单片微型计算机的硬件结构PPT课件.ppt

第2章单片微型计算机的硬件结构 1 微型计算机系统组成原理 2 MCS 51单片机的基本结构 3 MCS 51单片机的存储器配置 1 第2章单片微型计算机的硬件结构 2 1微型计算机系统组成原理2 1 1计算机的基本结构 计算机通常由运算器 控制器 存储器 输入设备和输出设备五部分组成 如图2 1所示 这五部分统称为计算机硬件 各部分相互独立 但又彼此相连 组成一个有机整体 图2 1计算机基本结构框图 2 第2章单片微型计算机的硬件结构 2 1 2微型计算机的基本组成1微处理器MPU微处理器又称中央处理单元 CPU 一般由运算器和控制器组成 用以完成运算和对全机进行控制的功能 集成在一块芯片上 是微型计算机的核心部分 典型微处理器模型的内部结构框图如图2 2所示 图2 2典型微处理器模型的内部结构框图 3 第2章单片微型计算机的硬件结构 2存储器微型计算机的存储器用于存储数据和程序 是一种采用大规模或超大规模集成电路工艺制成的存储器芯片 通常分为ROM 只读存储器 和RAM 随机存取存储器 两大类 ROM存储器在正常工作时只能读不能写 通常用来存放固定程序和常数 RAM存储器在正常工作时既能读又能写 通常用来存放原始数据 中间结果 最终结果和实时数据等 4 第2章单片微型计算机的硬件结构 图2 3中给出了存储器结构框图 由图看出 存储器由存储阵列 地址译码器 地址寄存器 输出寄存器和控制部分构成 图2 3存储器内部结构框图 5 第2章单片微型计算机的硬件结构 3地址总线 数据总线和控制总线总线是将微处理器 存储器和I O接口等部分连接起来 并进行信息传送的公共通道 通常包括地址总线AB 数据总线DB和控制总线CB 地址总线AB是由MPU向存储器或I O接口发出的寻找相应的存储单元或I O的单向信号线 不同的微处理器地址总线条数不同 现在通用的大多数是16条 一些新的微处理器可达24条 数据总线是一种双向的通信总线 用于传送MPU 存储器和I O接口三者之间的数据和指令码 数据总线条数常和所用微处理器字长相等 但也有内部为16位运算而外部仍为8位数据总线的情况 控制总线CB是用于传送各类控制信号的单向通信总线 控制总线条数因机器而异 6 第2章单片微型计算机的硬件结构 4I O接口I O接口是架设在微处理器和外设间的桥梁 是一种过渡的大规模集成电路芯片 其主要功能是实现微处理器MPU和外部设备之间的信号匹配 2 1 2微型计算机的基本工作原理微型计算机完成某项任务的过程就是执行相应程序的过程 因此 微型计算机执行程序的过程实际上也体现了微型计算机的基本工作原理 程序均由一条条指令组成 执行程序的过程也就是依次执行每一条指令的过程 返回 7 第2章单片微型计算机的硬件结构 2 2MCS 51单片机的基本结构单片微型计算机是指集成在一个芯片上的微型计算机 也就是把组成微型计算机的各种功能部件 包括CPU CentralProcessingUnit 随机存取存储器RAM RandomAccessMemory 只读存储器ROM Read onlyMemory 基本输入 输出 Input Output 接口电路 定时器 计数器等部件制作在一块集成芯片上 构成一个完整的微型计算机 从而实现微型计算机的基本功能 8 第2章单片微型计算机的硬件结构 2 2 1MCS 51单片机的内部结构MCS 51单片机的基本组成框图如图2 4所示 从8051单片机的基本组成框图中可以看到 在该芯片上 集成了一个微型计算机 图2 4MCS 51单片机的基本组成框图 9 第2章单片微型计算机的硬件结构 8位中央处理器CPU 中央处理器CPU是单片微机内部的核心部件 