《单片机原理及工程应用》课件-第2章 单片机硬件系统（第2次课）

MCS-51系列单片机（必须掌握）

系列片内存储器(BYTE)定时器/计数器(位)并行I/O(位)串行口中断源制造工艺封装形式无ROMPROMEPROMRAM51子系列803180514KB87514KB128B2×164×815HMOSDIP80C3180C514KB87C514KB128B2×164×815CHMOS52子系列803280528KB87528KB256B3×164×816HMOS80C3280C528KB87C528KB256B3×164×816CHMOS2

中央处理器CPU是单片机内部的核心部件，它决定了单片机的指令系统及主要功能特性。CPU由运算器和控制器两部分组成。

运算器是以算术逻辑单元ALU为核心，加上累加器A、寄存器B、程序状态字PSW及专门用于位操作的布尔处理机等组成，它可以实现数据的算术运算、逻辑运算、位变量处理和数据传送操作等。2.3单片机CPU基本模型3

控制器是单片机的神经中枢，它包括控制逻辑（时基电路、复位电路）、程序计数器PC、指令寄存器、指令译码器、堆栈指针SP、数据指针寄存器DPTR、以及信息传送控制等部件。控制器以主振频率为基准产生CPU的时序，对指令进行译码，然后发出各种控制信号，完成一系列定时控制的微操作，对外发出地址锁存ALE、外部程序存储器选通/PSEN，数据存储器读(/RD)、写(/WR)等控制信号；处理复位RST和外部程序存储器访问控制/EA信号，是单片机的控制中心。42.3单片机CPU基本模型52.3.1算术逻辑单元ALU、累加器ACC及寄存器B算术逻辑单元ALU算术运算和逻辑操作，并具有数据传送、程序转移等功能。累加器ACC简称累加器A，是一个8位寄存器，它是CPU中使用最频繁的寄存器。利用ALU作算术、逻辑运算的操作数之一多来自于A，运算结果也常保存于A。寄存器B在ALU进行乘、除法运算时有其专门的作用。在执行乘法指令时，运算前存放其中一个乘数，指令执行后存放积的高8位；执行除法运算指令时，运算前B存放除数,指令执行后存放余数；不作乘、除法运算时，则作为通用寄存器使用。6

程序状态字PSW又称为程序状态寄存器，是一个8位标志寄存器，保存指令执行结果的特征信息，以供程序查询和判别。CyACF0RS1RS0OV-P2.3.2程序状态字PSW7

Cy(PSW.7)——进位标志位。由硬件或软件置位和清零。在位操作时作为位累加器使用。

AC(PSW.6)——辅助进位(或称半进位)标志。它表示两个8位数运算时，低4位有无进(借)位的状况。在BCD码运算的十进制调整中要用到该标志。

F0(PSW.5)——用户自定义标志位。

CyACF0RS1RS0OV-P2.3.2程序状态字PSW8

RSl(PSW.4)、RS0(PSW.3)——当前使用工作寄存器组选择位。可用软件置位或清零，用以确定当前使用的工作寄存器组。

OV(PSW.2)——溢出标志位。由硬件置位或清零。

PSW.1——未定义。

P(PSW.0)——奇偶标志位。该标志位常用于串行通信的奇偶校验位。CyACF0RS1RS0OV-P2.3.2程序状态字PSW92.3.3程序计数器PCPC是一个16位的专用寄存器，寻址范围为64KB（0000H～FFFFH）。系统复位后PC的初始值为0000H。程序计数器在物理上是独立的，它不属于特殊功能寄存器SFR块。即，PC本身并没有地址，因而不可寻址，用户无法对它进行读写，但是可以通过转移、调用、返回等指令改变其内容，以控制程序按我们的要求去执行。10堆栈指针寄存器SP(StackPoingter)堆栈是计算机中非常高效实用的技术，基于数据的先进后出、后进先出规则，常用于中断和子程序调用的现场保护，也可用来传递参数。SP是8位专用寄存器，系统复位后SP之值为07H。2.3.4堆栈指针SP11数据入栈时，PUSH指令，先将堆栈指针SP的内容加1，然后将数据送入堆栈；数据出栈时，将SP所指向的内部RAM单元的内容送入POP指令给出的直接地址单元，再将堆栈指针SP的内容减1。2.3.4堆栈指针SP12数据指针寄存器DPTR是一个16位的专用寄存器，DPTR主要用于存放16位的地址码。当CPU访问64KB的外部数据存储器时，DPTR作为间接寄存器使用；当CPU访问64KB的程序存储器时，DPTR用作基址寄存