1、本章基本要求 ：掌握MCS-51的組成、工作原理及引腳的含義 教學(xué)重點(diǎn)難點(diǎn)： 重點(diǎn) MCS-51單片機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)及工作原理 難點(diǎn) MCS-51單片機(jī)內(nèi)部RAM區(qū)的劃分及Ri的應(yīng)用。,第二章 MCS-51單片機(jī) 結(jié)構(gòu)和時(shí)序,第一節(jié) MCS-51單片機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu),對(duì)圖2-1按這個(gè)定義對(duì)號(hào)入座 MC=CPU+ M+ I/OP,一、MCS-51單片機(jī)的基本組成如圖 2-1,時(shí)鐘電路,ROM,RAM,定時(shí)/計(jì)數(shù)器,CPU,并行接口,串行接口,中斷系統(tǒng),P0 P1 P2 P3,TXD RXD,T0 T1,圖2-1 8051基本組成框圖,1.中央處理器（CPU）,2.內(nèi)部存儲(chǔ)器（RAM、ROM）,3.定時(shí)/計(jì)

2、數(shù)器（T/C）,4.并行I/O接口（P0、P1、P2、P3）,5.串行口（S0）,6.中斷控制系統(tǒng)（5個(gè)中斷源）,7.時(shí)鐘電路,RAM-Random Access Memory ROM-Read Only Memory,圖2-1概括如下：,二、中央處理單元 CPU（圖2-2所示） 三部分組成：,定時(shí)控制部件-定時(shí)控制邏輯、指令寄存器（IR）、 振蕩器(OSCOSCillator)。,算術(shù)邏輯部件-ALU（運(yùn)算器）,專用寄存器組,1. PC（Program Counter) -程序計(jì)數(shù)器，16位,用于存放程序存儲(chǔ)器地址，比如右圖中的2000H。,運(yùn)算器有8位和1位兩個(gè)，1位運(yùn)算器又叫布爾處理器。

3、布爾處理器是CPU的重要組成部分，圖中沒有畫出，是一個(gè)獨(dú)立的位處理器。,圖2-2 8051內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖,P0驅(qū)動(dòng)器,P0鎖存器,程序地址 寄存器 緩沖器 PC增1 PC DPTR,指令寄存器 指令譯碼器 定時(shí)控制,RAM地址 寄存器,128 RAM,4EPROM ROM,B,暫存器1,暫存器2,ACC,SP,PSW,中斷、串行口、定時(shí)器,P2驅(qū)動(dòng)器,P3驅(qū)動(dòng)器,P1驅(qū)動(dòng)器,P3鎖存器,P1鎖存器,P2鎖存器,/PSEN ALE /EA RST,P2.0-P2.7,P0.0-P0.7,P3.0-P3.7,P1.0-P1.7,注：相互之間用內(nèi)部總線連接,M,前,振蕩器 OSC,2. A（Accumu

4、lator）-累加器，8位 運(yùn)算前常提供一個(gè)操作數(shù),之后存放結(jié)果,3. B(General Purpose Register)-數(shù)據(jù)通用寄存器，8位 乘除法時(shí)存放乘數(shù)或除數(shù),4. PSW（Program Status Word）-程序狀態(tài)字， 8位,PSW.7=Cy(Carry),PSW.6=AC,PSW.5=F0(Flag zero),PSW.2=OV(Overflow),PSW.0=P(Parity),RS1 RS0 0 0 0區(qū) 0 1 1區(qū) 1 0 2區(qū) 1 1 3區(qū),PSW.4,PSW.3=RS1,RS0-,-進(jìn)位標(biāo)志。CY=1:有。,-輔助進(jìn)位標(biāo)志（半進(jìn)位標(biāo)志）。AC=1：有,-用

