单片机不挂科-1-单片机基本结构.pdf

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1、单片机基本结构 不挂科 单片机 第一讲 不挂科 3大模块0道题目 单片机 计算机基本知识模块1 单片机硬件结构模块2 单片机的时钟与复位模块3 单片机 基本结构 1.单片机基本结构不挂科 单片机 进制转换和BCD码 机器数及其表示 小节1 小节2 二进制逻辑运算小节3 计算机基本知识 1.计算机基本知识1.单片机基本结构不挂科 单片机 1.计算机基本知识1.单片机基本结构不挂科 单片机 机器数及其表示小节2 二进制逻辑运算小节3 计算机基本知识 进制转换和BCD码小节1 1.进制转换和BCD码 进制转换 十进制： 1.计算机基本知识1.单片机基本结构不挂科 单片机 二进制： 八进制： 十六进制

2、： 缩写 或 ；全世界目前最常用的进制。DecD 缩写 或 ；一种以8为基数的计数法，采用 共八个数字，逢 进 。OCTO0,1,2,3,4,5,6,781 目前的计算机系统使用的基本上是二进制系统，数据在计算机中主要是以补码的形式存储的。 缩写为 ；二进制是计算技术中广泛采用的一种数制，用 和 两个数码来表示。B01 缩写为 或 ；一般用数字 到 和字母 到 （或 ）表示，其中： 表示 。HEXH09AFafA F10 15 1.进制转换和BCD码 进制转换：其他进制转十进制 1.计算机基本知识1.单片机基本结构不挂科 单片机 二进制 十进制 八进制 十进制 十六进制 十进制 ab.cd B

3、 = a 21+ b 20+ c 21+ d 22 转换原则：各位数的值乘以该位数的权，再相加。 = 7 162+ 0 161+ 15 160+ 11 161+ 1 162 1011.11B = 1 23+ 0 22+ 1 21+ 1 20+ 1 21+ 1 22= 11.75例： 413(8)= 4 82+ 1 81+ 3 80= 4 64 + 1 8 + 3 1 = 267 例： 70F.B1H = 7 162+ 0 161+ F 160+ B 161+ 1 162例： 1.进制转换和BCD码 进制转换：其他进制转二进制 1.计算机基本知识1.单片机基本结构不挂科 单片机 十进制 二进制

4、转换原则：整数：除二取余法；小数：乘二取整法 421 2210 2 1052 522 262 132 62 32 1 1 0 1 0 0 1 0 1 1 高位 低位 421D = 110100101B 0.372 2 0.7440 2 1.4881 0.488 2 0.976 0 高位 低位 0.372D 0.010.B 任何十进制整数可以精确转换成一个二进制整数， 但十进制小数不一定能精确转换成一个二进制小数。 例： 1.进制转换和BCD码 进制转换：其他进制转二进制 1.计算机基本知识1.单片机基本结构不挂科 单片机 八进制 二进制 653O = 110 101 011B 十六进制 二进制

5、 7 0111B 1011F 11116 0110 7B6FH = 111 1011 0110 1111B 转换原则：每1位八进制数对应3位二进制数。 转换原则：每1位十六进制数对应4位二进制数。 6 1105 1013 011653O例： 7B6FH例： 1.进制转换和BCD码 进制转换 1.计算机基本知识1.单片机基本结构不挂科 单片机 十六进制 八进制 同理，二进制转八进制或者十六进制的规则也类似。 从后往前按照3位一组（十六进制为4位）将二进制分组，高位不足则补零， 然后各组分别对应等值的八进制或十六进制数即可。 3B6E35556 11101101101110B 0011 1011

6、0110 1110B 011 101 101 101 110B例： 类似地，十进制数转换为八进制、十六进制数时，可以利用二进制作为中间进制。 十进制 二进制 十六进制即： 十进制 二进制 八进制 1.进制转换和BCD码 BCD码 1.计算机基本知识1.单片机基本结构不挂科 单片机 的转换得以快捷的进行。 码，即二十进制代码，是一种二进制的数字编码形式，用二进制编码的十进制代码。BCD 码的特点：四位之内为二进制关系，四位之间为十进制关系。BCD 码这种编码形式利用了四个位元来储存一个十进制的数码，使二进制和十进制之间BCD 10BCD= 0001 0000B = 10H 10 = 0000 1

