单片机期末复习重点第2章

1、第2章 MCS-51单片机结构及原理单片机结构及原理 SCM将通用微计算机基本功能部件集成在一块芯片上构成的一种专用微计算机系统SCM = CPU+OSC+ROM+RAM+T/C+INT+ BEC+I/O+UART第2章 MCS-51单片机结构及原理 51单片机的结构组成CPUCPU = 控制器控制器 + 运算器运算器第2章 MCS-51单片机结构及原理 （Central Processing Unit ）控制器的用途：控制器的用途：统一指挥和控制各单元协调工作控制器的任务：控制器的任务：从ROM中取出指令译码执行指令控制器的组成：控制器的组成：程序计数器PC、数据指针寄存器DPTR、第2章

2、MCS-51单片机结构及原理 运算器的用途：运算器的用途：对数据进行算术运算和逻辑操作运算器的任务：运算器的任务：计算缓存器内容结果暂存修改运行标志运算器的组成：运算器的组成：累加器ACC、程序状态字寄存器PSW、第2章 MCS-51单片机结构及原理 （1）程序计数器（Program CounterPC） 指向ROM存储单元的地址指针（引导程序运行）（引导程序运行） Xxxx xxxxXxxx xxxxXxxx xxxxXxxx xxxxXxxx xxxxROM0000H0001H0002H0003H0004HFFFFH16位寄存器可寻址范围216（= 65536B= 64KB）永远存放着下一

3、条指令的首地址首地址具有自动加“1” 功能顺序运行程序功能具有可被指令修改功能跳转运行程序功能复位时，PC初值=0 复位后程序从0开始运行第2章 MCS-51单片机结构及原理 PC指针00 00（2）数据指针寄存器（Data Pointer DPTR）16位寄存器，可寻址范围216（64KB）可拆为2个8位的独立寄存器DPL和DPH具有可被指令修改功能可变更数据地址DPLDPH 指向ROM或RAM存储单元的地址指针（引导数据传送）（引导数据传送） 第2章 MCS-51单片机结构及原理 0000H0001H0002H0003H0004HFFFFH 35H 77H F4H 94H 9EHDPTR指

4、针 xxH xxHxxH xxH xxHROMRAM0000H0001H0002H0003H0004HFFFFH（3）累加器（ACCUMULATERA或ACC） 8位寄存器其值可由指令修改是最繁忙的寄存器 存放操作数或中间运算结果的寄存器第2章 MCS-51单片机结构及原理 A（4）程序状态字寄存器（Program State WordPSW） 8位寄存器各位都具有特殊含义状态值可由硬件形成或由指令修改存放程序运行过程中的各种状态信息的寄存器第2章 MCS-51单片机结构及原理 ACCY（PSW.7）进位标志在进行加或减运算时，如果操作结果最高位有进位或借位时，CY由硬件硬件置“1”，否则清“

5、0”。CYACF0RS1RS0OVF1PCYACF0RS1RS0OVF1PCYACF0RS1RS0OVF1PCYCYACACF0F0RS1RS1RS0RS0OVOVF1F1P PPSW.7PSW.7PSW.6PSW.6PSW.5PSW.5PSW.4PSW.4PSW.3PSW.3PSW.2PSW.2PSW.1PSW.1PSW.0PSW.0用途用途：1、可根据CY判断有判断有无进位或借位无进位或借位；2、可作为位操作中的位累位累加器加器用。第2章 MCS-51单片机结构及原理 1001 0011 + 1111 0000 CY= 1 1000 0011进位标志位CY举例举例 AC（PSW.6）辅助进

6、位标志在进行加加或或减运算减运算时，如果操作结果的低四位数向高四位产生进位或借位时，将由硬件置“1”，否则清“0”。 0100 1111 + 1010 0001 AC=1 1111 0000半进位举例举例用途用途：1、根据AC判断加减运算时有无半进位或半借位；2、在BCD码调整运算码调整运算中要用到AC标志第2章 MCS-51单片机结构及原理 CYACF0RS1RS0OVF1PCYACF0RS1RS0OVF1PCYACF0RS1RS0OVF1PCYCYACACF0F0RS1RS1RS0RS0OVOVF1F1P PPSW.7PSW.7PSW.6PSW.6PSW.5PSW.5PSW.4PSW.4P

7、SW.3PSW.3PSW.2PSW.2PSW.1PSW.1PSW.0PSW.0F0（PSW.5）和 F1（PSW.1） 用户标志位用途: 可做为用户指定的状态标志用户指定的状态标志第2章 MCS-51单片机结构及原理 CYACF0RS1RS0OVF1PCYACF0RS1RS0OVF1PCYACF0RS1RS0OVF1PCYCYACACF0F0RS1RS1RS0RS0OVOVF1F1P PPSW.7PSW.7PSW.6PSW.6PSW.5PSW.5PSW.4PSW.4PSW.3PSW.3PSW.2PSW.2PSW.1PSW.1PSW.0PSW.0RS1（PSW.4）和RS0（PSW.3）工作寄存

