C51单片机的结构和原理.ppt

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1、 2.189C512.189C51单片机的结构单片机的结构单片机的结构单片机的结构 2.289C512.289C51的引脚及其功能的引脚及其功能的引脚及其功能的引脚及其功能 2.32.3CPUCPU时序时序时序时序 2.42.4复位操作复位操作复位操作复位操作 2.589C512.589C51单片机的低功耗工作方式单片机的低功耗工作方式单片机的低功耗工作方式单片机的低功耗工作方式第二章第二章89C51单片机的结构和原理单片机的结构和原理2.189C51单片机的结构单片机的结构89C5189C51单片机内部结构示意图如下所示：单片机内部结构示意图如下所示：单片机内部结构示意图如下所示：单片机内部

2、结构示意图如下所示：89C5189C51CPUCPU振荡器和时序振荡器和时序振荡器和时序振荡器和时序OSCOSC64KB 64KB 总线总线总线总线扩展控制器扩展控制器扩展控制器扩展控制器数据存储器数据存储器数据存储器数据存储器256BRAM/SFR256BRAM/SFR2 2 2 2个个个个16161616位位位位定时器定时器定时器定时器/计数器计数器计数器计数器4 4个可编程个可编程个可编程个可编程I/OI/O程序存储器程序存储器程序存储器程序存储器4KBROM4KBROM可编程全双工可编程全双工可编程全双工可编程全双工串行口串行口串行口串行口 内中断内中断控制控制P0 P1 P2 P3R

3、xD外部时钟源外部时钟源外部事件计数输入外部事件计数输入TxD外外中中断断中断控制中断控制中断控制中断控制2.189C51单片机的结构单片机的结构1)89C511)89C51单片机的硬件资源单片机的硬件资源单片机的硬件资源单片机的硬件资源 一个一个一个一个8 8位的微处理器位的微处理器位的微处理器位的微处理器CPUCPU 片内振荡器和时钟产生电路片内振荡器和时钟产生电路片内振荡器和时钟产生电路片内振荡器和时钟产生电路 片内数据存储器片内数据存储器片内数据存储器片内数据存储器(RAM128B/256B(RAM128B/256B）用于存放可以读用于存放可以读用于存放可以读用于存放可以读/写的数据，

4、如运算的中间结果、最终结果以及欲显示的写的数据，如运算的中间结果、最终结果以及欲显示的写的数据，如运算的中间结果、最终结果以及欲显示的写的数据，如运算的中间结果、最终结果以及欲显示的数据等数据等数据等数据等 片内程序存储器片内程序存储器片内程序存储器片内程序存储器FlashROMFlashROM（4KB4KB）用于存放程序、一些原始数据和表格。但有一些单片机内部不带用于存放程序、一些原始数据和表格。但有一些单片机内部不带用于存放程序、一些原始数据和表格。但有一些单片机内部不带用于存放程序、一些原始数据和表格。但有一些单片机内部不带ROM/EPROMROM/EPROM，如，如，如，如803180

5、31、80328032、80C3180C31等等等等 4 4个个个个8 8位并行位并行位并行位并行I/OI/O（输入（输入（输入（输入/输出）接口输出）接口输出）接口输出）接口P0P3P0P3 2 2个定时个定时个定时个定时/计数器计数器计数器计数器每个定时每个定时每个定时每个定时/计数器都可以设置成计数或定时方式计数器都可以设置成计数或定时方式计数器都可以设置成计数或定时方式计数器都可以设置成计数或定时方式 1 1个全双工个全双工个全双工个全双工UARTUART的串行的串行的串行的串行I/OI/O口口口口 可实现单片机与单片机或其它微机之间串行通信可实现单片机与单片机或其它微机之间串行通信可

6、实现单片机与单片机或其它微机之间串行通信可实现单片机与单片机或其它微机之间串行通信 5 5个中断源，个中断源，个中断源，个中断源，2 2个中断优先级的中断控制系统个中断优先级的中断控制系统个中断优先级的中断控制系统个中断优先级的中断控制系统MCS-51MCS-51系列单片机的性能系列单片机的性能p表中型号带表中型号带“C”表示所用的是表示所用的是CMOS工艺，具有功耗低的优点。工艺，具有功耗低的优点。2)2)89C5189C51单片机单片机单片机单片机内部结构图内部结构图内部结构图内部结构图P0口驱动器口驱动器P2口驱动器口驱动器P0口锁存器口锁存器P2口锁存器口锁存器RAM地地址寄存器址寄存

