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1、 2.2 MCS-51单片机微处理器2.3 MCS-51单片机存储器组织2.4 MCS-51单片机并联I/O及应用 2.1 MCS-51单片机总体概括第 二 章 MCS-51单片机组成结构下页 8位CPU 片内128B*3 RAM 片内8KB ROM/EPROM（8031无） 特殊功能寄存器区 SFR 2个优先级的5个中断源结构 4个8位并行口：P0、P1、P2、P3一、 MCS-52单片机的主要上页下页回目录功能特点 3个16位定时器/计数器T/C 1个全双工串行口UART 布尔处理机 位处理机(10) 64KB外部RAM地址空间(11) 64KB外部ROM地址空间(12) 片内时钟电路及振
2、荡器(13) 指令系统 (111条)上页下页回目录通用异步收发器半双工 即可接受又可发送，但不同时单工 只接收或只发送可同时接收或发送16条地址线区别：8051 / 8751单片机中含有 ROM / EPROM，而 8031中没有，使用时需外接一片 EPROM型号 ROM EPROM RAMT/CI/OINT803280528KB87528KB256B256B256B333并串 444111666二、 MCS-51系列单片机的差异 51子系列（基本型 ）上页下页回目录型号 ROM EPROM RAMT/CI/OINT803180514KB87514KB128B128B128B2 22并 串 4
3、4411155580318051基本型803152子系列MCS-51MCS-51单片机内部结构分析单片机内部结构分析上页下页回目录RAM P0口串行口定时器计数器特殊 功能 寄存器 （SFR）中断 系统微处理器 ALU控制逻辑P2口P1口 P3口ROM/EPROMCPU内部 总线VccVssXTAL1 XTAL2PSENEA ALE RESETP2.0P2.7P0.0P0.7 88P1.0P1.78 P3.0P 3.788051/8751面向用户的结构8031共40条引线用户的内特性用户外特性图2-1 MCS-51功能 框图逻辑结构框图1、中央处理器2、存储器3、I/O口MCS-51单片机有
4、4 个 8 位并行口，1 个全双工串行口 UART， 2 个 16 位的 T/C。由运算器和控制逻辑组成。主要功能是产生各种控制信 号，控制存储器、I/O端口的数据传送、数据运算、及位处 理等操作等。采用SFR集中控制程序存储器ROM/ EPROM(8031中没有，需外接) ， 存放 程序和编好的表格及常数等。数据存储器RAM：存放中间结果、数据暂存、缓冲、及存 放标志位等。上页下页回目录8051/875140引脚，双列直插式结构上页下页回目录RST/VPDP3.1 P3.2 P3.3 P3.4 P3.5 P3.6 P3.7P3.0P1.1 P1.2 P1.3 P1.4 P1.5 P1.6 P
5、1.7P1.0P2.6 P2.5 P2.4 P2.3 P2.2 P2.1 P2.0P2.7P0.1 P0.2 P0.3 P0.4 P0.5 P0.6 P0.7P0.0RXD TXD INT0 INT1 T0 WR RDT1 XTAL1 XTAL2 VssVccEA/VPP ALE/PROG PSEN80318051875140393837363534333231302928272625242322211234567891011121314151617181920MCS-51单片机的引脚功能用户外特性一、51单片机的管脚功能1、按功能分类I/O口线 P0 、 P1 、 P2 、 P3 共32条电
6、 源 Vcc、 Vss 共2条时 钟 XTAL1、 XTAL2 共2条上页下页回目录控制口线 PSEN、ALE、EA/VPP、RESET 共4条数据/地址复用口 I/O口双功能口2、管脚的功能（1）电源与时钟 Vcc：接+5V电源端Vss：接地端 XTAL1：片内振荡电路输入端XTAL2：片内振荡电路输出端内时钟方式 ：在XTAL1、XTAL2上外接定时 元件，使其形成自激振荡器。时钟电路 ：内时钟方式 外时钟方式上页下页回目录定时元件采用由石英晶体和电容组成并联谐振 电路。晶体和电容尽可能靠近单片机芯片。单 片 机XTAL1XTAL21918C1C2电容通常 选择为 30PF 左右振荡频率
7、1.2MHz24MHz晶 振内时钟方式电路图上页下页回目录单 片 机XTAL1XTAL2外时钟方式：XTAL1接地，XTAL2接外部振荡器外时钟方式电路图外部 振荡源+5V1918上拉电 阻频率低于 12MHz上页下页回目录OC门几个概念：振荡周期：Tc=晶振频率fosc（或外加频率）的倒数 时钟周期：2个振荡周期 状态周期：Ts=1个时钟周期 机器周期：Tm=6个状态周期(Ts)=12个振荡周期(Tc) 指令周期: Ti:执行一条指令所需的机器周期(Tm)数牢牢记住： 振荡周期 = 晶振频率fosc的倒数；1个机器周期 = 12个振荡周期；1个指令周期 = 1、2、4个机器周期复位信号：高电
8、平复位CPU，低电平CPU工作EA/VPPALEPSEN名称功 能 片外取指信号（片外程序存储器读）输出端 低电平有效。通过P0口读回指令或常数。 控制的是片外程序存储器RESET 控制信号地址锁存信号。 ALE低电平时， P0口出现数据信息 ； ALE高电平时， P0口出现地址信 息。程序存储器选择信号 上页下页回目录EA=0 时，选外部ROM； 1，地址小于8k时，选内部ROM 地址大于8k时，选外部ROMP0口是数据/地址复用口用下降沿 锁存P0口的低8位地址到外部锁存器复位电路手动复位 上电自动复位高电平要保持10ms以上RESET高电平有效上页下页回目录+5V10uF10KVccRS
