存儲(chǔ)器系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1、 2.2 MCS-51單片機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)分析單片機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)分析 2.3 MCS-51單片機(jī)的引腳功能單片機(jī)的引腳功能 2.4 MCS-51的存儲(chǔ)器組織的存儲(chǔ)器組織 2.5 MCS-51CPU時(shí)序時(shí)序 2.1 MCS-51單片機(jī)主要功能特點(diǎn)單片機(jī)主要功能特點(diǎn)第第 2 章章 MCS-51單片機(jī)硬件結(jié)構(gòu)單片機(jī)硬件結(jié)構(gòu) 8位位CPU 片內(nèi)片內(nèi)128B RAM 片內(nèi)片內(nèi)4KB ROM/EPROM（8031無）無） 特殊功能寄存器區(qū)特殊功能寄存器區(qū) SFR 2個(gè)優(yōu)先級(jí)的個(gè)優(yōu)先級(jí)的5個(gè)中斷源結(jié)構(gòu)個(gè)中斷源結(jié)構(gòu) 4個(gè)個(gè)8位并行口：位并行口：P0、P1、P2、P32.1 MCS-51單片機(jī)主要功能特點(diǎn)單片機(jī)主要功能特

2、點(diǎn)一、一、 MCS-51單片機(jī)的主要單片機(jī)的主要8051/8751功能特點(diǎn)功能特點(diǎn) 2個(gè)個(gè)16位定時(shí)器位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)器T/C 1個(gè)全雙工串行口個(gè)全雙工串行口UART 布爾處理機(jī)布爾處理機(jī) 位處理機(jī)位處理機(jī)(10) 64KB外部外部RAM地址空間地址空間(11) 64KB外部外部ROM地址空間地址空間(12) 片內(nèi)時(shí)鐘電路及振蕩器片內(nèi)時(shí)鐘電路及振蕩器(13) 指令系統(tǒng)指令系統(tǒng) (111條條)通用異步收發(fā)器通用異步收發(fā)器半雙工半雙工 即即可接受又可發(fā)送，但不同時(shí)可接受又可發(fā)送，但不同時(shí)單工單工 只接收或只發(fā)送只接收或只發(fā)送可同時(shí)接收或發(fā)送可同時(shí)接收或發(fā)送16條地址線條地址線區(qū)別：區(qū)別：805

3、1 / 8751單片機(jī)中含有單片機(jī)中含有 ROM / EPROM， 而而 8031中沒有，使用時(shí)需外接一片中沒有，使用時(shí)需外接一片 EPROM型號(hào)型號(hào) ROM EPROM RAMT/CI/OINT803280528KB87528KB 256B 256B 256B333并并串串444111666二、二、 MCS-51系列單片機(jī)的差異系列單片機(jī)的差異51子系列（基本型）子系列（基本型）型號(hào)型號(hào) ROM EPROM RAMT/CI/OINT803180514KB87514KB128B128B128B222并并 串串44411155580318051基本型基本型803152子系列子系列請(qǐng)見：請(qǐng)見：P2

4、0 表表1-4 P21 表表1-5 51系列產(chǎn)品系列產(chǎn)品 RAM P0口口串行口串行口 定時(shí)器定時(shí)器 計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)器特殊特殊功能功能寄存器寄存器（SFR）中斷中斷系統(tǒng)系統(tǒng)微處理器微處理器ALU控制邏輯控制邏輯 P2口口 P1口口 P3口口ROM/EPROMCPU內(nèi)部內(nèi)部 總線總線VccVssXTAL1XTAL2PSEN EAALERESETP2.0P2.7P0.0P0.788P1.0P1.78P3.0P 3.788051/8751面向用戶的結(jié)構(gòu)面向用戶的結(jié)構(gòu)8031共共4040條引線條引線用戶的內(nèi)特性用戶的內(nèi)特性用戶外特性用戶外特性圖圖2-2 MCS-51功能功能 框圖框圖P31P3131 圖圖

5、2-12-1是其物理結(jié)構(gòu)框圖是其物理結(jié)構(gòu)框圖邏輯結(jié)構(gòu)框圖邏輯結(jié)構(gòu)框圖1、中央處理器、中央處理器2、存儲(chǔ)器、存儲(chǔ)器3、I/O口口 MCS-51單片機(jī)有單片機(jī)有 4 個(gè)個(gè) 8 位并行口，位并行口，1 個(gè)全雙工串行口個(gè)全雙工串行口 UART， 2 個(gè)個(gè) 16 位的位的 T/C。 由運(yùn)算器和控制邏輯組成。主要功能是產(chǎn)生各種控制信由運(yùn)算器和控制邏輯組成。主要功能是產(chǎn)生各種控制信號(hào)，控制存儲(chǔ)器、號(hào)，控制存儲(chǔ)器、I/O端口的數(shù)據(jù)傳送、數(shù)據(jù)運(yùn)算、及位處端口的數(shù)據(jù)傳送、數(shù)據(jù)運(yùn)算、及位處理等操作等。采用理等操作等。采用SFR集中控制集中控制 程序存儲(chǔ)器程序存儲(chǔ)器ROM/ EPROM(8031中沒有，需外接中沒有，

