單片機的結(jié)構(gòu)與原理

會計學(xué)1單片機的結(jié)構(gòu)與原理2.1 MCS-51系列單片機概述

2.1.1MCS-51系列單片機的基本結(jié)構(gòu)2.1.2MCS-51系列單片機的分類

習(xí)題第1頁/共75頁2.1.1MCS-51系列單片機的基本結(jié)構(gòu)

單片機是一個大規(guī)模集成電路芯片，其上集成有CPU、存儲器、I/O口(串行口、并行口)、其它輔助電路(如中斷系統(tǒng)，定時/計數(shù)器，振蕩電路及時鐘電路等)。其基本結(jié)構(gòu)框圖如下：

第2頁/共75頁

MCS-51系列單片機的基本結(jié)構(gòu)圖

CPURAMROM中斷系統(tǒng)串行口并行口定時計數(shù)器振蕩電路X1X2P0P1P2P3TXDRXDINT0INT1T0T1計算機微機第3頁/共75頁

MCS-51系列單片機的基本結(jié)構(gòu)圖

X1X2P0P1P2P3TXDRXDINT0INT1返回CPURAMROM中斷系統(tǒng)串行口并行口定時計數(shù)器振蕩電路X1X2P0P1P2P3TXDRXDINT0INT1T0T11、RAM被稱為隨機讀寫存儲器。2、用于存放數(shù)據(jù)。3、具有易失性：芯片掉電后，其內(nèi)的信息消失。第4頁/共75頁

MCS-51系列單片機的基本結(jié)構(gòu)圖

T0T1CPURAMROM中斷系統(tǒng)串行口并行口定時計數(shù)器振蕩電路X1X2P0P1P2P3TXDRXDINT0INT1T0T11、ROM被稱為只讀存儲器。2、用于存放程序。3、具有非易失性：掉電后其內(nèi)的信息依然存在。返回第5頁/共75頁運算器

最終結(jié)果

數(shù)中間結(jié)果/

據(jù)最后結(jié)果

原始數(shù)據(jù)與程序最后結(jié)果

程序計算機系統(tǒng)的硬件組成框圖存儲器控制器輸出設(shè)備輸入設(shè)備單片機微機返回第6頁/共75頁DB

CPUAB

CB

存儲器I/O口

微機的結(jié)構(gòu)框圖單片機計算機返回第7頁/共75頁2.2.1MCS-51系列單片機的分類

常用的MCS51系列單片機有2種類型的產(chǎn)品：8051/8751/89C51和8031。它們的結(jié)構(gòu)基本相同，其主要差別反映在存儲器的配置上的不同：8051內(nèi)設(shè)有4KB的掩膜ROM；8751內(nèi)設(shè)有4KB的EPROM；89C51內(nèi)設(shè)有4KB的E2PROM