主要包括控制器 运算器等 1 控制器控制器是识别指令 并根据指令性质控制计算机各组成部件进行工作的部件 与运算器一起构成中央处理器 在8051单片机中 控制器包括程序计数器PC 指令寄存器IR 指令译码器 定时控制部分等逻辑电路 10 第2章单片微型计算机的硬件结构 程序计数器PC ProgramCounter 是一个独立的计数器 不属于内部的特殊功能寄存器 专门用来存放下一条将要执行指令的内存地址 具有自动加1的功能 PC本身并没有地址 用户无法对它进行读写 但是可以通过转移 调用 返回等指令改变其内容 以控制程序按我们的要求去执行 PC是一个16位的寄存器 由两个8位寄存器组成 其高8位用PCH表示 低8位用PCL表示 寻址范围为64KB 11 第2章单片微型计算机的硬件结构 当单片机上电复位时 PC 0000H 即指向程序存储器中的0000H 单片机就把0000H上的代码取出执行 之后PC自动增加1 变成0001H 如图2 5所示 接着单片机就执行0001H单元地址中保存的代码 图2 5程序计数器的基本工作过程 12 第2章单片微型计算机的硬件结构 指令寄存器IR和指令译码器ID根据PC所指地址 取出指令经指令寄存器IR送指令译码器ID进行译码 然后通过定时控制电路产生相应的控制信号 控制CPU内部及外部有关器件进行协调动作 完成指令所规定的各种操作 单片机的定时控制功能是用片内的时钟电路和定时电路来完成的 如图2 6所示 图2 6指令寄存器工作过程 13 第2章单片微型计算机的硬件结构 2 运算器运算器主要用来实现对操作数的算术逻辑运算和位操作的 如对传送到CPU的数据进行加 减 乘 除 比较 BCD码校正等算术运算 与 或 异或 等逻辑操作 移位 置位 清零 取反 加1 减1等操作 8051的ALU还具有极强的位处理功能 如位置1 位清零 位 与 位 或 等操作 对 面向控制 特别有用 14 第2章单片微型计算机的硬件结构 2 2 2MCS 51单片机的外部引脚MCS 51单片机主要采用40脚双列直插式封装 引脚的排列如图2 7所示 图2 7MCS 51双列直插式封装的引脚 电源引脚 1 VCC 40 芯片电源 接 5V 2 VSS 20 接地端 时钟引脚 1 XTAL1 18 晶体振荡器信号输入 2 XTAL2 19 晶体振荡器信号输出 控制引脚 1 ALE PROG 30 地址锁存允许 片内EPROM编程脉冲 PSEN 29 外部程序存储器读选通信号 RST VPD 9 复位 备用电源 EA Vpp 31 内外ROM选择 片内EPROM编程电源 15 第2章单片微型计算机的硬件结构 4 并行I O引脚80C51共有4个8位并行I O端口 P0 P1 P2 P3口 共32个引脚 每一并行口包括输出锁存器 三态输入缓冲器 输出场效应管 1 P0 0 P0 7 P0口 8位双向口线 在系统扩展时 P0 0 P0 7分时提供低8位地址信息和8位双向数据信息 当单片机与外扩芯片交换信息时 P0 0 P0 7先送出外扩芯片的低8位地址 并在ALE信号的作用下将地址信息锁存在外部锁存器中 然后再传送数据信息 在没有外扩芯片时 P0 0 P0 7作为一般的I O线使用 可以直接与外设通信 此外 由于P0 0 P0 7的输出驱动电路时开漏的 所以在使用P0 0 P0 7驱动集电极开路电路或漏极开路电路时需外接上拉电阻 16 第2章单片微型计算机的硬件结构 2 P1 0 P1 7 P1口 一般作通用I O口线使用 用于完成8位数据的并行输入 输出 3 P2 0 P2 7 P2口 在系统扩展时 P2 0 P2 7输出高8位地址信息 外扩ROM时 PC中的高8位地址由P2 0 P2 7送出 