第2章_mcs-51的內(nèi)部結(jié)構(gòu)

1、第2章MCS-51的內(nèi)部結(jié)構(gòu),第二章 MCS-51的內(nèi)部結(jié)構(gòu),主要內(nèi)容,MCS-51總體結(jié)構(gòu)MCS-51的引腳及片外總線結(jié)構(gòu)MCS-51內(nèi)部結(jié)構(gòu)CPU的時(shí)序及輔助電路MCS-51的存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu),第二章 MCS-51的內(nèi)部結(jié)構(gòu),MCS-51？,8051系列？,MCS是Intel的注冊(cè)商標(biāo)。8051是美Intel公司在1980年推出的MCS-51系列的第一個(gè)成員。,8051系列泛指所有公司（也包括Intel公司）生產(chǎn)的以8051

2、為核心單元的所有單片微機(jī)。,第二章 MCS-51的內(nèi)部結(jié)構(gòu),MCS-51總體結(jié)構(gòu)（P20）,,8051單片機(jī)結(jié)構(gòu)框圖,,,,,,,,,第二章 MCS-51的內(nèi)部結(jié)構(gòu),基本特性,面向控制的8位CPU和指令系統(tǒng)。4K的ROM或EPROM；128字節(jié)的RAM；可編程的并行I/O口；一個(gè)全雙工的串行口；2個(gè)16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器；5個(gè)中斷源；1個(gè)片內(nèi)時(shí)鐘振蕩器和時(shí)鐘電路；可尋址64K的ROM和64K的外部RAM。,第二章 M

3、CS-51的內(nèi)部結(jié)構(gòu),MCS-51的引腳及片外總線結(jié)構(gòu)（P25）,,,,,,,,,第二章 MCS-51的內(nèi)部結(jié)構(gòu),8051單片機(jī)的片外三總線結(jié)構(gòu),地址總線AB：16位，P0口提供低8位，P2口提供高8位地址；數(shù)據(jù)總線DB：8位，由P0口提供；控制總線CB：由P3口的第二功能狀態(tài)和4根獨(dú)立控制線RST、EA、ALE和PSEN提供。,第二章 MCS-51的內(nèi)部結(jié)構(gòu),MCS-51的片外總線結(jié)構(gòu)圖,第二章 MCS-51的內(nèi)部結(jié)構(gòu),MC

4、S-51內(nèi)部結(jié)構(gòu),內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖（P21）微型計(jì)算機(jī)的基本結(jié)構(gòu)： CPU+存儲(chǔ)器+I/O接口+系統(tǒng)總線 CPU=運(yùn)算器+控制器,第二章 MCS-51的內(nèi)部結(jié)構(gòu),控制器,控制計(jì)算機(jī)工作的部件，包括程序計(jì)數(shù)器（PC）、數(shù)據(jù)指針、堆棧指針、指令寄存器、指令譯碼器、時(shí)鐘發(fā)生器和定時(shí)控制邏輯等。,功能：接收來(lái)自存儲(chǔ)器的指令，進(jìn)行譯碼，并通過(guò)定時(shí)和控制電路，在規(guī)定時(shí)刻發(fā)出指令操作所需的各種控制信號(hào)，使各部分協(xié)調(diào)工作，完成

5、指令所規(guī)定的操作。,第二章 MCS-51的內(nèi)部結(jié)構(gòu),1、程序計(jì)數(shù)器（PC）,16位專(zhuān)用寄存器，存放下一條將要執(zhí)行的指令的地址。（指向程序存儲(chǔ)器）PC基本的工作過(guò)程：讀指令時(shí)，PC將其中的數(shù)作為所取指令的地址輸出給程序存儲(chǔ)器，然后程序存儲(chǔ)器按此地址輸出指令，同時(shí)PC本身自動(dòng)加1，指向下一條指令地址。,控制器,第二章 MCS-51的內(nèi)部結(jié)構(gòu),PC值的變化：,CPU順序執(zhí)行指令時(shí)，PC自動(dòng)加1.在執(zhí)行條件轉(zhuǎn)移或無(wú)條件轉(zhuǎn)移指令時(shí)，PC將

