2_80c51单片机的基本结构和工作原理.ppt

2 80C51单片机的基本结构和工作原理 2.1 80C51单片机的组成 2.2 80C51单片机内部结构和引脚功能 80C51的内部结构 . 中央处理器（CPU） 时钟电路及CPU工作时序 80C51单片机的存储器结构 80C51单片机的引脚功能 布尔（位）处理器 2.3 80C51单片机的工作方式 复位方式 程序执行方式 低功耗方式 图2－9 片内数据存储器地址空间分布图 a. 片内数据RAM区 片内数据RAM区由工作寄存器区、位寻址区和用户RAM区组成。 工作寄存器区：片内数据RAM区的0～31H共32个字节单元，是4个通用工作寄存器组 表2－1 ，每个组包含8个8位寄存器（R0~R7）。在某一时刻，只能选用一个工作寄存器组使用。究竟哪一组工作是通过软件对程序状态字（PSW）中的RS0（PSW.3）、RS1（PSW.4）位的设置来实现的。 位寻址区：片内数据RAM区的 20H~2FH共16个字节单元，包含128位，是可位寻址的RAM区。这16个字节单元，既可进行字节寻址，又可实现位寻址。 表2－3 字节地址与位地址的关系 用户RAM区：片内数据RAM区的30H～7FH共80个字节单元，对用户RAM区的使用没有任何规定或限制，一般用于存放用户数据及作堆栈使用，可以采用直接字节寻址的方法访问。 对于80C52型单片机，还有高128 B的数据RAM区。这一区域只能采用间接字节寻址的方法访问，以区别于对特殊功能寄存器区（80H～FFH）的访问。 b. 特殊功能寄存器 内部RAM的高128字节单元为特殊功能寄存器区，其单元地址为80H～FFH。因这些寄存器的功能已作专门规定，即用以存放相应功能部件的控制命令、状态或数据。故称为特殊功能寄存器（SFR）。 80C51系列单片机设有128 B片内数据RAM结构的特殊功能寄存器空间区。除程序计数器PC和4个通用工作寄存器组外，其余所有的寄存器都在这个地址空间内。 表2－4 特殊功能寄存器名称、符号及地址一览表 （参见教材） 对特殊功能寄存器只能用直接寻址方式访问，书写时既可以使用寄存器符号，也可以使用寄存器单元地址。例如：ACC或0E0H，P1或90H，TMOD或89H。 在80C51/52型单片机中，有11/12个寄存器是可以位寻址的，它们的共同特点是字节地址正好能被8整除，而且字节地址与该字节最低位的位地址相同。特殊功能寄存器的这些位大多有着专门的定义和用途。 C. 堆栈及堆栈指针 堆栈是在片内数据RAM区中，数据先进后出或后进先出的区域。堆栈指针 stack pointer 在80C51单片机中存放当前的堆栈栈顶的存储单元地址的一个8位寄存器。 堆栈共有两种操作：进栈和出栈。不论是数据进栈还是数据出栈，都是对栈顶单元进行的，即对栈顶单元的写和读操作。 80C51单片机的堆栈是向上生成的：进栈时，SP的内容是增加的，即先SP＋1，后写入数据；出栈时，SP的内容是减少的，即先读出数据，后SP－1 系统复位后，SP内容为07H。如不重新定义，则以07H为栈底，压栈的内容从08H单元开始存放。考虑到00H～1FH单元为通用寄存器区，20H～2FH为位寻址区，堆栈最好在内部RAM的30H～7FH中开辟，故通常在程序开始处将SP的内容初始化为30H。 堆栈的使用有两种方式。一种是自动方式，即在调用子程序或中断时，断点地址自动进栈。从子程序返回时，断点地址自动弹回PC。 另一种是指令方式，即使用专用的堆栈操作指令执行进栈出栈操作，进栈操作指令为PUSH，出栈操作指令为POP。例如：保护现场就是一系列指令方式的进栈操作；而恢复现场就是一系列指令方式的出栈操作。 ②片外数据存储器 片外数据存储器是在外部存放数据的区域，这一区域用寄存器间接寻址的方法访问，所用的寄存器为DPTR、R1或R0。当用R1、R0寻址时，由于R0、R1为8位寄存器，因此最大寻址范围为256 B；当用DPTR寻址时，由于DPTR为16位寄存器，因此最大寻址范围为64 KB。 80C51单片机的外部数据存储器和外部I/O口实行统一编址，并使用相同的 、 作选通控制信号，均使用 MOVX 指令访问。 80C51单片机有16位地址线，最多可扩展64KB外部数据存储器，这和DPTR所