1、MCS-51系列單片機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu),2.1 MCS-51單片機(jī)的邏輯結(jié)構(gòu)及信號(hào)引腳,MCS-51是Intel公司于1980年推出的高檔系列8位單片機(jī)，主要有8051、8031、8751、80C51BH等。在本課程中，為了敘述方便，以8051為例進(jìn)行討論。,8051單片機(jī)基本結(jié)構(gòu)框圖,運(yùn)算器,乘法指令時(shí)存儲(chǔ)一操作數(shù),保存運(yùn)算和操作結(jié)果的狀態(tài),控制器,16位地址指針,內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器,內(nèi)部程序存儲(chǔ)器,定時(shí)器/計(jì)數(shù)器、串行口、中斷控制系統(tǒng),并行I/O口,時(shí)鐘電路,總線,MCS-51單片機(jī)的外部引腳與邏輯符號(hào),復(fù)位輸入線，高電平有效,地址鎖存控制輸入線,外部程序存儲(chǔ)器讀選通信號(hào)輸出線,訪問(wèn)程序存儲(chǔ)器控制信號(hào)

2、輸入線,雙向8位三態(tài)I/O口,8位準(zhǔn)雙向I/O口,8位準(zhǔn)雙向I/O口,8位準(zhǔn)雙向I/O口,2.2 時(shí)鐘和時(shí)鐘電路,內(nèi)部時(shí)鐘方式的時(shí)鐘電路,一、HMOS型單片機(jī)外部時(shí)鐘輸入接線圖,外部時(shí)鐘方式,二、CHMOS型單片機(jī)的外部脈沖源接入方法,指令周期,CPU取出一條指令至該指令執(zhí)行完所需的時(shí)間,機(jī)器周期,即一個(gè)最小的指令周期,節(jié)拍,時(shí)鐘電路振蕩脈沖的周期,狀態(tài),振蕩脈沖經(jīng)過(guò)二分頻后的時(shí)鐘信號(hào)的周期。,，用于衡量指令或程序 執(zhí)行速度的最小單位,典型指令的時(shí)序,單字節(jié)單機(jī)器周期指令,單字節(jié)雙機(jī)器周期指令,雙字節(jié)單機(jī)器周期指令,雙字節(jié)雙機(jī)器周期指令,三字節(jié)雙機(jī)器周期指令,單字節(jié)四機(jī)器周期指令,1.復(fù)位和復(fù)

3、位電路,計(jì)算機(jī)在啟動(dòng)運(yùn)行時(shí)都需要復(fù)位，使CPU和系統(tǒng)中的其它部件都處于一個(gè)確定初始狀態(tài)，并從這個(gè)狀態(tài)開始工作。 復(fù)位引腳：RST 復(fù)位電平：高電平。振蕩器起振后，該引腳上出現(xiàn)2個(gè)機(jī)器周期以上的高電平，使器件復(fù)位。 RST變?yōu)榈碗娖胶?，退出?fù)位。,2.3 MCS-51單片機(jī)的工作方式,寄存器 復(fù)位狀態(tài) 寄存器 復(fù)位狀態(tài) PC0000H TMOD00H ACC00H TCON00H B 00H TH0 00H PSW 00H TL0 00H SP07H TH1 00H DPTR 0000H TL1 00H P0P30FFH SCON00H IP XXX00000B SBUF不定 IE 0XX000

4、00B PCON 0XXXXXXXB,復(fù)位后內(nèi)部寄存器的初始狀態(tài)：,一、上電復(fù)位與上電按鈕復(fù)位,二、系統(tǒng)復(fù)位,程序執(zhí)行方式,從地址0000H開始,掉電保護(hù)方式,數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)存,接通備用電源,CHMOS工藝的MCS-51單片記得低功耗方式,待機(jī)方式,掉電保護(hù)方式,存貯器組織,MCS-51系列單片機(jī)有5個(gè)獨(dú)立的存貯器空間 64K字節(jié)的程序存貯器空間(00FFFFH); 256字節(jié)的內(nèi)部RAM空間(00FFH); 128字節(jié)的特殊功能寄存器空間(800FFH); 位尋址空間(00FFH); 64K字節(jié)的外部數(shù)據(jù)存貯器空間(I/O)(00FFFFH)；,程序存貯器與數(shù)據(jù)存貯器,特殊功能寄存器區(qū),MCS-51

5、單片機(jī)內(nèi)部RAM功能劃分,一、工作寄存器,二、位尋址區(qū),內(nèi)部RAM的20H2FH為位尋址區(qū)域，共128位，（07FH）用于存放各種程序標(biāo)志、位控制變量。此尋址區(qū)也可存放數(shù)據(jù)CPU可按字節(jié)操作，也可按位操作。,字節(jié) 位字節(jié)位 地址地址地址地址 20H0007H21H080FH 22H1017H23H181FH 24H2027H25H282FH 26H3037H27H383FH 28H4047H29H484FH 2AH5057H2BH585FH 2CH6067H2DH686FH 2EH7077H2FH787FH 例： SETB 0H ；20H.0,三、堆棧和數(shù)據(jù)緩沖器,在實(shí)際應(yīng)用中，執(zhí)行子程序調(diào)用

6、、中斷程序時(shí)要先保護(hù)CPU的現(xiàn)場(chǎng)（斷點(diǎn)處PC值、ACC值等），需要一個(gè)采用后進(jìn)先出方式的RAM緩沖器，此RAM稱堆棧。 堆棧指針SP復(fù)位后的初值為07H，但01FH為工作寄存器，而20H2FH為位標(biāo)志區(qū)，故CPU上電后SP的初值初始化為30H之后。 堆棧操作：進(jìn)棧時(shí)堆棧指針先加1（SP）+1 SP然后數(shù)據(jù)進(jìn)棧，出棧時(shí)先出數(shù)據(jù)，后（SP）-1 SP 。 內(nèi)部RAM中除了作工作寄存器、位標(biāo)志區(qū)和堆棧以外的單元，都可作為數(shù)據(jù)緩沖器使用，存放輸入的數(shù)據(jù)和運(yùn)算結(jié)果。,特殊功能寄存器,MCS-51內(nèi)部的I/O口鎖存器以及定時(shí)器、串行口、中斷等各種控制寄存器和狀態(tài)寄存器作為特殊功能寄存器（SFR），它們離散分在80H0FFH之間。 ACC：累加器，它是運(yùn)算器中最重要的工作寄存器，用于存放參加運(yùn)算的操作數(shù)和運(yùn)算結(jié)果。在指令中用A表示累加器。 B：在乘法和除法中存放操作數(shù)和結(jié)果，在其它運(yùn)算中也可存放中間結(jié)果。 SP：堆棧指針 DPTR：唯一一個(gè)16位數(shù)據(jù)指針，由DPH、DPL組成，在訪問(wèn)外部數(shù)據(jù)存貯器或I/O時(shí)使用。,特殊功能寄存器地址映射,說(shuō)明：帶*號(hào)的寄存器可位尋址。與內(nèi)部RAM地址重疊，但尋址方式不同。如對(duì)內(nèi)部RAM 81H尋址時(shí)，可對(duì)R0送#81H后，MO