最新单片机原理与C51编程课件第二章单片机硬件结构和原理幻灯片.ppt

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1、单片机原理与单片机原理与C51编程课件编程课件第二章单片机硬件结构和原第二章单片机硬件结构和原理理2.1 MCS-51 2.1 MCS-51 单片机的硬件结构单片机的硬件结构v8 8 位的位的 CPUCPU， 片内有振荡器和时钟电路片内有振荡器和时钟电路, ,工作频率为工作频率为(Atmel 89Cxx(Atmel 89Cxx为为0 024MHz24MHz）v片内有片内有 128/256128/256字节字节 RAMRAMv片内有片内有 0K/4K/8K0K/4K/8K字节字节 程序存储器程序存储器ROMROMv可寻址片外可寻址片外 64K64K字节字节 数据存储器数据存储器RAMRAMv可寻

2、址片外可寻址片外 64K64K字节字节 程序存储器程序存储器ROMROMv片内片内 21/2621/26个个 特殊功能寄存器（特殊功能寄存器（SFRSFR）v4 4个个8 8位位 的并行的并行I/OI/O口（口（PIOPIO）v1 1个个 全双工串行口（全双工串行口（SIO/UARTSIO/UART）v2/32/3个个1616位位 定时器定时器/ /计数器（计数器（TIMER/COUNTERTIMER/COUNTER）v可处理可处理 5/65/6个中断源，两级中断优先级个中断源，两级中断优先级v内置内置1 1个布尔处理器和个布尔处理器和1 1个布尔累加器（个布尔累加器（CyCy）vMCS-51

3、MCS-51指令集含指令集含 111111条指令（指汇编语言）条指令（指汇编语言）2.2 MCS-51 2.2 MCS-51 单片机的引脚功能单片机的引脚功能控控制制引引脚脚并行并行I/OI/O口引脚口引脚电源及时钟引脚电源及时钟引脚引脚逻辑图引脚逻辑图v80518051单片机为单片机为4040条引脚双列直插式封装条引脚双列直插式封装v引脚可分为三个部分引脚可分为三个部分X1 X2 EA PSEN ALE RST VCC GND 89C51 P0 P1 P2 P3 P0.0P07 P10P17 P20P27 P30P37 2.2 MCS-51 2.2 MCS-51 单片机的引脚功能单片机的引脚

4、功能v电源和地（电源和地（Vcc, GNDVcc, GND）: : 正电源端与接地端（正电源端与接地端（+5V/3.3V/2.7V)+5V/3.3V/2.7V)不同的单片机可以允许不同的工作电压，不同的单片机表现出不同的单片机可以允许不同的工作电压，不同的单片机表现出的功耗也不同。的功耗也不同。实验用实验用5 5# #电池电池4 4节串接供电。节串接供电。v晶振（晶振（XTAL1, XTAL2XTAL1, XTAL2）: : 片内振荡电路输入片内振荡电路输入/ /输出端输出端。1 1、电源及时钟引脚、电源及时钟引脚2.2 MCS-51 2.2 MCS-51 单片机的引脚功能单片机的引脚功能电容

5、：电容：151545pf45pf常取常取20pf20pf或或30pf30pf1 112MHz12MHz（MCS-51MCS-51） 0 024MHz24MHz（Atmel89CAtmel89C）实验取实验取12MHz12MHzXTAL1XTAL1XTAL2XTAL2p也可以由也可以由 XTAL1XTAL1端接端接入外部时钟，此时应入外部时钟，此时应将将 XTAL2XTAL2接地。接地。外部时钟外部时钟XTAL2XTAL2XTAL1XTAL1p通常通常外接一个外接一个晶振两个电容晶振两个电容时钟电路时钟电路2.2 MCS-51 2.2 MCS-51 单片机的引脚功能单片机的引脚功能CPUCPU总

6、是按照一定的时钟节拍与时序工作：总是按照一定的时钟节拍与时序工作：振荡周期振荡周期/ /时钟周期：时钟周期： TcTc= =晶振频率晶振频率foscfosc（或外加频率）的倒数（或外加频率）的倒数状态周期：状态周期：Ts=2Ts=2个时钟周期个时钟周期(Tc)(Tc)（很少用到此概念）（很少用到此概念）机器周期：机器周期：TmTm=6=6个状态周期个状态周期(Ts)=(Ts)=1212个个振荡周期振荡周期( (TcTc) )指令周期指令周期: : TiTi: :执行一条指令所需的机器周期执行一条指令所需的机器周期(Tm)(Tm)数数牢牢记住牢牢记住： 振荡周期振荡周期 = = 晶振频率晶振频率

