MCS-51的认知(2).ppt

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1、MCS-51的认知(2)计算机工业控制技术专业能力目标专业能力目标专业能力目标专业能力目标：1、培养学生查阅相关资料的能力。2、培养学生认知单片机的能力。方法能力目标：方法能力目标：具备自学能力；理解能力与表达能力。社会能力目标社会能力目标：具备团队协作能力、组织能力及安全意识。教学重点与难点重点重点：MCS-51单片机的构成、工作原理 难点难点：单片机的管脚功能及控制 资讯内容资讯内容：学习单元2.1：MCS-51的认 知参考资料参考资料：计算机工业控制技术(上册)教材 计算机工业控制技术实验指导、微机原理与接口技术 单片机原理及其接口技术 情景导入情景导入-提出工作任务及任务要求提出工作任

2、务及任务要求 基本任务-单片机的基本构成及工作原理 拓展任务-单片机的应用 分析任务分析任务 1、什么是单片机？2、单片机有什么用？3、单片机的发展前景？4、单片机如何工作？5、单片机的基本构成：各部件的功能？芯片的结构？相关知识相关知识 单片机的定义 单片机的工作原理及结构组成。引脚功能 MCS-51工作方式 MCS-51单片机时序 单片机的发展及应用第二章第二章 MCS-51MCS-51系列单片机的结构和原理系列单片机的结构和原理2.1 MCS-51系列单片机概述系列单片机概述 2.2 89C51单片机内部结构单片机内部结构 2.3 89C51单片机的引脚单片机的引脚 2.4 MCS-51

3、系列单片机的工作方式系列单片机的工作方式2.1 MCS-51MCS-51系列单片机概述系列单片机概述 2.1.1 MCS-51系列单片机的基本结构系列单片机的基本结构2.1.2 MCS-51系列单片机的分类系列单片机的分类 2.1.1 MCS-51 MCS-51系列单片机的基本结构系列单片机的基本结构 单片机是一个大规模集成电路芯片，其上集成有CPU、存储器、I/O口(串行口、并行口)、其它辅助电路(如中断系统，定时/计数器，振荡电路及时钟电路等等)。其基本结构框图如下：MCS-51系列单片机的基本结构图系列单片机的基本结构图 CPURAMROM中断系统中断系统串行口串行口并行口并行口定时计数

4、器定时计数器振荡电路振荡电路 X1 X2 P0 P1 P2 P3 TXD RXD INT0 INT1T0 T1计算机计算机微机微机 MCS-51系列单片机的基本结构图系列单片机的基本结构图 X1 X2 P0 P1 P2 P3 TXD RXD INT0 INT1返回返回CPURAMROM中断系统中断系统串行口串行口并行口并行口定时计数器定时计数器振荡电路振荡电路 X1 X2 P0 P1 P2 P3 TXD RXD INT0 INT1T0 T11、RAM被称为随机被称为随机读写存储器。读写存储器。2、用于存放数据、用于存放数据。3、具有易失性：芯、具有易失性：芯片掉电后，其内的片掉电后，其内的信息

5、消失。信息消失。MCS-51系列单片机的基本结构图系列单片机的基本结构图 T0 T1CPURAMROM中断系统中断系统串行口串行口并行口并行口定时计数器定时计数器振荡电路振荡电路 X1 X2 P0 P1 P2 P3 TXD RXD INT0 INT1T0 T11、ROM被称为只被称为只读存储器。读存储器。2、用于存放程序。、用于存放程序。3、具有非易失性：、具有非易失性：掉电后其内的信息掉电后其内的信息依然存在。依然存在。返回返回运算器运算器 最终结果最终结果 数数 中间结果中间结果/据据 最后结果最后结果 原始数据原始数据 与程序与程序 最后最后 结果结果 程程 序序计算机系统的硬件组成框图

6、计算机系统的硬件组成框图存储器存储器控制器控制器输出设备输出设备输入设备输入设备单片机单片机 微机微机 返回返回 DB CPU AB CB 存储器存储器 I/O口口 微机的结构框图微机的结构框图单片机单片机 计算机计算机 返回返回2.2.1 MCS-51系列单片机的分类系列单片机的分类 常用的MCS51系列单片机有2种类型的产品：8051/8751/89C51和8031。它们的结构基本相同，其主要差别反映在存储器的配置上的不同：8051内设有4KB的掩膜ROM；8751内设有4KB的EPROM；89C51内设有4KB的E2PROM；8031内没有ROM。MCS-51 MCS-51 系列单片机配

