第一章MCS-51單片機的基本結(jié)構(gòu)及工作原理

1、理論課上課時間表星期周次 一二三四五六日3878綜41334綜309注： 微型計算機的組成框圖（由多個IC芯片組裝在一個主電路板上）MCS-51單片機單片機所有單元都組裝在一個IC芯片上數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)RAMCPU并行并行I/O程序程序ROM定時定時/計數(shù)器計數(shù)器串行端口串行端口中斷控制器中斷控制器擴展擴展I/O端口端口系統(tǒng)總線（系統(tǒng)總線（DB、AB、CB）大而全大而全小而精小而精時鐘電路時鐘電路4KROM程序存儲器程序存儲器256BRAM數(shù)據(jù)存儲器數(shù)據(jù)存儲器2X16位位定時定時/計數(shù)器計數(shù)器CPU處理器處理器64KB總線總線擴展控制器擴展控制器可編程可編程I/O端口端口P0-3可編程可編程串行口串行

2、口中斷控制中斷控制返回返回VCCRSTXTAL1 P0口口XTAL2/EA/PSENALE P1口口P3口口RXDTXD/INT0/INT1 P2口口T0T1/WR/RDGND87C51EPROM型型AT89C51ATMELFLASH型型返回上一次電源及電源及控制控制P3口口P1口口P0口口P2口口引腳圖P3P3口第二功能表口第二功能表引腳圖返回引腳圖自動上電復(fù)位電路自動上電復(fù)位電路具有手動復(fù)位功能具有手動復(fù)位功能 的復(fù)位電路的復(fù)位電路MCS-51RSTVccRCMCS-51RSTVcc51K1K1F為什么需為什么需要復(fù)位？要復(fù)位？時序圖引腳圖MCS-51單片機單片機片內(nèi)片內(nèi)RAM256B片外

3、片外RAM64K片外片外ROM64KEA=0或片內(nèi)或片內(nèi)溢出溢出000HFFFH0000HFFFFH0FFFH1000H片內(nèi)片內(nèi)ROM4K(EA=1)片外片外ROM64KEA=0或片內(nèi)或片內(nèi)溢出溢出片外片外ROM64KEA=0或片內(nèi)或片內(nèi)溢出溢出片內(nèi)片內(nèi)ROM4K(EA=1)返回第1章主菜單MCS-51單片機單片機片內(nèi)片內(nèi)ROM4K(EA=1)片內(nèi)片內(nèi)RAM256B片外片外RAM64K片外片外ROM64K(EA=0或片內(nèi)或片內(nèi)溢出）溢出）返回返回返回上一次000HFFFH0000HFFFFH0FFFH1000H0FFFH0000H0FFFH0000HFFFFH1000HEA=1時，時，ROM的

4、使用的使用片外程序存儲器片外程序存儲器（最大（最大64K）單片機內(nèi)部單片機內(nèi)部程序存儲器程序存儲器（4K）0FFFH0000H0FFFH0000HFFFFH1000HEA=1時，時，ROM的使用的使用片外程序存儲器片外程序存儲器（最大（最大64K）單片機內(nèi)部單片機內(nèi)部ROM（4K）返回可以加密可以加密無法加密無法加密返回ROM圖存儲結(jié)構(gòu)圖特殊功能特殊功能寄存器寄存器SFR通用數(shù)據(jù)通用數(shù)據(jù)存儲器存儲器80H7FH00HFFH片內(nèi)片內(nèi)RAM 片外片外RAM256B個字節(jié)個字節(jié) 64KB個字節(jié)個字節(jié)片外數(shù)據(jù)片外數(shù)據(jù)存儲器存儲器64KB0000HFFFFH注意：注意：1、訪問片內(nèi)、訪問片內(nèi)RAM20H

5、單元單元MOV A,20H2、訪問片外、訪問片外RAM20H單元單元 MOV R0, #20hMOVX A,R0back位尋址區(qū)位尋址區(qū)3區(qū)區(qū)2區(qū)區(qū)1區(qū)區(qū)0區(qū)區(qū)便箋區(qū)便箋區(qū)08H07H00H7FH30H2FH20H1FH18H17H10H0FH四個工作寄存器區(qū)四個工作寄存器區(qū)每個區(qū)中有每個區(qū)中有R0-R7八個工作寄存器八個工作寄存器位尋址區(qū)位尋址區(qū)16個單元個單元20H-2FH，共有共有128 可尋址位個位。可尋址位個位。位地址：位地址：00H-7FH注意：位地址與字節(jié)地址的區(qū)別注意：位地址與字節(jié)地址的區(qū)別通用的通用的RAM區(qū)區(qū)地址：地址：30H-7FH繼續(xù)返回上一次2FH20H字節(jié)地址返回上

