單片機(jī)的結(jié)構(gòu)與原理

會(huì)計(jì)學(xué)1單片機(jī)的結(jié)構(gòu)與原理2.1 MCS-51系列單片機(jī)概述

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

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

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

第2頁(yè)/共75頁(yè)

MCS-51系列單片機(jī)的基本結(jié)構(gòu)圖

CPURAMROM中斷系統(tǒng)串行口并行口定時(shí)計(jì)數(shù)器振蕩電路X1X2P0P1P2P3TXDRXDINT0INT1T0T1計(jì)算機(jī)微機(jī)第3頁(yè)/共75頁(yè)

MCS-51系列單片機(jī)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(shí)計(jì)數(shù)器振蕩電路X1X2P0P1P2P3TXDRXDINT0INT1T0T11、RAM被稱為隨機(jī)讀寫存儲(chǔ)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(yè)/共75頁(yè)

MCS-51系列單片機(jī)的基本結(jié)構(gòu)圖

T0T1CPURAMROM中斷系統(tǒng)串行口并行口定時(shí)計(jì)數(shù)器振蕩電路X1X2P0P1P2P3TXDRXDINT0INT1T0T11、ROM被稱為只讀存儲(chǔ)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(yè)/共75頁(yè)運(yùn)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(jì)算機(jī)系統(tǒng)的硬件組成框圖存儲(chǔ)器控制器輸出設(shè)備輸入設(shè)備單片機(jī)微機(jī)返回第6頁(yè)/共75頁(yè)DB

CPUAB

CB

存儲(chǔ)器I/O口

微機(jī)的結(jié)構(gòu)框圖單片機(jī)計(jì)算機(jī)返回第7頁(yè)/共75頁(yè)2.2.1MCS-51系列單片機(jī)的分類

常用的MCS51系列單片機(jī)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(chǔ)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(jī)配置一覽表第8頁(yè)/共75頁(yè)89C51單片機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)ATMPPSWBSPDPTRRAMPCROMP1P2P3P0定時(shí)中斷串口IRPLAID振蕩X1X2PSENRSTALEEAP0P1P2P3ALU習(xí)題第9頁(yè)/共75頁(yè)89C51單片機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)返回ATMPPSWBSPDPTRRAMPCROMP1P2P3P0定時(shí)中斷串口IRPLAID振蕩X1X2PSENRSTALEEAP0P1P2P3ALU算術(shù)邏輯運(yùn)算部件主要用來(lái)完成數(shù)據(jù)的算術(shù)和邏輯運(yùn)算。ALU有2個(gè)輸入端和2個(gè)輸出端，其中一端接至累加器，接收由累加器送來(lái)的一個(gè)操作數(shù)；另一端接收TMP中的第二個(gè)操作數(shù)。參加運(yùn)算的操作數(shù)在ALU中進(jìn)行規(guī)定的操作運(yùn)算，運(yùn)算結(jié)束后，一方面將結(jié)果送至累加器，同時(shí)將操作結(jié)果的特征狀態(tài)送標(biāo)志寄存器。第10頁(yè)/共75頁(yè)89C51單片機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)ATMPPSWBSPDPTRRAMPCROMP1P2P3P0定時(shí)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(chǔ)器中的某個(gè)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(chǔ)器中取出將要執(zhí)行的指令.3、具有自動(dòng)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(yè)/共75頁(yè)89C51單片機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)ATMPPSWBSPDPTRRAMPCROMP1P2P3P0定時(shí)中斷串口IRPLAID振蕩X1X2PSENRSTALEEAP0P1P2P3IR：用來(lái)存放當(dāng)前正在執(zhí)行的指令代碼。ID：用來(lái)對(duì)指令代碼進(jìn)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(hào)。PLA：產(chǎn)生出各種操作電位、不同節(jié)拍的信號(hào)、時(shí)序脈沖等執(zhí)行此條命令所需的全部控制信號(hào)。返回第12頁(yè)/共75頁(yè)89C51單片機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)X1X2PSENRSTALEEAATMPPSWBSPDPTRRAMPCROMP1P2P3P0定時(shí)中斷串口IRPLAID振蕩X1X2PSENRSTALEEAP0P1P2P31、8位寄存器2、累加器是一個(gè)特殊的寄存器，它的字長(zhǎng)和微處理器的字長(zhǎng)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(jiǎn)化某些邏輯運(yùn)算。3、由于所有運(yùn)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(yè)/共75頁(yè)89C51單片機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)X1X2PSENRSTALEEAATMPPSWBSPDPTRRAMPCROMP1P2P3P0定時(shí)中斷串口IRPLAID振蕩X1X2PSENRSTALEEAP0P1P2P3ALU1、8位寄存器2、在進(jìn)行乘除法運(yùn)算時(shí)，存放參與運(yùn)算的一個(gè)操作數(shù)3、除此之外，作為一般REG使用返回第14頁(yè)/共75頁(yè)ATMPPSWBSPDPTRRAMPCROMP1P2P3P0定時(shí)中斷串口IRPLAID振蕩X1X2PSENRSTALEEAP0P1P2P31、PSW稱為程序狀態(tài)字寄存器，是一個(gè)8位寄存器。2、D7D6D5D4D3D2D1D0