6、被置入轉(zhuǎn)移的目的地址，程序的流向發(fā)生變化。在執(zhí)行調(diào)用指令或響應(yīng)中斷時(shí)，將子程序的入口地址或中斷矢量地址送入PC，程序的流向發(fā)生變化。,控制器,,第二章 MCS-51的內(nèi)部結(jié)構(gòu),2、數(shù)據(jù)指針DPTR,16位特殊功能寄存器，作為片外RAM或I/O尋址用的地址寄存器。(指向數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器)既可以作為16位寄存器使用，也可以作為兩個(gè)8位寄存器處理，其高8位用DPH表示，低8位用DPL表示。,控制器,第二章 MCS-51的內(nèi)部結(jié)構(gòu),,訪問(wèn)片外

7、RAM或I/O的指令為： MOVX A，@DPTR 讀 MOVX @DPTR ，A 寫(xiě)訪問(wèn)ROM時(shí)的基址寄存器。 MOVC A，@A+DPTR JMP @A+DPTR,控制器,第二章 MCS-51的內(nèi)部結(jié)構(gòu),PC與DPTR的比較,（1）都是與地址有關(guān)的16位寄存器。 PC與程序存儲(chǔ)器的地址有關(guān)，DPTR與數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的地

8、址有關(guān)。作為地址寄存器使用時(shí)，兩者都是通過(guò)P0和P2口輸出的。,控制器,（2）PC只能作為16位寄存器對(duì)待，不可訪問(wèn)。 DPTR可作為16位寄存器，也可作為兩個(gè)8位特殊功能寄存器，可以訪問(wèn)。,,第二章 MCS-51的內(nèi)部結(jié)構(gòu),3、堆棧指針SP,堆棧：在片內(nèi)RAM中，專(zhuān)門(mén)用來(lái)暫存數(shù)據(jù)或返回地址的，按照先進(jìn)后出、后進(jìn)先出的原則進(jìn)行操作。SP，8位寄存器，存放當(dāng)前的堆棧棧頂所指存儲(chǔ)單元。堆棧有兩種形式，向上生成和向下生成。8

9、051堆棧是向上生成，即進(jìn)棧時(shí)SP向高地址方向浮動(dòng)。（示圖）堆棧操作分自動(dòng)方式和指令方式。自動(dòng)方式是在調(diào)用子程序或發(fā)生中斷時(shí)CPU自動(dòng)將斷口地址存人或者取出；指令方式是使用進(jìn)出棧指令進(jìn)行操作。,控制器,第二章 MCS-51的內(nèi)部結(jié)構(gòu),,,堆棧： 在片內(nèi)RAM中，常常要指定一個(gè)專(zhuān)門(mén)的區(qū)域來(lái)存放某些特別的數(shù)據(jù),它遵循先進(jìn)后出和后進(jìn)先出(LIFO/FILO）的原則,這個(gè)RAM區(qū)叫堆棧。,功用：1）子程序調(diào)用和中斷服務(wù)時(shí)CPU自動(dòng)將當(dāng)

10、前PC值壓棧保存，返回時(shí)自動(dòng)將PC值彈棧。2）保護(hù)現(xiàn)場(chǎng)/恢復(fù)現(xiàn)場(chǎng)3）數(shù)據(jù)傳輸,第二章 MCS-51的內(nèi)部結(jié)構(gòu),,,,,,,00H,20H,2FH,7FH,1FH,30H,80H,FFH,52子系列才有的RAM區(qū),普通RAM區(qū),位尋址區(qū),工作寄存器區(qū),SP棧頂,,,,,,下一個(gè)進(jìn)棧的數(shù)據(jù)將存在此,,,數(shù)據(jù)進(jìn)棧,已經(jīng)進(jìn)棧的數(shù)據(jù)存放在此,,,,,,,初始 SP,,,復(fù)位后 SP=07H，數(shù)據(jù)進(jìn)棧時(shí)：首先SP+1指向08H單元，第一個(gè)

11、放進(jìn)堆棧的數(shù)據(jù)將放進(jìn)08H單元，然后SP再自動(dòng)增 1，仍指著棧頂……,堆棧區(qū)由特殊功能寄存器堆棧指針SP管理 堆棧區(qū)可以安排在 RAM區(qū)任意位置，一般不安排在工作寄存器區(qū)和可按位尋址的RAM區(qū)，通常放在RAM區(qū)的靠后的位置。,第二章 MCS-51的內(nèi)部結(jié)構(gòu),從堆棧取出數(shù)據(jù)時(shí)：取出的數(shù)據(jù)是最近放進(jìn)去的一個(gè)數(shù)據(jù)，也就是當(dāng)前棧頂?shù)臄?shù)據(jù)。然后SP再自動(dòng)減1，仍指著棧頂……,,,,,00H,20H,2FH,7FH,1FH,30H