6、一次返回RAM地址07H06H05H04H03H02H01H00H返回上一次SFR高高128B低低128B0FFH80H7FH00H特殊功能寄存器特殊功能寄存器SFR在片內(nèi)在片內(nèi)RAM中的位置中的位置注注:表中表中黃色的單元黃色的單元為可按位尋址的字節(jié)為可按位尋址的字節(jié)RAM分配圖07HSP07HRAMx累加器累加器A堆棧操作示意圖08H08H07HRAM改變堆棧位置示意圖61H60H7FH60HSP返回發(fā)送發(fā)送SBUF接收接收SBUF內(nèi)內(nèi)部部數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)總總線線TXDRXD累加器累加器ATH0TL0返回P2.5 P2.4: : P2.0P0.7: : : P0.0ALE/RD/WRCEA12 :

7、 :A8A7 O7 : : : : : : A0 O0/OE /WED7 Q7 74LS373D0 Q0CPCP 6264 8K RAMMCS-51/CE = P2.5(A12)三態(tài)輸出三態(tài)輸出的數(shù)據(jù)口的數(shù)據(jù)口由由/OE控制控制A15A14 : :A8A7 O7 : : : : : : A0 O0OE64K ROM64K ROMMCS-51MCS-51完整的地址完整的地址信號信號三態(tài)輸出三態(tài)輸出的數(shù)據(jù)口的數(shù)據(jù)口由由/OE控制控制D7D7 Q7Q7 74LS37374LS373D0D0 Q0Q0 G /L G /L P2.7: : : P2.0P0.7: : : P0.0ALE/EA PSEN返

8、回第1章主菜單繼續(xù)XTAL230pF805130pFXTAL21XTAL1至內(nèi)部至內(nèi)部時鐘電路時鐘電路XTAL2XTAL1NC外時鐘外時鐘使用外時鐘時的電路連接使用外時鐘時的電路連接1返回TTS1S6S5S4S3機器周期機器周期P1S1P2返回ROMROMROM單字節(jié)指令單字節(jié)指令雙字節(jié)指令雙字節(jié)指令三字節(jié)指令三字節(jié)指令機器周期機器周期讀操作碼一讀操作碼一讀讀操作無效操作無效ALE返回S1S2S6S5S4S3OP2-2OP2-1n+1n程序ROMPC返回S1S2S6S5S4S3機器周期機器周期讀操作碼讀操作碼1讀讀操作碼操作碼2ALE返回S1S2S6S5S4S3機器周期機器周期1讀操作碼讀操作

9、碼讀無效讀無效S1S2S6S5S4S3讀無效讀無效讀無效讀無效機器周期機器周期2ALE A15-A8(PC)A7-A0OPA7-A0常數(shù)常數(shù)/PsenP2口口P0 口口S1S2S6S5S4S3ALE A15-A8 (DPTR+A)返回前一次 /PSEN P2口口MCS- 51 P0口口 ALED7D0G/CSA15A8 64K ROMA7A0 D0D774LS373P0口輸出口輸出低低8位地址位地址P2口輸出口輸出高高8位地址位地址為什么為什么P2口不用鎖存器而口不用鎖存器而P0口必須用？口必須用？返回上一頁返回 A15-A8(PC)A7-A0OPA7-A0常數(shù)常數(shù)/PsenP2口口P0 口口

10、S1S2S6S5S4S3ALE A15-A8 (DPTR+A)取外部取外部ROM中的指令中的指令執(zhí)行指令執(zhí)行指令（取常數(shù)）（取常數(shù)） /WR /RD P2口口MCS-51 P0口口 ALED7D0G/WR/RDA15A8 A7A064KRAMD0D7返回前一次S1S2S6S5S4S3S1S2S6S5S4S3ALEPsenA15-A8(PC)A15-A8(DPH)A7-A0指令指令A(yù)7-A0數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)RDP2口P0口選中外部RAM上一頁返回CPU輸入輸出輸入輸出端口端口外部設(shè)備外部設(shè)備內(nèi)總線內(nèi)總線輸入輸入/輸出端口成為輸出端口成為CPU與外部設(shè)備進行數(shù)據(jù)交換的橋梁與外部設(shè)備進行數(shù)據(jù)交換的橋梁MCS

11、-51繼續(xù)MCS-51邏輯圖D Q 鎖存器CL /QP0.x引腳引腳Vcc地址/數(shù)據(jù)1/01/0控制(=0(=0時)讀鎖存器讀鎖存器讀引腳內(nèi)部總線寫鎖存器MUX (控制=0時)Vcc返回前一次硬件組成：1，一個輸出鎖存器（，一個輸出鎖存器（D型觸發(fā)器）型觸發(fā)器）1，P0口的I/O操作（通用I/O端口）返回結(jié)構(gòu)圖返回結(jié)構(gòu)圖（2）輸入操作返回結(jié)構(gòu)圖返回結(jié)構(gòu)圖返回返回結(jié)構(gòu)圖D Q 鎖存器CL /QP1.x引腳引腳Vcc讀鎖存器讀引腳內(nèi)部總線寫鎖存器內(nèi)部上拉電阻內(nèi)部上拉電阻返回返回前一次P1.0P1.1P1.2P1.3P1.4P1.5P1.6P1.7D Q 鎖存器CL /QP2.x引腳Vcc地址/數(shù)據(jù)1/0控制讀鎖存器讀引腳內(nèi)部總線寫鎖存器MUX (地址