MCS-51系列单片机的资源配置

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,第,2,章,MCS-51,单片机的资源配置,主要内容,MCS-51,单片机的在片资源及外部特性,MCS-51,单片机的存储器系统,MCS-51,单片机的时钟电路与复位电路,MCS-51,单片机的低功耗工作方式,2.1 MCS-51,单片机的在片资源及外部特性,2.1.1 MCS-51,单片机的在片资源,P3,P1,P2,可编程,串行,I/O,口,P0,外部中断,基准频率源,控制,128/256B,数据存储器,4KB/8KB,程序存储器,2/3,个,16,位,定时,/,计数器,振荡器及 定时电路,CPU,64KB,总线扩展控制,可编程,并行,I/O,口,内部中断,计数脉冲,串行输出,串行输入,(,图中“,/”,两边分别为基本型和增强型,),51子系列的配置如下：,1个8位CPU；,1个片内振荡频率为1.212 MHz的振荡器及时钟电路；,128个字节的片内RAM；,4KB的片内程序ROM；,4个8位并行I/O口P0，P1，P2，P3；,1个全双工串行I/O口；,2个16位定时器/计数器；,5个中断源，分为2个优先级。,2.1.2 MCS-51,系列单片机的外部特性,各个引脚的功能如下。,Vss:,接地端。,Vcc:,电源端，接,+5V,。,XTAL1,，,XTAL2:,接外部晶体或外部时钟。,RST/VPD,：,复位信号输入。,接备用电源，当,VCC,掉电后，在低功耗条件下保持内部,RAM,中的数据。,ALE/PROG,：,ALE,地址锁存允许。,ALE,输出脉冲的频率为振荡频率的,1/6,。,PROG,对,8751,单片机片内,EPROM,编程时，编程脉冲由该引脚引入。,PSEN,：,程序存储器允许。输出读外部程序存储器的选通信号。,EA/VPP,：,EA=0,，,单片机只访问外部程序存储器。,EA=1,，,单片机访问内部程序存储器。,在,8751,单片机片内,EPROM,编程期间，此引脚引入,21V,编程电源,VPP,。,P0.0,P0.7,：,P0,口，数据,/,低八位地址复用总线端口。,P1.0,P1.7,：,P1,口，静态通用端口。,P2.0,P2.7,：,P2,口，高八位地址总线端口。,P3.0,P3.7,：,P3,口，双功能静态端口。,51,系列单片机的精简版,1051,2051,4051,型号只有,20,个引脚，,如图所示。,它们内部有一个模拟比较器，相比较的模拟信号由,P,1.0,（,AIN,0,）和,P,1.1,（,AIN,1,）输入，而模拟比较器的输出由,P,3.6,输入，在内部已连接，因此外部无,P,3.6,引脚。,2.2 MCS-51,单片机的存储器系统,存储器可分为程序存储器和数据存储器。,程序存储器,用来存放程序；,以及始终要保留的常数。,数据存储器,存放程序运行中所需要的变量。,从,物理空间,看,MCS-51,有四个存储器空间：,片内数据存储器、片内程序存储器,片外数据存储器、片外程序存储器,存储器地址空间结构：,普林斯顿结构,ROM,和,RAM,在同一地址空间；,哈佛结构,ROM,和,RAM,在不同地址空间；,MCS-51,系列单片机采用哈佛结构。,外部数据,存储器,(RAM),外部程序,存储器,(ROM),内部程序,存储器,内部数据,存储器,8XX51,MCS-51,存储器物理结构,FFFFH,0000H,外部,RAM,外部数据存储器,H0000,0FFFH,0FFFH,外部,R O M,内部,ROM,(EA=1),H0000,8031,外部,ROM (EA=0,）,8051,1000H,FFFFH,程序存储器,内部数据存储器,特殊功能,寄存器,内部数据,RAM,7FH,80H,00H,FFH,（增强型）,地址重叠,从,逻辑上,看,MCS-51,有三个存储器空间：,程序存储器、片内数据存储器、片外数据存储器,2.2.1,程序存储器,程序存储器用来存放,程序,和,常数,。以程序计数器,PC,作为地址指针，地址总线为,16,位，可寻址的地址空间为,64KB,。,在,8051/8751/89C51,片内，分别内置最低地址空间的,4KB ROM/EPROM,程序储存器（内部程序储存器），而,8031,无内部程序储存器，必须外部扩展,EPROM,。,MCS-51,单片机中,64KB,内、外程序储存器的地址是统一编排的。,访问程序存储器使用,MOVC,指令。,程序存储器中的几个特殊地址的使用：,地址 用途,0000H,复位操作后的程序入口,0003H,外部中断,0,服务程序入口,000BH,定时器,0,中断服务程序入口,0013H,外部中断,1,服务程序入口,001BH,定时器,1,中断服务程序入口,0023H,串行口中断服务程序入口,2.2.2,数据存储器,1.,片外数据存储器,用于存放随机读写的数据。,外部,I/O,口地址影像区。,MCS-51,单片机的外部数据存储器和外部,I/O,口实行统一编址，并使用相同的作选通控制信号，均使用,MOVX,指令访问。,MCS-51,单片机最多可扩展,64KB,外部数据存储器,2.,片内数据储存器,存放随机读写的数据,通用寄存器区,堆栈区,运算操作数存放区,指令（算术运算、逻辑运算、位操作运算等）的操作数只能在此地址空间或特殊功能寄存器地址空间。