；8031內(nèi)沒有ROM。

MCS-51系列單片機配置一覽表第8頁/共75頁89C51單片機的內(nèi)部結(jié)構(gòu)ATMPPSWBSPDPTRRAMPCROMP1P2P3P0定時中斷串口IRPLAID振蕩X1X2PSENRSTALEEAP0P1P2P3ALU習(xí)題第9頁/共75頁89C51單片機的內(nèi)部結(jié)構(gòu)返回ATMPPSWBSPDPTRRAMPCROMP1P2P3P0定時中斷串口IRPLAID振蕩X1X2PSENRSTALEEAP0P1P2P3ALU算術(shù)邏輯運算部件主要用來完成數(shù)據(jù)的算術(shù)和邏輯運算。ALU有2個輸入端和2個輸出端，其中一端接至累加器，接收由累加器送來的一個操作數(shù)；另一端接收TMP中的第二個操作數(shù)。參加運算的操作數(shù)在ALU中進行規(guī)定的操作運算，運算結(jié)束后，一方面將結(jié)果送至累加器，同時將操作結(jié)果的特征狀態(tài)送標(biāo)志寄存器。第10頁/共75頁89C51單片機的內(nèi)部結(jié)構(gòu)ATMPPSWBSPDPTRRAMPCROMP1P2P3P0定時中斷串口IRPLAID振蕩X1X2PSENRSTALEEAP0P1P2P3ALU1、16位寄存器2、存放下一條將要執(zhí)行的指令地址.程序中的指令是按照順序存放在存儲器中的某個連續(xù)區(qū)域.每條指令都有自己的地址,CPU根據(jù)PC中的指令地址從存儲器中取出將要執(zhí)行的指令.3、具有自動加1功能,從而指向下一條將要執(zhí)行的指令地址.4、PC的值可以修改，一般程序是按順序執(zhí)行指令的.若改變了的PC的值,則程序?qū)⒉辉侔错樞驁?zhí)行。返回第11頁/共75頁89C51單片機的內(nèi)部結(jié)構(gòu)ATMPPSWBSPDPTRRAMPCROMP1P2P3P0定時中斷串口IRPLAID振蕩X1X2PSENRSTALEEAP0P1P2P3IR：用來存放當(dāng)前正在執(zhí)行的指令代碼。ID：用來對指令代碼進行分析、譯碼，根據(jù)指令譯碼的結(jié)果，輸出相應(yīng)的控制信號。PLA：產(chǎn)生出各種操作電位、不同節(jié)拍的信號、時序脈沖等執(zhí)行此條命令所需的全部控制信號。返回第12頁/共75頁89C51單片機的內(nèi)部結(jié)構(gòu)X1X2PSENRSTALEEAATMPPSWBSPDPTRRAMPCROMP1P2P3P0定時中斷串口IRPLAID振蕩X1X2PSENRSTALEEAP0P1P2P31、8位寄存器2、累加器是一個特殊的寄存器，它的字長和微處理器的字長相同，累加器具有輸入／輸出和移位功能，微處理器采用累加器結(jié)構(gòu)可以簡化某些邏輯運算。3、由于所有運算的數(shù)據(jù)都要通過累加器，故累加器在微處理器中占有很重要的位置。ALU返回第13頁/共75頁89C51單片機的內(nèi)部結(jié)構(gòu)X1X2PSENRSTALEEAATMPPSWBSPDPTRRAMPCROMP1P2P3P0定時中斷串口IRPLAID振蕩X1X2PSENRSTALEEAP0P1P2P3ALU1、8位寄存器2、在進行乘除法運算時，存放參與運算的一個操作數(shù)3、除此之外，作為一般REG使用返回第14頁/共75頁ATMPPSWBSPDPTRRAMPCROMP1P2P3P0定時中斷串口IRPLAID振蕩X1X2PSENRSTALEEAP0P1P2P31、PSW稱為程序狀態(tài)字寄存器，是一個8位寄存器。2、D7D6D5D4D3D2D1D0

Cy

AcF1RS1RS0Ov-PALU返回第15頁/共75頁89C51單片機的內(nèi)部結(jié)構(gòu)X1X2ATMPPSWBSPDPTRRAMPCROMP1P2P3P0定時中斷串口IRPLAID振蕩X1X2PSENRSTALEEAP0P1P2P31、SP稱為堆棧指針，8位寄存器2、SP用來存放堆棧棧頂?shù)牡刂?。返回?6頁/共75頁89C51單片機的內(nèi)部結(jié)構(gòu)PSENRSTALEEAATMPPSWBSPDPTRRAMPCROMP1P2P3P0定時中斷串口IRPLAID振蕩X1X2PSENRSTALEEAP0P1P2P31、數(shù)據(jù)指針DPTR是一個16位的專用寄存器,其高位字節(jié)寄存器用DPH表示,低位字節(jié)寄存器用DPL表示。2、既可作為一個16位寄存器DPTR來處理,也可作為兩個獨立的8位寄存器DPH和DPL來處理。3、DPTR主要用來存放16位地址，當(dāng)對64KB外部數(shù)據(jù)存儲器空間尋址時,作為間址寄存器用。在訪問程序存儲器時,用作基址寄存器。返回演示第17頁/共75頁89C51單片機的內(nèi)部結(jié)構(gòu)PSENRSTALEEAATMPPSWBSPDPTRRAMPCROMP1P2P3P0定時中斷串口IRPLAID振蕩X1X2PSENRSTALEEAP0P1P2P389C51內(nèi)有的4K的ROM；不夠用時可以外擴ROM；內(nèi)ROM+外ROM≤64K返回第18頁/共75頁7FH

真正RAM區(qū)00HMCS-51單片機片內(nèi)RAM的配置圖FFH

SFR區(qū)80H89C51內(nèi)有256B的RAM單元，其地址范圍為00H—FFH，分為兩大部分:低128字節(jié)（00H~7FH）為真正的RAM區(qū);

高128字節(jié)（80H~FFH）為特殊功能寄存器區(qū)SFR。

返回第19頁/共75頁7FH

真正RAM區(qū)00HMCS-51單片機片內(nèi)RAM的配置圖FFH

SFR區(qū)80H返回89C51內(nèi)有256B的RAM單元，其地址范圍為00H—FFH，分為兩大部分:低128字節(jié)（00H~7FH）為真正的RAM區(qū);