9、TGND上电复位10uF10KVccRSTGND手动执行 (A)(B) B ADIV A B;执行 (A)/(B) 商 A 余 B 上页下页回目录次累加器作 一 RAM单元用B余 B 程序状态字PSW 地址：0D0H 8位寄存器，存放程序的状态信息CYD7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0ACF0RS1RS0OV P格式如下：进/借位标志CY（PSW.7）加法运算时，如果D7有进位，则CY=1，否则CY=0减法运算时，如果D7有借位，则CY=1，否则CY=0布尔运算中被定义为位累加器上页下页回目录PSWD7 D0CY辅助进位标志AC（PSW.6）8位加法运算时，如果低半字节的D3向D4
10、有进位，则AC=1，否则AC=08位减法运算时，如果低半字节的D3向D4有借位，则 AC=1，否则AC=0标志F0（PSW.5）由用户定义可用软件来使它置“1”、或清“0”可由软件测试F0来控制程序流向上页下页回目录D7D4 D3D0AC工作寄存器区选择位RS1 、RS0（PSW.4、 PSW .3）通过软件来改变RS1 、RS0的组合，以确定当前工作寄存器区。上页下页回目录工作寄存器区地 址RS1 RS02 区10H 17H1 03 区18H 1FH1 10 区00H 0 007H1 区08H 0 10FHPSW.4 PSW.3用布尔操作来改变OV= C6 C7 +溢出标志OV（PSW.2）
11、作为有符号数加、减法时由硬件置位或清除，以指示运算结果是否溢出执行加/减法指令时，用Ci 表示i位向i+1有进/借位a) 第6位向第7位有进/借位，而第7位不向CY进/借位时b) 第6位不向第7位进/借位，而第7位向CY有进/借位时 OV=1, 否则 OV=0若OV=1，意味着加/减法的结果已超出了一个字节有符号补码数 所表示的范围（-128 +127）上页下页回目录a) OV= 1 0b) OV= 0 1即做加法时，最高和次高位之一有进位，或做减 法时，最高和次高位之一有借位则OV被置位D7D6D5D4 D3D2D1D0例：0 1 0 1 0 1 1 0 （+86）(正)0 0 1 1 0
12、0 1 0 (+50） (正)00010001此时C6=1、 C7=0 则D7D6D5D4 D3D2D1D01 0 0 1 0 1 1 0 （-106）(负)110111001( +136) (正)(-197) (负)OV= C6 C7=1 + +此时C6=0、 C7=1 则OV= C6 C7=1 + +上页下页回目录符号位11 0 1 0 0 1 0 1 （-91） (负) Cy奇偶标志P（PSW.0） 每个指令周期都由硬件置位或清零，以表示累加器A 中值为“1”的位数的奇偶性 该标志可用于串行数据通讯，验证数据传输的可靠性上页下页回目录P =1 A中1的个数为奇数0 A中1的个数为偶数?思
13、 考试分析执行指令 MOV A, #7FHADD A, #47H后，程序状态字 PSW中 CY，AC，OV，P 的状态是什么？上页下页回目录D7D6D5D4 D3D2D1D00 1 1 1 1 1 1 1 （7FH）0 1 0 0 0 1 1 1 （47H）01100011（C6H）MOV A, #7FHADD A, #47H#7FHACY=0AC=1执行第一条指令后P=1，执行第二条指令后P=0此时C6=1、 C7=0 则OV= C6 C7=1 + +上页下页回目录有无 堆栈指针 SP 8位寄存器，存放栈顶地址保护CPU现场和断点地址 作用： 工作方式：“先进后出”或“后进先出” 数据压入堆
14、栈时，SP自动加1 数据弹出堆栈时，SP自动减1 SP始终指向栈顶地址上页下页回目录中断时 转子时栈区“向上生成”按“先进后出”工作原则，由SP组织的内 部 RAM区域，被称为堆栈。主程序SP SP例：堆栈操作建立堆栈压入操作弹出操作60H61H62H63H64HA的内容B的内容SPMOV SP, #60HPUSH APUSH BPOP direct SP上页下页回目录direct栈 底 数据指针 DPTR 16位寄存器，高字节用DPH表示，低字节用DPL表示 对外部 RAM 或 I/O 口寻址，范围64KB例： MOVX A，DPTRMOVX DPTR， A;将外部RAM中地址为DPTR的单
15、元内容读到A中;将A中的内容写到外部RAM中地址为DPTR的单元MOVC A， A+ DPTR;采用基址+变址的方法读程序存储器内的表格常数;DPTR为基址寄存器， A为变址寄存器 上页下页回目录（DPTR）AP3.7 RDP3.6 WR(A)DPTR(A)+(DPTR)APSEN I/O 端口P0 P3 地址:80H 90H 0A0H 0B0H专用寄存器P0 P3分别是端口P0 P3的锁存器 串行数据缓冲器 SBUF 地址:99H存放欲发送的数据存放已接收的数据一个地址: 99H 定时/计数器 T0 T1 MCS-51系列有2个16位定时/计数器T0 、T1MCS-52系列增加了1个16位定时/计数器T2上页下页回目录SBUF两个
