单片机 山大 第1章 MCS-51单片机结构.ppt

单片机原理、接口及应用 ★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 1.1.1 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(容量)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EPROM 89C51则换成4KB的闪速EEPROM 89S51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。 51系列单片机内部结构如图1-1所示。 1.1.2 CPU CPU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 “1”、对位清零 、位判断等操作。 操作结果的状态信息送至程序状态字寄存器 PSW。 1.2 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 存放程序运行中的变量和中间结果。 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： 引脚 EA 的接法决定了程序储存器的0000～0FFFH （4KB）地址范围是在单片机片内还是片外。 1.2.1 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、表格或常数。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，可寻址的地址空间为64KB。 在8051/8751/89C51 片内，分别内置最低地址空间的4KB ROM/EPROM程序储存器（内部程序储存器），而在8031片内，则无内部程序储存器，必须外部扩展EPROM。MCS-51单片机中的64KB地址范围内、外程序储存器的地址是统一编排的。 8031单片机无内部程序存储器，地址从0000H～FFFFH都是外部程序存储空间。 应始终接地。 对于内部有ROM的单片机（51、52系列） ， 引脚接高电平，使程序从内部ROM开始执行。当PC值超出内部ROM的容量时，会自动转向外部程序存储器空间。外部程序存储器地址空间为1000H～FFFFH。 访问程序存储器使用MOVC指令。 程序存储器中的几个特殊地址的使用： 地址 用途 0000H 复位操作后的程序入口 0003H 外部中断0服务程序入口 000BH 定时器0中断服务程序入口 0013H 外部中断1服务程序入口 001BH 定时器1中断服务程序入口 0023H 串行口中断服务程序入口 由于两相邻入口地址之间的存储空间有限，因此在编程时，通常在这些入口地址开始的两三个地址单元中，放入一条转移类指令，以使相应的程序转到指定的程序存储器区域中执行。 1.2.2 外部数据存储器 用于存放随机读写的数据，或 用作 外部I/O口地址影像区（二者不得重合！）。 MCS-51单片机的外部数据存储器和外部I/O口实行统一编址 ，公用相同的 作选通控制信号，均使用 MOVX 指令访问。 MCS-51 单片机最多可扩展64KB外部数据存储器 1.2.3 内部数据储存器 内部数据存储器是使用最多的地址空间，用于存放随机读写的数据，本区的划分如下： 通用寄存器区 堆栈区 运算操作数存放区 指令（算术运算、逻辑运算、位操作运算等）的操作数只能在此地址空间或特殊功能寄存器地址空间。 内部数据存储器的地址分配：