高128字節(jié)（80H~FFH）為特殊功能寄存器區(qū)SFR。

7FH

普通RAM區(qū)30H2FH

位尋址區(qū)20H1FH

工作寄存器區(qū)00H第20頁/共75頁7FH

真正RAM區(qū)00HMCS-51單片機片內(nèi)RAM的配置圖FFH

SFR區(qū)80H89C51內(nèi)有256B的RAM單元，其地址范圍為00H—FFH，分為兩大部分:低128字節(jié)（00H~7FH）為真正的RAM區(qū);

高128字節(jié)（80H~FFH）為特殊功能寄存器區(qū)SFR。

7FH

普通RAM區(qū)30H2FH

位尋址區(qū)20H1FH

工作寄存器區(qū)00H返回07H0組00H0FH1組08H17H2組10H1FH3組18H1、工作寄存器區(qū)是指00H～1FH區(qū),共分4個組,每組有8個單元,共32個內(nèi)部RAM單元。2、每次只能有1組作為工作寄存器使用,其它各組可以作為一般的數(shù)據(jù)緩沖區(qū)使用。3、作為工作寄存器使用的8個單元，又稱為R0—R74、程序狀態(tài)字PSW中的PSW.3（RS0）和PSW.4（RS1）兩位來選擇哪一組作為工作寄存器使用。CPU通過軟件修改PSW中RS0和RS1兩位的狀態(tài),就可任選一個工作寄存器工作。第21頁/共75頁RS1、RS0與片內(nèi)工作寄存器組的對應(yīng)關(guān)系RS1RS0寄存器組片內(nèi)PAM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~R7返回第22頁/共75頁工作寄存器和RAM地址對照表

返回第23頁/共75頁7FH

真正RAM區(qū)00HMCS-51單片機片內(nèi)RAM的配置下圖所示：FFHSFR區(qū)80H7FH

普通RAM區(qū)30H2FH

位尋址區(qū)20H1FH

工作寄存器區(qū)00H20H21H22H23H24H25H26H27H2FH1、位尋址區(qū)是指20H～2FH單元，共16個單元。2、位尋址區(qū)的每1位都可當(dāng)作軟件觸發(fā)器,由程序直接進行位處理。3、位尋址區(qū)的

16個單元（共計128位）的每1位都有一個8位表示的位地址,位地址范圍為00H～1FH。

如表所示。4、同樣,位尋址的RAM單元也可以按字節(jié)操作作為一般的數(shù)據(jù)緩沖區(qū)。返回第24頁/共75頁

內(nèi)部RAM中位地址表返回第25頁/共75頁7FH

真正RAM區(qū)00HMCS-51單片機片內(nèi)RAM的配置圖FFH

SFR區(qū)80H返回89C51內(nèi)有256B的RAM單元，其地址范圍為00H—FFH，分為兩大部分:低128字節(jié)（00H~7FH）為真正的RAM區(qū);

高128字節(jié)（80H~FFH）為特殊功能寄存器區(qū)SFR。

1、高128B的RAM單元中有21個單元可用，稱為SFG。這21個SFG分散在高128B的地址空間內(nèi)，分別是A，B，PSW，SP，DPH，DPL，P0，P1，P2，P3，IP，IE，TCON，TMOD，TH0，TL0，TH1，TL1，SCON，SBUF，PCON。2、有些可以按位尋址。3、特殊功能寄存器名稱、標(biāo)識符、地址見表

第26頁/共75頁特殊功能寄存器名稱、標(biāo)識符、地址一覽表返回第27頁/共75頁返回第28頁/共75頁2.389C51單片機的引腳

學(xué)習(xí)單片機的內(nèi)部結(jié)構(gòu)有助于了解信息流動,掌握編程技巧;學(xué)習(xí)單片機的外部引腳有助于掌握它與其它芯片的連接,單片機與外界的信息交換就是通過它的引腳實現(xiàn)的。在MCS51系列單片機中,各類型號單片機的引腳是相互兼容的.在器件的封裝形式上,MCS51系列單片機有二種:雙列直插式和方形封裝，均為40腳。

MCS-51單片機引腳及總線結(jié)構(gòu)圖如下：習(xí)題第29頁/共75頁MCS-51單片機引腳及總線結(jié)構(gòu)(a)管腳圖；(b)引腳功能分類P2P0ALEPSENEARSTVCCGNDP1P3X1X2返回第30頁/共75頁

