第二章MCS-51单片机的基本结构及工作原理

1、本章要点： 1） MCS-51单片机的基本结构：CPU、输入输出端口结构及负载能力和接口要求 、MCS-5l引脚及功能 。 2） MCS-51的存储器结构 ：程序存储器、数据存储器的分布和使用。 3）特殊功能寄存器SFR ：重点掌握程序状态寄存器的使用。 4） 单片机的工作方式与最小应用系统 ：单片机的工作方式（复位方式）、单片机最小应用系统设计,第二章 MCS-51单片机的基本结构及工作原理,MCS-51系列单片机配置一览表,一、MCS-51内部结构,图21 8051的功能部件图,二 CPU,主要功能：产生各种控制信号，去控制存储器、输入输出端口的数据传送、数据的算术运算、逻辑运算以及位操作

2、处理等。,(一)运算器 组成：运算器由算逻运算部件ALU、累加器Acc、暂存器、程序状态字寄存器PSW、BCD码运算调整电路等组成 。实现+、算术运算，与、或、非、异或 逻辑运算、循环移位、位处理。,(二)控制器 组成：由程序计数器PC、指令寄存器、指令译码器、数据指针DPTR、定时控制与条件转移逻辑电路等组成。 功能：对来自存储器中的指令进行译码，通过定时控制电路，在规定的时刻发出各种操作所需的全部内部和外部控制信号，协调各功能元件的工作，完成指令所规定的功能。,特点： 它是16位的按机器周期自动增1计数器,一切分支/跳转/调用/中断/复位 等操作的本质就是:改变 PC 值,总指向下一条将要

3、取的指令的首地址(当前PC值),1程序计数器PC(Program Counter) 一个16位的专用寄存器，用来存放下一条指令的地址。它具有自动加1的功能。,2指令寄存器 一个8位的寄存器，用于暂存待执行的指令，等待译码。 3指令译码器 对指令寄存器中的指令进行译码，分析它的功能，并根据功能产生相应的电信号。 4数据指针DPTR 是一个16位的专用地址指针寄存器。它主要用来存放16位地址，作间址寄存器使用。DPTR也可以拆成两个独立8位寄存器，即DPH(高8位字节)和DPL(低8位字节)，分别占据83H和82H两个地址。,5.定时控制部件与时序,功能：在规定的时刻发出各种操作所需的全部内部和外

4、部的控制信号，协调各功能元件工作，完成指令所规定的功能。 主要任务：产生一个工作时序，其工作需要时钟电路提供一个工作频率。,单片机的引脚定义,从一片集成电路的角度去认识单片机,认识单片机的引脚,MCS-51单片机40脚 Vcc, GND 2 XTAL1, XTAL2 2 RESET 1 EA/Vpp 1 ALE/PROG 1 PSEN 1,P0.0P0.7 8 P1.0P1.7 8 P2.0P2.7 8 P3.0P3.7 8,单片机的引脚（电源端）,Vcc, GND: 正电源端与接地端（+5V/3.3V/2.7V)不同的单片机可以允许不同的工作电压，不同的单片机表现出的功耗也不同。,单片机的引

5、脚（晶振端）,Vcc, GND: 正电源端与接地端（+5V/3.3V/2.7V)不同的单片机可以允许不同的工作电压，不同的单片机表现出的功耗也不同。,XTAL1, XTAL2: 片内振荡电路输入/输出端,单片机的引脚（晶振端）,Vcc, GND:正电源端与接地端 (+5V/3.3V/2.7V) XTAL1, XTAL2: 片内振荡电路输入/输出端,112MHz（MCS-51）,通常外接一个晶振两个电容,单片机的引脚（晶振端）,Vcc, GND:正电源端与接地端（+5V/3.3V/2.7V) XTAL1, XTAL2: 片内振荡电路输入、输出端,CPU总是按照一定的时钟节拍与时序工作：,振荡周期