6、需外接) ， 存放存放程序和編好的表格及常數(shù)等。程序和編好的表格及常數(shù)等。 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器RAM：存放中間結(jié)果、數(shù)據(jù)暫存、緩沖、及：存放中間結(jié)果、數(shù)據(jù)暫存、緩沖、及存放標(biāo)志位等。存放標(biāo)志位等。8051/875140引腳，雙列直插式結(jié)構(gòu)引腳，雙列直插式結(jié)構(gòu)RST/VPDP3.1P3.2P3.3P3.4P3.5P3.6P3.7P3.0P1.1P1.2P1.3P1.4P1.5P1.6P1.7P1.0P2.6P2.5P2.4P2.3P2.2P2.1P2.0P2.7P0.1P0.2P0.3P0.4P0.5P0.6P0.7P0.0RXD TXD INT0 INT1 T0 WR RDT1 XTAL1X

7、TAL2VssVccEA/VPPALE/PROGPSEN803180518751403938373635343332313029282726252423222112345678910111213141516171819202.3 MCS-51單片機(jī)的引腳功能單片機(jī)的引腳功能用戶外特性用戶外特性一、一、51單片機(jī)的管腳功能單片機(jī)的管腳功能1、按功能分類、按功能分類I/O口線口線 P0 、 P1 、 P2 、 P3 共共32條條電電 源源 Vcc、 Vss 共共2條條時(shí)時(shí) 鐘鐘 XTAL1、 XTAL2 共共2條條控制口線控制口線 PSEN、ALE、EA/VPP、RESET 共共4條條數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)/地

8、址地址復(fù)用口復(fù)用口I/O口口雙功能口雙功能口2、管腳的功能、管腳的功能（1）電源與時(shí)鐘）電源與時(shí)鐘Vcc：接接+5V電源端電源端 Vss：接地端接地端XTAL1：片內(nèi)振蕩電路輸入端片內(nèi)振蕩電路輸入端XTAL2：片內(nèi)振蕩電路輸出端片內(nèi)振蕩電路輸出端內(nèi)時(shí)鐘方式：內(nèi)時(shí)鐘方式：在在XTAL1、XTAL2上外接定時(shí)上外接定時(shí)元件，使其形成自激振蕩器。元件，使其形成自激振蕩器。時(shí)鐘電路：時(shí)鐘電路：內(nèi)時(shí)鐘方式內(nèi)時(shí)鐘方式外時(shí)鐘方式外時(shí)鐘方式 定時(shí)元件采用由石英晶體和電容組成并聯(lián)諧振定時(shí)元件采用由石英晶體和電容組成并聯(lián)諧振電路。晶體和電容盡可能靠近單片機(jī)芯片。電路。晶體和電容盡可能靠近單片機(jī)芯片。單單片片機(jī)機(jī)X

9、TAL1XTAL21918C1C2電容通常電容通常選擇為選擇為30PF左右左右振蕩頻率振蕩頻率1.2MHz12MHz晶晶振振內(nèi)時(shí)鐘方式電路圖內(nèi)時(shí)鐘方式電路圖單單片片機(jī)機(jī)XTAL2XTAL1外時(shí)鐘方式：外時(shí)鐘方式：XTAL1接地，接地，XTAL2接外部振蕩器接外部振蕩器外時(shí)鐘方式電路圖外時(shí)鐘方式電路圖外部外部振蕩源振蕩源+5V1819上拉電上拉電阻阻頻率低于頻率低于12MHzOC門門復(fù)位信號(hào)：復(fù)位信號(hào)：高電平復(fù)位高電平復(fù)位CPU，低電平，低電平CPU工作工作EA/VPPALEPSEN名稱名稱功功 能能片外片外取指取指信號(hào)信號(hào)（片外（片外程序存儲(chǔ)器讀程序存儲(chǔ)器讀）輸出端）輸出端低電平有效。通過低電

10、平有效。通過P0口讀回指令或常數(shù)?？谧x回指令或常數(shù)?？刂频氖瞧獬绦虼鎯?chǔ)器控制的是片外程序存儲(chǔ)器RESET 控制信號(hào)控制信號(hào)地址鎖存信號(hào)地址鎖存信號(hào)。ALE低電平時(shí)，低電平時(shí)， P0口出現(xiàn)口出現(xiàn)數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)信息；信息； ALE高電平時(shí)，高電平時(shí)， P0口出現(xiàn)口出現(xiàn)地址地址信息。信息。程序存儲(chǔ)器選擇信號(hào)程序存儲(chǔ)器選擇信號(hào) EA=0 時(shí)，選外部時(shí)，選外部ROM；1，地址小于，地址小于4k時(shí)，選內(nèi)部時(shí)，選內(nèi)部ROM地址大于地址大于4k時(shí)，選外部時(shí)，選外部ROMP0口是口是數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)/地址地址復(fù)用口復(fù)用口用用下降沿下降沿 鎖存鎖存P0口的口的低低8位地址位地址到到外部鎖存器外部鎖存器寄存器寄存器 內(nèi)內(nèi) 容容

11、寄存器寄存器 內(nèi)內(nèi) 容容表表 2-2 2-2 復(fù)位后內(nèi)部寄存器狀態(tài)復(fù)位后內(nèi)部寄存器狀態(tài)PC 0000HACC 00HB 00HPSW 00HSP 07HDPTR 0000HP0P3 0FFHIP 00000BIE 000000BTMOD 00HTCON 00HTH0 00HTL0 00HTH1 00HTL1 00HSCON 00HSBUF 不定不定PCON 0 000B803180518751VSSVCCRST409200.47FR151kR2 51k+5V復(fù)位電路復(fù)位電路手動(dòng)手動(dòng)復(fù)位復(fù)位KR上電上電自動(dòng)復(fù)位自動(dòng)復(fù)位KR高電平要保持高電平要保持10ms以上以上+5VRESET高電平有效高電平有

