51单片机的结构与原理课件.ppt

第二章 MCS-51系列单片机的结构和原理,2.1 MCS-51系列单片机概述 2.2 89C51单片机内部结构 2.3 89C51单片机的引脚 2.4 MCS-51系列单片机的工作方式,测 试 题,2.1 MCS-51系列单片机概述,2.1.1 MCS - 51系列单片机的基本结构2.1.2 MCS - 51系列单片机的分类,习 题,2.1.1 MCS - 51系列单片机的基本结构,单片机是一个大规模集成电路芯片，其上集成有CPU、存储器、I/O口(串行口、并行口)、其它辅助电路(如中断系统，定时/计数器，振荡电路及时钟电路等)。 其基本结构框图如下：,MCS - 51系列单片机的基本结构图,CPU,RAM,ROM,中断系统,串行口,并行口,定时计数器,振荡电路,X1 X2 P0 P1 P2 P3 TXD RXD INT0 INT1,T0 T1,计算机,微机,MCS - 51系列单片机的基本结构图,X1 X2 P0 P1 P2 P3 TXD RXD INT0 INT1,返回,CPU,RAM,ROM,中断系统,串行口,并行口,定时计数器,振荡电路,X1 X2 P0 P1 P2 P3 TXD RXD INT0 INT1,T0 T1,1、RAM被称为随机读写存储器。2、用于存放数据 。3、具有易失性：芯片掉电后，其内的信息消失。,MCS - 51系列单片机的基本结构图,T0 T1,CPU,RAM,ROM,中断系统,串行口,并行口,定时计数器,振荡电路,X1 X2 P0 P1 P2 P3 TXD RXD INT0 INT1,T0 T1,1、 ROM被称为只读存储器。2、用于存放程序。3、具有非易失性：掉电后其内的信息依然存在。,返回,运算器,最终结果 数 中间结果/ 据 最后结果 原始数据 与程序 最后 结果 程 序计算机系统的硬件组成框图,存储器,控制器,输出设备,输入设备,单片机,微机,返回,DB CPU AB CB 存储器 I/O口 微机的结构框图,单片机,计算机,返回,2.2.1 MCS - 51系列单片机的分类,常用的MCS51系列单片机有2种类型的产品：8051/8751/89C51和8031。它们的结构基本相同，其主要差别反映在存储器的配置上的不同：8051内设有4KB的掩膜ROM；8751内设有4KB的EPROM；89C51内设有4KB的E2PROM ；8031内没有ROM。 MCS - 51 系列单片机配置一览表,89C51单片机的内部结构,A,TMP,PSW,B,SP,DPTR,RAM,PC,ROM,P1,P2,P3,P0,定时,中断,串口,IR,PLA,ID,振荡,X1X2,PSEN RST ALE EA,P0P1P2P3,ALU,习 题,89C51单片机的内部结构,返回,A,TMP,PSW,B,SP,DPTR,RAM,PC,ROM,P1,P2,P3,P0,定时,中断,串口,IR,PLA,ID,振荡,X1X2,PSEN RST ALE EA,P0P1P2P3,ALU,算术逻辑运算部件主要用来完成数据的算术和逻辑运算。ALU有2个输入端和2个输出端，其中一端接至累加器，接收由累加器送来的一个操作数；另一端接收TMP中的第二个操作数。参加运算的操作数在ALU中进行规定的操作运算，运算结束后，一方面将结果送至累加器，同时将操作结果的特征状态送标志寄存器。,89C51单片机的内部结构,A,TMP,PSW,B,SP,DPTR,RAM,PC,ROM,P1,P2,P3,P0,定时,中断,串口,IR,PLA,ID,振荡,X1X2,PSEN RST ALE EA,P0P1P2P3,ALU,1、16位寄存器2、存放下一条将要执行的指令地址.程序中的指令是按照顺序存放在存储器中的某个连续区域.每条指令都有自己的地址,CPU根据PC中的指令地址从存储器中取出将要执行的指令.3、具有自动加1功能,从而指向下一条将要执行的指令地址.4、PC的值可以修改，一般程序是按顺序执行指令的.若改变了的PC的值,则程序将不再按顺序执行。,返回,89C51单片机的内部结构,A,TMP,PSW,B,SP,DPTR,RAM,PC,ROM,P1,P2,P3,P0,定时,中断,串口,IR,PLA,ID,振荡,X1X2,PSEN RST ALE EA,P0P1P2P3,IR：用来存放当前正在执行的指令代码 。