51单片机的内部资源

单片机内部资源分配2.3 单片机内部资源分配2.3.1 MCS-51存储器空间MCS-51单片机在物理结构上有四个存储空间：片内程序存储器（ROM）片外程序存储器（外扩）片内数据存储器（RAM）片外数据存储器（外扩）但在逻辑上，即从用户的角度上（地址分配），8051单片机有三个存储编址空间，即：片内程序存储器、片外程序存储器统一编址的64KB（26*210=65536个单元）的程序存储器地址空间（C：）、256B（8位地址）的片内数据存储器的地址空间（D：）以及64KB （216）片外数据存储器的地址空间（X：）。

在访问三个不同的逻辑空间时，应采用不同形式的指令（具体我们在后面的指令系统学习时将会讲解），以产生不同的存储器空间的选通信号。

在MCS-51单片机的芯片内部，主要有RAM和ROM两类存储器，即所谓的片内RAM和片内ROM。

1、片内数据存储器区（RAM）8051的内部RAM共有256个单元，通常把这256（28）个单元按其功能划分为两部分：低128（0~127）单元（单元地址为00H～7FH）和高128（128~255）单元（单元地址为80H～FFH）。

表2.2所示为低128字节单元的配置情况。

低128单元是单片机的真正RAM存储器，按用途划分为工作寄存器区、位寻址区和用户RAM区三个区域。

表2.2 低128字节单元的配置30~7FH 数据缓冲区20~2FH 位寻址区（00~7FH）18~1FH 工作寄存器组3（R0~R7）10~17H 工作寄存器组2（R0~R7）08~0FH 工作寄存器组1（R0~R7）00~07H 工作寄存器组0（R0~R7）（1）工作寄存器区8051共有4组工作寄存器，每组8个寄存单元，各组都以R0～R7作寄存单元名称。

