第01章单片机基础精选文档.ppt

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1、第01章单片机基础本讲稿第一页，共九十六页主要内容主要内容第第0章章 单片机概述单片机概述 1.1微型计算机概述微型计算机概述 1.1.2 微型计算机的发展微型计算机的发展 1.2 微型计算机的组成及其工作原理微型计算机的组成及其工作原理1.3 单片微型计算机的发展及应用单片微型计算机的发展及应用 本讲稿第二页，共九十六页1946年第一台计算机诞生年第一台计算机诞生 经历了电子管、晶体管、集成电路、大规模集经历了电子管、晶体管、集成电路、大规模集成电路、超大规模集成电路的过程成电路、超大规模集成电路的过程计算机产生的目的计算机产生的目的：为了解决日益复杂的计算问为了解决日益复杂的计算问题题如今

2、，计算机已经深入到社会的各个领域如今，计算机已经深入到社会的各个领域随着计算机的普及，计算机在不同的领域、不同的随着计算机的普及，计算机在不同的领域、不同的行业的应用。是计算机在结构上发生了深刻的变化，行业的应用。是计算机在结构上发生了深刻的变化，其表现在以下几个方面其表现在以下几个方面：本讲稿第三页，共九十六页（1）针对控制领域的特点，即高可靠性，灵活的控制能力，）针对控制领域的特点，即高可靠性，灵活的控制能力，再加上要求体积小、价格低。出现了将微处理器与外围器再加上要求体积小、价格低。出现了将微处理器与外围器件集成在一块芯片上计算机件集成在一块芯片上计算机单片机（单片机（single-ch

3、ip Microcomputer)。它具有灵活的指令系统和位处理能力。它具有灵活的指令系统和位处理能力,抗干扰能力强，功耗低。由于它主要用于控制领域，例如，抗干扰能力强，功耗低。由于它主要用于控制领域，例如，智能控制设备与仪表机电一体化产品，家电产品等。因此智能控制设备与仪表机电一体化产品，家电产品等。因此又叫又叫Microcontroling unit.(MCU)（2）针对信号处理过程中需要大量的复杂计算，例如，语音、）针对信号处理过程中需要大量的复杂计算，例如，语音、图像的处理，编解码处理。信号的提取与恢复等，出现了以密图像的处理，编解码处理。信号的提取与恢复等，出现了以密集型计算见长的单

4、片机，即集型计算见长的单片机，即DSP（Digital signal Processor).本讲稿第四页，共九十六页（3）满足功能多样化的目的，将微处理器，半导体存贮）满足功能多样化的目的，将微处理器，半导体存贮器，器，I/O接口和中断电路及装在一块印刷电路板上，或几接口和中断电路及装在一块印刷电路板上，或几块电路板上，形成单板机或多板机，再加上外设和系统块电路板上，形成单板机或多板机，再加上外设和系统软件，就构成了通用的软件，就构成了通用的PC机。机。单片机和单片机和PC机在结构上的区别：机在结构上的区别：PC机采用了机采用了Ven Neumann结构结构DSP采用了采用了Havard结构结

5、构MCU采用类似采用类似Havard结构结构本讲稿第五页，共九十六页单片微型计算机的发展及应用单片微型计算机的发展及应用1 1 单片机的发展单片机的发展历史历史2 2 单片机的发展趋势单片机的发展趋势3 3 单片机的典型单片机的典型产品产品4 4 单片机的应用单片机的应用 本讲稿第六页，共九十六页 19741974年年年年1212月月月月，美美美美国国国国仙仙仙仙童童童童（FairchildFairchild）公公公公司司司司推推推推出出出出了了了了世世世世界界界界上上上上第第第第一一一一台台台台8 8位位位位单单单单片片片片机机机机F8F8。单片机的发展过程分为以下几个发展阶段。单片机的发展

6、过程分为以下几个发展阶段。单片机的发展过程分为以下几个发展阶段。单片机的发展过程分为以下几个发展阶段。第一代单片机（第一代单片机（第一代单片机（第一代单片机（1974197619741976年）年）年）年）单片机发展的起步阶段。集成度也较低，并且采用了双片形式。单片机发展的起步阶段。集成度也较低，并且采用了双片形式。单片机发展的起步阶段。集成度也较低，并且采用了双片形式。单片机发展的起步阶段。集成度也较低，并且采用了双片形式。代表产品有代表产品有代表产品有代表产品有FairchildFairchild公司的公司的公司的公司的F8F8和和和和MostekMostek公司的公司的公司的公司的387

