51单片机的硬件与工作原理

51单片机的结构51单片机是指一种集成了中央处理器、存储器和各种输入输出接口的单片集成电路。

它由Intel公司于1980年推出，采用了Harvard架构，是一种典型的8位单片机，无论在学校教学还是工业控制领域都得到了广泛的应用。

一、内部结构51单片机的内部结构主要由中央处理器、存储器和输入输出接口组成。

1. 中央处理器51单片机的中央处理器包含一个8位的累加寄存器A、一个8位的B寄存器、一个16位的程序计数器PC以及各种控制寄存器。

其中累加寄存器A是数据处理的核心，用于存储运算的结果。

B寄存器可用作直接寻址时的源操作数或目的操作数。

2. 存储器51单片机的存储器主要分为程序存储器和数据存储器。

程序存储器用于存储程序的指令，通常采用只读存储器（ROM）的形式。

数据存储器用于存储程序中的数据，包括RAM和各种寄存器。

3. 输入输出接口51单片机的输入输出接口包括通用输入输出口（GPIO）、串行通信口（UART）、定时器/计数器等。

GPIO用于与外部器件进行数据交互，可用于输入和输出。

UART用于与其他设备进行串行通信，常用于与计算机进行通信。

定时器/计数器可用于计时和定时中断控制。

二、工作原理51单片机的工作原理可以简单概括为：接收指令、执行指令、更新PC。

1. 接收指令51单片机从程序存储器中读取指令，并将指令暂存在指令寄存器中。

指令寄存器会将指令的地址信息传递给地址寄存器，以便读取下一条指令。

2. 执行指令51单片机根据指令的类型和操作码，执行相应的操作。

这可能涉及到对寄存器或存储器的读取、写入、算术运算、逻辑运算等。

执行的结果通常会存储在累加寄存器A中。

3. 更新PC在执行完一条指令后，51单片机会自动更新程序计数器PC的值，使其指向下一条要执行的指令地址。

这样就能够实现程序的顺序执行。

三、应用领域51单片机广泛应用于各个领域，包括嵌入式系统、家电控制、汽车电子、工业自动化等。

1. 嵌入式系统51单片机作为一种低成本、低功耗、易于开发和集成的微处理器，被广泛应用于嵌入式系统中。

51单片机基本结构详解51单片机（也称为8051单片机）是一种8位微控制器，由Intel公司于1980年代推出。

它是目前市场上最广泛使用的低成本单片机之一，被广泛应用于各个领域，包括家电、工业控制、仪器仪表等。

本文将详细介绍51单片机的基本结构。

一、51单片机的总体结构51单片机的总体结构主要分为五个部分，包括中央处理器（CPU）、存储器、IO口、定时器/计数器以及串行通信接口。

1. 中央处理器（CPU）51单片机中心的核心是一个8位的CPU，负责执行指令集中的操作。

它包括一个累加器（Accumulator）用于存放运算结果，以及一组寄存器用于存放操作数和地址。

2. 存储器51单片机的存储器主要包括内部RAM和内部ROM。

内部RAM用于存放程序和数据，容量通常较小，而内部ROM则用于存储不变的程序指令。

3. IO口51单片机提供了多个通用IO口，用于与外部设备进行数据交互。

这些IO口既可以作为输入口用于接收外部信号，也可以作为输出口用于发送信号控制外部设备。

4. 定时器/计数器51单片机内置的定时器/计数器模块可用于产生精确的时间延时和计数应用。

它能够协助实现各种时间相关的功能，如PWM输出、测速和脉冲计数等。

5. 串行通信接口51单片机的串行通信接口可用于与其他设备进行数据的串行传输。

常见的串行通信协议包括UART、SPI和I2C等。

二、51单片机的工作原理51单片机的工作原理可以概括为以下几个步骤：1. 程序存储器中的指令被复制到内部RAM中。

2. CPU从内部RAM中取出指令并执行。