而当外扩RAM或I O接口时 则DPH中的地址信息由P2 0 P2 7送出 4 P3 0 P3 7 P3口除可作通用I O口线使用外 还具有第二功能 如下表2 1所列 17 第2章单片微型计算机的硬件结构 表2 1引脚P3 0 P3 7的第二功能 18 第2章单片微型计算机的硬件结构 注意 1 P0口的每一位可驱动8个LSTTL负载 P0既可作I O端口使用 也可作地址总线 数据总线使用 当把它作通用口输出时 输出级是开漏电路 在驱动NMOS或其他拉电流负载时 只有外接上拉电阻 才有高电平输出 作地址总线 数据总线时 无需外接电阻 但此时不能再作I O口使用 2 P1 P3口输出级接有内部上拉负载电阻 每位可驱动4个LSTTL负载 3 P0 P3口都是双向I O口 作输入时 必须先在相应端口锁存器上写 1 使驱动管FET截止 系统复位时 端口锁存器全为 1 19 第2章单片微型计算机的硬件结构 2 2 3时钟与复位电路1 单片机的时钟电路单片机时钟电路有内部时钟方式和外部时钟方式两种方式 1 内部时钟电路 在MCS 51芯片内部有一个高增益反相放大器 其输入端为芯片引脚XTAL1 其输出端为引脚XTAL2 而在芯片的外部 XTAL1和XTAL2之间跨接晶体振荡器和微调电容 从而构成一个稳定的自激振荡器 这就是单片机的时钟电路 20 第2章单片微型计算机的硬件结构 在由多片单片机组成的系统中 为了各单片机之间时钟信号的同步 应当引入唯一的公用外部脉冲信号作为各单片机的振荡脉冲 这时 外部的脉冲信号是经XTAL2引脚注入 其连接如图2 9所示 HMOS和CHMOS单片机外时钟信号接入方式不同 a HMOS b CHMOS图2 9单片机外部时钟电路 21 第2章单片微型计算机的硬件结构 2时序时序是用定时单位来说明的 MCS 51的时序定时单位共有4个 从小到大依次是 节拍 状态 机器周期和指令周期 下面分别加以说明 与时序有关的周期 机器周期 指令周期 1 时钟周期时钟周期为晶体振荡器 晶振 的振荡周期 2 节拍与状态把振荡脉冲的周期定义为节拍 用P表示 振荡脉冲经过二分频后 就是单片机的时钟信号的周期 其定义为状态 用S表示 这样 一个状态就包含两个节拍 具前半周期对应的拍节叫节拍1 P1 后半周期对应的节拍叫节拍2 P2 22 第2章单片微型计算机的硬件结构 3 机器周期规定一个机器周期的宽度为6个状态 并依次表示为S1 S6 由于一个状态又包括两个节拍 称为P1相和P2相 因此 一个机器周期总共有12个节拍 分别记作S1P1 S1P2 S6P2 由于一个机器周期共有12个振荡脉冲周期 因此机器周期就是振荡脉冲的十二分频 MCS 51的1个机器周期状态组成如下图所示 1个机器周期中ALE信号2次有效 当振荡脉冲频率为12MHz时 一个机器周期为1 s 当振荡脉冲频率为6MHz时 一个机器周期为2 s 23 第2章单片微型计算机的硬件结构 4 指令周期指令周期是最大的时序定时单位 执行一条指令所需要的时间称为指令周期 不同的指令 所需要的机器周期数也不相同 通常 包含一个机器周期的指令称为单周期指令 包含两个机器周期的指令称为双周期指令 MCS 51单片机通常可以分为单周期指令 双周期指令和四周期指令等三种 四周期指令只有乘法和除法指令两条 其余均为单周期和双周期指令 24 第2章单片微型计算机的硬件结构 3单片机的复位电路复位是单片机的初始化操作 单片机复位的条件是 必须使RST VPD或RST引脚加上持续两个机器周期 即24个振荡周期 的高电平 外部复位电路有上电自动复位和按键手动复位 上电时 RST端要保持一段时间高电平 图2 12 a 为上电复位电路 它是利用电容充电来实现的 图2 