单片机的主要组成部分课件

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,*,2-2,MCS-51,单片机的程序存储器,一、程序存储器,程序存储器,8051,：,内部有4,KB,的,ROM，,外部可扩64,KB,该地址由,PC,指示,2-2 MCS-51单片机的程序存储器一、程序存储器,1,寻址范围：,0000,H FFFFH,容量,64,KB，,即,地址长度：,16,位,，,寻址内部,ROM,；,1.,当,PC,值超过片内,ROM,容量时会自动转向外部存储器 空间。,，,寻址外部,ROM。,2.,8031单片机,接低电平。,作 用：,存放程序及程序运行时所需的常数。,寻址范围：0000H FFFFH 容量64KB，即地,2,七个具有特殊含义的单元是：,0000,H,系统复位，,PC,指向此处；,0003,H,外部中断,0,入口,000,BH,T0,溢出中断入口,0013,H,外中断,1,入口,001,BH,T1,溢出中断入口,0023,H,串口中断入口,七个具有特殊含义的单元是：,3,二、内部数据存储器,物理上分为两大区域：00,H 7FH,即128,B,内,RAM,区,80,H FFH,即,SFR,区。,数据存储器,二、内部数据存储器 数据存储器,4,R0R7,即可位寻址，又可字节寻址,数据缓冲区、堆栈区、工作单元,R0R7即可位寻址，又可字节寻址数据缓冲区、堆栈区、工作单,5,RS1,、,RS0,寄存器区选择控制位。,0 0,：,0,区,R0 R7,00H-07H,0 1,：,1,区,R0 R7 08H-0FH,1 0,：,2,区,R0 R7 10H-17H,1 1,：,3,区,R0 R7,18H1FH,RS1、RS0 寄存器区选择控制位。,6,位寻址区（20,H2FH）16,个字节。,16*8=128位，每一位都有一个位地址，范围为：00,H7FH，,位地址区也可作为一般,RAM,使用。,位寻址区,改区域：即可位寻址，又可字节寻址,20,H,21,H,2,FH,00,H,78,H,7,FH,07,H,08,H,0,FH,位寻址区（20H2FH）16个字节。位寻址区改区域：即可位,7,三、特殊功能寄存器,MCS-51,单片机内共有22个特殊功能寄存器,。,PC,为程序计数器。,它是一个双字节寄存器,指明即将执行的下一条指令的首地址(程序存储器地址)，,寻址范围为:0000,H FFFFH，,即0 64,KB。,系统复位时,PC=0000H,三、特殊功能寄存器,8,表,2-2 8051,特殊功能寄存器一览表,寄存器符号,地址,寄存器名称,*,ACC,EOH,累加器,*,B,FOH,乘法寄存器,*,PSW,DOH,程序状态字,SP,81H,堆栈指针,DPL,82H,数据存储器指针,(,低,8,位,),DPH,83H,数据存储器指针,(,高,8,位,),*,IE,A8H,中断允许控制器,*,IP,D8H,中断优先级控制器,*,P0,80H,通道,O,表2-2 8051特殊功能寄存器一览表 地址,9,*,P1,90H,通道,1,*,P2,AOH,通道,2,*,P3,BOH,通道,3,PCON,87H,电源控制和波特率选择,*,SCON,98H,串行口控制器,SBUF,99H,串行数据缓冲器,*,TCON,88H,定时控制器,TMOD,89H,定时方式选择,TL0,8AH,定时器,O,低,8,位,TL1,8BH,定时器,0,高,8,位,TH0,8CH,定时器,1,低,8,位,TH1,8DH,定时器,1,高,8,位,*P1 90H 通道1 *P2,10,表,2-3,可位寻址的特殊功能寄存器及其位地址表,B,F7H,F6H,F5H,F4H,F3H,F2H,F1H,F0H,F0H,ACC,E7H,E6H,E5H,E4H,E3H,E2H,E1H,E0H,E0H,PSW,D7H,D6H,DSH,D4H,D3H,D2H,D1H,D0H,D0H,CY,AC,F0,RS1,RS0,0V,-,P,IP,BFH,BEH,BDH,BCH,BBH,BAH,B9H,B8H,B8H,-,-,-,PS,PT1,PX1,FIB,PX0,IE,AFH,AEH,ADH,ACH,ABH,AAH,A9H,A8H,ASH,EA,-,-,ES,ET1,EX1,ET0,EX0,表2-3可位寻址的特殊功能寄存器及其位地址表 BF7HF6H,11,SC0N,9FH,9EH,9DH,9CH,9BH,9AH,99H,98H,98H,SM0,SM1,SM2,REN,FB8,RB8,TI,RI,TC0N,8FH,8EH,8DH,8CH,8BH,8AH,89H,88H,88H,TF1,TR1,TF0,TR0,IE1,IT1,IE0,IT0,P0,87H,86H,85H,84H,83H,82H,8lH,80H,80H,P0.7,P0.6,P0.5,P0.4,P0.3,P0.2,P0.1,P0.0,P1,97H,96H,95H,94H,93H,92H,9lH,90H,90H,P1.7,P1.6,P1.5,P1.4,Pl.3,P1.2,P1.1,P1.0,P2,A7H,A6H,A5H,A4H,A3H,A2H,A1H,A0H,A0H,P2.7,P2.6,P2.5,P2.4,P2.3,P2.2,P2.1,P2.0,P3,B7H,B6H,B5H,B4H,B3H,B2H,B1H,B0H,B0H,P3.7,P3.6,P3.5,P3.4,P3.3,P3.2,P3.1,P3.0,SC0N9FH9EH9DH9CH9BH9AH99H98H98,12,注意：,1、,PC,也为双字节寄存器，但是,不在,80,H FFH,范围内。,2,、表中，凡地址能被8整除的寄存器都是可位,寻址的寄存器,。,注意：,13,A,累加器。8位最常用，,ACC,表示累加器,A,的符号地址,B,B,寄存器，乘、除法运算用。也可作一般的寄存器使用,PSW,程序状态字寄存器：包含程序运行状态、信息。,14,CY,进位,/,借位标志（累加器,A,的溢出标志位）；位累加,器。,加减法时如果在最高位有进位或借位时由硬件置位；,否则清零,AC,辅助进,/,借位标志；低半字节进位位。,加减法时低4,位向高4位进位或借位时，由硬件置位，否则清零。,应用于十进制调整（只在此种情况关注它）。,F0,用户定义标志位；软件置位,/,清零。,P,RS0,RS1,OV,F0,AC,CY,PSW,CY 进位/借位标志（累加器A的溢出标志位）；位累加,15,OV,溢出标志；,硬件置位,/,清零。,在有符号数的加减运算中，计算结果超出128127时，产生溢出，硬件置,1,，表示运算结果出错；否则清零。,在无符号数的乘法运算中，当乘积超出255，,OV=1,表示乘积的高位放在,B,中，低位放在,A,中。否则,OV0,表示乘积只放在,A,中。,无符号数的除法中，当除数为零时，,OV1，,表示除法不能进行。否则,OV=0,除法可以进行。,P,奇偶标志；,A,中,1,的个数为奇数,P=1,；,否则,P=0,。,OV 溢出标志；硬件置位/清零。,16,堆栈指针,SP,堆栈：,在,RAM,中专门开辟出一片区域按照“先进后出、后进先出”的原则进行存取的区域。,SP:,始终指明栈顶元素的地址，,8,位，可软件设置初值；复位时,SP=07H。,堆栈的作用：保护现场和保护断点,堆栈包括,进栈,PUSH direct,出栈,POP direct,堆栈指针SP堆栈包括进栈PUSH direct出,17,进栈（压栈）：首先,SP,的内容自动加1，作为将要保存数据的地址,然后将数据存入该地址。,出栈：首先将栈顶数据弹出，然后将,SP,的值减1。,40,41,56,22,特别注意：,无论是进栈还是出栈均是对,栈顶单元,进行的,已知,(SP)=41H,执行：,POP ACC;,则 （,A,）,=22H,(SP)=40H,40,41,56,22,已知：（,A,）,=22,，（,SP,）,=40H,执行：,PUSH ACC ;,则（,41H,）,=22H,进栈（压栈）：首先SP的内容自动加1，作为将要保存,18,数据指针,DPTR,DPTR,；,指明访问的,数据存储器,的单元地址；,16,位，寻址范围,64,KB,。