Cy

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

真正RAM區(qū)00HMCS-51單片機(jī)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(yè)/共75頁(yè)7FH

真正RAM區(qū)00HMCS-51單片機(jī)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(yè)/共75頁(yè)7FH

真正RAM區(qū)00HMCS-51單片機(jī)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(gè)組,每組有8個(gè)單元,共32個(gè)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(gè)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(lái)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(gè)工作寄存器工作。第21頁(yè)/共75頁(yè)RS1、RS0與片內(nèi)工作寄存器組的對(duì)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(yè)/共75頁(yè)工作寄存器和RAM地址對(duì)照表

返回第23頁(yè)/共75頁(yè)7FH

真正RAM區(qū)00HMCS-51單片機(jī)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(gè)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(jìn)行位處理。3、位尋址區(qū)的

16個(gè)單元（共計(jì)128位）的每1位都有一個(gè)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(yè)/共75頁(yè)

內(nèi)部RAM中位地址表返回第25頁(yè)/共75頁(yè)7FH

真正RAM區(qū)00HMCS-51單片機(jī)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(gè)單元可用，稱為SFG。這21個(gè)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(shí)符、地址見表

第26頁(yè)/共75頁(yè)特殊功能寄存器名稱、標(biāo)識(shí)符、地址一覽表返回第27頁(yè)/共75頁(yè)返回第28頁(yè)/共75頁(yè)2.389C51單片機(jī)的引腳

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

MCS-51單片機(jī)引腳及總線結(jié)構(gòu)圖如下：習(xí)題第29頁(yè)/共75頁(yè)MCS-51單片機(jī)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(yè)/共75頁(yè)

ATMPPSWBSPDPTRRAMPCROMP1P2P3P0定時(shí)中斷串口IRPLAID振蕩X1X2PSENRSTALEEAP0P1P2P3ALU返回

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

2、有外擴(kuò)Mem時(shí),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(yè)/共75頁(yè)

ATMPPSWBSPDPTRRAMPCROMP1P2P3P0定時(shí)中斷串口IRPLAID振蕩X1X2PSENRSTALEEAP0P1P2P3ALU

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

2、有外擴(kuò)Mem時(shí),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(yè)/共75頁(yè)

ATMPPSWBSPDPTRRAMPCROMP1P2P3P0定時(shí)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(yè)/共75頁(yè)89C51單片機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)ATMPPSWBSPDPTRRAMPCROMP1P2P3P0定時(shí)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(qǐng)輸入端串出串入返回第34頁(yè)/共75頁(yè)

ATMPPSWBSPDPTRRAMPCROMP1P2P3P0定時(shí)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(shí),8051由ALE送出一高電平信號(hào),作為外部鎖存器的觸發(fā)信號(hào)。

在單片機(jī)(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(shí)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(chǔ)器存取數(shù)據(jù)時(shí)，ALE為低8位地址輸出鎖存信號(hào)；當(dāng)片外存儲(chǔ)器不存取數(shù)據(jù)時(shí)，ALE輸出固定頻率的脈沖信號(hào)，頻率為1/6的fosc返回第35頁(yè)/共75頁(yè)

