最新第2章-单片机系统组成原理幻灯片
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第2章--单片机的结构及工作原理
用于保护断点地址和保护现场状态。 • 堆栈有入栈和出栈两种操作，入栈时先改变堆
栈指针SP，再送入数据，出栈时先送出数据， 再改变堆栈指针SP。
2021/2/23
1
22
第2章 单片机的结构及工作原理
1) 片内数据存储器
• 根据入栈方向堆栈一般分两种：向上生长型 和向下生长型。
• 按处理数据的多少可分为单字节、双字节等。
1
8
2.1.4 I/O端口
第2章 单片机的结构及工作原理
• 2）P1口
读锁存器
内部总线 写锁存器
D
Q
P1.X
锁存器
CP Q
VCC
内部上拉电阻 P1.X 引脚
功能：
① P1口作通 用I/O端口使 用
② P1口其 他功能
读引脚
2021/2/23
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9
2.1.4 I/O端口
第2章 单片机的结构及工作原理
地址 0000H 0003H 000BH 0013H 001BH 0023H
定时/计数器2中断服务程序入口地址(仅52子系列有) 002BH
2021/2/23
1
16
第2章 单片机的结构及工作原理
2.2 51单片机的存储器组织
• 2.2.3 数据存储器 • 物理结构上，数据存储器分为片内数据存储
器和片外数据存储器。 • 两者完全独立，有不同的存储空间，访问方
第二功能 RXD ---串行输入（数据接收）口 TXD ---串行输出（数据发送）口
INT 0 ---外部中断0输入线 INT1 ---外部中断1输入线
T0 ---定时器0外部输入 T1 ---定时器1外部输入
WR ---外部数据存储器写选通信号输出
栈指针SP，再送入数据，出栈时先送出数据， 再改变堆栈指针SP。
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第2章 单片机的结构及工作原理
1) 片内数据存储器
• 根据入栈方向堆栈一般分两种：向上生长型 和向下生长型。
• 按处理数据的多少可分为单字节、双字节等。
1
8
2.1.4 I/O端口
第2章 单片机的结构及工作原理
• 2）P1口
读锁存器
内部总线 写锁存器
D
Q
P1.X
锁存器
CP Q
VCC
内部上拉电阻 P1.X 引脚
功能：
① P1口作通 用I/O端口使 用
② P1口其 他功能
读引脚
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2.1.4 I/O端口
第2章 单片机的结构及工作原理
地址 0000H 0003H 000BH 0013H 001BH 0023H
定时/计数器2中断服务程序入口地址(仅52子系列有) 002BH
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第2章 单片机的结构及工作原理
2.2 51单片机的存储器组织
• 2.2.3 数据存储器 • 物理结构上，数据存储器分为片内数据存储
器和片外数据存储器。 • 两者完全独立，有不同的存储空间，访问方
第二功能 RXD ---串行输入（数据接收）口 TXD ---串行输出（数据发送）口
INT 0 ---外部中断0输入线 INT1 ---外部中断1输入线
T0 ---定时器0外部输入 T1 ---定时器1外部输入
WR ---外部数据存储器写选通信号输出
第2章 单片机的组成原理PPT课件
52子系列与51子系列相比大部分相同，不同之处在于： 片内数据存储器增至256字节（比51子系列增加1倍）； 8032芯片不带ROM （与51子系列8031一样） ； 8052芯片带8KB ROM （比51子系列8051增加1倍） ； 8752芯片带8KB EPROM （比51子系列8751增加1倍） ； 有3个16位定时器/计数器（比51子系列增加1个） ； 6个中断源（比51子系列增加1个） 。
6
频率基准源
振荡器及 定时电路
CPU
8031无
4KB 程序存储器
128B 数据存储器内部总线内部 中断信号64KB总线 扩展控制
可编程I/O
外部中断信号
控制信号
并行I/O口
图 8051单片机组成方框图
计数信号
2个16位 定时器/计数器
可编程 串行口
串行 输入
串行 输出
7
2.2 CPU ——单片机的核心