6、/时钟周期： 晶振频率fosc（或外加频率）的倒数 状态周期：2个时钟周期（很少用到此概念） 机器周期：6个状态周期=12个振荡周期 指令周期: 执行一条指令所需的机器周期数,牢牢记住： 振荡周期 = 晶振频率fosc的倒数；,1个机器周期 = 12个振荡周期；,1个指令周期 = 1、2、4个机器周期,单片机的引脚（复位端）,Vcc, GND: 电源端 （+5V/3.3V/2.7V) XTAL1, XTAL2: 片内振荡电路输入、输出端 RESET: 复位端（正脉冲有效，宽度2个机器周期）,复位使单片机进入某种确定的初始状态： PC值归零（0000H）； 各个SFR被赋予初始值（见P.41）：

7、 P0P3 = 0FFH，Acc = 0，B = 0，TH0=0，TL0=0，TH1=0，TL1=0，SP=7，PSW=0 退出处于节电工作方式的停顿状态、退出一切程序进程、退出程序的死循环，从头开始。,单片机的引脚（复位端）,Vcc, GND: 电源端 （+5V/3.3V/2.7V) XTAL1, XTAL2: 片内振荡电路输入、输出端 RESET: 复位端（正脉冲有效）,PC与SFR复位状态表,单片机的引脚（复位端）,+5V,10uF,10K,Vcc,RST,GND,上电复位,10uF,10K,Vcc,RST,GND,手动亮绿灯 REDO: SETB P1.3 ;P1.3作输入口必先置1

8、CHECK:JNB P1.3,CHECK ;检测通道是否被阻断？ LOOP: ;有入侵者，报警！ AJMP REDO ;再跳回去检测,红外防盗报警,P1.3口用于输入状态检测的语句：,红外线光路通畅时，P1.3端低电平 红外线光路阻断时，P1.3端高电平,单片机的引脚（P0口）,P0.0P0.7: 准双向I/O （内置场效应管上拉） 寻址外部存储器时分时作为双向8位数据口和输出低8位地址复用口；不接存储器时可作为8位准双向I/O口使用。,2,1,D,Q,CK,/Q,读引脚,读锁存器,写锁存器,内部总线,地址/数据,控制,引脚P0.X,3,4,Vcc,2,1,D,Q,CK,/Q,读引脚 =1,读

9、锁存器,写锁存器,内部总线,地址/数据,控制,引脚P0.X,3,4,控制=0 时，此脚作输入口（事先必须对它写“1”）,0,0,1,0,0,截止,截止,=0,Vcc,单片机的引脚（P0口）,P0.0P0.7: 准双向I/O （内置场效应管上拉） 寻址外部存储器时分时作为双向8位数据口和输出低8位地址复用口；不接外部存储器时可作为8位准双向I/O口使用。,2,1,D,Q,CK,/Q,读引脚 =0,读锁存器,写锁存器,内部总线,地址/数据,控制=1,引脚P0.X,3,4,控制=1时，此脚作地址/数据复用口：（1）输出地址/数据 =0 时,1,0,1,1,=0,导通,截止,=0,Vcc,单片机的引脚

10、（P0口）,P0.0P0.7: 准双向I/O （内置场效应管上拉） 寻址外部存储器时分时作为双向8位数据口和输出低8位地址复用口；不接外部存储器时可作为8位准双向I/O口使用。,2,1,D,Q,CK,/Q,读引脚 =0,读锁存器,写锁存器,内部总线,地址/数据,控制=1,引脚P0.X,3,4,控制=1时，此脚作地址/数据复用口：（2）输出地址/数据 =1 时,1,1,0,0,=1,截止,导通,=1,Vcc,单片机的引脚（P0口）,P0.0P0.7: 双向I/O （内置场效应管上拉） 寻址外部程序存储器时分时作为双向8位数据口和输出低8位地址复用口；不接外部程序存储器时可作为8位准双向I/O口使