3. 根据指令的要求，CPU可能会与IO口、定时器/计数器或串行通信接口进行数据交互。

4. 执行完指令后，CPU将结果存回内部RAM或IO口。

三、51单片机的应用领域51单片机由于其成本低、技术成熟、易于开发和应用广泛等优点，被广泛应用于各个领域。

1. 家电控制51单片机可以用于家电控制，如空调、洗衣机、电视机等。

51单片机结构原理51单片机是一种典型的微控制器，具有由英特尔公司(Intel)设计和生产的基于哈佛结构的原理。

51单片机的基本结构包括中央处理器部分(CPU)、存储器部分、输入/输出(I/O)部分以及定时/计数器(Timer/Counter)等功能模块。

在中央处理器部分，51单片机采用了8位位宽的数据总线和16位位宽的地址总线。

它具有一组通用寄存器，可以用于存储中间数据和运算结果。

另外，还有一个累加器，用于存储加法操作的结果。

CPU还包括一套指令系统，用于控制程序的执行。

存储器部分包括程序存储器ROM(Read-Only Memory)和数据存储器RAM(Random Access Memory)。

ROM用于存储程序代码，RAM用于存储数据和程序的临时变量。

51单片机使用Harvard结构，将程序存储器和数据存储器分开，可以同时访问两个存储器，提高了执行效率。

输入/输出(I/O)部分包括多个通用I/O端口，可以用于连接外部设备。

这些I/O端口可以通过外部扩展器进行扩展，以满足不同应用的需求。

此外，51单片机还提供了串行通信接口、定时器/计数器等特殊功能引脚。

定时/计数器模块是51单片机的重要功能之一。

它可以生成精确的定时信号，并可以用来计数外部事件的频率。

定时/计数器模块可以通过寄存器配置，实现不同的定时和计数功能。

总之，51单片机结构的核心是中央处理器部分、存储器部分、输入/输出部分和定时/计数器模块。

通过这些功能模块的协同工作，51单片机可以实现各种应用需求，如控制、计算、通信等。

51单片机工作原理
51单片机是一种常用的微控制器，其工作原理主要包括以下
几个方面。

1. 总线结构：51单片机内部包含三条总线，分别是数据总线、地址总线和控制总线。

这些总线连接着各个功能模块，实现数据和地址的传输以及控制信号的传递。

2. CPU核心：51单片机采用哈佛结构，具有一个8位的CPU
核心。

CPU核心包括指令执行单元、寄存器、时钟模块等，
负责指令的解码和执行、数据的处理等操作。

3. 存储器：51单片机内部包含存储器单元，包括程序存储器（ROM）和数据存储器（RAM）。

ROM存储了程序代码和
常量数据，RAM用于存储运行时需要的变量和临时数据。

4. 外设接口：51单片机具有多个外设接口，如串口、定时器、IO口等。

这些接口可以与外部设备进行通信和控制，扩展了
单片机的功能。

5. 中断系统：51单片机内置中断系统，可以主动响应外部设
备的中断请求，实现及时的数据处理和优先级控制。

6. 时钟系统：51单片机采用晶体振荡器提供稳定的时钟信号，以驱动CPU和各个外设模块的工作。

时钟信号的频率可根据
需要进行设置。

7. 电源管理：51单片机具有电源管理功能，可以在需要时启动或关闭各个模块，以实现节能和延长电池寿命。

通过以上几个方面的工作原理，51单片机能够完成各种各样的任务，广泛应用于嵌入式系统中。

51单片机的工作原理首先，我们需要了解51单片机的基本结构。

51单片机是一种集成了CPU、RAM、ROM、I/O端口和定时/计数器等功能模块的芯片。

它的CPU部分包括指令执行单元、寄存器组和时钟电路，可以实现各种指令的执行和数据的处理。

RAM用来存储临时数据，而ROM则用来存储程序代码和常量数据。

I/O端口用于与外部设备进行数据交换，而定时/计数器则用于产生精确的定时信号和计数功能。

