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1、MCS-51 单片微型计算机及其应用l l绪论绪论l lMCS-51 MCS-51 单片机系统结构单片机系统结构 2.1 2.1 计算机的硬件组成结构计算机的硬件组成结构 2.2 2.2 80518051单片机引脚功能说明单片机引脚功能说明 2.3 2.3 中央处理器中央处理器 CPUCPU 2.4 2.4 并行并行 I/O I/O 口结构口结构l lMCS-51 MCS-51 存储器和布尔（位）处理器存储器和布尔（位）处理器3.2 3.2 MCS-51 MCS-51 存储器结构存储器结构 3.3 3.3 外部存储器与访问外部存储器与访问 3.4 3.4 MCS-51 MCS-51 的寻址方式
2、的寻址方式 3.5 3.5 布尔（位）处理器布尔（位）处理器第一章 导论1.1 1.1 概述概述1.1.1 1.1.1 单片机及其发展单片机及其发展一、计算机系统的硬件结构一、计算机系统的硬件结构工作原理：存储程序，程序控制。工作原理：存储程序，程序控制。二、微处理器：中央处理单元（二、微处理器：中央处理单元（CPUCPU）CPU=CPU=运算器运算器+ +控制器控制器三、微型计算机系统：三、微型计算机系统：由由硬件硬件和和软件软件两大部分组成。两大部分组成。硬件：主机、输入设备、输出设备。硬件：主机、输入设备、输出设备。软件：系统软件、应用软件。软件：系统软件、应用软件。四、什么是单片机？把
3、组成微机主机部分的电路集成在一把组成微机主机部分的电路集成在一 片半导体芯片上，就构成了单片微型计算片半导体芯片上，就构成了单片微型计算 机，简称单片机。机，简称单片机。五、单片机的特点：五、单片机的特点：l l受受集成度的限制，片内的存储器的容量很小。集成度的限制，片内的存储器的容量很小。l l可靠性高。可靠性高。l l易扩展。易扩展。l l控制能力强。控制能力强。l l单片机个系列间，指令各不相同。单片机个系列间，指令各不相同。六、单片机的应用l l家用电器家用电器l l智能仪表智能仪表l l工业控制工业控制 七、单片机的种类七、单片机的种类： 根据根据CPU CPU 数据总线的根数，可分
4、为四种：数据总线的根数，可分为四种：4 4 位机：早期产品位机：早期产品8 8 位机：流行产品，占市场份额位机：流行产品，占市场份额 7070 1616位机：流行产品，占市场份额位机：流行产品，占市场份额 5 5 3232位机：用的较少。（机器人）位机：用的较少。（机器人）1.2 计算机中数的表示及运算l l二进制数与十六进制数的关系二进制数与十六进制数的关系l l十六进制数与十六进制数与BCD BCD 码的区别码的区别l l8 8位位/16/16位二进制数，能表示数的范围位二进制数，能表示数的范围 4 4、机器数及其编码、机器数及其编码l l负数用补码表示负数用补码表示l l有符号数的表示方
5、法有符号数的表示方法l l十进制数用十进制数用BCDBCD码表示码表示l l字符信息的表示字符信息的表示 采用国际通用的编码：美国信息交换标准采用国际通用的编码：美国信息交换标准 码码ASCII ASCII 码。码。时钟电路CPU中断控制ROMRAM定时/计数器64KB总线扩展控制器并行 接口串行 接口T0 T1 串行口T0T1INT0INT12.1 MCS-51单片机的结构方块图P1.0P1.7P3.0P3.7RAM地址 寄存器RAMP0驱动器P2驱动器P0锁存器P2锁存器EPROM寄存器 BACCSP程序地址 存储器缓冲器PC+1PCDPTR中断、串行 口及定时器P3锁存器P3驱动器P1锁
6、存器P1驱动器定时及 控制PSWALUP0.0P0.7P2.0P2.7VCCVSS振荡器XTAL1XTAL2指 令 寄 存 器PSEN ALE EA RET2.1 MCS-512.1 MCS-51单片机的结构框图单片机的结构框图 MCS-51引脚图 VCCVCC P0.0/AD0P0.0/AD0 P0.1/AD1P0.1/AD1 P0.2/AD2P0.2/AD2 P0.3/AD3P0.3/AD3 P0.4/AD4P0.4/AD4 P0.5/AD5P0.5/AD5 P0.6/AD6P0.6/AD6 P0.7/AD7P0.7/AD7 EA/VPPEA/VPP ALE/PROGALE/PROG PS