7、置一览表系列单片机配置一览表 89C51单片机的内部结构单片机的内部结构 ATMPPSWBSPDPTRRAMPCROMP1P2P3P0定时定时中断中断串口串口IRPLAID振振荡荡X1X2 PSEN RST ALE EAP0P1P2P3ALU习习 题题 89C51单片机的内部结构单片机的内部结构 返回返回ATMPPSWBSPDPTRRAMPCROMP1P2P3P0定时定时中断中断串口串口IRPLAID振振荡荡X1X2 PSEN RST ALE EAP0P1P2P3ALU算术逻辑运算部件算术逻辑运算部件主要用来完成数据的算术和逻主要用来完成数据的算术和逻辑运算。辑运算。ALU有有2个输入端和个输

8、入端和2个输出端，其中一个输出端，其中一端接至累加器，接收由累加器送来的一个操作数；端接至累加器，接收由累加器送来的一个操作数；另一端接收另一端接收TMP中的第二个操作数。参加运算的中的第二个操作数。参加运算的操作数在操作数在ALU中进行规定的操作运算，运算结束中进行规定的操作运算，运算结束后，一方面将结果送至累加器，同时将操作结果后，一方面将结果送至累加器，同时将操作结果的特征状态送标志寄存器。的特征状态送标志寄存器。89C51单片机的内部结构单片机的内部结构 ATMPPSWBSPDPTRRAMPCROMP1P2P3P0定时定时中断中断串口串口IRPLAID振振荡荡X1X2 PSEN RST

9、 ALE EAP0P1P2P3ALU1、16位寄存器位寄存器2、存放下一条将要执行的指令地、存放下一条将要执行的指令地址址.程序中的指令是按照顺序存放程序中的指令是按照顺序存放在存储器中的某个连续区域在存储器中的某个连续区域.每条每条指令都有自己的地址指令都有自己的地址,CPU根据根据PC中的指令地址从存储器中取出将中的指令地址从存储器中取出将要执行的指令要执行的指令.3、具有、具有自动加自动加1 1功能功能,从而指向下从而指向下一条将要执行的指令地址一条将要执行的指令地址.4、PCPC的值可以修改，的值可以修改，一般程序是一般程序是按顺序执行指令的按顺序执行指令的.若改变了的若改变了的PC的

10、值的值,则程序将不再按顺序执行。则程序将不再按顺序执行。返回返回 89C51单片机的内部结构单片机的内部结构 ATMPPSWBSPDPTRRAMPCROMP1P2P3P0定时定时中断中断串口串口IRPLAID振振荡荡X1X2 PSEN RST ALE EAP0P1P2P3IRIR：用来存放当前正在执行的指令：用来存放当前正在执行的指令代码代码 。IDID：用来对指令代码进行分析、译用来对指令代码进行分析、译码，根据指令译码的结果，输出相码，根据指令译码的结果，输出相应的控制信号。应的控制信号。PLAPLA：产生出各种操作电位、不同节产生出各种操作电位、不同节拍的信号、时序脉冲等执行此条命拍的信

11、号、时序脉冲等执行此条命令所需的全部控制信号令所需的全部控制信号。返回返回 89C51单片机的内部结构单片机的内部结构 X1X2 PSEN RST ALE EAATMPPSWBSPDPTRRAMPCROMP1P2P3P0定时定时中断中断串口串口IRPLAID振振荡荡X1X2 PSEN RST ALE EAP0P1P2P31、8位寄存器位寄存器2、累加器是一个特殊的寄存器，它、累加器是一个特殊的寄存器，它的字长和微处理器的字长相同，累的字长和微处理器的字长相同，累加器具有输入输出和移位功能，加器具有输入输出和移位功能，微处理器采用累加器结构可以简化微处理器采用累加器结构可以简化某些逻辑运算。某些

12、逻辑运算。3、由于所有运算的数据都要通过累、由于所有运算的数据都要通过累加器，故累加器在微处理器中占有加器，故累加器在微处理器中占有很重要的位置。很重要的位置。ALU返回返回 89C51单片机的内部结构单片机的内部结构 X1X2 PSEN RST ALE EAATMPPSWBSPDPTRRAMPCROMP1P2P3P0定时定时中断中断串口串口IRPLAID振振荡荡X1X2 PSEN RST ALE EAP0P1P2P3ALU 1、8位寄存器位寄存器2、在进行乘除法运算时，存、在进行乘除法运算时，存放参与运算的一个操作数放参与运算的一个操作数3、除此之外，作为一般、除此之外，作为一般REG使用使

13、用 返回返回ATMPPSWBSPDPTRRAMPCROMP1P2P3P0定时定时中断中断串口串口IRPLAID振振荡荡X1X2 PSEN RST ALE EAP0P1P2P3 1、PSW称为程序状态字寄存器，是一个称为程序状态字寄存器，是一个8位寄存器。位寄存器。2、D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 Cy Ac F1 RS1 RS0 Ov -PALU返回返回 89C51单片机的内部结构单片机的内部结构 X1X2ATMPPSWBSPDPTRRAMPCROMP1P2P3P0定时定时中断中断串口串口IRPLAID振振荡荡X1X2 PSEN RST ALE EAP0P1P2P31、SP称

