(精品)第2章89C51单片机硬件结构和原理.PPT

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1、 单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术2.189C51单片机芯片内部结构及特点单片机芯片内部结构及特点2.289C51单片机引脚及其功能单片机引脚及其功能2.389C51单片机存储器配置单片机存储器配置2.4时钟电路及时钟电路及89C51CPU时序时序2.5复位操作复位操作2.6 89C51单片机的低功耗工作方式单片机的低功耗工作方式返回返回第第2章章89C51单片机的结构和原理单片机的结构和原理2.7输出输出/输入端口结构输入端口结构4/6/2023 单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术2.1 2.1 8

2、9C51单片机芯片单片机芯片内部结构及特点内部结构及特点2.1.1 2.1.1 89C5189C51单片机的单片机的基本组成基本组成2.1.2 2.1.2 89C5189C51单片机芯片单片机芯片内部结构内部结构返回返回4/6/2023 单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术2.1.1 2.1.1 89C5189C51单片机的基本组成单片机的基本组成一、组成一、组成二、二、89C51系列单片机的性能系列单片机的性能返回返回4/6/2023 单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术一、组成一、组成89C51单片机结

3、构框图单片机结构框图 如如P18 图图2-1所示所示返回返回4/6/202389C5189C51单片机结构框图单片机结构框图外中断外中断内中断内中断控制控制并行口并行口串行通信串行通信外部时钟源外部时钟源外部事件计数外部事件计数4/6/2023 单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术一、组成一、组成1、一个、一个8位位 的微处理器的微处理器CPU。返回返回 用以存放可以读用以存放可以读/写的数据，如运算的中间结果、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。最终结果以及欲显示的数据等。2、片内数据存储器、片内数据存储器(RAM 256B）:

4、用以存放程序、一些原始数据和表格。用以存放程序、一些原始数据和表格。3、片内、片内4kB程序存储器程序存储器Flash ROM（4KB）:4、四个、四个8位并行位并行I/O（输入输入/输出）接口输出）接口 P0P3:每个口可以用作输入，也可以用作输出。每个口可以用作输入，也可以用作输出。4/6/2023 单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术返回返回 每个定时每个定时/计数器都可以设置成计数器都可以设置成计数计数方式，用以方式，用以 对外部事件进行计数，也可以设置成对外部事件进行计数，也可以设置成定时定时方式，并方式，并可以根据计数或定时的结果可以根据

5、计数或定时的结果 实现计算机实现计算机控制控制。5、两个、两个16位的定时位的定时/计数器计数器:可实现单片机与单片机或其它微机之间串行通可实现单片机与单片机或其它微机之间串行通信。信。6、一个全双工、一个全双工UART的串行的串行I/O口口:4/6/2023 单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术返回返回 但需外接石英晶体和微调电容。但需外接石英晶体和微调电容。7、片内振荡器和时钟产生电路、片内振荡器和时钟产生电路:8、五个中断源、两个优先级的中断控制系统。、五个中断源、两个优先级的中断控制系统。9、具有节电工作方式：、具有节电工作方式：休闲方式及掉

6、电方式。休闲方式及掉电方式。4/6/2023 单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术二、二、89C51系列单片机的性能系列单片机的性能 89C51单片机与单片机与8051相比，具有相比，具有节节电工作方式电工作方式，即休闲方式及掉电方，即休闲方式及掉电方式。式。以上各个部分通过片内以上各个部分通过片内8 8位位数据总数据总线（线（DBUS）相连接。）相连接。返回返回4/6/2023 单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术另外另外89C51是用静态逻辑来设计的，其工作频率是用静态逻辑来设计的，其工作频率可下降到可

7、下降到0 Hz，并提供两种可用软件来选择的省，并提供两种可用软件来选择的省电方式电方式空闲方式（空闲方式（Idle Mode)和掉电方式和掉电方式（Power Down Mode）。在）。在空闲方式空闲方式中，中，CPU停止工作，而停止工作，而RAM、定时器、定时器/计数器、串行口和计数器、串行口和中断系统都继续工作。此时的电流可降到大约为中断系统都继续工作。此时的电流可降到大约为正常工作方式的正常工作方式的15%。在。在掉电方式掉电方式中，片内振荡中，片内振荡器停止工作，由于时钟被器停止工作，由于时钟被“冻结冻结”，使一切功能，使一切功能都暂停，故只保存片内都暂停，故只保存片内RAM中的内容