2.在布尔处理器中，C作为位累加器。 半数以上的位操作指令与C有关。
14
AC（PSW.6）：辅助进位标志位。 在8位加法/减法运算时，若运算结果低4位数向高4 位数有进位/借位，则AC=1，否则清0。 在BCD码运算，进行十进制调整要使用AC 。
F0（PSW.5）：用户标志位。 由用户根据需要对其置位或复位，可作为用户自
对于51子系列（基本型）：主要有8031、 8051、8751 三种机型，它们的指令系统与芯片 引脚完全兼容，仅片内程序存储器有所不同：
8031芯片不带ROM； 8051芯片带4KB ROM； 8751芯片带4KB EPROM。
3
对于52子系列（增强型）：有8032、8052、8752 三种机 型。
以指示运算结果是否溢出。 OV=1表示加减法运算的结果超出了累加器所能
6
频率基准源
振荡器及 定时电路
CPU
8031无
4KB 程序存储器
128B 数据存储器内部总线内部 中断信号64KB总线 扩展控制
可编程I/O
外部中断信号
控制信号
并行I/O口
图 8051单片机组成方框图
计数信号
2个16位 定时器/计数器
可编程 串行口
串行 输入
串行 输出
7
2.2 CPU ——单片机的核心
2.在布尔处理器中，C作为位累加器。 半数以上的位操作指令与C有关。
14
AC（PSW.6）：辅助进位标志位。 在8位加法/减法运算时，若运算结果低4位数向高4 位数有进位/借位，则AC=1，否则清0。 在BCD码运算，进行十进制调整要使用AC 。
F0（PSW.5）：用户标志位。 由用户根据需要对其置位或复位，可作为用户自
对于51子系列（基本型）：主要有8031、 8051、8751 三种机型，它们的指令系统与芯片 引脚完全兼容，仅片内程序存储器有所不同：
8031芯片不带ROM； 8051芯片带4KB ROM； 8751芯片带4KB EPROM。
3
对于52子系列（增强型）：有8032、8052、8752 三种机 型。
以指示运算结果是否溢出。 OV=1表示加减法运算的结果超出了累加器所能
第2章 MCS51单片机组成与工作原理PPT课件
暂存器2 指令译码器ID
PSW
ALU
定时与控制
振荡器
缓冲器
DPH DPL PC增量器
程序计数器PC 地址寄存器 AR
VSS
XTA XTA EA RST ALE PSEN
L2 L1
单片机结构图(中)
ROM 4K字节
2.1 单片机管脚及片外总线结构
本节主要学习内容：
1.引脚介绍： 电源引脚； 外接晶体引脚； 控制引脚； I/0口引脚。
2.外总线结构 地址总线； 数据总线； 控制总线。
80C51
AT89C51
ATMEL
FLASH型
87C51
EPROM型
MCS-51单片机（DIP封装） 4
VCC RST XTAL1
P0口 XTAL2 /EA /PSEN ALE
P1口 P3口 RXD TXD /INT0 /INT1 P2口 T0 T1 /WR /RD GND
P3口第二功能表（ P3.0 10脚－－ P3.7 17脚）
口线 定义 P3.0 RXD P3.1 TXD P3.2 INT0 P3.3 INT1
说明
口线 定义
说明
串行数据输入口 P3.4 T0 计数器０外部输入信号 串行数据输出口 P3.5 T1 计数器１外部输入信号
外部中断０输入口 P3.6 / WR 外部数据存储器写信号 外部中断１输入口 P3.7 / RD 外部数据存储器读信号
寄存器 TCON T2CON TH0
00H 07H 0000H FFH XX000000B 0X000000B 00H
TL0 TH1 TL1 SCON SBUF PCON
复位状态 00H 00H 00H
00H 00H 00H 00H XXH 0XXX0000B
单片机原理 ppt
单片机原理 ppt1. 单片机的基本原理- 单片机是一种集成电路，具有处理数据、控制外设和执行程序等功能。
- 单片机由中央处理器、存储器、输入/输出接口、计时器/计数器等功能模块构成。
2. 单片机的工作原理- 单片机通过中央处理器执行存储在存储器中的程序指令。
- 中央处理器依次从存储器中取出指令并解码执行。
- 单片机可以使用输入/输出接口与外部电路或设备进行数据交互。
3. 单片机的存储器- 单片机的存储器分为两类：程序存储器和数据存储器。
- 程序存储器用于存储程序代码，常用的有ROM和闪存。
- 数据存储器用于存储数据，常用的有RAM和EEPROM。
4. 单片机的输入/输出接口- 单片机的输入/输出接口用于与外部电路或设备进行数据交互。