14、为堆栈指针，称为堆栈指针，8位寄存器位寄存器2、SP用来存放用来存放堆栈堆栈栈顶的地址。栈顶的地址。返回返回 89C51单片机的内部结构单片机的内部结构 PSEN RST ALE EAATMPPSWBSPDPTRRAMPCROMP1P2P3P0定时定时中断中断串口串口IRPLAID振振荡荡X1X2 PSEN RST ALE EAP0P1P2P31、数据指针、数据指针DPTR是一个是一个 16 位的专用寄存位的专用寄存器器,其高位字节寄存器用其高位字节寄存器用DPH表示表示,低位字低位字节寄存器用节寄存器用DPL表示。表示。2、既可作为一个、既可作为一个 16 位寄存器位寄存器DPTR来处理来处

15、理,也可作为两个独立的也可作为两个独立的 8 位寄存器位寄存器DPH和和DPL来处理。来处理。3、DPTR 主要用来存放主要用来存放 16位地址位地址，当对，当对 64 KB外部数据存储器空间寻址时外部数据存储器空间寻址时,作为间作为间址寄存器用。在访问程序存储器时址寄存器用。在访问程序存储器时,用作基用作基址寄存器。址寄存器。返回返回演示演示 89C51单片机的内部结构单片机的内部结构 PSEN RST ALE EAATMPPSWBSPDPTRRAMPCROMP1P2P3P0定时定时中断中断串口串口IRPLAID振振荡荡X1X2 PSEN RST ALE EAP0P1P2P3 89C51内有

16、的内有的4K的的ROM；不够用时可以外扩不够用时可以外扩ROM；内内ROM+外外ROM 64K返回返回7FH 真正真正RAM区区00HMCS-51 单片机片内RAM的配置图FFH SFR区区80H 89C51内有256B的RAM单元，其地址范围为00HFFH，分为两大部分:低 128 字节（00H7FH）为真正的RAM区;高 128 字节（80HFFH）为特殊功能寄存器区SFR。返回返回7FH 真正真正RAM区区00HMCS-51 单片机片内RAM的配置图FFH SFR区区80H返回返回 89C51内有256B的RAM单元，其地址范围为00HFFH，分为两大部分:低 128 字节（00H7FH

17、）为真正的RAM区;高 128 字节（80HFFH）为特殊功能寄存器区SFR。7FH 普通普通RAM区区30H2FH 位寻址区位寻址区20H1FH 工作寄存器区工作寄存器区00H7FH 真正真正RAM区区00HMCS-51 单片机片内RAM的配置图FFH SFR区区80H 89C51内有256B的RAM单元，其地址范围为00HFFH，分为两大部分:低 128 字节（00H7FH）为真正的RAM区;高 128 字节（80HFFH）为特殊功能寄存器区SFR。7FH 普通普通RAM区区30H2FH 位寻址区位寻址区20H1FH 工作寄存器区工作寄存器区00H返回返回07H 0组组00H0FH 1组组

18、08H17H 2组组10H1FH 3组组18H1、工作寄存器区、工作寄存器区 是指是指00H1FH区区,共分共分4个组个组,每组有每组有8个个单元单元,共共32个内部个内部RAM单元。单元。2、每次只能有、每次只能有1组作为工作寄存组作为工作寄存器使用器使用,其它各组可以作为一般其它各组可以作为一般的数据缓冲区使用。的数据缓冲区使用。3、作为工作寄存器使用的、作为工作寄存器使用的8个单个单元，又称为元，又称为R0R74、程序状态字、程序状态字PSW中的中的PSW.3（RS0）和）和PSW.4（RS1）两位来选择哪一两位来选择哪一组作为工作寄存器使用。组作为工作寄存器使用。CPU通过软件修改通过

19、软件修改PSW中中RS0和和RS1两位的状态两位的状态,就可任选一个工作就可任选一个工作寄存器工作。寄存器工作。RS1、RS0与片内工作寄存器组的对应关系与片内工作寄存器组的对应关系 RS1RS0寄存器组片内PAM地址通用寄存器名称000组00H07HR0R7011组08H0FHR0R7102组10H17HR0R7013组18H1FHR0R7返回返回工作寄存器和工作寄存器和RAM地址对照表地址对照表 返回返回7FH 真正真正RAM区区00HMCS-51 单片机片内RAM的配置下图 所示：FFH SFR区区80H7FH 普通普通RAM区区30H2FH 位寻址区位寻址区20H1FH 工作寄存器区工