7、03870等。等。等。等。第二代单片机（第二代单片机（第二代单片机（第二代单片机（1976197819761978年）年）年）年）这是单片机的发展阶段。这是单片机的发展阶段。这是单片机的发展阶段。这是单片机的发展阶段。最典型的产品有最典型的产品有最典型的产品有最典型的产品有IntelIntel公司的公司的公司的公司的MCS-48MCS-48系列单片机。系列单片机。系列单片机。系列单片机。第三代单片机（第三代单片机（第三代单片机（第三代单片机（19791979一一一一19821982年）年）年）年）这是这是这是这是8 8位单片机的成熟阶段。位单片机的成熟阶段。位单片机的成熟阶段。位单片机的成熟阶

8、段。代表产品有代表产品有代表产品有代表产品有IntelIntel公司的公司的公司的公司的MCS-51MCS-51系列机、系列机、系列机、系列机、MotorolaMotorola公司公司公司公司 的的的的MC6801MC6801系列机、系列机、系列机、系列机、ZilogZilog公司的公司的公司的公司的Z8Z8系列机等。系列机等。系列机等。系列机等。第四代单片机（第四代单片机（第四代单片机（第四代单片机（19831983年以后）年以后）年以后）年以后）1983 1983年以后是年以后是年以后是年以后是1616位单片机和位单片机和位单片机和位单片机和8 8位高性能单片机并行发展的时代。位高性能单片

9、机并行发展的时代。位高性能单片机并行发展的时代。位高性能单片机并行发展的时代。1 1 单片机的发展历史单片机的发展历史本讲稿第七页，共九十六页目目目目前前前前，单单单单片片片片机机机机正正正正朝朝朝朝着着着着高高高高速速速速度度度度、高高高高性性性性能能能能和和和和多多多多品品品品种种种种方方方方向向向向发发发发展展展展，单单单单片片片片机的发展趋势具体体现在以下四个方面：机的发展趋势具体体现在以下四个方面：机的发展趋势具体体现在以下四个方面：机的发展趋势具体体现在以下四个方面：（1 1）位位、位位、位位、位位单单片片机机共共存存，并并各各有有自己的生存空间。自己的生存空间。（2 2）CPU

10、CPU功能不断增强、运行不断速度提高。功能不断增强、运行不断速度提高。（3 3）内内部部资资源源增增多多，增增加加存存储储器器容容量量、片片内内外外设设如如ADAD、DADA、LEDLEDLCDLCD驱动、驱动、DMADMA、PWMPWM、WDT WDT。（）引脚的多功能化（）引脚的多功能化 （）低电压和低功耗（）低电压和低功耗 （）结合（）结合（）结合（）结合ASICASICASICASIC和和和和RISCRISCRISCRISC技术，使单片机的应用范围进一步扩大。技术，使单片机的应用范围进一步扩大。技术，使单片机的应用范围进一步扩大。技术，使单片机的应用范围进一步扩大。2 2 单片机的发展

11、趋势单片机的发展趋势本讲稿第八页，共九十六页3 3 单片机的典型产品单片机的典型产品18位低档系列机位低档系列机 MCS-48系列是系列是Intel公司公司1976年后推出的八位系列机年后推出的八位系列机单片机单片机28位高档系列机位高档系列机 MCS-51系列单片机是系列单片机是Intel公司公司1980年以后推出的年以后推出的8位高档机位高档机 316位单片机系列位单片机系列 Intel公司从公司从1984年开始推出高性能的十六位年开始推出高性能的十六位MCS-96系列单片机系列单片机 432单片机单片机以以ARM公司的公司的ARM711为代表为代表本讲稿第九页，共九十六页单单片片机机具具

12、有有集集成成度度高高、结结构构简简单单、可可靠靠性性高高、控控制制功功能能强强、应应用用灵灵活活方方便便和和价价格格低低等等优优点点，因因此此广广泛泛应应用用于于国国民民经经济济的的各各个个领领域域。单单片片机机的的应应用用提提高高了了机机电电设设备备的的技技术术水水平平和和自自动动化化程程度度，对对各各行行各各业业的的技技术术改改造造和和产产品品更更新新换换代起到了重要的推动作用。代起到了重要的推动作用。1单片机特别适用于机、电、仪一体的智能产品单片机特别适用于机、电、仪一体的智能产品 （1）单片机在日常生活中的应用）单片机在日常生活中的应用 （2）单片机在数据处理方面的应用）单片机在数据处

13、理方面的应用 （3）单片机在智能化的仪器仪表中应用）单片机在智能化的仪器仪表中应用 2单片机在工业控制中的应用单片机在工业控制中的应用 3单片机在通讯方面的应用单片机在通讯方面的应用 4 4 单片机的应用单片机的应用本讲稿第十页，共九十六页本讲稿第十一页，共九十六页单片机成功地应用于玩具、游戏机、无绳电话、充电器、单片机成功地应用于玩具、游戏机、无绳电话、充电器、按摩器、按摩器、IC卡电话、卡电话、IC卡水表、卡水表、IC卡煤气表、卡煤气表、IC卡电度表、卡电度表、流量温控仪表、家庭自动化、电子锁、电子秤、步进电机、流量温控仪表、家庭自动化、电子锁、电子秤、步进电机、防盗报警、电子日历时钟等这