7、ENPSEN P2.7/A15P2.7/A15 P2.6/A14P2.6/A14 P2.5/A13P2.5/A13 P2.4/A12P2.4/A12 P2.3/A11P2.3/A11 P2.2/A10P2.2/A10 P2.1/A9P2.1/A9 P2.0/A8P2.0/A81 401 40 2 392 39 3 383 38 4 374 37 5 365 36 6 356 35 7 8031 347 8031 34 8 338 33 9 329 32 10 3110 31 11 8051 3011 8051 30 12 2912 29 13 2813 28 14 2714 27 15 875
8、1 2615 8751 26 16 2516 25 17 2417 24 18 2318 23 19 2219 22 20 2120 21+5VP1.0P1.0 P1.1P1.1 P1.2P1.2 P1.3P1.3 P1.4P1.4 P1.5P1.5 P1.6P1.6 P1.7P1.7 RST/VPDRST/VPD RXD/P3.0RXD/P3.0 TXD/P3.1TXD/P3.1 INT0/P3.2INT0/P3.2 INT1/P3.3INT1/P3.3 T0/P3.4T0/P3.4 T1/P3.5T1/P3.5 WR/P3.6WR/P3.6 RD/P3.7RD/P3.7 XTAL2XTAL
9、2 XTAL1XTAL1 VSSVSS1.主电源引脚2.外接晶振引脚3.复位及控制引脚4.多功能I/O引脚PO口P1口P2口P3口8051 8051 8751 8751 8031 8031 888P0口P1口P2口Vss VccRST/VPDXTAL1XTAL2 EA/VPP PSEN ALE/PROG RXD TXD INT0 INT1 P3口T0T1 WR RD2.3 中央处理器 CPU2.3.12.3.1算术算术/ /逻辑运算部件逻辑运算部件ALUALU 8051 8051 的算术的算术/ /逻辑运算部件包括：逻辑运算部件包括： 运算器、位处理器、累加器运算器、位处理器、累加器 A A、
10、寄存器寄存器 B B、暂存暂存 器、程序状态字器、程序状态字PSWPSW寄存器等。寄存器等。功能：实现数据的算术功能：实现数据的算术/ /逻辑运算、位变量处理、和数据逻辑运算、位变量处理、和数据 传送等操作。传送等操作。 2.3.22.3.2专用寄存器专用寄存器 1 1）累加器）累加器 A A 2 2）寄存器寄存器 B B 3 3）程序状态字寄存器程序状态字寄存器 PSWPSW 4 4）堆栈及栈指针寄存器堆栈及栈指针寄存器SPSP 5 5）数据指针寄存器数据指针寄存器 DPTRDPTRPSW 程序状态字寄存器每位地址D7HD6HD5HD4HD3HD2HD1HD0H 每位 名称CYACF0RS1
11、RS0OVF1P2.3.3 2.3.3 振荡器、时钟电路及时序振荡器、时钟电路及时序l l晶振频率范围：晶振频率范围： 1.2 12 MHZ1.2 12 MHZ 2. 2. C=3010pFC=3010pFXTAL1XTAL2MCS-51CC8051的时钟、机器周期、状态时钟周期：定义为一个节拍，用 P 表示：两个节拍定义为一个状态周期，用 S 表示：一个 S 周期由两拍组成，用 P1、P2 表示。 机器周期：一个机器周期由6个S 周期（12个时钟周期）组成 。 指令周期：一个指令周期由若干个机器周期组成。指令不同，所需的机器周期数也不同。机器周期机器周期 1 1S1S1S2S3S4S5S6P
12、1P2 P1P2P1 P2P1P2P1 P2P1 P2机器周期 2（取操作数、执行指令 ）（取指令、译码）8051的时钟、机器周期、状态S1S1S2S3S4S5S6P1P2 P1P2P1 P2P1P2P1 P2P1 P2（取操作数、执行指令 ） 读操作码ALEALES5S5S2S2S3S3S4S4S1S1S6S6S1S1读下一个操作码2.4 并行I/O 口结构D Q P0.n锁存器 CL QMUXP0.n引脚Vcc数据/地址 控制读锁存器内部总线写锁存器读引脚P0 P0 口某位结构口某位结构P1 口某位写“0”及结构D Q P1.n锁存器 CL QP1.n引脚Vcc内部上拉电阻读锁存器内部总线写锁存器读引脚T100MOV A，#00H MOV P1，AP1 口某位写“1”及结构D Q P1.n锁存器 CL QP1.n引脚Vcc内部上拉电阻读锁存器内部总线写锁存器读引脚T011MOV A，#0FFH MOV P1，AP1 口某位读引脚及结构D