20、作寄存器区00H20H21H22H23H24H25H26H27H2FH1、位寻址区是指、位寻址区是指 20H2FH单元，共单元，共16个单元。个单元。2、位寻址区的每、位寻址区的每1位都可位都可当作软件触发器当作软件触发器,由程序直由程序直接进行位处理。接进行位处理。3、位寻址区的位寻址区的 16个单元个单元（共计（共计128位）的每位）的每1位都位都有一个有一个8位表示的位地址位表示的位地址,位地址范围为位地址范围为00H1FH。如表所示如表所示。4、同样同样,位寻址的位寻址的RAM单单元也可以按字节操作作为元也可以按字节操作作为一般的数据缓冲一般的数据缓冲 区。区。返回返回 内部内部RAM

21、中位地址表中位地址表 返回返回7FH 真正真正RAM区区00HMCS-51 单片机片内RAM的配置图FFH SFR区区80H返回返回 89C51内有256B的RAM单元，其地址范围为00HFFH，分为两大部分:低 128 字节（00H7FH）为真正的RAM区;高 128 字节（80HFFH）为特殊功能寄存器区SFR。1、高、高128B的的RAM单元中单元中有有21个单元可用，称为个单元可用，称为SFG。这。这21个个SFG分散在分散在高高128B的地址空间内，分的地址空间内，分别是别是A，B，PSW，SP，DPH，DPL，P0，P1，P2，P3，IP，IE，TCON，TMOD，TH0，TL0，

22、TH1，TL1，SCON，SBUF，PCON。2、有些可以按位寻址。、有些可以按位寻址。3、特殊功能寄存器名称、特殊功能寄存器名称、标识符、标识符、地址见表地址见表 特殊功能寄存器名称、特殊功能寄存器名称、标识符、标识符、地址一览表地址一览表 返回返回返回返回2.3 89C51单片机的引脚单片机的引脚 学习单片机的内部结构有助于了解信息流动,掌握编程技巧;学习单片机的外部引脚有助于掌握它与其它芯片的连接,单片机与外界的信息交换就是通过它的引脚实现的。在MCS51系列单片机中,各类型号单片机的引脚是相互兼容的.在器件的封装形式上,MCS51系列单片机有二种:双列直插式和方形封装，均为40脚。MC

23、S-51MCS-51单片机引脚及总线结构图如下：单片机引脚及总线结构图如下：习习 题题 MCS-51单片机引脚及总线结构(a)管脚图；(b)引脚功能分类 P2P0ALEPSENEARSTVCCGNDP1P3X1X2返回返回 ATMPPSWBSPDPTRRAMPCROMP1P2P3P0定时定时中断中断串口串口IRPLAID振振荡荡X1X2 PSEN RST ALE EAP0P1P2P3ALU返回返回 P0.0-P0.7 1、没有外扩芯片时，作为一般、没有外扩芯片时，作为一般的的INOUT线线,直接与外设通信。直接与外设通信。2、有外扩、有外扩Mem时时,先送出外先送出外Mem的地址码的低八位的地

24、址码的低八位,然后传然后传送数据信息。送数据信息。外外ROM:ROM:PCPC的低的低8 8位位由由P0.0-P0.0-P0.7P0.7送出。送出。外外RAM:RAM:DPLDPL由由P0.0-P0.7P0.0-P0.7送出。送出。ATMPPSWBSPDPTRRAMPCROMP1P2P3P0定时定时中断中断串口串口IRPLAID振振荡荡X1X2 PSEN RST ALE EAP0P1P2P3ALU P2.0-P2.7 1、没有外扩芯片时，作为一般的、没有外扩芯片时，作为一般的INOUT线线,直接与外设通信直接与外设通信 2、有外扩、有外扩Mem时时,送出外送出外Mem的的地址码的高八位地址码的

25、高八位 外外ROM:PC的高的高8位位由由P2.0-P2.7送出送出 外外RAM:DPH由由P2.0-P2.7送出送出返回返回 ATMPPSWBSPDPTRRAMPCROMP1P2P3P0定时定时中断中断串口串口IRPLAID振振荡荡X1X2 PSEN RST ALE EAP0P1P2P3ALUP1.0-P1.71、作作为为一一般般的的INOUT线线,与外设通信。与外设通信。2、可以接、可以接外设外设。返回返回 89C51单片机的内部结构单片机的内部结构 ATMPPSWBSPDPTRRAMPCROMP1P2P3P0定时定时中断中断串口串口IRPLAID振振荡荡X1X2 PSEN RST ALE