ID：用来对指令代码进行分析、译码，根据指令译码的结果，输出相应的控制信号。 PLA：产生出各种操作电位、不同节拍的信号、时序脉冲等执行此条命令所需的全部控制信号 。,返回,89C51单片机的内部结构,X1X2,PSEN RST ALE EA,A,TMP,PSW,B,SP,DPTR,RAM,PC,ROM,P1,P2,P3,P0,定时,中断,串口,IR,PLA,ID,振荡,X1X2,PSEN RST ALE EA,P0P1P2P3,1、8位寄存器2、累加器是一个特殊的寄存器，它的字长和微处理器的字长相同，累加器具有输入输出和移位功能，微处理器采用累加器结构可以简化某些逻辑运算。3、由于所有运算的数据都要通过累加器，故累加器在微处理器中占有很重要的位置。,ALU,返回,89C51单片机的内部结构,X1X2,PSEN RST ALE EA,A,TMP,PSW,B,SP,DPTR,RAM,PC,ROM,P1,P2,P3,P0,定时,中断,串口,IR,PLA,ID,振荡,X1X2,PSEN RST ALE EA,P0P1P2P3,ALU,1、8位寄存器2、在进行乘除法运算时，存放参与运算的一个操作数3、除此之外，作为一般REG使用,返回,A,TMP,PSW,B,SP,DPTR,RAM,PC,ROM,P1,P2,P3,P0,定时,中断,串口,IR,PLA,ID,振荡,X1X2,PSEN RST ALE EA,P0P1P2P3,1、PSW称为程序状态字寄存器，是一个8位寄存器。2、D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 Cy Ac F1 RS1 RS0 Ov - P,ALU,返回,89C51单片机的内部结构,X1X2,A,TMP,PSW,B,SP,DPTR,RAM,PC,ROM,P1,P2,P3,P0,定时,中断,串口,IR,PLA,ID,振荡,X1X2,PSEN RST ALE EA,P0P1P2P3,1、SP称为堆栈指针，8位寄存器2、 SP用来存放堆栈栈顶的地址。,返回,89C51单片机的内部结构,PSEN RST ALE EA,A,TMP,PSW,B,SP,DPTR,RAM,PC,ROM,P1,P2,P3,P0,定时,中断,串口,IR,PLA,ID,振荡,X1X2,PSEN RST ALE EA,P0P1P2P3,1、数据指针DPTR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。2、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。 3、 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。,返回,演示,89C51单片机的内部结构,PSEN RST ALE EA,A,TMP,PSW,B,SP,DPTR,RAM,PC,ROM,P1,P2,P3,P0,定时,中断,串口,IR,PLA,ID,振荡,X1X2,PSEN RST ALE EA,P0P1P2P3,89C51内有的4K的ROM； 不够用时可以外扩ROM； 内ROM+外ROM 64K,返回,7FH 真正RAM区00H,MCS-51 单片机片内RAM的配置图,FFH SFR区80H,89C51内有256B的RAM单元，其地址范围为00HFFH，分为两大部分: 低 128 字节（00H7FH）为真正的RAM区; 高 128 字节（80HFFH）为特殊功能寄存器区SFR。,返回,7FH 真正RAM区00H,MCS-51 单片机片内RAM的配置图,FFH SFR区80H,返回,89C51内有256B的RAM单元，其地址范围为00HFFH，分为两大部分: 低 128 字节（00H7FH）为真正的RAM区; 高 128 字节（80HFFH）为特殊功能寄存器区SFR。,7FH 普通RAM区30H,2FH 位寻址区20H,1FH 工作寄存器区00H,7FH 真正RAM区00H,MCS-51 单片机片内RAM的配置图,FFH SFR区80H,89C51内有256B的RAM单元，其地址范围为00HFFH，分为两大部分: 低 128 字节（00H7FH）为真正的RAM区; 高 128 字节（80HFFH）为特殊功能寄存器区SFR。