14、些日常生活的产品中。防盗报警、电子日历时钟等这些日常生活的产品中。图图形形终终端端、彩彩色色黑黑白白复复印印机机、软软盘盘及及硬硬盘盘驱驱动动器器、磁磁带机、打印机的内部都采用单片机进行控制。带机、打印机的内部都采用单片机进行控制。在在各各类类仪仪器器仪仪表表中中（包包括括医医疗疗器器械械、色色谱谱仪仪、温温度度、湿湿度度、流流量量、流流速速、电电压压、频频率率、功功率率、厚厚度度、角角度度、长长度度、硬硬度度、元元素素测测定定等等）引引R入入单单片片机机，使使仪仪器器仪仪表表数数字字化化、智智能化、微型化，功能大大提高。能化、微型化，功能大大提高。本讲稿第十二页，共九十六页计算机的新分类通用

15、计算机通用计算机：具有计算机的标准形态，有操作：具有计算机的标准形态，有操作系统，可以装上不同的应用软件，应用于不同系统，可以装上不同的应用软件，应用于不同的领域，其典型产品是通用的领域，其典型产品是通用PC机。机。嵌入式计算机：嵌入式计算机：以应用为中心，以计算机技术为以应用为中心，以计算机技术为基础，软硬件可裁减，针对具体的应用环境和要基础，软硬件可裁减，针对具体的应用环境和要求而设计，是一台专用的计算机系统。求而设计，是一台专用的计算机系统。单片机、单片机、DSP、ARM等为核心的系统都是等为核心的系统都是嵌入式系统。嵌入式系统。本讲稿第十三页，共九十六页 本本教教材材主主要要讲讲述述M

16、CS-51单单片片机机，包包括括它它的的硬硬件件、软软件及其应用。件及其应用。本章介绍本章介绍MCS-51单片机的结构、工作原理及其组成部件单片机的结构、工作原理及其组成部件和各部件的功能。和各部件的功能。1.1 MCS-51系列单系列单片机的结构片机的结构 1.2 8051单片机单片机内部结构和功能内部结构和功能1.3 MCS-51单片机的引脚功能单片机的引脚功能1.4 MCS-51单片机的工作方式单片机的工作方式 1.5 MCS-51单片机的时序单片机的时序第第1 1章章 MCS-51 MCS-51单片机的结构和工作原理单片机的结构和工作原理本讲稿第十四页，共九十六页 1.1.2 MCS-

17、51单片机的应用特性单片机的应用特性1.1.1 MCS-51 单片机的基本组成单片机的基本组成1 11 MCS-511 MCS-51系列单片机的结构系列单片机的结构本讲稿第十五页，共九十六页 1.2.1 中央处理器中央处理器CPU 1.2.2 存储器结构存储器结构 1.2.3 定时器定时器/计数器（计数器（T/C)1.2.4 并行并行I/O接口接口 1.2.5 串行口串行口 1.2.6 中断系统中断系统1 12 80512 8051单片机单片机内部结构和功能内部结构和功能本讲稿第十六页，共九十六页 1.1.1 MCS-51 1.1.1 MCS-51 单片机的基本组成单片机的基本组成存储器存储器

18、I/OI/OI/OI/O接口接口接口接口本讲稿第十七页，共九十六页 MCS-51单片机芯片有许多种：单片机芯片有许多种：如如8051、8031、8751、80C51、80C31等。等。它由它由8个部件组成，个部件组成，1、中央处理器（、中央处理器（CPU）核心核心 2、时钟电路、时钟电路 12MHz 3、程序存储器（、程序存储器（ROM/EPROM）4KB 4、数据存储器（、数据存储器（RAM）128B+128B SFR 5、并行、并行I/O口（口（P0P3口）口）P0和和P2兼作外总线兼作外总线 6、串行口、串行口 全双工串行口全双工串行口 7、定时器、定时器/计数器计数器 2个个16位位

19、8、中断系统、中断系统 5个中断源，高级和低级两级优先级别个中断源，高级和低级两级优先级别 它们都是通过单一总线连接，并被集成在一块半导体芯它们都是通过单一总线连接，并被集成在一块半导体芯片上，为单片微型计算机（片上，为单片微型计算机（Single-Chip Microcomputer）Microcontroling unit片内存储器片内存储器片内片内I/O接口接口本讲稿第十八页，共九十六页1.MCS-51单片机系列单片机系列 两大系列：两大系列：MCS-51子系列和子系列和MCS-52子系列。子系列。其中其中51子系列是子系列是基本型基本型，而，而52子系列属于子系列属于增强型增强型。各子