12 b 为按键复位电路 该电路除具有上电复位功能外 若要复位 只需按图2 12 b 中的RESET键 此时电源VCC经电阻R1 R2分压 在RESET端产生一个复位高电平 25 第2章单片微型计算机的硬件结构 a 上电复位电路 b 按键复位电路图2 12单片机常见的复位电路 26 第2章单片微型计算机的硬件结构 单片机执行任何一条指令时都可以分为取指令阶段和执行指令阶段 MCS 51的取指 执行时序如图所示 a 单字节单周期指令 b 双字节单周期指令 c 单字节双周期指令 27 表2 2单片机复位后专用寄存器的状态 第2章单片微型计算机的硬件结构 返回 28 第2章单片微型计算机的硬件结构 2 3MCS 51单片机的存储器配置2 3 1存储器概述 存储器 是计算机的记忆部件 用来存储我们编写的程序 以及存放程序所用的数据和产生的中间结果 计算机的存储器通常用半导体存储器 半导体存储器内部含有很多个存储单元 每个单元可存放若干位二进制数 例如 8位计算机每个单元可存放一个8位二进制数 即一个字节 每一位的状态是0或1 为了区分各个存储单元 对每个单元进行编号 通常赋以一个二进制代码 称为存储器的存储单元地址 简称为地址 如图2 13所示 存储单元保存的8位二进制数称之为单元的内容 29 第2章单片微型计算机的硬件结构 1 存储器的分类根据存储器的位置 我们可以将存储器分为 内存 外存 内存是在主机内通过总线直接与CPU相连 具有体积小 存储速度快等优点 但容量有限 又称为海量存储器 在主机外 必须通过系统总线与CPU进行联系 具有容量大 体积大 存取速度慢等特点 通常用于存放暂时不用的数据和程序 要用时 需成批调入内存后CPU方能运行这些程序和数据 30 第2章单片微型计算机的硬件结构 图2 13存储单元示意图 31 第2章单片微型计算机的硬件结构 半导体存储器按其存取方式可分为两大类 RAM ROM DRAM DynamicRAM SRAM StaticRAM 掩膜ROM PROM 可编程ROM 可擦除ROM EPROM 紫外线可擦除 电可编程ROM E2PROM 电可擦除 电可改写ROM 32 第2章单片微型计算机的硬件结构 2 半导体存储器的主要性能指标 1 存储容量存储容量是存储器存储信息量大小的指标 半导体存储器的容量越大 存放程序和数据的能力就越强 存储器可以分为若干个存储单元 每个存储单元可以分为8位 每位存放1位二进制数 在理解存储器时 可以把它们看成是老中医的药柜 存储器 药柜有好多抽屉 存储单元 一个抽屉有好几个格子 位 每个格子里存放的不同的药材 数据0或1 每个抽屉都有自己的位置 地址 因我们涉及的存储器多为8位 故存储器的一个单元就可看成是一个抽屉 这个抽屉有8个格子 位 因此可以保存一个8位数据 图2 15为存储单元示意图 33 第2章单片微型计算机的硬件结构 若药柜有1024个抽屉 每个抽屉里有8个格子 每个格子里放1味药材 这个药柜一共可以存放的药材量为1024 8 同理 若某存储器芯片有1024个存储单元 每个存储单元可放8位二进制数码 则芯片的容量为1024 8 我们可推出 芯片容量 存储单元数 每一个存储单元所存放的二进制数的位数 图2 15存储单元示意图 34 第2章单片微型计算机的硬件结构 为了表示容量 我们常以210 1024个存储单元为单位 记作1K 这样 上述存储器的芯片容量便可记作1K 8 若某台单片机的片内存储器容量为212 8即4096 8 则称此单片机的片内存储器的存储容量是4KB 则可推出211 2K 212 4K 213 8K 存储单元的地址由芯片的地址线提供 如果芯片有一根地址线 则它最多可以提供2个不同的地址 0和1 