〈新〉计算机接口技术课件 第一章 MCS-51单片机的硬件结构与工作原理.ppt

第1章　MCS--51系列单片机的结构及原理 ● 教学目标： 介绍MCS—51系列单片机的内部结构与外部引脚功能 介绍MCS—51系列单片机的ＣＰＵ时序 介绍MCS—51系列单片机的存储器组织 介绍MCS—51系列单片机输入输出端口的结构与功能 ● 学习要求：掌握MCS—51系列单片机的内部结构与外部引脚功能 掌握振荡电路与复位电路的构成，了解单片机的CPU时序 掌握MCS—51系列单片机存储器的构成与编址方法 掌握输入输出端口的功能，了解输入输出端口的结构 MCS—51系列单片机内部一般既有只读存储器ROM，又有随机存储器RAM，片内存储器的类型及容量见下表。 1.1.1 内部数据存储器 51子系列片内RAM第一块可分为寄存器区、位寻址区、数据缓冲区等三个区域，这三个区域统一编址，从00H～7FH，各区域有自己的特殊功能，也可统一调度使用。 注意：单片机上电复位后，SP=07H，即堆栈处于工作寄存器区，如有改变应给SP重新赋值。 寄存器区： 字节地址：00H～1FH（共32个单元） 分成4组，其中包含一工作寄存器组（R0~R7） 位寻址区： 字节地址：20H～2FH （共16个单元） 同时其作为位地址编号：00H～7FH（128个位地址） 数据缓冲区/堆栈区： 字节地址：00H～7FH 由于00H～2FH有其它用途，一般使用30H～7FH 1.1.2 特殊功能寄存器块SFR 常用特殊功能寄存器SFR21个 含在字节地址：80H～FFH里 其中位寻址寄存器11个： 其字节地址可被8整除。 专用寄存器： A、B、PSW、DPTR、SP I/O接口寄存器： P0、P1、P2、P3、SBUF、TMOD、TCON、SCON … 1.1.3 程序存储器 8051或8751在片内有4K字节的程序存储器ROM或EPROM（ EEPROM ； E2PROM ）， 8052或8952在片内有8K字节的程序存储器ROM或EPROM， 8031没有程序存储器，但外接可扩展64K字节的存储器。ROM的地址为4位十六进制数。 ROM---可读存储器 EPROM---可用电改写的存储器 EEPROM---可用电擦除并改写的存储器 程序存储器存放程序及各种表格、常数，其寻址范围为64KB，编址范围为0000H至FFFFH。对于片内无程序存储器的老机型（8031、8032），其程序存储器均在片外扩展，对于片内有程序存储器的机型（8051、8052、8751），也可在需要时扩展片外程序存储器。在既有片内又有片外程序存储器时，通常编址时先片内，后片外，片内片外连续不重叠。具体用法要看 EA有两种接法： 程序存储器中也有特殊用途的7个单元： 0000H MCS—51系列单片机复位后PC=0000H，即系 统复位后从0000H单元开始执行程序（俗称复位单元） 0003H 外部中断0 中断服务程序入口地址 000BH 定时器/计数器0溢出中断入口地址 0013H 外部中断1入口地址 001BH 定时器/计数器1溢出中断入口地址 0023H 串行口中断入口地址 注意：以上7个单元之间相隔很近，通常要执行的程序（较多）并不在此，单元内通常是一条绝对转移指令，转到程序真正的起始地址去执行程序。 1.1.4 外部数据存储器 8051在片内有256个字节的内部数据存储器，还可扩展64K字节的外部数据存储器。一般的控制过程出现中间数据的规模较小，256个字节就足够了。 程序存储器与数据存储器的区别： 程序存储器（ROM）只有读操作，读操作信号由引脚 PSEN 直接提供。（我们一般不希望频繁重输程序） 数据存储器(RAM)具有读和写两种操作，由引脚信号RD和 WR 来选通读写操作。用来处理控制过程中出现的中间数据。 SFR块用其名字直接寻址速度较快，访问片内数据存储器用MOV指令，访问片外数据存储器用MOVX指令，而访问程序存储器则有时用MOVC指令。 1.2 定时器/计数器 1)定时器/计数器的作用： 产生各种时间间隔；记录外部事件的数量 51型单片机具有2个16位的定时器/计数器 定时器0由SFR寄存器中TH0和TL0构成（2X8=16） 定时器1由寄存器TH1和TL1构成 2)定时器/计数器的工作方式： 定时器/计数器具有4种工作方式，即方式0，方式1，方式2，方式3 2.1)工作方式0：（以1#定时器/计数器为例） 13位方式，由TL1 的低5位和TH1的8位计数器组成。能记录8192（2000H）个事件 2.2)工作方式1： 16位方式，由TL1 的8位和TH1的8位计数器组成。能记录