12、效 I/O口口 P0口：三態(tài)口：三態(tài) 雙向雙向 復(fù)用口復(fù)用口地址地址/數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)控制控制讀鎖存器讀鎖存器寫鎖存器寫鎖存器DCLQQP0.x鎖存器鎖存器T0T1MUXP0.x引腳引腳內(nèi)部總線內(nèi)部總線讀引腳讀引腳P0口位結(jié)構(gòu)口位結(jié)構(gòu)Vcc11001“讀讀”01100P0口作口作地址地址/數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)復(fù)用總線復(fù)用總線D0D7A0A7P0口作口作地址地址/數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)復(fù)用總線復(fù)用總線從從P0口口輸出輸出數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)或或地址地址信息的過程：信息的過程：控制端控制端高電平高電平MUX接接反相器反相器輸出端輸出端輸出級(jí)輸出級(jí)T1連接連接與門與門開鎖開鎖信號(hào)驅(qū)動(dòng)信號(hào)驅(qū)動(dòng)T0驅(qū)動(dòng)驅(qū)動(dòng)電路電路接通接通P0口輸出口輸出數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)/

13、地址地址信息信息從從P0口口輸入輸入數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)信息：信息：引腳引腳信號(hào)信號(hào)從輸入從輸入三態(tài)緩沖器三態(tài)緩沖器進(jìn)入進(jìn)入內(nèi)部總線內(nèi)部總線“讀讀”P0口：作通用口：作通用I/O口使用口使用地址地址/數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)控制控制讀鎖存器讀鎖存器寫鎖存器寫鎖存器DCLQQP0.x鎖存器鎖存器T0T1MUXP0.x引腳引腳內(nèi)部總線內(nèi)部總線讀引腳讀引腳P0口位結(jié)構(gòu)口位結(jié)構(gòu)Vcc外接上拉外接上拉電阻電阻0100讀讀讀修改讀修改寫功能寫功能1ANL P0，A（P0） (A)P0“讀讀”Vcc控制端控制端低電平低電平與門輸出與門輸出低電平低電平T0截止截止輸出輸出漏級(jí)漏級(jí)開路開路外接上外接上拉電阻拉電阻MUX接接鎖存器鎖存器Q端

14、端P0口作通用口作通用I/O口使用輸出時(shí)：口使用輸出時(shí)：P0口作通用口作通用I/O口使用輸入時(shí)：口使用輸入時(shí)：先將鎖存器先將鎖存器寫寫“1”T0、T1截止截止讀引腳讀引腳信號(hào)信號(hào)P0P3口線上的口線上的“讀修改寫讀修改寫” 是通過上面一個(gè)三態(tài)門實(shí)現(xiàn)是通過上面一個(gè)三態(tài)門實(shí)現(xiàn)的。的。P0P0的驅(qū)動(dòng)能力的驅(qū)動(dòng)能力: : 驅(qū)動(dòng)驅(qū)動(dòng)8 8個(gè)個(gè)TTL門門鎖存器鎖存器Q與與T1連接連接P1口：準(zhǔn)雙向口口：準(zhǔn)雙向口讀鎖存器讀鎖存器寫鎖存器寫鎖存器內(nèi)部總線內(nèi)部總線讀引腳讀引腳DCLQQP1.x鎖存器鎖存器TP1.x引腳引腳Vcc內(nèi)部上拉內(nèi)部上拉電阻電阻010101輸出輸出輸入輸入“讀引腳讀引腳”P1口位結(jié)構(gòu)口位

15、結(jié)構(gòu)作通用作通用I/O口輸出時(shí)：口輸出時(shí)：將將“1”寫寫入鎖存器入鎖存器輸出高電平輸出高電平將將“0”寫入寫入鎖存器鎖存器Q 1， T導(dǎo)通導(dǎo)通輸出低電平輸出低電平作通用作通用I/O口輸入時(shí)：口輸入時(shí)：口鎖存器必須寫口鎖存器必須寫“1”先將先將“1”寫入鎖存器，使寫入鎖存器，使T截止，口線上的數(shù)據(jù)取決于外部輸截止，口線上的數(shù)據(jù)取決于外部輸入入Q 0， T截止截止 P1口的驅(qū)動(dòng)能力口的驅(qū)動(dòng)能力：驅(qū)動(dòng)驅(qū)動(dòng)4 4個(gè)個(gè)TTL門門內(nèi)部總線為內(nèi)部總線為引腳為引腳為“高電平高電平”“低電平低電平”“1”“0”“讀讀”準(zhǔn)雙向口準(zhǔn)雙向口P2口：準(zhǔn)雙向口口：準(zhǔn)雙向口地址地址控制控制讀鎖存器讀鎖存器寫鎖存器寫鎖存器內(nèi)

16、部總線內(nèi)部總線讀引腳讀引腳DCLQQP2.x鎖存器鎖存器TP2.x引腳引腳P2口位結(jié)構(gòu)口位結(jié)構(gòu)VccMUX上上拉拉電電阻阻P2比比P1多一個(gè)輸出控制多一個(gè)輸出控制P2口作口作通用通用I/O口口使用時(shí)：使用時(shí)： 準(zhǔn)雙向口。準(zhǔn)雙向口。MUX倒向倒向左邊左邊，輸出級(jí)與鎖存器，輸出級(jí)與鎖存器“Q”端端接通，接通，P2口口I/O操作完全與操作完全與P1口相同口相同P2口作口作地址總線高地址總線高8位位使用時(shí)：使用時(shí)： 在在CPU的控制下，的控制下， MUX倒向倒向右邊右邊，接通內(nèi)部，接通內(nèi)部地址總線地址總線，P2口的口線狀態(tài)取決于片內(nèi)輸出的口的口線狀態(tài)取決于片內(nèi)輸出的地址信息地址信息 P2口的驅(qū)動(dòng)能力：