工作寄存器常用于存放操作数中间结果等。

由于它们的功能及使用不作预先规定，因此称之为工作寄存器，有时也叫通用寄存器。

4组工作寄存器占据内部RAM的00H～1FH共32个单元地址。

简述51系列单片机的内部组成结构51系列单片机是一种广泛应用的单片机,是微控制器中的经典代表之一。

该系列单片机由中央处理器(CPU)、存储器、输入输出(I/O)接口、时钟和电源等部分组成。

以下是51系列单片机的内部组成结构的简要概述:1. CPU51系列单片机的CPU由一个4位二进制数组成的处理器核心组成,具有高速、低功耗、低延迟的特点。

CPU负责控制整个系统的运行,包括指令的执行、数据的读取和写入、程序的控制等。

2. 存储器51系列单片机的存储器分为外存储器和内存储器两种。

外存储器包括一个或多个随机存取存储器(RAM)和一个或多个只读存储器(ROM),RAM用于存储程序和数据,ROM用于存储固定的程序和数据。

内存储器是51系列单片机的核心存储器,包括一个数据存储器和一个指令存储器,数据存储器用于存储程序和数据,指令存储器用于存储程序的指令集。

3. 输入输出(I/O)接口51系列单片机的输入输出接口包括多个引脚,用于与外部设备进行通信。

输入接口用于接收外部设备的数据,输出接口用于将外部设备的数据发送出去。

I/O 接口的主要功能是控制外部设备的运行,包括读取、写入、控制等。

4. 时钟51系列单片机的时钟由一个时钟芯片组成,用于驱动系统的运行。

时钟芯片可以控制CPU和存储器的读写速度,控制I/O接口的响应速度等。

5. 电源51系列单片机的电源由一个电源芯片组成,用于提供系统的直流供电。

电源芯片可以控制电流的大小和流向,保证系统的稳定运行。

除了以上基本组成部分外,51系列单片机还具有其他一些重要的组成部分,如控制电路、中断控制器、寄存器等。

这些组成部分共同构成了一个完整的系统,使51系列单片机能够实现各种复杂的功能。

51系列单片机的内部组成结构非常复杂,包括多个重要的组成部分,能够实现各种复杂的功能。

深入了解51系列单片机的内部组成结构,有助于我们更好地理解和使用该系列单片机。

第4章 51单片机的内部资源单片机的内部资源是其最基本的单元，要想理解单片机的工作原理，充分运用单片机的功能，必须了解单片机的内部资源。

本章将介绍80C51单片机的内部资源，包括并行I/O 口，中断系统，定时器/计数器和串行通信等内容。

4.1 并行I/O口80C51单片机有4个8位的I/O口(共32根线)：P0、P1、P2和P3。

各口结构大同小异，主要由接口锁存器、输出驱动和输入缓冲器组成。

其中，P1、P2、P3为准双向口，这些端口内均有上拉电阻，在读之前应先写入“1”，否则读入的数据可能有误。

P0口内无上拉电阻，是开漏极输出，又称为三态双向I/O口。

各口均可作为字节输入/输出，同时每一条口线亦可单独地用于位输出/输入。

四个接口的具体结构及功能如下：P0口由1个输出锁存器、1个转换开关MUX、2个三态输入缓冲器、输出驱动电路、1个与门和1个反相器组成。

当系统不进行扩展时，P0口用做通用I/O接口；当系统进行扩展时，P0口用做地址/数据总线，分时输出低8位地址和数据信息。

P1口由1个输出锁存器、2个三态输入缓冲器和输出驱动电路组成。

P1口是80C51唯一的单功能接口，仅能用做通用I/O接口。

P2口由1个输出锁存器、1个转换开关MUX、2个三态输入缓冲器、输出驱动电路和1个反相器组成。

当不需要在单片机外部扩展程序存储器时，只需低8位的地址线，P2口作为通用I/O口，否则，P2口将作为地址总线以输出高8位。

P3口由1个输出锁存器、3个输入缓冲器、输出驱动电路和1个与非门组成。

P3口是双功能接口，除输出/输入外，每一条口线都有特殊的第二功能。

需要说明的是：四个接口的输入/输出电平同CMOS电平、TTL电平皆兼容，P0口每条口线可以接8个LSTTL(Low-power Schottky Transistor-Transistor Logic即低功耗肖特基晶体管-晶体管逻辑电路)负载，P1、 P2、P3口每条口线可以接4个LSTTL负载。

简述51单片机的位寻址空间
51单片机是一种基于哈佛体系结构的单片机，拥有8位宽度的数据总线和16位宽度的地址总线。

它的位寻址空间是指由其地址总线所组成的空间，其中包含了可供程序访问的内部RAM、ROM、SFR等各种寄存器资源。

51单片机的地址总线有16根，可以寻址的最大范围是0x0000-0xFFFF，也就是说，51单片机的地址总空间是64KB，其中包括128字节的内部RAM、64KB的内部ROM和256个SFR 寄存器。

其中128字节的内部RAM分为3个部分：0x00-0x1F的32字节叫做特殊寄存器，主要用来存放控制单元的代码和数据；0x20-0x2F的16字节用来几个暂存器和栈指针的存放；0x30-0x7F的80字节用来存放用户程序和数据。

64KB的内部ROM用来存放程序代码，程序自动从地址0x0000开始执行。

由于ROM可以重编程，因此可以实现程序的在线更新和校验等功能。

SFR寄存器可分为4类：系统控制寄存器、中断控制寄存器、外设控制寄存器和其他寄存器。

系统控制寄存器用于控制时钟、附加RAM或ROM、串行口、中断控制器、输入/输出口等；中断控制寄存器用于控制中断的启用、禁用、优先级等；外设控制寄存器用于控制外设的工作状态和参数设置；其他寄存器包括计数器、定时器、ADC和DAC等，用于输入输出、计数、定时和模拟转换等。