- 输入接口负责将外部电路或设备上的信号输入到单片机中。
- 输出接口负责将单片机中的数据输出到外部电路或设备上。
5. 单片机的计时器/计数器- 单片机的计时器/计数器用于计时和计数操作。
- 计时器可以用来生成精确的时间延迟。
- 计数器可以用来对输入信号进行计数，统计某个事件的发生次数。
6. 单片机的编程- 单片机的编程是指将程序代码写入到单片机的存储器中。
- 编程可以使用汇编语言或高级语言进行。
- 编程工具可以使用编程器或开发板等设备来完成。
7. 单片机的应用领域- 单片机广泛应用于各种电子设备和系统中。
- 例如家用电器、工业控制、通信设备、汽车电子等。
- 单片机的小巧、低功耗和高可靠性等特点，使其成为电子产品中不可或缺的部分。
第2章 89C51单片机的结构及原理PPT课件
11
2. 数据存储器
FF
80
SFR RAM
30
位寻址区
20
工作 寄存器 0-3组
FFFF RAM
外部 RAM
00
0000
12
表 2.2 寄存器与RAM 地址对照表
13
表 2.3 RAM中的位寻址区地址表
14
内部数据存储器高128单元
（特殊功能寄存器区）
程序计数器PC 累加器A 寄存器B 状态字寄存器PSW
4
2.3 89C51系列单片机的引脚功能
2.3.1 89C51系列单片机引脚功能 2.3.2 三总线结构
5
图2-3（a）89C51系列单片机的引脚 6
表2.1 P3口的第二功能表
7
2.3.2 三总线结构
图2-3（b）89C51系列单片机功能引脚分类
(总线结构图）
8
2.4 89C51系列单片机的主要组成部分
外部 ROM EA=0
0000
FF
SFR 80 RAM
30 位寻址区
20
工作 寄存器 0-3组
00
FFFF RAM
外部 RAM
0000
10
1. 程序存储器
在程序存储器中有6个单元具有特殊功能： 0000H～0002H：是所有执行程序的入口
地址，89C51复位后，CPU总是从0000H单 元开始执行程序。 0003H：外部中断0入口。 000BH：定时器0溢出中断入口。 0013H：外部中断1入口。 001BH：定时器1溢出中断入口。 0023H：串行口中断入口。
0
1
3组
18H~1FH
R0~R7
堆栈指针SP：按照先进后出、后进先出 的原则存取RAM区域。
2. 数据存储器
FF
80
SFR RAM
30
位寻址区
20
工作 寄存器 0-3组
FFFF RAM
外部 RAM
00
0000
12
表 2.2 寄存器与RAM 地址对照表
13
表 2.3 RAM中的位寻址区地址表
14
内部数据存储器高128单元
（特殊功能寄存器区）
程序计数器PC 累加器A 寄存器B 状态字寄存器PSW
4
2.3 89C51系列单片机的引脚功能
2.3.1 89C51系列单片机引脚功能 2.3.2 三总线结构
5
图2-3（a）89C51系列单片机的引脚 6
表2.1 P3口的第二功能表
7
2.3.2 三总线结构
图2-3（b）89C51系列单片机功能引脚分类
(总线结构图）
8
2.4 89C51系列单片机的主要组成部分
外部 ROM EA=0
0000
FF
SFR 80 RAM
30 位寻址区
20
工作 寄存器 0-3组
00
FFFF RAM
外部 RAM
0000
10
1. 程序存储器
在程序存储器中有6个单元具有特殊功能： 0000H～0002H：是所有执行程序的入口
地址，89C51复位后，CPU总是从0000H单 元开始执行程序。 0003H：外部中断0入口。 000BH：定时器0溢出中断入口。 0013H：外部中断1入口。 001BH：定时器1溢出中断入口。 0023H：串行口中断入口。
0
1
3组
18H~1FH
R0~R7
堆栈指针SP：按照先进后出、后进先出 的原则存取RAM区域。
第2章 单片机的结构及原理PPT课件
（
•控制线（4条）：
ALE/PROG：双功能引脚。由于P0口的8个引脚是低8位地址总线与数据 总线分时复用，因此必须将P0口输出的低8位地址进行锁存。
ALE(地址锁存允许信号);在访问片外存储器时，其下降沿用于锁 存P0口输出的低8 位地址。在不访问片外存储器，该引脚上出现1/6 振荡频率的周期性信号，因此也可作为对外输出的时钟脉冲。必须 注意的是：在访问片外存储器时，ALE脉冲会跳空1个，不能用作时 钟信号。
采用8位数据线和16位地址线，没有 独立的地址和数据总线，共用P0和P2。 P0分时作为8位数据线和低8位地址线， P2口作为高8位地址线。