,DPTR=DPH+DPL,，,也可单独使用。,数据指针DPTR,19,P0-,作普通的,I/0,口使用,作地址/数据总线使用,D0-D8,及,A0-A8,P1-,作普通的,I/0,口使用,P2-,作普通的,I/0,口使用,作地址线的高八位使用,P3-,作普通的,I/0,口使用,第二功能端口,五,、并行输入,/,输出端口,P0-作普通的I/0口使用P1-作普通的,20,口线,第二功能,名称,P3,0,RXD,串行数据接收端,P3,1,TXD,串行数据发送端,P3,2,外部中断,0,申请输入端,P3,3,外部中断,1,申请输入端,P3,4,T0,定时器,0,计数输入端,P3,5,T1,定时器,1,计数输入端,P3,6,外部,RAM,写选通,P3,7,外部,RAM,读选通,口线 第二功能 名称 P30,21,并行输入和输出端口,P0,8051,有4组8位,I/O,口：,P0、P1、P2,和,P3,口，,P1、P2,和,P3,为准双向口，,P0,口则为双向三态输入输出口。,双向三态输入输出端口。,P0,口身兼两职，既可作为地址总线（,AB0-AB7），,也可作为数据总线（,DB0-DB7）。,作为通用,I/O,时，是一个漏极开路电路。需外接上拉电阻。,作为地址/数据总线使用时，不需处接上拉电阻。,P0,可驱动8个,LSTTL，,其它,P,口可以驱动4个,LSTLL。,Low-power Schottky TTL-,低功耗肖特基,TTL Transistor-Transistor Logic,晶体管-晶体管逻辑(电路),并行输入和输出端口P08051有4组8位I/O口：P0、P,22,并行输入和输出端口,P2,P2,口作为通用,I/O,时，准双向输入输出端口。,P2,口作为高8位地址总线，,AB8-AB15。,P2,口与,P0,一起构成单片机与外电路相连接的扩展端口。通常可以用来扩展存储器、及与其它总线型连接方式的外设。,并行输入和输出端口P2,23,P0、P2,端口扩展存储器,8031,EA,P2,P0,ALE,PSEN,RD,74,LS373,ROM,A15A0,PD/PGM,A15A0,A7A0,A7A0,RAM,RD,WR,WR,P0、P2端口扩展存储器8031EAP2P0ALEPSEN,24,并行输入和输出端口,P1,P1,口为8位准双向输入输出端口。,作为输入口使用时，有两种情况。,其一是：首先是读锁存器的内容，进行处理后再写到锁存器中，这种操作即读修改写操作，象,JBC(,逻辑判断)、,CPL(,取反)、,INC(,递增)、,DEC(,递减)、,ANL(,与逻辑)和,ORL(,逻辑或)指令均属于这类操作。,其二是：读,P1,口线状态时，打开三态门,G，,将外部状态读入,CPU,。,并行输入和输出端口P1 P1口为8位准双向输入输出端口。,25,并行输入和输出端口,P3,P3,口作为通用,I/O,时，为准双向输入输出端口。,P3,口的第二功能,。,P3.0,串行输入口(,RXD),P3.1,串行输出口(,TXD),P3.2,外中断0(,INT0),P3.3,外中断1(,INT1),P3.4,定时/计数器0的外部输入口(,T0),P3.5,定时/计数器1的外部输入口(,T1),P3.6,外部数据存储器写选通(,WR),P3.7,外部数据存储器读选通(,RD),并行输入和输出端口P3P3口作为通用I/O时，为准双向输入,26,2-3 时钟电路与时序,一、时钟电路,2-3 时钟电路与时序一、时钟电路,27,二、机器周期和指令周期,（1）振荡周期:也称时钟周期,是指为单片机提供时钟脉冲信号的振荡源的周期,P/f,osc,例：,f,osc,=12MHZ。,（2）状态周期:每个