,7FH 普通RAM区30H,2FH 位寻址区20H,1FH 工作寄存器区00H,返回,07H 0组00H,0FH 1组08H,17H 2组10H,1FH 3组18H,1、工作寄存器区 是指00H1FH区, 共分4个组, 每组有8个单元, 共32个内部RAM单元。2、每次只能有1组作为工作寄存器使用, 其它各组可以作为一般的数据缓冲区使用。 3、作为工作寄存器使用的8个单元，又称为R0R74、程序状态字PSW中的PSW.3（RS0）和PSW.4（RS1）两位来选择哪一组作为工作寄存器使用。CPU通过软件修改PSW中RS0和RS1两位的状态, 就可任选一个工作寄存器工作。,RS1、 RS0与片内工作寄存器组的对应关系,返回,工作寄存器和RAM地址对照表,返回,7FH 真正RAM区00H,MCS-51 单片机片内RAM的配置下图 所示：,FFH SFR区80H,7FH 普通RAM区30H,2FH 位寻址区20H,1FH 工作寄存器区00H,20H,21H,22H,23H,24H,25H,26H,27H,2FH,1、位寻址区是指 20H2FH单元，共16个单元。2、位寻址区的每1位都可当作软件触发器, 由程序直接进行位处理。3、 位寻址区的 16个单元（共计128位）的每1位都有一个8位表示的位地址, 位地址范围为00H1FH。 如表所示。4、 同样, 位寻址的RAM单元也可以按字节操作作为一般的数据缓冲 区。,返回,内部RAM中位地址表,返回,7FH 真正RAM区00H,MCS-51 单片机片内RAM的配置图,FFH SFR区80H,返回,89C51内有256B的RAM单元，其地址范围为00HFFH，分为两大部分: 低 128 字节（00H7FH）为真正的RAM区; 高 128 字节（80HFFH）为特殊功能寄存器区SFR。,1、高128B的RAM单元中有21个单元可用，称为SFG。这21个SFG分散在高128B的地址空间内，分别是A，B，PSW，SP，DPH，DPL，P0，P1，P2，P3，IP，IE，TCON，TMOD，TH0，TL0，TH1，TL1，SCON，SBUF，PCON。2、有些可以按位寻址。3、特殊功能寄存器名称、 标识符、 地址见表,特殊功能寄存器名称、 标识符、 地址一览表,返回,返回,2.3 89C51单片机的引脚,学习单片机的内部结构有助于了解信息流动,掌握编程技巧;学习单片机的外部引脚有助于掌握它与其它芯片的连接,单片机与外界的信息交换就是通过它的引脚实现的。 在MCS51系列单片机中,各类型号单片机的引脚是相互兼容的.在器件的封装形式上,MCS51系列单片机有二种:双列直插式和方形封装，均为40脚。 MCS - 51单片机引脚及总线结构图如下：,习 题,MCS - 51单片机引脚及总线结构(a) 管脚图； (b) 引脚功能分类,P2P0ALEPSENEARSTVCCGND,P1P3X1X2,返回,A,TMP,PSW,B,SP,DPTR,RAM,PC,ROM,P1,P2,P3,P0,定时,中断,串口,IR,PLA,ID,振荡,X1X2,PSEN RST ALE EA,P0P1P2P3,ALU,返回,P0.0-P0.7 1、没有外扩芯片时，作为一般的INOUT线 ,直接与外设通信。 2、有外扩Mem时 ,先送出外Mem的地址码的低八位,然后传送数据信息。 外ROM: PC的低8位由P0.0- P0.7送出。 外RAM: DPL由P0.0-P0.7送出。,A,TMP,PSW,B,SP,DPTR,RAM,PC,ROM,P1,P2,P3,P0,定时,中断,串口,IR,PLA,ID,振荡,X1X2,PSEN RST ALE EA,P0P1P2P3,ALU,P2.0-P2.7 1、没有外扩芯片时，作为一般的INOUT线 ,直接与外设通信 2、有外扩Mem时 ,送出外Mem的地址码的高八位 外ROM: PC的高8位由P2.0- P2.7送出 外RAM: DPH由P2.0-P2.7送出,返回,A,TMP,PSW,B,SP,DPTR,RAM,PC,ROM,P1,P2,P3,P0,定时,中断,串口,IR,PLA,ID,振荡,X1X2,PSEN RST ALE EA,P0P1P2P3,ALU,P1.0-P1.71、作为一般的INOUT线 ,与外设通信。2、可以接外设。