8、，直到下中的内容，直到下一次硬件复位为止。这种方式下的电流可降到一次硬件复位为止。这种方式下的电流可降到15 A以下，最小可降到以下，最小可降到0.6 A。返回返回4/6/2023 单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术 89C51单片机还有一种单片机还有一种低电压的型号低电压的型号，即，即89LV5189LV51，除了，除了电压范围有区别之外，其余特性与电压范围有区别之外，其余特性与89C51完全一致。完全一致。89C51/LV51是一种是一种低功耗低功耗/低电压、高性能低电压、高性能的的8位单片位单片机。它采用了机。它采用了CMOS工艺和高密度非易

9、失性存储器工艺和高密度非易失性存储器（NURAM）技术，而且其输出引脚和指令系统都与）技术，而且其输出引脚和指令系统都与MCS51兼容；片内的兼容；片内的Flash ROM允许在系统内改编程允许在系统内改编程序或用常规的非易失性存储器编程器来编程。因此序或用常规的非易失性存储器编程器来编程。因此89C51/LV51是一种是一种功能强、灵活性高，且价格合理的功能强、灵活性高，且价格合理的单片机，可方便地应用在各种控制领域。单片机，可方便地应用在各种控制领域。返回返回4/6/2023 单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术2.1.2 89C51单片机芯片内

10、部结构单片机芯片内部结构一、结构图一、结构图二、结构组成二、结构组成返回返回4/6/2023 单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术一、结构图一、结构图由由 中央处理单元（中央处理单元（CPU）、）、存储器（存储器（ROM及及RAM）、I/O接口接口 组成。组成。89C51单片机内部结构如单片机内部结构如P19 图图2-2所示所示。返回返回4/6/2023P0.0-P0.7P2.0-P2.7P3.0-P3.7P1.0-P1.7XTAL1 XTAL2PSENALEEARESET89C5189C5189C5189C51单片机单片机单片机单片机内部结构图内部

11、结构图内部结构图内部结构图运算器运算器控制器控制器存储器存储器I/O接口接口4/6/2023 单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术二、结构组成二、结构组成（一）中央处理单元（一）中央处理单元（CPU）（二）存储器（二）存储器（三）（三）I/O接口接口返回返回4/6/2023 单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术1、中央处理单元（、中央处理单元（89C51CPU）1）运算器）运算器返回返回2）控制器）控制器4/6/2023 单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术1）运

12、算器）运算器（1）8位的位的ALU：返回返回（2）8位累加器位累加器ACC（A）：）：（3）8位程序状态寄存器位程序状态寄存器PSW：（4）8位寄存器位寄存器B：（5）布尔处理器：布尔处理器：（6）2个个8位暂存器：位暂存器：4/6/2023 单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术1）运算器）运算器可对可对4 4位、位、8 8位、位、1616位数据进行操作。位数据进行操作。返回返回（1）8位的位的ALU：（2）8位累加器位累加器ACC（A）：）：它经常作为一个运算数经暂存器它经常作为一个运算数经暂存器2 2进入进入ALUALU的输的输入端，与另一个来自

13、暂存器入端，与另一个来自暂存器1 1的运算数进行运的运算数进行运算，运算结果又送回算，运算结果又送回ACCACC。4/6/2023 单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术指示指令执行后的指示指令执行后的状态信息状态信息供程序查询和判别供程序查询和判别用。用。（3）8位程序状态寄存器位程序状态寄存器PSW：返回返回（4）8位寄存器位寄存器B：在在乘除运算乘除运算时，用来存放一个时，用来存放一个操作数操作数，也用来，也用来存放运算后的一存放运算后的一部分结果部分结果；如如不做乘除运算不做乘除运算时，作为时，作为通用寄存器通用寄存器。4/6/2023 单片机

14、原理及接口技术单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术（5）布尔处理器：）布尔处理器：专门用于处理专门用于处理位操作位操作的，的，以以PSWPSW中的中的C C为其累加器。为其累加器。返回返回（6）2个个8位暂存器位暂存器：ALUALU的两个入口处。的两个入口处。4/6/2023 单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术2）控制器）控制器（1）程序计数器）程序计数器PC（16位）位）（2）指令寄存器）指令寄存器IR及指令译码器及指令译码器ID（3）振荡器和定时电路）振荡器和定时电路返回返回4/6/2023 单片机原理及接口技术单片机原