7、器128BRAM4KB Flash ROM B寄存器寄存器TMP1TMP2ACCSP程序地址程序地址寄存器寄存器 缓冲器缓冲器PC增增1PCDPTR中断、串行口中断、串行口和定时器和定时器PSWP1锁存器锁存器P1驱动器驱动器P3口锁存器口锁存器P3口驱动器口驱动器定定时时控控制制指指令令寄寄存存器器指指令令译译码码器器OSCALUXTAL1 XTAL2PSENALEEARST89C51单片机内部结构单片机内部结构（一）、中央处理单元（一）、中央处理单元（一）、中央处理单元（一）、中央处理单元（CPUCPUCPUCPU）的组成：运算器与控制器）的组成：运算器与控制器）的组成：运算器与控制器）的

8、组成：运算器与控制器1.1.1.1.运算器运算器运算器运算器 一个逻辑算术部件一个逻辑算术部件一个逻辑算术部件一个逻辑算术部件(ALU)(ALU)(ALU)(ALU)可进行加、减、乘、除四则运算和与、或、非、异或等逻辑运算，还具可进行加、减、乘、除四则运算和与、或、非、异或等逻辑运算，还具可进行加、减、乘、除四则运算和与、或、非、异或等逻辑运算，还具可进行加、减、乘、除四则运算和与、或、非、异或等逻辑运算，还具有数据传送、移位、判断和程序转移等功能有数据传送、移位、判断和程序转移等功能有数据传送、移位、判断和程序转移等功能有数据传送、移位、判断和程序转移等功能ALUALUALUALU由一个加法

9、器、两个由一个加法器、两个由一个加法器、两个由一个加法器、两个8 8 8 8位暂存器位暂存器位暂存器位暂存器(TMP1(TMP1(TMP1(TMP1和和和和TMP2)TMP2)TMP2)TMP2)和布尔处理器和布尔处理器和布尔处理器和布尔处理器C C C C（专门用（专门用（专门用（专门用于处理位操作）组成于处理位操作）组成于处理位操作）组成于处理位操作）组成 定时控制部件定时控制部件定时控制部件定时控制部件定时控制部件起着控制器的作用，由定时控制逻辑、指令寄存器和振荡定时控制部件起着控制器的作用，由定时控制逻辑、指令寄存器和振荡定时控制部件起着控制器的作用，由定时控制逻辑、指令寄存器和振荡定

10、时控制部件起着控制器的作用，由定时控制逻辑、指令寄存器和振荡器器器器OSCOSCOSCOSC等电路组成。等电路组成。等电路组成。等电路组成。只要外接定时反馈电路，振荡器只要外接定时反馈电路，振荡器只要外接定时反馈电路，振荡器只要外接定时反馈电路，振荡器OSCOSCOSCOSC就能自激振荡，为控制器提供时钟脉就能自激振荡，为控制器提供时钟脉就能自激振荡，为控制器提供时钟脉就能自激振荡，为控制器提供时钟脉冲，其周期是冲，其周期是冲，其周期是冲，其周期是89C5189C5189C5189C51工作的基本节拍即时间的最小单位。工作的基本节拍即时间的最小单位。工作的基本节拍即时间的最小单位。工作的基本节

11、拍即时间的最小单位。8 8 8 8位累加器位累加器位累加器位累加器ACCACCACCACC，寄存器，寄存器，寄存器，寄存器B,B,B,B,程序状态寄存器，布尔处理器程序状态寄存器，布尔处理器程序状态寄存器，布尔处理器程序状态寄存器，布尔处理器C C C C(1)(1)(1)(1)累加器累加器累加器累加器ACC(E0H)ACC(E0H)ACC(E0H)ACC(E0H)：在指令系统中用在指令系统中用在指令系统中用在指令系统中用A A A A作为累加器作为累加器作为累加器作为累加器ACCACCACCACC的助记符。的助记符。的助记符。的助记符。累加累加累加累加器器器器ACCACCACCACC是是是是

12、89C5189C5189C5189C51最常用、最忙碌的最常用、最忙碌的最常用、最忙碌的最常用、最忙碌的8 8 8 8位特殊功能寄存器，许多指令的操位特殊功能寄存器，许多指令的操位特殊功能寄存器，许多指令的操位特殊功能寄存器，许多指令的操作数取自于作数取自于作数取自于作数取自于ACCACCACCACC，许多运算中间结果也存放于，许多运算中间结果也存放于，许多运算中间结果也存放于，许多运算中间结果也存放于ACCACCACCACC。专用寄存器组专用寄存器组(2)(2)(2)(2)寄存器寄存器寄存器寄存器B(F0H)B(F0H)B(F0H)B(F0H)：专门为乘、除运算设置的：专门为乘、除运算设置的

