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1、第2章MCS-51單片機(jī)的硬件結(jié)構(gòu)2.1MCS-51單片機(jī)的硬件結(jié)構(gòu)CPU運(yùn)算部件控制部件BRAMP0口P2口ROM(EPROM)串行口C/T中斷系統(tǒng)SFRP1口8P3口888XTAL1XTAL2PSENALEEARESETVccVss按功能可分成8個(gè)部件,通過(guò)片內(nèi)單一總線連接起來(lái)1.微處理器2.數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器3.程序存儲(chǔ)器4.I/O口5.串行口6.定時(shí)/計(jì)數(shù)器7.中斷系統(tǒng)8.特殊功能寄存器控制方式:SFR對(duì)各功能部件集中控制片內(nèi)總線各功能部件:1.CPU:2.數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器(RAM)3.程序存儲(chǔ)器(ROM/EPROM)
2、4.4個(gè)并行8位I/O口:5.串行口:1個(gè)8位,復(fù)合位處理器,故位操作功能強(qiáng)片內(nèi)為128B(52系列為256B)8031:無(wú);8051:4KB掩膜式ROM;8751:4KBEPROM;89C51/89C52/89C55:4K/8K/20K字節(jié)閃存。P1、P2、P3、P01個(gè),全雙工,異步串行口,4種工作方式,串行通信6.定時(shí)器/計(jì)數(shù)器:7.中斷系統(tǒng)8.特殊功能寄存器(SFR)2個(gè)16位(52系列有3個(gè)),4種工作方式5個(gè)中斷源,2級(jí)中斷優(yōu)先權(quán)21個(gè),是一個(gè)具有特殊功能的RAM區(qū),用于CPU對(duì)各功能部件進(jìn)行管理,控
3、制,監(jiān)視。2.2MCS-51的引腳40只引腳雙列直插封裝(DIP)要求:熟悉,牢記個(gè)引腳功能44只引腳方形封裝方式(4只無(wú)用)問(wèn)題?上網(wǎng)查封裝知識(shí)引腳邏輯圖8051單片機(jī)為40條引腳雙列直插式封裝引腳可分為三個(gè)部分控制引腳并行I/O口引腳電源及時(shí)鐘引腳(1)電源及時(shí)鐘引腳:Vcc、Vss;XTAL1、XTAL2。(2)控制引腳:、、、RST/VPD(3)I/O口引腳:P0、P1、P2、P3,2.1電源及時(shí)鐘引腳1.電源引腳(1)Vcc:(2)Vss:接地。2.時(shí)鐘引腳XTAL1,XTAL2+5V外接晶體與片內(nèi)的反
4、向放大器構(gòu)成振蕩器C1和C2典型值通常選擇為30pF左右。(1)利用內(nèi)部時(shí)鐘(2)利用外部時(shí)鐘2.2.2控制引腳★(牢記)(1)RST/VPD:(2):(3):RST:復(fù)位,高電平有效。[大于2個(gè)機(jī)器周期(24個(gè)振蕩周期)的高電平]VPD:備用電源輸入腳ALE:地址鎖存信號(hào),接外部鎖存器,負(fù)跳沿鎖存低8位地址:編程脈沖輸入端(例8751)。外部ROM允許輸出端(4):VPP:用于施加編程電壓。MCS-51ROMP114為內(nèi)外ROM選擇端訪問(wèn)從片內(nèi)ROM?片外ROM,訪問(wèn)片外ROM2.2.3I/O口引腳P0:P1,
5、P2,P3:雙向8位三態(tài)口,A7~A0/D7~D0,開(kāi)漏輸出,作為輸出口時(shí),須外加上拉電阻,可驅(qū)動(dòng)8個(gè)TTL負(fù)載。8位準(zhǔn)雙向口,片內(nèi)有上拉電阻,作輸入口時(shí),須先寫入“1”,可驅(qū)動(dòng)4個(gè)TTL負(fù)載。P1:通用I/OP2:I/O口/A15~A8P3:I/O口/第二功能2.3MCS-51的CPU2.3.1運(yùn)算器對(duì)操作數(shù)進(jìn)行算術(shù)、邏輯運(yùn)算和位操作。1.算術(shù)邏輯運(yùn)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單元的輸入之一,又是運(yùn)算結(jié)果存放單元。(2)數(shù)據(jù)傳送大多都通過(guò)累加器A。(3)A的
6、進(jìn)位標(biāo)志Cy同時(shí)又是位處理機(jī)的位累加器。由運(yùn)算器和控制器所構(gòu)成ALU,A,PSW3.程序狀態(tài)字寄存器PSW進(jìn)位位位累加器C輔助進(jìn)位位給用戶使用溢出標(biāo)志位奇偶位P=1,A中奇數(shù)個(gè)“1”P=0,A中偶數(shù)個(gè)”1”4組工作寄存器選擇位工作寄存器區(qū)的選擇18~1FH3區(qū)1110~17H2區(qū)1008~0FH1區(qū)0100~07H0區(qū)00R0~R7地址寄存器組RS1RS02.3.2控制器1.程序計(jì)數(shù)器PC(ProgramCounter)存放下一條要執(zhí)行的指令在程序存儲(chǔ)器中的地址16位?216=64KROM自動(dòng)加1功能…2.指令寄
7、存器IR、指令譯碼器及控制邏輯電路2.4MCS-51存儲(chǔ)器的結(jié)構(gòu)★哈佛結(jié)構(gòu):程序空間和數(shù)據(jù)空間各自獨(dú)立,各64KB,獨(dú)立編址細(xì)分為4類:ROMRAM位地址空間SFR2.4.1程序存儲(chǔ)器16位地址總線?64KB1.片內(nèi)片外2、某些單元固定用于各中斷服務(wù)程序的入口地址,它們是:0023H串行中斷001BH定時(shí)器1T10013H外部中斷1000BH定時(shí)器0T00003H外部中斷0入口地址中斷源間隔8B,放一跳轉(zhuǎn)到中斷子程序的入口地址的指令復(fù)位后PC=0000H,故一般在0000H放一條跳轉(zhuǎn)指令,跳轉(zhuǎn)到主程序入口2.4.
8、2內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器共128B:00H~7FH16×8=128個(gè)bit,當(dāng)然可字節(jié)尋址PSW中的RS1,RS0R7~R02.4.3特殊功能寄存器(SFR)21個(gè):80H~FFH,128byte只有21B定義了,其余未定義的用戶不可用。有些SFR可以進(jìn)行位尋址表2-2SFR的名稱及其分布這里簡(jiǎn)單介紹一些SFR1.堆棧指針SP②向上生長(zhǎng)型PUSH后,(SP)+1?SPPOP后,(