单片机基础知识

1、模块模块六六 单片机在电机传动控制系统中的应用单片机在电机传动控制系统中的应用单片机应用基础单片机应用基础模块模块六六 单片机在电机传动控制系统中的应用单片机在电机传动控制系统中的应用一一 、单片机概述与结构、单片机概述与结构模块模块六六 单片机在电机传动控制系统中的应用单片机在电机传动控制系统中的应用 6.1 6.1 单片机的用武之地单片机的用武之地 单片机体积小、功耗单片机体积小、功耗低、价格低廉，速度快、低、价格低廉，速度快、用途广、灵活性强。且具用途广、灵活性强。且具有逻辑判断、定时计数、有逻辑判断、定时计数、程序控制等多种功能。程序控制等多种功能。特点：特点：模块模块六六 单片机在电

2、机传动控制系统中的应用单片机在电机传动控制系统中的应用 6.1 6.1 单片机的用武之地单片机的用武之地 单片机被广泛应用于仪单片机被广泛应用于仪器仪表、家用电器、医用设器仪表、家用电器、医用设备、航天航空、工农业生产、备、航天航空、工农业生产、服务行业，专业设备的智能服务行业，专业设备的智能化管理及过程控制等领域。化管理及过程控制等领域。应用：应用：模块模块六六 单片机在电机传动控制系统中的应用单片机在电机传动控制系统中的应用 6. 6.2 2 单片机的基本概念单片机的基本概念 CPU存储器I/O接口上个世纪上个世纪7070年代，一些半导年代，一些半导体公司开始推出一种集成电路，体公司开始推

3、出一种集成电路，它包含了计算机的三大组成部分：它包含了计算机的三大组成部分：CPUCPU、存储器存储器和和I/OI/O接口接口等部件。等部件。由于它是在一个芯片上，形成芯由于它是在一个芯片上，形成芯片级的片级的微型计算机微型计算机，称为单片微，称为单片微型计算机型计算机(Single Chip (Single Chip Microcomputer)Microcomputer)，简称，简称单片机单片机 。模块模块六六 单片机在电机传动控制系统中的应用单片机在电机传动控制系统中的应用 6. 6.2 2 单片机的基本概念单片机的基本概念 单片机系统结构均采用冯单片机系统结构均采用冯诺依曼提出的诺依曼

4、提出的“存储程序存储程序”思想，即思想，即程序程序和和数据数据都被存放在都被存放在内存内存中的工作方式，用中的工作方式，用二进二进制制代替十进制进行运算和存储程序。代替十进制进行运算和存储程序。 人们将计算机要处理的数据和运算方法、步骤，事先按人们将计算机要处理的数据和运算方法、步骤，事先按计算机要执行的计算机要执行的操作命令操作命令和有关和有关原始数据原始数据编制成程序（二进编制成程序（二进制代码），存放在计算机内部的存储器中，计算机在运行时制代码），存放在计算机内部的存储器中，计算机在运行时能够自动地、连续地从存储器中取出并执行，不需人工加以能够自动地、连续地从存储器中取出并执行，不需人工

5、加以干预。干预。 模块模块六六 单片机在电机传动控制系统中的应用单片机在电机传动控制系统中的应用 6. 6.2 2 单片机的基本概念单片机的基本概念 最基本的单最基本的单片机组成片机组成中央处理器CPU，包括运算器、控制器和寄存器组；输入输出（I/O）接口，与外部输入输出设备连接。并行接口和串行接口。存储器，包括ROM和RAM；片内和片外。模块模块六六 单片机在电机传动控制系统中的应用单片机在电机传动控制系统中的应用 6. 6.2 2 单片机的基本概念单片机的基本概念 图1-2 典型的单片机组成框图中央处理器中央处理器I/O接口模块模块六六 单片机在电机传动控制系统中的应用单片机在电机传动控制

6、系统中的应用 6. 6.2 2 单片机的基本概念单片机的基本概念 各种单片机外形图模块模块六六 单片机在电机传动控制系统中的应用单片机在电机传动控制系统中的应用6.6.3 3 单片机的发展单片机的发展 单片机能够一次处理的数据的宽度宽度。 有1位机、4位机、8位机、16位机、32位机。位数：位数：Intel 8位单片机的发展位单片机的发展 第一代：以第一代：以19761976年推出的年推出的MCS-48MCS-48系列为代表。系列为代表。 第二代：以第二代：以MCS-51MCS-51的的80518051为代表的单片机，为代表的单片机， 第三代：以第三代：以5151系列、系列、AVRAVR、PI

7、CPIC等为代表。等为代表。模块模块六六 单片机在电机传动控制系统中的应用单片机在电机传动控制系统中的应用6.6.3 3 单片机的发展单片机的发展 MCS-51系列单片机中，有两个子系列：5151子系列子系列、5252子系列子系列。5151子系列：子系列： 8051、8751和8031三个型号，后来经过改进产生了80C51、87C51和80C31三个型号；5252子系列：子系列： 8052、8752和8032三个型号，改进后的型号是80C52、87C52和80C32。模块模块六六 单片机在电机传动控制系统中的应用单片机在电机传动控制系统中的应用6.6.3 3 单片机的发展单片机的发展 Inte

