单片机结构.ppt

第二章 单片机的结构及原理
主要内容：
2-1 单片机的发展历史及应用
2-2 80C51单片机的结构
2-3 80C51的存储器
2-4 时钟和时序
2-5 复位
2-6 最小应用系统
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内外统一编址的64KB的程序存储器（用16位地址）、256B的片内数据存储器的地址空间（用8位地址）以及64KB片外数据存储器地址空间。80C51的存储器空间结构如下：
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存储器配置




物理上有四个存储空间： 片内数据存储器、 片内程序存储器、 片外程序存储器、片外数据存储器。
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存储器配置



逻辑上，即从用户使用的角度上，80C51的存储器有三个空间： 256B的片内数据存储器的地址空间（用8位地址）、 片内外统一编址的64KB的程序存储器（用16位地址）、64KB片外数据存储器地址空间。
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存储器配置
程序存储器
•作用：程序存储器用于存放系统应用程序和表格常数。
•配置：程序存储器的寻址范围为0000H~FFFFH（64K），80C51、87C51片内有4KB程序存储器，片外最多可扩展64KB程序存储器，两者是统一编址的。片内、片外程序存储器的选择由输入到引脚EA的信号控制，当EA端输入高电平时，CPU可访问片内程序存储器4KB（0000H~0FFFH）的地址范围，若地址超出4KB 时，将自动转向访问片外程序存储器；当EA输入低电平时，则只能访问片外程序存储器，不论片内是否有程序存储器。对于80C31，EA应固定接低电平信号。
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存储器配置
•程序存储器的操作：
程序指令的自主操作
表格常数的查表操作
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存储器配置
片内数据存储器
•作用：数据存储器用于存放运算的中间结果、数据暂存和缓冲、标志位等。
•配置：片内数据存储器共有256B寻址空间，地址范围为00H~FFH，前128B（00H~7FH）作为通用数据存储器供用户使用；后128B（80H~FFH）中的一部分为特殊功能寄存器占用。
通用数据存储区是一个多功能复用空间，主要包含以下三个空间：
工作寄存器
位寻址区
数据缓冲与堆栈区
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


存储器配置
工作寄存器区共有32个单元，地址00H~1FH，分为4组，每组有8个工作寄存器（R0~R7）。
单元地址
位地址（二进制位的地址）
数据缓冲与堆栈区
注意：上述存储区的划分不是绝对的。
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存储器配置
特殊功能寄存器SFR
（Special Function Register)
80C51将操作管理寄存器统一成
特殊功能寄存器，以区别于通用
寄存器。通过SFR可实现80C51
系列单片机内部资源的运行操作。
80C51中共有21个特殊功能
寄存器，分布在片内RAM
80H~FFH区间。
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存储器配置
常用的特殊功能寄存器：
累加器ACC（简称为A）：8位寄存器，用来存放参与运算的一个数及运算结果。
寄存器B：8位寄存器，在乘、除法运算中用来暂存数据或作为普通存储单元使用。
数据指针寄存器DPTR：16位寄存器，主要作为片外数据存储器的地址指针，也可拆成高字节DPH和低字节DPL两个独立的8位寄存器。
端口P0~P3：80C51把I/O当作一般的专用寄存器来使用，不专设口操作指令。
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存储器配置
程序状态字寄存器PSW：8位寄存器，用作程序运行状态的标志。其中第4、3位RS1、RS0是工作寄存器组选择位，用于选择当前工作寄存器组。
D7
D6
D5
D4
D3
D2
D1
D0
CY
AC
F0
RS1
RS0
OV
F1
P
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存储器配置
片外数据存储器
•片外数据存储器的寻址范围为64KB（0000H~FFFFH），是独立于程序存储器和片内数据存储器的数据存取空间。
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小结：存储器配置
MCS-51存储器
片内
片外
数据存储器
程序存储器
程序存储器
数据存储器64KB
（0000H~FFFFH）
片内RAM
特殊功能寄存器（SFR）
工作寄存器
位寻址区
数据缓冲区
统一编址64KB
(0000H~FFFFH)
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时钟和时序
时钟信号
时钟信号频率fosc=~12MHz
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时钟和时序
时钟电路
•引脚
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