26、 EAP0P1P2P3ALU1、作为一般的、作为一般的INOUT线线,与外设通信与外设通信2、还有第二功能。、还有第二功能。P3口的第二功能如下：口的第二功能如下：P3.7 P3.6 P3.5 P3.4 P3.3 P3.2 P3.1 P3.0 RD WR T1 T0 INT1 INT0 TXD RXD外外RAM的的R/W 记数脉冲输入端记数脉冲输入端 中请输入端中请输入端 串出串出 串入串入返回返回 ATMPPSWBSPDPTRRAMPCROMP1P2P3P0定时定时中断中断串口串口IRPLAID振振荡荡X1X2 PSEN RST ALE EAP0P1P2P3ALUALE 地址锁存允许地址锁存

27、允许 1、当、当8051由由P0口送出低口送出低8位地址码位地址码时时,8051由由ALE送出一高电平信号送出一高电平信号,作为作为外部锁存器的触发信号外部锁存器的触发信号。在单片机在单片机(CPU)(CPU)与外界交换信息的与外界交换信息的过程中过程中,地址信息必须维持不变地址信息必须维持不变,而而P0P0口不能维持低口不能维持低8 8位地址的不变位地址的不变,所所以应该外接锁存器以应该外接锁存器,将低将低8 8位地址锁位地址锁住。当住。当8051 8051 送出低送出低8 8位地址的时候位地址的时候,锁存器应该处于送数状态锁存器应该处于送数状态;在低在低8 8位位地址消失之前地址消失之前,

28、锁存器应该处于锁存锁存器应该处于锁存状态。状态。2、当片外存储器存取数据时，、当片外存储器存取数据时，ALE为低为低8位地址输出锁存信号；当片外位地址输出锁存信号；当片外存储器不存取数据时，存储器不存取数据时，ALE输出固输出固定频率的脉冲信号，频率为定频率的脉冲信号，频率为1/6的的fosc返回返回 ATMPPSWBSPDPTRRAMPCROMP1P2P3P0定时定时中断中断串口串口IRPLAID振振荡荡X1X2 PSEN RST ALE EAP0P1P2P3ALU PSEN 外外ROM的的读读选选通通信信号号，在在从从片片外外ROM中中读读取取指指令令时时，PSEN送送出出片片外外ROM的

29、的读读信信号号（低低电电平平），一一般般接接到到外外ROM的读控制端的读控制端返回返回 ATMPPSWBSPDPTRRAMPCROMP1P2P3P0定时定时中断中断串口串口IRPLAID振振荡荡X1X2 PSEN RST ALE EAP0P1P2P3ALU EA 访访问问外外ROM控控制制信信号号，当当EA为为高高电电平平时时，加加电电后后8051从从片片内内ROM的的0000H单单元元开开始始取取指指令令，即即从从片片内内ROM的的0000H开开始始执执行行程程序序；若若EA为为的的低低电电平平，则则加加电电后后8051从从片片外外ROM的的0000H单单元元开开始始取取指指令令，故故此此时

30、时片片外外ROM的的编编制制应应该该从从0000H开开始始；对对于于8031来来说说，由由于于其其内内部部无无ROM，程程序序必必须须放放在在片片外外ROM中中，所以所以EA应接地。应接地。返回返回 ATMPPSWBSPDPTRRAMPCROMP1P2P3P0定时定时中断中断串口串口IRPLAID振振荡荡X1X2 PSEN RST ALE EAP0P1P2P3ALURST 复位信号输入端复位信号输入端 该引脚得到高电平该引脚得到高电平,并维持一段并维持一段时间后时间后,8051复位复位,进入复位状态进入复位状态(初初始化状态始化状态),复位状态下复位状态下,各各REG取值取值如下如下:PC=0

31、000H，PSW=00H，SP=07HP0=FFH,P1=FFH,P2=FFH,P3=FFH,其余都为其余都为0返回返回 ATMPPSWBSPDPTRRAMPCROMP1P2P3P0定时定时中断中断串口串口IRPLAID振振荡荡X1X2 PSEN RST ALE EAP0P1P2P3ALU外外接接晶晶振振,产产生生时时钟钟信信号号,控控制制CPU的的工作速度。工作速度。返回返回ATMPPSWBSPDPTRRAMPCROMP1P2P3P0定时定时中断中断串口串口IRPLAID振振荡荡X1X2 PSEN RST ALE EAP0P1P2P3 1、程序状态字寄存器。、程序状态字寄存器。8位寄存器。位

32、寄存器。2、D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 Cy Ac F1 RS1 RS0 Ov -PALU返回返回 Cy（PSW.7）进位标志位。当运算结果产生进位时，Cy=1；当运算结果没有产生进位时，Cy=0。ATMPPSWBSPDPTRRAMPCROMP1P2P3P0定时定时中断中断串口串口IRPLAID振振荡荡X1X2 PSEN RST ALE EAP0P1P2P3 1、程序状态字寄存器。、程序状态字寄存器。8位寄存器。位寄存器。2、D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 Cy Ac F1 RS1 RS0 Ov -PALUAC（PSW.6）辅助进位（或称半进位）标志。当运算