13、：专门为乘、除运算设置的：专门为乘、除运算设置的8 8 8 8位寄存器。乘法指令位寄存器。乘法指令位寄存器。乘法指令位寄存器。乘法指令的两个操作数分别取自寄存器的两个操作数分别取自寄存器的两个操作数分别取自寄存器的两个操作数分别取自寄存器A A A A和和和和B B B B，乘积存于，乘积存于，乘积存于，乘积存于B B B B和和和和A A A A两个两个两个两个8 8 8 8位寄存器中。位寄存器中。位寄存器中。位寄存器中。除法指令中，除法指令中，除法指令中，除法指令中，A A A A中存放被除数，中存放被除数，中存放被除数，中存放被除数，B B B B中放除数，商存放于中放除数，商存放于中放

14、除数，商存放于中放除数，商存放于A A A A，余数存放于，余数存放于，余数存放于，余数存放于B B B B。在其他指令中，在其他指令中，在其他指令中，在其他指令中，B B B B可作为一般通用寄存器或一个可作为一般通用寄存器或一个可作为一般通用寄存器或一个可作为一般通用寄存器或一个RAMRAMRAMRAM单元使用。如：单元使用。如：单元使用。如：单元使用。如：MOV A,#05HMOV A,#05HMOV A,#05HMOV A,#05HMOV B,#0FHMOV B,#0FHMOV B,#0FHMOV B,#0FHMUL AB ;BA=A*B=5*FMUL AB ;BA=A*B=5*FMU

15、L AB ;BA=A*B=5*FMUL AB ;BA=A*B=5*F(3)(3)(3)(3)程序状态寄存器程序状态寄存器程序状态寄存器程序状态寄存器PSW(D0H):PSWPSW(D0H):PSWPSW(D0H):PSWPSW(D0H):PSW是一个是一个是一个是一个8 8 8 8位特殊功能寄存器，它的位特殊功能寄存器，它的位特殊功能寄存器，它的位特殊功能寄存器，它的各位状态通常是在指令执行过程中自动形成的，可供程序各位状态通常是在指令执行过程中自动形成的，可供程序各位状态通常是在指令执行过程中自动形成的，可供程序各位状态通常是在指令执行过程中自动形成的，可供程序查询或判别查询或判别查询或判别

16、查询或判别之用。之用。之用。之用。PSW.7PSW.7PSW.7PSW.7PSW.6PSW.6PSW.6PSW.6PSW.5PSW.5PSW.5PSW.5PSW.4PSW.4PSW.4PSW.4PSW.3PSW.3PSW.3PSW.3PSW.2PSW.2PSW.2PSW.2PSW.1PSW.1PSW.1PSW.1PSW.0PSW.0PSW.0PSW.0CyCyCyCyAC AC AC AC F0F0F0F0RS1RS1RS1RS1RS0RS0RS0RS0OVOVOVOV-P P P P进、借进、借进、借进、借位位位位辅助进辅助进辅助进辅助进借位借位借位借位用户标用户标用户标用户标定定定定寄存器

17、寄存器寄存器寄存器组选择组选择组选择组选择寄存器寄存器寄存器寄存器组选择组选择组选择组选择溢出标溢出标溢出标溢出标志位志位志位志位保留保留保留保留位位位位奇奇奇奇/偶标偶标偶标偶标志位志位志位志位专用寄存器组专用寄存器组 PSWPSW各位的定义如下：各位的定义如下：各位的定义如下：各位的定义如下：Cy(PSW.7)Cy(PSW.7)：进位标志位。进位标志位。进位标志位。进位标志位。CyCy也是也是也是也是89C5189C51在进行位操作在进行位操作在进行位操作在进行位操作(布尔操布尔操布尔操布尔操作作作作)时的时的时的时的位累加器位累加器位累加器位累加器，在指令中用在指令中用在指令中用在指令中

18、用C C代替代替代替代替CyCy。在执行加法。在执行加法。在执行加法。在执行加法(或减法或减法或减法或减法)运运运运算指令时，如果运算结果最高位算指令时，如果运算结果最高位算指令时，如果运算结果最高位算指令时，如果运算结果最高位(位位位位7)7)向前有进位向前有进位向前有进位向前有进位(或借位或借位或借位或借位)，则则则则CyCy位由硬件自动置位由硬件自动置位由硬件自动置位由硬件自动置1 1；如果运算结果最高位无进位；如果运算结果最高位无进位；如果运算结果最高位无进位；如果运算结果最高位无进位(或借位或借位或借位或借位)，则，则，则，则CyCy清清清清0 0。AC(PSW.6)AC(PSW.6

19、)：半进位标志位，也称辅助进位标志。当执行加法半进位标志位，也称辅助进位标志。当执行加法半进位标志位，也称辅助进位标志。当执行加法半进位标志位，也称辅助进位标志。当执行加法(或减法或减法或减法或减法)操作时，如果运算结果操作时，如果运算结果操作时，如果运算结果操作时，如果运算结果(和或差和或差和或差和或差)的低半字节的低半字节的低半字节的低半字节(位位位位3)3)向高半向高半向高半向高半字节有半进位字节有半进位字节有半进位字节有半进位(或借位或借位或借位或借位)，则则则则ACAC位将被硬件自动置位将被硬件自动置位将被硬件自动置位将被硬件自动置1 1；否则；否则；否则；否则ACAC被自被自被自被