20、系列配置如表各子系列配置如表2-1所示。所示。(P46)片内片内ROM形式形式 无无 ROM EPROM 8031 8051 8751 80C31 80C51 87C51 8032 8052 8752 80C32 80C52 87C52112 MCS-51单片机的应用特性单片机的应用特性5151子子子子系统系统系统系统5252子子子子系统系统系统系统本讲稿第十九页，共九十六页52子子系系列列与与51子子系系列列相相比比，其其功功能能增增强强的的具具体体方面如下：方面如下：1片内片内RAM从从128字节增加到字节增加到256字节字节2片内片内ROM从从4KB 增加到增加到8KB3定时器定时器/计

21、数器从计数器从2个增加到个增加到3个个4中断源从中断源从5个增加到个增加到67个个本讲稿第二十页，共九十六页!80C51 80C51 中央处理单元；中央处理单元；中央处理单元；中央处理单元；!8K 8K 字节内部程序存储器，可外部扩展到字节内部程序存储器，可外部扩展到字节内部程序存储器，可外部扩展到字节内部程序存储器，可外部扩展到64K 64K 字节；字节；字节；字节；!256 256 字节片内数据字节片内数据字节片内数据字节片内数据RAM RAM，可外部扩展到，可外部扩展到，可外部扩展到，可外部扩展到64K 64K 字节；字节；字节；字节；!3 3 个个个个16 16 位定时位定时位定时位定

22、时/计数器计数器计数器计数器T0 T0，T1 T1（标准（标准（标准（标准80C51 80C51）和附加的）和附加的）和附加的）和附加的T2 T2（捕获（捕获（捕获（捕获&比比比比较）；较）；较）；较）；!内置内置内置内置PWMPWMPWMPWM；!带带带带 8 8 路模拟输入的路模拟输入的路模拟输入的路模拟输入的10 10 位位位位ADC ADC；!快快快快 速速速速8 8 位位位位ADC ADC 选项；选项；选项；选项；!5 5 个个个个8 8 位位位位I/O I/O 口加上一个与模拟输入复用的口加上一个与模拟输入复用的口加上一个与模拟输入复用的口加上一个与模拟输入复用的8 8 位输入口；

23、位输入口；位输入口；位输入口；2 2!带带带带 字节方式主和从功能的字节方式主和从功能的字节方式主和从功能的字节方式主和从功能的I 2C I 2C 总线串行总线串行总线串行总线串行I/O I/O 口；口；口；口；!片内看门狗定时器；片内看门狗定时器；片内看门狗定时器；片内看门狗定时器；!宽温度范围；宽温度范围；宽温度范围；宽温度范围；!全全全全 静态操作：静态操作：静态操作：静态操作：0 0 16MHz 16MHz；!操作电压范围：操作电压范围：操作电压范围：操作电压范围：2.7 2.7 5.5V 5.5V（0 0 16MHz 16MHz）；）；）；）；!保密位：保密位：保密位：保密位：OTP

24、 OTP（3 3 位）；位）；位）；位）；!64 64 字节加密阵列；字节加密阵列；字节加密阵列；字节加密阵列；本讲稿第二十一页，共九十六页2.单片机芯片的半导体工艺单片机芯片的半导体工艺MCS-51系列单片机采用以下两种半导体工艺生产系列单片机采用以下两种半导体工艺生产 HMOS 芯片型号中芯片型号中不带有字母不带有字母“C”的，的，功耗较大。功耗较大。CHMOS 芯片型号中芯片型号中凡带有字母凡带有字母“C”的，的，具有高速度、高密度、低功耗的特点具有高速度、高密度、低功耗的特点 例例如如 8051的的功功耗耗为为630mW，80C51的的功功耗耗只只有有120mW。在在便便携携式式、手手

25、提提式式或或野野外外作作业业仪仪器器设设备备或或长长期期无无人人值值守守自自动动监监测测、监监控控的的仪仪表表上上是是非非常常有有意意义义的的。因因此此在在这这些些产产品品中最好使用中最好使用CHMOS型单片机芯片型单片机芯片.本讲稿第二十二页，共九十六页3.3.片内片内ROMROM存储器的配置形式及应用环境存储器的配置形式及应用环境 MCS-51单片机内程序存储器的配置形式有三种：单片机内程序存储器的配置形式有三种：掩模掩模ROM型型 （由厂家一次写入，成本低）（由厂家一次写入，成本低）EPROM型型 （由用户可反复写入，成本较高）（由用户可反复写入，成本较高）87C51 FLASH型型（以