其次，我们来看一下51单片机的工作原理。

当51单片机上电后，时钟电路开始工作，CPU开始按照程序存储区中的指令序列执行程序。

首先，CPU从ROM中读取程序的第一条指令，然后根据指令的操作码和地址码执行相应的操作。

在执行指令的过程中，CPU可能需要从RAM中读取数据，对数据进行运算，然后将结果存储回RAM或者输出到外部设备。

此外，51单片机的I/O端口可以与外部设备进行数据交换。

当需要与外部设备进行通信时，CPU通过读写I/O端口的方式来实现数据的输入和输出。

通过编程控制I/O端口的状态，可以实现与外部设备的各种交互操作，比如控制LED的亮灭、读取传感器的数据等。

最后，定时/计数器模块可以产生精确的定时信号和实现计数功能。

通过编程设置定时/计数器的工作模式和计数值，可以实现定时触发某些操作或者实现精确的计数功能，比如测量时间间隔、生成脉冲信号等。

总的来说，51单片机的工作原理是通过CPU执行程序指令，与RAM、ROM、I/O端口和定时/计数器等功能模块进行数据交换和控制操作，从而实现各种复杂的功能。

它的工作原理涉及到计算机体系结构、数字电路、嵌入式系统等多个领域的知识，是一种功能强大的微控制器。

希望通过本文的介绍，读者对51单片机的工作原理有了更深入的了解，这将有助于他们在实际应用中更好地理解和使用51单片机。

同时，也希望本文能够激发读者对微控制器和嵌入式系统的兴趣，促进相关领域的学习和研究。

第二章MCS51单片机的基本结构与工作原理一、8051单片机内部包含哪些主要逻辑功能部件？提示：（1）CPU—包括运算器和控制器。

其中运算器主要有运算逻辑部件ALU（实质上就是一个全加器）、累加器A、暂存器TMP（如B寄存器、数据指针DPTR）、程序状态字PSW（寄存程序运行的状态信息）；控制器主要有程序计数器PC（实质是加1计数器）、指令寄存器IR（存放指令操作码的专用寄存器）、指令译码器、定时控制逻辑电路（按指令的性质发出一系列定时信号）、条件转移逻辑电路。

（2）内部RAM。

共有256个RAM单元。

其中低128个单元（00H—7FH）供用户使用，高128个单元（80H—FFH）是专用寄存器，有着特殊逻辑功能（又名特殊功能寄存器SFR）。

（3）内部ROM。

8031内部无ROM，8051有4KB掩膜ROM。

（4）定时/计数器。

MCS51共有2个16位的定时/计数器（T0、T1）。

（5）并行I/O口。

MCS51共有4个8位并行I/O口（P0、P1、P2、P3）。

（6）串行口。

MCS51有1个全双工的串行口。

（7）中断控制系统。

MS51共有5个中断源，且分两个优先级别。

（8）时钟电路。

系统允许的最高晶振频率为12MHz（主要用于通信）。

二、MCS51问片内RAM、片外提示：（1（2）（片内外统一编址空间共64KB）、128个单元中的21个单元SFR，高128个单元中的107个空闲地址，用户不能使用。

切记！）、片外数据存储器（寻址空间64KB）。

（3）从功能上划分为程序存储器、内部数据存储器、特殊功能寄存器、位地址空间、外部数据存储器。

访问片内RAM的指令助记符是MOV；如MOV P1，A访问片外RAM的指令助记符是MOVX；如MOVX @DPTR ，A访问片外ROM的指令助记符是MOVC；如MOVC A，@A+PC三、MCS51单片机片内RAM按用途可以划分几个区域？各有什么作用？（片内RAM低128单元划分哪三个主要部分？各部分主要功能是什么？）提示：片内RAM是最灵活的地址空间，在物理上分成两个独立的功能不同的区域，即低128个单元（00H —7FH）的数据RAM区、高128个单元（80H—FFH）的特殊功能寄存器SFR区（见下一题的回答）。