20、自动清动清动清动清0 0。F0(PSW.5)F0(PSW.5)：用户标志位。用户可以根据自己的需要对用户标志位。用户可以根据自己的需要对用户标志位。用户可以根据自己的需要对用户标志位。用户可以根据自己的需要对F0F0位赋予位赋予位赋予位赋予一定的含义，由用户置位或复位，可作为软件标志。一定的含义，由用户置位或复位，可作为软件标志。一定的含义，由用户置位或复位，可作为软件标志。一定的含义，由用户置位或复位，可作为软件标志。RS0RS0和和和和RS1(PSW.3RS1(PSW.3和和和和PSW.4)PSW.4)：工作寄存器组选择控制位工作寄存器组选择控制位工作寄存器组选择控制位工作寄存器组选择控制

21、位。89C5189C51共有共有共有共有4 4个工作寄存器组，每一组均用个工作寄存器组，每一组均用个工作寄存器组，每一组均用个工作寄存器组，每一组均用R0R7R0R7表示，但其在表示，但其在表示，但其在表示，但其在RAMRAM中的物理地址不同，中的物理地址不同，中的物理地址不同，中的物理地址不同，RS0RS0和和和和RS1RS1值的组合可用于选择值的组合可用于选择值的组合可用于选择值的组合可用于选择R0R7R0R7的组别。的组别。的组别。的组别。89C5189C51复位后，复位后，复位后，复位后，RS1=RS0=0RS1=RS0=0，CPUCPU自动选择第自动选择第自动选择第自动选择第0 0组

22、为当前工作寄存器组为当前工作寄存器组为当前工作寄存器组为当前工作寄存器组。组。组。组。(默认工作寄存器组默认工作寄存器组默认工作寄存器组默认工作寄存器组)根据需要，可根据需要，可根据需要，可根据需要，可利用传送指令对利用传送指令对利用传送指令对利用传送指令对PSWPSW整字节操作或用位操作指令改变整字节操作或用位操作指令改变整字节操作或用位操作指令改变整字节操作或用位操作指令改变RS1RS1和和和和RS0RS0的状态的状态的状态的状态，以切换当前工作寄存器组。这样的设置为程序中，以切换当前工作寄存器组。这样的设置为程序中，以切换当前工作寄存器组。这样的设置为程序中，以切换当前工作寄存器组。这样

23、的设置为程序中保护现场提供了方便。如：执行指令保护现场提供了方便。如：执行指令保护现场提供了方便。如：执行指令保护现场提供了方便。如：执行指令 MOVPSW,#08HMOVPSW,#08H，切换到第，切换到第，切换到第，切换到第1 1组工作寄存器。组工作寄存器。组工作寄存器。组工作寄存器。PSW.4(RS1PSW.4(RS1)PSW.3(RS0PSW.3(RS0)寄存器组寄存器组寄存器组寄存器组片内片内片内片内RAMRAM地地地地址址址址通用寄存器名称通用寄存器名称通用寄存器名称通用寄存器名称0 00 00 0组组组组00H07H00H07HR0R7R0R70 01 11 1组组组组08H0F

24、H08H0FHR0R7R0R71 10 02 2组组组组10H17H10H17HR0R7R0R71 11 13 3组组组组18H1FH18H1FHR0R7R0R7工作寄存器工作寄存器工作寄存器工作寄存器R0R7R0R7所在组别和片内所在组别和片内所在组别和片内所在组别和片内RAMRAM地址与地址与地址与地址与RS1RS1、RS0RS0之间的关系之间的关系之间的关系之间的关系 OV(PSW.2)OV(PSW.2)：溢出标志位溢出标志位溢出标志位溢出标志位。溢出标志位溢出标志位溢出标志位溢出标志位OV=C7C6OV=C7C6（异或），该（异或），该（异或），该（异或），该标志位只有带符号数运算时才

25、有用。标志位只有带符号数运算时才有用。标志位只有带符号数运算时才有用。标志位只有带符号数运算时才有用。当进行当进行当进行当进行8 8位二进制数的补码运位二进制数的补码运位二进制数的补码运位二进制数的补码运算时，如果运算结果超出算时，如果运算结果超出算时，如果运算结果超出算时，如果运算结果超出128128127127的范围，则有溢出，的范围，则有溢出，的范围，则有溢出，的范围，则有溢出，OVOV位由硬件自动置位由硬件自动置位由硬件自动置位由硬件自动置1 1；否则无溢出，；否则无溢出，；否则无溢出，；否则无溢出，OV=0OV=0。PSW.1PSW.1：为保留位为保留位为保留位为保留位。89C518

