单片机原理接口及应用与嵌入第01章 MCS-51单片机结构

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第1章 MCS-51 单片机结构

单片机原理、接口及应用

第1章 MCS-51 单片机结构

★MCS-51单片机内部结构

★存储器

★特殊功能寄存器

★时钟电路与复位电路

★引脚功能

内容提要

第1章 MCS-51 单片机结构

1.1.1 概述

MCS-51 系列单片机有多种型号的产品：

普通型（51 子系列）

8051 、8031 、8751 、89C51 、89S51 等。

增强型（52 子系列）

8032 、8052 、8752 、89C52 、89S52 等。

它们的结构基本相同，其主要差别反映在存储器的配置上。

8031 片内没有程序存储器

8051 内部设有 4KB 的掩模 ROM 程序存储器

8751 是将 8051 片内的 ROM 换成 EPROM

89C51 则换成 4KB 的闪速 EEPROM

89S51 结构同 89C51 ， 4KB 的闪速 EEPROM 可在线编程

增强型的存储容量为普通型的一倍

本课以 8XX51 代表这一系列的单片机。

第1章 MCS-51 单片机结构

51 系列单片机内部结构如图 1-1 所示。

图1-1 ( 图中“ /” 两边分别为基本型和增强

型 )

P3P1 P2

可编程

串行 I/O 口

外部中断

基准频率源

控制

128/256B

数据存储器

4KB/8KB

程序存储器

2/3 个16 位

定时 /计数

器

振荡器及

定时电路

CPU

64KB

总线扩展控制

可编程

并行 I/O

口

内部中断

计数脉冲

串行输出串行输入

第1章 MCS-51 单片机结构

1.1.2 CPU

CPU 是单片机的核心部件。它由运算器和控制器等部件组成。

1. 运算器

运算器的功能是进行算术运算：加、减、乘、除、加 1、减

1、比较、 BCD 码十进制调整等

逻辑运算：与、或、异或、求反、循环等逻辑操作

位操作：内部有布尔处理器，它以进位标志位 C 为位累加器

，用来处理位操作。可对位置 “ 1” 、对位清零、位判断

等。

操作结果的状态信息送至状态寄存 PSW 。

第1章 MCS-51 单片机结构

2. 程序计数器 PC

程序计数器 PC 是 16 位的寄存器，用来存放即将要执行的

指令地址，可对 64KB 程序存储器直接寻址。执行指令时， PC

内容的低 8 位经 P0 口输出，高 8 位经 P2 口输出。

3. 指令寄存器

指令寄存器中存放指令代码。 CPU 执行指令时，由程序存储

器中读取的指令代码送入指令存储器，经指令译码器译码后由

定时与控制电路发出相应的控制信号，完成指令功能。

第1章 MCS-51 单片机结构

1.2 存储器

MCS-51 的储存器结构与常见的微型计算机的配置方法不同 ,

它将程序存储器和数据存储器分开 , 各有自己的寻址方式、控制

信号和功能。

程序存储器用来存放程序和始终要保留的常数。

数据存储器存放程序运行中所需要的常数和变量。

从物理空间看 ,MCS-51 有四个存储器地址空间：

片内数据存储器、片外数据存储器

片内程序存储器、片外程序存储器

MCS-51 存储器物理结构见下图所示：

第1章 MCS-51 单片机结构

外部数据

存储器

(RAM)

外部程序

存储器

(ROM)

内部程序

存储器

内部数据

存储器

8XX51

从逻辑上看 ,MCS-51 有三个存储器空间：

片内数据存储器、片外数据存储器

片内、片外统一编址的程序存储器

MCS － 51 的存储器逻辑结构如图 1-2 所示。

MCS-51 存储器物理结构

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摘要：

第1章MCS-51单片机结构单片机原理、接口及应用单片机原理、接口及应用第1章MCS-51单片机结构★MCS-51单片机内部结构★存储器★特殊功能寄存器★时钟电路与复位电路★引脚功能内容提要第1章MCS-51单片机结构1.1.1概述MCS-51系列单片机有多种型号的产品：普通型（51子系列）8051、8031、8751、89C51、89S51等。增强型（52子系列）8032、8052、8752、89C52、89S52等。它们的结构基本相同，其主要差别反映在存储器的配置上。8031片内没有程序存储器8051内部设有4KB的掩模ROM程序存储器8751是将8051片内的ROM换成EPROM89C5...

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