ROM和RAM分开，使用16条地址线 可分别寻址64K RAM 和64K ROM，使实际存储空间扩大 一倍。
51子系列单片机引脚及其功能： 图2-2 MCS—51系列单片机的引脚功能
（52系列为256字节） （4）21个专用寄存器； （5）4KB的片内程序存储器,（片内ROM 8031，8032无）；
（ 52系列为8KB） （6）8位并行I/O口P0，P1，P2，P3； （7）一个全双工串行I/O口； （8）2个16位定时器/计数器(52系列3个定时器)； （9）5个中断源，分为2个优先级(52系列6个中断源) ；
频率基准源
振荡器及 定时电路
CPU
8031无
4KB 程序存储器
128B 数
6扩4图展K2B8-控总015制线1单80片51机单功片能机可的方编内框程部图I结/O构
外部中断信号
控制信号
并行I/O口
计数信号
2个16位 定时器/计数器
可编程 串行口
串行 输入
串行 输出
8051单片机的内部结构
单片机硬件结构和原理ppt文档
1. 累加器
累加器是一个8位寄 存器。在指令系统 中，累加器在直接 寻址时的助记符为 ACC 。 除 此 之 外 全 部用助记符A表示。
累加器
2.3.1 运算器
2. 算术/逻辑部件
算术/逻辑部件 ALU是用 于对数据进行算术运算和逻 辑操作的执行部件，由加法 器和其他逻辑电路（移位电 路和判断电路等）组成。
ROM）； 128 B通用数据存储器； 21个特殊功能寄存器（SFR）； 4个8位并行口，其中P0、P2、P3是复用口（P0和P2为
地址/数据线，可寻址64 KB ROM和64 KB RAM）； 一个可编程全双工串行口； 具有5个中断源，两个优先级嵌套结构； 两个16位定时/计数器； 一个片内振荡器与时钟电路。
数据总线
芯片引脚按功能分成3类，即：
地址总线 控制总线
2.2.1 单片机的引脚功能
1. 主电源引脚Vcc和Vss
51单片机电源引脚
Vcc（+5V） 电源输入端
Vss（GND） 共用接地端
2.2.1 单片机的引脚功能
51单片机时钟引脚
2. 时钟振荡电路引脚XTAL1和XTAL2
XTAL1 和 XTAL2 分 别 用做晶体振荡电路的反 相器输入端和输出端。
复位/外部存储器/地址锁存引脚
2.2.1 单片机的引脚功能
复位信号输入端RST
当RST（RESET）端保持两个 机器周期（24个时钟周期）以 上的高电平时，单片机完成复 位操作。VPD为内部RAM的备 用 电 源 输 入 端 。 当 主 电 源 Vcc 一旦发生断电或电压降到一定 值时，可通过VPD为单片机内 部RAM提供电源，以保护片内 RAM中的信息不丢失，使Vcc 上电后能继续正常运行。
累加器是一个8位寄 存器。在指令系统 中，累加器在直接 寻址时的助记符为 ACC 。 除 此 之 外 全 部用助记符A表示。
累加器
2.3.1 运算器
2. 算术/逻辑部件
算术/逻辑部件 ALU是用 于对数据进行算术运算和逻 辑操作的执行部件，由加法 器和其他逻辑电路（移位电 路和判断电路等）组成。
ROM）； 128 B通用数据存储器； 21个特殊功能寄存器（SFR）； 4个8位并行口，其中P0、P2、P3是复用口（P0和P2为
地址/数据线，可寻址64 KB ROM和64 KB RAM）； 一个可编程全双工串行口； 具有5个中断源，两个优先级嵌套结构； 两个16位定时/计数器； 一个片内振荡器与时钟电路。
数据总线
芯片引脚按功能分成3类，即：
地址总线 控制总线
2.2.1 单片机的引脚功能
1. 主电源引脚Vcc和Vss
51单片机电源引脚
Vcc（+5V） 电源输入端
Vss（GND） 共用接地端
2.2.1 单片机的引脚功能
51单片机时钟引脚
2. 时钟振荡电路引脚XTAL1和XTAL2
XTAL1 和 XTAL2 分 别 用做晶体振荡电路的反 相器输入端和输出端。
复位/外部存储器/地址锁存引脚
2.2.1 单片机的引脚功能
复位信号输入端RST
当RST（RESET）端保持两个 机器周期（24个时钟周期）以 上的高电平时，单片机完成复 位操作。VPD为内部RAM的备 用 电 源 输 入 端 。 当 主 电 源 Vcc 一旦发生断电或电压降到一定 值时，可通过VPD为单片机内 部RAM提供电源，以保护片内 RAM中的信息不丢失，使Vcc 上电后能继续正常运行。
单片机系统组成原理PPT课件
13位定时/计数器。 THx 8位和TLx低5位组成13位加1 计数器，此种方式与MCS－48系列兼容，如果不是为了兼容 的目的，一般不用方式0.
