2189C51单片机的内部结构要点.pptVIP

* 2. 1 89C51单片机的内部结构 2.1.1 51单片机的基本组成 一、51单片机结构框图 89C51 CPU 振荡器和时序 OSC 64KB 总线 扩展控制器 数据存储器 256B RAM/SFR 2×16位 定时器/计数器 可编程I/O 程序存储器 4KBROM 可编程全双工 串行口 外中断 内中断 控制 并行口 串行通信 外部时钟 外部事件计数 二、89C51内部结构图 P0驱动器 RAM 地址 寄存器 RAM EPROM或ROM P2驱动器 P0锁存器 P2锁存器 B寄存器 A 暂存器2 暂存器1 SP 16位地址寄存器 缓冲器 PSW ALU P1锁存器 P1驱动器 振荡器 P3锁存器 P3驱动器 PC加1 PC DPTR 中断系统 串行口 定时/计数器 定时 及 控制 指 令 寄 存 器 PSEN ALE EA RST Vcc Vss P0.0～P0.7 P2.0～P2.7 P1.0～P0.7 P3.0～P3.7 三、CPU结构 CPU主要由运算器和控制器组成。 1. 运算器 ALU（算术逻辑单元）、ACC（累加器）、B寄存器、程序状态字PSW、两个暂存寄存器。 (1) 组成： (2) 功能： 算术运算；逻辑运算； 移位功能；位操作。 1. 1 累加器ACC 累加器ACC是8位寄存器，一个最常用的专用寄存器。在指令系统中用A作为累加器ACC的助记符。 功能： 用于存放操作数； 用于存放中间结果； 在变址寻址方式中作为变址寄存器使用。 1. 2 寄存器B 在乘除运算时，用来存放一个操作数也用来存放运算后的一部分结果； 如不做乘除运算时，可作为通用寄存器。 1. 3 程序状态字PSW 一个8位寄存器，用于寄存程序运行的状态信息，供程序查询和判别用。 P - OV RS0 RS1 F0 AC CY 位标志 PSW.0 PSW.1 PSW.2 PSW.3 PSW.4 PSW.5 PSW.6 PSW.7 位序 进位标志位 CY：有进位或借位时CY＝1,否则CY＝0；在进行位操作时，CY作为位操作累加器进行位处理，在指令中用C代替CY。 辅助进位标志位AC：当执行加法(或减法)操作时，如果运算结果(和或差)的低半字节(位3)向高半字节有半进位(或借位)，则AC位将被硬件自动置1；否则AC被自动清0。 P - OV RS0 RS1 F0 AC CY 位标志 PSW.0 PSW.1 PSW.2 PSW.3 PSW.4 PSW.5 PSW.6 PSW.7 位序 用户标志位F0：用户可以根据自己的需要对F0位赋予一定的含义，由用户置位或复位，以作为软件标志。 寄存器组选择位RS1、RS0：选择指令当前工作的工作寄存器组。 3区 18H～1FH 1 1 2区 10H～17H 0 1 1区 08H～0FH 1 0 0区 00H～07H 0 0 工作寄存器区 RS0 RS1 P - OV RS0 RS1 F0 AC CY 位标志 PSW.0 PSW.1 PSW.2 PSW.3 PSW.4 PSW.5 PSW.6 PSW.7 位序 溢出标志位OV：带符号加减运算中，超过累加器A所能表示的符号数有效范围（-128～+127）则OV＝1。乘法指令，乘积超过255时，OV=1。除法指令，OV=1，表示除数为0。 奇偶标志位P：该位始终跟踪指示累加器A中1的个数。如结果A中有奇数个1，则置P=1；否则P=0。常用于校验串行通信中的数据传送是否出错。 问题：PSW中哪些位有硬件自动设置？哪些位使用软件方法设定？ 2. 控制器 主要由程序计数器PC、指令寄存器IR、指令译码器ID、堆栈指针SP、数据指针DPTR、时钟发生器及定时控制逻辑等组成。 (2) 功能： 控制器是单片机的指挥控制部件，保证单片机各部分能自动而协调地工作。 (1) 组成： 执行 取指令 分析 执行一条指令的全过程： 四、存储器（哈佛结构） 51系列单片机的存储器分为数据存储器和程序存储器，其地址空间，存取指令和控制信号各有一套。 89C51存储器 程序存储器ROM 数据存储器ROM 片内程序存储器 片外程序存储器 片内数据存储器 片外数据存储器 1. 物理结构 2. 逻辑结构 特 殊 功 能 寄 存 器 通用RAM区 位寻址区 00H 1FH 20H 2FH 30H 7FH 80H FFH 80H 88H 90H 98H A0H A8H B0H B8H D0H E0H F0H 特殊功能寄存器中位寻址 外部 ROM 内部 ROM (EA=1) 外部 ROM (EA=0) 0000H 0000H 0FFFH 0FFFH 1000H FFFFH 外 部 RAM (I/O口 地址) 0000H FFFFH 内部数据存储器 外部数据存储