第第2 2章章 MCS-51 MCS-51存储器配置存储器配置2.1 MCS-512.1 MCS-51单片机根本配置单片机根本配置2.2 MCS-512.2 MCS-51单片机引脚单片机引脚2.3 2.3 时钟电路时钟电路2.4 2.4 复位电路复位电路 2.5 MCS-512.5 MCS-51单片机存储器配置单片机存储器配置 四川省精品课单片机原理与运用 西华大学机械工程与自动化学院黄惟公教授编2.1 MCS-512.1 MCS-51单片机根本配置单片机根本配置不同型号不同型号MCS-51MCS-51单片机片机CPUCPU处置才干和指令系置才干和指令系统完全兼容完全兼容, ,只是只是存存储器和器和I/OI/O接口的配置有所不同。接口的配置有所不同。MCS-51 MCS-51 单片机的根本片机的根本组成成硬件根本配置：硬件根本配置：1. 81. 8位位CPUCPU2. 2. 片内片内ROMROM、RAMRAM3. 3. 片内并行片内并行 I/O I/O接口接口4. 4. 片内片内1616位定位定时器器/ /计数器数器5. 5. 片内中断片内中断处置系置系统 片内全双工串行片内全双工串行I/OI/O口口 . .微微处置器、数据存置器、数据存储器、程序存器、程序存储器、器、I/OI/O口、串行口、定口、串行口、定时器器/ /计数器、中断系数器、中断系统及特殊功能存放器。及特殊功能存放器。 四川省精品课单片机原理与运用 西华大学机械工程与自动化学院黄惟公教授编5151单片机功能方框图单片机功能方框图 四川省精品课单片机原理与运用 西华大学机械工程与自动化学院黄惟公教授编 51 51 引脚图引脚图2.2 MCS-512.2 MCS-51单片机引脚单片机引脚89c51 四川省精品课单片机原理与运用803189c51按其功能可分为三个部分：按其功能可分为三个部分：1.1.电源及时钟引脚电源及时钟引脚VCCVCC、VSS VSS 电源、地电源、地XTAL1 ,XTAL2 XTAL1 ,XTAL2 晶振晶振2.2.控制引脚控制引脚RESET RESET 复位复位PSEN PSEN 访问外部程序存储器的读访问外部程序存储器的读选信号选信号ALE ALE 地址锁存允许信号地址锁存允许信号EA EA 外部程序存储器地址允许外部程序存储器地址允许输入端输入端3.I/O3.I/O口引脚口引脚P0P0、P1P1、P2P2、P3P3P3P3为双功能复用口为双功能复用口8051 四川省精品课单片机原理与运用逻辑符号逻辑符号803189c518051 四川省精品课单片机原理与运用普林斯顿构造普林斯顿构造程序和数据共用一个程序和数据共用一个存储器逻辑空间，一致存储器逻辑空间，一致编址。编址。2.5 MCS-512.5 MCS-51单片机存储器配置单片机存储器配置哈佛构造哈佛构造程序与数据分为两个独立程序与数据分为两个独立存储器逻辑空间，分开编存储器逻辑空间，分开编址。址。5151为此构造。为此构造。 四川省精品课单片机原理与运用 四川省精品课单片机原理与运用 西华大学机械工程与自动化学院黄惟公教授编 FFFFH0000H程序存储器程序存储器 ROMROM0000HFFFFH外部外部RAMRAM内部内部RAMRAM30H7FH00H1FH20H2FH 位寻址区位寻址区任务寄任务寄存器区存器区数据数据缓冲区缓冲区特特殊殊功功能能存存放放器器80HFFHSFR片内片内RAM 128RAM 128字字节00H7FH00H7FH00H00H20H20H2FH2FH7FH7FH1FH1FH30H30H80H80HFFHFFHSFR数据缓冲数据缓冲RAMRAM区区位寻址区位寻址区任务存放器区任务存放器区一切的一切的RAMRAM区区( (包括位包括位寻址区、任务存放器寻址区、任务存放器区都可以用于存放区都可以用于存放数据。数据。89C51 89C51 128128字节字节 四川省精品课单片机原理与运用 西华大学机械工程与自动化学院黄惟公教授编00H00H20H20H2FH2FH7FH7FH1FH1FH30H30H80H80HFFHFFHSFR数据缓冲区数据缓冲区位寻址区位寻址区任任务存放器区存放器区R0R2R1R3R4R5R6R707H02H01H00H06H04H05H03H08H1FH任务存放器区任务存放器区3任务存放器区任务存放器区2任务存放器区任务存放器区1任任务存存放放器器0区区(组)0FH10H17H18H片内片内RAMRAM前前3232个个单元是任元是任务存放器区存放器区 (00H1FH)(00H1FH) 四川省精品课单片机原理与运用 