方式0的全部功能，方式1都可以代替。
二、 方式1
16位定时/计数器。 THx8位和TLx8位组成16位加1计数器 最大计数脉冲个数：1～65536(216)，最长定时时间(晶振12MHz T=1s)：1s ～ 65536×T= 65.54ms
2. 特殊功能寄存器SFR 占用字节地址：80H～FFH 位寻址寄存器： 其字节地址可被8整除。 专用寄存器： A、B、PSW、DPTR、SP I/O接口寄存器：
P0、P1、P2、P3、SBUF、 TMOD、TCON、SCON …
2.4 MCS-51定时器/计数器
2.4.1 MCS-51 计数/定时器的原理
2.3 MCS-51寄存器配置
FFFFH
FFFFH
0000H ROM
FFH
A
E0H
SFR
80H
30H 20H
00H 内RAM
数据缓 冲区
位寻址区
寄存器 区 0000H 外RAM
一、物理空间与地址
物理上4个存储器地址空间： 片内/片外程序存储器
空间 片内/片外数据存储器
空间 逻辑上3个存储器地址空间： 64KB 程序存储器 256B 片内数据存储器 64KB 片外数据存储器
MCS-51单片机结构
2.2 MCS-51单片机引脚
1．I/O口线功能
4个8位并行 I/O 接口引脚P0.0～
P0.7 、P1.0～P1.7 、P2.0～P2.7 和
P3.0～P3.7
换用
为多功能引脚，可自 动切
作数据总线、地址总线、控制总线
方式0的全部功能，方式1都可以代替。
二、 方式1
16位定时/计数器。 THx8位和TLx8位组成16位加1计数器 最大计数脉冲个数：1～65536(216)，最长定时时间(晶振12MHz T=1s)：1s ～ 65536×T= 65.54ms
2. 特殊功能寄存器SFR 占用字节地址：80H～FFH 位寻址寄存器： 其字节地址可被8整除。 专用寄存器： A、B、PSW、DPTR、SP I/O接口寄存器：
P0、P1、P2、P3、SBUF、 TMOD、TCON、SCON …
2.4 MCS-51定时器/计数器
2.4.1 MCS-51 计数/定时器的原理
2.3 MCS-51寄存器配置
FFFFH
FFFFH
0000H ROM
FFH
A
E0H
SFR
80H
30H 20H
00H 内RAM
数据缓 冲区
位寻址区
寄存器 区 0000H 外RAM
一、物理空间与地址
物理上4个存储器地址空间： 片内/片外程序存储器
空间 片内/片外数据存储器
空间 逻辑上3个存储器地址空间： 64KB 程序存储器 256B 片内数据存储器 64KB 片外数据存储器
MCS-51单片机结构
2.2 MCS-51单片机引脚
1．I/O口线功能
4个8位并行 I/O 接口引脚P0.0～
P0.7 、P1.0～P1.7 、P2.0～P2.7 和
P3.0～P3.7
换用
为多功能引脚，可自 动切
作数据总线、地址总线、控制总线
单片机系统组成概述完整ppt
电路。
二、软件
单片机程序设计语言可分为三类： ⑴ 机器语言 ⑵ 汇编语言 ⑶ 高级语言
MCS-51型单片机使用汇编语言。
谢谢观看
⑶ I/O接口电路。
⑷ 堆栈： 电源断电后，存储信息丢失。
⑷ 堆栈：暂时存放子程序断暂口地时址存、中放断断子口程地址序和 断口地址、中断断口地址和 §算1术-2逻单辑片单机元系；统组成概述其他需要保存的数据。
带②⒋三地态址门译输的码输器入入；/输/出输缓冲出电路设。 备及其接口电路
电源断电后，存储信息丢失。
§1-2 单片机系统组成概述
有两大部分组成: ⑴ 硬件：组成单片机系统的物理实体； ⑵ 软件：对硬件使用和管理的程序。
一、硬件
(DB)
时钟 CPU
ROM
外
RAM 定时 中断 I/O
部
计数器 系统 接口
设
复位
(AB)
备
(CB)
图1-2 单片机系统的硬件结构框图
⒈ 微处理器
⑴ 寄存器阵列：通用寄存器，专用寄存器； ⑵ 运算器：累加器，暂存寄存器，标志寄存器，
⑵ 存储器结构
① 存储体；
② 地址译码器 ；
③ 控制电路：片选控制、读/写控制和 带三态门的输入/输出缓冲电路。 作用：存放固定程序和数据。
输入输出设备一般不能与CPU直接相连，而是通过某种电路完成寻址、数据缓冲、输入输出控制、功率驱动、A/D、D/A等功能，这种
⑶ 存储器的读写操作 电路称为பைடு நூலகம்/O接口电路。
⑴ 寄存⑴器阵列输：通入用设寄存备器，；专用寄存器； 电RO源M断电⑵后，输存储出信息设丢备失。； ③ 特控点制⑶：电信路息：I写片/入O选接后控，制口能、长读电期/写路保控存制。，和不会因断电而丢失。 ⑷带三堆态栈门：的输暂输时入入存/放输输子出出程缓序冲设断电口路备地。一址、般中断不断能口地与址和CPU直接相连，而是通过某种电路完成寻址、数 据缓冲、输入输出控制、功率驱动、A/D、D/A等功能，这种电路称为I/O接口
二、软件
单片机程序设计语言可分为三类： ⑴ 机器语言 ⑵ 汇编语言 ⑶ 高级语言
MCS-51型单片机使用汇编语言。
谢谢观看
⑶ I/O接口电路。
⑷ 堆栈： 电源断电后，存储信息丢失。