ATMPPSWBSPDPTRRAMPCROMP1P2P3P0定時中斷串口IRPLAID振蕩X1X2PSENRSTALEEAP0P1P2P3ALU返回

P0.0---P0.71、沒有外擴芯片時，作為一般的IN\OUT線,直接與外設(shè)通信。

2、有外擴Mem時,先送出外Mem的地址碼的低八位,然后傳送數(shù)據(jù)信息。

外ROM:PC的低8位由P0.0---P0.7送出。外RAM:DPL由P0.0---P0.7送出。第31頁/共75頁

ATMPPSWBSPDPTRRAMPCROMP1P2P3P0定時中斷串口IRPLAID振蕩X1X2PSENRSTALEEAP0P1P2P3ALU

P2.0---P2.71、沒有外擴芯片時，作為一般的IN\OUT線,直接與外設(shè)通信

2、有外擴Mem時,送出外Mem的地址碼的高八位外ROM:PC的高8位由P2.0---P2.7送出外RAM:DPH由P2.0---P2.7送出返回第32頁/共75頁

ATMPPSWBSPDPTRRAMPCROMP1P2P3P0定時中斷串口IRPLAID振蕩X1X2PSENRSTALEEAP0P1P2P3ALUP1.0---P1.71、作為一般的IN\OUT線,與外設(shè)通信。2、可以接外設(shè)。返回第33頁/共75頁89C51單片機的內(nèi)部結(jié)構(gòu)ATMPPSWBSPDPTRRAMPCROMP1P2P3P0定時中斷串口IRPLAID振蕩X1X2PSENRSTALEEAP0P1P2P3ALU1、作為一般的IN\OUT線,與外設(shè)通信2、還有第二功能。P3口的第二功能如下：

P3.7P3.6P3.5P3.4P3.3P3.2P3.1P3.0RDWRT1T0INT1INT0TXDRXD外RAM的R/W記數(shù)脈沖輸入端中請輸入端串出串入返回第34頁/共75頁

ATMPPSWBSPDPTRRAMPCROMP1P2P3P0定時中斷串口IRPLAID振蕩X1X2PSENRSTALEEAP0P1P2P3ALUALE地址鎖存允許

1、當(dāng)8051由P0口送出低8位地址碼時,8051由ALE送出一高電平信號,作為外部鎖存器的觸發(fā)信號。

在單片機(CPU)與外界交換信息的過程中,地址信息必須維持不變,而P0口不能維持低8位地址的不變,所以應(yīng)該外接鎖存器,將低8位地址鎖住。當(dāng)8051送出低8位地址的時候,鎖存器應(yīng)該處于送數(shù)狀態(tài);在低8位地址消失之前,鎖存器應(yīng)該處于鎖存狀態(tài)。2、當(dāng)片外存儲器存取數(shù)據(jù)時，ALE為低8位地址輸出鎖存信號；當(dāng)片外存儲器不存取數(shù)據(jù)時，ALE輸出固定頻率的脈沖信號，頻率為1/6的fosc返回第35頁/共75頁

ATMPPSWBSPDPTRRAMPCROMP1P2P3P0定時中斷串口IRPLAID振蕩X1X2PSENRSTALEEAP0P1P2P3ALU

PSEN外ROM的讀選通信號，在從片外ROM中讀取指令時，PSEN送出片外ROM的讀信號（低電平），一般接到外ROM的讀控制端返回第36頁/共75頁

ATMPPSWBSPDPTRRAMPCROMP1P2P3P0定時中斷串口IRPLAID振蕩X1X2PSENRSTALEEAP0P1P2P3ALU

EA訪問外ROM控制信號，當(dāng)EA為高電平時，加電后8051從片內(nèi)ROM的0000H單元開始取指令，即從片內(nèi)ROM的0000H開始執(zhí)行程序；若EA為的低電平，則加電后8051從片外ROM的0000H單元開始取指令，故此時片外ROM的編制應(yīng)該從0000H開始；對于8031來說，由于其內(nèi)部無ROM，程序必須放在片外ROM中，所以EA應(yīng)接地。返回第37頁/共75頁