7、010B = 0AH 1010B1111B未被使用。 如： 1.计算机基本知识1.单片机基本结构不挂科 单片机 进制转换和BCD码小节1 二进制逻辑运算小节3 计算机基本知识 机器数及其表示小节2 机器数的概念 2.机器数及其表示1.计算机基本知识1.单片机基本结构不挂科 单片机 机器数是将符号数字化的数，是数字在计算机中的二进制表示形式。 机器数有两个特点：一是符号数字化，二是其数的大小受机器字长的限制。 最高位“0”表示正号，“1”表示负号。 机器数有三种表示方法：原码、反码和补码。 001000100 0100010 = + 34 符号位 例： 符号数：最高位为符号位，其余位为数值位。

8、无符号数：是逻辑数，最高位不表示符号。 机器数的表示方法 2.机器数及其表示1.计算机基本知识1.单片机基本结构不挂科 单片机 机器数有三种表示方法：原码、反码和补码。 原码： 原码是二进制数符号数值化以后的表示形式，是机器数的原始表示。 反码：正数的反码与原码相同。负数的反码由原码转换得到：符号位不变，数值位按位取反。 补码： 正数的补码与原码相同。负数的补码是将反码最低位加一。 00100010原码 反码11011101 补码11011110 反码 00100010 补码 00100010 原码 10100010 例： 34D = 100010B 34 00100010对正数：34 101

9、00010对负数： 2.机器数及其表示1.计算机基本知识1.单片机基本结构不挂科 单片机 小结： 正数的原码、反码和补码都相同。 负数的补码的转换过程：原码 反码 补码 负数的补码再取补就得到原码。 的补码为 ，再取补，即：1101111034例：11011110 10100001 10100010 机器数的表示方法 机器数有三种表示方法：原码、反码和补码。 原码： 原码是二进制数符号数值化以后的表示形式，是机器数的原始表示。 反码：正数的反码与原码相同。负数的反码由原码转换得到：符号位不变，数值位按位取反。 补码： 正数的补码与原码相同。负数的补码是将反码最低位加一。 进制转换和BCD码 机

10、器数及其表示 小节1 小节2 计算机基本知识 1.计算机基本知识1.单片机基本结构不挂科 单片机 二进制逻辑运算小节3 二进制的逻辑运算 与（乘） 3.二进制逻辑运算1.计算机基本知识1.单片机基本结构不挂科 单片机 或（加） 非（减） 异或（半加）：两个状态数不同为真，即“1”；相同为假，即“0” 1 1 = 11 0 = 00 0 = 0 1 1 = 11 0 = 10 0 = 0 1 1 = 01 0 = 10 0 = 0 1 = 00 = 1 单片机硬件结构 单片机的逻辑结构和引脚 单片机内部存储器 小节1 小节2 2.单片机硬件结构1.单片机基本结构不挂科 单片机 2.单片机硬件结构

11、1.单片机基本结构不挂科 单片机 单片机硬件结构 单片机的逻辑结构和引脚 单片机内部存储器 小节1 小节2 1.单片机的逻辑结构和引脚 单片机的逻辑结构 2.单片机硬件结构1.单片机基本结构不挂科 单片机 单片机是一种集成的电路芯片，是采用超大规模集成电路技术把具有处理能力的中央处 理器 、数据存储器 、程序存储器 、多个 口和中断系统、数据定时器/计时器等 功能集成到一块硅片上构成的一个小而完善的计算机系统。 ROMRAM定时/计数器 并行接口串行接口中断系统 CPU P1 P2 P3 P4INT0 INT1TXD RXD 内部总线 时钟电路 80C51 单片机功能模块框图 80C51 CP