⑷ 堆栈：暂时存放子程序断暂口地时址存、中放断断子口程地址序和 断口地址、中断断口地址和 §算1术-2逻单辑片单机元系；统组成概述其他需要保存的数据。
带②⒋三地态址门译输的码输器入入；/输/出输缓冲出电路设。 备及其接口电路
电源断电后，存储信息丢失。
§1-2 单片机系统组成概述
有两大部分组成: ⑴ 硬件：组成单片机系统的物理实体； ⑵ 软件：对硬件使用和管理的程序。
一、硬件
(DB)
时钟 CPU
ROM
外
RAM 定时 中断 I/O
部
计数器 系统 接口
设
复位
(AB)
备
(CB)
图1-2 单片机系统的硬件结构框图
⒈ 微处理器
⑴ 寄存器阵列：通用寄存器，专用寄存器； ⑵ 运算器：累加器，暂存寄存器，标志寄存器，
⑵ 存储器结构
① 存储体；
② 地址译码器 ；
③ 控制电路：片选控制、读/写控制和 带三态门的输入/输出缓冲电路。 作用：存放固定程序和数据。
输入输出设备一般不能与CPU直接相连，而是通过某种电路完成寻址、数据缓冲、输入输出控制、功率驱动、A/D、D/A等功能，这种
⑶ 存储器的读写操作 电路称为பைடு நூலகம்/O接口电路。
⑴ 寄存⑴器阵列输：通入用设寄存备器，；专用寄存器； 电RO源M断电⑵后，输存储出信息设丢备失。； ③ 特控点制⑶：电信路息：I写片/入O选接后控，制口能、长读电期/写路保控存制。，和不会因断电而丢失。 ⑷带三堆态栈门：的输暂输时入入存/放输输子出出程缓序冲设断电口路备地。一址、般中断不断能口地与址和CPU直接相连，而是通过某种电路完成寻址、数 据缓冲、输入输出控制、功率驱动、A/D、D/A等功能，这种电路称为I/O接口
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第2章-单片机系统组成原 理
2.1 MCS-51单片机组成原理
不同型号MCS-51单片机CPU处理能力和指令系统完全 兼容，只是存储器和I/O接口的配置有所不同。
MCS-51单片机的组成 ： 1. 8位CPU 2. 片内ROM/EPROM、RAM 3. 片内并行 I/O接口 4. 片内16位定时器/计数器 5. 片内中断处理系统 6. 片内全双工串行I/O口
= 64536 = FC18H
MAIN： HERE： 它任务 PT0INT： MOV
ORG AJMP ORG AJMP ORG MOV MOV MOV SETB SETB SETB SJMP
0000H
MAIN
000BH ；T0中断硬件入口地址
PT0INT ；跳到中断服务程序
0030H
TMOD，#01H ；中断方式
1. 片内RAM 工作寄存器区： 字节地址：00H～1FH 位寻址区： 字节地址：20H～2FH 位地址为：00H～7FH 数据缓冲区/堆栈区： 字节地址：00H～7FH 一般使用30H～7FH
2. 特殊功能寄存器SFR 占用字节地址：80H～FFH 位寻址寄存器： 其字节地址可被8整除。 专用寄存器： A、B、PSW、DPTR、SP I/O接口寄存器： P0、P1、P2、P3、SBUF、 TMOD、TCON、SCON …
控制 开关
8031 有2个可独立控制的16位定时器/计数器：T0、T1。
定时器控制、状态寄存器 1)TMOD定时器方式寄存器（89H）
G A T E C / T M 1M 0 G A T E C / T M 1M 0
T1
T0
1）功能选择位C/T：
=0，定时功能，计数内部机器周期脉冲；
=1，计数功能，计数引脚T0(T1)输入的负脉冲。
2.4 MCS-51定时器/计数器
2.4.1 MCS-51 计数/定时器的原理
实质是计数器，脉冲每一次下降沿，计数寄存器数值将 加1。 计数的脉冲如果来源于单片机内部的晶振,由于其周期 极为准确，这时称为定时器。计数的脉冲如果来源于单片机 外部的引脚，由于其周期一般不准确，这时称为计数器。
脉冲
+1计数器 溢出 中断
二、 方式1
16位定时/计数器。 THx8位和TLx8位组成16位加1计数器 最大计数脉冲个数：1～65536(216)，最长定时时间(晶振12MHz T=1s)：1s ～ 65536×T= 65.54ms
启动计数方式：
非门控方式：当GATE＝0,
控制权由 TRx 决定 TRx＝1 计数开始 TRx ＝0 计数停止
逻辑上3个存储器地址空间： 64KB 程序存储器 256B 片内数据存储器 64KB 片外数据存储器
二、程序和数据存储器逻辑空间
普林斯顿结构：程序和数据共用一个存储器逻辑空间，统一 编址。
哈佛结构： 程序与数据分为两个独立存储器逻辑空间， 分开编址。
三、片内RAM寄存器
MCS-51的寄存器在片内RAM都有映像地址。使用时，既 可用寄存器名，也可用对应单元地址。
MOV TMOD，#0D2H ; 1101 0010 B
2.4.2 定时器工作方式
由方式选择位M1、M0设定 一、 方式0
13位定时/计数器。 THx 8位和TLx低5位组成13位加1 计数器，此种方式与MCS－48系列兼容，如果不是为了兼容 的目的，一般不用方式0.
