1.单片机系统结构设计介绍

1、1.1单芯片微电脑第一章 MCS-51 系列 单片机系统结构图1.1 微电脑系统基本结构 1.1 MCS - 51 系列单片机配置一览表 功能系列片内存储器(字节)定时/计数器并行I/O串行I/O中断源晶振(MHz)引脚数ROMRAM8031无12821648152124080514K12821648152124080C31无12821648152124080C514K1282164815212408032无25631648162124080528K256316481621240图1.3(A) MCS-51单芯片引脚图P3.0=RXD P3.1=TXDP3.2=INT0 P3.3=INT1P3

2、.4=T0 P3.5=T1 P3.6=WR P3.7=RD 图1.3(B)(a) 管脚图； (b) 引脚功能分类1.2 单片机外部引脚说明 一、 I/O口引脚P1、P2 和P3 口为准双向口, 使用功能不同。 P1口是用户专用 8 位准双向I/O口, 每一位都能独立地设定为输入或输出。输入方式时, 该位的锁存器必须写入“1”, 然后才能进入输入操作。 P2口是 8 位准双向I/O口。外接I/O设备时, 可作为扩展系统的地址总线, 输出高8位地址。 P0 口与P2口一起组成 16 位地址总线。P3口是用户专用 8 位准双向I/O口, 具有通用输入/输出功能。还有以下功能：1.2 P3口的第二功能

3、表引脚号P3口引脚线号第二功能标记第二功能注释1011121314151617P3.0P3.1P3.2P3.3P3.4P3.5P3.6P3.7RXDTXDINT0(低电平有效)INT1(低电平有效)T0T1WR(低电平有效)RD(低电平有效)串行接口输入端串行接口输出端外部中断0输入端外部中断1输入端定时器0计数脉冲输入端定时器1计数脉冲输入端片外数据存储器写控制端片外数据存储器读控制端二、引脚说明1. 主电源引脚Vcc和Vss VCC（40脚）: 接+5 V电源正端; VSS（20脚）: 接+5 V电源地端。 2. 外接晶体引脚XTAL1和XTAL2XTAL1（19脚）：接外部石英晶体的一端

4、（正）XTAL2（18脚）：接外部石英晶体的一端（负）。三. 控制信号或与其它电源复用引脚1、RST/VPD（9脚）: RST即为RESET, VPD为备用电源, 所以该引脚为单片机的上电复位或掉电保护端。 2、 ALE (30脚): 当访问外部存储器时, ALE（允许地址锁存信号）以每机器周期两个脉冲信号输出, 用于锁存出现在P0口的低8位地址。3、 （29脚）: 片外程序存储器读选通信号输出端, 低电平有效。 4、 （31脚）:为访问外部程序存储器控制信号, 低电平有效。 四、ALE，PSEN与外部ROM的连接以及引脚应用图1.9（a） MCS-51单片机内部方块图图1.9（b） 单片机内

5、部结构简化框图1.3 中央处理器CPU 1. 指令寄存器和指令译码器 指令寄存器中存放指令代码。CPU执行指令时, 由程序存储器中读取的指令代码送入指令存储器。 经译码器译码后由定时与控制电路发出相应的控制信号, 完成指令所指定的操作。2. 程序计数器PC PC用于存放CPU下一条要执行的指令地址, 是一个 16 位的专用寄存器, 可寻址范围是0000H0FFFFH共 64 KB。 在顺序执行程序中,执行当前指令后, 会自动加 1, 即(PC) (PC)+1, 又指向CPU 下一条要执行的指令地址。 3. 堆栈指针SP（Stack Pointer） 当数据推入栈区后, SP的值也自动随之变化。

6、即：PUSH ACC 指令执行后 SP SP+1 POP R0 指令执行后 SP SP-1 MCS - 51 系统复位后, SP初始化为07H，数据将由08H开始存放。 此时正好缓存器1的地址，因此一般的习惯均把SP设定至用户数据区。即： MOV SP，#5FH 4. 数据指针寄存器DPTR 数据指针DPTR是一个 16 位的专用寄存器,。可作为一个 16 位寄存器DPTR来处理, 也可作为两个独立的 8 位寄存器DPH和DPL来处理。 DPTR 主要用来存放 16 位地址, 当对 64 KB外部数据存储器空间寻址时, 作为间址寄存器用。在访问程序存储器时, 用作基址寄存器。 也就是其它寄存器

7、配套使用1.4 单片机的存储器图 1.10 MCS - 51 单片机的存储器结构图1.11 MCS-51内部存储器和外部存储器的配置图1.12 数据存储器配置图1.13 一般用途缓冲器1.3 工作寄存器和RAM地址对照表工作寄存器R的0组工作寄存器R的1组工作寄存器R的2组工作寄存器R的3组地址寄存器地址寄存器地址寄存器地址寄存器00HR008HR010HR018HR001HR109HR111HR119HR102HR20AHR212HR21AHR203HR30BHR313HR31BHR304HR40CHR414HR41CHR405HR50DHR515HR51DHR506HR60EHR616HR

8、61EHR607HR60FHR617HR61FHR61.4 位寻址区的位地址1.5 SFR特殊功能寄存器地址表1.6 SFR特殊功能寄存器地址表1.7 SFR特殊功能寄存器地址表表1.4SFR的初始值特殊功能寄存器(SFR)初始状态特殊功能寄存器(SFR)初始状态PC0000HSCON00HACC(A)00HIE0000000BB00HIP000000BPSW00HTMOD00HSP07HTCON00HDPTR0000HTH000HP0FFHTH100H01FFHTL000HP2FFHTL100HP3FFHPCON00000BSBUF不定1.4 程序状态字 程序状态字寄存器PSW（8位）是一个

9、标志寄存器, 它保存指令执行结果的特征信息, 以供程序查询和判别。 其程序状态字格式及含义如下:PSW.7CY（PSW.7）进位标志位。 AC（PSW.6）辅助进位（或称半进位）标志。 F0（PSW.5）由用户定义的标志位。 RS1（PSW.4）、 RS0（PSW.3）工作寄存器组选择位。 OV（PSW.2）溢出标志位。 由硬件置位或清零。P（PSW.0）奇偶标志位。 PSW.1未定义位。 CYACF0RS1RS0OVPPSW7PSW6PSW5PSW4PSW3PSW2PSW1PSW01. 5 其它专用寄存器1、A或ACC：累加器，用于算术和逻辑运算、存放数据和运算结果2、B：主要用于乘法、除法指令3、P