8、l P8051AH 实物照片模块模块六六 单片机在电机传动控制系统中的应用单片机在电机传动控制系统中的应用6.6.3 3 单片机的发展单片机的发展 51兼容单片机模块模块六六 单片机在电机传动控制系统中的应用单片机在电机传动控制系统中的应用6.6.3 3 单片机的发展单片机的发展 51兼容单片机模块模块六六 单片机在电机传动控制系统中的应用单片机在电机传动控制系统中的应用运算器：运算器： 实现实现算术运算算术运算或或逻辑运算逻辑运算包括：包括：算术逻辑单元算术逻辑单元ALU、累加器、累加器A、暂存寄存器、暂存寄存器TR、标志寄存器标志寄存器F或或 PSW、通用寄存器、通用寄存器GR中央处理器中

9、央处理器 CPU 运算器运算器和和控制器控制器集成在一个芯片上集成在一个芯片上控制器：控制器： 中枢部件，控制计算机中的各个部件工作中枢部件，控制计算机中的各个部件工作包括：包括：指令寄存器指令寄存器 IR、指令译码器、指令译码器ID、程序计数器、程序计数器PC、定、定时与控制电路时与控制电路6.46.4 单片机组成单片机组成 模块模块六六 单片机在电机传动控制系统中的应用单片机在电机传动控制系统中的应用存储器：存储器： 记忆，由存储单元组成。记忆，由存储单元组成。 包括：包括：ROM、 RAM总线总线BUS ： 在微型计算机各个芯片之间或芯片内部之间传输信息的一组在微型计算机各个芯片之间或芯

10、片内部之间传输信息的一组公共通信线。公共通信线。包括：数据总线包括：数据总线DB：双向，宽度决定了微机的位数。：双向，宽度决定了微机的位数。 地址总线地址总线AB：单向，决定：单向，决定CPU的寻址范围。的寻址范围。 控制总线控制总线CB：单向：单向I/O接口：接口： 数据输入输出。数据输入输出。 包括：输入接口、包括：输入接口、 输出接口输出接口6.46.4 单片机组成单片机组成 模块模块六六 单片机在电机传动控制系统中的应用单片机在电机传动控制系统中的应用 字长：字长：CPUCPU能并行处理二进制的数据位数能并行处理二进制的数据位数 8 8位机、位机、1616位机、位机、3232位机和位机

11、和6464位机。位机。 内存容量：内存容量：存储单元能容纳的二进制数的位数存储单元能容纳的二进制数的位数 容量单位：容量单位：1K=21K=21010=1024=1024，1M=21M=22020=1KK=1KK 8K8K、64K64K、16M16M、64M64M。 运算速度：运算速度：CPUCPU处理速度处理速度时钟频率、主频、每秒运算次数时钟频率、主频、每秒运算次数 6MHz6MHz、12MHz12MHz、24MHz24MHz、100MHz100MHz、300MHz300MHz。 内存存取时间：内存存取时间：内存读写速度内存读写速度 50nS 50nS 、70nS 70nS 、200nS

12、200nS 。6.56.5 单片机主要技术指标单片机主要技术指标模块模块六六 单片机在电机传动控制系统中的应用单片机在电机传动控制系统中的应用6.6 6.6 MCS-51MCS-51系列单片机系列单片机 MCS-51MCS-51系列单片八大机组成部分RAMRAMEPROMEPROM或或ROMROM寄存器寄存器SFRSFR输入输输入输出出I/OI/O接接口口串行串行I/OI/O接口接口定时器定时器/ /计数器计数器T0T0、T1T1CPUCPU中断中断源源模块模块六六 单片机在电机传动控制系统中的应用单片机在电机传动控制系统中的应用图1-4 MCS-51系列单片机内部结构简化框 内部结构由运算部

13、件运算部件和控制部件控制部件组成。是单片机 的核心部件。CPU 算术逻辑运算单元ALU、累加器ACC、程序状态字寄存器PSW、堆栈指针SP、寄存器B、程序计数器PC、指令寄存器IR、暂存器等部件。包括：包括：8 8位中央处理机（位中央处理机（CPUCPU）：）：6.6 6.6 MCS-51MCS-51系列单片机系列单片机 模块模块六六 单片机在电机传动控制系统中的应用单片机在电机传动控制系统中的应用图1-4 MCS-51系列单片机内部结构简化框 随机存储器，用于存放数据和运算结果。RAM的内容是易失性，掉电后会丢失。128个字节个字节片内数据存储器片内数据存储器RAMRAM：6.6 6.6 M