17、驅(qū)動(dòng)口的驅(qū)動(dòng)能力：驅(qū)動(dòng)4個(gè)個(gè)TTL門門P3口位結(jié)構(gòu)口位結(jié)構(gòu)第二輸?shù)诙斎牍δ苋牍δ躊3口：雙功能口口：雙功能口讀鎖存器讀鎖存器寫鎖存器寫鎖存器內(nèi)部總線內(nèi)部總線讀引腳讀引腳DCLQQP3.x鎖存器鎖存器TP3.x引腳引腳Vcc上上拉拉電電阻阻第二輸?shù)诙敵龉δ艹龉δ?10P3作第一功能口使用時(shí)：作第一功能口使用時(shí)： 輸出控制線為高電平，與非門的輸出取決于鎖存輸出控制線為高電平，與非門的輸出取決于鎖存器器“Q”端的狀態(tài)，端的狀態(tài)，P3口的口的I/O操作和操作和P1口相同。口相同。P3作第二功能口使用時(shí)：作第二功能口使用時(shí)： 相應(yīng)的口線鎖存器必須為相應(yīng)的口線鎖存器必須為“1”，與非門的輸出取決于，與

18、非門的輸出取決于第二功能輸出線。第二功能輸出線。 P3的驅(qū)動(dòng)能力：驅(qū)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)能力：驅(qū)動(dòng)4 4個(gè)個(gè)TTLTTL門門 第二功能輸入時(shí)第二功能輸入時(shí),信號(hào)取自第一個(gè)緩沖器的輸出端信號(hào)取自第一個(gè)緩沖器的輸出端; 第第二個(gè)緩沖器的輸出二個(gè)緩沖器的輸出, 仍是第一功能的讀引腳信號(hào)緩沖器。仍是第一功能的讀引腳信號(hào)緩沖器。P3口的第二功能狀態(tài)口的第二功能狀態(tài)P3.0RXD串入（接收端）串入（接收端）P3.1TXD串出（發(fā)送端）串出（發(fā)送端）P3.6 WR外部外部RAM寫信號(hào)寫信號(hào)P3.3INT1外部中斷外部中斷1輸入輸入P3.4T0計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)器0輸入輸入P3.5T1計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)器1輸入輸入第二功能第二功能作作

19、用用口線口線P3.2INT0外部中斷外部中斷0輸入輸入P3.7 RD外部外部RAM讀信號(hào)讀信號(hào)ALEP3.1P3.2P3.3P3.4P3.5P3.6P3.7P3.0EAPSENRST803180518751VccVssP1口口P2口口P0口口373GE+5VA0A7A8A15D0D7I/OXTAL1XTAL2RXDTXDINT0INT1T0T1WRRD控控制制總總線線CB二、二、51單片機(jī)的三總線結(jié)構(gòu)單片機(jī)的三總線結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)總線數(shù)據(jù)總線 DB地址總線地址總線 AB利用利用三條總線三條總線, 可方便地進(jìn)行可方便地進(jìn)行系統(tǒng)擴(kuò)展系統(tǒng)擴(kuò)展晶振晶振 1.212MHZ8031P0.0P0.7ALE 鎖存鎖存

20、到鎖存器到鎖存器373A0A7P2.0P2.7A8A15P0.0P0.7D0D7P3口的第二功能狀態(tài)加上控制線口的第二功能狀態(tài)加上控制線PSENEAALERESET80318051875140393837363534333231302928272625242322211234567891011121314151617181920RAM P0口口串行口串行口定時(shí)器定時(shí)器計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)器特殊特殊功能功能寄存器寄存器（SFR）中斷中斷系統(tǒng)系統(tǒng)微處理器微處理器ALU控制邏輯控制邏輯 P2口口P1口口 P3口口ROM/EPROMCPU內(nèi)部內(nèi)部 總線總線VccVssXTAL1XTAL2PSEN EAALERE

21、SETP2.0P2.7P0.0P0.788P1.0P1.78P3.0P 3.788051/8751面向用戶的內(nèi)部結(jié)構(gòu)面向用戶的內(nèi)部結(jié)構(gòu)8031共共40條引線條引線用戶的內(nèi)特性用戶的內(nèi)特性用戶外部特性用戶外部特性小結(jié)：面向用戶的特性小結(jié)：面向用戶的特性內(nèi)部內(nèi)部外部外部裸機(jī)裸機(jī)僅用來訪問外部程序僅用來訪問外部程序存儲(chǔ)器和外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)存儲(chǔ)器和外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器器2.4 MCS-51的存儲(chǔ)器組織的存儲(chǔ)器組織存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器程序存儲(chǔ)器程序存儲(chǔ)器 對(duì)單片機(jī)來講，對(duì)單片機(jī)來講，ROM和和RAM的尋址機(jī)構(gòu)和的尋址機(jī)構(gòu)和尋址方式是分開的。尋址方式是分開的。ROM、 EPROM E2ROM或或FLAS