8、器组指针用途用途：用于指定指定CPU的当前工作寄存器组的当前工作寄存器组第2章 MCS-51单片机结构及原理 CYACF0RS1RS0OVF1PCYACF0RS1RS0OVF1PCYACF0RS1RS0OVF1PCYCYACACF0F0RS1RS1RS0RS0OVOVF1F1P PPSW.7PSW.7PSW.6PSW.6PSW.5PSW.5PSW.4PSW.4PSW.3PSW.3PSW.2PSW.2PSW.1PSW.1PSW.0PSW.0OV（PSW.2） 溢出标志在有符号数加减运算有符号数加减运算或无符号数乘除运算无符号数乘除运算中若有异常结果，OV硬件置1，否则硬件清0。用途用途：判断运算

9、的结果是否正确判断运算的结果是否正确，正确 = 0；出错 = 1第2章 MCS-51单片机结构及原理 CYACF0RS1RS0OVF1PCYACF0RS1RS0OVF1PCYACF0RS1RS0OVF1PCYCYACACF0F0RS1RS1RS0RS0OVOVF1F1P PPSW.7PSW.7PSW.6PSW.6PSW.5PSW.5PSW.4PSW.4PSW.3PSW.3PSW.2PSW.2PSW.1PSW.1PSW.0PSW.0OV=C6Y C7Y=1 0=1 01010100 （+84） + 01101001 （+105） CY=0 10111101（-67）D6有进位D7无进位10111

10、1011100001011000011正数的补码是它本身，负数的补码是除符号位外每位求反，然后末尾加1 11111011 （-5） + 11110000 （-16） CY= 1 11101011 （-21）D7有进位 D6有进位OV=C6Y C7Y=1 1=0111010111001010010010101运算出错运算正确举例举例第2章 MCS-51单片机结构及原理 P（PSW.0） 奇偶标志位该位始终跟踪累加器A中含“1”个数的奇偶性如果A中有奇数个“1”，则P置“1”，否则置“0”举例举例 若A =1001 1111，则P=0 若A =1100 0001，则P=1用途用途：串行通讯中的数据

11、校验，判断是否存在传输错误判断是否存在传输错误。第2章 MCS-51单片机结构及原理 CYACF0RS1RS0OVF1PCYACF0RS1RS0OVF1PCYACF0RS1RS0OVF1PCYCYACACF0F0RS1RS1RS0RS0OVOVF1F1P PPSW.7PSW.7PSW.6PSW.6PSW.5PSW.5PSW.4PSW.4PSW.3PSW.3PSW.2PSW.2PSW.1PSW.1PSW.0PSW.02.1 MCS-51单片机结构 2.2 MCS-51的存储器结构的存储器结构 2.3单片机的复位、时钟与时序 2.4并行I/O口 第2章 MCS-51单片机结构及原理 1. 存储器划

12、分方法存储器划分方法计算机存储器地址空间存储器地址空间的两种结构形式：普林斯顿结构普林斯顿结构和哈佛结构哈佛结构。RAM和和ROM统一编址统一编址 RAM和和ROM分别编址分别编址 第2章 MCS-51单片机结构及原理 程序存储器ROM数据存储器RAM第2章 MCS-51单片机结构及原理 51单片机采用哈佛结构哈佛结构，共有4个物理存储空间：片内RAM、片内ROM、片外RAM、片外ROM各类存储器分别编址片内RAM片内ROM片外RAM片外ROM 00H 000H0000H0000H FFH FFFHFFFFHFFFFH2. 程序存储器程序存储器(ROM)作用作用：存放程序、表格或常数，具有非易

13、失性特点特点：片内ROM与片外ROM可有2种组合方案第2章 MCS-51单片机结构及原理 方案方案1 ： 4 KB以内的地址在片内ROM，大于4KB的地址在片外ROM中（图中折线），两者共同构成64KB空间；方案方案2 ：片内ROM被禁用，全部64KB地址都在片外ROM中（图中直线）。2种组合方案由EA引脚的电平状态决定：EA=1时为方案1， EA=0时为方案2EA引脚接低电平引脚接低电平时，仅使用片外ROM（片外ROM不可缺省) 。由于片内、外ROM是统一编址的，故只能算作1个逻辑存储空间。第2章 MCS-51单片机结构及原理 EA引脚接高电平引脚接高电平时，可同时使用2种ROM (片外RO