26、9C51未用，未用，未用，未用，89C5289C52为为为为F1F1用户标志位。用户标志位。用户标志位。用户标志位。P(PSW.0)P(PSW.0)：奇偶校验标志位奇偶校验标志位奇偶校验标志位奇偶校验标志位。每条指令执行完后，该位始终跟踪。每条指令执行完后，该位始终跟踪。每条指令执行完后，该位始终跟踪。每条指令执行完后，该位始终跟踪指示指示指示指示累加器累加器累加器累加器A A中中中中1 1的个数的个数的个数的个数。如结果。如结果。如结果。如结果A A中有奇数个中有奇数个中有奇数个中有奇数个1 1，则置，则置，则置，则置P=1P=1；否则；否则；否则；否则P=0P=0。常用于校验串行通信中的数

27、据传送是否出错。常用于校验串行通信中的数据传送是否出错。常用于校验串行通信中的数据传送是否出错。常用于校验串行通信中的数据传送是否出错。如：执行以下指令后，问如：执行以下指令后，问如：执行以下指令后，问如：执行以下指令后，问PSWPSW中各位的状态是什么？中各位的状态是什么？中各位的状态是什么？中各位的状态是什么？MOVA,#0FHMOVA,#0FH ADDA,#F8HADDA,#F8H2.2.控制器控制器控制器控制器控制器是发布操作命令的控制器是发布操作命令的控制器是发布操作命令的控制器是发布操作命令的“决策机构决策机构决策机构决策机构”，是计算机的指挥中心。主要有，是计算机的指挥中心。主要

28、有，是计算机的指挥中心。主要有，是计算机的指挥中心。主要有指令部件、时序部件和微操作控制部件等三部分组成。指令部件、时序部件和微操作控制部件等三部分组成。指令部件、时序部件和微操作控制部件等三部分组成。指令部件、时序部件和微操作控制部件等三部分组成。指令部件：指令部件：指令部件：指令部件：是一种能对指令进行分析、处理和产生控制信号的逻辑部件，是一种能对指令进行分析、处理和产生控制信号的逻辑部件，是一种能对指令进行分析、处理和产生控制信号的逻辑部件，是一种能对指令进行分析、处理和产生控制信号的逻辑部件，也是控制器的核心。通常，也是控制器的核心。通常，也是控制器的核心。通常，也是控制器的核心。通常

29、，指令部件有程序计数器指令部件有程序计数器指令部件有程序计数器指令部件有程序计数器(PC)(PC)、指令寄存器、指令寄存器、指令寄存器、指令寄存器(IR)(IR)、指令译码器、指令译码器、指令译码器、指令译码器(ID)(ID)组成。组成。组成。组成。程序计数器程序计数器程序计数器程序计数器PC:16PC:16位，由位，由位，由位，由2 2个个个个8 8位的计数器位的计数器位的计数器位的计数器PCHPCH和和和和PCLPCL组成。是程序的组成。是程序的组成。是程序的组成。是程序的字节地址计数器。字节地址计数器。字节地址计数器。字节地址计数器。PCPC存放的内容是即将要执行的下一条指令的地址。存放

30、的内容是即将要执行的下一条指令的地址。存放的内容是即将要执行的下一条指令的地址。存放的内容是即将要执行的下一条指令的地址。当机器根据当机器根据当机器根据当机器根据PCPC中的地址取出要执行指令的一个字节后，中的地址取出要执行指令的一个字节后，中的地址取出要执行指令的一个字节后，中的地址取出要执行指令的一个字节后，PCPC的内容自动的内容自动的内容自动的内容自动加加加加1 1，指向指令的下一个字节。，指向指令的下一个字节。，指向指令的下一个字节。，指向指令的下一个字节。指令寄存器指令寄存器指令寄存器指令寄存器IRIR：有：有：有：有8 8位长，用于存放从存储器中取出的当前要执行指令位长，用于存放

31、从存储器中取出的当前要执行指令位长，用于存放从存储器中取出的当前要执行指令位长，用于存放从存储器中取出的当前要执行指令的指令码。的指令码。的指令码。的指令码。指令译码器指令译码器指令译码器指令译码器IDID：对指令操作码进行译码，确定该指令要执行何种操作。：对指令操作码进行译码，确定该指令要执行何种操作。：对指令操作码进行译码，确定该指令要执行何种操作。：对指令操作码进行译码，确定该指令要执行何种操作。时序部件：时序部件：时序部件：时序部件：由系统时钟和脉冲分配器组成，用于产生微操作由系统时钟和脉冲分配器组成，用于产生微操作由系统时钟和脉冲分配器组成，用于产生微操作由系统时钟和脉冲分配器组成，