7、foscfosc的倒数；的倒数； 1 1个机器周期个机器周期 = 12= 12个振荡周期；个振荡周期； 1 1个指令周期个指令周期 = 1= 1、2 2、4 4个机器周期个机器周期2.2 MCS-51 2.2 MCS-51 单片机的引脚功能单片机的引脚功能CPUCPU总是按照一定的时钟节拍与时序工作：总是按照一定的时钟节拍与时序工作：振荡周期振荡周期/ /时钟周期：时钟周期： TcTc= =晶振频率晶振频率foscfosc（或外加频率）的倒数（或外加频率）的倒数状态周期：状态周期：Ts=2Ts=2个时钟周期个时钟周期(Tc)(Tc)（很少用到此概念）（很少用到此概念）机器周期：机器周期：TmT

8、m=6=6个状态周期个状态周期(Ts)=(Ts)=1212个个振荡周期振荡周期( (TcTc) )指令周期指令周期: : TiTi: :执行一条指令所需的机器周期执行一条指令所需的机器周期(Tm)(Tm)数数牢牢记住牢牢记住： 振荡周期振荡周期 = = 晶振频率晶振频率foscfosc的倒数；的倒数； 1 1个机器周期个机器周期 = 12= 12个振荡周期；个振荡周期； 1 1个指令周期个指令周期 = 1= 1、2 2、4 4个机器周期个机器周期2.2 MCS-51 2.2 MCS-51 单片机的引脚功能单片机的引脚功能一个机器周期又分为一个机器周期又分为6 6个状态：个状态：S1S1S6S6

9、。每个状态又分为两拍：。每个状态又分为两拍：P1P1和和P2P2。因此，一个机器周期中的。因此，一个机器周期中的1212个时钟周期表示为：个时钟周期表示为：S1P1S1P1、S1P2S1P2、S2P1S2P1、S2P2S2P2、S6P2S6P2。 S1S2S3S4S5S6S1S2P1 P2 P1 P2 P1 P2P1 P2 P1 P2 P1 P2 P1 P2 P1 P2fosc一个状态周期一个状态周期一个机器周期一个机器周期T=12*(1/fosc)X22.2 MCS-51 2.2 MCS-51 单片机的引脚功能单片机的引脚功能指令周期指令周期执行一条指令时，可分为执行一条指令时，可分为取指令

10、阶段取指令阶段和和指令执行阶段指令执行阶段 。取指令阶段取指令阶段，PCPC中地址送到程序存储器，并从中取出需要执行指中地址送到程序存储器，并从中取出需要执行指令的操作码和操作数。令的操作码和操作数。指令执行阶段指令执行阶段，对指令操作码进行译码，以产生一系列控制信号，对指令操作码进行译码，以产生一系列控制信号完成指令的执行。完成指令的执行。ALEALE信号是为地址锁存而定义的信号是为地址锁存而定义的，以时钟脉冲，以时钟脉冲1/61/6的频率出现，在的频率出现，在一个机器周期中，一个机器周期中，ALEALE信号两次有效（注意，在执行访问外部数据信号两次有效（注意，在执行访问外部数据存储器的指令

11、时，将会丢失一个存储器的指令时，将会丢失一个ALEALE脉冲）脉冲）2.2 MCS-51 2.2 MCS-51 单片机的引脚功能单片机的引脚功能vRESET: RESET: 复位端（正脉冲有效，宽度复位端（正脉冲有效，宽度 8 mS8 mS），复位使单片），复位使单片机进入某种确定的初始状态：机进入某种确定的初始状态： pPCPC值归零（值归零（0000H0000H）；）；p各个各个SFRSFR被赋予初始值；（如：被赋予初始值；（如：P0P0P3=0FFHP3=0FFH，Acc=0Acc=0，B=0B=0，TH0=0TH0=0，TL0=0TL0=0，TH1=0TH1=0，TL0=0TL0=0，

12、SP=7SP=7，PSW=0 PSW=0 p退出处于节电工作方式的停顿状态、退出一切程序进程、退出处于节电工作方式的停顿状态、退出一切程序进程、退出程序的死循环，从头开始。退出程序的死循环，从头开始。2 2、控制引脚、控制引脚2.2 MCS-51 2.2 MCS-51 单片机的引脚功能单片机的引脚功能寄存器寄存器复位状态复位状态寄存器寄存器复位状态复位状态PCPC0000H0000HTCONTCON00H00HA A00H00HT2CONT2CON00H00HB B00H00HTH0TH000H00HPSWPSW00H00HTL0TL000H00HSPSP07H07HTH1TH100H00HD