14、M可以缺省)；第2章 MCS-51单片机结构及原理 51单片机的四个物理存储空间物理存储空间仅相当于三个逻辑存储空间逻辑存储空间片内RAM片内ROM片外RAM片外ROM 00H 000H0000H0000H FFH FFFHFFFFHFFFFH物理存储空间逻辑存储空间3. 片内数据存储器片内数据存储器(RAM)作用：存放程序运行结果字长：8位数量：128B+128B（80C51）30H低128B（ 00H7FH ）为普通RAM区高128B （80HFFH）为特殊功能寄存器区第2章 MCS-51单片机结构及原理 (1) 低128字节的区域 工作寄存器区（00H1FH）可位寻址区（20H2FH）

15、用户RAM区（30H7FH）30H第2章 MCS-51单片机结构及原理 区共有32个存储单元； 每个单元都有1个8位地址（字节地址字节地址） 每个单元都有1个寄存器名称（R0R7） 32个单元分为4组（第第0 第第3组组） CPU只能选一组为当前工作寄存器组当前工作寄存器组当前工作寄存器组当前工作寄存器组取决于PSW的设置 30HCPU复位后RS1和 RS0默认值为0，即默认第0组为当前工作寄存器组。 第2章 MCS-51单片机结构及原理 30H区共有16个存储单元； 每个单元都有一个字节地址字节地址 每个单元都有8个不同的位地址位地址 区共有128个位地址 区可以字节地址和位地址两种方式存取

16、数据。第2章 MCS-51单片机结构及原理 区共有80个存储单元；每个单元都有一个字节地址，但没有位地址，也没有寄存器名。30H此区可作为堆栈区和中间数据存储区使用用户RAM区【注意注意】：区和区只能按字节进行数据存取操作，区则可按字节和位两种方式存取操作。第2章 MCS-51单片机结构及原理 （2）高高128字节字节RAM区区 30HSFR承担着51单片机内部资源的管理工作每个存储单元都有一个字节地址，字节地址，但只有其中21个单元个单元可以使用，并有相应寄存器名称。51单片机共有21个特殊功能寄存器（Spetial Function Register）第2章 MCS-51单片机结构及原理

17、字节地址末位是0或8的SFR，都具有位地址。88H89H8AH8BH8CH8DH8EH8FH2.12.12.32.32.1 MCS-51单片机结构 2.2 MCS-51的存储器结构 2.3单片机的复位、时钟与时序单片机的复位、时钟与时序 2.4并行I/O口 第2章 MCS-51单片机结构及原理 复位使单片机恢复原始默认状态原始默认状态的操作。1.复位与复位电路复位与复位电路 第2章 MCS-51单片机结构及原理 复位条件复位条件在RST/VPD引脚端出现：10ms时间的高电平（时间的高电平（3V）状态）状态复位方式复位方式 上电复位第2章 MCS-51单片机结构及原理 复合复位按键复位时钟的度

18、量单位：时钟周期（或节拍）P、状态周期S、机器周期、指令周期 1个状态周期（S）= 2个节拍（P） 1个机器周期 = 6个状态（S） =12个节拍（P） 1个指令周期约为14个机器周期第2章 MCS-51单片机结构及原理 2.1 MCS-51单片机结构 2.2 MCS-51的存储器结构 2.3 单片机的复位、时钟与时序 2.4 并行并行I/O口口 第2章 MCS-51单片机结构及原理 2.4 并行并行I/O口口 51单片机有32只I/O引脚，分属于4个端口（P0P3）。第2章 MCS-51单片机结构及原理 可作为并行可作为并行I/O输入通道输入通道（例如，按键/开关连接通道）可作为并行可作为并

19、行I/O输出通道输出通道（例如，数码管显示器连接通道）第2章 MCS-51单片机结构及原理 可作为串行通信通道可作为串行通信通道（例如，双机通讯的连接通道）第2章 MCS-51单片机结构及原理 可作为外部设备的连接通道可作为外部设备的连接通道（例如，存储器扩展通道）第2章 MCS-51单片机结构及原理 由于工作任务不同， 4个端口的内部结构也不同。了解4类端口的内部结构对于正确使用这些I/O端口非常重要。第2章 MCS-51单片机结构及原理 以下按照先易后难的原则进行学习，即P1P3P0P2P1口的要点：1、 P1口具有通用I/O口方式，可实现输出、读引脚（输入）和读锁存器三种功能；2、 P1口为准双向通用口准双向通用口，作为通用输入口时应先使P1.n1，作为通用输出口时是无条件的。第2章 MCS-51单片机结构及原理 P3口的要点：1、 P3口具有通用I/O口方式，可实现输出、读引脚（输入）和读锁存器三种功能；2、 P3口为准双向通用口，作为通用输入口时应先使P3.n1，作为通用输出口时应先使第二输出端1 ；3、 P3口具有第二功能方式，可实现第二输出和第二输入两种功能。第2章 MCS-51单片机结构及原理 P0口的要点：1、P0口具有通用I/O口方式，