15、理及接口技术单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术（1）程序计数器）程序计数器PC（16位）位）由两个由两个8 8位计数器位计数器PCHPCH、PCLPCL组成。组成。PCPC是程序的字节地址计数器，是程序的字节地址计数器，PCPC内容为将内容为将要执行的下一条指令地址。要执行的下一条指令地址。改变改变PCPC内容，改变执行的流向内容，改变执行的流向。PCPC可对可对64KB64KB的的ROMROM直接寻址，也可对直接寻址，也可对89C5189C51片内片内RAMRAM寻址。寻址。返回返回4/6/2023 单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术（2）

16、指令寄存器）指令寄存器IR及指令译码器及指令译码器ID由由PCPC中的内容指定中的内容指定ROMROM地址地址取出来的指令经取出来的指令经IRIR送至送至IDID由由IDID对指令对指令译码译码产生一定序列的产生一定序列的控制信号控制信号，以执行指令所规定的操作。以执行指令所规定的操作。返回返回4/6/2023 单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术（3）振荡器和定时电路）振荡器和定时电路89C5189C51单片机片内有振荡电路，只需外接石英晶单片机片内有振荡电路，只需外接石英晶体和频率微调电容（体和频率微调电容（2 2个个30pF30pF左右），其频

17、率为左右），其频率为0 024MHz24MHz。该信号作为该信号作为89C5189C51工作的工作的基本节拍基本节拍即时即时间的最小单位。间的最小单位。返回返回4/6/2023 单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术2、存储器、存储器1）程序程序存储器（存储器（ROM）2）数据数据存储器（存储器（RAM）返回返回4/6/2023 单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术1）程序存储器（）程序存储器（ROM）89C5189C51片内为片内为4KB Flash ROM4KB Flash ROM。地址从地址从0000H

18、0000H开始。开始。用于存放程序和表格常数。用于存放程序和表格常数。返回返回4/6/2023 单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术2）数据存储器（）数据存储器（RAM）89C51RAM89C51RAM均为均为128B128B，地址为地址为00H00H7FH7FH。用于存放运算的中间结果、数据暂存以及数据缓冲用于存放运算的中间结果、数据暂存以及数据缓冲等。等。这这128B128B的的RAMRAM中有中有3232个字节单元可指定为个字节单元可指定为工作寄存工作寄存器。器。片内还有片内还有2121个个特殊功能寄存器特殊功能寄存器（SFRSFR），），它们

19、同它们同128128字节字节RAMRAM统一编址，地址为统一编址，地址为80H80HFFHFFH。后面详细后面详细介绍。介绍。返回返回4/6/2023 单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术3、I/O接口接口289C5189C51有有四个四个8 8位位并行并行I/OI/O接口接口P0P0P3P3。2它们都是双向端口，每个端口各有它们都是双向端口，每个端口各有8 8条条I/OI/O线。线。2P0-P3P0-P3口四个锁存器同口四个锁存器同RAMRAM统一编址，可作统一编址，可作为为SFRSFR来寻址。来寻址。返回返回4/6/2023 单片机原理及接口技术

20、单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术2.2 89C51单片机引脚及其功能单片机引脚及其功能2.2.1 89C51单片机引脚单片机引脚2.2.2 89C51单片机引脚功能单片机引脚功能返回返回4/6/2023 单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术2.2.1 89C51单片机引脚单片机引脚P22图图2-3是是 89C51/LV51的引脚结构图，的引脚结构图，有有双列直插封装双列直插封装(DIP)方式和方式和方形封装方形封装方式。方式。返回返回4/6/2023 单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术单片机原理及

21、接口技术图图2-3 89C51/LV51的引脚结构的引脚结构 4/6/2023 单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术2.2.2 89C51单片机引脚功能单片机引脚功能一、电源引脚：一、电源引脚：Vcc和和Vss二、时钟电路引脚：二、时钟电路引脚：XTAL1和和XTAL2三、控制信号引脚三、控制信号引脚RST、ALE、PSEN和和EA四、四、I/O端口端口P0、P1、P2和和P3返回返回4/6/2023 单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术一、电源引脚：一、电源引脚：Vcc和和Vss1 1Vcc(40Vcc(

