单片机原理及应用课件(第2讲)

E_mail:[e-mail]:Zhanghaitao1第2章MCS-51系列单片机硬件结构第2章MCS-51系列单片机硬件结构2.1总体结构2.2CPU2.3存储器2.4辅助电路及时序E_mail:[e-mail]:Zhanghaitao2第2章MCS-51系列单片机硬件结构§2-1MCS-51单片机的总体结构1.系列问题2.内部结构3.外部引脚4.总线图2.1总体结构E_mail:[e-mail]:Zhanghaitao3第2章MCS-51系列单片机硬件结构§2-1总体结构—系列问题MCS-51：基本型51子系列(8031\8051\8751)增强型52子系列(8032\8052\8752)特殊型C8051FMSC1210P87C591所有的基础都是基本型。主要讲AT89C51，其他系列相似。E_mail:[e-mail]:Zhanghaitao4第2章MCS-51系列单片机硬件结构§2-1总体结构—内部结构单片机内部结构框图E_mail:[e-mail]:Zhanghaitao5第2章MCS-51系列单片机硬件结构§2-1总体结构—内部结构1个8位的CPU，1个布尔处理机，1个片内振荡器；128个字节的片内RAM；4K字节的片内ROM程序存储器(8031无)外部的RAM和ROM的寻址范围为64K21个字节的专用寄存器4个8位并行I/O口1个全双工的串行口2个16位的定时器/计数器5个中断源、2个中断优先级111条指令。E_mail:[e-mail]:Zhanghaitao6第2章MCS-51系列单片机硬件结构§2-1总体结构—外部引脚E_mail:[e-mail]:Zhanghaitao7第2章MCS-51系列单片机硬件结构§2-1总体结构—总线图E_mail:[e-mail]:Zhanghaitao8第2章MCS-51系列单片机硬件结构§2-2微处理器(CPU)微处理器又称为CPU，是单片机内部的核心部件，它由运算器和控制器两大部分组成。对CPU的使用就是对CPU中的寄存器的使用。E_mail:[e-mail]:Zhanghaitao9第2章MCS-51系列单片机硬件结构§2-2微处理器—有关的寄存器累加器A地址E0H，可位寻址E0H~E7H寄存器B地址F0H，可位寻址F0H~F7H程序状态字PSW地址D0H，可位寻址D0H~D7H布尔处理器位处理指令集、存储器中的位地址空间及PSW中的进位标志C构成布尔处理器，可对直接寻址位进行位操作。E_mail:[e-mail]:Zhanghaitao10第2章MCS-51系列单片机硬件结构§2-2微处理器—有关的寄存器程序计数器PC16位，表示下一条要执行指令的地址，自动加1，复位后，PC=0000H数据指针DPTR16位，主要用于存放地址，分为DPH，DPL堆栈指针SP8为专用寄存器，用于存放栈顶的地址E_mail:[e-mail]:Zhanghaitao11第2章MCS-51系列单片机硬件结构§2-3存储器从物理结构上可分为2部分：程序存储器1.编址与访问2.程序的7个特殊入口地址数据存储器1.编址与访问2.片内数据存储器3.特殊功能寄存器块E_mail:[e-mail]:Zhanghaitao12第2章MCS-51系列单片机硬件结构§2-3存储器—程序存储器程序存储器通常存放程序指令、常数及表格等，系统在运行过程中不能修改其中的数据。E_mail:[e-mail]:Zhanghaitao13第2章MCS-51系列单片机硬件结构§2-3存储器—程序存储器1.编址与访问E_mail:[e-mail]:Zhanghaitao14第2章MCS-51系列单片机硬件结构§2-3存储器—程序存储器1.复位0000H2.外部中断00003H3.定时器/计数器0溢出000BH4.外部中断10013H5.定时器/计数器1溢出001BH6.串行口中断0023H7.定时器/计数器2溢出002BH2.程序的6个特殊的入口地址ORG0000HAJMPReset0RG0003HAJMPTimer0…ORG0030HReset:MOVA,#10HADDA,#10HAJMP$Timer0:ADDCA,#10HRETIENDE_mail:[e-mail]:Zhanghaitao15第2章MCS-51系列单片机硬件结构§2-3存储器—数据存储器数据存储器用于存放缓冲数据，且系统在运行过程中可修改其中的数据。E_mail:[e-mail]:Zhanghaitao16第2章MCS-51系列单片机硬件结构§2-3存储器—数据存储器1.编址与访问E_mail:[e-mail]:Zhanghaitao17第2章MCS-51系列单片机硬件结构§2-3存储器—数据存储器2.片内数据存储器E_mail:[e-mail]:Zhanghaitao18第2章MCS-51系列单片机硬件结构§2-3存储器—数据存储器00H～1FH工作寄存器区分4个组，没组8个寄存器，用R0~R7表示，使用那组工作寄存器有程序状态字PSW中的RS0和RS1来选择。20H～2FH位寻址区用于存储程序状态标志和位控制变量注意：位地址7FH和字节地址7FH是两个不同的概念。E_mail:[e-mail]:Zhanghaitao19第2章MCS-51系列单片机硬件结构§2-3存储器—数据存储器30H～7FH数据缓冲区对于52，片内ARM中字节地址为80H~0FFH的区域，只能通过间接寻址访问堆栈：1.片内RAM、初始化时SP=07H2.向上生长的3.一般程序的开始：MOVSP，#60HE_mail:[e-mail]:Zhanghaitao20第2章MCS-51系列单片机硬件结构§2-3存储器—数据存储器特殊功能寄存器又称为专用寄存器专用于控制、管理片内算术逻辑部件、并行I/O口、串行I/O口、定时器/计数器、中断系统等功能模块的工作。51有18个共21字节专用寄存器52有21个共26字节专用寄存器3.特殊功能寄存器E_mail:[e-mail]:Zhanghaitao21第2章MCS-51系列单片机硬件结构§2-4辅助电路及时序1.时钟电路2.复位电路3.时序E_mail:[e-mail]:Zhanghaitao22第2章MCS-51系列单片机硬件结构§2-4辅助电路及时序—时钟电路频率1.2~2.4MHz，典型11.0592MHzE_mail:[e-mail]:Zhanghaitao23第2章MCS-51系列单片机硬件结构§2-4辅助电路及时序—复位电路上电复位电路按键复位电路E_mail:[e-mail]:Zhanghaitao24第2章MCS-51系列单片机硬件结构§2-4辅助电路及时序—时序(1)振荡周期(2)状态周期(3)机器周期(4)指令周期外部晶振的2分频是MCS-51单片机的内部时钟周期，6个时钟周期构成了单片机的1个机器周期。E_mail:[e-mail]:Zhanghaitao25第2章MCS-51系列单片机硬件结构E_mail:[e-mail]:Zhanghaitao26第2章MCS-51系列单片机硬件结构