一、引言51单片机是嵌入式系统中常用的一种微控制器，具有体积小、功耗低、性能稳定等特点，被广泛应用于各种电子设备中。

本文将介绍51单片机的基本结构及其工作原理，以帮助读者更好地理解和应用这一重要的电子元器件。

二、51单片机的基本结构1. CPU部分51单片机的CPU部分包括中央处理器、时钟电路和控制电路等。

中央处理器负责执行指令，时钟电路提供时序信号，控制电路负责协调各个部件的工作。

2. 存储器部分51单片机的存储器部分包括程序存储器和数据存储器。

程序存储器用于存储程序代码，数据存储器用于存储程序运行过程中的数据。

3. 输入输出部分51单片机的输入输出部分包括并行输入输出端口、串行输入输出端口和定时器计数器等。

这些部件可以实现与外部设备的数据交换和时间管理。

4. 中断系统51单片机的中断系统可以对外部事件进行实时响应，提高系统的实时性和稳定性。

三、51单片机的工作原理1. 程序执行流程51单片机的程序执行流程包括指令译码、指令执行和状态更新等步骤。

当51单片机接收到外部的启动信号时，中央处理器开始执行存储器中的程序代码，按照指令对数据进行处理，并根据结果更新系统状态。

2. 时钟信号生成51单片机的时钟信号由时钟电路产生，为系统提供统一的时序基准。

时钟信号的频率和占空比对系统的性能和功耗有重要影响，需要根据具体应用进行合理设计和配置。

3. 输入输出控制51单片机的输入输出控制通过端口和定时器计数器实现。

用户可以通过编程设置端口的输入输出方向和电平状态，利用定时器计数器实现定时和计数功能。

4. 中断处理51单片机的中断处理通过中断系统实现，可以对外部事件进行实时响应。

中断事件的优先级和处理顺序对系统的实时性和稳定性有重要影响，需要仔细设计和调试。

四、结论51单片机作为嵌入式系统中常用的微控制器，具有重要的应用价值。

本文介绍了51单片机的基本结构及其工作原理，希望能够帮助读者更好地理解和应用这一重要的电子元器件。

51单片机工作原理51单片机是一种常见的微控制器，广泛应用于各种电子设备中。

它的工作原理是如何的呢？本文将从内部结构、工作模式和应用实例等方面来详细介绍。

首先，我们来看一下51单片机的内部结构。

51单片机内部包含CPU、RAM、ROM、I/O口、定时器/计数器、串行通信控制器等部件。

其中，CPU是整个单片机的核心，负责执行指令和控制整个系统的运行；RAM用于临时存储数据；ROM则存储程序代码和常量数据；I/O口用于与外部设备进行数据交换；定时器/计数器可以产生精确的时间延时；串行通信控制器则用于实现串行数据通信。

这些部件协同工作，构成了51单片机的内部结构。

其次，我们来了解一下51单片机的工作模式。

51单片机有多种工作模式，包括单片机工作模式、定时器工作模式、串口工作模式等。

在单片机工作模式下，CPU按照程序顺序执行指令，完成各种功能；在定时器工作模式下，定时器可以产生精确的时间延时，用于控制各种时间相关的功能；在串口工作模式下，单片机可以与外部设备进行串行数据通信。

这些工作模式的灵活应用，使得51单片机可以适应各种不同的应用场景。

最后，我们来看一下51单片机的应用实例。

51单片机广泛应用于各种电子设备中，比如家用电器、工业控制、汽车电子等领域。

在家用电器中，51单片机可以用于控制空调、洗衣机、微波炉等设备；在工业控制中，51单片机可以用于控制生产线、机器人、自动化设备等；在汽车电子中，51单片机可以用于控制发动机、车载娱乐系统、车身电子系统等。

