单片机原理及应用 教学课件 作者 孙康岭刘永海 主编 单片机2.1 2.2.pptVIP

尚辅网 尚辅网 第2章80C51的结构与功能 一、80C51单片机的内部结构简介 二、80C51单片机的引脚及功能简介 一、80C51单片机的内部结构简介 80C51单片机各部分结构功能简介： 1．中央处理器（CPU） 中央处理器（CPU）是单片机的核心，完成运算和控制功能，MCS-51单片机的CPU能处理8位二进制数或代码。 2．内部数据存贮器（内部RAM及SFR） 80C51共有128个字节内部RAM单元，21个特殊功能寄存器(SFR)。 3．内部程序存贮器（内部ROM） 80C51共有4KB ROM，用于存放程序，原始数据，表格，称为程序存贮器，简称内部ROM。 4．并行I/O口 80C51共有4个8位I / O口P0、P1、P2、P3以实现数据的并行输入、输出，每一条I/O线都能独立地用作输入或输出。 5．串行I/O口 80C51有一个全双工的串行口，以实现单片机与其它设备之间的串行数据传输。该口功能较强，既可作为全双工异步通信收发器使用，也可作为同步移位寄存器使用。 6．定时器/计数器 80C51共有2个16位定时器/计数器，以实现定时或计数功能。它们可以用于定时控制、延时以及对外部事件的计数和检测等。 7．中断控制系统 80C51共有5个中断源，外中断2个，定时器/计数中断2 个，串行中断1 个。分为高级和低级两个级别。 8．时钟电路 时钟电路产生时钟信号，时钟信号为单片机片内各种微操作提供时间基准。 二、80C51单片机的引脚及功能简介 引脚的第一、第二功能会不会混淆？不会的。这是因为： ① 对于各种型号的芯片，其引脚的第一功能信号是相同的，所不同的只在引脚的第二功能信号上。 ② 对于9、30和31引脚，由于第一功能信号与第二功能信号是单片机在不同工作方式下的信号，因此不会发生使用上的矛盾。 ③ P3口线的情况有所不同，它的第二功能信号都是单片机的重要控制信号。因此在实际使用时，总是先按需要优先选用它的第二功能，剩下不用的才作为通用I/O接口。 2.2 80C51的微处理器 中央处理器简称CPU，是单片机的核心部件，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 运算器以算术逻辑单元ALU为核心，加上累加器ACC、暂存寄存器TMP和程序状态字寄存器PSW等所组成。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。 2．控制器 控制器包括程序计数器PC、指令寄存器、指令译码器、数据指针DPTR、堆栈指针SP、缓冲器以及定时与控制电路等组成。 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0000H~0FFFFH共64KB。 单片机上电或复位后，PC自动清0，程序重新从0000H地址开始执行。 堆栈指针SP： 堆栈是在内存RAM区专门开辟出来的按照“先进后出”原则进行数据存取的一块数据存储区, 主要用于子程序调用及返回和中断处理断点的保护及返回。 80C51单片机的堆栈位于片内RAM中，而且属于“向上生长型”堆栈。 SP用来指示堆栈所处的位置，称为堆栈指针。复位后SP被初始化为07H，使得堆栈实际上由08H单元开始。 入栈操作规则为：先SP中的内容加1，后写入数据；出栈操作规则为：先读出数据，后SP中的内容减1。 指令译码器： 当指令送入指令译码器后，由译码器对该指令进行译码，CPU根据译码器输出的电平信号使定时控制电路产生执行该指令所需要的各种控制信号。 数据指针寄存器DRTR： 它是一个 16 位的专用寄存器, 其高位字节寄存器用DPH表示，低位字节寄存器用DPL表示。 DPTR既可作为一个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。 指令寄存器（IR ）： 用来保存当前正在执行的一条指令。指令划分为操作码和地址码字段，由二进制数字组成。当执行一条指令时，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。 定时与控制电路： 是微处理器的核心部件，用来控制取指令、执行指令、存取操作数或运算结果等操作，向其他部件发出各种微操作控制信号，协调单片机各部分正常工作。 3．单片机执行程序的过程 一般计算机进行工作时，首先要通过外部设备把程序和数据通过输入接口电路和数据总线送入到存储器，然后逐条取出执行。 单片机中的程序一般