12、URAMROMI/O 1.单片机的逻辑结构和引脚 单片机的逻辑结构 2.单片机硬件结构1.单片机基本结构不挂科 单片机 RAM用于存放可读/写数据。 ：内部程序存储器ROM ：内部数据存储器RAM 实际上80C51芯片中共有256个RAM单元。 80C51芯片中共有4KB ROM，用于存放程序和原始数据。 这部分将在后面的内容中讲解。 1.单片机的逻辑结构和引脚 单片机的外部引脚 2.单片机硬件结构1.单片机基本结构不挂科 单片机 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 40 39 38 37 36 35 34 33 32 31 3

13、0 29 28 27 26 25 24 23 22 21 P1.0 P1.1 P1.2 P1.3 P1.4 P1.5 P1.6 P1.7 RXD/P3.0 TXD/P3.1 INT0/P3.2 INT1P3.3 T0/P3.4 T1/P3.5 WR/P3.6 RD/P3.7 RST/VPD XTAL2 XTAL1 VSS P0.0/AD0 P0.1/AD1 P0.2/AD2 P0.3/AD3 P0.4/AD4 P0.5/AD5 P0.6/AD6 P0.7/AD7 VCC EA/Vpp ALE/PROG PSEN P2.7/A15 P2.6/A14 P2.5/A13 P2.4/A12 P2.3/

14、A11 P2.2/A10 P2.1/A9 P2.0/A8 输入/输出口线： P0.0 P0.7 P0口8位双向口线。 P1.0 P1.7 P2.0 P2.7 P3.0 P3.7 P1口8位双向口线。 P2口8位双向口线。 P3口8位双向口线。 80C51共有40个引脚。 80C51单片机引脚分布图 1.单片机的逻辑结构和引脚 单片机的外部引脚：控制引脚 2.单片机硬件结构1.单片机基本结构不挂科 单片机 地址锁存控制信号 ：ALE 外部程序存储器读选通信号 : PSEN 访问片外 时，使 低电平有效，可实现片外 的读操作， ROM ROM PSEN 其他情况下此引脚为高电平封锁状态。 1 2

15、3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 40 39 38 37 36 35 34 33 32 31 30 29 28 27 26 25 24 23 22 21 P1.0 P1.1 P1.2 P1.3 P1.4 P1.5 P1.6 P1.7 RXD/P3.0 TXD/P3.1 INT0/P3.2 INT1P3.3 T0/P3.4 T1/P3.5 WR/P3.6 RD/P3.7 RST/VPD XTAL2 XTAL1 VSS P0.0/AD0 P0.1/AD1 P0.2/AD2 P0.3/AD3 P0.4/AD4 P0.5/AD5 P0.6/A

16、D6 P0.7/AD7 VCC EA/Vpp ALE/PROG PSEN P2.7/A15 P2.6/A14 P2.5/A13 P2.4/A12 P2.3/A11 P2.2/A10 P2.1/A9 P2.0/A8 ALE/PROG PSEN ALE/PROG PSEN 访问片外 ROM, RAM 时，ALE 用于控制把 口输出 的低8位地址送入锁存器锁存， P0 实现低位地址和数据的 分时传送。不访问片外存储器时，可做为外部时钟使 用。 80C51单片机引脚分布图 1.单片机的逻辑结构和引脚 单片机的外部引脚 2.单片机硬件结构1.单片机基本结构不挂科 单片机 复位信号 : RST 访问程序存

17、储器控制信号 ：EA 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 40 39 38 37 36 35 34 33 32 31 30 29 28 27 26 25 24 23 22 21 P1.0 P1.1 P1.2 P1.3 P1.4 P1.5 P1.6 P1.7 RXD/P3.0 TXD/P3.1 INT0/P3.2 INT1P3.3 T0/P3.4 T1/P3.5 WR/P3.6 RD/P3.7 RST/VPD XTAL2 XTAL1 VSS P0.0/AD0 P0.1/AD1 P0.2/AD2 P0.3/AD3 P0.4/AD4