22、HRAM按按地址地址訪問的一維線性（邏輯）訪問的一維線性（邏輯）空間空間按按地址地址訪問的一維線性（邏輯）訪問的一維線性（邏輯）空間空間PSENWRRD單片機(jī)單片機(jī)常駐常駐容量小容量小僅僅256B容量大容量大達(dá)達(dá)64KB普林斯頓結(jié)構(gòu)普林斯頓結(jié)構(gòu)哈佛結(jié)構(gòu)哈佛結(jié)構(gòu)普林斯頓結(jié)構(gòu)普林斯頓結(jié)構(gòu)從物理上分，從物理上分，MCS-51分為分為4個(gè)存儲(chǔ)空間個(gè)存儲(chǔ)空間片內(nèi)片內(nèi)程序存儲(chǔ)器程序存儲(chǔ)器 ROM片內(nèi)片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器 RAM片外片外程序存儲(chǔ)器程序存儲(chǔ)器 ROM片外片外數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器 RAM（I/O）從邏輯上分，從邏輯上分，MCS-51分為分為3個(gè)邏輯空間個(gè)邏輯空間 片片內(nèi)內(nèi)、外統(tǒng)一編址外統(tǒng)一編

23、址的的程序存儲(chǔ)器程序存儲(chǔ)器地址空間地址空間 256B片內(nèi)片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器地址空間地址空間 64KB片外片外數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器或數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器或I/O地址空間地址空間片內(nèi)固有片內(nèi)固有需要擴(kuò)展需要擴(kuò)展需要擴(kuò)展需要擴(kuò)展PC從功能上分，從功能上分，MCS-51分為分為5個(gè)地址空間個(gè)地址空間 程序存儲(chǔ)器程序存儲(chǔ)器 ROM 片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器 RAM 特殊功能寄存器區(qū)特殊功能寄存器區(qū) SFR 位尋址區(qū)位尋址區(qū) 外部擴(kuò)展的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器外部擴(kuò)展的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器 RAM（I/O）區(qū)）區(qū)一、程序存儲(chǔ)器一、程序存儲(chǔ)器8051 內(nèi)部有內(nèi)部有4KB ROM地址：地址：0000H 0FFFH8051 外部的外部的ROM地

24、址：地址：1000H FFFFH8031 內(nèi)部沒有內(nèi)部沒有ROM / EPROM需要片外擴(kuò)展，使用需要片外擴(kuò)展，使用 時(shí)接成低電平時(shí)接成低電平 EA地址：地址：0000H FFFFH接地接地EA=1內(nèi)部內(nèi)部外部外部EA=00000H0FFFH0FFFH0000H1000H外部外部FFFFH8051/8751803151系列程序存儲(chǔ)器配置圖系列程序存儲(chǔ)器配置圖4KB接地接地二、內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器二、內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器 RAM 地址地址:00H FFH內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器從物理上分為幾個(gè)不同的塊：內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器從物理上分為幾個(gè)不同的塊：MCS-51128B RAM （地址（地址00H7FH）128B SFR （

25、地址（地址80HFFH）256B內(nèi)部內(nèi)部RAMSFR特殊功能特殊功能寄存器寄存器7FH00HFFH80HMCS-51內(nèi)部內(nèi)部RAM配置配置內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器配置圖內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器配置圖256B1、內(nèi)部、內(nèi)部RAM區(qū)（區(qū)（MCS-51）MCS-51內(nèi)部內(nèi)部RAM只有只有128B內(nèi)部內(nèi)部RAM區(qū)區(qū)分為三部分分為三部分地址：地址：00H7FH內(nèi)部內(nèi)部RAM7FH00HSFR特殊功能特殊功能寄存器寄存器FFH80H7FH00H位尋址區(qū)位尋址區(qū)2FH20H工作工作寄存器區(qū)寄存器區(qū)1FH00H7FH30H數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)緩沖區(qū)緩沖區(qū)8080個(gè)字節(jié)個(gè)字節(jié)為真正的為真正的 RAM1616個(gè)字節(jié)分為個(gè)字節(jié)分為128128個(gè)個(gè)

26、RAM位位3232個(gè)字節(jié)分為個(gè)字節(jié)分為四個(gè)工作寄存器區(qū)四個(gè)工作寄存器區(qū)每個(gè)區(qū)每個(gè)區(qū)8 8個(gè)工作寄存器個(gè)工作寄存器0FH08H17H10H2FH20H7FH30H0 0區(qū)（區(qū)（8 8字節(jié)）字節(jié)）1 1區(qū)（區(qū)（8 8字節(jié)）字節(jié)）2 2區(qū)（區(qū)（8 8字節(jié)）字節(jié)）3 3區(qū)（區(qū)（8 8字節(jié)）字節(jié)）位尋址區(qū)位尋址區(qū)數(shù)據(jù)緩沖區(qū)數(shù)據(jù)緩沖區(qū)8080個(gè)字節(jié)個(gè)字節(jié)RAM只能按字節(jié)尋址只能按字節(jié)尋址1616個(gè)字節(jié)分為個(gè)字節(jié)分為128128個(gè)個(gè)RAM位位可可按位按位亦可按字節(jié)尋址亦可按字節(jié)尋址四四個(gè)個(gè)工工作作寄寄存存器器區(qū)區(qū)內(nèi)部內(nèi)部RAM區(qū)功能配置圖區(qū)功能配置圖R7R0R7R0R7R0R7R000H1FH07H00H1