ATMPPSWBSPDPTRRAMPCROMP1P2P3P0定時(shí)中斷串口IRPLAID振蕩X1X2PSENRSTALEEAP0P1P2P3ALU

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

ATMPPSWBSPDPTRRAMPCROMP1P2P3P0定時(shí)中斷串口IRPLAID振蕩X1X2PSENRSTALEEAP0P1P2P3ALU

EA訪問外ROM控制信號(hào)，當(dāng)EA為高電平時(shí)，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(shí)片外ROM的編制應(yīng)該從0000H開始；對(duì)于8031來(lái)說，由于其內(nèi)部無(wú)ROM，程序必須放在片外ROM中，所以EA應(yīng)接地。返回第37頁(yè)/共75頁(yè)

ATMPPSWBSPDPTRRAMPCROMP1P2P3P0定時(shí)中斷串口IRPLAID振蕩X1X2PSENRSTALEEAP0P1P2P3ALURST復(fù)位信號(hào)輸入端該引腳得到高電平,并維持一段時(shí)間后,8051復(fù)位,進(jìn)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(yè)/共75頁(yè)

ATMPPSWBSPDPTRRAMPCROMP1P2P3P0定時(shí)中斷串口IRPLAID振蕩X1X2PSENRSTALEEAP0P1P2P3ALU外接晶振,產(chǎn)生時(shí)鐘信號(hào),控制CPU的工作速度。返回第39頁(yè)/共75頁(yè)ATMPPSWBSPDPTRRAMPCROMP1P2P3P0定時(shí)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(jìn)位標(biāo)志位。當(dāng)運(yùn)算結(jié)果產(chǎn)生進(jìn)位時(shí)，Cy

=1；當(dāng)運(yùn)算結(jié)果沒有產(chǎn)生進(jìn)位時(shí)，Cy

=0。第40頁(yè)/共75頁(yè)ATMPPSWBSPDPTRRAMPCROMP1P2P3P0定時(shí)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(jìn)位（或稱半進(jìn)位）標(biāo)志。當(dāng)運(yùn)算結(jié)果的D3向D4產(chǎn)生進(jìn)位時(shí)，AC

=1；當(dāng)運(yùn)算結(jié)果的D3向D4沒有產(chǎn)生進(jìn)位時(shí)，AC

=0。返回第41頁(yè)/共75頁(yè)ATMPPSWBSPDPTRRAMPCROMP1P2P3P0定時(shí)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(yùn)算結(jié)果產(chǎn)生溢出時(shí)，OV

=1；當(dāng)運(yùn)算結(jié)果沒有產(chǎn)生溢出時(shí)，OV

=0。返回第42頁(yè)/共75頁(yè)ATMPPSWBSPDPTRRAMPCROMP1P2P3P0定時(shí)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(gè)數(shù)為奇數(shù)時(shí)，P