18、P0.5/AD5 P0.6/AD6 P0.7/AD7 VCC EA/Vpp ALE/PROG PSEN P2.7/A15 P2.6/A14 P2.5/A13 P2.4/A12 P2.3/A11 P2.2/A10 P2.1/A9 P2.0/A8 当 信号为高电平时，对 的操作是从内部 开始， 。EAROMROM EAROMROM当 信号为低电平时，对 的读操作是针对外部 的， ROM并可延续至外部 。 复位分为自动上电复位和人工开关复位两种方式。 当输入一个延续2个机器周期以上的高电平即有效。 80C51单片机引脚分布图 ： 口经地址锁存后提供低8位地址， 口直接提供高8位地址 ABP0 P2

19、1.单片机的逻辑结构和引脚 单片机的外部引脚 2.单片机硬件结构1.单片机基本结构不挂科 单片机 ： 口提供8位数据DBP0 地址总线和数据总线 地址总线高八位 第二功能 P0.0 P2.0 P3.0 ： P0口8位双向总线 P0.7 ： P1口8位双向总线 P1.0P1.7 ： P2口8位双向总线P2.7 ： P3口8位双向总线 P3.7 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 40 39 38 37 36 35 34 33 32 31 30 29 28 27 26 25 24 23 22 21 P1.0 P1.1 P1.2 P1

20、.3 P1.4 P1.5 P1.6 P1.7 RXD/P3.0 TXD/P3.1 INT0/P3.2 INT1P3.3 T0/P3.4 T1/P3.5 WR/P3.6 RD/P3.7 RST/VPD XTAL2 XTAL1 VSS P0.0/AD0 P0.1/AD1 P0.2/AD2 P0.3/AD3 P0.4/AD4 P0.5/AD5 P0.6/AD6 P0.7/AD7 VCC EA/Vpp ALE/PROG PSEN P2.7/A15 P2.6/A14 P2.5/A13 P2.4/A12 P2.3/A11 P2.2/A10 P2.1/A9 P2.0/A8 片外三总线 80C51单片机引脚分

21、布图 CBEA, ALE, PESN, RD, WR：等 1.单片机的逻辑结构和引脚2.单片机硬件结构1.单片机基本结构不挂科 单片机 I/O口 第二功能 注释 串行口数据接收端 串行口数据发送端 外部中断请求0 外部中断请求1 定时/计数器0 定时/计数器1 外部 写信号 外部 读信号 口的第二功能表 RAM RAM P3.0 P3.1 P3.2 P3.3 P3.4 P3.5 P3.6 P3.7 RXD TXD INT0 INT1 T0 WR T1 RD P3 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 40 39 38 37 36

22、35 34 33 32 31 30 29 28 27 26 25 24 23 22 21 P1.0 P1.1 P1.2 P1.3 P1.4 P1.5 P1.6 P1.7 RXD/P3.0 TXD/P3.1 INT0/P3.2 INT1P3.3 T0/P3.4 T1/P3.5 WR/P3.6 RD/P3.7 RST/VPD XTAL2 XTAL1 VSS P0.0/AD0 P0.1/AD1 P0.2/AD2 P0.3/AD3 P0.4/AD4 P0.5/AD5 P0.6/AD6 P0.7/AD7 VCC EA/Vpp ALE/PROG PSEN P2.7/A15 P2.6/A14 P2.5/A1

23、3 P2.4/A12 P2.3/A11 P2.2/A10 P2.1/A9 P2.0/A8 单片机的外部引脚 80C51单片机引脚分布图 1.单片机的逻辑结构和引脚2.单片机硬件结构1.单片机基本结构不挂科 单片机 口线的第二功能都是单片机重要的控制信号。 剩下不用的才作为口线使用。 因此在使用时，总是按需要优先选用他的第二功能， P3 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 40 39 38 37 36 35 34 33 32 31 30 29 28 27 26 25 24 23 22 21 P1.0 P1.1 P1.2 P1.3