11、用。,2,1,D,Q,CK,/Q,读引脚 =1,读锁存器,写锁存器,内部总线,地址/数据,控制=1,引脚P0.X,3,4,控制=1时，此脚作地址/数据复用口： （3）输入数据时，输入指令将使引脚与内部总线直通,Vcc,单片机的引脚（P0口）,P0.0P0.7: 准双向I/O （内置场效应管上拉） 寻址外部存储器时分时作为双向8位数据口和输出低8位地址复用口；不接外部存储器时可作为8位准双向I/O口使用。,单片机的引脚（P2口）,P2.0P2.7: 准双向I/O （内置了上拉电阻） 寻址外部存储器时输出高8位地址；不接外部存储器时可作为8位准双向I/O口使用。,2,1,D,Q,CK,/Q,读引脚

12、,读锁存器,写锁存器,内部总线,地址高8位,控制,引脚 P2.X,3,内部上拉电阻,Vcc,2,1,D,Q,CK,/Q,读引脚 =0,读锁存器,写锁存器,内部总线,地址高8位,控制,引脚P2.X,控制=0时，此脚作通用输出口： 输出=1时,1,1,0,截止,3,内部上拉电阻,1,1,Vcc,=1,=0,单片机的引脚（P2口）,P2.0P2.7: 准双向I/O （内置了上拉电阻） 寻址外部存储器时输出高8位地址；不接外部存储器时可作为8位准双向I/O口使用。,2,1,D,Q,CK,/Q,读引脚 =0,读锁存器,写锁存器,内部总线,地址高8位,控制,引脚P2.X,控制=0时，此脚作通用输出口：输出

13、=0时,0,0,1,导通,3,内部上拉电阻,0,0,Vcc,=0,=0,单片机的引脚（P2口）,P2.0P2.7: 准双向I/O （内置了上拉电阻） 寻址外部存储器时输出高8位地址；不接外部存储器时可作为8位准双向I/O口使用。,2,1,D,Q,CK,/Q,读引脚 =0,读锁存器,写锁存器,内部总线,地址高8位,控制=1,引脚P2.X,控制=1 时，此脚作高8位地址A8A15输出口：当输出 =1 时,1,0,截止,3,内部上拉电阻,1,=1,Vcc,=1,单片机的引脚（P2口）,P2.0P2.7: 准双向I/O （内置了上拉电阻） 寻址外部存储器时输出高8位地址；不接外部存储器时可作为8位准双

14、向I/O口使用。,2,1,D,Q,CK,/Q,读引脚 =0,读锁存器,写锁存器,内部总线,地址高8位,控制=1,引脚P2.X,0,1,导通,3,内部上拉电阻,0,=0,Vcc,=0,控制=1 时，此脚作高8位地址A8A15输出口：当输出 =0 时,单片机的引脚（P2口）,P2.0P2.7: 准双向I/O （内置了上拉电阻） 寻址外部存储器时输出高8位地址；不接外部存储器时可作为8位准双向I/O口使用。,单片机的引脚（P3口）,P3.0P3.7: 双功能口（内置了上拉电阻） 它具有特定的第二功能。在不使用它的第二功能时它就是普通的通用准双向I/O口。,2,1,D,Q,CK,/Q,读引脚,读锁存器

15、,写锁存器,内部总线,第二功能输出,引脚 P3.X,3,内部上拉电阻,Vcc,第二功能输入,4,2,1,D,Q,CK,/Q,读引脚,读锁存器,写锁存器,内部总线,第二功能输出 （WR，RD，TxD）,引脚 P3.X,3,内部上拉电阻,Vcc,4,第二功能输出时，内部自动 D=1,1,1,1,反相器,单片机的引脚（P3口）,P3.0P3.7: 双功能口（内置了上拉电阻） 它具有特定的第二功能。在不使用它的第二功能时它就是普通的通用准双向I/O口。,2,1,D,Q,CK,/Q,读引脚,读锁存器,写锁存器,内部总线,此端自动1,引脚 P3.X,3,内部上拉电阻,Vcc,第二功能输入（RxD，T0，T