12、,80H,FFH,52子系列才有的RAM區(qū),普通RAM區(qū),位尋址區(qū),工作寄存器區(qū),SP棧頂,,,,,,當(dāng)前要出棧的數(shù)據(jù),,,數(shù)據(jù)出棧,SP-1指向下一個(gè)將要出棧的數(shù)據(jù),,,,,,初始 SP,,,第二章 MCS-51的內(nèi)部結(jié)構(gòu),從堆棧取出數(shù)據(jù)時(shí)：取出的數(shù)據(jù)是最近放進(jìn)去的一個(gè)數(shù)據(jù)，也就是當(dāng)前棧頂?shù)臄?shù)據(jù)。然后SP再自動(dòng)減1，仍指著棧頂……,,,,,00H,20H,2FH,7FH,1FH,30H,80H,FFH,51子系列才有的RAM區(qū)

13、,普通RAM區(qū),位尋址區(qū),工作寄存器區(qū),SP-1 指向新的棧頂,也就是下一個(gè)將要出棧的數(shù)據(jù),,,,,,數(shù)據(jù)出棧,,,,,初始 SP,,,第二章 MCS-51的內(nèi)部結(jié)構(gòu),在實(shí)際應(yīng)用中，常需在RAM區(qū)設(shè)置堆棧。8051的堆棧一般設(shè)在30H~7FH的范圍內(nèi)。棧頂?shù)奈恢糜蒘P寄存器指示。復(fù)位時(shí)SP的初值為07H，在系統(tǒng)初始化時(shí)可以重新設(shè)置。,第二章 MCS-51的內(nèi)部結(jié)構(gòu),push a push b push PSW …

14、……. pop a pop b pop PSW這樣的指令順序?qū)Σ粚?duì)？,,第二章 MCS-51的內(nèi)部結(jié)構(gòu),,,,,,,,,RAM,棧底,,棧頂,7FH,07H,08H,…,,第二章 MCS-51的內(nèi)部結(jié)構(gòu),4、指令寄存器器IR、指令譯碼器 及CPU定時(shí)控制,IR用來(lái)存放指令操作碼的專(zhuān)用寄存器。執(zhí)行指令時(shí)，首先進(jìn)行程序存儲(chǔ)器的讀操作，也就是根據(jù)程序計(jì)數(shù)器給出的地址從程序存儲(chǔ)器中取出指令，送指

15、令寄存器IR，I然后送指令譯碼器。指令譯碼器對(duì)該指令進(jìn)行譯碼，譯碼結(jié)果送定時(shí)控制邏輯電路。,控制器,第二章 MCS-51的內(nèi)部結(jié)構(gòu),,定時(shí)控制電路根據(jù)指令的性質(zhì)發(fā)出定時(shí)控制信號(hào)，控制計(jì)算機(jī)的各組成部件進(jìn)行相應(yīng)的工作，執(zhí)行指令。,控制器,,第二章 MCS-51的內(nèi)部結(jié)構(gòu),運(yùn)算器,包括算術(shù)邏輯運(yùn)算部件（ALU）、累加器A、 B寄存器、程序狀態(tài)字寄存器PSW、 暫存寄存器等。功能：主要實(shí)現(xiàn)對(duì)操作數(shù)的算術(shù)邏輯運(yùn)算和位操作。,第二章 M

16、CS-51的內(nèi)部結(jié)構(gòu),1、ALU（Arithmetic Logic Unit）,主要功能：（1）對(duì)傳至CPU的數(shù)據(jù)進(jìn)行加減乘除等算術(shù)運(yùn)算；（2）與或非等邏輯操作，移位、置位等。（3）8051還具有很強(qiáng)的位處理功能，如位置1、位清零等操作，多用于“控制”。輸出：（1）數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)運(yùn)算后，其結(jié)果又通過(guò)內(nèi)部總線送回到累加器A中。（2）數(shù)據(jù)運(yùn)算后產(chǎn)生的標(biāo)志位輸出至程序狀態(tài)字PSW。,運(yùn)算器,,第二章 MCS-51的內(nèi)部結(jié)構(gòu),2、累加器

