单片机的基本结构与单片机的基本结构与工作原理工作原理第二章第二章2.1 单片机的基本组成单片机的基本组成cpu核心振荡器和时序电路中断控制外部中断内部中断程序存储器4kB数据存储器256B2个16位定时/计数器总线扩展控制器并行可编程I/O口可编程串行口外部时钟外部事件计数控制P0 P2 P1 P3RI TX1.中央处理器2.存储器1)程序存储器(ROM)a.片内只读存储器片内掩模ROM片内可编程ROM OTP和MTPb. 片外只读存储器 程序自动升级2)数据存储器3.并行I/O口4.串行I/O口-5.定时器/计数器6.定时电路和元件-2.2单片机的引脚功能和结构2.2.1 8031的引脚功能-1.电源和晶振 Vcc、Vss、XTAL1、XTAL22.I/O口 P0 P1 P2 P3串行口 P3.0-Rx P3.1-Tx中断 P3.2-INT0 P3.3-INT1定时器 P3.4-T0 P3.5-T1数据存储器选通 P3.6-WR P3.7-RD3.控制线1)输入RST、EA/Vpp2)输入、输出ALE/PROG3)输出PSEN-2.2.2 80C51的内部结构框图和组成80C51内部包括：算术逻辑部件ALU，累加器ACC、ROM、RAM、指令寄存器IR、程序地址寄存器、程序计数器、地址指针DPTR、定时计数器、并行口、程序状态寄存器PSW、定时控制电路等2.3 80C51单片机的结构和特点 2.3.1 中央控制器1.程序计数器PC和数据指针DPTRPC工作方式：PC自动加1转移指令，实际上是给PC新值调用指令或响应中断时下一条指令地址入栈程序指针装入新值，当有RET或RETI指令时，从堆栈中取回原地址，继续执行DPTR是一个16为寄存器，主要功能是片外数据存储器寻址。DPTR也可以作为访问程序存储器的基址DPTR也可以作为16位寄存器使用DPTR也可以作为两个8位寄存器使用，分别叫做DPH、DPL数据指针DPTR工作方式：2.指令寄存器IR、指令译码器、定时控制逻辑指令寄存器指令译码器定时控制PSENALEEARST振荡电路2.3.2运算器1.算术逻辑单元ALU1)加法、减法、乘法、除法2)逻辑运算AND、OR、XOR3)增量INC、减量DEC4)位操作5)左移位、右移位6)半字节交换7)BCD码运算修正2.累加器A3.B寄存器4.程序状态字CYACF0RS1 RS0 OV-P1)PSW.0-P，奇偶校验2)PSW.2-OV 溢出标志3)PSW.6-AC 辅助进位4)PSW.7-CY进位标志5)PSW.5-F0 供用户使用2.3.3时钟及CPU控制逻辑时钟电路振荡器除2除3除5内部时钟ALE信号clk内部ALE2.时序定时单位clk内部ALES1S2S3S4S5S6P1 P2P1 P2P1 P2 P1 P2 P1 P2 P1 P2S1S2S3S4S5S6P1 P2P1 P2P1 P2 P1 P2 P1 P2 P1 P2机器周期机器周期3. 80C51指令时序双字节、单周期指令 如: add a,#dataclkALES1S2S3S4S5S6S1S2S3S4S5S6读操作码读第二字节读下一个操作码机器周期机器周期clkALES1S2S3S4S5S6S1S2S3S4S5S6读操作码读第二字节（丢弃）读下一个操作码机器周期机器周期单字节、单周期指令 如: inc aclkALES1S2S3S4S5S6S1S2S3S4S5S6读操作码读下一个操作码（丢弃）机器周期机器周期单字节、双周期指令 如: inc dptrclkALES1S2S3S4S5S6S1S2S3S4S5S6读操作码读下一个操作码（丢弃）访问片外数据机器周期机器周期单字节、双周期指令 如: movx a,dptr2.4 存储器结构和地址空间程序存储器(ROM)EA=1EA=00000H0FFFH1000HFFFFH0000H0FFFH-数据存储器片内RAM（52）片内RAM特殊功能寄存器RAMI/O64KB片内数据存储器片外数据存储器0000HFFFFH00H7FH80HFFH80HFFH2.4.1 程序存储器片内、片外选择特殊地址复位0000HINT00003HT0INT 000BHINT10013HT1INT 001BHSCOM 0023HT2INT 002BH2.4.1 数据存储器片内数据存储器SFR区R0-R7（0）R0-R7（1）R0-R7（2）R0-R7（3）位寻址区0H8H10H20H30H7FH8052有80HFFHSFR80HFFH2.5 布尔处理器累加器 CY位寻址RAM位寻址寄存器位寻址并行IO口位寻址指令系统2.6 80C51单片机的工作方式1.复位方式2.程序执行方式3.低功耗方式4.编程方式