第二章 单片机基本原理
28页1、第二章 单片机基本原理2.1 MCS-51系列单片机简介 MCS-51系列单片机是美国Intel公司在1980年推出的高性能8位单片机,它包含51和52 两个子系列。 8031 片内不带ROM 128字节的数据存 储器RAM 51子系列芯片 8051 带4KROM 2个16位定时/计 数器 5个中断源 8751 带4KEPROM 8032 片内不带ROM 256字节的数据 存储器RAM 52子系列芯片 8052 带8KROM 3个16位定时/计 数器 6个中断源 8752 带8KEPROM51、52两个子系列的共同特点:8位CPU。片内带振荡器,频率范围1212MHZ。程序存储器的寻址空间为64K字节。片外数据存储器的寻址空间内64K字节。128个用户位寻址空间。4个8位的并行I/O接口:P0、P1、P2、P3。1个全双工的串行I/O接口,可多机通信。111条指令,含乘法指令和除法指令。片内采用单总线结构。有较强的位处理能力。采用单一+5V电源。 本书以51子系列的8051介绍MCS-51单片机的基本原理。2.2 MCS-51系列单片机的结构原理2.2.1 MCS-51系列单片机的基本
2、组成MCS-51单片机的基本组成结构如下:CPUROM/EPROMRAM定时/计数器并行接口串行接口中断系统P0P1P2P3TXDRXDINT0INT1T0T1XTAL1XTAL2时钟电路 图2.1 MCS-51的基本组成2.2.2 MCS-51系列单片机的内部结构(如图2.2)PSENALERESETXLAT1P0.0P0.7P2.0P2.7RAM地址寄存器RAMP0锁存器P2锁存器EPROM或ROM程序地址寄存器缓冲器B寄存器ACC暂存器2暂存器1ALUPSWSPPC增量器PCDPTRP0驱动器P2驱动器特殊功能寄存器指令寄存器定时及控制P1锁存器P3锁存器P1驱动器P3驱动器振荡器VssP1.0P1.7P3.0P3.7EAXLAT2Vcc 图. MCS51内部结构图 由图2-2可以看到:它集成中央处理器(CPU)、存储器系统(RAM和ROM)、定时计数器、并行接口、串行接口、中断系统及一些特殊功能寄存器(SFR),它们通过内部总线紧密的联系在一起。2.2.3 MCS-51系列单片机的中央处理器(CPU)MCS-51单片机的中央处理器包含运算部件和控制部件。一运算部件 算术运算 逻
3、辑运算运算部件能实现 位运算 数据传输等处理 算术逻辑单元ALU 是一个8位的运算器, 可以完成8位二进制 数据加、减、乘、除,逻辑“与”、“或”、“异或”、循环移位、求补、清零等,并具有数据传输、程序转移等功能。ALU还有一个一般微型计算机没有的位运算器,它可以对一位二进制数据进行置位、清零、求反、测试转移及位逻辑“与”、“或”等处理。运算部件包括 累加器ACC 是CPU中使用最频繁的寄存器。 B寄存器 是为乘法和除法指令而设置的。 标志寄存器PSW 是一个8位的寄存器,它 用于保存指令执行结果态,以供程序查询和判别。它的各位的定义如图2.3:D7D6D5D4D3D2D1D0CACF0RS1RS0OV-P 图2.3 标志寄存器PSW的格式标志寄存器PSW也叫程序状态字其各位的定义如下:C(PSW.7): 进位标志位。在执行算术和逻辑运算指令时,最高位有进位或借位时。C置1,否则C清零。在位操作中C被作为位累加器使用。AC(PSW.6):辅助进位标志位。在进行加减法运算时,低半字节向高半字节进位或借位,AC置1,否则AC清零。F0(PSW.5): 用户标志位。是系统预留给用户自己定义的
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