=1；當(dāng)A中1的個(gè)數(shù)為偶數(shù)時(shí)，P

=0。返回第43頁(yè)/共75頁(yè)89C51單片機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)X1X2ATMPPSWBSPDPTRRAMPCROMP1P2P3P0定時(shí)中斷串口IRPLAID振蕩X1X2PSENRSTALEEAP0P1P2P31、8位寄存器2、SP用來(lái)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(lái)的按照“先進(jìn)后出”原則進(jìn)行數(shù)據(jù)存取的一塊連續(xù)的存儲(chǔ)區(qū)域。2、堆棧有棧頂和棧底，堆棧中沒有數(shù)據(jù)時(shí)，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(zhǎng)，SP也向上生長(zhǎng)。3、堆棧棧頂：最后推入堆棧的數(shù)據(jù)所在的存儲(chǔ)單元4、SP用來(lái)指示堆棧所處的位置,在進(jìn)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(dòng)隨之變化。63H64H65H66H67H棧底演示第44頁(yè)/共75頁(yè)89C51單片機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)X1X2ATMPPSWBSPDPTRRAMPCROMP1P2P3P0定時(shí)中斷串口IRPLAID振蕩X1X2PSENRSTALEEAP0P1P2P31、8位寄存器2、SP用來(lái)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(lái)的按照“先進(jìn)后出”原則進(jìn)行數(shù)據(jù)存取的一塊連續(xù)的存儲(chǔ)區(qū)域。2、堆棧有棧頂和棧底，堆棧中沒有數(shù)據(jù)時(shí)，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(zhǎng)，SP也向上生長(zhǎng)。3、堆棧棧頂：最后推入堆棧的數(shù)據(jù)所在的存儲(chǔ)單元4、SP用來(lái)指示堆棧所處的位置,在進(jìn)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(dòng)隨之變化。63H64H65H66H67H棧底12H46H73HSP=63HSP=64HSP=66HSP=65H取數(shù)第45頁(yè)/共75頁(yè)89C51單片機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)X1X2ATMPPSWBSPDPTRRAMPCROMP1P2P3P0定時(shí)中斷串口IRPLAID振蕩X1X2PSENRSTALEEAP0P1P2P31、8位寄存器2、SP用來(lái)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(lái)的按照“先進(jìn)后出”原則進(jìn)行數(shù)據(jù)存取的一塊連續(xù)的存儲(chǔ)區(qū)域。2、堆棧有棧頂和棧底，堆棧中沒有數(shù)據(jù)時(shí)，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(zhǎng)，SP也向上生長(zhǎng)。3、堆棧棧頂：最后推入堆棧的數(shù)據(jù)所在的存儲(chǔ)單元4、SP用來(lái)指示堆棧所處的位置,在進(jìn)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(dòng)隨之變化。63H64H65H66H67H棧底12HSP=64HSP=66HSP=65H存數(shù)73H73H46H46H第46頁(yè)/共75頁(yè)89C51單片機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)X1X2ATMPPSWBSPDPTRRAMPCROMP1P2P3P0定時(shí)中斷串口IRPLAID振蕩X1X2PSENRSTALEEAP0P1P2P31、8位寄存器2、SP用來(lái)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(lái)的按照“先進(jìn)后出”原則進(jìn)行數(shù)據(jù)存取的一塊連續(xù)的存儲(chǔ)區(qū)域。2、堆棧有棧頂和棧底，堆棧中沒有數(shù)據(jù)時(shí)，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(zhǎng)，SP也向上生長(zhǎng)。3、堆棧棧頂：最后推入堆棧的數(shù)據(jù)所在的存儲(chǔ)單元4、SP用來(lái)指示堆棧所處的位置,在進(jìn)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(dòng)隨之變化。63H64H65H66H67H棧底SP=64HSP=66HSP=65H73H73H46H46H12H第47頁(yè)/共75頁(yè)DPTR0003H34HATMPPSWBSPDPTR0003HRAMPCROM定時(shí)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(jī)DBCBAB0003HDPTR0003HWR34H第48頁(yè)/共75頁(yè)P(yáng)2P0ALEPSENEARSTVCCGNDP1.0P1.1P1.2P1.3P1.4P1.5P1.6P1.7P3X1X2+5V+5V返回第49頁(yè)/共75頁(yè)DPTR0003H34HATMPPSWBSP00HRAMPCROM定時(shí)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(jī)DBCBAB0-70003HDPTR03HWR34HP2P3P1P0P0P2P3P1鎖存器AB8-15

0003HALE1第50頁(yè)/共75頁(yè)DPTR0003H34HATMPPSWBSP00HRAMPCROM定時(shí)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(jī)DBCBAB0-70003HDPTR03HWR34HP2P3P1P0P0P2P3P1鎖存器AB8-15

0003HALE1第51頁(yè)/共75頁(yè)DPTR0003H34HATMPPSWBSPRAMROM定時(shí)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(jī)DBCBAB0-70003HDPTRRD34HP2P3P1P0P0P2P3P1鎖存器AB8-15

ALE

00H03HPC0003HPSEN134H第52頁(yè)/共75頁(yè)DPTR0003H34HATMPPSWBSPRAMROM定時(shí)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(jī)DBCBAB0-70003HDPTRRD34HP2P3P1P0P0P2P3P1鎖存器AB8-15

ALE

00H03HPC0003HPSEN1第53頁(yè)/共75頁(yè)習(xí)題與思考：1、單片機(jī)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(jī)中，通常將一些中間計(jì)算結(jié)果放在（

）中

A、累加器

B、控制器

C、程序存儲(chǔ)器

D、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器

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

）

A、運(yùn)算器、控制器

B、加法器、寄存器

C、運(yùn)算器、寄存器

D、運(yùn)算器、指令譯碼器

5．INTEL

8051

CPU是（

）位的單片機(jī)

