初识MCS－51单片机课件

初识MCS－51单片机MCS-51单片机及内部组成8051的内部结构框图1.

中央处理器CPU2.

片内RAM3.

片内ROM4.

定时器/计数器5.

并行I/O口6.

串行口7.

中断控制系统RAM地址寄存器P0.0~P0.7P2.0~P2.7P1.0~P1.7P3.0~P3.7P1口锁存器P1口驱动器P3口驱动器P3口锁存器P0口锁存器P2口锁存器P0口驱动器P2口驱动器RAMEPROM/ROMACCTMP2TMP1ALUB寄存器PSW定时和控制指令寄存器OSCRSTEAALEPSEN中断、串行口和定时器等部件程序地址寄存器缓冲器PC值递增器PCDPTR栈指示器SP引脚定义及功能（一）1.电源类引脚

VCC（40脚）：芯片工作电源的输入端，＋5V。VSS（20脚）：电源的接地端。2.控制信号引脚RST/VPD（9脚）：RST为复位信号输入端。ALE/（30脚）：ALE为地址锁存允许输出信号。PSEN29脚）：外部程序存储器ROM的读选通信号输出端。EA/VPP（31脚）：为访问内外部程序存储器控制信号。引脚定义及功能（二）3.时钟振荡电路引脚XTAL1（19脚）和XTAL2（18脚）的内部是一个振荡电路。当使用内部振荡电路时在这两个管脚上外接石英晶体和微调电容；当使用外部时钟时，用于接外部时钟脉冲信号。引脚定义及功能（三）4.并行I/O端口P0口（32～39脚）：8位漏极开路双向I/O口；访问外部存储器时，分时提供低8位地址并用作8位双向数据总线。P1口（1～8脚）：带内部提升电阻8位准双向I/O。P2口（21～28脚）：带内部提升电阻8位准双向I/O口；访问外部存储器时，提供高8位地址。在对8751片内EPROM进行编程和检验时，P2口用于接收高8位地址和控制信号。·P3口（10～17脚）：带内部提升电阻8位准双向I/O口。MCS-51单片机芯片引脚图图1－2MCS-51单片机芯片引脚图P1.0P1.1P1.2P1.3P1.4P1.5P1.6P1.7RST/VPDRXDP3.0TXDP3.1INTOP3.2INT1P3.3T0P3.4T1P3.5WRP3.6RDP3.7XTAL2XTAL1Vss805187518031P0.0P0.1P0.2P0.3P0.4P0.5P0.6P0.7P2.7P2.6P2.5P2.4P2.3P2.2P2.1P2.0VccEA/VppALE/PROGPSEN

P3口各位的第二功能P3口引脚第二功能P3.0RXD（串行口输入端）P3.1TXD（串行口输出端）P3.2INT0(外部中断0输入)P3.3INT1(外部中断1输入)P3.4T0（定时器0外部输入）P3.5T1（定时器1外部输入）P3.6WR（外部数据存储器写脉冲输出）P3.7RD（外部数据存储器读脉冲输出）存储器组织结构存储器的基础知识

存储器的分类方式:ROM/RAM存储器的常用单位及术语位（Bit）计算机中最基本和最小的数据单位。字节（Byte）1Byte=8Bit。字（Word）16位二进制数字长字长是指计算机一次处理二进制数码位数。存储器的主要参数存储容量读写周期功耗存储器的编址方式冯·诺以曼（VonNeumann）结构哈佛（Haward）结构MCS－51采用的是哈佛结构。MCS-51的存储器结构-ROM8051/8751:0000H~0FFFH（片内）

1000H~FFFFH（片外）8031：0000H~FFFFH（片外）

MCS-51的存储器结构-RAM

工作寄存器组区（00H～1FH）工作寄存器区分为4组，依次被称为第0～3组，每组有8个单元，各组都可以R0～R7作单元编号。位寻址区（20H～2FH）内部RAM的20H～2FH单元是位寻址区域。用户RAM区（30H～7FH）特殊功能寄存器（SFR）外RAM:0000H~FFFFH特殊功能寄存器（SFR）

累加器ACC（Accumulator）B寄存器程序状态字PSW堆栈指针寄存器SP数据指针寄存器DPTR程序计数器PC程序状态字PSWD7D6D5D4D3D2D1D0PSWCYACF0RS1RS0OV-PCY（PSW.7）:进位标志AC（PSW.6）:辅助进位标志/半进位标志F0(PSW.5):用户标志RS1和RS0（PSW.4和PSW.3）:工作寄存器组选择标志OV(PSW.2):溢出标志P（PSW.0）——奇偶标志P0口(1)