这些应用实例充分展示了51单片机在各个领域的重要作用。

总的来说，51单片机是一种功能强大、应用广泛的微控制器，其内部结构复杂，工作模式多样，应用实例丰富。

通过本文的介绍，相信读者对51单片机的工作原理有了更深入的了解，希望本文能对大家有所帮助。

单片机系统计单片机的硬 工 原理 第1讲 51单片机的硬 讲 第2讲 单片机的 语言 计 讲 单片机的C语言 第3讲 51单片机的片内系统 讲 单片机的片内系统 第4讲 单片机的系统扩展 讲课程及要求1课程 微机原理 接 技术 单片机 模块 能 CPU内部 接 芯片 Both课程的地模块使用 CPU内部 连接 Both 内部寄 器 逻辑结构 CPU内部 接 芯片 Both 硬 结构 CPU内部 接 芯片 Both CPU内部 BothEDA 初级 基本 高级对象 板块 编程芯片 定制芯片 编程 原理方法 —仿真— 计PCB型例 Protel MCU/CPLD/FPGA/DSP 用工 站编程—仿真—调试 硬 —仿真—调试课程及要求2 基本要求明确基本结构 懂程序 懂简单接 会编写简单程序 会进行简单 计一般要求能够 据网 的芯片资料进行接 计 能够 据用户提出的要求 计并开发简单仪器 能 据 单片机的说明书进行 计 备课程及要求学 方法 理论联系实际 计实际 目 动手制 目课程安排 见首页• 微型计算机系统基本知识• • §古-古 §古-以 概述 微型计算机基础• 第一章 微型计算机系统基本知识 • §古-古 概述 • 一 电子计算机• 储程序的方式 自动地进行算术和逻辑运算 • 的数 电子装置称电子计算机•古历史• 古946 以 古5日 世界 第一 数 式电子计算机 古5日 • 是在美 费城 大学莫尔学院研制 并 法尼 大学 断电源 运行 (司送导致件) 古955 古口 • 元古口世纪中 的算盘到现 计算机的 世 历了一个漫长的 段••2ENIAC发展5千次/秒 18000个电子管•• • • • • • • •电子管式→晶体管式→中小规模集 电路→ ↑1946 ↑1958 ↑1965 →大 3 超大规模集 ↑1971 Intel4004 电路 微机时6万次/秒 2300只/3核4㎜2四基本结构引例• • • • • • •1 硬件基本组 运算器 制器 储器 输入/ 输入/输出 备及接 — 冯 · 依曼结•构 中心思想是 储程序原则 指 和数据一起 进制的形式 放在 储器中 由计算机之父美籍匈牙利数学家 冯 · 依曼1945 3 提出 志着电子计 算机时 的真 开始 结构如 1-1所示• •2软件是计算机 运行的程序 是计算机系统中的 逻辑部 而 是物理部 是人的思维结果 它 人的思维结果 总是要通过某种物理 来 储和表示的 类如• 微机 • 1 微处理器 微型计算机 微型计算机系统 • (1) 中央处理器Central Processing Unit-CPU负责 指 执指 实现操 的 心部 包括 运算器和 制器 大组 部 运算器 • 如果中央处理器的电路集 在一片或少数几片 大规模集 电路芯片 就 微处理器 MPU •• (2) 微型计算机 微型计算机系统• 部 微处理器 心 而 微型计算机 配 储部 和输入输出微型计算机 基础 围 备 电源 系统软 等就构 微型计算机系统 • 微机系统的组 小结如•• 2 微型计算机的分类 • * 独立使用式微机 PC机 • * 嵌入式微机 • (1) 单片机 CPU 储器 I/O接 等集 在• 一 块硅片 • (2) 单板机 CPU 储器 I/O接 等装配在 • 一块电路板 • (3) 多板机 CPU 储器 I/O接 等 做在 • 多块电路板• 3 微型计算机的发展•1971 美 Intel 研制出了Intel4004微 处理器芯片 它 心的MCS-4计算机 由该 轻工程师马西安·霍夫研制 志了世界 第 一 微机的 生 已 历了五 • 第一代 1971~1973 4 和 档8 机 型 表 Intel4004 Intel8008 1974~1978 中档8 机 型 表• • 第二代• Intel8080 MC6800 ZILOGZ80 • APPLE 6502等 • 第三代 1978~1981 16 机 1981 IBM • 出了 Intel8088 CPU的PC个人电脑• 第四代 1981~1992 32 微机 如 • Intel80386 Motorola MC68020 • 第五代 1993~ 64 微机 奔腾微处理器芯 片•• • •单片机概述分ing速e单片微型计算机 分ing速e-件hip Mi外严o外o造p质货e严 适ne适ne-件hip Mi外严o外o造p质货e严 在一片芯片 集 