17、A（Accumulate）,主要功能： 累加器A存放操作數(shù)，是ALU的輸入之一，也是ALU運(yùn)算結(jié)果的暫存單元。,,運(yùn)算器,第二章 MCS-51的內(nèi)部結(jié)構(gòu),3、B寄存器,乘法中，ALU的兩個(gè)輸入分別為A、B，運(yùn)算結(jié)果，A中放積的低8位，B中放積得高8位。 除法中，被除數(shù)取自A，除數(shù)取自B，商數(shù)存放于A，余數(shù)存放于B。其他情況下，B寄存器可以作為內(nèi)部RAM中的一個(gè)單元使用。,運(yùn)算器,,第二章 MCS-51的內(nèi)部結(jié)構(gòu),4、程

18、序狀態(tài)字寄存器PSW ——（Program Status Word）,8位寄存器，用于寄存當(dāng)前指令執(zhí)行的某些狀態(tài)。其中有些位狀態(tài)可由軟件方法設(shè)定。奇偶校驗(yàn)位P、溢出標(biāo)志位OV、半進(jìn)位標(biāo)志位及進(jìn)位標(biāo)志位C都是ALU運(yùn)算結(jié)果的直接輸出。,運(yùn)算器,第二章 MCS-51的內(nèi)部結(jié)構(gòu),（1）P——奇偶標(biāo)志位,用以表示累加器A中值為1的個(gè)數(shù)的奇偶性：若累加器值為1的位數(shù)是奇數(shù)，P

19、=1（奇校驗(yàn)）；否則P=0（偶校驗(yàn)）。 如（A）=00001010，則P=0.在串行通信中，常以傳送奇偶校驗(yàn)位來(lái)檢驗(yàn)傳輸數(shù)據(jù)的可靠性。,運(yùn)算器,第二章 MCS-51的內(nèi)部結(jié)構(gòu),（2）OV——溢出標(biāo)志位,OV=1表示運(yùn)算結(jié)果超出了目的寄存器所能表示的帶符號(hào)數(shù)的范圍（-128~+127）。對(duì)于MUL乘法，當(dāng)A、B兩個(gè)乘數(shù)的積超過(guò)255時(shí)，OV=1；否則，OV=0。對(duì)于DIV除法，若除數(shù)為0時(shí)，OV=1；否則，OV=0。,

20、運(yùn)算器,第二章 MCS-51的內(nèi)部結(jié)構(gòu),（3）C——進(jìn)位標(biāo)志位,在進(jìn)行加法或減法運(yùn)算時(shí)，如果操作結(jié)果的最高位有進(jìn)位或借位時(shí)，C=1，反之C=0。,（4）AC——半進(jìn)位標(biāo)志位,在進(jìn)行加法或減法運(yùn)算時(shí)，如果低半字節(jié)向高半字節(jié)有進(jìn)位或借位時(shí)，AC=1，反之AC=0。,運(yùn)算器,第二章 MCS-51的內(nèi)部結(jié)構(gòu),（5）RS1、RS0——工作寄存器組選擇位,用于設(shè)定當(dāng)前工作寄存器的組號(hào)。工作寄存器共有4組。工作寄存器組地址編碼如下表：,運(yùn)算器,

21、,第二章 MCS-51的內(nèi)部結(jié)構(gòu),CPU的時(shí)序及輔助電路,,運(yùn)算器,第二章 MCS-51的內(nèi)部結(jié)構(gòu),基本概念,時(shí)序：CPU執(zhí)行一條指令的各個(gè)微操作所對(duì)應(yīng)的脈沖信號(hào)遵循的時(shí)間順序。學(xué)習(xí)時(shí)序，對(duì)于深入理解指令的執(zhí)行過(guò)程，合理選用指令，使CPU與外部存儲(chǔ)器及其他功能部件在時(shí)序上相互配合等方面都有益。4個(gè)概念：振蕩周期、時(shí)鐘周期、機(jī)器周期、指令周期。,第二章 MCS-51的內(nèi)部結(jié)構(gòu),,1、振蕩周期：為單片機(jī)提供定時(shí)信號(hào)的振蕩源的周期。