24、P1.4 P1.5 P1.6 P1.7 RXD/P3.0 TXD/P3.1 INT0/P3.2 INT1P3.3 T0/P3.4 T1/P3.5 WR/P3.6 RD/P3.7 RST/VPD XTAL2 XTAL1 VSS P0.0/AD0 P0.1/AD1 P0.2/AD2 P0.3/AD3 P0.4/AD4 P0.5/AD5 P0.6/AD6 P0.7/AD7 VCC EA/Vpp ALE/PROG PSEN P2.7/A15 P2.6/A14 P2.5/A13 P2.4/A12 P2.3/A11 P2.2/A10 P2.1/A9 P2.0/A8 单片机的外部引脚 80C51单片机引脚分

25、布图 单片机硬件结构 单片机的逻辑结构和引脚 单片机内部存储器 小节1 小节2 2.单片机硬件结构1.单片机基本结构不挂科 单片机 高128个单元区为专用寄存器（ ）区，不能被用户使用。SFR 内部数据存储器 内部数据存储器分为低128个单元和高128个单元。 2.单片机内部存储器2.单片机硬件结构1.单片机基本结构不挂科 单片机 低128个单元区称为内部 ，可以被用户使用；RAM 对51子系列，共256字节内部数据存储器，其中低128字节可以让用户使用，高128单元被专寄 存器（ ）占用，不能让用户使用，所以常说的内部 区指的是低128单元。SFRRAM 用户RAM区 位寻址区 第3组通用寄

26、存器区 第2组通用寄存器区 第1组通用寄存器区 第0组通用寄存器区 7FH 30H 2FH 20H 1FH 00H 寄 存 器 区 （低128单元） 专 用 寄 存 器 区 FFH 80H （高128单元） 内部数据存储器：低128单元区 2.单片机内部存储器2.单片机硬件结构1.单片机基本结构不挂科 单片机 RAM 低128单元区可以分为三部分：寄存器区、位寻址区、用户 区。RAM 用户RAM区 位寻址区 第3组通用寄存器区 第2组通用寄存器区 第1组通用寄存器区 第0组通用寄存器区 7FH 30H 数据缓冲期/堆栈区： 30H7FH 20H 2FH 位寻址区： 单元地址：20H2FH 位地

27、址为：00H7FH 1FH 00H 工作寄存器区： 字节地址：00H1FH 内部RAM的前32个单元为寄存器，共分为4组。每组有8个寄存器，在组中按照 编号。R7 R0 R7 R6 R5 R4 R3 R2 R1 R0 00H 01H 02H 07H 一组通用寄存器区 内部RAM：位寻址区 2.单片机内部存储器2.单片机硬件结构1.单片机基本结构不挂科 单片机 内部RAM的20H2FH单元，既可作为一般RAM单元使用，进行字节操作， 也可对单元中的每一位进行操作。 位寻址区是为位操作而准备的，是80C51位处理器的位数据存储区。 位寻址区共有16个RAM单元，总计128个可直接寻址位，位地址为0

28、0H7FH。 用户RAM区 位寻址区 第3组通用寄存器区 第2组通用寄存器区 第1组通用寄存器区 第0组通用寄存器区 7FH 30H 2FH 20H 1FH 00H （低128单元） 内部RAM：位寻址区 2.单片机内部存储器2.单片机硬件结构1.单片机基本结构不挂科 单片机 下表为位寻址区的位地址表： 字节地址 位地址 D7D6D5D4D3D2D1D0 2FH 2EH 2DH 2CH 2BH 2AH 29H 28H 27H 26H 25H 24H 23H 22H 21H 20H 7FH 77H 6FH 67H 5FH 57H 4FH 47H 3FH 37H 2FH 27H 1FH 17H 0