方式0的全部功能，方式1都可以代替。
；选择方式 ；装入Tx时间常数
；开Tx中断
SETB ETx SETB TRx
；启动Tx定时器。
例：由P1.0输出方波信号，周期为2ms，设fosc=12MHz。
2ms
解：每隔1ms改变一次P1.0的输出状态，即形成方波，用T0非门控方式1
定时。
计算时间常数：X = 216 - t/T = 216 –(/1000)/10-6 = 65536-1000
门控方式：当GATE＝1、TRx＝1 控制权由 INTx 决定
INTx＝1 计数开始
INTx ＝0 计数停止
三、 方式2
用于需要重复定时和计数的场合。 最大计数值：256 (28) 最大定时时间(晶振12MHz时 T=1s)： 256s 自动恢复初值8位定时/计数器。TLx为8位加1计数器，
THx为8位初值暂存器。
TL0，#18H ；计数初值
TH0，#0FCH
EA
；开放总中断
0
；开放T0中断
TR0
；启动定时器
HERE ；等待中断，相当于执行其
TL0，#18H ;中断服务程序；置初值
MOV TH0，#0FCH
CPL P1.0
；取反，产生方波
RETI
；中断返回
例 P1.7驱动LED亮1秒灭1秒地闪烁，设时钟频率为12MHz。
T：机器周期 ＝12/晶振频率
如：晶振为12MHz时，T＝12/12 MHz＝12÷（12×10-6）
（秒）＝1×10-6＝1us 一、 MCS-51定时器的应用
定时器初始化编程：使用定时器工作之前，先写入控 制寄存器，确定好定时器工作方式。
初始化编程格式：
MOV TMOD，# 方式字 MOV THx，#XH MOV TLx，#XL SETB EA
MCS-51单片机结构
2.3 MCS-51寄存器配置
FFFFH
FFFFH
0000H ROM
FFH
A
E0H
SFR
80H
30H 20H
00H 内RAM
数据缓 冲区
位寻址区
寄存器 区 0000H 外RAM
一、物理空间与地址
物理上4个存储器地址空间： 片内/片外程序存储器空间 片内/片外数据存储器空间
四、方式3
T0分成2个8位定时器：TL0定时/计数器和TH0定时器 TL0占用T0控制位：C/T，TR0，GATE；TH0占用T1控制 位：TR1。T1不能使用方式3工作
2.4.3 计算时间常数X(计算初值)
计数功能：X= 2n -计数值 n：8/13/16
定时功能：X= 2n - t/T
t：定时时间（s）
2）方式选择位M1、M0： 3）门控方式选择位GATE
计数器启动方式的选择 确定定时器工作方式指令：
MOV TMOD，#方式字
M 1M 0 方 式 功 能 描 述
00 0
1 3位
01 1
1 6位
10 2 8位 自 动 重 装
11 3 T 0为 两 个 8位
例：设T0用方式2非门控定时，T1用方式1门控计数。
2.1 MCS-51单片机组成原理
不同型号MCS-51单片机CPU处理能力和指令系统完全 兼容，只是存储器和I/O接口的配置有所不同。
MCS-51单片机的组成 ： 1. 8位CPU 2. 片内ROM/EPROM、RAM 3. 片内并行 I/O接口 4. 片内16位定时器/计数器 5. 片内中断处理系统 6. 片内全双工串行I/O口
= 64536 = FC18H
MAIN： HERE： 它任务 PT0INT： MOV
ORG AJMP ORG AJMP ORG MOV MOV MOV SETB SETB SETB SJMP
0000H
MAIN
000BH ；T0中断硬件入口地址
PT0INT ；跳到中断服务程序
0030H
TMOD，#01H ；中断方式
1. 片内RAM 工作寄存器区： 字节地址：00H～1FH 位寻址区： 字节地址：20H～2FH 位地址为：00H～7FH 数据缓冲区/堆栈区： 字节地址：00H～7FH 一般使用30H～7FH
2. 特殊功能寄存器SFR 占用字节地址：80H～FFH 位寻址寄存器： 其字节地址可被8整除。 专用寄存器： A、B、PSW、DPTR、SP I/O接口寄存器： P0、P1、P2、P3、SBUF、 TMOD、TCON、SCON …
控制 开关
8031 有2个可独立控制的16位定时器/计数器：T0、T1。