22、,4、指令周期：CPU執(zhí)行一條指令所需要的時(shí)間。一個(gè)指令周期含有1~4個(gè)機(jī)器周期。,2、時(shí)鐘周期：又稱(chēng)狀態(tài)周期S。振蕩源的振蕩脈沖經(jīng)2分頻作為時(shí)鐘脈沖，所以時(shí)鐘周期是振蕩周期的2倍。,3、機(jī)器周期：通常把完成一個(gè)基本操作所需要的時(shí) 間稱(chēng)為機(jī)器周期。8051的一個(gè)機(jī)器周期由6個(gè)狀 態(tài)組成，即6個(gè)時(shí)鐘周期，12個(gè)振蕩周期。,第二章 MCS-51的內(nèi)部結(jié)構(gòu),例如，MCS-51單片機(jī)外接石英晶體的頻率為12MHz時(shí)

23、，振蕩周期、時(shí)鐘周期、機(jī)器周期、指令周期分別是多少？,解：振蕩周期為1/12μs，時(shí)鐘周期為1/6μs，機(jī)器周期為1μs，指令周期為1~4 μs。,第二章 MCS-51的內(nèi)部結(jié)構(gòu),8051指令時(shí)序,8051共有111條指令，全部指令按其長(zhǎng)度可分為單字節(jié)指令、雙字節(jié)指令和三字節(jié)指令。幾種典型的單機(jī)器周期和雙機(jī)器周期指令的時(shí)序。,第二章 MCS-51的內(nèi)部結(jié)構(gòu),,,第二章 MCS-51的內(nèi)部結(jié)構(gòu),MCS-51的存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu),8051在

24、物理結(jié)構(gòu)上有4個(gè)存儲(chǔ)空間 片內(nèi)ROM、片外ROM、片內(nèi)RAM和片外RAM。邏輯上，即從用戶角度上，8051有3個(gè)存儲(chǔ)空間：（1）片內(nèi)外統(tǒng)一編址的64K字節(jié)的程序存儲(chǔ)器地址空間（2）片內(nèi)256字節(jié)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器地址空間（3）片外64K字節(jié)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器地址空間。,第二章 MCS-51的內(nèi)部結(jié)構(gòu),MCS-51的存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu),第二章 MCS-51的內(nèi)部結(jié)構(gòu),1、程序存儲(chǔ)器,用途： 存放程序及程序運(yùn)行時(shí)所需的常數(shù)。,尋址范圍：0

25、000H — FFFFH，容量64KB，即地址長(zhǎng)度：16位,，尋址內(nèi)部ROM；,說(shuō)明：當(dāng)PC值超過(guò)片內(nèi)ROM容量時(shí)會(huì)自動(dòng)轉(zhuǎn)向 外部存儲(chǔ)器空間。,，尋址外部ROM。,第二章 MCS-51的內(nèi)部結(jié)構(gòu),0000H —— 系統(tǒng)復(fù)位，PC指向此處； 0003H —— 外部中斷0入口 000BH —— T0溢出中斷入口 0013H —— 外中斷1入口 00

26、1BH ——T1溢出中斷入口 0023H —— 串口中斷入口,程序存儲(chǔ)器中6個(gè)具有特殊含義的單元：,第二章 MCS-51的內(nèi)部結(jié)構(gòu),用途：存放程序執(zhí)行的中間結(jié)果和過(guò)程數(shù)據(jù)的 。,2、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器,8051RAM在物理上和邏輯上可分為兩個(gè)地址空間：片內(nèi)RAM和片外RAM。,片內(nèi)RAM有256字節(jié)，片外最大可擴(kuò)展64K字節(jié)RAM。,片內(nèi)和片外RAM是獨(dú)立編制的，用不同的指令(MOV和MOVX)來(lái)訪問(wèn)不同的RAM。,第二

27、章 MCS-51的內(nèi)部結(jié)構(gòu),片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器空間分布圖,,,,通用RAM區(qū) (80B),位地址區(qū) (16B),寄存器區(qū)4組(32B),7FH,,,,,,寄存器3組寄存器2組寄存器1組寄存器0組,寄存器區(qū)4組(32B),.........,①由PSW中的2位RS1、RS0來(lái)決定選 哪一組為當(dāng)前工作寄存器： RS1、RS0=00 選0組 RS1、RS0=01 選1

28、組 RS1、RS0=10 選2組 RS1、RS0=11 選3組,②在位地址區(qū)，每一個(gè)BIT都有一個(gè) 地址，共16×8=128位,00H,30H2FH20H1FH,...,第二章 MCS-51的內(nèi)部結(jié)構(gòu),片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器空間分布圖,寄存器0組,RS1、RS0=00,,,,通用RAM區(qū) (80B),位地址區(qū) (16B),寄存器區(qū)4組(32B),7FH,,,,,,寄

29、存器3組寄存器2組寄存器1組寄存器0組,.........,00H,30H2FH20H1FH,...,寄存器區(qū)4組(32B),第二章 MCS-51的內(nèi)部結(jié)構(gòu),片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器空間分布圖,寄存器1組,RS1、RS0=01,00H,,,,通用RAM區(qū) (80B),位地址區(qū) (16B),寄存器區(qū)4組(32B),7FH,,,,,,寄存器3組寄存器2組寄存器1組寄存器0組,......