14、CS-51MCS-51系列单片机系列单片机模块模块六六 单片机在电机传动控制系统中的应用单片机在电机传动控制系统中的应用图1-4 MCS-51系列单片机内部结构简化框 用以存放程序、原数据和表格。4KB4KB片内程序存储器片内程序存储器EPROMEPROM或或ROMROM：EPROMEPROM：存储器编程后，其内容可用紫外线擦除，用户可反复使用，用于开发过程，但价格高。6.6 6.6 MCS-51MCS-51系列单片机系列单片机模块模块六六 单片机在电机传动控制系统中的应用单片机在电机传动控制系统中的应用图1-4 MCS-51系列单片机内部结构简化框 控制寄存器、状态寄存器、数据输入/输出寄存

15、器。1818个个特殊功能寄存器：特殊功能寄存器：6.6 6.6 MCS-51MCS-51系列单片机系列单片机模块模块六六 单片机在电机传动控制系统中的应用单片机在电机传动控制系统中的应用图1-4 MCS-51系列单片机内部结构简化框 P0口、P1口、P2口、P3口（共32线），用于并行输入/输出寄存器。I/O口是单片机的重要资源，是衡量单片机功能的重要指标之一。8 8位位并行输入并行输入/ /输出接口：输出接口：6.6 6.6 MCS-51MCS-51系列单片机系列单片机模块模块六六 单片机在电机传动控制系统中的应用单片机在电机传动控制系统中的应用图1-4 MCS-51系列单片机内部结构简化框

16、 16位，T0、T1（52子系列：T0、T1、T2）用于单片机内部精确定时或外部事件进行计算。T0T0、T1T1串行输入串行输入/ /输出接口输出接口(I/O)(I/O)：定时器定时器/ /计数器（计数器（T/CT/C）：）：实行串行通信。6.6 6.6 MCS-51MCS-51系列单片机系列单片机模块模块六六 单片机在电机传动控制系统中的应用单片机在电机传动控制系统中的应用图1-4 MCS-51系列单片机内部结构简化框 中断源：中断源：中断源中断源2个可编程优先级的中断源。 可接收外部中断申请外部中断申请、定时器定时器/ /计数器中断申请计数器中断申请和串行口中断申请串行口中断申请。6.6

17、6.6 MCS-51MCS-51系列单片机系列单片机模块模块六六 单片机在电机传动控制系统中的应用单片机在电机传动控制系统中的应用6.96.9 复位电路复位电路 复位复位是单片机的初始操作。是单片机的初始操作。 复位的做用是使复位的做用是使CPUCPU以及其他功能部件处于一个确定的初以及其他功能部件处于一个确定的初始状态，并从这个状态开始工作。始状态，并从这个状态开始工作。 复位后，程序计数器复位后，程序计数器PC=0000HPC=0000H，程序执行必须从地址，程序执行必须从地址0000H0000H开始。开始。80C51复位电路复位电路模块模块六六 单片机在电机传动控制系统中的应用单片机在电

18、机传动控制系统中的应用6.96.9 复位电路复位电路 单片机的复位靠外部电路实现，信号由单片机的复位靠外部电路实现，信号由RESET(RST)RESET(RST)引脚输入，引脚输入，高电平高电平有效。有效。80C51复位电路复位电路 复位分为复位分为上电复位上电复位和和按钮复位按钮复位方式，上电复位电路方式，上电复位电路如图如图 (a)(a)所示；按键复位有电平方式和脉冲发生，电路所示；按键复位有电平方式和脉冲发生，电路如图如图 (b)(b)、图、图 (c)(c)所示。所示。模块模块六六 单片机在电机传动控制系统中的应用单片机在电机传动控制系统中的应用二、单片机的结构和原二、单片机的结构和原理

19、理模块模块六六 单片机在电机传动控制系统中的应用单片机在电机传动控制系统中的应用时钟源T0 T1 P0 P1 P2 P3 TXD RXD INT0 INT1时钟电路SFR和RAM存储器定时/计数器 CPU串行I/O口中断系统并行I/O口系统总线 MCS51单片机的功能模块框图1 1 单片机的硬件结构单片机的硬件结构模块模块六六 单片机在电机传动控制系统中的应用单片机在电机传动控制系统中的应用1.1 1.1 中央处理器中央处理器CPUCPUCPU运算器运算器控制器控制器8位的位的算术逻辑运算单元算术逻辑运算单元ALU8位累加器位累加器ACC（A）8位程序状态字寄存器位程序状态字寄存器PSW 8位

20、寄存器位寄存器B布尔处理器布尔处理器程序计数器程序计数器PC（16位）位）指令寄存器指令寄存器IR及指令译码器及指令译码器ID振荡器和定时电路振荡器和定时电路模块模块六六 单片机在电机传动控制系统中的应用单片机在电机传动控制系统中的应用1.1.11.1.1 运算器运算器8位的位的ALU 8位累加器位累加器ACC（A）可对可对4 4位、位、8 8位、位、1616位数据进行操作。位数据进行操作。 它经常作为一个运算数经它经常作为一个运算数经暂存器暂存器2 2进入进入ALUALU的的输入端，与另一个来自输入端，与另一个来自暂存器暂存器1 1的运算数进行运算，的运算数进行运算，运算运算结果结果又送回又