5、戶標(biāo)志。,-溢出標(biāo)志。OV=1：有,-奇偶標(biāo)志。P=1：A中1的個(gè)數(shù)為奇數(shù)個(gè)。,DPTR=2000H 即：DPH=20H，DPL=00H,5. DPTR（Data Pointer)-數(shù)據(jù)指針,DPTR亦可拆成兩個(gè)8位使用-DPH、DPL,6 堆棧及堆棧指針,22H 33H,22H,33H,SP,堆棧指針SP（Stack Pointer),-始終指向棧頂,堆棧性質(zhì)：,入棧,出棧,先進(jìn)后出 FILO,22H,33H,隊(duì)列,FIFO,MCS-51存儲(chǔ)器M分：,又分內(nèi)和外,MCS-51存儲(chǔ)器分成了四類： 內(nèi)部程序存儲(chǔ)器 內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器 外部程序存儲(chǔ)器 外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器,三、存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu),RAM 和 ROM

6、,數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器： 內(nèi)、外無聯(lián)系，外部根據(jù)需要擴(kuò)充， 內(nèi)部已固定分配,程序存儲(chǔ)器：內(nèi)、外之和不超過64K； 內(nèi)部如有，編排小地址。,0FFFH,1000H,2. 片內(nèi)RAM存儲(chǔ)器,8位地址： 00H-FFH分以下四個(gè)區(qū)：,注：1. 片內(nèi)ROM存儲(chǔ)器,8031：無，8051：4KROM，8751：4KEPROM 8032：無，8052：8KROM，8752：8KEPROM,寄存器區(qū) 位尋址區(qū) 數(shù)據(jù)緩沖區(qū) 特殊功能寄存器區(qū),其地址范圍如圖2-6所示。,08H,18H,10H,bank0,bank1,bank2,bank3,圖2-6 8051內(nèi)部數(shù)據(jù) 存儲(chǔ)器配置圖,1 寄存器區(qū)（00H1FH）,2 位尋

7、址區(qū)（20H2FH）,3 數(shù)據(jù)緩沖區(qū)（30H-7FH） 堆棧區(qū)、數(shù)據(jù)單元,R0、R1、R7，,PSW.4、PSW.3決定哪一組,表2-3,(20H.5)的位地址？,32個(gè)單元4組=8個(gè)單元/組,8bit*16個(gè)單元=128位,4 特殊功能寄存器SFR(Special Function Register)區(qū),21個(gè)特殊功能寄存器有些可位尋址，圖2-7 。,80HFFH，共128個(gè)單元，只開發(fā)了 其中21個(gè)單元，表2-4,四、 I/O端口（并行） 4個(gè):P0P3,P0和P2口通常用作地址、數(shù)據(jù)總線,P2 P0 AB ：* *,DB： *,P3口有第二功能（CB）：,P3.0-RXD 串行輸入通道

8、P3.1-TXD 串行輸入通道 P3.2-/INT0 外部中斷0 P3.3-/INT1 外部中斷1 P3.4-T0 定時(shí)/計(jì)數(shù)器0外部輸入 P3.5-T1 定時(shí)/計(jì)數(shù)器1外部輸入 P3.6-/WR 外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫選通 P3.7-/RD 外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀選通,五、 定時(shí)/計(jì)數(shù)器(2個(gè)）： T0、 T1,六、串行口 （1個(gè)）：S0,第二節(jié) 8051單片機(jī)引腳功能,Vss: 接地, Vcc: 電源線,XTAL1, XTAL2: 接外部晶體的二個(gè)引腳,圖2-10所示，8051共40管腳，去掉 4個(gè)P口（4*8=32根），剩8根，如下：,RST/Vpd: Vpd-RAM備用電源。Vcc掉電時(shí)用 RST-復(fù)位,ALE-地址鎖存允許低8位地址,第三節(jié) MCS-51單片機(jī)時(shí)序,1、指令周期,2、機(jī)器周期（M-machine周期）,一個(gè)指令周期由1、2、4個(gè)M周期組成。,3、狀態(tài)周期（S-status周期）,1M=6S,4、T周期（節(jié)拍P、主頻、晶振）,1S=2T（P1、P2）,MCS51的主頻= 6MHZ或12MHZ,1M=1/6MHZ