MCS51单片机结构ppt课件.ppt

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1、★MCS-51单片机内部结构★存储器★特殊功能寄存器★时钟电路与复位电路★引脚功能内容提要11.1.1概述MCS-51系列单片机有多种型号的产品:普通型(51子系列)8051、8031、8751、89C51、89S51等。增强型(52子系列)8032、8052、8752、89C52、89S52等。它们的结构基本相同,其主要差别反映在存储器的配置上。8031片内没有程序存储器8051内部设有4KB的掩模ROM程序存储器8751是将8051片内的ROM换成EPROM89C51则换成4KB的闪速EEPR

2、OM89S51结构同89C51,4KB的闪速EEPROM可在线编程增强型的存储容量为普通型的一倍本课以8XX51代表这一系列的单片机。251系列单片机内部结构如图1-1所示。图1-1(图中“”两边分别为基本型和增强型)3各功能部件:1.CPU(微处理器)2.数据存储器(RAM)片内为128个字节(52子系列的为256个字节)3.程序存储器(ROM/EPROM)8031:无此部件;8051:4K字节ROM;8751:4K字节EPROM;89C51/89C52/89C55:4K/8K/20K字节闪存

3、。4.中断系统5.定时器/计数器6.串行口1个全双工的异步串行口,具有四种工作方式。7.P1口、P2口、P3口、P0口为4个并行8位I/O口。8.特殊功能寄存器(SFR)共有21个,是一个具有特殊功能的RAM区。41.1.2CPUCPU是单片机的核心部件。它由运算器和控制器等部件组成。1.运算器运算器的功能是进行算术运算:加、减、乘、除、加1、减1、比较、BCD码十进制调整等逻辑运算:与、或、异或、求反、循环等逻辑操作位操作:内部有布尔处理器,它以进位标志位C为位累加器,用来处理位操作。可对位置“

4、1”、对位清零、位判断等。操作结果的状态信息送至状态寄存PSW。52.指令寄存器指令寄存器中存放指令代码。CPU执行指令时,由程序存储器中读取的指令代码送入指令存储器,经指令译码器译码后由定时与控制电路发出相应的控制信号,完成指令功能。63、累加器A使用最频繁的寄存器,可写为Acc。A的作用:(1)是ALU的输入之一,又是运算结果的存放单元。(2)数据传送大多都通过累加器A。MCS-51增加了一部分可以不经过累加器的传送指令,即可加快数据的传送速度,又减少A的“瓶颈堵塞”现象。A的进位标志Cy同时

5、又是位处理机的位累加器。74.程序状态字寄存器PSW(1)Cy(PSW.7)进位标志位(2)Ac(PSW.6)辅助进位标志位,用于BCD码的十进制调整运算。(3)F0(PSW.5)用户使用的状态标志位。(4)RS1、RS0(PSW.4、PSW.3):4组工作寄存器区选择控制位1和位0。8RS1RS0所选的4组寄存器000区(内部RAM地址00H~07H)011区(内部RAM地址08H~0FH)102区(内部RAM地址10H~17H)113区(内部RAM地址18H~1FH)(5)OV(PSW.2)溢

6、出标志位指示运算是否产生溢出。各种算术运算指令对该位的影响情况较复杂,将在第3章介绍。(6)PSW.1位:保留位,未用(7)P(PSW.0)奇偶标志位P=1,A中“1”的个数为奇数P=0,A中“1”的个数为偶数95、程序计数器PC(ProgramCounter)存放下一条要执行的指令在程序存储器中的地址。基本工作方式有以下几种:(1)程序计数器自动加1(2)执行有条件转移或无条件转移指令时,程序计数器将被置入新的数值,从而使程序的流向发生变化。(3)在执行调用子程序调用或中断调用,完成下列操作:①

7、PC的现行值保护②将子程序入口地址或中断向量的地址送入PC。106、指令译码器及控制逻辑电路111.2存储器MCS-51的储存器结构与常见的微型计算机的配置方法不同,它将程序存储器和数据存储器分开,各有自己的寻址方式、控制信号和功能。程序存储器用来存放程序和始终要保留的常数。数据存储器存放程序运行中所需要的常数和变量。从物理空间看,MCS-51有四个存储器地址空间:片内数据存储器、片外数据存储器片内程序存储器、片外程序存储器MCS-51存储器物理结构见下图所示:12外部数据存储器(RAM)外部程序

8、存储器(ROM)内部程序存储器内部数据存储器8XX51从逻辑上看,MCS-51有三个存储器空间:片内数据存储器、片外数据存储器片内、片外统一编址的程序存储器MCS-51的存储器逻辑结构如图1-2所示。MCS-51存储器物理结构13引脚EA的接法决定了程序储存器的0000~0FFFH4KB地址范围是在单片机片内还是片外。MCS-51存储器结构141.2.1程序储存器程序存储器用来存放编制好的始终保留的固定程序和表格常数。程序储存器以程序计数器PC作为地址指针,通过16位地址总线,可寻

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