21、送回ACCACC。模块模块六六 单片机在电机传动控制系统中的应用单片机在电机传动控制系统中的应用1.1.11.1.1 运算器运算器8位程序状态字寄存器位程序状态字寄存器8位寄存器位寄存器B指示指令执行后的状态信息供程序指示指令执行后的状态信息供程序查询查询和和判别判别用。用。 在乘除运算时，用来存放一个在乘除运算时，用来存放一个操作数操作数也用来也用来存放运算后的一部分存放运算后的一部分结果结果；如不能做乘除运算时，；如不能做乘除运算时，作为通用寄存器作为通用寄存器。模块模块六六 单片机在电机传动控制系统中的应用单片机在电机传动控制系统中的应用1.1.11.1.1 运算器运算器布尔处理器布尔处

22、理器2个个8位暂存器位暂存器专门用于处理位操作的，以专门用于处理位操作的，以PSWPSW中的中的C C为其累加器。为其累加器。ALUALU的两个入口处。的两个入口处。模块模块六六 单片机在电机传动控制系统中的应用单片机在电机传动控制系统中的应用1.1.21.1.2 控制器控制器程序计数器程序计数器PC（16位）位）由两个由两个8 8位计数器位计数器PCHPCH、PCLPCL组成。组成。PCPC是程序的字节地址计数器，是程序的字节地址计数器，PCPC内容为内容为将要执行的指将要执行的指令地址令地址。改变改变PCPC内容，改变执行的流向。内容，改变执行的流向。PCPC可对可对64KB64KB的的R

23、OMROM直接直接寻址，也可对寻址，也可对80518051片内片内RAMRAM寻址。寻址。模块模块六六 单片机在电机传动控制系统中的应用单片机在电机传动控制系统中的应用1.1.21.1.2 控制器控制器指令寄存器指令寄存器IR及指令译码器及指令译码器ID由由PCPC中的内容指定中的内容指定ROMROM地址地址取出来的指令经取出来的指令经IRIR送至送至IDID由由IDID对指令译码产生一定序列的控制信号，以执行指对指令译码产生一定序列的控制信号，以执行指令所规定的操作。令所规定的操作。模块模块六六 单片机在电机传动控制系统中的应用单片机在电机传动控制系统中的应用1.1.21.1.2 控制器控制

24、器振荡器和定时电路振荡器和定时电路 8051单片机片内有单片机片内有振荡电路振荡电路，只需外接石英晶体和频率，只需外接石英晶体和频率微调电容（微调电容（2个个30pF左右），其频率范围为左右），其频率范围为1.2MHz12MHz。该信号作为该信号作为8051工作的基本节拍即时间的最小单位。工作的基本节拍即时间的最小单位。模块模块六六 单片机在电机传动控制系统中的应用单片机在电机传动控制系统中的应用1.2 1.2 存储器存储器存储器存储器程序存储器（程序存储器（ROM）数据存储器（数据存储器（RAM）280518051及及87518751的片内的片内ROMROM（Read Only Memory

25、Read Only Memory）容量为）容量为4KB4KB。2地址从地址从0000H0000H开始。开始。2用于存放用于存放程序程序和和表格常数表格常数。1.2.1 程序存储器（程序存储器（ROM）模块模块六六 单片机在电机传动控制系统中的应用单片机在电机传动控制系统中的应用1.2.2 数据存储器（数据存储器（RAM）2 8051/8751/8031RAM(Random Access Memory)8051/8751/8031RAM(Random Access Memory)均为均为128B128B，地，地址为址为00H00H7FH7FH。2 用于用于存放存放运算的中间运算的中间结果结果、数

26、据暂存数据暂存以及以及缓冲缓冲等。等。2 128B128B的的RAMRAM中有中有3232个字节单元可指定为个字节单元可指定为工作寄存器工作寄存器。2 片内还有片内还有2121个个特殊功能寄存器特殊功能寄存器（Special Function Special Function Register,SFRRegister,SFR），它们同），它们同128128字节字节RAMRAM统一编址，地址为统一编址，地址为80H80HFFHFFH。模块模块六六 单片机在电机传动控制系统中的应用单片机在电机传动控制系统中的应用1.3 1.3 存储器存储器I/O接口接口P0280518051有四个有四个8 8位并

27、行位并行I/OI/O接口接口P0P0P3P3。2它们都是双向端口，每个端口各有它们都是双向端口，每个端口各有8 8条条I/OI/O线。线。2P0-P3P0-P3口四个锁存器同口四个锁存器同RAMRAM统一编址，可作为统一编址，可作为SFRSFR来寻址。来寻址。P1P3P2模块模块六六 单片机在电机传动控制系统中的应用单片机在电机传动控制系统中的应用2 单片机引脚及其功能单片机引脚及其功能 MCS-51MCS-51系列如系列如8051.87518051.8751和和80318031均采用均采用4040引脚双列引脚双列直插封装直插封装（Dual In-line Package,DIPDual In