若有2根地址线 则可以提供00 01 10 11 4个不同的地址 若有3根地址线 则可提供000 001 010 011 100 101 110 111 8个不同的地址 以此类推 若有8根地址线则可提供00 FFH共256个地址 则若某芯片有n根地址线 则可提供2n个地址 即该芯片可拥有2n个存储单元 35 第2章单片微型计算机的硬件结构 2 存取周期内部存储器从接收到寻找存储单元的地址码开始 到它取出或存入数据所需要的时间 称为存取周期 这是用以表示存储器工作速度的重要指标 3 功耗一般指每个存储芯片的功耗 单位为mW 芯片 表征了存储器能耗的大小 4 可靠性和工作寿命半导体存储器的可靠性是指它对周围电磁疡 温度和湿度等的抗干扰能力 5 集成度半导体存储器的集成度是指它在一块数平方毫米芯片上能够集成的晶体管数目 有时也可以每块芯片上集成的 基本存储电路 个数来表征 返回 36 第2章单片微型计算机的硬件结构 MCS 51系列单片机的存储器结构与常见的微型计算机的配置方式不同 它把存放程序和写在程序中的常数的存储器与存放数据的存储器分开 前者称为程序存储器 后者称为数据存储器 它们各有自己的寻址系统 控制信号和功能 MCS 51系列单片机的存储器分为4个物理上相互独立的存储器空间 即片内 片的外程序存储器和片内 片外数据存储器 如果片内程序 数据存储器的存储空间不够用 我们就需要扩展片外的程序 数据存储器 37 第2章单片微型计算机的硬件结构 3 扩展外部存储器的一般方法单片机扩展外部存储器包括扩展外部程序存储器和扩展外部数据存储器 单片机外接程序存储器和数据存储器可以采用两种编址方法 一种是ROM与RAM各自独立编址 两者最大编址空间均为64KB 但数据存储器的地址空间有一部分要被单片机扩展的外部设备 I O端口 所占用 另一种是ROM RAM及其他扩展的I O器件统一编址 其总地址空间为64KB 图2 16是8031扩展外部程序存储器和数据存储器的电路图 一般情况下 扩展ROM使用EPROM芯片 扩展RAM使用SRAM芯片 在例中使用的程序和数据存储器分别是27256和62256 38 第2章单片微型计算机的硬件结构 图2 16单片机外部存储器扩展电路图 39 第2章单片微型计算机的硬件结构 单片机与外部存储器芯片的连接方式采用三总线连接 1 数据线的连接存储器芯片的数据线一般连接到8031的P0端口 P0口为MCS 51单片机的地址总线和数据总线的复用端口 2 地址线的连接外部存储器的地址信号来自单片机的P0口和P2口 存储器的低8位地址由P0口分时送出 P0口首先输出的低8位地址由ALE选通地址锁存器锁存起来 一般由地址锁存器74LS373来完成 接下来P0口能再次传输数据信号 3 控制信号线的连接1 读 写控制 40 第2章单片微型计算机的硬件结构 2 片选控制 线选法如果外扩的存储器芯片数目较少 那么只需用P2口多余的高位地址线作为片选信号就可实现外扩存储器的目的 这种方法由于剩余的高位地址不进行译码 可为任意状态 所以将有空间重叠 图2 14中 SRAM62256为32KB容量 它有15根地址线 这些地址线如果接入单片机的A0 A14位地址 则它的地址空间是 A14A13A12A11A10A9A8A7A6A5A4A3A2A1A0十六进制地址低地址0000000000000000000H高地址1111111111111117FFFH 41 第2章单片微型计算机的硬件结构 译码选通法在外扩的存储器芯片数目较多时 就要用译码选通法 这种方法用译码器组成译码电路 译码电路将地址空间划分为若干块 其输出分别选通各存储器芯片 最常用的译码器有3 8线译码器74LSl38 双2 