单片机技术与应用 高级 教学课件 作者 许志刚 第2章 单片机的结构与工作方式.ppt

第2章 单片机的结构与工作方式 2.1 8051单片机的组成结构 2.1.1 8051单片机的基本组成 1．一个8位CPU。 2．一个片内振荡器及时钟电路。 3．4K字节程序存储器ROM。 4．128字节数据存储器RAM。 5．两个16位可编程定时器/计数器。 6．一个可编程全双工串行接口。 7．四个8位可编程并行I/O口。 8．64K字节外部数据存储器和64K字节外部程序存储器的扩展控制电路。 9．五个中断源，两个优先级嵌套中断结构。 以上各部分通过内部总线相连接。 2.1.2 8051单片机的内部结构 一、8051单片机的存储器结构 8051单片机的存储器共分成四个空间：内部程序存储器、外部程序存储器、内部数据存储器和外部数据存储器，其结构如图2.3所示。 数据存储器是用来存放数据的存储器。 在8051中，内部数据存储器在物理空间上分为2块：低128字节的RAM块和高128字节专用寄存器块，两块地址空间是相连的，如图2.4所示。 内部用户RAM区。 00H～1FH 20H～2FH 30H～7FH 专用寄存器区。 80H～FFH分散地分布着21个特殊功能寄存器（SFR），如表2.2所示，其中常用的寄存器介绍如下。 1．累加器（ACC） 。 2．B寄存器。 3．程序状态字（PSW）：用来存放指令执行后的有关状态，PSW中各位状态通常是在指令执行过程中自动形成的，但也可以由用户根据需要采用传送指令加以改变。 RS1 RS0 工作寄存器区 0 ? 0 0区（00H～07H） 0 ? 1 1区（08H～0FH） 1 ? 0 2区（10H～17H） 1 ? 1 3区（18H～1FH） 4．堆栈指针（SP）：堆栈是用来临时存放程序运行中产生的一些数据、地址等的内部RAM区域。也就是说，8051单片机的堆栈是在内部RAM中专门开辟出来的、按照“先进后出、后进先出”原则进行存取的区域。 5．数据指针（DPTR）: MOVX A，@DPTR和MOVX @DPTR，A。 6．端口P0～P3 。 7．定时器/计数器。 8．其他控制寄存器：IP，IE，TMOD，TCON，SCON，PCON等，在后面的章节中进行介绍。 二、CPU 中央处理器CPU由运算器、控制器和具有特殊功能的特殊功能寄存器（SFR）组成，虽然这些SFR在RAM中，但其归属还是在CPU中。 2.2 8051单片机的引脚 2.2.1 振荡器、时钟电路和CPU时序 一、引脚 XTAL1和引脚 XTAL2 二、8051单片机CPU的时序 2.2.2 专用控制脚 一、引脚 Vcc、引脚 Vss 二、引脚 三、引脚 四、引脚 五、引脚⑨RST/Vpd 2.2.3 并行I/O端口 一、引脚 ～ P0口 引脚 ～ 是8位可编程输入/输出口P0。 P0口是一个8位漏极开路型双向I/O口。 它可以作为一般的输入/输出口使用，也可以在访问外部存储器时作为16位地址的低8位使用或数据总线使用，两者使用时在时间上是分开的，称作地址/数据分时复用。 二、引脚②～⑧P1口。 P1口是一个内部带有上拉电阻的8位准双向I/O口。 它的作用很单一，只用来做通用的输入/输出口使用，其结构位图如图2.12所示。 三、引脚 ～ P2口 从图2.13中可以看出，P2口也是一个内部带有上拉电阻的8位准双向I/O口。 它有两种工作形式：一是作为通用的I/O口使用；二是在访问外部存储器时，作为16位地址线中的高8位地址。 四、引脚⑩～ P3口 它的引脚具有第二功能。 2.3 8051单片机的工作方式 2.3.1 8051单片机的复位工作方式 2.3.2 8051单片机的程序执行方式 2.3.3 8051单片机的单步执行方式 2.3.4 8051单片机的掉电工作方式和待机工作方式 2.3.5 8051单片机的编程和校验方式 2.4 技能训练 2.4.1 小型单片机系统设计 任何一个单片机系统都可分成两部分。 第一部分：构成单片机系统基本内容部分。 第二部分：除系统基本组成部分以外的应接入的元