16、1，INT0，INT1）,4,第二功能输入时，信号经缓冲器4 直接进入内总线,1,1,1,0,截止,单片机的引脚（P3口）,P3.0P3.7: 双功能口（内置了上拉电阻） 它具有特定的第二功能。在不使用它的第二功能时它就是普通的通用准双向I/O口。,P3口第二功能表（P.27 表21）,51单片机的8个特殊引脚,小结,51单片机的4个8位的I/O口,P0.0P0.7:8位数据口和输出低8位地址复用口 (复用时是双向口；不复用时也是准双向口) P1.0P1.7: 通用I/O口（准双向口）,P2.0P2.7: 输出高8位地址 （用于寻址时是输出口；不寻址时是准双向口） P3.0P3.7: 具有特定

17、的第二功能（准双向口）,注意：在不外扩ROM/RAM时，P0P3均可作通用I/O口使用，而且都是准双向I/O口！,小结,P3口第二功能表 （P.27 表21）,小结,存储器,数据存储器RAM（Random Access Memory） 程序存储器ROM（Read Only Memory） EPROM（UV）Erazible Programmable ROM EEPROM/E2PROMElectrical Erasable Programmable ROM 静态存储器 SRAMStatic RAM （动态存储器 DRAMDynamic RAM） 按字节寻址：每个字节(8个位)占一个地址 按位寻址

18、：有的存储空间每一个位就有一个地址,单片机的存储器几个有关的概念：,MCS-51单片机的存储器结构,MCS-51单片机的存储器空间分布,特点： 在MCS-51单片机的内部集成了4K的程序存储器和256B的数据存储器，同时还可以使用片外的程序存储器和数据存储器，其扩展能力都是64K。 从物理结构的角度讲，51单片机的存储系统可以分为四个存储空间：即片内ROM，RAM和片外ROM、RAM。 从逻辑上讲（即用户编程的角度讲）51单片机的存储系统又可分为三个存储空间。即片内RAM，片外RAM和片内、外的程序存储器ROM。,MCS-51单片机的内存结构,物理上分为：4个空间，即片内ROM、片外ROM 片

19、内RAM、片外RAM 逻辑上分为: 3个空间， 即程序内存（片内、外）统一编址 MOVC 数据存储器（片内） MOV 数据存储器（片外） MOVX,程序存储器 寻址范围：0000H FFFFH 容量64KB，即地址长度：16位,，寻址内部ROM；,，寻址外部ROM。,当PC值超过片内ROM容量时会自动转向 外部存储器空间。,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。,0000H 系统复位，PC指向此处 0003H 外部中断0入口 000BH T0溢出中断入口 0013H 外中断1入口 001BH T1溢出中断入口 0023H 串口中断入口 002BH T2溢出中断入

20、口,注意： 7个单元被保留用于特定的程序入口地址（中断服务程序入口地址）。编程者是不能随便使用的。,由于系统复位后的PC内容为0000H，故系统从0000H单元开始取指令，执行程序。它是系统的启动地址。一般在该单元设置转移指令，使之转向用户主程序处。因此，0000H0002H单元被保留用于初始化。,51单片机存储器配置（片内RAM）,片内RAM 128字节（00H7FH）； 片内RAM前32个单元是工作寄存器区(00H1FH) 片内RAM有128个可按位寻址的位，占16个单元。 位地址编号为：00H7FH，分布在20H2FH单元 片内21个特殊功能寄存器(SFR)中：地址号能被8整除的 SFR

21、中的各位也可按位寻址（P.33-34） 可寻址片外RAM 64K字节 （0000HFFFFH）,存储器配置（片内RAM）,片内RAM 128字节（00H7FH）,00H,20H,2FH,7FH,1FH,30H,80H,FFH,普通RAM区,位寻址区,工作寄存器区,SFR分布在80H-FFH 其中92个位可位寻址,80H,FFH,所有的RAM区(包括位寻址区、工作寄存器区）都可以用于存放数据，故也称为数据缓存寄存器,片内RAM前32个单元是工作寄存器区 (00H1FH),00H,20H,2FH,7FH,1FH,30H,80H,FFH,普通RAM区,位寻址区,工作寄存器区,存储器配置（片内RAM）

