MCS-51单片机基本结构组成及工作原理(精)
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第二章MCS—51系列单片机组成及工作原理第一节MCS—51系列单片机的内部组成MCS—51系列单片机的典型芯片是8051,所以以8051为例来介绍MCS—51系列单片机。
一、8051单片机的内部组成图2—1画出了8051单片机的内部系统组成的基本框图:图2—1(a)MCS—51单片机系统组成基本框图图2—1(b)MCS—51单片机内部方框图由图2—1(a)可以看出,MCS—51系列单片机8051是由中央处理器CPU、随机存储器RAM、只读存储器ROM、输入/输出(I/O)口电路、定时器/计数器等若干部件组成,再配置一定的外围电路,如时钟电路、复位电路等,即可构成一个基本的微型计算机系统。
下面简要介绍各个组成部件:1.中央处理器(CPU)中央处理器(CPU)是单片机的核心,完成运算和控制功能,MCS—51单片机的CPU能处理8位二进制数或代码,故称为8位机。
2.内部数据存贮器(内部RAM)8051芯片中共有256个内部RAM单元,但其中后128个单元被专用寄存器占用,能作为存储器供用户使用的只有前128个单元,用于存储可读写的数据。
因此通常所说的内部数据存储器就是指前128个单元,简称内部RAM。
3.内部程序存贮器(内部ROM)8051内共有4KB掩膜ROM。
由于ROM通常用于存放程序,原始数据,表格等。
所以称之为程序存贮器,简称内部ROM。
4.并行I/O口8051中共有4个8位I / O口(P0 、P1、P2、P3 ),以实现数据的并行输出输入等。
5.串行I/O口MCS—51单片机有一个全双工的串行口,以实现单片机与其它设备之间的串行数据通信。
该串行口功能较强,既可作为全双工异步通信收发器使用,也可作为同步移位器使用。
6..定时器/计数器8051内共有2个16位的定时器/计数器,以实现硬件定时或计数功能,并可根据需要用定时或计数结果对计算机进行控制。
7.中断控制系统MCS—51系列单片机的中断功能较强,用以满足控制应用的需要。
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)。