32、用于产生微操作控制部件所需的定时脉冲信号。控制部件所需的定时脉冲信号。控制部件所需的定时脉冲信号。控制部件所需的定时脉冲信号。微操作控制部件：微操作控制部件：微操作控制部件：微操作控制部件：可以为指令译码器输出信号配上节拍电位可以为指令译码器输出信号配上节拍电位可以为指令译码器输出信号配上节拍电位可以为指令译码器输出信号配上节拍电位和节拍脉冲，也可和外部进来的控制信号组合，共同形成相和节拍脉冲，也可和外部进来的控制信号组合，共同形成相和节拍脉冲，也可和外部进来的控制信号组合，共同形成相和节拍脉冲，也可和外部进来的控制信号组合，共同形成相应的微操作控制序列，以完成规定的操作。应的微操作控制序列，

33、以完成规定的操作。应的微操作控制序列，以完成规定的操作。应的微操作控制序列，以完成规定的操作。89C51单片机内部结构单片机内部结构（二）存储器结构（二）存储器结构（二）存储器结构（二）存储器结构 MCS-51MCS-51的存储器可分为的存储器可分为的存储器可分为的存储器可分为片内，片外程序存储器片内，片外程序存储器片内，片外程序存储器片内，片外程序存储器；片内和片内和片内和片内和片外数据存储器片外数据存储器片外数据存储器片外数据存储器。1.1.程序存储器程序存储器程序存储器程序存储器 一般将只读存储器（一般将只读存储器（一般将只读存储器（一般将只读存储器（ROMROM）用做程序存储器。可寻址

34、空间为）用做程序存储器。可寻址空间为）用做程序存储器。可寻址空间为）用做程序存储器。可寻址空间为64KB64KB，用于存放用户程序、数据和表格等信息。，用于存放用户程序、数据和表格等信息。，用于存放用户程序、数据和表格等信息。，用于存放用户程序、数据和表格等信息。MCS-51MCS-51单片机按程序存单片机按程序存单片机按程序存单片机按程序存储器可分为内部无储器可分为内部无储器可分为内部无储器可分为内部无ROMROM型型型型（如（如（如（如80318031）和内部有）和内部有）和内部有）和内部有ROMROM型（如型（如型（如型（如80518051）两种，连接）两种，连接）两种，连接）两种，连接

35、时引脚有区别。程序存储时引脚有区别。程序存储时引脚有区别。程序存储时引脚有区别。程序存储器结构如右图所示。器结构如右图所示。器结构如右图所示。器结构如右图所示。片内容量为片内容量为片内容量为片内容量为4KB4KB，地址范围为，地址范围为，地址范围为，地址范围为0000H0000H0FFFH0FFFH。片外最多可扩至片外最多可扩至片外最多可扩至片外最多可扩至64KBROM/EPROM64KBROM/EPROM，地址范围为，地址范围为，地址范围为，地址范围为1000H1000HFFFFHFFFFH。片内外统一编址。片内外统一编址。片内外统一编址。片内外统一编址。ROMROM的寻址方式：的寻址方式：

36、的寻址方式：的寻址方式：1 1）当）当）当）当EA=“1”EA=“1”时：时：时：时：在在在在000000000FFFH0FFFH范围内执行片内范围内执行片内范围内执行片内范围内执行片内ROMROM中的程序，当指令地址超过中的程序，当指令地址超过中的程序，当指令地址超过中的程序，当指令地址超过0FFFH0FFFH后就自动转向片外后就自动转向片外后就自动转向片外后就自动转向片外ROMROM中取指令。中取指令。中取指令。中取指令。2 2）当）当）当）当EA=“0”EA=“0”时：时：时：时：片内片内片内片内ROMROM不起作用，不起作用，不起作用，不起作用，CPUCPU只能从片外只能从片外只能从片

37、外只能从片外ROM/EPROMROM/EPROM中取指令，可中取指令，可中取指令，可中取指令，可从从从从0000H0000H开始寻址。开始寻址。开始寻址。开始寻址。3 3）片内）片内）片内）片内ROMROM和片外和片外和片外和片外ROMROM取指的速度相同。取指的速度相同。取指的速度相同。取指的速度相同。4 4）程序存储器的保留存储单元，如表）程序存储器的保留存储单元，如表）程序存储器的保留存储单元，如表）程序存储器的保留存储单元，如表2-22-2所示。所示。所示。所示。（1 1）0000H0000H0002H0002H三个单元：三个单元：三个单元：三个单元：用作上电复位后引导程序的存放单元。

38、因为复位后用作上电复位后引导程序的存放单元。因为复位后用作上电复位后引导程序的存放单元。因为复位后用作上电复位后引导程序的存放单元。因为复位后PCPC的内容为的内容为的内容为的内容为0000H0000H，CPUCPU总是从地址总是从地址总是从地址总是从地址0000H0000H开始执开始执开始执开始执行程序。行程序。行程序。行程序。将转移指令存放到这将转移指令存放到这将转移指令存放到这将转移指令存放到这3 3个单元个单元个单元个单元，程序就被引，程序就被引，程序就被引，程序就被引导到指定的程序存储器空间去执行。导到指定的程序存储器空间去执行。导到指定的程序存储器空间去执行。导到指定的程序存储器空