,内部数据存储器的地址分配,51,系列单片机内部数据存储器地址范围为,00,7FH,。,（,1,）地址,0,1FH,的前,32,个单元称为寄存器区,用途：,作通用寄存器,R0,R7,。,R0,与,R1,可作间址寄存器使用。,位 地 址,字节地址,通,用,存,储,区,7FH,:,可,位,寻,址,区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通,用,寄,存,器,区,R7,R0,寄存器,3,组,1FH,18H,R7,R0,寄存器,2,组,17H,10H,R7,R0,寄存器,1,组,0FH,08H,R7,R0,寄存器,0,组,07H,00h,内部数据存储器,使用时应注意：,32,个单元的寄存器区分为四组，使用时只能选其中一组寄存器。,寄存器的选组由程序状态字,PSW,的,RS1,和,RS0,位定。,RS1 RS0,选寄存器组,0 0 0,组,0 1 1,组,1 0 2,组,1 1 3,组,初始化时或复位时，自动选中,0,组。,一旦选中一组，其它三组只能作为数据存储器使用，而不能作为寄存器使用。,设置多组寄存器可以方便保护现场。,（,2,）,20H,2FH,为位地址区,共,16,个单元，每单元有八个位，每位有一个位地址，共,128,位，位地址范围为,00H,7FH,，,该区既可位寻址，又可字节寻址。,如,MOV 20H,，,C,(,这里,C,是,Cy,进位,标志位），该指令是将,Cy,内容送,20H,位,如果,Cy,1,，,位,20H,值为“,1”,。,（,3,）除选中的寄存组以外的存储器均可以作为通用,RAM,区,。,3.,特殊功能寄存器,MCS-51,单片机共有,21,个字节的特殊功能寄存器用英文缩写,SFR,（,Special Function Register,）,表示。,用途：,A,累加器、状态标志寄存器,单片机内部各部件专用的控制、状态寄存器,并行口、串行口影射寄存器,地址空间：,21,个特殊功能器不连续的分布在,80H,FFH 128,个字节地址空间。,地址能被,8,整除的为可位寻址的寄存器。,特殊功能寄存器符号,位 地 址,字节地址,D7,D6,D5,D4,D3,D2,D1,D0,P0,87H,86H,85H,84H,83H,82H,81H,80H,80H,SP,81H,DPL,82H,DPH,83H,PCON,87H,TCON,8FH,TF1,8EH,TR1,8DH,TF0,8CH,TR0,8BH,IE1,8AH,IT1,89H,IE0,88H,IT0,88H,TMOD,89H,TL0,8AH,TL1,8BH,TH0,8CH,TH1,8DH,P1,97H,96H,95H,94H,93H,92H,91H,90H,90H,SCON,9FH,9EH,9DH,9CH,9BH,9AH,99H,98H,98H,SBUF,99H,P2,A7H,A6H,A5H,A4H,A3H,A2H,A1H,A0H,A0H,IE,AFH,EA,ACH,ES,ABH,ET1,AAH,EX1,A9H,ET0,A8H,EX0,A8H,P3,B7H,B6H,B5H,B4H,B3H,B2H,B1H,B0H,B0H,IP,BCH,PS,BBH,PT1,BAH,PX1,B9H,PT0,B8H,PX0,B8H,PSW,D7H,CY,D6H,AC,D5H,F0,D4H,RS1,D3H,RS0,D2H,OV,D1H,D0H,P,D0H,ACC,E7H,E6H,E5H,E4H,E3H,E2H,E1H,E0H,E0H,B,F7H,F6H,F5H,F4H,F3H,F2H,F1H,F0H,F0H,特殊功能寄存器地址表,A,累加器,B,寄存器，常用于乘除法运算。,PSW,程序状态字。主要起着标志寄存器的作用。,D7,D6,D5,D4,D3,D2,D1,D0,CY,AC,F0,RS1,RS0,OV,P,位,地址,位,名称,CY,：进,/,借位标志,AC,：辅助进,/,借位标志,FO,：用户标志位。可由用户设定其含义。,RS1,，,RS0,：工作寄存器组选择位。,OV,：溢出标志,P,：奇偶标志,运算结果有奇个“,1”,，,P=1,；,运算结果有偶个“,1”,，,P=0,。,SP,堆栈指针,堆栈设在片内,RAM,中，每次操作为,8,位二进制数,堆栈是向着地址大的方向形成的,系统复位后，,SP=07H,DPTR,数据指针寄存器,主要用于片外数据存储器的访问以及在程序存储器中取常数的操作。,DPTR,可分成,DPL,和,DPH,两个,8,位寄存器分别使用。,P0 P1 P2 P3,I/O,端口寄存器,是四个并行,I/O,端口映射入,SFR,中的寄存器。通过对该寄存器的读,/,写，可实现从相应,I/O,端口的输入,/,输出。,例如：指令,MOV P1,，,A,实现了把,A,累加器中的内容从,P1,端口输出的操作。指令,MOV A,，,P3,实现了把,P3,端口线上的信息输入到,A,中的操作。,此外还有如下寄存器，它们将在后面章节介绍：,IP,中断优先级控制寄存器。,IE,中断允许控制寄存器。,TMOD,定时器,/,计数器方式控制寄存器。,TCON,定时器,/,计数器控制寄存器。,TH,0,，,TL,0,定时器,/,计数器,0,。,TH,1,，,TL,1,定时器,/,计数器,1,。,SCON,