13、PTRDPTR0000H0000HTL1TL100H00HP0P3P0P3FFHFFHSCONSCON00H00HIPIPXX000000BXX000000BSBUFSBUFXXHXXHIEIE0X000000B0X000000BPCONPCON0XXX0000B0XXX0000BTMODTMOD00H00H单片机复位状态表单片机复位状态表2.2 MCS-51 2.2 MCS-51 单片机的引脚功能单片机的引脚功能+5V10uF10KVccRSTGND上电复位电路上电复位电路10uF10KVccRSTGND手动手动&上电复位上电复位1K+5V单片机电路单片机电路2.2 MCS-51 2.2 M

14、CS-51 单片机的引脚功能单片机的引脚功能vEA/Vpp:EA/Vpp: EAEA为内外程序存储器选择控制，为内外程序存储器选择控制， EA=1EA=1，访问片内程序存储器，访问片内程序存储器， EA=0EA=0，单片机则只访问外部程序存储器。单片机则只访问外部程序存储器。 第二功能第二功能V VPPPP，用于，用于施加编程电压施加编程电压。vALE/PROG:ALE/PROG: 地址锁存允许地址锁存允许/ /编程脉冲输入端。编程脉冲输入端。 P0P0口寻址外部低口寻址外部低8 8位地址时接外部锁存器（位地址时接外部锁存器（74HC373/74HC273)74HC373/74HC273)；

15、ALEALE端平时会输出周期正脉冲：端平时会输出周期正脉冲：f f fosc/6fosc/6； 第二功能第二功能PROG:PROG:对片内对片内ROMROM编程时编程脉冲由此端加入。编程时编程脉冲由此端加入。 2.2 MCS-51 2.2 MCS-51 单片机的引脚功能单片机的引脚功能vPSENPSEN：寻址外部程序存储器时选通外部寻址外部程序存储器时选通外部EPROMEPROM的读控制端（的读控制端（OEOE）低）低有效。有效。单片机单片机锁存器锁存器74LS373P0.0-P0.7ALEPSENP2.0-P2.48D8QOEA8-A12A0-A7D0-D7GEAOECEEPROM2.2 M

16、CS-51 2.2 MCS-51 单片机的引脚功能单片机的引脚功能vP0P0口口：双向双向8 8位三态位三态I/OI/O口，地址总线（低口，地址总线（低8 8位）及数据总线分时复用位）及数据总线分时复用口，可驱动口，可驱动8 8个个LSLS型型TTLTTL负载。负载。vP1P1口口：8 8位位准双向准双向I/OI/O口，可驱动口，可驱动4 4个个LSLS型型TTLTTL负载。负载。vP2P2口口：8 8位位准双向准双向I/OI/O口，与地址总线（高口，与地址总线（高8 8位）复用，可驱动位）复用，可驱动4 4个个LSLS型型TTLTTL负载。负载。vP3P3口口：8 8位位准双向准双向I/OI

17、/O口，双功能复用口，可驱动口，双功能复用口，可驱动4 4个个LSLS型型TTLTTL负载。负载。注意注意: :准双向口与双向三态口的差别准双向口与双向三态口的差别。当当3 3个准双向个准双向I/OI/O口作输入口使用时，要向该口先写口作输入口使用时，要向该口先写“1”1”，另外准双向，另外准双向I/OI/O口无高阻的口无高阻的“浮空浮空”状态。状态。3 3、I/OI/O口引脚口引脚引脚引脚转义引脚转义引脚功能说明功能说明P3.0P3.0RXDRXD串行数据接收端串行数据接收端P3.1P3.1TXDTXD串行数据发送端串行数据发送端P3.2P3.2INT0INT0外部中断外部中断0 0请求请求

18、P3.3P3.3INT1INT1外部中断外部中断1 1请求请求P3.4P3.4T0T0计数器计数器0 0外部输入外部输入P3.5P3.5T1T1计数器计数器1 1外部输入外部输入P3.6P3.6WRWR外部数据存储器写外部数据存储器写P3.7P3.7RDRD外部数据存储器读外部数据存储器读2.3 MCS-51 2.3 MCS-51 单片机单片机I/OI/O端口结构端口结构单片机的引脚（单片机的引脚（P1P1口）口）vP1.0P1.7P1.0P1.7: : 准双向准双向I/OI/O口（口（内置了上拉电阻内置了上拉电阻）。输出时一切）。输出时一切照常，仅在作输入口用时要先对其写照常，仅在作输入口用