ATMPPSWBSPDPTRRAMPCROMP1P2P3P0定時中斷串口IRPLAID振蕩X1X2PSENRSTALEEAP0P1P2P3ALURST復(fù)位信號輸入端該引腳得到高電平,并維持一段時間后,8051復(fù)位,進入復(fù)位狀態(tài)(初始化狀態(tài)),復(fù)位狀態(tài)下,各REG取值如下:PC=0000H，PSW=00H，SP=07HP0=FFH,P1=FFH,P2=FFH,P3=FFH,其余都為0返回第38頁/共75頁

ATMPPSWBSPDPTRRAMPCROMP1P2P3P0定時中斷串口IRPLAID振蕩X1X2PSENRSTALEEAP0P1P2P3ALU外接晶振,產(chǎn)生時鐘信號,控制CPU的工作速度。返回第39頁/共75頁ATMPPSWBSPDPTRRAMPCROMP1P2P3P0定時中斷串口IRPLAID振蕩X1X2PSENRSTALEEAP0P1P2P31、程序狀態(tài)字寄存器。8位寄存器。2、D7D6D5D4D3D2D1D0CyAcF1RS1RS0Ov-PALU返回Cy（PSW.7）——進位標(biāo)志位。當(dāng)運算結(jié)果產(chǎn)生進位時，Cy

=1；當(dāng)運算結(jié)果沒有產(chǎn)生進位時，Cy

=0。第40頁/共75頁ATMPPSWBSPDPTRRAMPCROMP1P2P3P0定時中斷串口IRPLAID振蕩X1X2PSENRSTALEEAP0P1P2P31、程序狀態(tài)字寄存器。8位寄存器。2、D7D6D5D4D3D2D1D0CyAcF1RS1RS0Ov-PALUAC（PSW.6）——輔助進位（或稱半進位）標(biāo)志。當(dāng)運算結(jié)果的D3向D4產(chǎn)生進位時，AC

=1；當(dāng)運算結(jié)果的D3向D4沒有產(chǎn)生進位時，AC

=0。返回第41頁/共75頁ATMPPSWBSPDPTRRAMPCROMP1P2P3P0定時中斷串口IRPLAID振蕩X1X2PSENRSTALEEAP0P1P2P31、程序狀態(tài)字寄存器。8位寄存器。2、D7D6D5D4D3D2D1D0CyAcF1RS1RS0Ov-PALUOV（PSW.2）——溢出標(biāo)志位。當(dāng)運算結(jié)果產(chǎn)生溢出時，OV

=1；當(dāng)運算結(jié)果沒有產(chǎn)生溢出時，OV

=0。返回第42頁/共75頁ATMPPSWBSPDPTRRAMPCROMP1P2P3P0定時中斷串口IRPLAID振蕩X1X2PSENRSTALEEAP0P1P2P31、程序狀態(tài)字寄存器。8位寄存器。2、D7D6D5D4D3D2D1D0CyAcF1RS1RS0Ov-PALUP（PSW.0）——奇偶標(biāo)志位。當(dāng)A中1的個數(shù)為奇數(shù)時，P