28、-line Package,DIP）方式。因受到引脚数目的限制，方式。因受到引脚数目的限制，有不少引脚具有有不少引脚具有第二功能第二功能。MCS-51MCS-51单片机引脚如图所示单片机引脚如图所示模块模块六六 单片机在电机传动控制系统中的应用单片机在电机传动控制系统中的应用ALE、 、 、RST、XTAL1、XTAL22 2 单片机引脚及其功能单片机引脚及其功能MCS-51单片机 40引脚配置图 MCS-51单片机 40引脚，可分为端口线端口线、电源电源线线和控制线控制线三类。1.端口线（端口线（48=32条条）P0.0P0.7、P1.0P1.7、P2.0P2.7、P3.0P3.72.电源线

29、（电源线（2条条）VCC为+5V电源线，VSS接地EA3.控制线（控制线（6条条）PSEN模块模块六六 单片机在电机传动控制系统中的应用单片机在电机传动控制系统中的应用 作通用作通用I/O口使用，传送口使用，传送CPU的输入的输入/输出数据。输出数据。MCS-51单片机 40引脚配置图1.端口线（端口线（48=32条条）P0.0P0.7功能：功能：共有共有8个引脚，为个引脚，为P0口专用。口专用。P0.0最低位，最低位，P0.7最高位。最高位。 访问片外存储器时，先传访问片外存储器时，先传送送低低8位位地址，然后传送地址，然后传送CPU对片外存储器的读对片外存储器的读/写数据。写数据。第一功能

30、（不带片外存储器）：第一功能（不带片外存储器）：第二功能（带片外存储器）第二功能（带片外存储器）：2 2 单片机引脚及其功能单片机引脚及其功能模块模块六六 单片机在电机传动控制系统中的应用单片机在电机传动控制系统中的应用第一功能：第一功能： 与与P0口的第一功能相同，口的第一功能相同，也用于传送用户的输入也用于传送用户的输入/输出数输出数据。据。MCS-51单片机 40引脚配置图1.端口线（端口线（48=32条条）P1.0P1.7功能：功能：8个引脚与P0口类似。P1.0最低位，P1.7最高位。第二功能第二功能： 对对52子系列而言，第二功子系列而言，第二功能为定时器能为定时器2输入。输入。2

31、 2 单片机引脚及其功能单片机引脚及其功能模块模块六六 单片机在电机传动控制系统中的应用单片机在电机传动控制系统中的应用第一功能：第一功能： 与P0口的第一功能相同，作通用I/O口。MCS-51单片机 40引脚配置图1.端口线（端口线（48=32条条）P2.0P2.7功能：功能：带内部上拉的双向带内部上拉的双向I/O口口第二功能第二功能： 与P0口的第二功能相配合，用于输出片外存储器的高高8位位地址，共同选中片外存储器单元。 2 2 单片机引脚及其功能单片机引脚及其功能模块模块六六 单片机在电机传动控制系统中的应用单片机在电机传动控制系统中的应用第一功能：第一功能： 与与P0口的第一功能相同，

32、口的第一功能相同，作通用作通用I/O口。口。MCS-51MCS-51单片机单片机 4040引脚配引脚配置图置图1.端口线（端口线（48=32条条）P3.0P3.7功能：功能：带内部上拉的双向带内部上拉的双向I/O口口第二功能第二功能： 为控制功能，每个引脚并为控制功能，每个引脚并不完全相同。不完全相同。2 2 单片机引脚及其功能单片机引脚及其功能模块模块六六 单片机在电机传动控制系统中的应用单片机在电机传动控制系统中的应用MCS-51单片机 40引脚配置图1.端口线（端口线（48=32条条）P3.0P3.7P3口的第二功能口的第二功能0INT1INTWRRD2 2 单片机引脚及其功能单片机引脚

33、及其功能模块模块六六 单片机在电机传动控制系统中的应用单片机在电机传动控制系统中的应用功能：功能：2.电源线（电源线（2条条）3.控制线（控制线（6条条）VCC为为+5V电源线，电源线，VSS接地接地PROGALE /: :地址锁存允许信号地址锁存允许信号1.与与P0口引脚的第二功能配合口引脚的第二功能配合使用使用 P0P0口作为地址口作为地址/ /数据复用数据复用口口, ,用用ALEALE来来判别判别P0P0口的信息。口的信息。2 2 单片机引脚及其功能单片机引脚及其功能模块模块六六 单片机在电机传动控制系统中的应用单片机在电机传动控制系统中的应用MCS-51单片机 40引脚配置图当当ALE

34、ALE为为高电平高电平期间，期间，P0P0口出口出现的是现的是地址信息地址信息，ALEALE下降沿下降沿到来时，到来时，P0P0口上的地址信息被口上的地址信息被锁存。锁存。当当ALEALE为为低电平低电平期间，期间，P0P0口上口上出现出现指令和数据信息指令和数据信息。2.对片内带有对片内带有4K4KB B EPROM EPROM的的87518751编写固化程序时，编写固化程序时，PROGPROG作为作为编编程脉冲输入端程脉冲输入端。1.与与P0口配合使用口配合使用PROGALE /2 2 单片机引脚及其功能单片机引脚及其功能模块模块六六 单片机在电机传动控制系统中的应用单片机在电机传动控制系