19、时要先对其写“1”1”。21DQCK/Q读引脚读引脚读锁存器读锁存器写锁写锁存器存器内部内部总线总线Vcc引脚引脚P1.X内部上拉电阻内部上拉电阻2.3 MCS-51 2.3 MCS-51 单片机单片机I/OI/O端口结构端口结构单片机的引脚（单片机的引脚（P1P1口）口）vP1.0P1.7P1.0P1.7: : 准双向准双向I/OI/O口（口（内置了上拉电阻内置了上拉电阻）。输出时一切）。输出时一切照常，仅在作输入口用时要先对其写照常，仅在作输入口用时要先对其写“1”1”。Vcc21DQCK/Q读引脚读引脚读锁存器读锁存器写锁写锁存器存器内部内部总线总线引脚引脚P1.X内部上拉电阻内部上拉电

20、阻输输出出数据数据 = 1 = 1 时时110截截止止=12.3 MCS-51 2.3 MCS-51 单片机单片机I/OI/O端口结构端口结构单片机的引脚（单片机的引脚（P1P1口）口）vP1.0P1.7P1.0P1.7: : 准双向准双向I/OI/O口（口（内置了上拉电阻内置了上拉电阻）。输出时一切）。输出时一切照常，仅在作输入口用时要先对其写照常，仅在作输入口用时要先对其写“1”1”。Vcc21DQCK/Q读引脚读引脚读锁存器读锁存器写锁写锁存器存器内部内部总线总线引脚引脚P1.X内部上拉电阻内部上拉电阻输输出出数据数据 = 0 = 0 时时001导导通通=02.3 MCS-51 2.3

21、MCS-51 单片机单片机I/OI/O端口结构端口结构单片机的引脚（单片机的引脚（P1P1口）口）vP1.0P1.7P1.0P1.7: : 准双向准双向I/OI/O口（口（内置了上拉电阻内置了上拉电阻）。输出时一切）。输出时一切照常，仅在作输入口用时要先对其写照常，仅在作输入口用时要先对其写“1”1”。输输入入数据时，要先对其写数据时，要先对其写“1”1”Vcc21DQCK/Q读引脚读引脚=1读锁存器读锁存器写锁写锁存器存器内部内部总线总线引脚引脚P1.X内部上拉电阻内部上拉电阻110截截止止2.3 MCS-51 2.3 MCS-51 单片机单片机I/OI/O端口结构端口结构单片机的引脚（单片

22、机的引脚（P0P0口）口）vP0.0P0.7P0.0P0.7: : 双向双向I/O I/O （内置场效应管上拉内置场效应管上拉），寻址外部程），寻址外部程序存储器时序存储器时分时分时作为作为双向双向8 8位数据口位数据口和和输出低输出低8 8位地址复用口位地址复用口；不接外部程序存储器时可作为不接外部程序存储器时可作为8 8位准双向位准双向I/OI/O口使用口使用。21DQCK/Q读引脚读引脚读锁存器读锁存器写锁写锁存器存器内部内部总线总线地址地址/数据数据控制控制引脚引脚P0.X34Vcc2.3 MCS-51 2.3 MCS-51 单片机单片机I/OI/O端口结构端口结构单片机的引脚（单片机

23、的引脚（P0P0口）口）vP0.0P0.7P0.0P0.7: : 双向双向I/O I/O （内置场效应管上拉内置场效应管上拉），寻址外部程），寻址外部程序存储器时序存储器时分时分时作为作为双向双向8 8位数据口位数据口和和输出低输出低8 8位地址复用口位地址复用口；不接外部程序存储器时可作为不接外部程序存储器时可作为8 8位准双向位准双向I/OI/O口使用口使用。21DQCK/Q读锁存器读锁存器写锁写锁存器存器内部内部总线总线地址地址/数据数据控制控制引脚引脚P0.X34Vcc控制控制=0 =0 时时，此脚作，此脚作I/OI/O输入口输入口（事先必须对它写（事先必须对它写“1”1”）读引脚读引

24、脚 =1控制控制00100截截止止截截止止=02.3 MCS-51 2.3 MCS-51 单片机单片机I/OI/O端口结构端口结构单片机的引脚（单片机的引脚（P0P0口）口）vP0.0P0.7P0.0P0.7: : 双向双向I/O I/O （内置场效应管上拉内置场效应管上拉），寻址外部程），寻址外部程序存储器时序存储器时分时分时作为作为双向双向8 8位数据口位数据口和和输出低输出低8 8位地址复用口位地址复用口；不接外部程序存储器时可作为不接外部程序存储器时可作为8 8位准双向位准双向I/OI/O口使用口使用。21DQCK/Q读锁存器读锁存器写锁写锁存器存器内部内部总线总线地址地址/数据数据控