4译码器74LSl39等 它们使用灵活 完全可根据设计者的要求来组合译码 产生片选信号 42 第2章单片微型计算机的硬件结构 4 地址锁存器简介通常用作单片机的地址锁存器芯片有74HC373 74LS373 8282 74LS377等 图2 17给出了74LS373的引脚 以及用作地址锁存器的接法 74LS373是带三态输出的8位锁存器 表2 3为其真值表 表2 374LS373真值表 图2 17地址锁存器74LS373 43 第2章单片微型计算机的硬件结构 2 3 2片内数据存储器8051的内部RAM共有256个单元 通常把这256个单元按其功能划分为两部分 低128单元 单元地址00H 7FH 和高128单元 单元地址80H FFH 如图所示 1 片内RAM的低128字节 低128单元片内RAM的分为3个区域 00 1FH32个单元为工作寄存器区20 2FH16个单元为位寻址区30 7FH80个单元为数据缓冲区 44 第2章单片微型计算机的硬件结构 1 工作寄存器区 00 1FH 也称为通用寄存器区 工作寄存器区包含4个工作寄存器组 每个工作寄存器组包含8个工作寄存器 R0 R1 R2 R3 R4 R5 R6 R7 CPU在任意时刻 只能使用4个工作寄存器组中的一个作为当前寄存器组 由PSW的第三位 PSW 3 RS0 和第四位 PSW 4 RS1 指出CPU当前使用的工作寄存器组 当前工作寄存组的选择及工作寄存器组地址映射见表2 4 表2 4当前工作寄存组的选择 45 第2章单片微型计算机的硬件结构 不同工作寄存器组的工作寄存器R0 R7与内RAM单元的对应关系见表2 5表2 5不同工作寄存器组的工作寄存器R0 R7与内RAM单元的对应关系 46 第2章单片微型计算机的硬件结构 使用工作寄存器 R0 R7 时 应注意以下几个方面1 按寄存器 实际上是一个单元 访问 在操作指令中 可作为目的操作数 源操作数使用 其中R0 R1还可以作为地址寄存器 MOVR1 AMOV R0 A2 CPU在任一时刻只能使用一个工作寄存器组 则其它工作寄存器组所对应的单元可作为RAM单元使用 3 复位后 由于PSW被清零 CPU使用工作寄存器组0中的R0 R7 即00 07H单元 47 第2章单片微型计算机的硬件结构 2 位寻址区 20 2FH 48 第2章单片微型计算机的硬件结构 我们在使用位寻址区时 应注意以下两个方面 1 在片内RAM中只有20 2FH单元的位能够进行位操作 我们经常表示为20H 0 它与位地址00H是等价的 2 位寻址区16个单元也可以按单元访问 所以 当位寻址区16个单元的128位未完全使用时 其剩余单元也可作为RAM单元使用 49 第2章单片微型计算机的硬件结构 3 数据缓冲区 30 7FH 数据缓冲区作为数据缓冲 数据暂存 作为堆栈区使用 这些单元只能按单元访问 这个区域存放数据的规则是 先进后出 后进先出 我们称之为 堆栈 堆栈 主要用在两个方面 一是在中断 子程序调用时用来临时保存一些特殊信息 二是作为特殊的数据交换区 堆栈区的大小由使用者自行设定 复位时SP的初值为07H 在系统初始化时可根据用户的需要重新设置 堆底由堆栈指针SP开辟 是往内存高地址处增加 最大值称为栈顶 SP值越小 堆栈空间越大 SP值越大 堆栈空间越小 堆栈结构如图所示 50 第2章单片微型计算机的硬件结构 2 片内RAM高128字节中的特殊功能寄存器SFR SpecialFunctionRegiter 8051有21个特殊功能寄存器 它们被离散地分布在内部RAM的80H 0FFH地址中 这些寄存的功能已作了专门的规定 用户不能修改其结构 其中有11个专用寄存器具有位寻址能力 它们的字节地址正好能被8整除 