第2章 增强型mcs51单片机new课件.ppt

第二章增强型MCS-51单片机
增强型MCS-51单片机性能综述
内部结构和引脚功能
输入/输出(I/O)口
存储器系统及访问方式
MCS-51外部存储器的连接
操作时序
复位及复位电路
节电运行状态和掉电运行状态
-51单片机性能综述
由于MCS-51系列单片机具有开发工具成熟,价格低廉,进入市场早等特点,因此在单片机应用中占有重要地位,是单片机教学的首选机型。
理解了MCS-51系列单片机芯片的内部结构、工作原理以及典型应用实例后,将非常容易理解和使用其他系列的单片机芯片。
标准MCS-51内核单片机芯片(如8031/32、8051/52、8751/52等芯片)已停产,目前主流MCS-51及其兼容芯片均以增强型MCS-51作内核。

内部结构
中央处理器(CPU)
内部存储器
定时/计数器
并行I/O口
串行口
中断控制系统
时钟电路
通道0驱动器
通道2驱动器
RAM地址锁存器
RAM
通道0锁存器
通道2锁存器
ROM/
EPROM
B寄存器
程序地址寄存器
缓冲器
PC递增器
程序计数器PC0驱动器
DPTR指针
VCC
GND
~
堆栈指针SP
ACC
TMP2
PSW
通道3锁存器
通道1锁存器
通道1驱动器
通道3驱动器
TMP1
SCON
TMOD
PCON
TCON
TL0
TH1
TH0
TL1
IE
SBUF(TX/RX)
IP
中断、串行口和定时器逻辑
振荡器
~
RST
ALE
PSEN
XTAL2
XTAL1
ALU
(+5V)
指令
寄存器
定时和
控制逻辑
指令
译码器
图2-1 MCS-51片内总体结构框图
EA
(CPU)
中央处理器是单片机的核心,它完成各种运算和控制操作,CPU由运算器和控制器两部分组成。
(1)运算器
运算器由算术/逻辑运算单元ALU、累加器A、寄存器B、暂存器1、暂存器2以及程序状态字寄存器PSW组成。
功能:进行算术、逻辑运算和位操作运算。
ALU主要用于完成二进制数据的算术和逻辑运算,并通过对运算结果的判断影响程序状态字寄存器PSW中有关位的状态。
累加器A
使用最频繁的寄存器,。 A的作用:
(1)是ALU的输入之一,又是运算结果的存放单元。
(2)数据传送大多都通过累加器A。MCS-51增加了一部分可以不经过累加器的传送指令,即可加快数据的传送速度,又减少A的“瓶颈堵塞”现象。
A的进位标志Cy同时又是位处理机的位累加器。
程序状态寄存器
程序状态寄存器PSW有时也称为“标志寄存器”,它由一些标志位组成,用于存放指令运行的状态。
PSW中各位的意义如下:
CY:进位标志。在进行加法或减法运算时,若运算结果的最高位有进位或借位,CY=1,否则CY=0,在执行位操作指令时,CY作为位累加器。
AC:辅助进位标志。在进行加法或减法运算时,若低半字节向高半字节有进位或借位, AC=1,否则AC=0,AC还作为BCD码运算调整时的判别位。
F0:用户标志。
RS1和RS0:工作寄存器组选择,如下表所示。
RS1
RS0
工作寄存器组
片内RAM地址
0
0
第0组
00H~07H
0
1
第1组
08H~0FH
1
0
第2组
10H~17H
1
1
第3组
18H~1FH
OV:溢出标志。当两个带符号的单字节数进行运算,结果超出-128~+127的范围时,OV=1,表示有溢出,否则OV=0表示无溢出。
PSW中的D1位为保留位,对于8051来说没有意义,对于8052来说为用户标志,与F0相同。
P:奇偶校验标志。每条指令指行完毕后,都按照累加器A中“1”的个数来决定P值,当“1”的个数为奇数时,P=1,否则P=0。
(2)控制器
控制器由指令寄存器、指令译码器、堆栈指针SP、程序计数器PC、数据指针DPTR、RAM地址寄存器以及16位地址缓冲器等组成。
控制器的主要任务是识别指令,并根据指令的性质控制单片机各功能部件,从而保证单片机各部分能自动协调地工作。
程序计数器PC:当一条指令按PC所指向的地址从程序存储器中取出之后,PC的值会自动增量,即指向下一条指令。
堆栈指针SP:用来指示堆栈的起始地址。80C51单片机的堆栈位于片内RAM中,而且属于“上长型”堆栈,复位后SP被初始化为07H,使得堆栈实际上由08H单元开始。