25、制控制引脚引脚P0.X34Vcc控制控制=1 =1 时时，此脚作地址，此脚作地址/ /数据复用口数据复用口: :（1)1)输出地址输出地址/ /数数据据 =0 =0 时时读引脚读引脚 =0控制控制0截截止止=1111=0导导通通=02.3 MCS-51 2.3 MCS-51 单片机单片机I/OI/O端口结构端口结构单片机的引脚（单片机的引脚（P0P0口）口）vP0.0P0.7P0.0P0.7: : 双向双向I/O I/O （内置场效应管上拉内置场效应管上拉），寻址外部程），寻址外部程序存储器时序存储器时分时分时作为作为双向双向8 8位数据口位数据口和和输出低输出低8 8位地址复用口位地址复用口

26、；不接外部程序存储器时可作为不接外部程序存储器时可作为8 8位准双向位准双向I/OI/O口使用口使用。21DQCK/Q读锁存器读锁存器写锁写锁存器存器内部内部总线总线地址地址/数据数据控制控制引脚引脚P0.X34Vcc控制控制=1 =1 时时，此脚作地址，此脚作地址/ /数据复用口数据复用口: :（2)2)输出地址输出地址/ /数数据据 =1 =1 时时读引脚读引脚 =0控制控制1导导通通=1100=1截截止止=12.3 MCS-51 2.3 MCS-51 单片机单片机I/OI/O端口结构端口结构单片机的引脚（单片机的引脚（P0P0口）口）vP0.0P0.7P0.0P0.7: : 双向双向I/

27、O I/O （内置场效应管上拉内置场效应管上拉），寻址外部程），寻址外部程序存储器时序存储器时分时分时作为作为双向双向8 8位数据口位数据口和和输出低输出低8 8位地址复用口位地址复用口；不接外部程序存储器时可作为不接外部程序存储器时可作为8 8位准双向位准双向I/OI/O口使用口使用。21DQCK/Q读锁存器读锁存器写锁写锁存器存器内部内部总线总线地址地址/数据数据控制控制引脚引脚P0.X34Vcc控制控制=1 =1 时时，此脚作地址，此脚作地址/ /数据复用口数据复用口: :（3)3)输入数据时，输入指令将使引脚与内部总线直通输入数据时，输入指令将使引脚与内部总线直通读引脚读引脚 =1控制

28、控制 =1=1单片机的引脚（单片机的引脚（P2P2口）口）vP2.0P2.7:P2.0P2.7: 双向双向I/O I/O （内置了上拉电阻内置了上拉电阻）, ,寻址外部程序寻址外部程序存储器时存储器时输出高输出高8 8位地址位地址；不接外部程序存储器时可作为；不接外部程序存储器时可作为8 8位位准双向准双向I/OI/O口口使用。使用。21DQCK/Q读引脚读引脚读锁存器读锁存器写锁写锁存器存器内部内部总线总线地址高地址高8位位 控制控制引脚引脚 P2.X3内部上拉电阻内部上拉电阻Vcc2.3 MCS-51 2.3 MCS-51 单片机单片机I/OI/O端口结构端口结构单片机的引脚（单片机的引脚

29、（P3P3口）口）vP3.0P3.7:P3.0P3.7: 双功能口（双功能口（内置了上拉电阻内置了上拉电阻）, ,它它具有特定的具有特定的第二功能第二功能。在不使用它的第二功能时它就是普通的。在不使用它的第二功能时它就是普通的通用准双通用准双向向I/OI/O口口。21DQCK/Q读引脚读引脚读锁存器读锁存器写锁写锁存器存器内部内部总线总线第二功能输出第二功能输出引脚引脚 P3.X3内部上拉电阻内部上拉电阻Vcc第二功能输入第二功能输入42.3 MCS-51 2.3 MCS-51 单片机单片机I/OI/O端口结构端口结构5151单片机的单片机的8 8个特殊引脚个特殊引脚vVcc, GND: Vc

30、c, GND: 电源端电源端vXTAL1, XTAL2: XTAL1, XTAL2: 片内振荡电路输入、输出端片内振荡电路输入、输出端vRESET: RESET: 复位端复位端 正脉冲有效（宽度正脉冲有效（宽度 8 mS8 mS）vEA/Vpp: EA/Vpp: 寻址外部寻址外部ROMROM控制端控制端。低有效。低有效v 片内有片内有ROMROM时应当接高电平。时应当接高电平。vALE/PROG: ALE/PROG: 地址锁存允许地址锁存允许控制端控制端。vPSENPSEN：选通外部：选通外部ROMROM的读的读(OE)(OE)控制端。控制端。 低有效低有效2.3 MCS-51 2.3 MCS