22、40或或4444脚脚)：电源端，为电源端，为+5V+5V。2 2Vss(20Vss(20或或2222脚脚)：接地端。接地端。返回返回4/6/2023 单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术二、时钟电路引脚：二、时钟电路引脚：XTAL1和和XTAL2XTAL2XTAL2（1818或或2020脚）：脚）：接外部晶体和微调电容的一接外部晶体和微调电容的一端；在端；在89C5189C51片内片内它是振荡电路反向放大器的它是振荡电路反向放大器的输输出端出端，振荡电路的频率就是晶体固有频率。，振荡电路的频率就是晶体固有频率。若需若需采用外部时钟电路采用外部时钟电路

23、时，则该引脚悬空。时，则该引脚悬空。89C5189C51正常工作时，该引脚应有脉冲信号输出。正常工作时，该引脚应有脉冲信号输出。4/6/2023 单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术XTAL1XTAL1（1919或或2121脚）：脚）：接外部晶体和微调电容接外部晶体和微调电容的另一端；在的另一端；在片内片内它是振荡电路反向放大它是振荡电路反向放大器的器的输入端输入端，在，在采用外部时钟采用外部时钟时，该引脚时，该引脚输入外部时钟脉冲。输入外部时钟脉冲。参见参见P19P19图图2-22-2二、时钟电路引脚：二、时钟电路引脚：XTAL1和和XTAL2返回

24、返回4/6/2023 单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术 三、控制信号引脚：三、控制信号引脚：RST、ALE、PSEN和和EARST/VRST/VPDPD（9 9或或1010脚）：脚）：RSTRST：复位信号输入端复位信号输入端，高电平有效。当此输，高电平有效。当此输入端保持两个机器周期的高电平时，就可入端保持两个机器周期的高电平时，就可以完成复位操作。以完成复位操作。4/6/2023 单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术RST/VRST/VPDPD（9 9或或1010脚）：脚）：V VPDPD ：RST

25、RST引脚的第二功能，引脚的第二功能，备用电源输入端。备用电源输入端。当主电源当主电源VccVcc 发生故障，降低到低电平规发生故障，降低到低电平规定值时，将定值时，将+5V+5V电源自动接入该引脚，为电源自动接入该引脚，为RAMRAM提供备用电源，以保证提供备用电源，以保证RAMRAM中的信息不中的信息不丢失，使得复位后能继续正常运行丢失，使得复位后能继续正常运行。三、控制信号引脚：三、控制信号引脚：RST、ALE、PSEN和和EA4/6/2023 单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术ALE/PROGALE/PROG（3030或或3333脚）：脚）

26、：ALEALE：地址锁存允许信号端地址锁存允许信号端。正常工作时，该。正常工作时，该引脚以振荡频率的引脚以振荡频率的1/61/6固定输出正脉冲。固定输出正脉冲。CPUCPU访问片外存储器访问片外存储器时，该引脚输出信号作时，该引脚输出信号作为为锁存低锁存低8 8位地址位地址的控制信号。它的负载能的控制信号。它的负载能力为力为8 8个个LSLS型型TTLTTL负载。负载。三、控制信号引脚：三、控制信号引脚：RST、ALE、PSEN和和EA4/6/2023 单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术ALE/PROGALE/PROG（3030或或3333脚）：脚

27、）：PROGPROG：是是对片内对片内带有带有4KB 4KB Flash ROMFlash ROM的的89C5189C51编程写入时的编程写入时的编程脉冲输入端编程脉冲输入端。三、控制信号引脚：三、控制信号引脚：RST、ALE、PSEN和和EA4/6/2023 单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术PSEN（29或或32脚）：脚）：程序存储器允许信号输出端程序存储器允许信号输出端。在在访问片外访问片外ROMROM时，定时输出时，定时输出负脉冲负脉冲作为读片外作为读片外ROMROM的选通信号，接片外的选通信号，接片外ROM ROM 的的OEOE端。端。它

28、的负载能力为它的负载能力为8 8个个LSLS型型TTLTTL负载。负载。三、控制信号引脚：三、控制信号引脚：RST、ALE、PSEN和和EA4/6/2023 单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术EA/EA/V Vpppp（3131或或3535脚）：脚）：EAEA：外部程序存储器地址允许输入端外部程序存储器地址允许输入端。当该引脚当该引脚接高电平接高电平时，时，CPUCPU访问访问片内片内ROMROM并执并执行片内程序存储器中的指令，但当行片内程序存储器中的指令，但当PCPC值值超超过过0FFFH0FFFH（片内片内ROMROM为为4KB4KB）时，将