26、（以FLASH存贮器为程序存贮器）存贮器为程序存贮器）如如：89S51/89C51 无无ROM （需在片外扩展）（需在片外扩展）8031 各有特点，也各有其适用场合，可根据需要进行各有特点，也各有其适用场合，可根据需要进行选择选择 环境温度范围，划分为三个等级环境温度范围，划分为三个等级 民用级民用级 070 工业级工业级 4085 军用级军用级 65125 因此在使用中应注意根据现场温度因此在使用中应注意根据现场温度选择选择芯片。芯片。本讲稿第二十三页，共九十六页1.2 80511.2 8051单片机内部结构和功能单片机内部结构和功能本讲稿第二十四页，共九十六页一运算器一运算器 1 1算术逻

27、辑单元（算术逻辑单元（ALUArithmetic Logic UnitArithmetic Logic Unit）2 2累加器（累加器（ACCAccumulatorAccumulator）3 3寄存器寄存器 B 4 4程序状态字（程序状态字（PSWProgram Status WordProgram Status Word）5 5布尔处理器布尔处理器二、控制器二、控制器1 1程序计数器（程序计数器（PCProgram CounterProgram Counter）2 2指令译码器指令译码器ID 3 3数据指针（数据指针（DPTR）4.4.堆栈指针堆栈指针(SPStack PointerStac

28、k Pointer)1 12 21 1 中央处理器中央处理器CPUCPU本讲稿第二十五页，共九十六页 功能：运算部件功能：运算部件 实现算术、逻辑运算、位变量处理、移位、数据传送实现算术、逻辑运算、位变量处理、移位、数据传送 1 1算术逻辑单元（算术逻辑单元（ALU）8位位 其累加器是其累加器是ACC 二进制四则运算和布尔代数的逻辑运算二进制四则运算和布尔代数的逻辑运算 运算结果影响运算结果影响PSW的有关标志位的有关标志位 2.累加器（累加器（ACC）8位位 存放操作数和中间结果存放操作数和中间结果 工作频繁，大多数操作均通过它进行工作频繁，大多数操作均通过它进行 3寄存器寄存器B 8位位

29、乘法时用于存乘数乘法时用于存乘数/积的高积的高8位位 除法时用于存除数除法时用于存除数/余数余数 4程序状态字（程序状态字（PSW）8位位 特殊功能寄存器特殊功能寄存器 5布尔处理器布尔处理器 1位位 它以进位标志（它以进位标志（CY）作为累加位）作为累加位 进行位操作进行位操作 一、运算器一、运算器本讲稿第二十六页，共九十六页CYACF0RS1 RS0OVP PSW.7PSW.6PSW.5PSW.4PSW.3PSW.2PSW.1PSW.0PSW.7PSW.6PSW.5PSW.4PSW.3PSW.2PSW.1PSW.0CY(PSW.7)进位标志位进位标志位 AC（PSW.6）辅助进位（或称半进

30、位）标志辅助进位（或称半进位）标志F0（PSW.5）用户标志位用户标志位 RS1和和RS0（PSW.4，PSW.3）工作寄存器组选择位）工作寄存器组选择位 OV（PSW.2）溢出标志位溢出标志位 PSW.1 未定义位未定义位P（PSW.0）奇偶标志位奇偶标志位 程序状态字程序状态字PSW各位标志的含义各位标志的含义本讲稿第二十七页，共九十六页 CY是是PSW中最常用的标志位。中最常用的标志位。由硬件或软件置位和清零。由硬件或软件置位和清零。字节运算中字节运算中(ALU)：它表示运算结果是否有进位（或借位）。它表示运算结果是否有进位（或借位）。加法时：有进位加法时：有进位 Cy由硬件置由硬件置“

31、1”即即Cy=1；无进位无进位 CY被硬件清被硬件清“0”即即Cy=0。减法时：有借位减法时：有借位 Cy由硬件置由硬件置“1”即即Cy=1；无借位无借位 CY被硬件清被硬件清“0”即即Cy=0。位操作（位操作（布尔操作布尔操作）时，）时，CY作为累加器使用，其作用相当作为累加器使用，其作用相当于字节操作的累加器于字节操作的累加器ACC。CY本讲稿第二十八页，共九十六页在指令中可作为转移的条件在指令中可作为转移的条件 JC rel ；cy=1转移转移 JNC rel ；cy=0 转移转移 位操作指令中做累加器位操作指令中做累加器 ANL C,bit ANL C,/bit ORL C,bit O