31、-51 单片机单片机I/OI/O端口结构端口结构5151单片机的单片机的4 4个个8 8位的位的I/OI/O口口vP0.0P0.7:8P0.0P0.7:8位数据口和输出低位数据口和输出低8 8位地址复用口位地址复用口v ( (复用时是双向口；不复用时也是准双向口复用时是双向口；不复用时也是准双向口) )vP1.0P1.7: P1.0P1.7: 通用通用I/OI/O口（准双向口）口（准双向口）vP2.0P2.7: P2.0P2.7: 输出高输出高8 8位地址位地址v（用于寻址时是输出口；不寻址时是准双向口）（用于寻址时是输出口；不寻址时是准双向口）vP3.0P3.7: P3.0P3.7: 具有特

32、定的第二功能（准双向口）具有特定的第二功能（准双向口）注意：注意：在不外扩在不外扩ROM/RAMROM/RAM时，时，P0P0P3P3均可作通用均可作通用I/OI/O口使用，而且口使用，而且都是准双向都是准双向I/OI/O口口( (例如例如:AT89C51):AT89C51)！2.3 MCS-51 2.3 MCS-51 单片机单片机I/OI/O端口结构端口结构P3P3口第二功能表口第二功能表引引 脚脚第第 二二 功功 能能 P3.0P3.0RxD: RxD: 串行口接收数据输入端串行口接收数据输入端P3.1P3.1TxD: TxD: 串行口发送数据输出端串行口发送数据输出端P3.2P3.2IN

33、T0: INT0: 外部中断申请输入端外部中断申请输入端 0 0P3.3P3.3INT1: INT1: 外部中断申请输入端外部中断申请输入端 1 1P3.4P3.4T0: T0: 外部计数脉冲输入端外部计数脉冲输入端 0 0P3.5P3.5T1: T1: 外部计数脉冲输入端外部计数脉冲输入端 1 1P3.6P3.6WR: WR: 写外设控制信号输出端写外设控制信号输出端P3.7P3.7RD: RD: 读外设控制信号输出端读外设控制信号输出端2.3 MCS-51 2.3 MCS-51 单片机单片机I/OI/O端口结构端口结构v数据存储器数据存储器RAMRAM（Random Access Memo

34、ryRandom Access Memory）v程序存储器程序存储器ROMROM（Read Only MemoryRead Only Memory）v闪速存储器闪速存储器Flash MemoryFlash MemoryvEPROMEPROM（UVUV）Erazible Programmable ROMErazible Programmable ROMvE E2 2PROMElectrical Erasable Programmable ROMPROMElectrical Erasable Programmable ROMv静态存储器静态存储器 SRAMStatic RAMSRAMStatic

35、RAMv动态存储器动态存储器 DRAMDynamic RAMDRAMDynamic RAM）v按字节寻址：每个字节按字节寻址：每个字节(8(8个位个位) )占一个地址占一个地址v按位寻址：有的存储器每一个位就有一个地址按位寻址：有的存储器每一个位就有一个地址单片机的存储器单片机的存储器几个有关的概念：几个有关的概念：2.4 MCS-512.4 MCS-51单片机的存储器结构单片机的存储器结构 2.4 MCS-512.4 MCS-51单片机存储器结构单片机存储器结构 1 1、89C5189C51单片机存储器配置单片机存储器配置v片内片内RAMRAM 128 128字节（字节（00H7FH00H7

36、FH）；）；v片内片内RAMRAM前前3232个单元是工作寄存器区个单元是工作寄存器区(00H1FH)(00H1FH)v片内片内RAMRAM有有128128个可按位寻址的位，占个可按位寻址的位，占1616个单元。个单元。 v位地址编号为：位地址编号为：00H7FH00H7FH，分布在，分布在20H2FH20H2FH单元单元v片内片内2121个个特殊功能寄存器特殊功能寄存器( (SFRSFR) )中：中：地址号能被地址号能被8 8整除的整除的SFRSFR中的各中的各位也可按位寻址位也可按位寻址v可寻址片外可寻址片外RAM 64KRAM 64K字节字节 （0000HFFFFH0000HFFFFH）

37、v可寻址片外可寻址片外ROM 64KROM 64K字节字节 （0000HFFFFH0000HFFFFH）v片内片内 Flash ROM 4KFlash ROM 4K字节字节 （0000H0FFFH0000H0FFFH）2 2、存储器配置（片内存储器配置（片内RAMRAM）v片内片内RAMRAM 128128字节字节（00H7FH00H7FH）00H00H20H20H2FH2FH7FH7FH1FH1FH30H30H80H80HFFHFFH5252子系列才子系列才有的有的RAMRAM区区普通普通RAMRAM区区位寻址区位寻址区工作寄存器区工作寄存器区SFRSFR分布在分布在80H-80H-FFHF