33、结果的D3向D4产生进位时，AC=1；当运算结果的D3向D4没有产生进位时，AC=0。返回返回ATMPPSWBSPDPTRRAMPCROMP1P2P3P0定时定时中断中断串口串口IRPLAID振振荡荡X1X2 PSEN RST ALE EAP0P1P2P3 1、程序状态字寄存器。、程序状态字寄存器。8位寄存器。位寄存器。2、D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 Cy Ac F1 RS1 RS0 Ov -PALUOV（PSW.2）溢出标志位。当运算结果产生溢出时，OV=1；当运算结果没有产生溢出时，OV=0。返回返回ATMPPSWBSPDPTRRAMPCROMP1P2P3P0定时定时中

34、断中断串口串口IRPLAID振振荡荡X1X2 PSEN RST ALE EAP0P1P2P3 1、程序状态字寄存器。、程序状态字寄存器。8位寄存器。位寄存器。2、D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 Cy Ac F1 RS1 RS0 Ov -PALUP（PSW.0）奇偶标志位。当A中1的个数为奇数时，P=1；当A中1的个数为偶数时，P=0。返回返回 89C51单片机的内部结构单片机的内部结构 X1X2ATMPPSWBSPDPTRRAMPCROMP1P2P3P0定时定时中断中断串口串口IRPLAID振振荡荡X1X2 PSEN RST ALE EAP0P1P2P31、8位寄存器位寄存器2

35、、SP用来存放堆栈栈顶的地址。用来存放堆栈栈顶的地址。返回返回1、堆栈是在内、堆栈是在内RAM区专门开辟出来区专门开辟出来的按照的按照“先进后出先进后出”原则进行数据存原则进行数据存取的一块连续的存储区域。取的一块连续的存储区域。2、堆栈有栈顶和栈底，堆栈中没有、堆栈有栈顶和栈底，堆栈中没有数据时，二者重叠，数据时，二者重叠，SP指向最下端指向最下端（栈底），向堆栈推入数据后，栈顶（栈底），向堆栈推入数据后，栈顶向上生长，向上生长，SP也向上生长。也向上生长。3、堆栈栈顶：最后推入堆栈的数据、堆栈栈顶：最后推入堆栈的数据所在的存储单元所在的存储单元4、SP用来指示堆栈所处的位置用来指示堆栈所处

36、的位置,在在进行操作之前进行操作之前,先用指令给先用指令给SP赋值赋值,以规定栈区在以规定栈区在RAM区的起始地址区的起始地址（栈底层）。当数据推入栈区后（栈底层）。当数据推入栈区后,SP的值也自动随之变化。的值也自动随之变化。63H64H65H66H67H栈底栈底演示演示 89C51单片机的内部结构单片机的内部结构 X1X2ATMPPSWBSPDPTRRAMPCROMP1P2P3P0定时定时中断中断串口串口IRPLAID振振荡荡X1X2 PSEN RST ALE EAP0P1P2P31、8位寄存器位寄存器2、SP用来存放堆栈栈顶的地址。用来存放堆栈栈顶的地址。返回返回1、堆栈是在内、堆栈是在

37、内RAM区专门开辟出来区专门开辟出来的按照的按照“先进后出先进后出”原则进行数据存原则进行数据存取的一块连续的存储区域。取的一块连续的存储区域。2、堆栈有栈顶和栈底，堆栈中没有、堆栈有栈顶和栈底，堆栈中没有数据时，二者重叠，数据时，二者重叠，SP指向最下端指向最下端（栈底），向堆栈推入数据后，栈顶（栈底），向堆栈推入数据后，栈顶向上生长，向上生长，SP也向上生长。也向上生长。3、堆栈栈顶：最后推入堆栈的数据、堆栈栈顶：最后推入堆栈的数据所在的存储单元所在的存储单元4、SP用来指示堆栈所处的位置用来指示堆栈所处的位置,在在进行操作之前进行操作之前,先用指令给先用指令给SP赋值赋值,以规定栈区在以

38、规定栈区在RAM区的起始地址区的起始地址（栈底层）。当数据推入栈区后（栈底层）。当数据推入栈区后,SP的值也自动随之变化。的值也自动随之变化。63H64H65H66H67H栈底栈底12H46H73HSP=63HSP=64HSP=66HSP=65H取数取数 89C51单片机的内部结构单片机的内部结构 X1X2ATMPPSWBSPDPTRRAMPCROMP1P2P3P0定时定时中断中断串口串口IRPLAID振振荡荡X1X2 PSEN RST ALE EAP0P1P2P31、8位寄存器位寄存器2、SP用来存放堆栈栈顶的地址。用来存放堆栈栈顶的地址。返回返回1、堆栈是在内、堆栈是在内RAM区专门开辟出

