第2章單片機的硬件結(jié)構(gòu)和原理MCS—51子系列單片機的3種基本產(chǎn)品8051：片內(nèi)含有掩膜ROM型程序存儲器；只能由生產(chǎn)廠家代為用戶固化；批量大、永久保存、不修改時用。8751：片內(nèi)含EPROM型程序存儲器；用戶可固化，可用紫外線光照射擦除；但價格高。8031：片內(nèi)無程序存儲器，可在片外擴展；方便靈活，價格便宜。ErasableMCS-51單片機內(nèi)部結(jié)構(gòu)：8位的CPU，片內(nèi)有振蕩器和時鐘電路

128字節(jié)片內(nèi)RAM片內(nèi)有0K/4K字節(jié)

ROM片內(nèi)21個特殊功能寄存器（SFR）4個8位的并行I/O口,其中P0、P2為A/D線，可尋址片外64K字節(jié)ROM和RAM1個全雙工串行口（SIO/UART）2個16位定時器/計數(shù)器可處理5個中斷源，兩級中斷優(yōu)先級圖2.1MCS-51單片機結(jié)構(gòu)框圖

8031無4程序狀態(tài)字PSW（ProgramStateWord）

①Cy—進位標志（Carry） 用于表示Acc.7是否向更高位進位。②AC—輔助進位標志(auxiliarycarry

)

用于表示Acc.3是否向Acc.4進位。③RS1、RS0—工作寄存器區(qū)選擇控制位RS1RS0寄存器組片內(nèi)RAM地址通用寄存器名稱000組00H~07HR0~R7011組08H~0FHR0~R7102組10H~17HR0~R7013組18H~1FHR0~R7RS:RegisterSelect

④OV—溢出標志(Overflow)

表示Acc在有符號數(shù)算術(shù)運算中的溢出。⑤

P—奇偶標志(paritystatusflag

)

表示ACC中“1”的個數(shù)的奇偶性。⑥F0、F1—用戶標志表2.3復位后內(nèi)部寄存器狀態(tài)特殊功能寄存器初始狀態(tài)特殊功能寄存器初始狀態(tài)PC：0000HTMOD：00HACC：00HTCON：00HB：00HTH0：00HPSW：00HTL0：00HSP：07HTH1：00HDPTR：0000HTL1：00HP0～P3：FFHSCON：00HIP：×××00000BSBUF：不定IE：0××00000BPCON：0×××0000B圖2.4MCS-51單片機的存儲器結(jié)構(gòu)字節(jié)地址位地址D7D6D5D4D3D2D1D02FH7FH7EH7DH7CH7BH7AH79H78H2EH77H76H75H74H73H72H71H70H2DH6FH6EH6DH6CH6BH6AH69H68H2CH67H66H65H64H63H62H61H60H2BH5FH5EH5DH5CH5BH5AH59H58H2AH57H56H55H54H53H52H51H50H29H4FH4EH4DH4CH4BH4AH49H48H28H47H46H45H44H43H42H41H40H27H3FH3EH3DH3CH3BH3AH39H38H26H37H36H35H34H33H32H31H30H25H2FH2EH2DH2CH2BH2AH29H28H24H27H26H25H24H23H22H21H20H23H1FH1EH1DH1CH1BH1AH19H18H22H17H16H15H14H13H12H11H10H21H0FH0EH0DH0CH0BH0AH09H08H20H07H06H05H04H03H02H01H00H表2.6SFR特殊功能寄存器地址表

特殊功能寄存器（SFR，specialfunctionregister）

端口小結(jié)：（1）系統(tǒng)總線：

地址總線（16位）：P0（A低8位）、P2口（A高8位）

數(shù)據(jù)總線（8位）：P0口（A/D分時復用，借助ALE）

控制總線（6根）：P3口的第二功能和9、29、30、31腳；（2）供用戶使用端口：P1口、部分未作第二功能的P3口；（3）P0口作A/D時，是真正的雙向口，三態(tài)，負載能力為8個LSTTL電路；

P1～P3是準雙向口，負載能力為4個LSTTL電路。（4）P0～P3在用作輸入之前必須先寫“1”，即： （P0）=FFH～（P3）=FFH。ALE:AddressLatchEnablePSEN:

ProgramStoreEnableRST:ResetEA:ExternalAccessEnableP0-P3:Port0-Port3單片機工作的基本時序時序定時單位：

（1）振蕩周期(TOSC)

:也稱時鐘周期,是指為單片機提供時鐘脈沖信號的振蕩源的周期。振蕩頻率(fosc)的倒數(shù)。若晶振(Oscillator)頻率為12MHz時，TOSC=1/fosc=1/12(us)