38、FH，其中，其中9292个个位可位寻址位可位寻址80H80HFFHFFH所有的所有的RAMRAM区区( (包括位寻址区、包括位寻址区、工作寄存器区）都可以用于存工作寄存器区）都可以用于存放数据，故也称为放数据，故也称为数据缓存寄数据缓存寄存器存器89C51 89C51 128128字节字节2.4 MCS-512.4 MCS-51单片机存储器结构单片机存储器结构 v片内片内RAMRAM前前3232个单元个单元是是工作寄存器区工作寄存器区(00H1FH)(00H1FH)00H00H20H20H2FH2FH7FH7FH1FH1FH30H30H80H80HFFHFFH5252子系列才子系列才有的有的R

39、AMRAM区区普通普通RAMRAM区区位寻址区位寻址区工作寄存器区工作寄存器区2 2、存储器配置（片内存储器配置（片内RAMRAM）2.4 MCS-512.4 MCS-51单片机存储器结构单片机存储器结构 00H00H20H20H2FH2FH7FH7FH1FH1FH30H30H80H80HFFHFFH52子系列才有子系列才有的的RAM区区普通普通RAMRAM区区位寻址区位寻址区工作寄存器区工作寄存器区R0R0R2R1R3R4R5R5R6R6R7R707H07H02H01H00H00H06H04H05H03H08H08H1FH工作寄存器区工作寄存器区3 3工作寄存器区工作寄存器区2 2工作寄存器

40、区工作寄存器区1 1工作寄存器区工作寄存器区00FH10H10H17H18H18Hv片内片内RAMRAM前前3232个单元个单元是是工作寄存器区工作寄存器区(00H1FH)(00H1FH)2 2、存储器配置（片内存储器配置（片内RAMRAM）2.4 MCS-512.4 MCS-51单片机存储器结构单片机存储器结构 00H00H20H20H2FH2FH7FH7FH1FH1FH30H30H80H80HFFHFFH52子系列才有子系列才有的的RAM区区普通普通RAMRAM区区位寻址区位寻址区工作寄存器区工作寄存器区v片内片内RAMRAM中有中有128128个可按位寻址的位个可按位寻址的位。 位地址位

41、地址:00H7FH:00H7FH；分布在分布在: :20H2FH20H2FH单元单元2 2、存储器配置（片内存储器配置（片内RAMRAM）2.4 MCS-512.4 MCS-51单片机存储器结构单片机存储器结构 00H00H20H20H2FH2FH7FH7FH1FH1FH30H30H80H80HFFHFFH52子系列才有子系列才有的的RAM区区普通普通RAMRAM区区位寻址区位寻址区工作寄存器区工作寄存器区v片内片内RAMRAM中有中有128128个可按位寻址的位个可按位寻址的位。 位地址位地址:00H7FH:00H7FH； 分布在分布在: :20H2FH20H2FH单元单元2 2、存储器配置

42、（片内存储器配置（片内RAMRAM）2.4 MCS-512.4 MCS-51单片机存储器结构单片机存储器结构 27H22H21H20H26H24H25H23H28H2FH单元地址单元地址07 06 05 04 03 02 01 000F 0E 0D 0C 0B 0A 09 0817 16 15 14 13 12 11 101F 1E 1D 1C 1B 1A 19 1827 26 25 24 23 22 21 202F 2E 2D 2C 2B 2A 29 2837 36 35 34 33 32 31 303F 3E 3D 3C 3B 3A 39 3847 46 45 44 43 42 41 40

43、7F 7E 7D 7C 7B 7A 79 78位地址位地址总总共共128个个可可按按位位寻寻址址的的位位v可寻址片外可寻址片外RAM 64KRAM 64K字节字节 （0000HFFFFH0000HFFFFH）；）；v可寻址片外可寻址片外ROM 64KROM 64K字节字节 （0000HFFFFH0000HFFFFH）；）；v片内片内 Flash ROM 4KFlash ROM 4K字节字节 （ 000H FFFH000H FFFH）；）；FFFFH0000H可寻址片可寻址片外外RAMRAM 64K字节字节FFFFH0000H可寻址可寻址片外片外ROMROM 64K字节字节0FFFH0000H可

44、寻址可寻址片内片内 Flash Flash ROMROM4K 字节字节89C5189C517FH00H片内片内 RAMRAM 128字节字节FFH80H2.4 MCS-512.4 MCS-51单片机存储器结构单片机存储器结构 v堆栈：堆栈：在片内在片内RAMRAM中，常常要指定一个中，常常要指定一个专门的区域专门的区域来存放某来存放某些特别的数据些特别的数据, ,它它遵循顺序存取遵循顺序存取和和后进先出后进先出(LIFO/FILO(LIFO/FILO）的）的原则原则, ,这个这个RAMRAM区叫堆栈区叫堆栈。 功用：功用：1 1）子程序调用子程序调用和和中断服务中断服务时时CPUCPU自动将当