35、统中的应用MCS-51MCS-51单片机单片机 4040引脚配置图引脚配置图功能：功能：PPVEA/: :内部和外部程序存储器内部和外部程序存储器选择选择信号信号 先访问片内先访问片内EPROM/ROM，执，执行行内内部程序存储器中的指令。部程序存储器中的指令。 但在程序计数器计数超过但在程序计数器计数超过0FFFH时（即地址时（即地址大于大于4KB时），执行片时），执行片程序存储器内的程序。程序存储器内的程序。 只访问外部程序存储器，只访问外部程序存储器，而不管片内是否有程序存储器。而不管片内是否有程序存储器。引脚接高电平时：引脚接高电平时：引脚接低电平（接地）时：引脚接低电平（接地）时：2

36、 2 单片机引脚及其功能单片机引脚及其功能模块模块六六 单片机在电机传动控制系统中的应用单片机在电机传动控制系统中的应用MCS-51MCS-51单片机单片机 4040引脚配置图引脚配置图功能：功能：PSEN: :片外程序存储器片外程序存储器读选读选通信号通信号 当执行外部程序存储器代码当执行外部程序存储器代码时，每个机器周期被激活两次。时，每个机器周期被激活两次。 访问外部数据存储器时无效，访问外部数据存储器时无效，访问内部程序存储器时无效。访问内部程序存储器时无效。执行执行：访问访问：2 2 单片机引脚及其功能单片机引脚及其功能模块模块六六 单片机在电机传动控制系统中的应用单片机在电机传动控

37、制系统中的应用MCS-51单片机 40引脚配置图功能：功能：RST: :复位信号复位信号 是单片机复位是单片机复位/ /备用电源引备用电源引脚。脚。RSTRST是复位信号输入端，是复位信号输入端，高高电平电平有效。有效。 时钟电路工作后，在此引脚时钟电路工作后，在此引脚上连续出现上连续出现两个机器周期两个机器周期的高电的高电平（平（2424个时钟振荡周期），就可个时钟振荡周期），就可以完成复位操作。以完成复位操作。2 2 单片机引脚及其功能单片机引脚及其功能模块模块六六 单片机在电机传动控制系统中的应用单片机在电机传动控制系统中的应用MCS-51MCS-51单片机单片机 4040引脚配置图引脚

38、配置图功能：功能：21XTALXTAL 和: :片内振荡电路输入线片内振荡电路输入线 这两个端子用来外接石英这两个端子用来外接石英晶体和微调电容，即用来连接晶体和微调电容，即用来连接80518051片内的定时反馈回路。片内的定时反馈回路。2 2 单片机引脚及其功能单片机引脚及其功能模块模块六六 单片机在电机传动控制系统中的应用单片机在电机传动控制系统中的应用3 3 存储器的配置存储器的配置3.13.180518051存储器分类存储器分类3.23.2程序存储器地址空间程序存储器地址空间3.33.3数据存储器地址空间数据存储器地址空间模块模块六六 单片机在电机传动控制系统中的应用单片机在电机传动控

39、制系统中的应用3.13.180518051存储器分类存储器分类1.物理结构（哈佛结构）物理结构（哈佛结构）8051存储器存储器程序存储器程序存储器ROM数据存储器数据存储器RAM片内程序存储器片内程序存储器片外程序存储器片外程序存储器片内数据存储器片内数据存储器片外数据存储器片外数据存储器模块模块六六 单片机在电机传动控制系统中的应用单片机在电机传动控制系统中的应用3.13.180518051存储器分类存储器分类1.物理结构（哈佛结构）物理结构（哈佛结构）模块模块六六 单片机在电机传动控制系统中的应用单片机在电机传动控制系统中的应用3.13.180518051存储器分类存储器分类2.用户角度用

40、户角度1.1.片内、外统一编址的片内、外统一编址的64K64K程序存储器地址空间。程序存储器地址空间。CPUCPU访问访问片内、片外片内、片外ROMROM指令用指令用MOVCMOVC。2.64K2.64K的片外数据存储器地址空间。访问片外的片外数据存储器地址空间。访问片外RAMRAM指令用指令用MOVXMOVX。3.2563.256字节的片内数据存储器地址空间。访问片内字节的片内数据存储器地址空间。访问片内RAMRAM指令指令用用MOVMOV。 上述三个存储空间地址是重叠的，上述三个存储空间地址是重叠的，80518051的指令系统采的指令系统采用不同的数据传送指令符号。用不同的数据传送指令符号