39、间去执行。（why?why?）（2 2）0003H0003H002AH002AH单元：单元：单元：单元：均分为五段，用作均分为五段，用作均分为五段，用作均分为五段，用作5 5个中断服务程序的入口。中断矢个中断服务程序的入口。中断矢个中断服务程序的入口。中断矢个中断服务程序的入口。中断矢量地址表如表量地址表如表量地址表如表量地址表如表2-32-3所示。所示。所示。所示。表表表表2-3 2-3 2-3 2-3 中断矢量地址表中断矢量地址表中断矢量地址表中断矢量地址表中断源中断源中断源中断源中断服务程序入口地址中断服务程序入口地址中断服务程序入口地址中断服务程序入口地址外部中断外部中断外部中断外部中

40、断0(INT0)0(INT0)0003H0003H定时器定时器定时器定时器/计数器计数器计数器计数器0 0溢出溢出溢出溢出000BH000BH外部中断外部中断外部中断外部中断(INT1)(INT1)0013H0013H定时器定时器定时器定时器/计数器计数器计数器计数器1 1溢出溢出溢出溢出001BH001BH串行口串行口串行口串行口0023H0023H什么是入口地址？什么是入口地址？什么是入口地址？什么是入口地址？22数据存储器数据存储器数据存储器数据存储器 一般将随机存储器（一般将随机存储器（一般将随机存储器（一般将随机存储器（RAMRAM）用做数据存储器。可寻址空间）用做数据存储器。可寻址

41、空间）用做数据存储器。可寻址空间）用做数据存储器。可寻址空间为为为为64KB64KB。MCS-51MCS-51数据存储器可分为数据存储器可分为数据存储器可分为数据存储器可分为片内和片外两部分片内和片外两部分片内和片外两部分片内和片外两部分。片内、片外独立编址。片内、片外独立编址。片内、片外独立编址。片内、片外独立编址。片外片外片外片外RAMRAM：用指令用指令MOVX访问。访问。最大范围：最大范围：0000HFFFFH，64KB；片内片内片内片内RAMRAM：用指令用指令MOV访问。访问。最大范围：最大范围：00HFFH，256B。又分为两部分：低。又分为两部分：低128B（007FH）为真正

42、的）为真正的RAM区，高区，高128B（80FFH）为特殊功能寄存器（为特殊功能寄存器（SFR）区。）区。1)1)低低低低128128字节字节字节字节RAMRAM（1 1）工作寄存器区（）工作寄存器区（）工作寄存器区（）工作寄存器区（00H1FH00H1FH）89C5189C51的的的的3232个工作寄存器与个工作寄存器与个工作寄存器与个工作寄存器与RAMRAM安排在同一个队列空间里，统一编址并安排在同一个队列空间里，统一编址并安排在同一个队列空间里，统一编址并安排在同一个队列空间里，统一编址并使用同样的寻址方式使用同样的寻址方式使用同样的寻址方式使用同样的寻址方式(直接寻址和间接寻址直接寻址

43、和间接寻址直接寻址和间接寻址直接寻址和间接寻址)。00H00H1FH1FH地址安排为地址安排为地址安排为地址安排为4 4组工作寄存器区，每组有组工作寄存器区，每组有组工作寄存器区，每组有组工作寄存器区，每组有8 8个工作寄存器个工作寄存器个工作寄存器个工作寄存器(R0(R0R7)R7)，共占，共占，共占，共占3232个单元个单元个单元个单元。通过对程序状态字。通过对程序状态字。通过对程序状态字。通过对程序状态字PSWPSW中中中中RS1RS1、RS0RS0的设置，每组的设置，每组的设置，每组的设置，每组寄存器均可选作寄存器均可选作寄存器均可选作寄存器均可选作CPUCPU的当前工作寄存器组。若程

44、序中并不需要的当前工作寄存器组。若程序中并不需要的当前工作寄存器组。若程序中并不需要的当前工作寄存器组。若程序中并不需要4 4组，那么组，那么组，那么组，那么其余可用作一般其余可用作一般其余可用作一般其余可用作一般RAMRAM单元。单元。单元。单元。CPUCPU复位后，选中第复位后，选中第复位后，选中第复位后，选中第0 0组寄存器为当前的工作组寄存器为当前的工作组寄存器为当前的工作组寄存器为当前的工作寄存器。寄存器。寄存器。寄存器。（2 2）位寻址区（）位寻址区（）位寻址区（）位寻址区（20H2FH20H2FH）这这这这1616个单元具有双重功能，它们既可以像普通个单元具有双重功能，它们既可以