39、来区专门开辟出来的按照的按照“先进后出先进后出”原则进行数据存原则进行数据存取的一块连续的存储区域。取的一块连续的存储区域。2、堆栈有栈顶和栈底，堆栈中没有、堆栈有栈顶和栈底，堆栈中没有数据时，二者重叠，数据时，二者重叠，SP指向最下端指向最下端（栈底），向堆栈推入数据后，栈顶（栈底），向堆栈推入数据后，栈顶向上生长，向上生长，SP也向上生长。也向上生长。3、堆栈栈顶：最后推入堆栈的数据、堆栈栈顶：最后推入堆栈的数据所在的存储单元所在的存储单元4、SP用来指示堆栈所处的位置用来指示堆栈所处的位置,在在进行操作之前进行操作之前,先用指令给先用指令给SP赋值赋值,以规定栈区在以规定栈区在RAM区的

40、起始地址区的起始地址（栈底层）。当数据推入栈区后（栈底层）。当数据推入栈区后,SP的值也自动随之变化。的值也自动随之变化。63H64H65H66H67H栈底栈底12HSP=64HSP=66HSP=65H存数存数73H73H46H46H 89C51单片机的内部结构单片机的内部结构 X1X2ATMPPSWBSPDPTRRAMPCROMP1P2P3P0定时定时中断中断串口串口IRPLAID振振荡荡X1X2 PSEN RST ALE EAP0P1P2P31、8位寄存器位寄存器2、SP用来存放堆栈栈顶的地址。用来存放堆栈栈顶的地址。返回返回1、堆栈是在内、堆栈是在内RAM区专门开辟出来区专门开辟出来的按

41、照的按照“先进后出先进后出”原则进行数据存原则进行数据存取的一块连续的存储区域。取的一块连续的存储区域。2、堆栈有栈顶和栈底，堆栈中没有、堆栈有栈顶和栈底，堆栈中没有数据时，二者重叠，数据时，二者重叠，SP指向最下端指向最下端（栈底），向堆栈推入数据后，栈顶（栈底），向堆栈推入数据后，栈顶向上生长，向上生长，SP也向上生长。也向上生长。3、堆栈栈顶：最后推入堆栈的数据、堆栈栈顶：最后推入堆栈的数据所在的存储单元所在的存储单元4、SP用来指示堆栈所处的位置用来指示堆栈所处的位置,在在进行操作之前进行操作之前,先用指令给先用指令给SP赋值赋值,以规定栈区在以规定栈区在RAM区的起始地址区的起始地址

42、（栈底层）。当数据推入栈区后（栈底层）。当数据推入栈区后,SP的值也自动随之变化。的值也自动随之变化。63H64H65H66H67H栈底栈底SP=64HSP=66HSP=65H73H73H46H46H12HDPTR0003H 34H ATMPPSWBSPDPTR0003HRAMPCROM定时定时中断中断串口串口返回返回ALU读写控制读写控制输输入入输输出出电电路路地地址址译译码码器器RAM芯片芯片单单片片机机DBCBAB0003HDPTR0003HWR 34HP2P0ALEPSENEARSTVCCGNDP1.0P1.1P1.2P1.3P1.4P1.5P1.6P1.7P3X1X2+5V+5V返回

43、返回DPTR0003H 34H ATMPPSWBSP00HRAMPCROM定时定时中断中断串口串口返回返回ALU读写控制读写控制输输入入输输出出电电路路地地址址译译码码器器RAM芯片芯片单片机单片机DBCBAB0-70003HDPTR 03HWR 34HP2P3P1P0P0P2P3P1锁锁存存器器AB8-15 0003HALE1DPTR0003H 34H ATMPPSWBSP00HRAMPCROM定时定时中断中断串口串口返回返回ALU读写控制读写控制输输入入输输出出电电路路地地址址译译码码器器RAM芯片芯片单片机单片机DBCBAB0-70003HDPTR 03HWR 34HP2P3P1P0P0

44、P2P3P1锁锁存存器器AB8-15 0003HALE1DPTR0003H 34H ATMPPSWBSPRAMROM定时定时中断中断串口串口返回返回ALU读写控制读写控制输输入入输输出出电电路路地地址址译译码码器器ROM芯片芯片单片机单片机DBCBAB0-70003HDPTRRD 34HP2P3P1P0P0P2P3P1锁锁存存器器AB8-15 ALE 00H 03HPC0003HPSEN1 34HDPTR0003H 34H ATMPPSWBSPRAMROM定时定时中断中断串口串口返回返回ALU读写控制读写控制输输入入输输出出电电路路地地址址译译码码器器ROM芯片芯片单片机单片机DBCBAB0-

