MCS51体系结构.ppt

MCS-51单片机的结构和引脚 MCS-51单片机的结构和引脚 四个八位端口：P0,P1,P2,P3 除了第一功能——8位漏（集）极开路的I/O口 第二功能： P0复用数据线8、低地址线8 P2高地址线8 P3外控制功能——串口、中断、定时/计数、读写 四根控制线： RST/Vpd——复位控制信号/内部RAM电源 ALE/PROG——地址锁存、内部编程入端 PSEN——外部程序存储器的读选通 EA/Vpp—--访问外部程序存储器控制信号。内部编程电压 CPU （1）运算器 累加器ACC ； 寄存器B ； 程序状态字寄存器PSW （2）控制器 程序计数器PC ；16位，可对64K程序存储器直接寻 址。（0——0FFFF) 指令寄存器IR ； 定时与控制逻辑。 1.3 MCS-51单片机存储器结构 在物理上设计成程序存储器和数据存储器两个独立的空间 （称为哈佛结构） 程序存储器:EPROM、Flash 数据存储器：SRAM 单位：字节 80C51存储器可以分成两大类： ﹡ RAM：CPU在运行时能随时进行数据的写入和读出，但在关闭电源时，其所存储的信息将丢失。它用来存放暂时性的输入输出数据、运算的中间结果或用作堆栈。 ﹡ ROM是一种写入信息后不易改写的存储器。断电后，ROM中的信息保留不变。用来存放固定的程序或数据，如系统监控程序、常数表格等。 图1.6 单片机8051存储器结构分布图 1.3.2 MCS-51具有的存储器编址空间 MCS-51单片机寄储器结构如图1.6所示。 有六个编址空间.有四个物理存储器空间: ①即由PC作地址指针的片内4K（0000H-0FFFH）程序存储器。 ②片外4K+60K(0000H-FFFFH)程序存储器。 ③由数据指针作地址的片外64K数据存储器。 ④片内8位地址的128字节RAM（00H-7FH）和特殊功能寄存器(80H-FFH)，这里数0-9、A-F表示十六进制的16个数。 并且在以后用字母A-F表示数据最高位时，常在前面加0，区别于英文字母 程序存储器 片内4K程序存储器空间，其地址为0000H～0FFFH。 外部EPROM也从0000H开始编址。在地址0000H～0FFFH区间，地址有重叠。 由EA引脚信号来控制内、外程序存储器的选择。 EA=0时，不管PC值的大小，CPU总是访问外部程序存储器。当EA=1时，先执行内部4K程序，满4K后接着执行外部程序。 程序存储器 程序存储器以16位的程序计数器PC作为地址指针 可寻址64K字节空间范围，PSEN作为程序存储器的读选通信号 程序存储器也存放程序所需要的常数。 单片机以指令形式的不同来区分是访问程序存储器，还是访问数据存储器，凡是从程序存储器的常数表中取数据时，都要用查表指令MOVC形式。 1.3.3 数据存储器 数据存储器又分为片内，片外两部分： 内部RAM采用8位地址编址为00H～FFH，容量为256字节 外部RAM采用16位地址编址为0000H～FFFFH 这样地址有重叠，由指令形式的不同来区分它们： 采用MOV指令时读/写内部数据存储器、特殊功能寄存器和 位地址空间； 采用MOVX指令时读/写外部数据存储器。每个8位或16位 地址中都存放1个字节数据 片内数据存储器 内部RAM地址为00H～7FH 128字节地址空间的RAM中不同的地址区域功能分配为：工作寄存器区（00H-1FH）、 位地址区（20H-2FH）、 堆栈和缓冲区（30H-7FH） 内部RAM地址为7FH～FFH 特殊功能寄存器SFR（专用寄器） 除程序计数器（PC）和4个工作寄存器区外，所有其它寄存器如I/O口锁存器、定时器、数据地址指针，各种控制寄存器都是以特殊功能寄存器（SFR）的形式出现的 ①工作寄存器区 单片机的内部工作寄存器以RAM形式组成，即工作寄存器包含在内部数据存储器中。地址为00H～1FH单元，内部RAM的低32字节分成4个工作寄存器区，每一个区有8个工作寄存器，编号为R0～R7。工作寄存器和RAM地址对应关系见表1.2所示。 用户可以通过改变程序状态字PSW中的RS1、RSO两位来任选一个当前工作寄存器区（组）、PSW的状态和工作寄存器区的对应关系 ②位寻址空间 CPU不仅对内部RAMR 20H～2FH这16个单元有字节寻址功能，而且具有位寻址功能（可以单独读写某一位）。给这128位赋以位地址为00H～7FH，CPU能直接寻址这些位。 其中字节20H中的八个位D7-D0（以后我们用这表示字节的8位