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单片机实验指导书 电子信息与通信工程系 2014-3-6  第一部分 单片机功能及结构介绍 MCS-51单片机内部结构 ?MCS-51的引脚说明：MCS-51系列单片机引脚配置 ?·Pin19:时钟XTAL1脚，片内振荡电路的输入端。????·Pin18:时钟XTAL2脚，片内振荡电路的输出端。??的时钟有两种方式，一种是片内时钟振荡方式，但需在18和19脚外接石英晶体(-33MHz)和振荡电容，振荡电容的值一般取10p-30p。另外一种是外部时钟方式，即将XTAL1接地，外部时钟信号从XTAL2脚输入。 ·Pin9:RESET/Vpd复位信号复用脚8051的初始态如下表特殊功能寄存器 初始态 特殊功能寄存器 初始态 ACC 00H B 00H PSW 00H SP 07H DPH 00H TH0 00H DPL 00H TL0 00H IP xxx00000B TH1 00H IE 0xx00000B TL1 00H TMOD 00H TCON 00H SCON xxxxxxxxB SBUF 00H P0-P3 1111111B PCON 0xxxxxxxB ?8051的复位方式可以是自动复位，也可以是手动复位，见下图。此外，RESET/Vpd还是一复用脚，Vcc掉电期间，此脚可接上备用电源，以保证单片机内部RAM的数据不丢失。 ·Pin30:ALE/当访问外部程序器时，ALE(地址锁存)的输出用于锁存地址的低位字节。而访问内部程序存储器时，ALE端将有一个1/6时钟频率的正脉冲信号，这个信号可以用于识别单片机是否工作，也可以当作一个时钟向外输出。????·Pin29:当访问外部程序存储器时，此脚输出负脉冲选通信号，PC的16位地址数据将出现在P0和P2口上，外部程序存储器则把指令数据放到P0口上，由CPU读入并执行。????·Pin31:EA/Vpp程序存储器的内外部选通线，当EA为高电平并且程序地址小于4kB时，读取内部程序存储器指令数据，而超过4kB地址则读取外部指令数据。如EA为低电平，则不管地址大小，一律读取外部程序存储器指令。??MCS-51单片机的指令时序MCS-51的时序单位有四个节拍、状态、机器周期和指令周期。MCS-51单片机存储器结构????程序存储器???????MCS-51具有64kB程序存储器寻址空间，对于内部有ROM的等单片机，正常运行时，则需接高电平，使CPU先从内部的程序存储中读取程序，当PC值超过内部ROM的容量时，才会转向外部的程序存储器读取程序。???????0000H—0002H单元，系统复位后，PC为0000H，单片机从0000H单元开始执行程序，如果程序不是从0000H单元开始，则应在这三个单元中放一条无条件转移指令，让CPU直接去执行用户指定的程序。??? 0003H—002AH，这40个单元各有用途，它们被均匀地分为五段，它们的定义如下： ?????0003H—000AH??外部中断0中断地址区。?????000BH—0012H??定时/计数器0中断地址区。?????0013H—001AH??外部中断1中断地址区。?????001BH—0022H??定时/计数器1中断地址区。?????0023H—002AH??串行中断地址区。数据存储器????MCS-51单片机的数据存储器在物理上和逻辑上都分为两个地址空间，一个是内部数据存储区和一个外部数据存储区。MCS-51内部RAM有128或256个字节的用户数据存储（不同的型号有分别）MCS-51的数据存储器均可读写，部分单元还可以位寻址。8051内部RAM共有256个单元，这256个单元分为两部分。其一是地址从00H—7FH单元（共128个字节）为用户数据RAM。从80H—FFH地址单元（也是128个字节）为特殊寄存器（SFR）单元。从图1中可清楚地看出它们的结构分布。???? 在00H—1FH共32个单元中被均匀地分为四块，每块包含八个8位寄存器，均以R0—R7来命名，称为通用寄存器。程序状态字寄存器（PSW）来管理它们，CPU只要定义PSW的第3和第4位（RS0和RS1），即可选中这四组通用寄存器。对应的编码关系如图2所示。单元地址 MSB????????位地址????????LSB 2FH 7FH 7EH 7DH 7CH 7BH 7AH 79H 78H 2EH 77H 76H 75H 74H 73H 72H 71H 70H 2DH 6FH 6EH 6DH 6CH 6BH 6AH 69H 68H 2CH 67H 66H 65H 64H 63H 62H 61H 60H 2BH 5FH 5EH 5DH 5CH 5BH 5AH