=1；當(dāng)A中1的個數(shù)為偶數(shù)時，P

=0。返回第43頁/共75頁89C51單片機的內(nèi)部結(jié)構(gòu)X1X2ATMPPSWBSPDPTRRAMPCROMP1P2P3P0定時中斷串口IRPLAID振蕩X1X2PSENRSTALEEAP0P1P2P31、8位寄存器2、SP用來存放堆棧棧頂?shù)牡刂?。返?、堆棧是在內(nèi)RAM區(qū)專門開辟出來的按照“先進后出”原則進行數(shù)據(jù)存取的一塊連續(xù)的存儲區(qū)域。2、堆棧有棧頂和棧底，堆棧中沒有數(shù)據(jù)時，二者重疊，SP指向最下端（棧底），向堆棧推入數(shù)據(jù)后，棧頂向上生長，SP也向上生長。3、堆棧棧頂：最后推入堆棧的數(shù)據(jù)所在的存儲單元4、SP用來指示堆棧所處的位置,在進行操作之前,先用指令給SP賦值,以規(guī)定棧區(qū)在RAM區(qū)的起始地址（棧底層）。當(dāng)數(shù)據(jù)推入棧區(qū)后,SP的值也自動隨之變化。63H64H65H66H67H棧底演示第44頁/共75頁89C51單片機的內(nèi)部結(jié)構(gòu)X1X2ATMPPSWBSPDPTRRAMPCROMP1P2P3P0定時中斷串口IRPLAID振蕩X1X2PSENRSTALEEAP0P1P2P31、8位寄存器2、SP用來存放堆棧棧頂?shù)牡刂?。返?、堆棧是在內(nèi)RAM區(qū)專門開辟出來的按照“先進后出”原則進行數(shù)據(jù)存取的一塊連續(xù)的存儲區(qū)域。2、堆棧有棧頂和棧底，堆棧中沒有數(shù)據(jù)時，二者重疊，SP指向最下端（棧底），向堆棧推入數(shù)據(jù)后，棧頂向上生長，SP也向上生長。3、堆棧棧頂：最后推入堆棧的數(shù)據(jù)所在的存儲單元4、SP用來指示堆棧所處的位置,在進行操作之前,先用指令給SP賦值,以規(guī)定棧區(qū)在RAM區(qū)的起始地址（棧底層）。當(dāng)數(shù)據(jù)推入棧區(qū)后,SP的值也自動隨之變化。63H64H65H66H67H棧底12H46H73HSP=63HSP=64HSP=66HSP=65H取數(shù)第45頁/共75頁89C51單片機的內(nèi)部結(jié)構(gòu)X1X2ATMPPSWBSPDPTRRAMPCROMP1P2P3P0定時中斷串口IRPLAID振蕩X1X2PSENRSTALEEAP0P1P2P31、8位寄存器2、SP用來存放堆棧棧頂?shù)牡刂贰７祷?、堆棧是在內(nèi)RAM區(qū)專門開辟出來的按照“先進后出”原則進行數(shù)據(jù)存取的一塊連續(xù)的存儲區(qū)域。2、堆棧有棧頂和棧底，堆棧中沒有數(shù)據(jù)時，二者重疊，SP指向最下端（棧底），向堆棧推入數(shù)據(jù)后，棧頂向上生長，SP也向上生長。3、堆棧棧頂：最后推入堆棧的數(shù)據(jù)所在的存儲單元4、SP用來指示堆棧所處的位置,在進行操作之前,先用指令給SP賦值,以規(guī)定棧區(qū)在RAM區(qū)的起始地址（棧底層）。當(dāng)數(shù)據(jù)推入棧區(qū)后,SP的值也自動隨之變化。63H64H65H66H67H棧底12HSP=64HSP=66HSP=65H存數(shù)73H73H46H46H第46頁/共75頁89C51單片機的內(nèi)部結(jié)構(gòu)X1X2ATMPPSWBSPDPTRRAMPCROMP1P2P3P0定時中斷串口IRPLAID振蕩X1X2PSENRSTALEEAP0P1P2P31、8位寄存器2、SP用來存放堆棧棧頂?shù)牡刂?。返?、堆棧是在內(nèi)RAM區(qū)專門開辟出來的按照“先進后出”原則進行數(shù)據(jù)存取的一塊連續(xù)的存儲區(qū)域。2、堆棧有棧頂和棧底，堆棧中沒有數(shù)據(jù)時，二者重疊，SP指向最下端（棧底），向堆棧推入數(shù)據(jù)后，棧頂向上生長，SP也向上生長。3、堆棧棧頂：最后推入堆棧的數(shù)據(jù)所在的存儲單元4、SP用來指示堆棧所處的位置,在進行操作之前,先用指令給SP賦值,以規(guī)定棧區(qū)在RAM區(qū)的起始地址（棧底層）。當(dāng)數(shù)據(jù)推入棧區(qū)后,SP的值也自動隨之變化。63H64H65H66H67H棧底SP=64HSP=66HSP=65H73H73H46H46H12H第47頁/共75頁DPTR0003H34HATMPPSWBSPDPTR0003HRAMPCROM定時中斷串口返回ALU讀寫控制輸入輸出電路地址譯碼器RAM芯片單片機DBCBAB0003HDPTR0003HWR34H第48頁/共75頁P2P0ALEPSENEARSTVCCGNDP1.0P1.1P1.2P1.3P1.4P1.5P1.6P1.7P3X1X2+5V+5V返回第49頁/共75頁DPTR0003H34HATMPPSWBSP00HRAMPCROM定時中斷串口返回ALU讀寫控制輸入輸出電路地址譯碼器RAM芯片單片機DBCBAB0-70003HDPTR03HWR34HP2P3P1P0P0P2P3P1鎖存器AB8-15

0003HALE1第50頁/共75頁DPTR0003H34HATMPPSWBSP00HRAMPCROM定時中斷串口返回ALU讀寫控制輸入輸出電路地址譯碼器RAM芯片單片機DBCBAB0-70003HDPTR03HWR34HP2P3P1P0P0P2P3P1鎖存器AB8-15

