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51单片机的组成和结构分析全解

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单片机原理及应用 任课教师 郑桐 电话 13302038650 email zheng_tong@126.com 第 2章 51单片机的组成和结构分析 2.1 MCS-51单片机的逻辑结构及信号引脚 2.1.1 MCS-51单片机结构框图 第 2章 51单片机的组成和结构分析 2.1 MCS-51单片机的逻辑结构及信号引脚 2.1.1 MCS-51单片机结构框图 2.1.2 MCS-51单片机芯片内部逻辑结构 1. 中央处理器(CPU) 运算器 :ALU(算术逻辑单元) 、ACC(累加器) 、B寄存器 、程序状态字 、暂存寄存器 控制器 :PC(程序计数器) 、PC加1寄存器 、指令寄存器 、指令译码器、定时与控制电路 2.1.2 MCS-51单片机芯片内部逻辑结构 1. 中央处理器(CPU) 2. 内部数据寄存器 RAM(128*8) 、RAM地址寄存器 3. 内部程序寄存器 ROM(4K*8) 、程序地址寄存器 4. 定时器/计数器 2个16位的定时器/计数器 5. 并行I/O口 4个8位的I/O口(P0、P1、P2、P3) 2.1.2 MCS-51单片机芯片内部逻辑结构 6. 串行口 7. 中断控制系统 5个中断源:外中断2个、定时/计数中断2个、串行中断1个。 8. 时钟电路 9. 位处理器 10. 总线 2.1 MCS-51单片机的逻辑结构及信号引脚 2.1.1 MCS-51单片机结构框图 2.1.2 MCS-51单片机芯片内部逻辑结构 2.1.3 MCS-51的信号引脚 40引脚双列直插式 2.1 MCS-51单片机的逻辑结构及信号引脚 2.1.1 MCS-51单片机结构框图 2.1.2 MCS-51单片机芯片内部逻辑结构 2.1.3 MCS-51的信号引脚 40引脚双列直插式 1. 信号引脚介绍 ? 输入/输出口线 P0.0—P0.7 P0口8位双向口线 P1.0—P1.7 P1口8位双向口线 P2.0—P2.7 P2口8位双向口线 P3.0—P3.7 P3口8位双向口线 ? ALE 地址锁存控制信号 (1) P0口输出的低8位地址锁存控制信号 (2) 作为外部时钟或外部定时脉冲 2.1.3 MCS-51的信号引脚 1. 信号引脚介绍 ? PSEN ? EA 外部程序存储器读选通信号 访问程序存储器控制信号 0:仅访问外部程序存储器 1:从内部程序存储器开始访问,并可 延续至外部程序存储器。 ? RST 复位信号:连续2个周期以上的高电*。 ? XTAL1、XTAL2 外接晶体引线端 ? VSS ? VCC 地线 +5V电源 2.1.3 MCS-51的信号引脚 1. 信号引脚介绍 2. 信号引脚的第二功能 ? P3口线的第二功能 口线 P3.0 P3.1 P3.2 P3.3 P3.4 P3.5 P3.6 P3.7 第二功能 RXD TXD INT0 INT1 T0 T1 WR RD 信号名称 串行数据接受 串行数据发送 外部中断0申请 外部中断1申请 定时器/计数器0计数输入 定时器/计数器1计数输入 外部RAM写选通 外部RAM读选通 2.1.3 MCS-51的信号引脚 1. 信号引脚介绍 2. 信号引脚的第二功能 ? P3口线的第二功能 ? EPROM存储器程序固化所需要的信号 (1) 编程脉冲:30引脚(ALE/PROG) (2) 编程电压:31引脚(EA/VPP) ? 备用电源引入 9 引脚(RST/VPD) 第 2章 51单片机的组成和结构分析 2.1 MCS-51单片机的逻辑结构及信号引脚 2.2 MCS-51单片机的内部存储器 以80C51为例 数据存储器 程序存储器 低128单元(单元地址00H-7FH) 高128单元(单元地址80H-FFH) 2.2.1 内部数据存储器低128单元 1. 通用寄存器区 (00H-1FH) (1) 分成四组0,1,2,3,每组8个寄存器(R7-R0),每个寄存 器为8位。 (2) 任意时刻,CPU只能使用其中的一组寄存器。 (3) 运用通用寄存器,可以简化程序设计,提高运行速度。 2.2 MCS-51单片机的内部存储器 2.2.1 内部数据存储器低128单元 1. 通用寄存器区 (00H-1FH) 2. 位寻址区 3. 用户RAM区 (20H-2FH) (30H-7FH) 2.2.2 内部数据存储器高128单元 专用寄存器(SFR)、特殊功能寄存器 1. 专用寄存器简介:22个,可寻址21个。 (1) 程序计数器(PC):16位,不可寻址。 (2) 累加器A(或ACC):8位,寻址地址0E0H。 (3) B寄存器:8位,寻址地址0F0H。 (4) 程序状态字(PSW):8位,寻址地址0D0H。 2.2.2 内部数据存储器高128单元 1. 专用寄存器简介 (4) 程序状态字(PSW):8位,寻址地址0D0H。 位序 位标志 PSW.7 PSW.6 PSW.5 PSW.4 PSW.3 PSW.2 PSW.1 PSW.0 CY AC F0 RS1 RS0 OV / P CY: 进位标志位。 F0: 用户标志位。 AC: 辅助进位标志位。 RS1和RS0 : 寄存器组选择位。 OV: 溢出标志位。 P: 奇偶标志位。 (5) 数据指针(DPTR):16位,寻址地址82H(DPL), 83H(DPH)。 2.2.2 内部数据存储器高128单元 1. 专用寄存器简介 2. 专用寄存器的字节寻址(21个) (1) 21个专用寄存器不连续分布在内部RAM的高128个单元, 空余单元不能使用。 (2) 程序计数器(PC)不可寻址。 (3) 对专用寄存器采用直接寻址方式,指令中使用寄存器符 号或寄存器地址。 3. 专用寄存器的位寻址 (1) 11个专用寄存器可位寻址(83个寻址位)。 (2) 与内部数据存储器低128单元中的位



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