30、...,00H,30H2FH20H1FH,...,寄存器區(qū)4組(32B),第二章 MCS-51的內(nèi)部結(jié)構(gòu),片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器空間分布圖,寄存器2組,RS1、RS0=10,,,,通用RAM區(qū) (80B),位地址區(qū) (16B),寄存器區(qū)4組(32B),7FH,,,,,,寄存器3組寄存器2組寄存器1組寄存器0組,.........,00H,30H2FH20H1FH,...,寄存器區(qū)4

31、組(32B),第二章 MCS-51的內(nèi)部結(jié)構(gòu),片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器空間分布圖,寄存器3組,RS1、RS0=11,,,,通用RAM區(qū) (80B),位地址區(qū) (16B),寄存器區(qū)4組(32B),7FH,,,,,,寄存器3組寄存器2組寄存器1組寄存器0組,.........,00H,30H2FH20H1FH,...,寄存器區(qū)4組(32B),第二章 MCS-51的內(nèi)部結(jié)構(gòu),片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器空間分布圖,位地

32、址區(qū),,,,通用RAM區(qū) (80B),位地址區(qū) (16B),寄存器區(qū)4組(32B),7FH,,,,,,寄存器3組寄存器2組寄存器1組寄存器0組,.........,00H,30H2FH20H1FH,...,第二章 MCS-51的內(nèi)部結(jié)構(gòu),位尋址區(qū)（20H—2FH）16個(gè)字節(jié)。16*8=128位，每一位都有一個(gè)位地址，范圍為：00H—7FH，位地址區(qū)也可作為一般的用戶RAM使用。,位尋址區(qū),指

33、令不同,第二章 MCS-51的內(nèi)部結(jié)構(gòu),片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器空間分布圖,通用RAM區(qū),共80個(gè)字節(jié)，作為一般的數(shù)據(jù)緩沖區(qū)并可設(shè)置堆棧區(qū),,,,通用RAM區(qū) (80B),位地址區(qū) (16B),寄存器區(qū)4組(32B),7FH,,,,,,寄存器3組寄存器2組寄存器1組寄存器0組,.........,00H,30H2FH20H1FH,...,第二章 MCS-51的內(nèi)部結(jié)構(gòu),,80H~FFH（高128字節(jié)）

34、為特殊功能寄存器（Special Functional Register，SFR）共21個(gè)。,片外,,數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器,片內(nèi),,第二章 MCS-51的內(nèi)部結(jié)構(gòu),①與ALU相關(guān)的（3個(gè)） 累加器A(Accumulator)： 可字節(jié)尋址(E0H)，也可位尋址(E0H--E7H) B寄存器（register）：暫存寄存器。 暫存寄存器。在做乘、除法時(shí)放乘數(shù)或除數(shù)及結(jié)果。 程序狀態(tài)字寄存器(Program Stat

35、us Word ）： CPU進(jìn)行各種邏輯操作或算術(shù)運(yùn)算時(shí)，為反映操作或運(yùn)算結(jié)果的狀態(tài)，把相應(yīng)的標(biāo)志位置1或清0。這些標(biāo)志的狀態(tài)，可由專(zhuān)門(mén)的指令來(lái)測(cè)試，也可通過(guò)指令來(lái)讀出。,第二章 MCS-51的內(nèi)部結(jié)構(gòu),②與指針相關(guān)的（3個(gè)） SP (Stack Pointer)： 堆棧指針，8位寄存器，用來(lái)指定堆棧的棧頂位置，初值為07H。它是加1計(jì)數(shù)。 DPTR (Data Pointer)（分成DPH、DPL兩個(gè)）：