29、自动转向时，将自动转向执行片外执行片外ROMROM中的程序。中的程序。当该引脚当该引脚接低电平接低电平时，时，CPUCPU只访问只访问片外片外ROMROM并并执行外部程序存储器中的程序。执行外部程序存储器中的程序。三、控制信号引脚：三、控制信号引脚：RST、ALE、PSEN和和EA4/6/2023 单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术EA/Vpppp（31或或35脚）：脚）：V Vpppp：对对89C5189C51片内片内 Flash ROMFlash ROM固化编程时，固化编程时，编程电压输入端编程电压输入端（12-21V12-21V）。）。三、控

30、制信号引脚：三、控制信号引脚：RST、ALE、PSEN和和EA返回返回4/6/2023 单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术四、四、I/OI/O端口端口P0P0、P1P1、P2P2、P3P31 1、准双、准双向向2 2、P0P0口口3 3、P1P1口口4 4、P2P2口口5 5、P3P3口口返回返回4/6/2023 单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术1、准双向、准双向当当I/OI/O口作为口作为输入输入时，应先向此口锁存器时，应先向此口锁存器写入写入全全1 1，此时该口引脚浮空，可作高阻抗输此时该口引脚浮

31、空，可作高阻抗输入。入。返回返回4/6/2023 单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术2、P0口：口：漏极开路的漏极开路的8 8位准双向位准双向I/OI/O口，每位能驱动口，每位能驱动8 8个个LSLS型型TTLTTL负载。负载。P0P0口可作为一个数据输入口可作为一个数据输入/输出口；输出口；在在CPUCPU访问片外访问片外存储器时，存储器时，P0P0口为口为分时复用分时复用的的低低8 8位位地址总线地址总线和和8 8位位数据总线数据总线。返回返回4/6/2023 单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术3、

32、P1口：口：带带内内部部上上拉拉电电阻阻的的8位位准准双双向向I/O端端口口，每每位位能驱动能驱动4 4个个LS型型TTL负载。负载。返回返回4/6/2023 单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术4、P2口：口：P2口口：带带内内部部上上拉拉电电阻阻的的8位位准准双双向向I/O端端口口，每每位位能能驱驱动动4个个LS型型TTL负负载载。在在CPU访访问问片外存储器片外存储器时，它时，它输出高输出高8 8位地址位地址。返回返回4/6/2023 单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术5、P3口：口：带内部上拉电阻

33、的带内部上拉电阻的8 8位准双向位准双向I/OI/O端口，每位端口，每位能驱动能驱动4 4个个LSLS型型TTLTTL负载。负载。P3P3口除作为口除作为一般一般I/OI/O口口外，外，每个引脚都有第二功能每个引脚都有第二功能。P24P24表表2-12-1返回返回4/6/2023 单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术表表2-1 P3端口引脚与复用功能表端口引脚与复用功能表4/6/2023 单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术2.32.3 89C5189C51单片机存储器配置单片机存储器配置2.3.12.3.

34、1 89C51 89C51存储器存储器分类分类2.3.22.3.2 程序程序存储器地址空间存储器地址空间2.3.32.3.3 数据数据存储器地址空间存储器地址空间返回返回4/6/2023 单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术2.3.1 89C512.3.1 89C51存储器分类存储器分类一、物理结构（哈佛结构）一、物理结构（哈佛结构）二、用户角度二、用户角度返回返回4/6/2023 单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术一、物理结构（哈佛结构一、物理结构（哈佛结构）返回返回4/6/2023 单片机原理及接口技

35、术单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术二、用户角度：二、用户角度：返回返回如如P25图图2-4所示所示1、片片内内、外外统统一一编编址址的的64K程程序序存存储储器器地地址址空空间间。CPU访问片内、片外访问片内、片外ROM指令用指令用MOVC。2、64K的的片外数据存储器片外数据存储器地址空间。地址空间。访问片外访问片外RAM指令用指令用MOVX。4/6/2023 单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术3、256字节的字节的片内数据存储器片内数据存储器地址空间。地址空间。访问片内访问片内RAM指令用指令用MOV。返回返回 上上