22、,00H,20H,2FH,7FH,1FH,30H,80H,FFH,普通RAM区,位寻址区,工作寄存器区,R0,R2,R1,R3,R4,R5,R6,R7,07H,02H,01H,00H,06H,04H,05H,03H,08H,1FH,工作寄存器区3,工作寄存器区2,工作寄存器区1,工作寄存器区0,0FH,10H,17H,18H,片内RAM前32个单元是工作寄存器区 (00H1FH),存储器配置（片内RAM）,00H,20H,2FH,7FH,1FH,30H,80H,FFH,普通RAM区,位寻址区,工作寄存器区,片内RAM中有128个可按位寻址的位。 位地址:00H7FH 分布在:20H2FH单元,

23、存储器配置（片内RAM）,00H,20H,2FH,7FH,1FH,30H,80H,FFH,普通RAM区,位寻址区,工作寄存器区,27H,22H,21H,20H,26H,24H,25H,23H,28H,2FH,单元地址,07 06 05 04 03 02 01 00,0F 0E 0D 0C 0B 0A 09 08,17 16 15 14 13 12 11 10,1F 1E 1D 1C 1B 1A 19 18,27 26 25 24 23 22 21 20,2F 2E 2D 2C 2B 2A 29 28,37 36 35 34 33 32 31 30,3F 3E 3D 3C 3B 3A 39 38

24、,47 46 45 44 43 42 41 40,7F 7E 7D 7C 7B 7A 79 78,位地址,总共128个可按位寻址的位,片内RAM中有128个可按位寻址的位。 位地址:00H7FH 分布在:20H2FH单元,存储器配置（片内RAM）,特殊功能寄存器(SFR),特殊功能寄存器SFR（专用寄存器） 特殊用途寄存器的集合。专用于控制、选择、管理、存放单片机内部各部分的工作方式、条件、状态、结果的寄存器。,不同的SFR管理不同的硬件模块，负责不同的功能各司其职 换言之：要让单片机实现预订的功能，必须有相应的硬件和软件，而软件中最重要的一项工作就是对SFR写命令（要求）。,特殊功能寄存器不

25、能作为普通的RAM存储单元来使用。只有在编程中根据需要，进行一些特定功能的设定，或者是从中查寻相关部件的状态时，才能进行读、写操作。如中断方式的设定、定时器工作模式的设定，查询串行口发送或接收是否结束等等。,有21个SFR 已知的P0、P1、P2、P3等四个8位I/O口分别由名为P0、P1、P2、P3四个SFR代表。,堆栈指针寄存器 SP（Stack Pointer): 总是指向栈顶,压栈时先 (SP)+1 然后数据进栈；弹栈时数据先出栈 然后(SP)-1。,累加器 ACC:一个被众多指令用得最频繁的特殊功能寄存器(如：运算、数据传输)。,副累加器 B:一个经常与 ACC 配合在一起使用的特殊

26、功能寄存器(如：乘法、除法)，此外，它也经常当作普通寄存器使用。,特殊功能寄存器(P0P3,SP,A,B),程序状态字寄存器 PSW：,CY,AC,F0,RS0,OV,P,RS1,PSW.7,PSW.0,CY(PSW.7)进位/借位标志位。若在加减运算过程中如果操作结果最高位有进位或借位，则CY=1；否则=0。它也是布尔处理器的位累加器，可用于布尔操作。,AC(PSW.6)半进位/借位标志位。若在加减运算过程中，D3位向D4位发生了进位或借位，则AC=1,否则=0。机器在执行“DA A”指令时自动要判断这一位，我们可以暂时不关心它。,F0 (PSW.5)可由用户定义的标志位。,PSW.6,PS

27、W.5,特殊功能寄存器(PSW),程序状态字寄存器 PSW（续）：,CY,AC,F0,RS0,OV,P,RS1,PSW.7,PSW.0,RS1(PSW.4)、RS0(PSW.3)工作寄存器组选择位。,RS1，RS0 = 0 1 则选择了工作寄存器组 1 区R0R7分别代表08H 0FH单元。,RS1，RS0 = 1 0 则选择了工作寄存器组 2 区 R0R7分别代表10H 17H单元。,RS1，RS0 = 1 1 则选择了工作寄存器组 3 区R0R7分别代表18H 1FH单元。,PSW.4 PSW.3,RS1，RS0 = 0 0 则选择了工作寄存器组 0 区R0R7分别代表00H 07H单元。