36、可以做16位數(shù)據(jù)指針來(lái)用，也可作為2個(gè)獨(dú)立的8位寄存器來(lái)用。,第二章 MCS-51的內(nèi)部結(jié)構(gòu),P0、P1、P2、P3： 四個(gè)并行輸入/輸出口的寄存器。它里面的內(nèi)容對(duì)應(yīng)著管腳的輸出。SCON (Serial Control Register) 串行口控制寄存器SBUF (Serial Date Buffer) 串行口數(shù)據(jù)緩沖器PCON (Power Control Register)

37、 電源控制寄存器,③與端口相關(guān)的（7個(gè)）,第二章 MCS-51的內(nèi)部結(jié)構(gòu),,,④與定時(shí)/計(jì)數(shù)器相關(guān)的（6個(gè)）,TMOD (Timer/Counter Mode Register) 定時(shí)器/計(jì)數(shù)器方式控制寄存器。TCON (Timer/Counter Control Register) 定時(shí)器/計(jì)數(shù)器控制寄存器。TH0、TL0 、TH1、TL1 分別是T0、T1的計(jì)數(shù)初值寄存器。,第二章

38、 MCS-51的內(nèi)部結(jié)構(gòu),IP (Interrupt Priority Register) 中斷優(yōu)先級(jí)控制寄存器IE (Interrupt Enable Register) 中斷允許控制寄存器,③與中斷相關(guān)的（2個(gè)）,第二章 MCS-51的內(nèi)部結(jié)構(gòu),特殊功能寄存器（P36）,第二章 MCS-51的內(nèi)部結(jié)構(gòu),第二章 MCS-51的內(nèi)部結(jié)構(gòu),總 結(jié),1、了解MCS-51的總體結(jié)構(gòu)。2、熟悉MCS-51的外部

39、引腳及其功能。3、理解并掌握MCS-51的內(nèi)部結(jié)構(gòu)及存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)；4、理解CPU的時(shí)序及輔助電路，掌握時(shí)序有關(guān)概念等。,第二章 MCS-51的內(nèi)部結(jié)構(gòu),只讀存儲(chǔ)器ROM,只讀存儲(chǔ)器(Read Only Memory ， ROM) ：用戶在使用時(shí)只能讀出其中信息，不能修改或?qū)懭胄碌男畔?，斷電后，其信息不?huì)消失。 ① 存儲(chǔ)單元中的信息由ROM制造廠在生產(chǎn)時(shí)一次性寫(xiě)入，稱(chēng)為掩膜ROM； ② PROM(Pro

40、grammable ROM ) ：用戶自行寫(xiě)入的，但一經(jīng)寫(xiě)入，就無(wú)法更改。,,第二章 MCS-51的內(nèi)部結(jié)構(gòu),只讀存儲(chǔ)器ROM（續(xù)）,③ EPROM(Eraseble Programmable ROM) 可由用戶自行寫(xiě)入程序和數(shù)據(jù)，寫(xiě)入后的內(nèi)容可用紫外線燈照射擦除，然后可以重新寫(xiě)入新的內(nèi)容，可以多次擦除，多次使用。 ④ E2PROM (Electrically Eraseble

41、Programmable ROM) 可用電信號(hào)進(jìn)行清除和改寫(xiě)的存儲(chǔ)器，使用方便。,第二章 MCS-51的內(nèi)部結(jié)構(gòu),隨機(jī)存取存儲(chǔ)器RAM,RAM(Random Access Memory) 的特點(diǎn)是存儲(chǔ)器中的信息能讀能寫(xiě)。但是斷電后，RAM中的信息即消失。,第二章 MCS-51的內(nèi)部結(jié)構(gòu),存儲(chǔ)器的存儲(chǔ)容量,存儲(chǔ)容量 是指一塊存儲(chǔ)芯片上所能存儲(chǔ)的二進(jìn)制位數(shù)。 假設(shè)存儲(chǔ)芯片的存儲(chǔ)單元數(shù)是M， 一個(gè)存儲(chǔ)單

42、元所存儲(chǔ)的信息的位數(shù)是N，則其存儲(chǔ)容量為M×N。,D7 … D1D0,例題,第二章 MCS-51的內(nèi)部結(jié)構(gòu),例題,已知某單片機(jī)的地址線是11位， 每個(gè)存儲(chǔ)單元是8位，求其存儲(chǔ)容量?解: 因?yàn)榭删幹贩秶?11 ，即M＝ 211 ， 每個(gè)存儲(chǔ)單元可存8位，即N＝ 8， 所以， 存儲(chǔ)容量 = 211×8 = 2&#