CPU 储器 I / O接 等组 一 完整的微型计算机 • 单片机 工业 制和数据处理的计算机 被称 微 制器 微处理器 Mi外严o外on货严o速速e严, Mi外严o-p严o外e否否o严 • 要 4 8 古6 3以 等• 1 单片机发展情况： 单片机发展情况： • 1974 12 仙童 Fairchild 首 出8 单片机F8 采用 •• I/O • • • 型 • • • 8 单片机 采用8 CPU 2个 I/O 定时器/计数器 64 RAM/ 1K ROM 中断 址小于4K 无串行 8 简单 历四 1974~78 片形式F8 8 CPU 64RAM 2个并行I/O 3851 1K ROM 定时器/计数器 2个并行第一代型表如Intel的MCS-48第二代 • •1978~83高档8单片机如MCS-51MC6801 Zilog 的Z8等 增 能 串 行 I/O 多 级 中 断 16 定 时 / 计 数器 片 内 RAM/ROM 增 大 址 64K 片内 带A/D转换器接 第三代 1983~90 初 16 单片机出现 如MCS96系列的8096 8098芯片 增 性能 16 CPU RAM/ROM 增 大 中 断 能 力 增 强 A/D HSIO等 • 第四代 90 高档16 产品和32 产品的 出 现 如 80196 MC8300 等 性 能 度大大 提高•2 •MCS-51单片机 MCS-51单片机是Intel 的8 系列单片机 包括51和52 个子系列 者的 别在于52子系列片内 ROM RAM的容 翻倍 定时计数器增 到3个• 单片机的供 状态 • 片内无ROM型 单片机片内无ROM 格便 宜 使用时必 另 配置程序 储器EPROM 实际 已 8751 如8031 8032 80C31 • 片内ROM型 单片机片内带 膜ROM 用 户无法更改 程序 如8051 8052 用于大 规模 用产品 • 片内EPROM型 单片机片内带 EPROM 用户通过高压脉 写 入 程 序 如 8751 8752 • 3 单片机特点和应用 略• §古-以 微型计算机基础 • 一 微机的 总线结构返回• 总线 微机系统中各部 和模块之间用于传 信息的一组 用 线 一般包括 数据总线 地址总线和 制总线 • 地址 内 由许多 储单元组 个 储单元 节 一个用于 的编 称 地址 一般用十 进制数表 示 •• 微机的总线结构• 1 数据总线 DB ：• 传送数据，双向 CPU的 数和 部数据总线的 数一 而数据 能是指 码 状态 或 制 能是真 的数据 2 地址总线 AB 传送CPU发出的地址信息 单向 度 线数目 定了CPU的 址范围 例如 2 地址线 址22=4个 节单元 16 地址线 址216=64K 节单元 3 控制总线 CB 传送使微机协调工作的定时 控制信号，双向 但对于 一条 体的 制线 都 固定的 能 制线数目 芯片引脚数 的限制• • • • • •• 8位微机的DB总是8位，AB总是16位，而CB的 数目则随机型不同而不同 ••微处理器的基本结构微处理器 件P栈 是微型计算机的 心 采用单总线结构 由运算器和 制器 大部 内部 组• 微处理器型结构如所示• 1 运算器• • 1 算术逻辑单元ALU (arithmetic logic unit) 是一个纯粹的运 纯粹的运 是运算器的 要组 部 算部 没 寄 能 • 2 累加器A (Accumulator) • 是CPU中使用最忙的关键寄 最忙的关键寄 算时一个操 数必需来自累 器 果的寄 场所 • 3 标志寄存器F Flag • • 放微机执行一条指 的计算机 志 所 常用的 志 C AC器 ALU进行运 时 是运算结所处状态的信息 OV P等• • • • •4 暂存寄存器TR (temp register) 用来 放参 ALU运算的另一个操 数 数必 暂 在TR中 免数据发生 突 5 地址和数据缓冲器 ABuffer DBuffer 该操协调CPU 储器 I/O接 电路之间在运行 度 工 周期等方面必然 在的差异 6 寄存器阵列 RA (register array)• 包括通用寄 器和 用寄 器 种 通用寄 器组 CPU内部的小容 高 储器 • 用来 放一 中间数据 少CPU • 对 储器的频繁 • 用寄 器组 PC SP F AB DB等•2• • • • • •控制器• •完 指 译码 并发出各个操 的 制信 要包括如 部 1 程序计数器PC(program counter) 放要 的指 所在地址的 用寄 器 计数 古 和接 转移地址的 种 能 2 指令寄存器IR (instruction register) 放件P栈 R适M中 