,返回,89C51单片机的内部结构,A,TMP,PSW,B,SP,DPTR,RAM,PC,ROM,P1,P2,P3,P0,定时,中断,串口,IR,PLA,ID,振荡,X1X2,PSEN RST ALE EA,P0P1P2P3,ALU,1、作为一般的INOUT线 ,与外设通信2、还有第二功能。P3口的第二功能如下： P3.7 P3.6 P3.5 P3.4 P3.3 P3.2 P3.1 P3.0 RD WR T1 T0 INT1 INT0 TXD RXD外RAM的R/W 记数脉冲输入端 中请输入端 串出 串入,返回,A,TMP,PSW,B,SP,DPTR,RAM,PC,ROM,P1,P2,P3,P0,定时,中断,串口,IR,PLA,ID,振荡,X1X2,PSEN RST ALE EA,P0P1P2P3,ALU,ALE 地址锁存允许 1、当8051由P0口送出低8位地址码时,8051由ALE送出一高电平信号,作为外部锁存器的触发信号。 在单片机(CPU)与外界交换信息的过程中,地址信息必须维持不变,而P0口不能维持低8位地址的不变,所以应该外接锁存器,将低8位地址锁住。当8051 送出低8位地址的时候,锁存器应该处于送数状态;在低8位地址消失之前,锁存器应该处于锁存状态。2、当片外存储器存取数据时，ALE为低8位地址输出锁存信号；当片外存储器不存取数据时，ALE输出固定频率的脉冲信号，频率为1/6的fosc,返回,A,TMP,PSW,B,SP,DPTR,RAM,PC,ROM,P1,P2,P3,P0,定时,中断,串口,IR,PLA,ID,振荡,X1X2,PSEN RST ALE EA,P0P1P2P3,ALU,PSEN 外ROM的读选通信号，在从片外ROM中读取指令时，PSEN送出片外ROM的读信号（低电平），一般接到外ROM的读控制端,返回,A,TMP,PSW,B,SP,DPTR,RAM,PC,ROM,P1,P2,P3,P0,定时,中断,串口,IR,PLA,ID,振荡,X1X2,PSEN RST ALE EA,P0P1P2P3,ALU,EA 访问外ROM控制信号，当EA为高电平时，加电后8051从片内ROM的0000H单元开始取指令，即从片内ROM的0000H开始执行程序；若EA为的低电平，则加电后8051从片外ROM的0000H单元开始取指令，故此时片外ROM的编制应该从0000H开始；对于8031来说，由于其内部无ROM，程序必须放在片外ROM中，所以EA应接地。,返回,A,TMP,PSW,B,SP,DPTR,RAM,PC,ROM,P1,P2,P3,P0,定时,中断,串口,IR,PLA,ID,振荡,X1X2,PSEN RST ALE EA,P0P1P2P3,ALU,RST 复位信号输入端 该引脚得到高电平,并维持一段时间后,8051复位,进入复位状态(初始化状态),复位状态下,各REG取值如下:PC=0000H，PSW=00H，SP=07HP0=FFH,P1=FFH,P2=FFH,P3=FFH,其余都为0,返回,A,TMP,PSW,B,SP,DPTR,RAM,PC,ROM,P1,P2,P3,P0,定时,中断,串口,IR,PLA,ID,振荡,X1X2,PSEN RST ALE EA,P0P1P2P3,ALU,外接晶振,产生时钟信号,控制CPU的工作速度。,返回,A,TMP,PSW,B,SP,DPTR,RAM,PC,ROM,P1,P2,P3,P0,定时,中断,串口,IR,PLA,ID,振荡,X1X2,PSEN RST ALE EA,P0P1P2P3,1、程序状态字寄存器。8位寄存器。2、D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 Cy Ac F1 RS1 RS0 Ov - P,ALU,返回,Cy（PSW.7）进位标志位。当运算结果产生进位时， Cy =1；当运算结果没有产生进位时， Cy =0。,A,TMP,PSW,B,SP,DPTR,RAM,PC,ROM,P1,P2,P3,P0,定时,中断,串口,IR,PLA,ID,振荡,X1X2,PSEN RST ALE EA,P0P1P2P3,1、程序状态字寄存器。8位寄存器。2、D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 Cy Ac F1 RS1 RS0 Ov - P,ALU,AC（PSW.6）辅助进位（或称半进位）标志。 