27、FH18H布爾處理器布爾處理器每個(gè)區(qū)，每個(gè)區(qū)，8 8個(gè)個(gè)工作寄存器工作寄存器R0 R7亦可作普通亦可作普通RAM使用使用 通用寄存器組通用寄存器組 32個(gè)個(gè)RAM單元單元 共共4個(gè)區(qū)，每個(gè)區(qū)個(gè)區(qū)，每個(gè)區(qū)8個(gè)通用工作寄存器個(gè)通用工作寄存器 R0R7“區(qū)區(qū)”的選擇由程序狀態(tài)字的選擇由程序狀態(tài)字PSW中的中的RS1 (PSW.4)和和RS0 (PSW.3)確定確定 工作寄存器區(qū)工作寄存器區(qū)地地 址址RS1 RS0 2 區(qū)區(qū)10H 17H1 0 3 區(qū)區(qū)18H 1FH1 1 0 區(qū)區(qū)00H 0 007H 1 區(qū)區(qū)08H 0 10FH 位尋址區(qū)位尋址區(qū) （16個(gè)個(gè)RAM單元單元 VS 12個(gè)個(gè)SFR）

28、字節(jié)地址：字節(jié)地址：20H 2FH 16個(gè)個(gè) RAM 字節(jié)共字節(jié)共128個(gè)個(gè) RAM 位位 位地址：位地址：00H 7FH 12個(gè)個(gè)SFR中的中的93位位具有位尋址功能具有位尋址功能位尋址區(qū)位尋址區(qū)128個(gè)個(gè)RAM位位93個(gè)個(gè)SFR位位 布爾處理機(jī)布爾處理機(jī)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的主要組成部分的主要組成部分布爾處理機(jī)布爾處理機(jī)共共221位位位地址位地址請(qǐng)參看書的請(qǐng)參看書的P43：圖圖2-15 圖圖 2-16直接地址直接地址能被能被8 8所整除的所整除的構(gòu)成構(gòu)成其中其中3 3位位無定義無定義 用戶用戶RAM區(qū)（數(shù)據(jù)緩沖區(qū)）區(qū)（數(shù)據(jù)緩沖區(qū)）共共80個(gè)單元個(gè)單元字節(jié)地址：字節(jié)地址：30H 7FH805

29、1單片機(jī)復(fù)位時(shí)，堆棧指針單片機(jī)復(fù)位時(shí)，堆棧指針SP指向指向 07H 單元單元片內(nèi)片內(nèi)RAM的部分單元可用作堆棧的部分單元可用作堆棧51的棧區(qū)不是固定的，為避開工作寄存器區(qū)、位的棧區(qū)不是固定的，為避開工作寄存器區(qū)、位尋址區(qū)，用戶堆棧一般設(shè)置在尋址區(qū)，用戶堆棧一般設(shè)置在 30H 7FH 之間之間真正的真正的RAM單元單元SP 指針指針是是可編程可編程的寄存器的寄存器 程序計(jì)數(shù)器程序計(jì)數(shù)器PC$16位專用寄存器位專用寄存器 ，尋址范圍，尋址范圍64KB$ 此時(shí)的程序是順序執(zhí)行的此時(shí)的程序是順序執(zhí)行的2. 專用寄存器區(qū)專用寄存器區(qū)$ 通電時(shí)自動(dòng)復(fù)位，運(yùn)行時(shí)可手動(dòng)復(fù)位，復(fù)位通電時(shí)自動(dòng)復(fù)位，運(yùn)行時(shí)可手動(dòng)復(fù)

30、位，復(fù)位 后，后，PC的內(nèi)容自動(dòng)清零的內(nèi)容自動(dòng)清零$用來存放下一條指令用來存放下一條指令地址地址。CPU取指令時(shí)，取指令時(shí)，將將PC內(nèi)容經(jīng)地址總線送到程序存儲(chǔ)器，從該地址單元取回內(nèi)容經(jīng)地址總線送到程序存儲(chǔ)器，從該地址單元取回指令，譯碼并執(zhí)行；同時(shí)，指令，譯碼并執(zhí)行；同時(shí)，PC自動(dòng)加自動(dòng)加1$如果程序需要轉(zhuǎn)移，可在程序中安排如果程序需要轉(zhuǎn)移，可在程序中安排轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)移或或條件轉(zhuǎn)移條件轉(zhuǎn)移指令指令（JMP或或JNC）、調(diào)用子程序指令）、調(diào)用子程序指令CALL等等PC 0000H 系統(tǒng)的啟動(dòng)地址系統(tǒng)的啟動(dòng)地址 23個(gè)專用個(gè)專用（3個(gè)屬于個(gè)屬于52）其中）其中5個(gè)是雙字個(gè)是雙字節(jié)寄存器，節(jié)寄存器，PC物理

31、上是獨(dú)立的，其余物理上是獨(dú)立的，其余22個(gè)屬于個(gè)屬于SFR，共占用，共占用26個(gè)字節(jié)個(gè)字節(jié)PC 管理程序執(zhí)行順序的過程：管理程序執(zhí)行順序的過程： 74H08H24H04H02H22H00H78H74HPC0000HPCMOV A，#08H ADD A，#04HLJMP，2200HMOV R0，#74H0004H0003H0002H0001H0000H2200H2201H0005H0006H0007H存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器 指令寄存器指令寄存器 74HPC0001H 08HPC0002H 24HPC0003H 04HPC0004H 02HPC 22HPC 00HPC0005H0006H0007HPC220