45、像普通个单元具有双重功能，它们既可以像普通个单元具有双重功能，它们既可以像普通RAMRAM单元一样按字节存取，单元一样按字节存取，单元一样按字节存取，单元一样按字节存取，也可以对每个也可以对每个也可以对每个也可以对每个RAMRAM单元中的任何一位单独存取，即位寻址。单元中的任何一位单独存取，即位寻址。单元中的任何一位单独存取，即位寻址。单元中的任何一位单独存取，即位寻址。20H2FH20H2FH用作位寻址时，每位都分配了一个特定地址，即用作位寻址时，每位都分配了一个特定地址，即用作位寻址时，每位都分配了一个特定地址，即用作位寻址时，每位都分配了一个特定地址，即00H00H7FH7FH，这些地址

46、称为位地址。这些地址称为位地址。这些地址称为位地址。这些地址称为位地址。怎么区分怎么区分怎么区分怎么区分位地址和字节地址位地址和字节地址位地址和字节地址位地址和字节地址？位地址的三种表示方法位地址的三种表示方法位地址的三种表示方法位地址的三种表示方法直接使用位地址，如直接使用位地址，如直接使用位地址，如直接使用位地址，如3DH3DH；采用第几字节第几位的表示方法，采用第几字节第几位的表示方法，采用第几字节第几位的表示方法，采用第几字节第几位的表示方法，如如如如2FH.72FH.7；经伪指令定义过的字符名称。如经伪指令定义过的字符名称。如经伪指令定义过的字符名称。如经伪指令定义过的字符名称。如:

47、A1A1BITBIT07H07H；BITBIT是位地址赋值伪指令。是位地址赋值伪指令。是位地址赋值伪指令。是位地址赋值伪指令。（3 3）通用）通用）通用）通用RAMRAM区（区（区（区（30H7FH30H7FH）通用通用通用通用RAMRAM区域共有区域共有区域共有区域共有8080个单元，用于存个单元，用于存个单元，用于存个单元，用于存放用户数据或做作堆栈用。放用户数据或做作堆栈用。放用户数据或做作堆栈用。放用户数据或做作堆栈用。MCS-51MCS-51对对对对这个区域中每个单元按字节存取。这个区域中每个单元按字节存取。这个区域中每个单元按字节存取。这个区域中每个单元按字节存取。在实际应用中，常

48、需在在实际应用中，常需在在实际应用中，常需在在实际应用中，常需在RAMRAM区设置堆区设置堆区设置堆区设置堆栈，堆栈一般设置在栈，堆栈一般设置在栈，堆栈一般设置在栈，堆栈一般设置在30H7FH30H7FH的范围的范围的范围的范围内。在系统初始化时使用一条内。在系统初始化时使用一条内。在系统初始化时使用一条内。在系统初始化时使用一条MOVMOV指指指指令就可修改令就可修改令就可修改令就可修改SPSP的初始值。的初始值。的初始值。的初始值。低低128128字节字节RAMRAM区区 89C5189C51片内高片内高片内高片内高128128字节字节字节字节RAMRAM中，有中，有中，有中，有2121个

49、特殊功能个特殊功能个特殊功能个特殊功能寄存器寄存器寄存器寄存器(SFR)(SFR)，它们离散地，它们离散地，它们离散地，它们离散地分布在分布在分布在分布在80H80HFFHFFH的的的的RAMRAM空间中。访问特殊功能寄空间中。访问特殊功能寄空间中。访问特殊功能寄空间中。访问特殊功能寄存器只允许使用存器只允许使用存器只允许使用存器只允许使用直接寻址直接寻址直接寻址直接寻址方式方式方式方式。2)2)高高高高128128字节字节字节字节RAMRAM特殊特殊特殊特殊功能寄存器功能寄存器功能寄存器功能寄存器(SFR)(SFR)堆栈指针堆栈指针堆栈指针堆栈指针SPSP 堆栈区域是堆栈区域是堆栈区域是堆栈

50、区域是89C5189C51在片内在片内在片内在片内RAMRAM中专门开辟出来一个区域，数据的中专门开辟出来一个区域，数据的中专门开辟出来一个区域，数据的中专门开辟出来一个区域，数据的存取是以存取是以存取是以存取是以“后进先出后进先出后进先出后进先出”的结构方式处理的，好像冲锋枪压入子弹。的结构方式处理的，好像冲锋枪压入子弹。的结构方式处理的，好像冲锋枪压入子弹。的结构方式处理的，好像冲锋枪压入子弹。这种数据结构方式对于这种数据结构方式对于这种数据结构方式对于这种数据结构方式对于处理中断，调用子程序处理中断，调用子程序处理中断，调用子程序处理中断，调用子程序非常方便。非常方便。非常方便。非常方便