单片机期末复习重点第2章

第2章MCS-51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

+运算器第2章MCS-51单片机结构及原理

（CentralProcessingUnit）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：从ROM中取出指令→译码→执行指令控制器的组成：程序计数器PC、数据指针寄存器DPTR、…第2章MCS-51单片机结构及原理

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：计算缓存器内容→结果暂存→修改运行标志运算器的组成：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（ProgramCounter——PC）——指向ROM存储单元的地址指针（引导程序运行）

……XxxxxxxxXxxxxxxxXxxxxxxxXxxxxxxxXxxxxxxxROM0000H0001H0002H0003H0004HFFFFH16位寄存器→可寻址范围216（=65536B=64KB）永远存放着下一条指令的首地址具有自动加“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0000（2）数据指针寄存器（DataPointer——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）

第2章MCS-51单片机结构及原理

……0000H0001H0002H0003H0004HFFFFH35H77HF4H94H9EHDPTR指针……xxHxxHxxHxxHxxHROMRAM0000H0001H0002H0003H0004HFFFFH（3）累加器（ACCUMULATER——A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（ProgramStateWord——PSW）

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由硬件置“1”，否则清“0”。CYACF0RS1RS0OVF1PCYACF0RS1RS0OVF1PCYACF0RS1RS0OVF1PCYACF0RS1RS0OVF1PPSW.7PSW.6PSW.5PSW.4PSW.3PSW.2PSW.1PSW.0用途：1、可根据CY判断有无进位或借位；2、可作为位操作中的位累加器用。第2章MCS-51单片机结构及原理

10010011+11110000

————————CY=110000011进位标志位CY举例

AC（PSW.6）——辅助进位标志在进行加或减运算时，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”。01001111+10100001

————————AC=111110000半进位举例用途：1、根据AC判断加减运算时有无半进位或半借位；2、在BCD码调整运算中要用到AC标志第2章MCS-51单片机结构及原理

CYACF0RS1RS0OVF1PCYACF0RS1RS0OVF1PCYACF0RS1RS0OVF1PCYACF0RS1RS0OVF1PPSW.7PSW.6PSW.5PSW.4PSW.3PSW.2PSW.1PSW.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第2章MCS-51单片机结构及原理

CYACF0RS1RS0OVF1PCYACF0RS1RS0OVF1PCYACF0RS1RS0OVF1PCYACF0RS1RS0OVF1PPSW.7PSW.6PSW.5PSW.4PSW.3PSW.2PSW.1PSW.0RS1（PSW.4）和RS0（PSW.3）——工作寄存器组指针用途：用于指定CPU的当前工作寄存器组第2章MCS-51单片机结构及原理

CYACF0RS1RS0OVF1PCYACF0RS1RS0OVF1PCYACF0RS1RS0OVF1PCYACF0RS1RS0OVF1PPSW.7PSW.6PSW.5PSW.4PSW.3PSW.2PSW.1PSW.0OV（PSW.2）——溢出标志在有符号数加减运算或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：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

CYACF0RS1RS0OVF1PCYACF0RS1RS0OVF1PCYACF0RS1RS0OVF1PCYACF0RS1RS0OVF1PPSW.7PSW.6PSW.5PSW.4PSW.3PSW.2PSW.1PSW.0OV=C6YC7Y=1

0=101010100（+84）

+01101001（+105）

——————————————CY=010111101→（-67）D6有进位D7无进位10111101→11000010→11000011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111111011（-5）

+11110000（-16）

——————————————CY=111101011→（-21）D7有进位

D6有进位OV=C6YC7Y=1

1=011101011→10010100→10010101→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”举例若A=10011111，则P=0

若A=11000001，则P=1用途：串行通讯中的数据校验，判断是否存在传输错误。第2章MCS-51单片机结构及原理

CYACF0RS1RS0OVF1PCYACF0RS1RS0OVF1PCYACF0RS1RS0OVF1PCYACF0RS1RS0OVF1PPSW.7PSW.6PSW.5PSW.4PSW.3PSW.2PSW.1PSW.02.1MCS-51单片机结构2.2MCS-51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.

存储器划分方法计算机存储器地址空间的两种结构形式：普林斯顿结构和哈佛结构。RAM和ROM统一编址

RAM和ROM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，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ROM00H000H0000H0000H

FFH

FFFHFFFFHFFFFH2.程序存储器(ROM)作用：存放程序、表格或常数，具有非易失性特点：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1

：4KB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引脚接高电平时，可同时使用2种ROM(片外ROM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仅相当于三个逻辑存储空间片内RAM片内ROM片外RAM片外ROM00H000H0000H0000H

FFH

FFFHFFFFHFFFFH物理存储空间逻辑存储空间3.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（00H～7FH）为普通RAM区高128B（80H～FFH）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

①工作寄存器区（00H～1FH）

②可位寻址区（20H～2FH）

③用户RAM区（30H～7FH）①②③30H第2章MCS-51单片机结构及原理

①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）每个单元都有1个寄存器名称（R0～R7）32个单元分为4组（第0～

第3组）CPU只能选一组为当前工作寄存器组当前工作寄存器组取决于PSW的设置①30HCPU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

②30H②区共有16个存储单元；每个单元都有一个字节地址每个单元都有8个不同的位地址

②区共有128个位地址②区可以字节地址和位地址两种方式存取数据。第2章MCS-51单片机结构及原理

③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。③30H此区可作为堆栈区和中间数据存储区使用——用户RAM区【注意】：①区和③区只能按字节进行数据存取操作，②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128字节RAM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，但只有其中21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