28、,片内RAM前32个单元(00H1FH)是工作寄存器区 (由PSW中的RS1,RS0决定),00H,20H,2FH,7FH,1FH,30H,80H,FFH,52子系列才有 的RAM区,普通RAM区,位寻址区,工作寄存器区,R0,R2,R1,R3,R4,R5,R6,R7,07H,02H,01H,00H,06H,04H,05H,03H,08H,1FH,工作寄存器区3,工作寄存器区2,工作寄存器区1,工作寄存器区0,程序状态字寄存器 PSW（续）：,CY,AC,F0,RS0,OV,P,RS1,PSW.7,PSW.0,OV (PSW.2)溢出标志位。 OV(PSW.2) 溢出标志位: 判断符号数加减法

29、运算时是否有溢出. OV的结果可以用一个算法来表示: OV=C6异或C7 其中: C7为D7的进借位, C6 为D6的进借位,OV=1表明有溢出。,PSW.1 未定义。,P (PSW.0)奇偶标志位。 P=1表示累加器中“1”的个数为奇数 P=0表示累加器中“1”的个数为偶数 CPU随时监视着ACC中的“1”的个数,并反映在PSW中,PSW.2,PSW.1,【举例】：有两个数0FH和F8H，试将两数相加 MOV A，#0FH ；将立即数0f h 送累加器A ADD A，#0F 8H ；A的内容与立即数0f8h相加，结果送A 0000 1111 运算结果：A=07H，CY=1， + 1111 1

30、000 OV=0（因为C7 =1， C6 =1） Cy1 0000 0111 AC=1，P=1 如何根据PSW来分析运算结果是否正确？是否有溢出？ 1、若数据为无符号数。即15+248=263=107H 既CY=1，A=07H。 2、若数据为有符号数。即+15 +（-8）=+7=07H，OV=0表明无溢出,堆栈： 在片内RAM中，常常要指定一个专门的区域来存放某些特别的数据,它遵循顺序存取和后进先出(LIFO/FILO）的原则,这个RAM区叫堆栈。,功用： 1）子程序调用和中断服务时CPU自动将当前PC 值压栈保存，返回时自动将PC值弹栈。 2）保护现场/恢复现场 3）数据传输,00H,20H

31、,2FH,7FH,1FH,30H,80H,FFH,普通RAM区,位寻址区,工作寄存器区,SP栈顶,下一个进栈的数据将存在此,数据进栈,已经进栈的数据存放在此,初始 SP,复位后 SP=07H，数据进栈时：首先SP+1指向08H单元，第一个放进堆栈的数据将放进08H单元，然后SP再自动增 1，仍指着栈顶,堆栈区由特殊功能寄存器堆栈指针SP管理 堆栈区可以安排在 RAM区任意位置，一般不安排在工作寄存器区和可按位寻址的RAM区，通常放在RAM区的靠后的位置。,SFR,从堆栈取出数据时：取出的数据是最近放进去的一个数据，也就是当前栈顶的数据。然后SP再自动减1，仍指着栈顶,00H,20H,2FH,7

32、FH,1FH,30H,80H,FFH,52子系列才有 的RAM区,普通RAM区,位寻址区,工作寄存器区,SP栈顶,当前要出栈的数据,数据出栈,SP-1指向下一个将要出栈的数据,初始 SP,堆栈区由特殊功能寄存器堆栈指针SP管理 堆栈区可以安排在 RAM区任意位置，一般不安排在工作寄存器区和可按位寻址的RAM区，通常放在RAM区的靠后的位置。,从堆栈取出数据时：取出的数据是最近放进去的一个数据，也就是当前栈顶的数据。然后SP再自动减1，仍指着栈顶,00H,20H,2FH,7FH,1FH,30H,80H,FFH,52子系列才有 的RAM区,普通RAM区,位寻址区,工作寄存器区,SP-1 指向新的栈

