单片机的主要组成部分

1、2-2 MCS-51单片机的程序存储器,一、程序存储器,8051： 内部有4KB的ROM， 外部可扩64KB 该地址由PC指示,寻址范围：0000H FFFFH 容量64KB，即地址长度：16位,当PC值超过片内ROM容量时会自动转向外部存储器 空间,作 用： 存放程序及程序运行时所需的常数,七个具有特殊含义的单元是,0000H 系统复位，PC指向此处； 0003H 外部中断0入口 000BH T0溢出中断入口 0013H 外中断1入口 001BH T1溢出中断入口 0023H 串口中断入口,二、内部数据存储器 物理上分为两大区域：00H 7FH即128B内RAM区 80H FFH即SFR区,

2、RS1、RS0 寄存器区选择控制位。 0 0 ： 0区 R0 R700H-07H 0 1 ： 1区 R0 R7 08H-0FH 1 0 ： 2区 R0 R7 10H-17H 1 1 ： 3区 R0 R7 18H1FH,位寻址区（20H2FH）16个字节。 16*8=128位，每一位都有一个位地址，范围为：00H7FH，位地址区也可作为一般RAM使用,位寻址区,三、特殊功能寄存器 MCS-51单片机内共有22个特殊功能寄存器。 PC为程序计数器。 它是一个双字节寄存器,指明即将执行的下一条指令的首地址(程序存储器地址)， 寻址范围为: 0000H FFFFH，即0 64KB。 系统复位时PC=0

3、000H,表2-2 8051特殊功能寄存器一览表,表2-3可位寻址的特殊功能寄存器及其位地址表,注意： 1、PC也为双字节寄存器，但是不在80H FFH 范围内。 2、表中，凡地址能被8整除的寄存器都是可位 寻址的寄存器,A累加器。8位最常用，ACC表示累加器A的符号地址 BB寄存器，乘、除法运算用。也可作一般的寄存器使用 PSW程序状态字寄存器：包含程序运行状态、信息,CY 进位/借位标志（累加器A的溢出标志位）；位累加 器。加减法时如果在最高位有进位或借位时由硬件置位； 否则清零 AC 辅助进/借位标志；低半字节进位位。加减法时低4 位向高4位进位或借位时，由硬件置位，否则清零。 应用于十

4、进制调整（只在此种情况关注它）。 F0 用户定义标志位；软件置位/清零,OV 溢出标志； 硬件置位/清零。 在有符号数的加减运算中，计算结果超出128127时，产生溢出，硬件置1，表示运算结果出错；否则清零。 在无符号数的乘法运算中，当乘积超出255，OV=1,表示乘积的高位放在B中，低位放在A中。否则OV0,表示乘积只放在A中。 无符号数的除法中，当除数为零时，OV1，表示除法不能进行。否则OV=0,除法可以进行。 P 奇偶标志；A中1的个数为奇数 P = 1；否则 P = 0,堆栈指针SP 堆栈：在RAM中专门开辟出一片区域按照“先进后出、后进先出”的原则进行存取的区域。 SP: 始终指明

5、栈顶元素的地址，8位，可软件设置初值；复位时SP = 07H。 堆栈的作用：保护现场和保护断点,堆栈包括,进栈PUSH direct,出栈 POP direct,进栈（压栈）：首先SP的内容自动加1，作为将要保存数据的地址,然后将数据存入该地址,出栈：首先将栈顶数据弹出，然后将SP的值减1,特别注意：无论是进栈还是出栈均是对栈顶单元进行的,已知(SP)=41H 执行：POP ACC ; 则 （A）=22H ( SP)=40H,已知：（A）=22，（SP）=40H 执行：PUSH ACC ; 则（41H）=22H,数据指针DPTR DPTR；指明访问的数据存储器的单元地址； 16位，寻址范围64

6、KB。 DPTR = DPH + DPL，也可单独使用,P0-作普通的I/0口使用 作地址/数据总线使用D0-D8及A0-A8,P1-作普通的I/0口使用,P2-作普通的I/0口使用 作地址线的高八位使用,P3-作普通的I/0口使用 第二功能端口,五、并行输入/输出端口,并行输入和输出端口P0,8051有4组8位I/O口：P0、P1、P2和P3口， P1、P2和P3为准双向口，P0口则为双向三态输入输出口,双向三态输入输出端口。 P0口身兼两职，既可作为地址总线（AB0-AB7），也可作为数据总线（DB0-DB7）。 作为通用I/O时，是一个漏极开路电路。需外接上拉电阻。 作为地址/数据总线使

7、用时，不需处接上拉电阻。 P0可驱动8个LSTTL，其它P口可以驱动4个LSTLL,Low-power Schottky TTL -低功耗肖特基TTL Transistor-Transistor Logic 晶体管-晶体管逻辑(电路,并行输入和输出端口P2,P2口作为通用I/O时，准双向输入输出端口。 P2口作为高8位地址总线，AB8-AB15。 P2口与P0一起构成单片机与外电路相连接的扩展端口。通常可以用来扩展存储器、及与其它总线型连接方式的外设,P0、P2端口扩展存储器,并行输入和输出端口P1,P1口为8位准双向输入输出端口。 作为输入口使用时，有两种情况。 其一是：首先是读锁存器的内容

8、，进行处理后再写到锁存器中，这种操作即读修改写操作，象JBC(逻辑判断)、CPL(取反)、INC(递增)、DEC(递减)、ANL(与逻辑)和ORL(逻辑或)指令均属于这类操作。 其二是：读P1口线状态时，打开三态门G，将外部状态读入CPU,并行输入和输出端口P3,P3口作为通用I/O时，为准双向输入输出端口。 P3口的第二功能。 P3.0串行输入口(RXD) P3.1串行输出口(TXD) P3.2外中断0(INT0) P3.3外中断1(INT1) P3.4定时/计数器0的外部输入口(T0) P3.5定时/计数器1的外部输入口(T1) P3.6外部数据存储器写选通(WR) P3.7外部数据存储器

9、读选通(RD,2-3 时钟电路与时序,一、时钟电路,二、 机器周期和指令周期 （1） 振荡周期: 也称时钟周期, 是指为单片机提供时钟脉冲信号的振荡源的周期P/ fosc 例：fosc=12MHZ。 （2） 状态周期: 每个状态周期为时钟周期的 2 倍, 是振荡周期经二分频后得到的S=P1+P2。 （3） 机器周期: 一个机器周期包含 6 个状态周期S1S6, 也就是 12 个时钟周期。 在一个机器周期内, CPU可以完成一个独立的操作。 （4） 指令周期: 它是指CPU完成一条操作所需的全部时间。 每条指令执行时间都是有一个或几个机器周期组成。MCS - 51 系统中, 有单周期指令、双周期指令和四周期指令,三、 MCS - 51 指令的取指/执行时序,图2.7 MCS - 51 单片机取指/执行时