36、述述三三个个存存储储空空间间地地址址是是重重叠叠的的，89C51的的指指令令系统采用系统采用不同不同的数据传送的数据传送指令符号。指令符号。4/6/2023 单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术2.3.2 2.3.2 程序存储器地址空间程序存储器地址空间一、用途：一、用途：二、编址：二、编址：三、寻址方式：三、寻址方式：返回返回4/6/2023 单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术一、用途：一、用途：用于存放编好的用于存放编好的程序程序和和表格常数表格常数。返回返回4/6/2023 单片机原理及接口技术单片

37、机原理及接口技术单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术二、编址：二、编址：89C51片内片内Flash ROM的容量为的容量为4KB。地址为地址为0000H0FFFH。片外片外最多可扩至最多可扩至64KB ROM/EPROM，地址为地址为1000HFFFFH。片内外统一编址。片内外统一编址。返回返回4/6/2023 单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术三、寻址方式：三、寻址方式：1、当、当 EA=“1”时：时：89C5189C51的的PCPC在在000000000FFFH0FFFH范围内执行范围内执行片内片内ROMROM中的程序，当指令地址中的程序

38、，当指令地址超过超过0FFFH0FFFH 后就后就自动转向自动转向片外片外ROMROM中取指令。中取指令。4/6/2023 单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术三、寻址方式三、寻址方式：2、当、当 EA=”0”时：时：89C5189C51片内片内ROMROM不起作用，不起作用，CPUCPU只能只能从片外从片外Flash Flash ROM/EPROMROM/EPROM中取指令。中取指令。可以从可以从 0000H0000H 开始寻址。开始寻址。由于由于80318031片内不带片内不带ROMROM ，所以使用时必须所以使用时必须 EAEA=”0=”0”。

39、4/6/2023 单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术三、寻址方式：三、寻址方式：3、89C51从从片内片内ROM和和片外片外ROM取指的速取指的速度相同。度相同。4、程序存储器的、程序存储器的保留存储单元保留存储单元。如如P26P26表表2-22-2所示。所示。4/6/2023 单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术表表2-2 保留的存储单元保留的存储单元返回返回4/6/2023 单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术三、寻址方式：三、寻址方式：1 1、0000H0

40、000H0002H0002H三个单元：三个单元：用作用作89C5189C51上电复位后引导程序的存放单元。上电复位后引导程序的存放单元。因为复位后因为复位后PCPC的内容为的内容为0000H0000H，CPUCPU总是从总是从0000H0000H开始执行程序。将转移指令存放到这三开始执行程序。将转移指令存放到这三个单元，程序就被引导到指定的程序存储器个单元，程序就被引导到指定的程序存储器空间去执行。空间去执行。返回返回4/6/2023 单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术三、寻址方式：三、寻址方式：（2 2）0003H0003H002AH002AH单

41、元：单元：均分为五段，用作五个中断服务程序的入口。均分为五段，用作五个中断服务程序的入口。中断矢量地址表如中断矢量地址表如P26P26表表2-32-3所示。所示。返回返回4/6/2023 单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术表表2-3 中断矢量表中断矢量表返回返回4/6/2023 单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术2.3.3 数据数据存储器地址空间存储器地址空间一、用途：一、用途：二、二、片外片外RAM：三、三、片内片内RAM：返回返回4/6/2023 单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术单片机原理及

42、接口技术单片机原理及接口技术一、用途：一、用途：用于存放运算的中间结果、数据暂存和缓冲、标用于存放运算的中间结果、数据暂存和缓冲、标志位等。志位等。返回返回二、片外二、片外RAM：64kB=216B地址：地址：0000HFFFFH 寻址：用寻址：用MOVX指令指令4/6/2023 单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术三、片内三、片内RAM：256B=28B（一）片内一）片内RAMRAM地址空间地址空间（二）低（二）低128128字节字节RAMRAM（00H00H7FH7FH）（三）高三）高128128字节字节RAMRAM（80H80HFFHFFH）：

43、）：特殊功能寄存器特殊功能寄存器SFRSFR区区返回返回4/6/2023 单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术（一）片内（一）片内RAM地址空间：地址空间：寻址：用指令寻址：用指令MOV最大可寻址最大可寻址256个单元。个单元。返回返回如如P28图图2-74/6/2023 单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术（二）低（二）低128字节字节RAM（00H7FH）:P28图图2-81、工作寄存器区（、工作寄存器区（00H1FH）2、位寻址区（位寻址区（20H2FH）3、用户用户RAM区（区（30H7FH）返回返