32、RL C,/bit SETB C CLR C CPL C MOV C,bit MOV bit,c 本讲稿第二十九页，共九十六页AC（PSW.6）辅助进位（或称半进位）标志。辅助进位（或称半进位）标志。当执行当执行加减运算加减运算时，其运算结果产生时，其运算结果产生低四位向高四低四位向高四位进位或借位位进位或借位时时,AC由硬件置由硬件置“1”；否则；否则AC位被自动位被自动清清“0”。一般在一般在BCD码运算时，系统用于进行十进制调整码运算时，系统用于进行十进制调整 AC本讲稿第三十页，共九十六页 OV（PSW.2）溢出标志位溢出标志位 它它反反映映运运算算结结果果是是否否溢溢出出，溢溢出出时

33、时则则由由硬硬件件将将OV 位位置置“1”；否否则则置置“0”。只只有有在在补补码码运算时起作用。运算时起作用。OV本讲稿第三十一页，共九十六页 溢出和进位是两种不同性质的概念。溢出和进位是两种不同性质的概念。溢出是指有正负号的两个数运算时，运算结果超出了溢出是指有正负号的两个数运算时，运算结果超出了累加器以补码所能表示一个有符号数的范围。累加器以补码所能表示一个有符号数的范围。而进位则表示两数运算最高位（而进位则表示两数运算最高位（D7）相加（或相减）相加（或相减）有无进位（或借位）。有无进位（或借位）。因此使用时应加以注意。因此使用时应加以注意。OV OV 与与 CyCyOV与CY本讲稿第

34、三十二页，共九十六页F0（PSW.5）用户标志位。用户标志位。用户可根据自己的需要对用户可根据自己的需要对F0位赋予一定的含义，位赋予一定的含义，由用户置位或复位，作为软件标志。由用户置位或复位，作为软件标志。SETB F0 ;置位置位 CLR F0 ;复位复位 相当于高级语言中的逻辑变量相当于高级语言中的逻辑变量FO本讲稿第三十三页，共九十六页 P（PSW.0）奇偶标志位奇偶标志位 P标志表明累加器标志表明累加器ACC中中1的个数的奇偶性。的个数的奇偶性。在每条指令执行完后，单片机根据在每条指令执行完后，单片机根据ACC的内容对的内容对P 位自动置位或复位。位自动置位或复位。若累加器若累加器

35、ACC中有奇数个中有奇数个“1”，则，则P=1；若累加器若累加器ACC中有偶数个中有偶数个“1”，则，则P=0。PP本讲稿第三十四页，共九十六页1程序计数器（程序计数器（PC）16位计数器（位计数器（重要重要）PC是程序的字节地址计数器，是程序的字节地址计数器，其内容是将要执行的其内容是将要执行的下一条指令的地址，寻址范围达下一条指令的地址，寻址范围达64KB。PC 有自动加有自动加1功能，从而实现程序的顺序执行。功能，从而实现程序的顺序执行。可以通过转移、调用、返回等指令改变其内容，以实可以通过转移、调用、返回等指令改变其内容，以实现程序的转移。现程序的转移。二、控制器二、控制器本讲稿第三十

36、五页，共九十六页2指令译码器指令译码器ID 当指令取出经指令寄存器当指令取出经指令寄存器IR送至指令译码器送至指令译码器ID时时，ID对该指令进行译码，即把指令转变成所需的电平信号，对该指令进行译码，即把指令转变成所需的电平信号，CPU 根据根据ID输出的电平信号使定时控制电路定时地产生输出的电平信号使定时控制电路定时地产生执行该指令所需的各种控制信号，以使计算机能正确执行执行该指令所需的各种控制信号，以使计算机能正确执行程序所要求的各种操作。程序所要求的各种操作。程序程序存储器存储器PC取出取出指令码指令码指令指令寄存器寄存器IR指令指令译码器译码器ID把指令转变把指令转变成所需要得成所需要

37、得电平信号电平信号 CPU 产生执产生执行该指令所需的行该指令所需的各种控制信号各种控制信号取指令取指令分析指令分析指令执行指令执行指令ID本讲稿第三十六页，共九十六页3数据指针（数据指针（DPTR）16bit 数数据据指指针针DPTR为为16位位寄寄存存器器。它它的的功功能能是是存存放放16位位的的地地址址，作作为为访访问问外外部部程程序序存存储储器器和和外外部部数数据据存存储储器时的地址。器时的地址。编编程程时时，DPTR既既可可按按16位位寄寄存存器器使使用用，也也可可以以按两个按两个8位寄存器分开使用。即：位寄存器分开使用。即：DPHDPTR的高的高8位位DPLDPTR的低的低8位位4

38、.堆栈指针堆栈指针(SP)8 bit SP的的内内容容就就是是堆堆栈栈栈栈顶顶的的存存储储单单元元地地址址。不不论论是是数数据据进进栈栈还还是是数数据据出出栈栈，都都是是对对堆堆栈栈的的栈栈顶顶单单元元进进行行的，即对栈顶单元的写和读操作。的，即对栈顶单元的写和读操作。DPTR SP本讲稿第三十七页，共九十六页1.2.2 存储器结构存储器结构1 程序存储器程序存储器（1）片内数据存储器）片内数据存储器（RAM)（2）片外数据存储器（）片外数据存储器（RAM/I/O)2 程序程序存储器存储器本讲稿第三十八页，共九十六页存储器结构存储器结构 80518051单单单单片片片片机机机机在在在在系系系系