西华大学机械工程与自动化学院黄惟公教授编00H00H20H20H2FH2FH7FH7FH1FH1FH30H30H80H80HFFHFFHSFR数据缓冲区数据缓冲区位位寻址区址区任务存放器区任务存放器区27H22H21H20H26H24H25H23H28H2FH单元地址单元地址07 06 05 04 03 02 01 000F 0E 0D 0C 0B 0A 09 0817 16 15 14 13 12 11 101F 1E 1D 1C 1B 1A 19 1827 26 25 24 23 22 21 202F 2E 2D 2C 2B 2A 29 2837 36 35 34 33 32 31 303F 3E 3D 3C 3B 3A 39 3847 46 45 44 43 42 41 407F 7E 7D 7C 7B 7A 79 78总共总共128个可个可按位按位寻址寻址的位的位片内片内RAMRAM中有中有128128个可按位个可按位寻址的位。址的位。 位地址位地址:00H7FH :00H7FH 分布在分布在:20H2FH:20H2FH单元元 四川省精品课单片机原理与运用 西华大学机械工程与自动化学院黄惟公教授编89C5189C51片内片内RAM 128RAM 128字字节00H7FH00H7FH89C5289C52片内片内RAM 256RAM 256字字节00H0FFH00H0FFH00H00H20H20H2FH2FH7FH7FH1FH1FH30H30H80H80HFFHFFH52子系列才有子系列才有的的RAM区区数据缓冲区数据缓冲区位寻址区位寻址区任务存放器区任务存放器区SFR分布在分布在80H-FFH能被能被8整除整除可位寻址可位寻址80H80HFFHFFH89C51 128字节字节89C52256字节字节存放器存放器间接接寻址址特殊功能特殊功能存放器区存放器区 四川省精品课单片机原理与运用 西华大学机械工程与自动化学院黄惟公教授编FFHF0HE0HD0HB8HB0HA8HA0H99H98H90H8DH8CH8BH8AH89H88H87H83H82H81H80HBA 累加器累加器PSWIPP3 P3口口IEP2 P2口口SBUFSCONP1 P1口口TH1TH0TL1TL0TMODTCONPCONDPH 数据指针高数据指针高8位位DPL 数据指针低数据指针低8位位SP 堆栈指针堆栈指针P0 P0口口08H 位寻址区位寻址区 (00H7FH)用户用户RAMRAM区区( (数据缓冲数据缓冲) )R7R0R7R0R7R0 第第1 1区组区组 第第0 0区组区组R7R07FH30H2FH20H1FH18H17H10H0FH07H00H内部内部RAMRAM 第第2 2区组区组 第第3 3区组区组 四川省精品课单片机原理与运用 西华大学机械工程与自动化学院黄惟公教授编字节地址：字节所在的地址。地址中的内容为字节地址：字节所在的地址。地址中的内容为00H00HffHffH位地址：位地址： 字节中，每位二进制数所占的地址。地址中的内容为字节中，每位二进制数所占的地址。地址中的内容为0 0或或1 1。2.3 2.3 时钟电路时钟电路普通从外部振荡器输入时钟信号。普通从外部振荡器输入时钟信号。XTAL1 单片机 XTAL2 30PF30PF12MHZ 四川省精品课单片机原理与运用 西华大学机械工程与自动化学院黄惟公教授编机器周期：机器周期：CPUCPU访问一次存一次存储器所需求的器所需求的时间。一个机器周期由一个机器周期由1212个个时钟周期周期组成成, ,它又分它又分为6 6个形状：个形状：S1S6S1S6。每个形状又分每个形状又分为两拍，称两拍，称为P1P1和和P2P2。图2.10 单片机时序单位思索思索题：设运用运用单片机晶振片机晶振频率率为12MHz12MHz，问机器机器周期周期为多少？指令周期分多少？指令周期分别为多少？多少？p23p23指令周期：一条指令的指令周期：一条指令的执行行时间。 四川省精品课单片机原理与运用 西华大学机械工程与自动化学院黄惟公教授编2.4 2.4 复位电路复位电路RSTRST：输：输10ms10ms以上高电平脉冲，单片机复位。以上高电平脉冲，单片机复位。a a上电自动复位：上电自动复位： 上电瞬间，上电瞬间，RCRC电路充电，电路充电，RSTRST引脚端出现正脉冲。引脚端出现正脉冲。b b上电加按钮复位：上电加按钮复位：c c公用芯片复位电路：公用芯片复位电路：c c公用芯片复位公用芯片复位 四川省精品课单片机原理与运用 西华大学机械工程与自动化学院黄惟公教授编 表表2.3 复位后片内存放器的初始形状复位后片内存放器的初始形状 再再见见 四川省精品课单片机原理与运用 西华大学机械工程与自动化学院黄惟公教授编