出的 要被执行的指 使整个 析执行的过程 一直在该指 的 制 而指 的操 码 导号 指 中的操 数 一般 参 运算的地址 被 到地址缓 寄 器 3 指令译码器ID (instruction decoded) 接收导R 来的操 码并译码 生 指 相应 启动信息 的特定操 的启动 启动• •4 定时控制逻辑PLA(programmable logic array)又称 编程逻辑 列 导号 出的电 信 部时钟脉 在该电路中组合 形 各种内部件适送 信 和 部 制信 • 它完 指 的执行 种实现方式 • a 微程序控制 微 储元中保持微码 一个 微码对应于一个最基本的微操 又称微指 指 译码 通过执行由 微码确定的若 个微 操 即 完 某条指 的执行 • b 逻辑硬布线控制：指 译码 制器通过 的逻辑门的组合 发出 序列的 制时序信 直接去执行一条指 中的各个操3 CPU执行指令的过程 CPU执行指令的过程一条指 的执行过程包括 指和执指 个 段 指 执行前 首 要一条指 的地址 到程序计数器 PC中 然 开始执行指 体过程如 例如 执行指 MOV A #05H 机器码 码 第 单元05H 数据码第一单元74H 指•储器及 • 1 有关常用术语• • • 1DW 1B=8bit bit 节 1KB=1024B写原理Byte 1MB=1024KB Word 1GB=1024MB字长 计算机 个 所包含的 进制数码的 数 通常 际 微处理器芯片 部数据总线的 数来确定计算机的 长 • 3 内存 放当前运算所需的程序和数据 容 较小 度快 在微机内部 多数 MOS电 路组 的半 体 储器 如RAM ROM EPROM EEPROM • 4 外存 放大 暂时 直接参 运算的程序和 数据 批转入内 在微机中 一般 磁盘 盘等2• 2 存储器结构• • • 计算机 种 储结构 哈 结构 程序 储器和数据 普林 顿结构 程序 储器和数据 储器 开 储器合并• 单片机为哈佛结构• • • • • • R致M 储器由 部 储体 地址译码器和 别在于只能 选通 制电路 R适M结构类似 注意 1 对于8 地址 表示256个单元 2 个单元 放8 进制数 3 注意单元内容 地址的 别•3 存储器读写原理• 储器工 过程如 CPU→地址→地址译码器→选中单元→由CPU发出的 或 写 命 例如•读操作 02H单元内容•1 02H由AB→地址译码→找到02 单元 •2 CPU发出 信•3 02H =A3H 出的数据 →D-BUS •4 A3H→指定寄 器•写操作 数据#F7H→03H单元中•1 03H由AB→地址译码→找到03 单元 •2 CPU将F7H 到D-BUS•3 CPU发出 写 信•4 #F7H→ 03H•四 输入/输出 备及 接•导/适设备•简称 能是 微机提供 体的输入输出•手段 准的I/O 备系指键盘和显示器•导/适接口•由于各种 的工 度驱动方式差别很大工 度•无法 CPU直接 配 而需要一个接 电路来充当•它们 CPU间的桥梁 起转换 协调 用What is “single chip Microcomputer”•1 computer1946.6 匈牙利冯. 依曼提出的电子计算机概念程序 制储程序冯. 依曼提出的电子计算机结构运算器 ALU制器 Controller)储 备(Memory)输入 备(Input)输出 备(Output)What is “single chip Microcomputer”•2 单片机的历史•探索 段 70 中期Intel/Motorola /Zilog表 Mcs48 single chip Microcomputer•完善 段 70 期Mcs51系列Bus 围SFR集中管理 地址 突出 制 能的指 •Microcontrollers 80ADC//DAC//WDT//PWM//高 I O•微 制器的全面发展 段 90Embedded SystemssoftwareWhat is “single chip Microcomputer”•3 单片机的结构掌握结构的要求层次各结构模块的 能各结构模块的使用 内部寄 器内部逻辑结构 内部硬 结构Oscillator CPU SFR RAM CTC Interrupt SIOPIO ROM WDT ADC DAC PWM DTMFV oice LCD ……What is “single chip Microcomputer”•4 单片机的 类数 1bit 4bit 8bit 16bit 32bit题 微机的 数由什 定总线形式 内部总线是 共用 half用通用 如电 键盘 洗衣机 51 / PIC/OP8/MC68HC:Atmel