0003HALE1第51頁/共75頁DPTR0003H34HATMPPSWBSPRAMROM定時中斷串口返回ALU讀寫控制輸入輸出電路地址譯碼器ROM芯片單片機DBCBAB0-70003HDPTRRD34HP2P3P1P0P0P2P3P1鎖存器AB8-15

ALE

00H03HPC0003HPSEN134H第52頁/共75頁DPTR0003H34HATMPPSWBSPRAMROM定時中斷串口返回ALU讀寫控制輸入輸出電路地址譯碼器ROM芯片單片機DBCBAB0-70003HDPTRRD34HP2P3P1P0P0P2P3P1鎖存器AB8-15

ALE

00H03HPC0003HPSEN1第53頁/共75頁習(xí)題與思考：1、單片機應(yīng)用程序一般存放在（

）

A、RAM

B、ROM

C、寄存器

D、CPU

2．在單片機中，通常將一些中間計算結(jié)果放在（

）中

A、累加器

B、控制器

C、程序存儲器

D、數(shù)據(jù)存儲器

3．89C51單片機有片內(nèi)ROM容量()A4KBB.8KBC.128BD.256B4、CPU主要的組成部部分為（

）

A、運算器、控制器

B、加法器、寄存器

C、運算器、寄存器

D、運算器、指令譯碼器

5．INTEL

8051

CPU是（

）位的單片機

A、16

B、4

C、8

D、準(zhǔn)16

6．CPU由__________和控制器構(gòu)成。返回第54頁/共75頁習(xí)題與思考：1、PC存放_______________,具有___________特性。在8051中決定程序執(zhí)行順序的是PC還是DPTR？它是______位？（是，不是）SFG？2、PSW用于存放_______________,在8051中PSW是_______位，當(dāng)8051執(zhí)行94H+4BH后，PSW的CY、AC、OV、P的值是多少？3、什么是堆棧？8051的堆棧設(shè)在何處？哪個寄存器是堆棧指針？堆棧存取數(shù)據(jù)的原則是什么？4．單片機的堆棧指針SP始終是（

）

A、指示堆棧底

B、指示堆棧頂

C、指示堆棧地址

D、指示堆棧長度5、進位標(biāo)志CY在（

）中

A、累加器

B、算邏運算部件ALU

C、程序狀態(tài)字寄存PSW

D、DPTR

6、.8031單片機中的SP和PC分別是()的寄存器。A.8位和8位B.16位和16位C.8位和16位D.16位和8位

7、DPTR是什么寄存器？它的作用是什么？它由哪幾個特殊功能寄存器組成？返回第55頁/共75頁習(xí)題與思考：1、8051單片機的內(nèi)部RAM可以分為幾個不同的區(qū)域？各區(qū)的地址范圍及其特點？2．為了使10H—17H作為工作寄存器使用，應(yīng)該采用什么辦法實現(xiàn)？寫出相關(guān)指令。CPU復(fù)位后，R0---R7的單元地址是多少？3、8051的位尋址區(qū)在哪里？位尋址空間是多少？4．MCS-51中有4組工作寄存器，它們的地址范圍是

。5．MCS-51單片機的堆棧區(qū)應(yīng)建立在（）。

A.

片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲區(qū)的低128字節(jié)單元

B.

片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲區(qū)

C.片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲區(qū)的高128字節(jié)單元

D.程序存儲區(qū)6．8031單片機中既可位尋址又可字節(jié)尋址的單元是（

）

A、20H

B、30H

C、00H

D、70H

返回第56頁/共75頁習(xí)題與思考：1、8051單片機對外有幾條專用控制線？其功能是什么？2、8051的內(nèi)ROM容量為_____,最大外擴ROM容量為___________，8051訪問外ROM時，讀選通信號由______個引腳送出，地址碼由_____________送出，數(shù)據(jù)由__________送出。8051的EA應(yīng)接__電平.3、8051可以外擴的RAM容量為___________，8051訪問外RAM時，讀選通信號由______個引腳送出，寫選通信號由______個引腳送出，8051中________個寄存器存放外RAM單元的地址。4.8031單片機的()口的引腳，還具有外中斷、串行通信等第二功能。A.P0B.P1C.P2D.P35、當(dāng)MCS-51引腳ALE信號有效時，表示從P0口穩(wěn)定地送出了

