湖南工大单片机辅助课件第2章 MCS-51单片机的结构.pptVIP

2、时序定时单位 （1）节拍与状态 单片机内部的时钟脉冲定义为节拍，用P表示；时钟信号的周期定义为状态，用S表示。 一个状态S含有两个节拍，前半周期相应的节拍定义为1(P1)，后半周期对应的节拍定义为2(P2)。 机器周期由6个状态组成，分别表示为S1-S6，一个机器周期有12个节拍，可以记着S1P1、S1P2……S6P1、S6P2，一个机器周期共包含12个振荡脉冲。 （2）机器周期 执行一条指令所需要的时间称为指令周期，一条指令可能包括一到四个不等的机器周期。 （3）指令周期 晶振频率、节拍、机器周期、指令周期之间的关系如下图所示： 3、指令的工作时序 MCS-51系列单片机共有111条指令，按指令长度可分为单字节指令、双字节指令和三字节指令。 单字节指令单机器周期 单字节指令双机器周期 单字节指令四机器周期 双字节指令单机器周期 双字节指令双机器周期 三字节指令双机器周期 不 同 指 令 执 行 所 需 机器周期数不一样 MCS-51的取/执行指令工作时序图 几种典型的指令时序 （1）单字节单周期指令 单字节单周期指令，只进行一次读指令操作，当第二个ALE信号有效时，PC并不加1，那么读出的还是原指令，属于一次无效的读操作。 （2）双字节单周期指令 两次的ALE信号都是有效的，第一个ALE信号有效时读的是操作码，第二个ALE信号有效时读的是操作数。 （3）单字节双周期指令 两个机器周期需进行四次读指令操作，但只有一次读操作是有效的，后三次的读操作均为无效操作。 2.3 MCS-51系列单片机存储器 在物理上设有4个存储器空间： 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 在逻辑上设有3个存储器空间： 片内片外统一编址的64KB程序存储器 片内（又分高低2个128字节）数据存储器 片外64KB数据存储器 MCS-51存储器空间分布图 MCS-51系列单片机的存储器结构与常见的微机的配置方式不同。它们把程序和数据存储器分开，各有自己的寻址系统、控制信号和功能。因访问指令不同，地址可以重叠。 编址与访问 ★ MCS-51系列单片机的PC为16位，所以程序存储器寻址范围为64KB（0000H～FFFFH） 一、程序存储器 用于存放编好的程序、表格和常数。 ★通过MOVC指令进行访问 ★编址规律： 先片内、后片外，片内片外连续，二者一般不作重叠。 EA＝0，只访问片外程序存储器 EA＝1，先访问片内程序存储器。当PC 0FFFH（51子系统）或PC1FFFH(52子系统) ，再去访问片外程序存储器。 如下图所示 0000H 0FFFH 0000H 0FFFH 1000H FFFFH 00H 7FH 80H FFH 片内ROM /EA=1 片外ROM /EA=0 片外ROM 片外RAM 0000H FFFFH 数据存储器 程序存储器 SFR 片内RAM 存储器编址图 例如 主程序实际从2000H开始存放，复位后，通过 跳转指令LJMP转移至2000H开始执行。 ORG 0000H LJMP 2000H . . . ORG 2000H START：------------------- 在程序存储器中，从0003H～002AH共40个单元是专门用于存放中断处理程序的地址单元，中断响应后，按中断的类型，自动转到各自的中断区，它们被均匀地分为五段 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。 二、数据存储器 数据存储器也称为随机存取数据存储器，是用于存放执行过程中的结果和中间数据。 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 内部数据存储区：00H-FFH 外部数据存储区：0000H-FFFFH 51系列单片机片内含有256个字节RAM。其中低 128B地址(00H～7FH)为用户数据RAM。 1、片内数据存储器 高128B地址(80H～FFH)为特殊寄存器（SFR） 单元。 8051系列单片机内部数据存储器分布如图所示： 片内数据存储器分布图 用户RA