29、FH 07H 7EH 76H 6EH 66H 5EH 56H 4EH 46H 3EH 36H 2EH 26H 1EH 16H 0EH 06H 7DH 75H 6DH 65H 5DH 55H 4DH 45H 3DH 35H 2DH 25H 1DH 15H 0DH 05H 7CH 74H 6CH 64H 5CH 54H 4CH 44H 3CH 34H 2CH 24H 1CH 14H 0CH 04H 7BH 73H 6BH 63H 5BH 53H 4BH 43H 3BH 33H 2BH 23H 1BH 13H 0BH 03H 7AH 72H 6AH 62H 5AH 52H 4AH 42H 3AH 3

30、2H 2AH 22H 1AH 12H 0AH 02H 79H 71H 69H 61H 59H 51H 49H 41H 39H 31H 29H 21H 19H 11H 09H 01H 78H 70H 68H 60H 58H 50H 48H 40H 38H 30H 28H 20H 18H 10H 08H 00H 内部RAM：用户RAM区 2.单片机内部存储器2.单片机硬件结构1.单片机基本结构不挂科 单片机 在内部 低 单元中，通用寄存器占去 个单元，位寻址区占去 个单元，剩余的 个 单元就是供用户使用的一般 区，其单元地址为 。 RAM128321680 RAM30H7FH 对于用户 区，只能以

31、存储单元的形式来使用，无其他规定或限制。 RAM 在应用中常把堆栈开辟在此区中。 用户RAM区 位寻址区 第3组通用寄存器区 第2组通用寄存器区 第1组通用寄存器区 第0组通用寄存器区 7FH 30H 2FH 20H 1FH 00H （低128单元） 内部数据存储器：高128单元区 2.单片机内部存储器2.单片机硬件结构1.单片机基本结构不挂科 单片机 对没有被专用寄存器使用的空闲地址的操作是无意义的。 内部寄存器高 单元区供专用寄存器使用。128 共有 个专用寄存器，离散分布在数据存储器高 字节的 中，80C512112880H FFH 因为这些存储器的功能已作专门规定，所以称作专用寄存器（

32、 ）。SFR 专 用 寄 存 器 区 FFH 80H （高128单元） 2.单片机内部存储器2.单片机硬件结构1.单片机基本结构不挂科 单片机 专用寄存器介绍 1累加器 (8位) Acc 2寄存器 (8位)B ALU需要 处理的数据和计算结果多数要经过 累加器，相当于十字路口的警察。A 与 累加器配合执行乘、除运算，也可用作通用寄存器。A BB乘法时: 为乘数并存放乘积的高八位；除法时： 为除数并存放余数。 累加器在算术运算中存放操作数和运算结果。 专用寄存器介绍 2.单片机内部存储器2.单片机硬件结构1.单片机基本结构不挂科 单片机 程序计数器 (16位) 3 的内容为将要执行的指令地址。

33、是唯一不可寻址的寄存器，不属于专用寄存器，用户不可对其进行读、写。 在执行转移、调用、返回的指令时能自动改变其内容，以改变程序的执行顺序。 复位时： = ，程序从此单元开始执行，访问范围： 即 。 存放 运算过程的标志状态，用来存放程序状态信息，而且某些指令的执行结果会自动影 响到 的有关标志位，有些标志位可用指令来设置。 PC PC PC PC 0000H0000 FFFH64K 程序状态字 (8位) 4PSW PSW ALU 程序状态字 2.单片机内部存储器2.单片机硬件结构1.单片机基本结构不挂科 单片机 内部RAM的001FH分为4个区，每个区有8个单元，分别用R0R7来表示； 选择哪

34、个工作寄存器组是通过软件对程序状态字寄存器PSW的第3、4位进行设置实现的。 程序状态字 位序 位标志 PSW.7PSW.6PSW.5PSW.4PSW.3PSW.2PSW.1PSW.0 CYACFORS1RS0OVP 寄存器组片内 地址通用寄存器名 称 组0 组1 组2 组3 RS1RS0 RAM 00 0 0 1 1 11 00H07H 08H0FH 10H17H 18H1FH R0R7 R0 R0 R0 R7 R7 R7 专用寄存器介绍 2.单片机内部存储器2.单片机硬件结构1.单片机基本结构不挂科 单片机 5数据指针 (16位) DPTR 由高位字节 和低位字节 组成，主要用于存放片外存