45、70003HDPTRRD 34HP2P3P1P0P0P2P3P1锁锁存存器器AB8-15 ALE 00H 03HPC0003HPSEN12.4 MCS-51MCS-51单片机工作方式单片机工作方式2.4.1 时钟电路时钟电路2.4.2 复位电路与复位方式复位电路与复位方式2.4.3 程序运行方式程序运行方式返回返回习习 题题2.4.1 时钟电路时钟电路 单片机的时钟信号用来提供单片机内部各种操作的时间单片机的时钟信号用来提供单片机内部各种操作的时间基准，时钟电路用来产生单片机工作所需要的时钟信号。基准，时钟电路用来产生单片机工作所需要的时钟信号。单片机内部有一个高增益的反向放大器，其输入端单片

46、机内部有一个高增益的反向放大器，其输入端X1和和X2用于外接晶体和电容，以构成自激振荡器，其发出的脉用于外接晶体和电容，以构成自激振荡器，其发出的脉冲直接送入内部的时钟电路。外接电路如图：冲直接送入内部的时钟电路。外接电路如图：时时 序序 返回返回时时 序序 CPU的时序是指的时序是指CPU在执行指令过程中，在执行指令过程中，CPU的控制器的控制器所发出的一系列特定的控制信号在时间上的相互关系。时序所发出的一系列特定的控制信号在时间上的相互关系。时序是用定时单位来说明的。是用定时单位来说明的。常用的时序常用的时序定时单位有：定时单位有：时钟周期时钟周期、机器周期机器周期、指令周期指令周期返回返

47、回时时 序序 CPU的时序是指的时序是指CPU在执行指令过程中，在执行指令过程中，CPU的控制器所的控制器所发出的一系列特定的控制信号在时间上的相互关系。时序是用发出的一系列特定的控制信号在时间上的相互关系。时序是用定时单位来说明的。定时单位来说明的。常用的时序常用的时序定时单位有：定时单位有：时钟周期时钟周期、机器周期机器周期、指令周期指令周期 时钟周期就是振荡周期，是指时钟周期就是振荡周期，是指振荡器产生一个振荡脉冲信号所振荡器产生一个振荡脉冲信号所用的时间。用的时间。返回返回时时 序序 CPU的时序是指的时序是指CPU在执行指令过程中，在执行指令过程中，CPU的控制器所的控制器所发出的一

48、系列特定的控制信号在时间上的相互关系。时序是用发出的一系列特定的控制信号在时间上的相互关系。时序是用定时单位来说明的。定时单位来说明的。常用的时序常用的时序定时单位有：定时单位有：时钟周期时钟周期、机器周期机器周期、指令周期指令周期 机器周期是指振荡器产生一个机器周期是指振荡器产生一个CPU完成一个规定操作所用的时间。完成一个规定操作所用的时间。1个机器周期个机器周期=12个时钟周期个时钟周期返回返回时时 序序 CPU的时序是指的时序是指CPU在执行指令过程中，在执行指令过程中，CPU的控制器所的控制器所发出的一系列特定的控制信号在时间上的相互关系。时序是用发出的一系列特定的控制信号在时间上的

49、相互关系。时序是用定时单位来说明的。定时单位来说明的。常用的时序常用的时序定时单位有：定时单位有：时钟周期时钟周期、机器周期机器周期、指令周期指令周期 指令周期是指指令周期是指CPU执行一条指令所执行一条指令所用的时间。用的时间。MCS51单片机的指令周期根据指令单片机的指令周期根据指令的不同可以包含的不同可以包含14个机器周期。个机器周期。返回返回2.4.2 复位电路与复位方式复位电路与复位方式1、复位复位电路电路 复位电路分为上电复位和手动复位两种方式。（a）上电复位电路；(b)开关复位电路2、复位方式、复位方式 MCS51单片机复位后,程序计数器PC和特殊功能寄存器为初始值，处于复位状态

50、。寄存器的复位状态如表所示。返回返回2.4.2 复位电路与复位方式复位电路与复位方式1、复位电路 通过某种方式,使单片机内各寄存器的值变为初始状态的操作称为复位。MCS51单片机在时钟电路工作以后,在RST/VPD端持续给出2个机器周期的高电平就可以完成复位操作（一般复位正脉冲宽度大于10 ms）。返回返回寄存器的复位状态寄存器的复位状态。复位不影响片内RAM存放的内容。PCPSWSP返回返回寄存器的复位状态寄存器的复位状态。复位不影响片内RAM存放的内容。PC=0000H 表示复位后程序的入口地址为0000H。即主程序应该从0000H单元存放。返回返回寄存器的复位状态寄存器的复位状态。复位不