32、0H 78HPC2201H 74HPC2202H2202HMOV A，#08HADD A，#04HLJMP 2200HMOV R0，#74H下一條下一條指令指令 累加器累加器A 地址：地址：0E0H最常用的一個(gè)專用寄存器最常用的一個(gè)專用寄存器大部分單操作數(shù)指令的操作數(shù)取自大部分單操作數(shù)指令的操作數(shù)取自A很多雙操作數(shù)指令的一個(gè)操作數(shù)取自很多雙操作數(shù)指令的一個(gè)操作數(shù)取自A算術(shù)運(yùn)算和邏輯運(yùn)算的結(jié)果放在算術(shù)運(yùn)算和邏輯運(yùn)算的結(jié)果放在A或或AB對(duì)中對(duì)中指令系統(tǒng)采用指令系統(tǒng)采用A 作為累加器的作為累加器的標(biāo)識(shí)符標(biāo)識(shí)符例：例：INC A；執(zhí)行；執(zhí)行A中的內(nèi)容加中的內(nèi)容加1操作操作ADD A，#data；執(zhí)行；

33、執(zhí)行A (A) + #data 操作操作位尋址功能位尋址功能 寄存器寄存器B 地址：地址：0F0H 8位寄存器位寄存器與累加器與累加器 A 配合使用，一般用于乘除法運(yùn)算配合使用，一般用于乘除法運(yùn)算寄存器寄存器 B 存放第二操作數(shù)、存放第二操作數(shù)、乘積的高乘積的高8位位字節(jié)字節(jié)除法的除法的余數(shù)余數(shù)部分部分例：例：MUL A B;執(zhí)行執(zhí)行 (A)(B) B ADIV A B;執(zhí)行執(zhí)行 (A)/(B) 商商 A 余余 B 次累加器次累加器作作 一一 RAM單元用單元用 B余余 B 程序狀態(tài)字程序狀態(tài)字PSW 地址：地址：0D0H 8位寄存器，存放程序的狀態(tài)信息位寄存器，存放程序的狀態(tài)信息CY D7

34、D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0ACF0RS1RS0OV P格式如下：格式如下：進(jìn)進(jìn)/借位標(biāo)志借位標(biāo)志CY（PSW.7）加法加法運(yùn)算時(shí)，如果運(yùn)算時(shí)，如果D7有有進(jìn)位進(jìn)位，則，則CY=1，否則否則CY=0減法減法運(yùn)算時(shí)，如果運(yùn)算時(shí)，如果D7有有借位借位，則，則CY=1，否則否則CY=0布爾運(yùn)算中被定義為布爾運(yùn)算中被定義為位累加器位累加器PSWD7 D0CY輔助進(jìn)位標(biāo)志輔助進(jìn)位標(biāo)志AC（PSW.6） 8位加法位加法運(yùn)算時(shí)，如果運(yùn)算時(shí)，如果低半字節(jié)低半字節(jié)的的D3向向D4有進(jìn)位，則有進(jìn)位，則 AC=1，否則否則AC=08位減法位減法運(yùn)算時(shí)，如果運(yùn)算時(shí)，如果低半字節(jié)低半字節(jié)的的D3向向D4有借

35、位，則有借位，則AC=1，否則否則AC=0標(biāo)志標(biāo)志F0（PSW.5）由用戶定義由用戶定義可用軟件來使它置可用軟件來使它置“1”、或清、或清“0”可由軟件測試可由軟件測試F0來控制程序流向來控制程序流向D7D4 D3D0AC工作寄存器區(qū)選擇位工作寄存器區(qū)選擇位RS1 、RS0（PSW.4、 PSW .3）通過軟件來改變通過軟件來改變RS1 、RS0的組合，以確定當(dāng)前的組合，以確定當(dāng)前工作寄存器區(qū)。工作寄存器區(qū)。工作寄存器區(qū)工作寄存器區(qū)地地 址址RS1 RS0 2 區(qū)區(qū)10H 17H1 0 3 區(qū)區(qū)18H 1FH1 1 0 區(qū)區(qū)00H 0 007H 1 區(qū)區(qū)08H 0 10FHPSW.4 PSW.

36、3用布爾操作來改變用布爾操作來改變OV= C6 C7 +溢出標(biāo)志溢出標(biāo)志OV（PSW.2）作為作為有符號(hào)數(shù)有符號(hào)數(shù)加、減法時(shí)由硬件置位或清除，以指加、減法時(shí)由硬件置位或清除，以指示運(yùn)算結(jié)果是否溢出示運(yùn)算結(jié)果是否溢出執(zhí)行加執(zhí)行加/減法指令時(shí)減法指令時(shí)，用，用Ci 表示表示i位向位向i+1有進(jìn)有進(jìn)/借位借位a) 第第6位位向向第第7位有進(jìn)位有進(jìn)/借位，而第借位，而第7位位不向不向CY進(jìn)進(jìn)/借位時(shí)借位時(shí)b) 第第6位位不向不向第第7位進(jìn)位進(jìn)/借位，而第借位，而第7位位向向CY有有進(jìn)進(jìn)/借位時(shí)借位時(shí) OV=1, 否則否則 OV=0若若OV=1，意味著加，意味著加/減法的結(jié)果已超出了一個(gè)字節(jié)減法的結(jié)果已