33、顶,也就是下一个将要出栈的数据,数据出栈,初始 SP,堆栈区由特殊功能寄存器堆栈指针SP管理 堆栈区可以安排在 RAM区任意位置，一般不安排在工作寄存器区和可按位寻址的RAM区，通常放在RAM区的靠后的位置。,单片机存储器配置,片内RAM 128字节（00H7FH）； 片内RAM前32个单元是工作寄存器区(00H1FH) 片内RAM有128个可按位寻址的位，占16个单元。 位地址编号为：00H7FH 分布在：20H2FH单元 片内21个特殊功能寄存器(SFR)中：地址号能被8整除的 SFR中的各位也可按位寻址 可寻址片外RAM 64K字节 （0000HFFFFH） 可寻址片外ROM 64K字节

34、 （0000HFFFFH）,小结,存储器配置（片内RAM）,片内RAM 128字节（00H7FH）,00H,20H,2FH,7FH,1FH,30H,80H,FFH,普通RAM区,位寻址区,工作寄存器区,SFR分布在80H-FFH 其中92个位可位寻址,80H,FFH,所有的RAM区(包括位寻址区、工作寄存器区）都可以用于存放数据，故也称为数据缓存寄存器,128字节,小结,单片机存储器配置（片外RAM/ROM）,可寻址片外RAM 64K字节 （0000HFFFFH）； 可寻址片外ROM 64K字节 （0000HFFFFH）；,FFFFH,0000H,可寻址片外RAM,64K字节,FFFFH,00

35、00H,可寻址片外ROM,64K字节,FFFH,000H,片内 ROM,4K字节,7FH,00H,片内 RAM,128字节,FFH,80H,小结,MCS-51 片内 、片外 数据存储器示意图,特殊功能 寄存器 SFR,通用数据 存储器,80H 7FH,00H,FFH,片内数据存储器 片外数据存储器 256B个字节 64KB个字节,片外数据 存储器 64KB,0000H,FFFFH,注意： 1,访问片内RAM20H存储单元； MOV A,20H 2,访问片外RAM存储单元； MOV R0,#20h MOVX A,R0 3,尽管片内与片外的RAM单元 的00H-FFH地址相重叠但由 于指令的不同不

36、会发生地址 混乱。,单片机最小应用系统设计,单片机加上适当的外围器件和应用程序，构成的应用系统称为最小系统。 （一）单片机最小应用系统举例 18751最小应用系统,其应用特点为： （1）有较多的I/O口线。P0、P1、P2、P3均作为用户I/O口使用。 （2）内部存储器容量有限。 （3）应用系统开发具有特殊性。如8051的应用软件须依靠半导体厂家用半导体掩膜技术置入，故8051应用系统一般用作大批量生产的应用系统。另外，P0、P2口的应用与开发环境差别较大。,28031最小应用系统,803l是片内无程序存储器的芯片。因此，其最小应用系统必须在片外扩展EPROM。,8031最小应用系统,图为外接

37、容量为4k程序存储器的最小应用系统，4kB单元地址程序存储器要求地址线12根(AB0AB11)，它由P0和P2.0P2.3组成。地址锁存器的锁存信号为ALE。程序存储器的取指信号为PSEN。由于程序存储器芯片只有一片，故其片选线直接接地。8031芯片本身的EA必须接地，表明选择外部存储器外。,(二)最小应用系统设计,例2-3：用MCS-51单片机的定时器和中断功能试制一个“航标灯”。要求：航标灯在黑夜应能定时闪闪发光，设定时间隔为2s，即亮2s，熄灭2s周期循环进行；当白天到来时，航标灯应熄灭，停止定时器工作；fosc=12MHz。,图2-17 航标灯控制电路,功能的具体方案为： (1)航标灯的控制电路见图；8051定时的启停控制信号由来控制。 (2)指示灯利用达林堆管驱动，由P1.7控制。 (3)采用T0加软件计数的方法实现定时2s钟。 (4)白天与黑夜的识别:用图中所示的光敏三极管来区分白天与黑夜。,例2：开关量输出回路,开关量输出通常采用并行接口输出来控制有接点的继电器的方法。,开关量输出