（2）狀態(tài)周期(TS)

:每個狀態(tài)周期為時鐘周期的2倍,是振蕩周期經(jīng)二分頻后得到的。TS=2TOSC時序定時單位（3）機器周期(TM)

:簡稱機周，一個機器周期包含6個狀態(tài)周期S1~S6,也就是12個時鐘周期。在一個機器周期內(nèi),CPU可以完成一個獨立的操作。TM=12TOSC

（4）指令周期:它是指CPU完成一條操作所需的全部時間。每條指令執(zhí)行時間都是有一個或幾個機器周期組成。MCS-51系統(tǒng)中,有單周期指令、雙周期指令和四周期指令。標號：操作碼操作數(shù)；注釋

[標號:]操作碼[目的操作數(shù)][,源操作數(shù)][;注釋]指令基本格式指令分類⑶ 按指令功能分類可分為數(shù)據(jù)傳送類、算術(shù)運算類、邏輯運算類、位操作類和控制轉(zhuǎn)移類5大類指令MCS-51共有111條指令⑴ 按指令長度分類

可分為1字節(jié)、2字節(jié)和3字節(jié)指令⑵ 按指令執(zhí)行時間分類

可分為1機周、2機周和4機周指令尋址方式（7種）立即尋址直接尋址寄存器尋址寄存器間接尋址變址尋址

(基址寄存器+變址寄存器間接尋址)相對尋址位尋址指令系統(tǒng)MCS-51單片機:111條指令，44個助記符,33種指令功能，同一種指令所對應的操作碼可多達8種，按指令的功能,指令系統(tǒng)分為5類:(1)數(shù)據(jù)傳送29(2)算術(shù)運算24(3)邏輯運算

24(4)位操作17(5)控制轉(zhuǎn)移

17類型DST助記符功能片內(nèi)RAM傳送指令AMOVA，RnMOVA，@RiMOVA，#dataMOVA，directA←RnA←(Ri)A←dataA←（direct）RnMOVRn，AMOVRn，directMOVRn，#dataRn←ARn←(direct)Rn←#datadirectMOVdirect，AMOVdirect，RnMOVdirect，directMOVdirect，@RiMOVdirect，#datadirect←Adirect←Rndirect←(direct)direct←@Ridirect←#data@RiMOV@Ri，AMOV@Ri，directMOV@Ri，

#data@Ri←A@Ri←(direct)@Ri←#dataDPTRMOVDPTR，#data16DPTR←data16類型DST助記符功能片外RAM傳送指令AMOVXA，@RiMOVXA，@DPTRA←(Ri)A←(DPTR)@RiMOVX@Ri，A(Ri)←A@DPTRMOVX@DPTR，A(DPTR)←A查表指令AMOVCA，@A+PCMOVCA，@A+DPTRA←((A)+PC)A←((A)+DPTR)交換指令XCHA，RnXCHA，@RiXCHA，directXCHDA，@RiSWAPAA←→RnA←→(Ri)A←→（direct）A0～3←→(Ri)0～3A7～4←→A3～0堆棧指令PUSHdirectPOPdirectSP←SP+1，（SP）←（direct）（direct）←（SP），SP←SP－1三個不同的存儲空間用三種不同的指令傳送：內(nèi)RAM(包括SFR):用MOV指令傳送外RAM:

用MOVX指令傳送ROM:

用MOVC指令傳送類型

助記符

功能對PSW的影響

字節(jié)數(shù)振蕩周期不帶進位加ADDA，RnADDA，@RiADDA,directADDA,#dataA←(A)+(Rn)

A←(A)+(Ri)A←(A)+(direct)A←(A)+dataCYOVACP同上同上同上112212121212

帶進位加ADDCA，RnADDCA，@RiADDCA,directADDCA,#dataA←(A)+Rn)+CYA←(A)+(Ri)+CYA←(A)+(direct)+CYA←(A)+data+CYCYOVACP同上同上同上112212121212帶進位減SUBBA，RnSUBBA，@RiSUBBA，directSUBBA，#dataA←(A)-Rn-CYA←(A)-(Ri)-CYA←(A)-(direct)-CYA←(A)-data-CY同上同上同上同上112212121212算術(shù)運算類指令加

1INCAINCRnINC@RiINCdirectINCDPTRA←(A)+1Rn←(Rn)+1(Ri)←((Ri))+1direct←(direct)+1DPTR←(DPTR)+1P無影響同上同上同上1112