35、储器16位地址，作为片外存储器的 指针。 DPHDPL 既可作为一个16位寄存器来使用，也可作为2个独立的8位寄存器 DPTR（ 高8位字节）DPH 和 （ 低8位字节）来使用。DPTRDPL ： 8bit 0255DPH DPL ： 8bit 0255 DPTR ： 16bit 065535 专用寄存器介绍 2.单片机内部存储器2.单片机硬件结构1.单片机基本结构不挂科 单片机 具体堆栈的操作会在后面的章节中展开。 堆栈是一种数据结构,专门存放向上生长堆栈的栈顶位置。 堆栈指针. (8位) 6SP 堆栈主要用于子程序调用及返回和中断处理断点的保护及返回，系统复位时， 。 SP = 07H 对

36、堆栈共有两种操作：进栈和出栈，遵循“后进先出”的原则。 实际应用中，应该将堆栈指针SP设置为30H之后， 也就是用户RAM区中，以免占用寄存器区与位寻址区。 用户RAM区 位寻址区 第3组通用寄存器区 第2组通用寄存器区 第1组通用寄存器区 第0组通用寄存器区 7FH 30H 2FH 20H 1FH 00H （低128单元） 专用寄存器单元寻址和位寻址 2.单片机内部存储器2.单片机硬件结构1.单片机基本结构不挂科 单片机 符号单元地址名称 位地址 符号 地址 累加器 乘法寄存器 程序状态字 堆栈指针 数据存储器指针(低8位） 数据存储器指针(高8位） 中断允许控制器 中断优先控制器 通道0

37、通道1 通道2 通道3 电源控制及波特率选择 串行口控制 串行数据缓冲器 定时控制 定时器方式选择 定时器0低8位 定时器1低8位 定时器0高8位 定时器1高8位 *ACC *B *PSW SP DPL DPH *IE *IP *P0 *P1 *P2 *P3 PCON *SCON SBUF *TCON TMOD TL0 TL1 TH0 TH1 E0H F0H D0H 81H 82H 83H A8H B8H 80H 90H A0H B0H 87H 98H 99H 88H 89H 8AH 8BH 8CH 8DH ACC.7ACC.0 B.7B.0 PSW.7PSW.0 E7HE0H F7HF0H

38、D7HD0H IE.7 BFH P0.7 IP.0IP.7 P0.0 P1.7P1.0 P2.7P2.0 P3.7P3.0 IE.0 A8HAFH B8H 87H80H 97H90H A7HA0H B7HB0H 9FH98H 8FH88H SCON.7SCON.0 CON.7TCON.0 内部程序存储器ROM 2.单片机内部存储器2.单片机硬件结构1.单片机基本结构不挂科 单片机 内部 内部 0FFFH 002AH 0000H 程序引导区 系统的启动单元，单片机复位后，0000H 0002H 串行中断地址区。 0023H 002AH 外部中断 中断地址区。0003H 000AH0 定时/计数器

39、 中断地址区。000BH 0012H0 定时/计数器 中断地址区。 001BH 0022H1 外部中断 中断地址区。0013H 001AH1 (PC) = 0000H0000H ，程序从 单元开始取指令。 单片机的时钟与复位 单片机的时钟与定时单位 单片机的系统复位 小节1 小节2 3.单片机的时钟与复位1.单片机基本结构不挂科 单片机 3.单片机的时钟与复位1.单片机基本结构不挂科 单片机 单片机的时钟与复位 单片机的时钟与定时单位 单片机的系统复位 小节1 小节2 1.单片机的时钟与定时单位 时钟电路 3.单片机的时钟与复位1.单片机基本结构不挂科 单片机 单片机时钟电路通常有两种形式：

