第二章 单片机基本原理 第二章 单片机基本原理 980年推出的高性能 8位单片机，它包含 51和 52 两个子系列。 对于 51子系列，主要有 8031、 8051、 8751 三种机型，它们的指令系统与芯片引脚完全兼容，仅片内程序存储器有所不同，8031芯片不带 8051芯片带 48751芯片带 41子系列的主要特点为： 8位 片内带振荡器，频率范围 1 212 片内带 128字节的数据存储器。 片内带 4 程序存储器的寻址空间为 64 片外数据存储器的寻址空间内 64 128个用户位寻址空间。 。 第二章 单片机基本原理 21个字节特殊功能寄存器。 4个 8位的并行 I/ 2个 16位定时器 /计数器 2个优先级别的 5个中断源。 1个全双工的串行 I/多机通信。 111条指令，含乘法指令和除法指令。 片内采用单总线结构。 有较强的位处理能力。 采用单一 +5 对于 52子系列，有 8032、 8052、 8752 三种机型。 52子系列与 51子系列相比大部分相同，不同之处在于：片内数据存储器增至256字节； 8032芯片不带 8052芯片带 88752芯片带8 3个 16位定时器 /计数器； 6个中断源。本书以 51子系列的 8051介绍 第二章 单片机基本原理 时 /计数器 并行接口 串行接口 中断系统 1 3 0 钟电路 第二章 单片机基本原理 由图 2集成中央处理器（ 存储器系统（ 定时计数器、并行接口、串行接口、中断系统及一些特殊功能寄存器（ 它们通过内部总线紧密的联系在一起。它的总体结构仍是通用 是在功能部件的控制上与一般微机的通用寄存器加接口寄存器控制不同， 用了特殊功能寄存器集中控制，使用更方便。内部还集成了时钟电路，只须在外接上晶振就可形成时钟。另外注意， 8031和 8032内部没有集成 第二章 单片机基本原理 寄存器 0锁存器 序地址 寄存器 缓冲器 存器 2 暂存器 1 P 0驱动器 特殊功能 寄存器 指令 寄 存器 定时 及 控制 振荡器 A 二章 单片机基本原理 一运算部件 运算部件以算术逻辑运算单元 含累加器 存器、标志寄存器 能实现算术运算、逻辑运算、位运算、数据传输等处理。 算术运算单元 位的运算器，它不仅可以完成 8位二进制数据加、减、乘、除等基本的算术运算，还可以完成 8位二进制数据逻辑“与”、“或”、“异或”、循环移位、求补、清零等逻辑运算，并具有数据传输、程序转移等功能。 可以对一位二进制数据进行置位、清零、求反、测试转移及位逻辑“与”、“或”等处理。这对于控制方面很有用。 累加器 称为 A）为一个 8位的寄存器，它是 据绝大多数时候都来自于累加器 算结果也通常送回累加器 第二章 单片机基本原理 寄存器 是为乘法和除法指令而设置的。在乘法运算时，累加器 在乘法运算前存放乘数和被乘数，运算完后，通过寄存器 存放结果。除法运算时，运算前，累加器 存入被除数和除数，运算后用于存放商和余数。 标志寄存器 位的寄存器，它用于保存指令执行结果的状态，以供程序查询和判别。 6 4 2 0 C 0 V - P C（ 进位标志位。 辅助进位标志位。 用户标志位。 寄存器组选择位。 第二章 单片机基本原理 作寄存器组 0 0 0组（ 00 0 1 1组（ 08 1 0 2组（ 10 1 1 3组（ 18 溢出标志位。 P（ 奇偶标志位。 若累加器 的个数为奇数，则 累加器 的个数为偶数，则 【 例 2 试分析下面指令执行后，累加器 A，标志位 C、 ， #67H ， #58H 分析：第一条指令执行时把立即数 67，第二条指令执行时把累加器 78果回送到累加器 法运算过程如下： 第二章 单片机基本原理 67H=01100111B 58H=01011000B 0 1 1 0 0 1 1 1B + 0 1 0 1 1 0 0 0B 1 0 1 1 1 1 1 1=0执行后累加器 相加过程得 C=0、 、 P=1。 二控制部件 控制部件是单片机的控制中心，它包括定时和控制电路、指令寄存器、指令译码器、程序计数器 栈指针 据指针 先以振荡信号为基准产生 后在指令译码器中对指令进行译码，产生指令执行所需的各种控制信号，送到单片机内部的各功能部件，指挥各功能部件产生相应的操作，完成对应的功能。 第二章 单片机基本原理 为程序存储器 序存储器存放程序、固定常数和数据表格。数据存储器用作工作区及存放数据。 一程序存储器 1程序存储器的编址与访问 物理结构上分为片内和片外程序存储器，而对于片内程序存储器，在 同的芯片各不相同， 8031和 8032内部没有 8051内部有 4751内部有 48052内部有 88752内部有8 对于内部没有 031和 8032，工作时只能扩展外部 多可扩展 64K，地址范围为 0000H 二章 单片机基本原理 对于内部有 据情况外部可以扩展 内部4中，片内程序存储器地址空间和片外程序存储器的低地址空间重叠。 51子系列重叠区域为0000H 052子系列重叠区域为 0000H 1 片 外 A=0 片 外 A=0 片 内 A=1 片 外 000H 000H 0000H 外 A=0 片 内 A=1 片 外 000H 1000H a） 片内无 b） 片内有 4K c） 片内有 8K 二章 单片机基本原理 2程序存储器的 7个特殊地址 中断源 入口地址 外部中断 0 0003H 定时 /计数器 0 000部中断 1 0013H 定时 /计数器 1 001行口 0023H 定时 /计数器 2（仅 52子系列有） 002000H，故单片机复位后将从 0000序存储器的 0000里用户一般放一条绝对转移指令。转到后而的 用户程序。 6个中断源的地址之间仅隔 8个单元，存放中断服务程序往往不够用，这是通常放一条绝对转移指令，转到真正的中断服务程序，真正的中断服务程序放到后面。 第二章 单片机基本原理 二数据存储器 从物理结构上分为片内数据存储器和片外数据存储器。 1片内数据存储器 有特殊功能寄存器（ 。对于 51子系列，前者有 128字节，编址为00H 7者也占 128个字节，编址为 80H 者连续不重叠。对于 52子系列，前者有 256字节，编址为 00H 者也有 128字节，编址为 80H 者与前者的后 128字节编址重叠的。访问时通过不同的指令相区分。 片内数据存储器按功能分成以下几个部分：工作寄存器组区、位寻址区、一般 中还包含堆栈区。 第二章 单片机基本原理 0H 10H 20H 70H 0H 作寄存器组区 位寻址区 一般 一般 仅 52子子系列 1. 工作寄存器组区 00H 1 32个字节。工作寄存器也称为通用寄存器，用于临时寄存 8位信息。工作寄存器共有 4组，称为 0组、 1组、 2组和 3组，每组 8个，分别依次用 7表示 第二章 单片机基本原理 20H 2 16字节， 128位。这 128位每位都可以按位方式使用，每一位都有一个位地址，位地址范围为00H 7字节单元地址 6 4 2 0 20H 07 06 05 04 03 02 01 00 21H 0F 0E 0D 0C 0B 0A 09 08 22H 17 16 15 14 13 12 11 10 23H 1F 1E 1D 1C 1B 1A 19 18 24H 27 26 25 24 23 22 21 20 25H 2F 2E 2D 2C 2B 2A 29 28 26H 37 36 35 34 33 32 31 30 27H 3F 3E 3D 3C 3B 3A 39 38 28H 47 46 45 44 43 42 41 40 29H 4F 4