41、。模块模块六六 单片机在电机传动控制系统中的应用单片机在电机传动控制系统中的应用3.3.2 2 程序存储器地址空间程序存储器地址空间(ROM)(ROM)1.用途用途用于存放编好的用于存放编好的程序程序和和表格常数表格常数。 8051/8751片内片内ROM/EPROM的容量为的容量为4KB。地址为。地址为0000H0FFFH。 片外最多可扩至片外最多可扩至64KB ROM/EPROM，地址为，地址为1000HFFFFH。 片内外统一编址。片内外统一编址。2.编址编址模块模块六六 单片机在电机传动控制系统中的应用单片机在电机传动控制系统中的应用3.3.2 2 程序存储器地址空间程序存储器地址空间

42、(ROM)(ROM)3.寻址方式寻址方式当当 EA=“1”时时 80518051的的PCPC在在000000000FFFH0FFFH范围内执行范围内执行片内片内ROMROM中中的程序，当指令地址超过的程序，当指令地址超过0FFFH 0FFFH 后就自动转向片外后就自动转向片外ROMROM中取指令。中取指令。当当 EA=”0”时时 80518051片内片内ROMROM不起作用，不起作用，CPUCPU只能从只能从片片外外ROM/EPROMROM/EPROM中取指令。可以从中取指令。可以从 0000H0000H 开始寻址。由开始寻址。由于于80318031片内不带片内不带ROMROM ，所以使用时必

43、须，所以使用时必须 EAEA=”0”=”0”。 8051从片内从片内ROM和片外和片外ROM取指的取指的速度相同速度相同。模块模块六六 单片机在电机传动控制系统中的应用单片机在电机传动控制系统中的应用3.3.2 2 程序存储器地址空间程序存储器地址空间(ROM)(ROM)3.寻址方式寻址方式 程序存储器的保留存储单元程序存储器的保留存储单元模块模块六六 单片机在电机传动控制系统中的应用单片机在电机传动控制系统中的应用（1 1）0000H0000H0002H0002H三个单元三个单元 用作用作80518051上电复位后上电复位后引导程序引导程序的存放单元。因为复的存放单元。因为复位后位后PCPC

44、的内容为的内容为0000H0000H，CPUCPU总是从总是从0000H0000H开始执行程序。开始执行程序。将转移指令存放到这三个单元，程序就被引导到指定的将转移指令存放到这三个单元，程序就被引导到指定的程序存储器空间去执行。程序存储器空间去执行。3.3.2 2 程序存储器地址空间程序存储器地址空间(ROM)(ROM)3.寻址方式寻址方式（2 2）0003H0003H002AH002AH单元单元 均分为五段，用作五个中断服务程序的入口。均分为五段，用作五个中断服务程序的入口。模块模块六六 单片机在电机传动控制系统中的应用单片机在电机传动控制系统中的应用中断入口地址中断入口地址外中断外中断0（

45、INT0）：）：0003H定时器定时器0（T0） ：000BH外中断外中断1（INT1）：）：0013H定时器定时器1（T1） ：001BH串行口（串行口（RI/TI） ：0023H3.3.2 2 程序存储器地址空间程序存储器地址空间(ROM)(ROM)3.寻址方式寻址方式模块模块六六 单片机在电机传动控制系统中的应用单片机在电机传动控制系统中的应用3.3.2 2 数据存储器地址空间数据存储器地址空间（RAM）1. 用途用途用于存放运算的中间结果、数据暂存和缓冲、标志位等。用于存放运算的中间结果、数据暂存和缓冲、标志位等。2. 片外片外RAM3. 片内片内RAM地址地址 0000HFFFFH

46、寻址寻址 用用MOVX指令指令片内片内RAMRAM地址空间地址空间低低128128字节字节RAMRAM（00H00H7FH7FH）高高128128字节字节RAMRAM（80H80HFFHFFH）特殊功能寄存器特殊功能寄存器SFRSFR区区模块模块六六 单片机在电机传动控制系统中的应用单片机在电机传动控制系统中的应用3.3.2 2 数据存储器地址空间数据存储器地址空间（RAM）3. 片内片内RAM模块模块六六 单片机在电机传动控制系统中的应用单片机在电机传动控制系统中的应用3.3.2 2 数据存储器地址空间数据存储器地址空间（RAM）3. 片内片内RAM片内片内RAMRAM地址空间地址空间寻址寻

47、址 用指令用指令MOV最大可寻址最大可寻址256个单元。个单元。低低128B（00H-7FH）真正真正RAM区区高高128B（80H-FFH）特殊功能寄存器（特殊功能寄存器（SFR）区）区地址地址 00H-FFH模块模块六六 单片机在电机传动控制系统中的应用单片机在电机传动控制系统中的应用3.3.2 2 数据存储器地址空间数据存储器地址空间（RAM）3. 片内片内RAM低低128字节字节RAM（00H7FH）1.工作寄存器区（工作寄存器区（00H1FH）2.位寻址区（位寻址区（20H2FH） 3.用户用户RAM区（区（30H7FH）模块模块六六 单片机在电机传动控制系统中的应用单片机在电机传动