39、统统统统结结结结构构构构上上上上采采采采用用用用了了了了哈哈哈哈佛佛佛佛型型型型，其其其其存存存存储储储储器器器器在在在在物物物物理理理理结结结结构构构构上上上上分分分分程程程程序序序序存存存存储储储储器（器（器（器（ROMROM）和数据存储器（和数据存储器（和数据存储器（和数据存储器（RAMRAM）。）。）。）。有四个有四个有四个有四个物理上物理上物理上物理上相互独立的存储空间相互独立的存储空间相互独立的存储空间相互独立的存储空间：其配置如图：其配置如图：其配置如图：其配置如图2-32-3所示。所示。所示。所示。片内片内片内片内ROMROM片外片外片外片外ROMROM片内片内片内片内RAMR

40、AM 片外片外片外片外RAM/I/ORAM/I/O口口口口60KB60KB4KB4KB64KB64KB128B128BRAMRAM128B128BSFRSFR本讲稿第三十九页，共九十六页 用户使用的角度上看用户使用的角度上看，8051存储空间分为三类存储空间分为三类：片片内内、片片外外统统一一编编址址0000H0FFFFH的的64K字字节节的的程程序存储器地址空间；序存储器地址空间；256字节数据存储器地址空间；字节数据存储器地址空间；64K字字节节片片外外数数据据存存储储器器/I/O口口地地址址空空间间，地地址址也也从从0000H0FFFFH。上述三个空间上述三个空间地址是重叠地址是重叠的，

41、即的，即 程序存储器中片内外低程序存储器中片内外低4K字节地址重叠；字节地址重叠；数据存储器与程序存储器数据存储器与程序存储器64K地址全部重叠；地址全部重叠；数据存储器中片内外低数据存储器中片内外低256个字节地址重叠。个字节地址重叠。虽虽然然地地址址重重叠叠，但但由由于于采采用用了了不不同同的的操操作作指指令令及及控控制制信信号号EA、PSEN的选择，因此不会产生混乱。的选择，因此不会产生混乱。说明说明本讲稿第四十页，共九十六页特殊单元：特殊单元：0000H-0002H（开机复位单元）（开机复位单元）3个个 0003H-000AH（INT0中断地址区）中断地址区）8个个 000BH-001

42、2H（T/C0中断地址区）中断地址区）8个个 0013H-001AH（INT1中断地址区）中断地址区）8个个 001BH-0022H（T/C1中断地址区）中断地址区）8个个 0023H-002AH（串行口中断地址区）（串行口中断地址区）8个个2.2.2.1 程序存储器程序存储器 程序存储器用来存放程序和常数，分为片内和片外程序存储器用来存放程序和常数，分为片内和片外两部分，其中两部分，其中8051内部有内部有4kB的的ROM，地址范围是，地址范围是0000H-0FFFH，片外用，片外用16位地址线扩充位地址线扩充64kB的的ROM，两者统一编址。（从片内还是从片外取指取决于，两者统一编址。（从

43、片内还是从片外取指取决于EA引脚。）引脚。）1 程序存储器程序存储器本讲稿第四十一页，共九十六页 当当CPU的引脚的引脚EA接高电平时，接高电平时，PC在在0000H0FFFH范范围围内内，CPU从从片片内内ROM取取指指令令；而而当当PC0FFFH后后，则则自自动动转转向向片片外外ROM去取指令。去取指令。当当引引脚脚EA接接低低电电平平时时，8051片片内内ROM不不起起作作用用，CPU只能从片外只能从片外ROM取指令，地址可以从取指令，地址可以从0000H开始编址开始编址 对对于于片片内内无无ROM的的 8031、8032单单片片机机，EA应应接接地地。以便从外部扩展以便从外部扩展EPR

44、OM中取指令。中取指令。8051从片内从片内ROM和片外和片外ROM取指时执行速度相同。取指时执行速度相同。本讲稿第四十二页，共九十六页 数据存储器用来存放运算的中间结果、标志位，数据存储器用来存放运算的中间结果、标志位，及数据的暂存和缓冲等。及数据的暂存和缓冲等。分为片内分为片内RAM和片外和片外RAM。8051系列单片机系列单片机 内数据存储器最大可寻址内数据存储器最大可寻址256个单元，个单元，片外可寻址片外可寻址16位（位（64kB）的地址空间，该空间包括）的地址空间，该空间包括外扩展外扩展I/O口的地址，两者统一编址。口的地址，两者统一编址。2 2 数据存储器数据存储器本讲稿第四十三