当运算结果的D3向D4产生进位时， AC =1；当运算结果的D3向D4没有产生进位时， AC =0。,返回,A,TMP,PSW,B,SP,DPTR,RAM,PC,ROM,P1,P2,P3,P0,定时,中断,串口,IR,PLA,ID,振荡,X1X2,PSEN RST ALE EA,P0P1P2P3,1、程序状态字寄存器。8位寄存器。2、D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 Cy Ac F1 RS1 RS0 Ov - P,ALU,OV（PSW.2）溢出标志位。 当运算结果产生溢出时， OV =1；当运算结果没有产生溢出时， OV =0。,返回,A,TMP,PSW,B,SP,DPTR,RAM,PC,ROM,P1,P2,P3,P0,定时,中断,串口,IR,PLA,ID,振荡,X1X2,PSEN RST ALE EA,P0P1P2P3,1、程序状态字寄存器。8位寄存器。2、D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 Cy Ac F1 RS1 RS0 Ov - P,ALU,P（PSW.0）奇偶标志位。当A中1的个数为奇数时， P =1；当A中1的个数为偶数时， P =0。,返回,89C51单片机的内部结构,X1X2,A,TMP,PSW,B,SP,DPTR,RAM,PC,ROM,P1,P2,P3,P0,定时,中断,串口,IR,PLA,ID,振荡,X1X2,PSEN RST ALE EA,P0P1P2P3,1、8位寄存器2、 SP用来存放堆栈栈顶的地址。,返回,1、堆栈是在内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连续的存储区域。 2、堆栈有栈顶和栈底，堆栈中没有数据时，二者重叠，SP指向最下端（栈底），向堆栈推入数据后，栈顶向上生长，SP也向上生长。3、堆栈栈顶：最后推入堆栈的数据所在的存储单元4、SP用来指示堆栈所处的位置, 在进行操作之前, 先用指令给SP赋值, 以规定栈区在RAM区的起始地址（栈底层）。当数据推入栈区后, SP的值也自动随之变化。,63H,64H,65H,66H,67H,栈底,演示,89C51单片机的内部结构,X1X2,A,TMP,PSW,B,SP,DPTR,RAM,PC,ROM,P1,P2,P3,P0,定时,中断,串口,IR,PLA,ID,振荡,X1X2,PSEN RST ALE EA,P0P1P2P3,1、8位寄存器2、 SP用来存放堆栈栈顶的地址。,返回,1、堆栈是在内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连续的存储区域。 2、堆栈有栈顶和栈底，堆栈中没有数据时，二者重叠，SP指向最下端（栈底），向堆栈推入数据后，栈顶向上生长，SP也向上生长。3、堆栈栈顶：最后推入堆栈的数据所在的存储单元4、SP用来指示堆栈所处的位置, 在进行操作之前, 先用指令给SP赋值, 以规定栈区在RAM区的起始地址（栈底层）。当数据推入栈区后, SP的值也自动随之变化。,63H,64H,65H,66H,67H,栈底,12H,46H,73H,SP=63H,SP=64H,SP=66H,SP=65H,取数,89C51单片机的内部结构,X1X2,A,TMP,PSW,B,SP,DPTR,RAM,PC,ROM,P1,P2,P3,P0,定时,中断,串口,IR,PLA,ID,振荡,X1X2,PSEN RST ALE EA,P0P1P2P3,1、8位寄存器2、 SP用来存放堆栈栈顶的地址。,返回,1、堆栈是在内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连续的存储区域。 2、堆栈有栈顶和栈底，堆栈中没有数据时，二者重叠，SP指向最下端（栈底），向堆栈推入数据后，栈顶向上生长，SP也向上生长。3、堆栈栈顶：最后推入堆栈的数据所在的存储单元4、SP用来指示堆栈所处的位置, 在进行操作之前, 先用指令给SP赋值, 以规定栈区在RAM区的起始地址（栈底层）。当数据推入栈区后, SP的值也自动随之变化。