、程序转移等功能。ALU还有一个一般微型计算机没有的位运算器，它可以

5、对一位二进制数据进行置位、清零、求反、测试转移及位逻辑“与”、“或”等处理。这对于控制方面很有用。一、运算部件运算部件以算术逻辑运算单元ALU为核心，包含累加器ACC、B寄存器、暂存器、标志寄存器PSW等许多部件，它能实现算术运算、逻辑运算、位运算、数据传输等处理。2.2.3MCS-51系列单片机的中央处理器（CPU）3、寄存器B称为辅助寄存器，它是为乘法和除法指令而设置的。在乘法运算时，累加器A和寄存器B在乘法运算前存放乘数和被乘数，运算完后，通过寄存器B和累加器A存放结果。除法运算时，运算前，累加器A和寄存器B存入被除数和除数，运算后用于存放商和余数。一、运算部件4、标志寄存器

6、PSW（ProgramStatusWord）是一个8位的寄存器，它用于保存指令执行结果的状态，以供程序查询和判别。C（PSW.7）：进位标志位。AC（PSW.6）：辅助进位标志位。F0（PSW.5）、F1（PSW.1）：用户标志位。RS1、RS0（PSW.4、PSW.3）：寄存器组选择位。RS1RS0工作寄存器组000组（00H～07H）011组（08H～0FH）102组（10H～17H）113组（18H～1FH）OV（PSW.2）：溢出标志位。把运算当作补码运算（即当作有符号数的运算）时，为1表示运算结果超出带符号8位二进制数的范围（即-128~+127）位序B7B6B5B4B3

7、B2B1B0位符号CYACF0RS1RS0OVF1PP（PSW.0）：奇偶标志位。若累加器A中1的个数为奇数，则P置位，若累加器A中1的个数为偶数，则P清零。【例2-1】试分析下面指令执行后，累加器A、标志位C、AC、OV、P的值？MOVA，#67HADDA，#58H分析：第一条指令执行时把立即数67H送入累加器A，第二条指令执行时把累加器A中的立即数67H与立即数58H相加，结果回送到累加器A中。加法运算过程如下：67H=01100111B58H=01011000B