48、控制系统中的应用3.3.2 2 数据存储器地址空间数据存储器地址空间（RAM）工作寄存器区（工作寄存器区（00H1FH）由四组（由四组（32个）工作寄存器组成，每组个）工作寄存器组成，每组8个寄存器（个寄存器（R0-R7），共占），共占32个单元。个单元。2. 通过程序状态寄存器通过程序状态寄存器 PSW中中RS1.RS0两位设定来选择两位设定来选择CPU的的当前工作寄存器组。复位时，第当前工作寄存器组。复位时，第0组为当前的工作寄存器。组为当前的工作寄存器。3. 若不需要四组，则其余可作若不需要四组，则其余可作为一般为一般RAM单元。单元。模块模块六六 单片机在电机传动控制系统中的应用单片机

49、在电机传动控制系统中的应用 工作寄存器与内部工作寄存器与内部RAM单元关系单元关系3.3.2 2 数据存储器地址空间数据存储器地址空间（RAM）工作寄存器区（工作寄存器区（00H1FH）模块模块六六 单片机在电机传动控制系统中的应用单片机在电机传动控制系统中的应用3.3.2 2 数据存储器地址空间数据存储器地址空间（RAM）位寻址区（位寻址区（20H2FH）位寻址区有位寻址区有16个单元，每个单元个单元，每个单元8位，共位，共128位。位地址为位。位地址为00H-7FH。可用位寻址方式访问其各位。可用位寻址方式访问其各位。 这些可寻址位，通过执行指令这些可寻址位，通过执行指令可直接对某一位操作

50、，如置可直接对某一位操作，如置1.清清0、判断转移等。、判断转移等。位寻址是位寻址是8051的一个重要特点。的一个重要特点。模块模块六六 单片机在电机传动控制系统中的应用单片机在电机传动控制系统中的应用 位寻址区与位地址位寻址区与位地址3.3.2 2 数据存储器地址空间数据存储器地址空间（RAM）位寻址区（位寻址区（20H2FH）用户用户RAM区（区（30H7FH）用于堆栈和数据缓冲。用于堆栈和数据缓冲。模块模块六六 单片机在电机传动控制系统中的应用单片机在电机传动控制系统中的应用3.3.2 2 数据存储器地址空间数据存储器地址空间（RAM）3. 片内片内RAM高高128字节字节RAM（80H

51、FFH）l 有有21个特殊功能功能寄存器。个特殊功能功能寄存器。l 地址分布在地址分布在80HFFH的的RAM空间。空间。l 只能用直接寻址方式。只能用直接寻址方式。l 有有11个具有位寻址能力。个具有位寻址能力。11个个SFR的字节地址正的字节地址正好能被好能被8整除。整除。模块模块六六 单片机在电机传动控制系统中的应用单片机在电机传动控制系统中的应用3.3.2 2 数据存储器地址空间数据存储器地址空间（RAM）MCS-51系列单片机的特殊功能寄存器表系列单片机的特殊功能寄存器表符号名称地址符号名称地址*ACC累加器E0H*BB 寄存器F0H*PSW程序状态字D0HSP栈指针81H*P0P0

52、 锁存器80H*P2P2 锁存器A0H*P1P1 锁存器90H*P3P3 锁存器B0HDPTR数据指针(高 8位DPH低 8 位 DPL)83H82HTL0定 时 器 / 计 数 器0(低字节)8AH*IE中断允许控制寄存器A8H*TCON定时器/计数器控制寄存器88HTMOD定时器/计数器工作方式寄存器89HTH0定 时 器 / 计 数 器0(高字节)8CHTH1定时器/计数器 1(高字节)8DHTL1定 时 器 / 计 数 器1(低字节)8BH*SCON串行口控制寄存器98HSBUF串行数据缓冲器99H*IP中断优先级控制寄存器B8HPCON电源控制及波特率选择寄存器87H高高128字节字

53、节RAM（80HFFH）模块模块六六 单片机在电机传动控制系统中的应用单片机在电机传动控制系统中的应用部分特殊功能寄存器介绍部分特殊功能寄存器介绍 PSW PSW 程序状态寄存器（程序状态寄存器（D0HD0H） PSW包含了程序执行后的状态信息，供程序查询或判断用。PSW的格式的格式：POVACCYRS0RS1F0PSW（D0H）D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D03.3.2 2 数据存储器地址空间数据存储器地址空间（RAM）模块模块六六 单片机在电机传动控制系统中的应用单片机在电机传动控制系统中的应用堆栈指针堆栈指针SP(Stack Pointer)SP(Stack Pointer)（81H81H） 堆栈堆栈 在片内在片内RAM中，开辟的一个按中，开辟的一个按“先进后出先进后出”的结构方式的结构方式处理数据的区域。处理数据的区域。SP的内容可指向片内的内容可指向片内RAM00H7FH的任何单元。的任何单元。系统复位时，系统复位时，SP初始化为初始化为07H。部分特殊功能寄存器介绍部分特殊功能寄存器介绍3.