,63H,64H,65H,66H,67H,栈底,12H,SP=64H,SP=66H,SP=65H,存数,73H,73H,46H,46H,89C51单片机的内部结构,X1X2,A,TMP,PSW,B,SP,DPTR,RAM,PC,ROM,P1,P2,P3,P0,定时,中断,串口,IR,PLA,ID,振荡,X1X2,PSEN RST ALE EA,P0P1P2P3,1、8位寄存器2、 SP用来存放堆栈栈顶的地址。,返回,1、堆栈是在内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连续的存储区域。 2、堆栈有栈顶和栈底，堆栈中没有数据时，二者重叠，SP指向最下端（栈底），向堆栈推入数据后，栈顶向上生长，SP也向上生长。3、堆栈栈顶：最后推入堆栈的数据所在的存储单元4、SP用来指示堆栈所处的位置, 在进行操作之前, 先用指令给SP赋值, 以规定栈区在RAM区的起始地址（栈底层）。当数据推入栈区后, SP的值也自动随之变化。,63H,64H,65H,66H,67H,栈底,SP=64H,SP=66H,SP=65H,73H,73H,46H,46H,12H,DPTR0003H,34H A,TMP,PSW,B,SP,DPTR0003H,RAM,PC,ROM,定时,中断,串口,返回,ALU,读写控制,输入输出电路,地址译码器,RAM芯片,单片机,DB,CB,AB,0003H,DPTR0003H,WR,34H,P2P0ALEPSENEARSTVCCGND,P1.0P1.1P1.2P1.3P1.4P1.5P1.6P1.7P3X1X2,+5V,+5V,返回,DPTR0003H,34H A,TMP,PSW,B,SP,00H,RAM,PC,ROM,定时,中断,串口,返回,ALU,读写控制,输入输出电路,地址译码器,RAM芯片,单片机,DB,CB,AB0-7,0003H,DPTR 03H,WR,34H,P2,P3,P1,P0,P0P2P3P1,锁存器,AB8-15,0003H,ALE,1,DPTR0003H,34H A,TMP,PSW,B,SP,00H,RAM,PC,ROM,定时,中断,串口,返回,ALU,读写控制,输入输出电路,地址译码器,RAM芯片,单片机,DB,CB,AB0-7,0003H,DPTR 03H,WR,34H,P2,P3,P1,P0,P0P2P3P1,锁存器,AB8-15,0003H,ALE,1,DPTR0003H,34H A,TMP,PSW,B,SP,RAM,ROM,定时,中断,串口,返回,ALU,读写控制,输入输出电路,地址译码器,ROM芯片,单片机,DB,CB,AB0-7,0003H,DPTR,RD,34H,P2,P3,P1,P0,P0P2P3P1,锁存器,AB8-15,ALE,00H,03H,PC0003H,PSEN,1,34H,DPTR0003H,34H A,TMP,PSW,B,SP,RAM,ROM,定时,中断,串口,返回,ALU,读写控制,输入输出电路,地址译码器,ROM芯片,单片机,DB,CB,AB0-7,0003H,DPTR,RD,34H,P2,P3,P1,P0,P0P2P3P1,锁存器,AB8-15,ALE,00H,03H,PC0003H,PSEN,1,习题与思考：,1、单片机应用程序一般存放在（） A、RAMB、ROMC、寄存器D、CPU2在单片机中，通常将一些中间计算结果放在（）中 A、累加器B、控制器C、程序存储器D、数据存储器389C51单片机有片内ROM容量( ) A 4KB B. 8KB C. 128B D. 256B4、CPU主要的组成部部分为（） A、运算器、控制器B、加法器、寄存器 C、运算器、寄存器D、运算器、指令译码器 5INTEL8051CPU是（）位的单片机 A、16B、4C、8D、准166CPU由_和控制器构成。,返回,习题与思考：,1、PC存放_,具有_特性。在8051中决定程序执行顺序的是PC还是DPTR？它是_位？（是，不是）SFG？2、PSW用于存放_,在8051中PSW是_ 位，当8051执行94H+4BH后，PSW的CY、AC、OV、P的值是多少？3、什么是堆栈？8051的堆栈设在何处？哪个寄存器是堆栈指针？堆栈存取数据的原则是什么？