44、回4/6/2023 单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术1、工作寄存器区、工作寄存器区(00H1FH):P28图图2-8由由四组四组（32个）工作寄存器组成，个）工作寄存器组成，每组每组8 8个个寄存寄存器（器（R0-R7），），共占共占32个单元。见个单元。见P29 表表2-4。通过程序状态寄存器通过程序状态寄存器 PSWPSW中中RS1RS1、RS0RS0两位两位设定来设定来选择选择CPU的的当前工作寄存器组当前工作寄存器组。复位时，第。复位时，第0组组为当前的工作寄存器。为当前的工作寄存器。若不需要四组，则其余可作为一般若不需要四组，则其余可作

45、为一般RAM单元。单元。返回返回4/6/2023 单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术表表2-4 工作寄存器地址表工作寄存器地址表返回返回4/6/2023 单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术2、位寻址区、位寻址区(20H2FH):P28图图2-8位寻址区有位寻址区有16个单元，每个单元个单元，每个单元8位，共位，共128位位位地址为位地址为00H-7FH。可用位寻址方式访问其各位。可用位寻址方式访问其各位。RAM位寻址区位地址表如位寻址区位地址表如 表表2-5所示。所示。这些可寻址位，通过执行指令可直接对

46、某一位这些可寻址位，通过执行指令可直接对某一位操作，如置操作，如置1、清、清0、判断转移等。、判断转移等。位寻址是位寻址是89C51的一个重要特点。的一个重要特点。返回返回4/6/2023 单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术表表2-5 RAM位寻址区位地址表位寻址区位地址表4/6/2023 单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术3、用户、用户RAM区区(30H7FH):P28图图2-8用于堆栈和数据缓冲。用于堆栈和数据缓冲。返回返回4/6/2023 单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术单片机原理及接口技

47、术单片机原理及接口技术（三）高（三）高128字节字节RAM(80HFFH):P28图图2-9返回返回l有有21个特殊功能功能寄存器。个特殊功能功能寄存器。见表见表 2-6l地址分布在地址分布在80HFFH的的RAM空间。空间。l只能用只能用直接直接寻址方式。寻址方式。l有有1111个个具有位寻址能力。具有位寻址能力。11个个SFR的字节地址正的字节地址正好能被好能被8整除。特殊功能寄存器的地址整除。特殊功能寄存器的地址见表见表2-5。l部分特殊功能寄存器介绍部分特殊功能寄存器介绍4/6/2023 单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术表表2-5 特殊功

48、能寄存器地址表特殊功能寄存器地址表4/6/2023 单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术表表2-5 特殊功能寄存器表特殊功能寄存器表4/6/2023 单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术部分特殊功能寄存器介绍部分特殊功能寄存器介绍累加器累加器ACCACC（E0HE0H）：）：用用A作为作为ACC的助记符。的助记符。用于存放第一个操作数及运算结果。用于存放第一个操作数及运算结果。返回返回寄存器寄存器B B（F0HF0H）：）：l在在乘法指令乘法指令中，中，B用于存放乘数和乘积的高用于存放乘数和乘积的高8位。位

49、。l在在除法除法指令中用于存放除数和余数。指令中用于存放除数和余数。l在在其它其它指令中用作一般的寄存器或指令中用作一般的寄存器或RAM单元。单元。4/6/2023 单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术部分特殊功能寄存器介绍部分特殊功能寄存器介绍PSW PSW 程序状态寄存器程序状态寄存器（D0HD0H）：）：PSW包含了程序执行后的状态信息，供程序查包含了程序执行后的状态信息，供程序查 询或判断用。询或判断用。PSW的的格式格式PSW各位的各位的含义含义返回返回4/6/2023 单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术单片机原理

50、及接口技术返回返回PSWPSW的格式如下：的格式如下：P31P31ACCYPOVRS0RS1F0PSW(D0H)D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D04/6/2023 单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术PSWPSW各位的含义各位的含义（1）CY位位(PSW.7)：进：进(借借)位标志位。位标志位。执行加法执行加法(减法减法)运算指令时，如运算结果最高位运算指令时，如运算结果最高位(D7)向前有进位向前有进位(借位借位)，CY=1；否则，否则，CY=0。在在位操作位操作指令中，指令中，CY位是布尔累加器，用位是布尔累加器，用C表示表示返回返回