45、前自动将当前PCPC 值压栈保存值压栈保存，返回时自动将返回时自动将PCPC值弹栈值弹栈。2 2）保护现场）保护现场/ /恢复现场恢复现场3 3）数据传输）数据传输2.4 MCS-512.4 MCS-51单片机存储器结构单片机存储器结构 00H00H20H20H2FH2FH7FH7FH1FH1FH30H30H80H80HFFHFFH52子系列才有子系列才有的的RAM区区普通普通RAMRAM区区位寻址区位寻址区工作寄存器区工作寄存器区 SP栈顶栈顶下一个进栈的下一个进栈的数据将存在此数据将存在此数据数据进栈进栈已经进栈的数已经进栈的数据存放在此据存放在此初始初始 SP复位后复位后 SP=07HS

46、P=07H，数据进栈时：首先，数据进栈时：首先SP+1SP+1指向指向08H08H单元，第一个放进堆栈单元，第一个放进堆栈的数据将放进的数据将放进08H08H单元，然后单元，然后SPSP再自再自动增动增 1 1，仍指着栈顶，仍指着栈顶堆栈区由特殊功能寄存器堆栈区由特殊功能寄存器堆栈指针堆栈指针SPSP管理管理 。堆栈区可以安排在。堆栈区可以安排在 RAMRAM区区任意位置，一般不安排在工作寄存器区和可按位寻址的任意位置，一般不安排在工作寄存器区和可按位寻址的RAMRAM区，区，通常放通常放在在RAMRAM区的靠后的位置区的靠后的位置。2.4 MCS-512.4 MCS-51单片机存储器结构单片

47、机存储器结构 00H00H20H20H2FH2FH7FH7FH1FH1FH30H30H80H80HFFHFFH52子系列才有子系列才有的的RAM区区普通普通RAMRAM区区位寻址区位寻址区工作寄存器区工作寄存器区 SP栈顶栈顶初始初始 SP从堆栈取出数据时从堆栈取出数据时：取出的数据是最：取出的数据是最近放进去的一个数据，也就是当前栈近放进去的一个数据，也就是当前栈顶的数据。然后顶的数据。然后SP再自动减再自动减1，仍指，仍指着栈顶着栈顶堆栈区由特殊功能寄存器堆栈区由特殊功能寄存器堆栈指针堆栈指针SPSP管理管理 。堆栈区可以安排在。堆栈区可以安排在 RAMRAM区区任意位置，一般不安排在工作

48、寄存器区和可按位寻址的任意位置，一般不安排在工作寄存器区和可按位寻址的RAMRAM区，区，通常放通常放在在RAMRAM区的靠后的位置区的靠后的位置。2.4 MCS-512.4 MCS-51单片机存储器结构单片机存储器结构 数据数据出栈出栈当前要出栈的数据当前要出栈的数据SP-1指向下一个指向下一个将要出栈的数据将要出栈的数据v程序计数器程序计数器PCPC（Program CounterProgram Counter）PC PC 不是一个特殊功能寄存器不是一个特殊功能寄存器SFRSFR，但其作用又十分重要和特殊，但其作用又十分重要和特殊! 特点：特点：它是它是1616位位的按机器周期的按机器周期

49、自动增自动增1 1计数器计数器；总总指向下一条指令所在首地址指向下一条指令所在首地址( (当前当前PCPC值值) )；一切分支一切分支/ /跳转跳转/ /调用调用/ /中断中断/ /复位复位 等操作的本质就是等操作的本质就是: :改变改变 PC PC 值值2.4 MCS-512.4 MCS-51单片机存储器结构单片机存储器结构 3 3、89C5189C51特殊功能寄存器特殊功能寄存器(SFR)(SFR)v特殊功能寄存器特殊功能寄存器SFRSFR（专用寄存器）（专用寄存器） 专用于控制、选择、管理、存放单片机内部各部分的工作方式、条专用于控制、选择、管理、存放单片机内部各部分的工作方式、条件、状

50、态、结果的件、状态、结果的寄存器寄存器。 不同的不同的SFRSFR管理不同的硬件模块，负责不同的功能管理不同的硬件模块，负责不同的功能各司其职。各司其职。换言之：要让单片机实现预订的功能，必须有相应的硬件和软件，而换言之：要让单片机实现预订的功能，必须有相应的硬件和软件，而软软件中最重要的一项工作就是对件中最重要的一项工作就是对SFRSFR写命令写命令（要求）。（要求）。2.4 MCS-512.4 MCS-51单片机存储器结构单片机存储器结构 已知的已知的P0P0、P1P1、P2P2、P3P3等四个等四个8 8位位I/OI/O口分别由名为口分别由名为P0P0、P1P1、P2P2、P3P3四个四