4单片机的堆栈指针SP始终是（） A、指示堆栈底B、指示堆栈顶 C、指示堆栈地址D、指示堆栈长度5、进位标志CY在（）中 A、累加器B、算逻运算部件ALUC、程序状态字寄存PSWD、DPTR6、. 8031单片机中的SP和PC分别是( )的寄存器。A.8位和8位 B.16位和16位 C.8位和16位 D.16位和8位7、DPTR是什么寄存器？它的作用是什么？它由哪几个特殊功能寄存器组成？,返回,习题与思考：,1、8051单片机的内部RAM可以分为几个不同的区域？各区的地址范围及其特点？2为了使10H17H作为工作寄存器使用，应该采用什么办法实现？写出相关指令。CPU复位后，R0-R7的单元地址是多少？3、8051的位寻址区在哪里？位寻址空间是多少？4MCS-51中有4组工作寄存器，它们的地址范围是 。5MCS-51单片机的堆栈区应建立在（ ）。 A.片内数据存储区的低128字节单元 B.片内数据存储区 C.片内数据存储区的高128字节单元D.程序存储区68031单片机中既可位寻址又可字节寻址的单元是（） A、20HB、30HC、00HD、70H,返回,习题与思考：,1、8051单片机对外有几条专用控制线？其功能是什么？2、8051的内ROM容量为_,最大外扩ROM容量为_，8051访问外ROM时，读选通信号由_个引脚送出，地址码由 _ 送出，数据由_ 送出。8051的EA应接_ 电平.3、8051可以外扩的RAM容量为_，8051访问外RAM时，读选通信号由_个引脚送出，写选通信号由_个引脚送出，8051中_个寄存器存放外RAM单元的地址。4. 8031单片机的( )口的引脚，还具有外中断、串行通信等第二功能。A.P0 B.P1 C.P2 D.P35、当MCS-51引脚ALE信号有效时，表示从P0口稳定地送出了 地址信号。6对于INTEL8031来说，EA脚总是（） A、接地B、接电源C、悬空D、不用,返 回,第二章测试：,一、选择题1、在8051单片机中，PC存放的是（ ）a）正在执行的这条指令的地址 b）将要执行的下一条指令的地址c）正在执行的这条指令的操作码 d）对已经执行过的指令条数进行计数2、为了使10H17H作工作寄存器使用RS1， RS0的取值为（ ）a ） 0 ，0 b） 0 ，1 c） 1， 0 d） 1， 13下述哪条引脚为输入脚（ ）a） RESET b） ALE c） RD d） PSEN4、在8051单片机中，SP存放的是（ ）a）堆栈栈低的地址 b）堆栈栈顶的地址 c）堆栈栈低的内容 d）堆栈栈低的内容5数据指针DPDR在（）中 A、CPU控制器B、CPU运算器 C、外部程序存储器D、外部数据存储器6单片机上电后或复位后，工作寄存器R0是在（） A、0区00H单元B、0区01H单元C、0区09H单元D、SFR7、8051的内部RAM中，可以进行位寻址的地址空间为（） A、00H2FHB、20H2FHC、00HFFHD、20HFFH8、在堆栈操作中，当进栈数据全部弹出后，这时SP应指向（） A、栈底单元B、7FH单元C、栈底单元地址加1D、栈底单元地址减1,9、关于指针DPTR，下列说法正确的是（）ADPTR是一个8位寄存器 BDPTR不可寻址CDPTR是由DPH和DPL两个8位寄存器组成的DDPTR的地址83H108051的程序计数器PC为16位计数器，其寻址范围是（） A、8KB、16KC、32KD、64K118031单片机在片外扩展程序存储器，当取程序存储器的内容时，要用单片机的( )信号。 A. RD B. PSEN C.ALE D WR二、填空题1若不使用MCS-51片内的存储器，引脚必须接 。2MCS-51中21个特殊功能寄存器，其地址凡是能被8整除的都有 寻址功能。3MCS-51系统中，当信号 有效时，表示CPU要从 存储器中读取信息。4当使用8751且=1时访问的是片 ROM。5MCS-51片内20H2FH范围内的数据存储器，既可以 寻址又可以 寻址。6、微处理器就是集成在一片大规模集成电路的_和_.7_用来存放下一条要执行的指令的地址.8、MCS-51的堆栈只可设置在 ，其最大容量为 ，堆栈寄存器SP是 位寄存器。,三、简答题1决定程序执行顺序的寄存器是哪个？它是几位的？它是不是特殊功能寄存器？ 2什么叫堆栈？堆栈指示器SP的作用是什么？8051单片机堆栈的最大容量不能超过多少字节？3MCS51单片机的寻址范围是多少？