《單片機原理及工程應(yīng)用》課件-第2章 單片機硬件系統(tǒng)（第2次課）

MCS-51系列單片機（必須掌握）

系列片內(nèi)存儲器(BYTE)定時器/計數(shù)器(位)并行I/O(位)串行口中斷源制造工藝封裝形式無ROMPROMEPROMRAM51子系列803180514KB87514KB128B2×164×815HMOSDIP80C3180C514KB87C514KB128B2×164×815CHMOS52子系列803280528KB87528KB256B3×164×816HMOS80C3280C528KB87C528KB256B3×164×816CHMOS2

中央處理器CPU是單片機內(nèi)部的核心部件，它決定了單片機的指令系統(tǒng)及主要功能特性。CPU由運算器和控制器兩部分組成。

運算器是以算術(shù)邏輯單元ALU為核心，加上累加器A、寄存器B、程序狀態(tài)字PSW及專門用于位操作的布爾處理機等組成，它可以實現(xiàn)數(shù)據(jù)的算術(shù)運算、邏輯運算、位變量處理和數(shù)據(jù)傳送操作等。2.3單片機CPU基本模型3

控制器是單片機的神經(jīng)中樞，它包括控制邏輯（時基電路、復(fù)位電路）、程序計數(shù)器PC、指令寄存器、指令譯碼器、堆棧指針SP、數(shù)據(jù)指針寄存器DPTR、以及信息傳送控制等部件?？刂破饕灾髡耦l率為基準產(chǎn)生CPU的時序，對指令進行譯碼，然后發(fā)出各種控制信號，完成一系列定時控制的微操作，對外發(fā)出地址鎖存ALE、外部程序存儲器選通/PSEN，數(shù)據(jù)存儲器讀(/RD)、寫(/WR)等控制信號；處理復(fù)位RST和外部程序存儲器訪問控制/EA信號，是單片機的控制中心。42.3單片機CPU基本模型52.3.1算術(shù)邏輯單元ALU、累加器ACC及寄存器B算術(shù)邏輯單元ALU算術(shù)運算和邏輯操作，并具有數(shù)據(jù)傳送、程序轉(zhuǎn)移等功能。累加器ACC簡稱累加器A，是一個8位寄存器，它是CPU中使用最頻繁的寄存器。利用ALU作算術(shù)、邏輯運算的操作數(shù)之一多來自于A，運算結(jié)果也常保存于A。寄存器B在ALU進行乘、除法運算時有其專門的作用。在執(zhí)行乘法指令時，運算前存放其中一個乘數(shù)，指令執(zhí)行后存放積的高8位；執(zhí)行除法運算指令時，運算前B存放除數(shù),指令執(zhí)行后存放余數(shù)；不作乘、除法運算時，則作為通用寄存器使用。6

程序狀態(tài)字PSW又稱為程序狀態(tài)寄存器，是一個8位標志寄存器，保存指令執(zhí)行結(jié)果的特征信息，以供程序查詢和判別。CyACF0RS1RS0OV-P2.3.2程序狀態(tài)字PSW7

Cy(PSW.7)——進位標志位。由硬件或軟件置位和清零。在位操作時作為位累加器使用。

AC(PSW.6)——輔助進位(或稱半進位)標志。它表示兩個8位數(shù)運算時，低4位有無進(借)位的狀況。在BCD碼運算的十進制調(diào)整中要用到該標志。

F0(PSW.5)——用戶自定義標志位。

CyACF0RS1RS0OV-P2.3.2程序狀態(tài)字PSW8

RSl(PSW.4)、RS0(PSW.3)——當前使用工作寄存器組選擇位。可用軟件置位或清零，用以確定當前使用的工作寄存器組。

OV(PSW.2)——溢出標志位。由硬件置位或清零。

PSW.1——未定義。

P(PSW.0)——奇偶標志位。該標志位常用于串行通信的奇偶校驗位。CyACF0RS1RS0OV-P2.3.2程序狀態(tài)字PSW92.3.3程序計數(shù)器PCPC是一個16位的專用寄存器，尋址范圍為64KB（0000H～FFFFH）。系統(tǒng)復(fù)位后PC的初始值為0000H。程序計數(shù)器在物理上是獨立的，它不屬于特殊功能寄存器SFR塊。即，PC本身并沒有地址，因而不可尋址，用戶無法對它進行讀寫，但是可以通過轉(zhuǎn)移、調(diào)用、返回等指令改變其內(nèi)容，以控制程序按我們的要求去執(zhí)行。10堆棧指針寄存器SP(StackPoingter)堆棧是計算機中非常高效實用的技術(shù)，基于數(shù)據(jù)的先進后出、后進先出規(guī)則，常用于中斷和子程序調(diào)用的現(xiàn)場保護，也可用來傳遞參數(shù)。SP是8位專用寄存器，系統(tǒng)復(fù)位后SP之值為07H。2.3.4堆棧指針SP11數(shù)據(jù)入棧時，PUSH指令，先將堆棧指針SP的內(nèi)容加1，然后將數(shù)據(jù)送入堆棧；數(shù)據(jù)出棧時，將SP所指向的內(nèi)部RAM單元的內(nèi)容送入POP指令給出的直接地址單元，再將堆棧指針SP的內(nèi)容減1。2.3.4堆棧指針SP12數(shù)據(jù)指針寄存器DPTR是一個16位的專用寄存器，DPTR主要用于存放16位的地址碼。當CPU訪問64KB的外部數(shù)據(jù)存儲器時，DPTR作為間接寄存器使用；當CPU訪問64KB的程序存儲器時，DPTR用作基址寄存