地址信號。6．對于INTEL

8031來說，EA腳總是（

）

A、接地

B、接電源

C、懸空

D、不用

返回第57頁/共75頁第二章測試：一、選擇題1、在8051單片機中，PC存放的是（）a）正在執(zhí)行的這條指令的地址b）將要執(zhí)行的下一條指令的地址c）正在執(zhí)行的這條指令的操作碼d）對已經(jīng)執(zhí)行過的指令條數(shù)進行計數(shù)2、為了使10H—17H作工作寄存器使用RS1，RS0的取值為（）a）0，0b）0，1c）1，0d）1，13．下述哪條引腳為輸入腳（）a）RESETb）ALEc）RDd）PSEN4、在8051單片機中，SP存放的是（）a）堆棧棧低的地址b）堆棧棧頂?shù)牡刂穋）堆棧棧低的內(nèi)容d）堆棧棧低的內(nèi)容5．?dāng)?shù)據(jù)指針DPDR在（

）中

A、CPU控制器

B、CPU運算器

C、外部程序存儲器

D、外部數(shù)據(jù)存儲器6．單片機上電后或復(fù)位后，工作寄存器R0是在（

）

A、0區(qū)00H單元

B、0區(qū)01H單元

C、0區(qū)09H單元

D、SFR

7、8051的內(nèi)部RAM中，可以進行位尋址的地址空間為（

）

A、00H∽2FH

B、20H∽2FH

C

、00H∽FFH

D、20H∽FFH

8、在堆棧操作中，當(dāng)進棧數(shù)據(jù)全部彈出后，這時S

P應(yīng)指向（

）

A、棧底單元

B、7FH單元

C

、棧底單元地址加1

D、棧底單元地址減1

第58頁/共75頁9、關(guān)于指針DPTR，下列說法正確的是（

）

A．DPTR是一個8位寄存器

B．DPTR不可尋址

C．DPTR是由DPH和DPL兩個8位寄存器組成的

D．DPTR的地址83H10．8051的程序計數(shù)器P

C為16位計數(shù)器，其尋址范圍是（

）

A、8K

B、16

K

C

、32

K

D、64

K

11．8031單片機在片外擴展程序存儲器，當(dāng)取程序存儲器的內(nèi)容時，要用單片機的()信號。

A.RDB.PSENC.ALEDWR二、填空題1．若不使用MCS-51片內(nèi)的存儲器，引腳必須接

。2．MCS-51中21個特殊功能寄存器，其地址凡是能被8整除的都有

尋址功能。3．MCS-51系統(tǒng)中，當(dāng)信號

有效時，表示CPU要從

存儲器中讀取信息。4．當(dāng)使用8751且=1時訪問的是片

ROM。5．MCS-51片內(nèi)20H～2FH范圍內(nèi)的數(shù)據(jù)存儲器，既可以

尋址又可以

尋址。6、微處理器就是集成在一片大規(guī)模集成電路的________________和_______________.7．______________用來存放下一條要執(zhí)行的指令的地址.8、MCS-51的堆棧只可設(shè)置在

，其最大容量為

，堆棧寄存器SP是

位寄存器。第59頁/共75頁三、簡答題1．決定程序執(zhí)行順序的寄存器是哪個？它是幾位的？它是不是特殊功能寄存器？2．什么叫堆棧？堆棧指示器SP的作用是什么？8051單片機堆棧的最大容量不能超過多少字節(jié)？

3．MCS51單片機的尋址范圍是多少？8051單片機可以配置的存儲器的最多容量是多少？4．8051內(nèi)部RAM有幾組工作寄存器？每組工作寄存器有幾個工作寄存器？寄存器組的選擇由什么決定？返回第60頁/共75頁2.4

MCS-51單片機工作方式2.4.1

時鐘電路2.4.2復(fù)位電路與復(fù)位方式2.4.3程序運行方式返回習(xí)題第61頁/共75頁2.4.1時鐘電路

單片機的時鐘信號用來提供單片機內(nèi)部各種操作的時間基準(zhǔn)，時鐘電路用來產(chǎn)生單片機工作所需要的時鐘信號。單片機內(nèi)部有一個高增益的反向放大器，其輸入端X1和X2用于外接晶體和電容，以構(gòu)成自激振蕩器，其發(fā)出的脈沖直接送入內(nèi)部的時鐘電路。外接電路如圖：

時序返回第62頁/共75頁時序CPU的時序是指CPU在執(zhí)行指令過程中，CPU的控制器所發(fā)出的一系列特定的控制信號在時間上的相互關(guān)系。時序是用定時單位來說明的。常用的時序定時單位有：時鐘周期、機器周期、指令周期返回第63頁/共