8051单片机可以配置的存储器的最多容量是多少？ 48051内部RAM有几组工作寄存器？每组工作寄存器有几个工作寄存器？寄存器组的选择由什么决定？,返回,2.4 MCS-51单片机工作方式,2.4.1 时钟电路2.4.2 复位电路与复位方式2.4.3 程序运行方式,返回,习 题,2.4.1 时钟电路,单片机的时钟信号用来提供单片机内部各种操作的时间基准，时钟电路用来产生单片机工作所需要的时钟信号。 单片机内部有一个高增益的反向放大器，其输入端X1和X2用于外接晶体和电容，以构成自激振荡器，其发出的脉冲直接送入内部的时钟电路。外接电路如图：,时 序,返回,时 序,CPU的时序是指CPU在执行指令过程中，CPU的控制器所发出的一系列特定的控制信号在时间上的相互关系。时序是用定时单位来说明的。 常用的时序定时单位有：时钟周期、机器周期、指令周期,返回,时 序,CPU的时序是指CPU在执行指令过程中，CPU的控制器所发出的一系列特定的控制信号在时间上的相互关系。时序是用定时单位来说明的。 常用的时序定时单位有：时钟周期、机器周期、指令周期,时钟周期就是振荡周期，是指振荡器产生一个振荡脉冲信号所用的时间。,返回,时 序,CPU的时序是指CPU在执行指令过程中，CPU的控制器所发出的一系列特定的控制信号在时间上的相互关系。时序是用定时单位来说明的。 常用的时序定时单位有：时钟周期、机器周期、指令周期,机器周期是指振荡器产生一个CPU完成一个规定操作所用的时间。 1个机器周期=12个时钟周期,返回,时 序,CPU的时序是指CPU在执行指令过程中，CPU的控制器所发出的一系列特定的控制信号在时间上的相互关系。时序是用定时单位来说明的。 常用的时序定时单位有：时钟周期、机器周期、指令周期,指令周期是指CPU执行一条指令所用的时间。 MCS51单片机的指令周期根据指令的不同可以包含14个机器周期。,返回,2.4.2 复位电路与复位方式,1、复位电路 复位电路分为上电复位和手动复位两种方式。 （a）上电复位电路； (b) 开关复位电路2、复位方式 MCS51单片机复位后, 程序计数器PC和特殊功能寄存器为初始值，处于复位状态。寄存器的复位状态如表所示。,返回,2.4.2 复位电路与复位方式,1、复位电路,通过某种方式, 使单片机内各寄存器的值变为初始状态的操作称为复位。 MCS51单片机在时钟电路工作以后, 在RST/VPD端持续给出2个机器周期的高电平就可以完成复位操作（一般复位正脉冲宽度大于10 ms）。,返回,寄存器的复位状态,。,复位不影响片内RAM存放的内容。,PC,PSW,SP,返回,寄存器的复位状态,。,复位不影响片内RAM存放的内容。,PC=0000H 表示复位后程序的入口地址为0000H。即主程序应该从0000H单元存放。,返回,寄存器的复位状态,。,复位不影响片内RAM存放的内容。,PSW=00H, 其中RS1(PSW.4)=0, RS0(PSW.3)=0, 表示复位后单片机选择工作寄存器0组。,返回,寄存器的复位状态,。,复位不影响片内RAM存放的内容。,SP=07H 表示复位后堆栈在片内RAM的08H单元处建立,返回,2.4.3 程序运行方式,MCS51单片机在时钟电路工作以后, RST/VPD端持续给出2个机器周期的高电平进入复位工作方式， 并一直维持复位方式，直到RST脚收到低电平， MCS51单片机才脱离复位状态，进入程序运行状态。 在程序运行状态下，CPU不断从ROM中取出指令并执行之。,返回,习题与思考：,1、 8051 的引脚RST是_(IN脚还是OUT脚)，当其端出现_电平时,8051进入复位状态；复位后PC=_。8051一直维持这个值，直到RST脚收到_电平，8051才脱离复位状态，进入程序运行状态。2、 MCS51单片机的CPU每取一个指令字节，立即使( ) A.堆栈指针SP自动加1 B.数据指针DPTR自动加1 C.程序计数器PC自动加1 D.累加器A自动加13MCS51单片机的主程序应该从哪个单元开始存放？为什么？4、单片机上电后或复位后，工作寄存器R2是在（） A、0区01H单元B、0区02H单元C、0区0BH单元D、SFR58031复位后，PC与SP的值为（） A、0000H，00H B、0000H，07H C、0003H，07H寄存器 D、0800H，00H,返 回,