总之，51单片机的位寻址空间涵盖了程序运行所需的所有基本资源，用户程序可以通过访问这些资源来实现各种功能。

同时，由于RAM和ROM大小和SFR寄存器的种类非常有限，因此在设计过程中需要充分考虑程序的空间占用和资源利用率。

单片机第2章MCS-51系列单片机的资源配置单片机作为一种集成电路芯片，在现代电子技术领域中发挥着重要作用。

MCS-51 系列单片机是其中应用广泛且具有代表性的一类。

要深入了解和运用 MCS-51 系列单片机，就必须清楚其资源配置。

MCS-51 系列单片机的中央处理器（CPU）是其核心部分。

它负责执行指令、进行运算和控制整个系统的工作。

该 CPU 由运算器和控制器组成。

运算器能够进行算术运算和逻辑运算，而控制器则按照程序的指令顺序，有条不紊地控制单片机的各项操作。

在存储资源方面，MCS-51 系列单片机拥有程序存储器和数据存储器。

程序存储器用于存放用户编写的程序代码，通常采用只读存储器（ROM）。

而数据存储器则用于存储运行过程中的临时数据，一般使用随机存取存储器（RAM）。

程序存储器又分为片内程序存储器和片外程序存储器。

片内程序存储器的容量因具体型号而异，一般为 4KB 或 8KB。

当程序较大，片内存储器无法满足需求时，可以通过扩展片外程序存储器来解决。

数据存储器也分为片内数据存储器和片外数据存储器。

片内数据存储器包括工作寄存器区、位寻址区、用户 RAM 区等。

工作寄存器区可以提高数据处理的速度，位寻址区方便对单个位进行操作，用户 RAM区则用于存放用户自定义的数据。

片外数据存储器的扩展则可以满足更大的数据存储需求。

MCS-51 系列单片机的 I/O 端口是其与外部设备进行信息交换的通道。

它共有 4 个 8 位的并行 I/O 端口，分别为 P0、P1、P2 和 P3 端口。

每个端口都可以作为输入或输出使用。

P0 端口是一个三态双向端口，既可以作为地址/数据总线的低8 位，也可以作为普通的 I/O 端口。

但作为普通 I/O 端口使用时，需要外接上拉电阻。

P1 端口是一个准双向端口，通常作为普通的 I/O 端口使用。

P2 端口既可以作为普通的 I/O 端口，也可以在访问片外存储器时作为高 8 位地址线。

第6章80C51单片机内部资源及应用80C51单片机内部资源及应用6.1 中断系统和外中断6.2 定时器/计数器6.3 串行通信本章小结80C51单片机内部资源及应用为了进一步突出单片机的控制特性，许多半导体公司在单片机内部又集成了许多功能单元，如中断、定时器/计数器、串行通信、模拟/数字转换(ADC)、脉冲宽度调制(PWM)等单元。

我们把这些单片机内部的功能单元统称为单片机内部资源。

80C51单片机内部资源及应用标准的80C51单片机的内部资源有中断系统、定时器/计数器和串行口。

80C51单片机片内RAM 的80H~FFH空间有21个特殊功能寄存器SFR,通过这些特殊功能寄存器可实现对全部内部资源的运行操作。

80C51单片机内部资源及应用6.1 中断系统和外中断中断是一项重要的计算机技术，采用中断技术可以使多个任务共享一个资源，所以中断技术实质上就是一种资源共享技术。

80C51是一个多中断源的单片机，有3类共5个中断源，分别是外部中断2个，定时中断2个和串行中断1个。

80C51单片机内部资源及应用外部中断是由外部原因引起的，共有2个中断源，即外部中断0和外部中断1。

它们的中断请求信号分别由80C51外部引脚(P3.2)和(P3.3)输入。

定时中断是为满足定时或计数的需要而设置的。

串行中断是为串行数据传送的需要而设置的。

80C51单片机内部资源及应用6.1.1 中断技术概述当中央处理器CPU正在执行某程序时，由于某种原因，外界向CPU发出了暂停目前工作去处理更重要事件的请求，程序被打断，CPU响应该请求并转入相应的处理程序，处理程序完成以后，再返回到原来程序被打断的位置，继续原来的工作，这一过程称为中断。

实现中断功能的部件称为中断系统。

80C51单片机内部资源及应用在以上过程中，原来运行的、被中断的程序被称为主程序；从主程序中转入的相应事件处理程序被称为中断服务程序；主程序被打断的位置被称为断点；向CPU发出中断的请求信号被称为中断源。

MCS-51 单片机内部包含哪些主要逻辑功能部件？
MCS-51 单片机内部包含哪些主要逻辑功能部件有：
(1)1 个8 位的微处理器CPU。

(2)8KB 的片内程序存储器Flash ROM(51 子系列的Flash ROM 为4KB)，用于烧录运行的程序、常数数据。

(3)256B 的片内数据存储器RAM(51 子系列的RAM 为128B)，在程序运行时可以随时写入数据和读出，用于存放函数相互传递的数据、接收的外部数据、中间结果、最后结果以及显示的数据等。

(4)3 个16 位的定时器/计数器(51 子系列仅有2 个定时器)，每个定时器/计
数器可以设置为计数方式，用于对外部事件信号进行计数，也可以设置为定
时方式，满足各种定时要求。

(5)有一个管理6 个中断源(51 子系列1 是5 个中断源)、两个优先级的中断控制器。

(6)4 个8 位并行I/O 端，每个端口既可以用作输入，也可以用于输出。

(7)一个全双工的UART(通用异步接收发送器)串行I/O 口，用于单片机之
间的串行通信，或者单片机与PC 机、其它设备、其它芯片之间的串行通。