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2-2:MCS-51的CPU
本讲课程主要内容
(1)运算部件
(2)控制部件
(3)程序状态字寄存器(PSW)
(4)振荡周期与机器周期
MCS-51的中央处理器(CPU)
运算部件:运算部件包括算术逻辑单元ALU、位处
理器、累加器A、寄存器B、暂存器以及程序状态字
寄存器PSW等。该模块的功能是实现数据的算术、
逻辑运算、位变量处理和数据传送等操作。
控制部件:控制部件是微控制器的神经中枢,以主
振频率为基准(每个主振周期称为振荡周期),控
制CPU的时序,对指令进行译码,然后发出各种控
制信号,它将各个硬件环节组织在一起。
运算部件:ALU、A、B
ALU:功能强大,它不仅可对8位变量进行逻辑“与、
或、异或”、循环、求补和清零等基本操作,还可以
进行加、减、乘、除等基本运算。ALU还具有位处理
操作,如置位、清零、求补、测试等。还可进行转移
及逻辑“与、或”等操作。
累加器A:ALU中的主要寄存器,大部分指令都用到它。
寄存器B:是为执行乘法和除法操作设置的,在不执
行乘、除法操作的一般情况下可把它当作一个普通寄
存器使用。
程序状态字寄存器:PSW
PSW.1是保留位,未用。
Cy(PSW.7)进位标志位,在执行算术和逻辑指令时,可以被硬件或
软件置位或清除,在位处理器中,它是位累加器。
Ac(PSW.6)辅助进位标志位。
F0(PSW.5)标志位,它是由用户使用的一个状态标志位。
RS1、RS0(PSW.4、PSW.3):寄存器区选择控制位
OV(PSW.2):溢出标志位。
P(PSW.0)奇偶标志位。每个指令周期都由硬件来置位或清除,以
表示累加器A中值为1的位数的奇偶数。
运算部件:PSW
工作寄存器的选择:
RS1RS0
软件写入00寄存器区0(内部RAM地址00H~07H)
01寄存器区1(内部RAM地址08H~0FH)
10寄存器区2(内部RAM地址10H~17H)
11寄存器区3(内部RAM地址18H~1FH)
控制部件
时序控制电路
每2个振荡周期作为1个状态周期,每个状态周期
分为2个时相P1、P2,每6个状态周期作为1个机器周期。
控制部件
程序计数器PC
是控制器内独立的16位计数器,用来存放将要执行的
下一条指令的地址,且具有自动加一的属性。
指令寄存器、指令译码器及控制逻辑电路
分别用来存放指令操作码;指令译码;根据译码结果
发出一系列控制信号,使微控制器的各组成部件进行相应
的工作,执行指令。
END
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