45、页，共九十六页（a）片内数据存储器（片内数据存储器（RAM)本讲稿第四十四页，共九十六页用户用户用户用户RAMRAM区区区区（堆栈、数据缓冲）（堆栈、数据缓冲）（堆栈、数据缓冲）（堆栈、数据缓冲）（30H-7FH30H-7FH）位寻址区位寻址区位寻址区位寻址区（位地址（位地址（位地址（位地址00H-7FH00H-7FH）（20H-2FH20H-2FH）第第第第3 3组通用寄存器组通用寄存器组通用寄存器组通用寄存器（18H-1FH18H-1FH）第第第第2 2组通用寄存器组通用寄存器组通用寄存器组通用寄存器（10H-17H10H-17H）第第第第1 1组通用寄存器组通用寄存器组通用寄存器组通用寄

46、存器（08H-0FH08H-0FH）第第第第0 0组通用寄存器组通用寄存器组通用寄存器组通用寄存器（00H-07H00H-07H）用于存放操作数及中间结果。用于存放操作数及中间结果。用于存放操作数及中间结果。用于存放操作数及中间结果。由于它们的功能预先不作规定，由于它们的功能预先不作规定，由于它们的功能预先不作规定，由于它们的功能预先不作规定，因此称为通用寄存器，因此称为通用寄存器，因此称为通用寄存器，因此称为通用寄存器，也叫也叫也叫也叫工作寄存器工作寄存器工作寄存器工作寄存器。任一时刻，任一时刻，任一时刻，任一时刻，CPUCPU只能使用一组只能使用一组只能使用一组只能使用一组工作寄存器。工作

47、寄存器。工作寄存器。工作寄存器。（由（由（由（由PSWPSW的的的的RS0RS0和和和和RS1RS1决定）决定）决定）决定）可以直接对位进行寻址可以直接对位进行寻址可以直接对位进行寻址可以直接对位进行寻址。（共（共（共（共1616个单元，个单元，个单元，个单元，128128个位）个位）个位）个位）用于存放用户数据和及做堆栈用。用于存放用户数据和及做堆栈用。用于存放用户数据和及做堆栈用。用于存放用户数据和及做堆栈用。00H7FH1 1、低、低128128字节字节RAMRAM本讲稿第四十五页，共九十六页 1、工作寄存器（、工作寄存器（00H1FH)RS1 RS0 RS1 RS0 寄存器组寄存器组寄

48、存器组寄存器组 片内片内片内片内RAMRAM地址地址地址地址 0 0 0 0 第第第第0 0组组组组 00H 00H07H07H 0 1 0 1 第第第第1 1组组组组 08H 08H0FH0FH 1 0 1 0 第第第第2 2组组组组 10H 10H17H17H 1 1 1 1 第第第第3 3组组组组 18H 18H1FH1FH 4 4个个内部内部RAM 的三个区域的三个区域本讲稿第四十六页，共九十六页 这这这这1616个单元（共计个单元（共计个单元（共计个单元（共计128128位）的每一位都有一个位）的每一位都有一个位）的每一位都有一个位）的每一位都有一个8 8位表示的位地址，位表示的位地

49、址，位表示的位地址，位表示的位地址，位寻址范围为位寻址范围为位寻址范围为位寻址范围为00H00H7FH7FH，如表，如表，如表，如表2-32-3所示所示所示所示P53P53。位寻址区的每一个单元既可作为一般位寻址区的每一个单元既可作为一般位寻址区的每一个单元既可作为一般位寻址区的每一个单元既可作为一般RAMRAM单元使用，进行单元使用，进行单元使用，进行单元使用，进行字字字字节操作，也可以对单元中的每一位进行位操作。节操作，也可以对单元中的每一位进行位操作。节操作，也可以对单元中的每一位进行位操作。节操作，也可以对单元中的每一位进行位操作。MCS-51 MCS-51布尔处理器的存储空间就是指这

50、个位寻址空间。布尔处理器的存储空间就是指这个位寻址空间。布尔处理器的存储空间就是指这个位寻址空间。布尔处理器的存储空间就是指这个位寻址空间。47H46H45H44H43H42H41H 40HD0D1D2D3D4D5D6D7 28H 28H 字节地址字节地址位地址位地址2、可位寻址区（、可位寻址区（20H2FH)本讲稿第四十七页，共九十六页47H 46H 45H 44H 43H 42H 41H 40HD0D1D2D3D4D5D6D7 28H 28H 字节地址字节地址MOV 28H,#56H SETB 43HCLR 42H0010101110字节字节操作操作位操作位操作本讲稿第四十八页，共九十六页