37、超出了一個(gè)字節(jié) 有符號(hào)補(bǔ)碼數(shù)有符號(hào)補(bǔ)碼數(shù) 所所表示的范圍（表示的范圍（-128 +127）a) OV= 1 0b) OV= 0 1D7D6D5D4 D3D2D1D0例例： 0 1 0 1 0 1 1 0 （+86）(正正) 0 0 1 1 0 0 1 0 (+50） (正正)00010001此時(shí)此時(shí)C6 =1、 C7 =0 則則D7D6D5D4 D3D2D1D0 1 0 0 1 0 1 1 0 （-106）(負(fù)負(fù))110111001( +136) (正正)(-197) (負(fù)負(fù))OV= C6 C7 =1 + +此時(shí)此時(shí)C6 =0、 C7 =1 則則OV= C6 C7 =1 + +符符號(hào)號(hào)位位1

38、1 0 1 0 0 1 0 1 （-91） (負(fù)負(fù)) Cy奇偶標(biāo)志奇偶標(biāo)志P（PSW.0） 每個(gè)指令周期都由硬件置位或清零，以表示累加器每個(gè)指令周期都由硬件置位或清零，以表示累加器A中值為中值為“1”的位數(shù)的的位數(shù)的奇偶性奇偶性 該標(biāo)志可用于串行數(shù)據(jù)通訊，驗(yàn)證數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃栽摌?biāo)志可用于串行數(shù)據(jù)通訊，驗(yàn)證數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃訮 =1 A中中1的個(gè)數(shù)為奇數(shù)的個(gè)數(shù)為奇數(shù)0 A中中1的個(gè)數(shù)為偶數(shù)的個(gè)數(shù)為偶數(shù)?思思 考考試分析執(zhí)行指令試分析執(zhí)行指令 MOV A, #7FHADD A, #47H后，程序狀態(tài)字后，程序狀態(tài)字 PSW中中 CY，AC，OV，P 的狀態(tài)是什么？的狀態(tài)是什么？D7D6D5D4 D3

39、D2D1D0 0 1 1 1 1 1 1 1 （7FH） 0 1 0 0 0 1 1 1 （47H）01100011（C6H）MOV A, #7FHADD A, #47H#7FHACY=0AC=1執(zhí)行第一條指令后執(zhí)行第一條指令后P=1，執(zhí)行第二條指令后，執(zhí)行第二條指令后P=0此時(shí)此時(shí)C6 =1、 C7 =0 則則OV= C6 C7 =1 + +有有無無 堆棧指針堆棧指針 SP8位寄存器，存放位寄存器，存放棧頂?shù)刂窏ｍ數(shù)刂繁Ｗo(hù)保護(hù)CPU現(xiàn)場和現(xiàn)場和斷點(diǎn)地址斷點(diǎn)地址作用：作用：工作方式：工作方式：“先進(jìn)后出先進(jìn)后出”或或“后進(jìn)先出后進(jìn)先出”數(shù)據(jù)壓入堆棧時(shí)，數(shù)據(jù)壓入堆棧時(shí)，SP自動(dòng)加自動(dòng)加1數(shù)據(jù)彈出

40、堆棧時(shí)，數(shù)據(jù)彈出堆棧時(shí)，SP自動(dòng)減自動(dòng)減1 SP始終指向始終指向棧頂?shù)刂窏ｍ數(shù)刂分袛鄷r(shí)中斷時(shí)轉(zhuǎn)子時(shí)轉(zhuǎn)子時(shí)棧區(qū)棧區(qū)“向上生成向上生成”按按“先進(jìn)后出先進(jìn)后出”工作原則，由工作原則，由SP組織的組織的內(nèi)部內(nèi)部 RAM區(qū)域，被稱為堆棧。區(qū)域，被稱為堆棧。主程序主程序SPSP例：堆棧操作例：堆棧操作建立堆棧建立堆棧壓入操作壓入操作彈出操作彈出操作 60H61H62H63H64HA的內(nèi)容的內(nèi)容B的內(nèi)容的內(nèi)容SPMOV SP, #60HPUSH APUSH BPOP direct SPdirect棧棧 底底 數(shù)據(jù)指針數(shù)據(jù)指針 DPTR16位寄存器，高字節(jié)用位寄存器，高字節(jié)用DPH表示，低字節(jié)用表示，低字節(jié)

41、用DPL表示表示對(duì)外部對(duì)外部 RAM 或或 I/O 口尋址，范圍口尋址，范圍64KB例：例： MOVX A，DPTRMOVX DPTR， A;將外部將外部RAM中地址為中地址為DPTR的單元內(nèi)容的單元內(nèi)容讀讀到到A中中;將將A中的內(nèi)容中的內(nèi)容寫寫到外部到外部RAM中地址為中地址為DPTR的單元的單元MOVC A， A+ DPTR;采用基址采用基址+變址的方法變址的方法讀程序存儲(chǔ)器內(nèi)讀程序存儲(chǔ)器內(nèi)的表格常數(shù)的表格常數(shù);DPTR為基址寄存器，為基址寄存器， A為變址寄存器為變址寄存器（DPTR）AP3.7 RDP3.6 WR(A)DPTR(A)+(DPTR)APSEN I/O 端口端口P0 P3 地址地址:80H 90H 0A0H 0B0H專用寄存器專用寄存器P0 P3分別是端口分別是端口P0 P3的鎖存器的鎖存器 串行數(shù)據(jù)緩沖器串行數(shù)據(jù)緩沖器 SBUF 地址地址:99H存放欲發(fā)送的數(shù)據(jù)存放欲發(fā)送的數(shù)據(jù)存放已接收