单片机c51学习资料课件

51内核单片机 CPU以MCS 51为基础系统结构相同指令集兼容MCS 51单片机简介51系列 8031 8051 8751等52系列 8032 8052 8752等 2 51内核单片机的应用基础 2 1MCS 51单片机简介 2 2MCS 51单片机的组成 控制器振荡器指令寄存器定时与控制单元与控制器共同完成控制作用的寄存器程序计数器PC 16位 程序无法直接访问堆栈指针SP StackPointer 8位 指向在CPU内部RAM中建立的堆栈的栈顶数据指针DPTR DataPointer 地址不同的两个8位 可构成一个16位 2 2MCS 51单片机的组成 运算器ALU和两个暂存器组成累加器 双重身份 A累加器 ACC通用寄存器B寄存器 主要用于乘法和除法操作 通用寄存器逻辑处理机 又称布尔处理机 程序状态字PSW ProgramStatusWord 用来存储表示单片机运行结果的一些标志 2 2MCS 51单片机的组成 通用寄存器的组号RS RegisterbankSelectorbit用于表示当前操作的寄存器组的组号用自然二进制数表示 2 2MCS 51单片机的组成 总线片内总线 连接单片机内部的部件片外总线 提供扩展外部器件的总线接口存储器非标准的哈佛结构ROM与RAM独立编址 两个独立的存储器空间 数据总线和地址总线共用一个与内部RAM高128字节地址重叠的特殊功能寄存器SFR 2 2MCS 51单片机的组成 ROM通过总线与单片机连接寻址能力64KB 16位地址 0000H 0FFFFH 外部RAM通过总线与单片机连接寻址能力64KBI 0总线扩展与外部RAM统一编址有些51内核的单片机已集成部分外部RAM 称之为片内RAM 而称通过外部总线扩展的外部RAM为片外RAM 2 2MCS 51单片机的组成 内部RAM通过总线与单片机连接8XX1是128个字节 地址为00H 7FH8XX2是256个字节 地址为00H 0FFH其中高128个字节的地址与SFR重叠通用寄存器区地址从00H到1FH 分成四个寄存器组每组占用8个字节 记为R0 R7组号由RS1和RS0确定 2 2MCS 51单片机的组成 定时器 计数器51系列 两个16位的定时器 计数器 0 1 52系列 三个16位的定时器 计数器 0 2 定时器 计数器的信号引脚与端口3 0 1 和端口1 2 的某些位共用输入 输出接口四个8位的通用输入 输出GIO端口一个通用异步收发器UART 2 2MCS 51单片机的组成 2 3存储器体系结构与寻址方式 2 3存储器体系结构与寻址方式 寄存器区字节地址 00H 1FH寄存器编号 R0 R7 四组 2 3存储器体系结构与寻址方式 字节地址 8 RS1RS0 寄存器的下标如 RS1RS0 10 R2的地址 8 2 2 18 12H 位寻址区字节地址 20H 2FH位地址 00H 7FH 2 3存储器体系结构与寻址方式 2 3存储器体系结构与寻址方式 堆栈操作规则先进后出 First InLast Out FILO 后进先出 Last InFirst Out LIFO 特性位于内部RAM浮动 堆底可设在任何位置 深度可变满递增 堆栈指针SP指向栈顶位置 最后压入的数据的地址 方向由低到高SP复位后的值为7 一般需根据内部RAM的使用情况进行设定 2 3存储器体系结构与寻址方式 堆栈操作可分为入栈和出栈操作硬件自动返回地址入栈响应中断子程序调用返回地址出栈响应中断返回 RETI 子程序调用返回 RET 软件控制 只支持直接寻址入栈指令为PUSHADDR出栈指令为POPADDR 2 3存储器体系结构与寻址方式 外部 2 3存储器体系结构与寻址方式 寻址方式外部总线的存储器所支持的寻址方式ROM MOVC指令目的操作数必须是累加器寻址源操作数必须是使用A DPTR或A PC的变址基址接寻址RAM MOVX指令一个操作数必须是累加器寻址而另一个操作数只支持寄存器间接寻址16位地址使用DPTR 