40、晶体振荡器频率即为系统的振荡频率。 内部振荡方式：1 引脚XTAL1和XTAL2分别接放大器的输入端和输出端。 把放大器与作为反馈元件的晶体振荡器或陶瓷谐振器， 以及两个电容连接，就构成了内部自激振荡器并产生振荡时钟脉冲。 通常为1.2MHz-12MHz，晶振频率越高，单片机运行速度就越快。 C1 C2 CYS XTAL1 XTAL2 至内部时钟 MCS 51 内部振荡方式 1.单片机的时钟与定时单位 时钟电路 3.单片机的时钟与复位1.单片机基本结构不挂科 单片机 +5V MCS 51 XTAL2 XTAL1 Vss 外 部 时 钟 源 TTL HMOS 型 外部振荡方式 外部振荡方式常用于

41、多块芯片同时工作，以便于同步。 外部振荡方式：2 外部振荡方式就是把外部已有的时钟信号引入单片机内。 1.单片机的时钟与定时单位 时序 3.单片机的时钟与复位1.单片机基本结构不挂科 单片机 XTAL2 (OSC) P1P2 振荡周期，又称节拍P 时序研究的是指令执行中各信号之间的相互时间关系。下面是有关 时序的几个概念。CPU P振荡周期：为单片机提供时钟信号的振荡源的周期，也称节拍，用 表示。1 如果为内部时钟方式，振荡周期即为石英晶体的振荡周期。 1.单片机的时钟与定时单位 时序 3.单片机的时钟与复位1.单片机基本结构不挂科 单片机 时钟周期：是振荡源信号经二分频后形成的时钟脉冲信号，

42、也称状态周期，用 表示。 2 即一个时钟周期是振荡周期的2倍。 S 时钟周期S XTAL2 (OSC) P1P2 S1S2S3S4S5S6 1.单片机的时钟与定时单位 时序 3.单片机的时钟与复位1.单片机基本结构不挂科 单片机 机器周期：通常将完成一个基本操作所需的时间称为机器周期。 3 MCS 51 中1个机器周期含6个时钟周期。 机器周期机器周期 XTAL2 (OSC) P1P2 S1 S时钟周期 S2S3S4S5S6S1S2S3S4S5S6 1.单片机的时钟与定时单位 时序 3.单片机的时钟与复位1.单片机基本结构不挂科 单片机 指令周期：是指 执行一条指令所需要的时间。一个指令周期通

43、常含有14个机器周期。 4 CPU XTAL2 (OSC) P1P2 S1 S时钟周期 S2S3S4S5S6 机器周期机器周期 S1S2S3S4S5S6 指令周期 1.单片机的时钟与定时单位 时序 3.单片机的时钟与复位1.单片机基本结构不挂科 单片机 振荡周期 1/(12MHz)1/12s0.0833s * 时钟周期振荡周期 21/6s = 0.167s 指令周期 14s 若 单片机外接晶振为 时，则单片机的四个周期的具体值为： 12MHzMCS 51 机器周期时钟周期 6 振荡周期 *12 = 1s*= 单片机的时钟与复位 单片机的时钟与定时单位 单片机的系统复位 小节1 小节2 3.单片

44、机的时钟与复位1.单片机基本结构不挂科 单片机 2.单片机的系统复位3.单片机的时钟与复位1.单片机基本结构不挂科 单片机 单片机的复位 冷启动：当系统初始加电的时候上电复位 热启动：当程序运行死机的时候按钮复位 单片机为什么需要复位：1 什么时候需要复位：2 并从这个状态由用户程序开始引导工作。 CPU复位是单片机的初始化操作，使 和各个部件处在一个确定的初始状态， 在振荡器运行时， 端至少保持2个机器周期的高电平。RST 单片机复位的条件：3 基本复位电路有三种：上电复位、按键电平复位、按键脉冲复位。80C51 单片机的复位 2.单片机的系统复位3.单片机的时钟与复位1.单片机基本结构不挂科 单片机 复位操作后，部分专用寄存器（SFR）及引脚的初始化状态如下表： SFR/引脚名称初始化状态 PC0000H SP07H DPTR0000H PSW00H ALE0 1PSEN 单片机基本结构 不挂科 单片机 第一讲