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《MCS-51單片機硬件結(jié)構(gòu)》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫。
1、第2章MCS-51單片機的硬件結(jié)構(gòu)片內(nèi)結(jié)構(gòu)如圖2-1所示:介紹圖2-1中的各功能部件：1.CPU（微處理器）2.數(shù)據(jù)存儲器（RAM）片內(nèi)為128個字節(jié)（52子系列的為256個字節(jié)）3.程序存儲器（ROM/EPROM）8031:無此部件；8051:4K字節(jié)ROM；8751:4K字節(jié)EPROM；89C51/89C52/89C55:4K/8K/20K字節(jié)閃存。4.中斷系統(tǒng)5.定時器/計數(shù)器6.串行口1個全雙工的異步串行口，具有四種工作方式。7.P1口、P2口、P3口、P0口為4個并行8位I/O口。8.特殊功能寄存器（SFR）共有21個，
2、是一個具有特殊功能的RAM區(qū)。2.2MCS-51的引腳40只引腳雙列直插封裝（DIP）。44只引腳方形封裝方式（4只無用）40只引腳按功能分為3類：（1）電源及時鐘引腳:Vcc、Vss；XTAL1、XTAL2。（2）控制引腳：PSEN*、EA*、ALE、RESET（即RST）。（3）I/O口引腳：P0、P1、P2、P3，為4個8位I/O口的外部引腳。2.2.1電源及時鐘引腳1．電源引腳（1）Vcc（40腳）：+5V電源；（2）Vss（20腳）：接地。2．時鐘引腳（1）XTAL1（19腳）：接外部晶體，如果采用外接振蕩器時，振蕩器的
3、輸出應接到此引腳上。（2）XTAL2（18腳）：接外部晶體的另一端或懸空。2.2.2控制引腳提供控制信號，有的引腳還具有復用功能。(1)RST/VPD(9腳)：復位與備用電源。(2)ALE/PROG*（30腳）：第一功能:ALE為地址鎖存允許，可驅(qū)動8個LS型TTL負載。第二功能:PROG*為編程脈沖輸入端。(3)PSEN*（29腳）：外部程序存儲器的讀選通信號?？沈?qū)動8個LS型TTL負載。(4)EA*/VPP(EnableAddress/VoltagePulseofPrograming，31腳)EA*為內(nèi)外程序存儲器選擇控制端。
4、EA*=1，訪問片內(nèi)程序存儲器，但在PC（程序計數(shù)器）值超過0FFFH（對于8051、8751）時，即超出片內(nèi)程序存儲器的4K字節(jié)地址范圍時，將自動轉(zhuǎn)向執(zhí)行外部程序存儲器內(nèi)的程序。EA*=0，單片機則只訪問外部程序存儲器。VPP為本引腳的第二功能。用于施加編程電壓（例如+21V或+12V）。對89C51，加在VPP腳的編程電壓為+12V或+5V。2.2.3I/O口引腳(1)P0口：雙向8位三態(tài)I/O口，此口為地址總線（低8位）及數(shù)據(jù)總線分時復用口，可驅(qū)動8個LS型TTL負載。(2)P1口：8位準雙向I/O口，可驅(qū)動4個LS型TTL
5、負載。(3)P2口：8位準雙向I/O口，與地址總線（高8位）復用，可驅(qū)動4個LS型TTL負載。(4)P3口：8位準雙向I/O口，雙功能復用口，可驅(qū)動4個LS型TTL負載。注意:準雙向口與雙向三態(tài)口的差別。當3個準雙向I/O口作輸入口使用時，要向該口先寫“1”。準雙向I/O口無高阻“浮空”狀態(tài)。2.3MCS-51的CPU由運算器和控制器所構(gòu)成2.3.1運算器對操作數(shù)進行算術(shù)、邏輯運算和位操作。1．算術(shù)邏輯運算單元ALU2．累加器A使用最頻繁的寄存器，可寫為Acc。A的作用：（1）是ALU的輸入之一，又是運算結(jié)果的存放單元。（2）數(shù)據(jù)
6、傳送大多都通過累加器A。MCS-51增加了一部分可以不經(jīng)過累加器的傳送指令，即可加快數(shù)據(jù)的傳送速度，又減少A的“瓶頸堵塞”現(xiàn)象。A的進位標志Cy同時又是位處理機的位累加器。3．程序狀態(tài)字寄存器PSW（1）Cy（PSW.7）進位標志位（2）Ac(PSW.6)輔助進位標志位，用于BCD碼的十進制調(diào)整運算。（3）F0（PSW.5）用戶使用的狀態(tài)標志位。（4）RS1、RS0（PSW.4、PSW.3）：4組工作寄存器區(qū)選擇控制位1和位0。RS1RS0所選的4組寄存器000區(qū)（內(nèi)部RAM地址00H～07H）011區(qū)（內(nèi)部RAM地址08H～0F
7、H）102區(qū)（內(nèi)部RAM地址10H～17H）113區(qū)（內(nèi)部RAM地址18H～1FH）（5）OV（PSW.2）溢出標志位指示運算是否產(chǎn)生溢出。各種算術(shù)運算指令對該位的影響情況較復雜，將在第3章介紹。（6）PSW.1位:保留位，未用（7）P(PSW.0)奇偶標志位P=1，A中“1”的個數(shù)為奇數(shù)P=0，A中“1”的個數(shù)為偶數(shù)2.3.2控制器1．程序計數(shù)器PC（ProgramCounter）存放下一條要執(zhí)行的指令在程序存儲器中的地址。基本工作方式有以下幾種：（1）程序計數(shù)器自動加1（2）執(zhí)行有條件轉(zhuǎn)移或無條件轉(zhuǎn)移指令時，PC將被置入新的數(shù)
8、值，從而使程序的流向發(fā)生變化。（3）執(zhí)行子程序調(diào)用或中斷調(diào)用，完成下列操作：①PC的現(xiàn)行值保護②將子程序入口地址或中斷向量的地址送入PC。2．指令寄存器IR、指令譯碼器及控制邏輯電路2.4MCS-51存儲器的結(jié)構(gòu)哈佛結(jié)構(gòu)存儲器空間可劃分為5類：1.