8位地址使用R0或R1 2 3存储器体系结构与寻址方式 内部总线的存储器 MOV等指令完成对所有内部总线的存储器的操作通过不同的寻址方式来指定不同的区域SFR直接寻址 字节地址 80H 0FFH 位寻址 位地址 80H 0FFH 高128个字节的内部RAM寄存器间接寻址地址寄存器必须使用R0或R1 2 3存储器体系结构与寻址方式 低128个字节的内部RAM直接寻址或寄存器间接寻址寄存器寻址 4组 R0 R7 位寻址 位地址 00H 7FH 2 3存储器体系结构与寻址方式 2 4MCS 51单片机的指令系统 共有111种指令 按功能分为五大类 数据传送类指令算术运算类指令逻辑运算类指令控制转移类指令位操作指令 2 4MCS 51单片机的指令系统 指令的执行时间 2 4MCS 51单片机的指令系统 2 5C8051F单片机简介 高速CIP 51内核指令与MCS 51兼容流水线指令以时钟周期为运行单位平均运行速度为MCS 51的9 5倍最高时钟频率 100MHz 2 5C8051F单片机简介 2 5C8051F单片机简介 C8051F300 2 5C8051F单片机简介 灵活的I O交叉开关配置以硬件方式实现I O端口的灵活配置I O端口增加单向输出 推挽先进的时钟系统可变时钟 动态切换片内和外部振荡器时钟输出多复位源系统增强系统的安全和微控制器的功耗管理功能 2 5C8051F单片机简介 混合信号片上系统片内扩展RAM具有ISP和IAP能力的FLASHJTAG系统调试接口采用同一开发工具进行调试和程序烧录低电压 宽电压2 7 3 6V 2 0 5 2V 2 5C8051F单片机简介 P 29表2 5 2 5C8051F单片机简介 有些片内集成一定容量的数据存储器有些提供EMIF ExternalDataMemoryInterface 数据存储器的分布可通过软件设置 片内与片外有可能重叠 2 5C8051F单片机简介 2 5C8051F单片机简介 2 5C8051F单片机简介 2 5C8051F单片机简介 2 5C8051F单片机简介 2 5C8051F单片机简介 FLASH可存放程序和数据以页 PAGE 扇区 SECTOR 512B 1024B等 为单位的 擦除操作将擦除整个页 扇区 写入可按字节进行 有些有仅供存放数据的数百B的便笺式FLASH 页为128B ISP 使用由CYGNAL或第三方供应商提供的编程工具通过JTAG接口编程 这是对未初始化器件的唯一的编程方法 IAP 使用MOVX指令对FLASH进行编程 程序中使用MOVC指令可读取FLASH内的数据 2 5C8051F单片机简介 2 5C8051F单片机简介 2 5C8051F单片机简介 提供安全选项和保密选项防止FLASH被意外修改防止程序和常数被非法读取安全选项某些SFR被用来保护FLASH 防止被软件意外修改 不同微控制器方式不同 用软件修改FLASH时 必须满足安全选项擦除允许位和写允许位操作顺序 2 5C8051F单片机简介 保密选项对JTAG接口的保密选项FLASH中的某个字节 或该字节的某些位 被用来作为读锁定标志锁定位总是可读的并可以被清零 即使保护有效 存储块被锁定后 解锁的唯一办法是通过JTAG接口进行整个程序存储器空间擦除 2 5C8051F单片机简介 软件访问限制 SRL SoftwareReadLimit SRL功能可保护FLASH存储器中被限制访问的部分 无法通过运行在未被限制访问的FLASH中的软件读取被限制访问部分中的数据 程序 2 5C8051F单片机简介 硬件配置向导 自动生成程序代码 编程语言 汇编 C及汇编和C混合编程编程方法基于嵌入式操作系统以操作系统内核为基础 完成任务的编程程序的实时性和可靠性由操作系统保障适用于功能复杂的应用系统 2 651内核单片机常用的编程语言和方法 基于处理器的直接编程功能较简单或对软件代码长度敏感的系统开发较复杂 软件的修改和维护