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(yè)/共75頁(yè)習(xí)題與思考：1、PC存放_(tái)______________,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_(tái)______________,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(gè)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(jī)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(zhǎng)度5、進(jìn)位標(biāo)志CY在（

）中

A、累加器

B、算邏運(yùn)算部件ALU

C、程序狀態(tài)字寄存PSW

D、DPTR

6、.8031單片機(jī)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(gè)特殊功能寄存器組成？返回第55頁(yè)/共75頁(yè)習(xí)題與思考：1、8051單片機(jī)的內(nèi)部RAM可以分為幾個(gè)不同的區(qū)域？各區(qū)的地址范圍及其特點(diǎn)？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(shí)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(jī)的堆棧區(qū)應(yīng)建立在（）。

A.

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

B.

片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)

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

D.程序存儲(chǔ)區(qū)6．8031單片機(jī)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(yè)/共75頁(yè)習(xí)題與思考：1、8051單片機(jī)對(duì)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(kuò)ROM容量為___________，8051訪問外ROM時(shí)，讀選通信號(hào)由______個(gè)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(kuò)的RAM容量為___________，8051訪問外RAM時(shí)，讀選通信號(hào)由______個(gè)引腳送出，寫選通信號(hào)由______個(gè)引腳送出，8051中________個(gè)寄存器存放外RAM單元的地址。4.8031單片機(jī)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(hào)有效時(shí)，表示從P0口穩(wěn)定地送出了

地址信號(hào)。6．對(duì)于INTEL

8031來(lái)說，EA腳總是（

）

A、接地

B、接電源

C、懸空

D、不用

返回第57頁(yè)/共75頁(yè)第二章測(cè)試：一、選擇題1、在8051單片機(jī)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(duì)已經(jīng)執(zhí)行過的指令條數(shù)進(jìn)行計(jì)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(jī)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(yùn)算器

C、外部程序存儲(chǔ)器

D、外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器6．單片機(jī)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(jìn)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(jìn)棧數(shù)據(jù)全部彈出后，這時(shí)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(yè)/共75頁(yè)9、關(guān)于指針DPTR，下列說法正確的是（

）

A．DPTR是一個(gè)8位寄存器

B．DPTR不可尋址

C．DPTR是由DPH和DPL兩個(gè)8位寄存器組成的

D．DPTR的地址83H10．8051的程序計(jì)數(shù)器P

C為16位計(jì)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(jī)在片外擴(kuò)展程序存儲(chǔ)器，當(dāng)取程序存儲(chǔ)器的內(nèi)容時(shí)，要用單片機(jī)的()信號(hào)。

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

。2．MCS-51中21個(gè)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(hào)

有效時(shí)，表示CPU要從

存儲(chǔ)器中讀取信息。4．當(dāng)使用8751且=1時(shí)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(chǔ)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(lái)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(yè)/共75頁(yè)三、簡(jiǎn)答題1．決定程序執(zhí)行順序的寄存器是哪個(gè)？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(jī)堆棧的最大容量不能超過多少字節(jié)？

3．MCS51單片機(jī)的尋址范圍是多少？8051單片機(jī)可以配置的存儲(chǔ)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(gè)工作寄存器？寄存器組的選擇由什么決定？返回第60頁(yè)/共75頁(yè)2.4

MCS-51單片機(jī)工作方式2.4.1

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

單片機(jī)的時(shí)鐘信號(hào)用來(lái)提供單片機(jī)內(nèi)部各種操作的時(shí)間基準(zhǔn)，時(shí)鐘電路用來(lái)產(chǎn)生單片機(jī)工作所需要的時(shí)鐘信號(hào)。單片機(jī)內(nèi)部有一個(gè)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(shí)鐘電路。外接電路如圖：

時(shí)序返回第62頁(yè)/共75頁(yè)時(shí)序CPU的時(shí)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(hào)在時(shí)間上的相互關(guān)系。時(shí)序是用定時(shí)單位來(lái)說明的。常用的時(shí)序定時(shí)單位有：時(shí)鐘周期、機(jī)器周期、指令周期返回第63頁(yè)/共