读锁存器读引脚写锁存器内部总线P0.X锁存器MUXP0.X引脚Vcc地址/数据控制&DCLQQ图1-7P0口位结构图P0口(2)P0口作为通用I/O口使用（1）P0口作为通用输出必须外接上拉电阻，（比如10K）。（2）P0口作为通用输入区分读引脚和读锁存器。P0口在作为一般输入口使用时在读取管脚之前应向锁存器写入“1”。（3）P0口作为地址/数据总线使用P0口作为地址/数据总线使用时，无需外接上拉电阻。P1口读锁存器读引脚写锁存器内部总线P1.X锁存器P1.X引脚VccDCLQQ图1-9P1口位结构图内部上拉电阻P2口读锁存器读引脚写锁存器内部总线P2.X锁存器MUXP2.X引脚Vcc地址控制DCLQQ图1-10P2口位结构图P3口-1读锁存器读引脚写锁存器内部总线P3.X锁存器P3.X引脚Vcc内部上拉电阻第二功能输出&DCLQQ图1-11具有第二功能输出的P3口位结构图P3口-2读锁存器读引脚写锁存器内部总线P3.X锁存器P3.X引脚Vcc内部上拉电阻第二功能输入DCLQQ图1-12具有第二功能输入的P3口位结构图MCS-51单片机的工作方式

复位方式上电复位手动复位自动复位（WATCHDOG）程序执行方式：从0000H单元开始单步执行方式：用于调试时，每按键一次执行一步低功耗工作方式与掉电保护。MCS-51单片机的时序（1）基本概念时钟：CPU的振荡信号时钟周期P：既振荡周期状态周期S：1S=2P机器周期：=6S指令周期：指令执行所需的机器周期数1字节指令2字节指令4字节指令（只有乘除两条指令）MCS-51单片机的时序（2）指令存放在内部ROM区域，指令本身是访问内部RAM的时序。单字节单机器周期指令（例如INCA）

双字节单机器周期指令（例如：ADDA，#data）

单字节双机器周期指令（例如：INCDPTR）MCS-51单片机时序（2）图XTAL2P1P2P1P2P1P2P1P2P1P2P1P2P1P2P1P2P1P2P1P2P1P2P1P2P1P2P1P2P1P2P1P2P1P2P1P2P1P2P1P2P1P2P1P2P1P2P1P2P1P2P1P2P1P2P1P2P1P2P1P2P1P2P1P2P1P2P1P2P1P2P1P2P2P1P1P2P1P2P1P2P1P2P1P2P1P2P1P2P1P2P1P2P1P2P1P2P1P2P2P1S1S2S3S4S5S6S1S2S3S4S5S6S1S2S3S4S5S6S1S2S3S4S5S6S1S2S3S4S5S6S1S2S3S4S5S6S1S2S3S4S5S6S1S2S3S4S5S6S1ALE读操作码读下一个操作码（丢弃）再读下一个操作码读操作码读第二字节读下一个操作码读操作码读操作码读下一个操作码（丢弃）再读下一个操作码读下一个操作码（丢弃）无取指无ALE无取指再读下一个操作码（a）1字节，1周期指令如：INCA（b）2字节，1周期指令如：ADDA,#DATA（c）1字节，2周期指令如：INCDPTR（d）1字节，2周期指令如：MOVXA,@DPTR图1-17MCS-51时序MCS-51单片机的时序（3）指令存放在内ROM区域，指令本身为访问外部RAM的指令（如：MOVX）MCS-51单片机时序（4）指令存放在外部ROM区域，而指令本身是访问内部RAM区域。振荡脉冲P1P2P1P2P1P2P1P2P1P2P1P2P1P2P1S1S2S3S4S5S6S1ALEPSENP2P0A15～A8A15～A8A7～A0A7～A0指令指令图1－18指令存放在外ROM时，CPU的取指时序MCS-51单片机时序（5）指令存放在外部ROM区域，指令本身又是访问外RAM区域。振荡脉冲S1S2S3S4S5S6ALEPSENP2P0PCH输出图1－19指令存放在外部ROM，CPU访问外部数据存储器时序S2S3S4S5S6PCH输出S1PCH输出DPH输出或P2输出PCL输出S1指令输入指令输入PCL输出地址输出数据输入

构建51单片机最小系统（1）

R1200ΩR2200ΩR3200ΩR4200ΩR54.7KR64.7KR74.7KR84.7KK1K2K3K4D1D2D3D4VccR10200ΩR910KC310μ/16VC133PC233PXTAL6MHZIC18751RXDTXDP10P11P12P13P14P15P16P17T1T0EA/VPDRESETP27P26P25P24P23P22P21P20ALE/PROGP07P06P05P04P03P02P01P00INT1INT0WRRDPSENVccXTAL1XTAL2图1-208751构建的最小系统Vcc1111构建51单片机最小系统（2）P2.7P2.6P2.5P2.4P2.3P2.2P2.1P2.0P1.0P1.1P1.2P1.3P1.4P1.5P1.6P1.7T1T0EA/VPPRXDTXDRESETXTAL6MHZXTAL1XTAL2C233PC133PC310μ/16VR910KR10200ΩALE/PROGP0.7P0.6P0.5P0.4P0.3P0.2P0.1P0.0INT1INT0WRRDPSENR1200