表2 7是特殊功能寄存器分布一览表 51 第2章单片微型计算机的硬件结构 表2 7特殊功能寄存器 52 第2章单片微型计算机的硬件结构 表2 7特殊功能寄存器 续表 53 第2章单片微型计算机的硬件结构 1 与运算器有关的特殊功能寄存器 3个 1 程序状态字寄存器PSW ProgramStatusWord 程序状态字寄存器是一个8位的寄存器 用于存放程序运行的状态信息 寄存器的各位定义如表2 8所示 其中PSW 1是保留位 未使用 2 累加器ACC Accumulator 专门用来存放操作数或运算结果3 寄存器B寄存器B是一个8位的寄存器 主要用于乘除运算 运算之前用于存放乘法的乘数和除法的除数 运算完成之后用于存放乘积的高8位和除法的余数 表2 8程序状态字寄存器PSW 54 第2章单片微型计算机的硬件结构 2 与指针有关的特殊功能寄存器 2个 1 数据指针 DPTR 数据指针DPTR为16位寄存器 编程时 既可以按16位寄存器来使用 也可以按两个8位寄存器来使用 即高位字节寄存器DPH和低位字节DPL DPTR主要是用来保存16位地址 当对64KB外部数据存储器寻址时 可作为间址寄存器使用 在访问程序存储器时 DPTR可用来作基址寄存器 采用基址 变址寻址方式访问程序存储器 这条指令常用于读取程序存储器内的表格数据 55 第2章单片微型计算机的硬件结构 2 堆栈指针SP StackPointer 堆栈是一种数据结构 它是一个8位寄存器 它指示堆栈顶部在内部RAM中的位置 有两个作用 一是在中断或子程序调用时临时保存一些数据信息 二是作为特殊的数据交换区 系统复位后 SP的初始值为07H 但我们从RAM的结构分布中可知 00H 1FH隶属工作寄存器区 若编程时需要用到这些数据单元 必须对堆栈指针SP进行初始化 一般设在30H 7FH 数据的写入堆栈称为入栈 PUSH 从堆栈中取出数据称为出栈 POP 入栈和出栈遵循 先进后出 后进先出 规则 也即最先入栈的数据放在堆栈的最底部 而最后入栈的数据放在栈的顶部 因此 最后入栈的数据出栈时则是最先的 56 第2章单片微型计算机的硬件结构 3 与接口有关的特殊功能寄存器 7个 1 并行I OP0 P1 P2 P3 4个 均为8位 可实现数据在接口输入 输出 2 串行口数据缓冲器SBUF3 串行口控制寄存器SCON4 串行通信波特率倍增寄存器PCON 4 与中断相关的寄存器 2个 1 中断允许寄存器IE2 中断优先级控制寄存器IP 57 第2章单片微型计算机的硬件结构 5 与定时 计数器T0 T1有关的寄存器 6个 1 定时 计数器T016位的加1定时 计数器 由低8位TL0和高8位TH0构成 2 定时 计数器T116位的加1定时 计数器 由低8位TL1和高8位TH1构成 3 定时 计数器的工作方式寄存器TMOD 4 定时 计数器控制寄存器TCON 58 第2章单片微型计算机的硬件结构 容易混淆的两个寄存器 PC ProgramCounter 程序计数器 通常理解为 指向下一运行指令的指针 有一特殊的用法 MOVCA A PC 该指令本身是用PC作为基地址去查表 因此PC事实上是指向程序存储器的 DPTR DataPointer 数据指针 它本身是一个通用的16位寄存器 由DPL和DPH两个8位寄存器组合构成 它是一个通用的指针 既可以指向数据存储器 MOVX指令 也可以指向程序存储器 MOVC指令 注意 59 第2章单片微型计算机的硬件结构 2 3 3数据存储器的扩展1 常见数据存储器 60 第2章单片微型计算机的硬件结构 2 3 4程序存储器程序存储器用来存放固定程序和常数 最大寻址空间64KB 按程序存储器配置类型 MCS 51