Philips Motorola Microchip NS Zilog Winbond Emc 厂家51 P2 8031(无ROM)8051( 膜ROM)8751(EPROM)52增 一个定时计数器 一个中断源 128Byte RAM 4KByte ROM89C51 89C52 89C2051 1051 2054 (flashROM)• 单片机的用途用途广泛 测 制 军用 工业 民用 玩 多个领域特点 智能/交互/廉 /开发方便PLC DSP FPGA Computer 比较单片机的开发开发过程1 应用 题的提出 炉温自动 制要求T-t 水 保温升温降温2 初 析水 保温 用CPU多段 制选用单片机3 总体 计(初 框 )预置值输入 保 采 运算 显示 制4 各部 进行 计和实验 体软硬5 总体制 调试6 文 资料整理单片机的开发2 开发工资料软 仿真1) 机器语言 汇编语言和高级语言2) 源程序 目 程序和程序汇编硬 仿真 仿真器编程器第古章 5古单片机的硬 工 原理5古单片机的硬 工 原理§1.1 储器ROM RAM SFR//片内 片§1.2 定时计数器能 内部结构 SFR 使用§1.3 中断系统能 内部结构 SFR 使用§1.4 输入输出端P0-P3用途 并 内部结构及使用 串 SFR及使用§1.5 时钟 复 它引脚时钟周期 工 周期 引脚接线 能 复 状态2.4 储器结构和地址空间单片微机的 储器 种基本结构单片微机的 储器 种基本结构 一种是在通用微型计算机中广泛采用的将程序和数据合用一个 储器空间的结构计算机中广泛采用的将程序和数据合用一个 储器空间的结构 称 普林 顿称 普林 顿 Princeton 结构结构 另一种是将程序 储器和数据 储器截然 开数据 储器截然 开 别 址的结构 别 址的结构 称 哈 称 哈 Har yard 结构结构 Intel 的MCS 51和80C51系列单片微机采用哈 结构结构 2–9 80C51单片微机 储器映象 单片微机 储器映象在物理 •4个 储器空间·程序 储器程序 储器 片内程序 储器片内程序 储器片 程序 储器片 程序 储器·数据 储器数据 储器 片内数据 储器片内数据 储器片 数据 储器片 数据 储器2–9 80C51单片微机 储器映象第古章5古5古单片机的硬 工 原理单片机的硬 工 原理§1.1 储器程序 储器内部数据 储器片 数据 储器片 60K 1000-FFFF 用寄 器0080-00FF64K(0000-FFFF)片内4K 0000-0FFF片 4K0000-0FFF片内RAM0000-007F 51单片机的 储器各 储器的 用RAM 保 数据SFR 工 接 定时器映射ROM 保 程序51系统 储结构FFH 80H 用寄 器 SFR7FH 30H 用户RAM堆 数据缓址FFH80H用户RAM2FH20H( 地址00 ～７FH) 1FH18H第0工 寄 器17H10H第0工 寄 器0FH08H第0工 寄 器07H00H第0工 寄 器址 储结构节地址D7D6D5D4D3D2D1D0 D0H (PSW)B0H(P3)A0H(P2)90H(P1)9796959493929190 80H(P0)8786858483828180 2FH7F7E7D7C7B7A7978….21H0F0E0D0C0B0A0908 20H0706050403020100符 地址 能 绍B F0H B寄 器ACC E0H 累 器PSW D0H 程序状态IP B8H 中断优 级 制寄 器P3 F0H P3 锁 器IE A8H 中断允许 制寄 器P2 A0H P2 锁 器SBUF 99H 串行 锁 器SCON 98H 串行 制寄 器P1 90H P1 锁 器TH1 8DH 定时器/计数器1 高8符 地址 能 绍TL18BH 定时器/计数器1 8TH0 8CH 定时器/计数器0 高8TL0 8AH 定时器/计数器0 8 TMOD 89A 定时器/计数器方式 制寄 器TCON 88H 定时器/计数器 制寄 器DPH 83H 数据地址指针 高8DPL 82H 数据地址指针 8SP 81H 堆 指针P0 80H P0 锁 器PCON 87H 电源 制寄 器1.ACC 累 器 通常用A表示 能理解 它是一个寄 器 而 是一个做法的东西 什 它 一个 呢 或许是因 在运算器做运算时 中一个数一定是在ACC中的缘故 它的 特殊 身份 特殊 稍 们将学到指 发现 所 的运算类指 都离 开它2 B 一个寄 器 在做乘 除法时放乘数或除数 做乘除法时 随你怎 用3 DPTR DPH DPL 数据指针 用它来 部数据 储器中的任一单元 如果 用 通用寄 器来用 由 们自已 定如何使用。