定时器控制、状态寄存器 1)TMOD定时器方式寄存器（89H）
G A T E C / T M 1M 0 G A T E C / T M 1M 0
T1
T0
1）功能选择位C/T：
=0，定时功能，计数内部机器周期脉冲；
=1，计数功能，计数引脚T0(T1)输入的负脉冲。
2.4 MCS-51定时器/计数器
2.4.1 MCS-51 计数/定时器的原理
实质是计数器，脉冲每一次下降沿，计数寄存器数值将 加1。 计数的脉冲如果来源于单片机内部的晶振,由于其周期 极为准确，这时称为定时器。计数的脉冲如果来源于单片机 外部的引脚，由于其周期一般不准确，这时称为计数器。
脉冲
+1计数器 溢出 中断
二、 方式1
16位定时/计数器。 THx8位和TLx8位组成16位加1计数器 最大计数脉冲个数：1～65536(216)，最长定时时间(晶振12MHz T=1s)：1s ～ 65536×T= 65.54ms
启动计数方式：
非门控方式：当GATE＝0,
控制权由 TRx 决定 TRx＝1 计数开始 TRx ＝0 计数停止
逻辑上3个存储器地址空间： 64KB 程序存储器 256B 片内数据存储器 64KB 片外数据存储器
二、程序和数据存储器逻辑空间
普林斯顿结构：程序和数据共用一个存储器逻辑空间，统一 编址。
哈佛结构： 程序与数据分为两个独立存储器逻辑空间， 分开编址。
三、片内RAM寄存器
MCS-51的寄存器在片内RAM都有映像地址。使用时，既 可用寄存器名，也可用对应单元地址。
MOV TMOD，#0D2H ; 1101 0010 B
2.4.2 定时器工作方式
由方式选择位M1、M0设定 一、 方式0
13位定时/计数器。 THx 8位和TLx低5位组成13位加1 计数器，此种方式与MCS－48系列兼容，如果不是为了兼容 的目的，一般不用方式0.
方式0的全部功能，方式1都可以代替。
；选择方式 ；装入Tx时间常数
；开Tx中断
SETB ETx SETB TRx
；启动Tx定时器。
例：由P1.0输出方波信号，周期为2ms，设fosc=12MHz。
2ms
解：每隔1ms改变一次P1.0的输出状态，即形成方波，用T0非门控方式1
定时。
计算时间常数：X = 216 - t/T = 216 –(/1000)/10-6 = 65536-1000
门控方式：当GATE＝1、TRx＝1 控制权由 INTx 决定
INTx＝1 计数开始
INTx ＝0 计数停止
三、 方式2
用于需要重复定时和计数的场合。 最大计数值：256 (28) 最大定时时间(晶振12MHz时 T=1s)： 256s 自动恢复初值8位定时/计数器。TLx为8位加1计数器，
THx为8位初值暂存器。
TL0，#18H ；计数初值
TH0，#0FCH
EA
；开放总中断
0
；开放T0中断
TR0
；启动定时器
HERE ；等待中断，相当于执行其
TL0，#18H ;中断服务程序；置初值
MOV TH0，#0FCH
CPL P1.0
；取反，产生方波
RETI
；中断返回
例 P1.7驱动LED亮1秒灭1秒地闪烁，设时钟频率为12MHz。
T：机器周期 ＝12/晶振频率
如：晶振为12MHz时，T＝12/12 MHz＝12÷（12×10-6）
（秒）＝1×10-6＝1us 一、 MCS-51定时器的应用
定时器初始化编程：使用定时器工作之前，先写入控 制寄存器，确定好定时器工作方式。
初始化编程格式：
MOV TMOD，# 方式字 MOV THx，#XH MOV TLx，#XL SETB EA
MCS-51单片机结构
2.3 MCS-51寄存器配置
FFFFH
FFFFH
0000H ROM
FFH
A
E0H
SFR
80H
30H 20H
00H 内RAM
数据缓 冲区
位寻址区
寄存器 区 0000H 外RAM
一、物理空间与地址
物理上4个存储器地址空间： 片内/片外程序存储器空间 片内/片外数据存储器空间
四、方式3
T0分成2个8位定时器：TL0定时/计数器和TH0定时器 TL0占用T0控制位：C/T，TR0，GATE；TH0占用T1控制 位：TR1。T1不能使用方式3工作
2.4.3 计算时间常数X(计算初值)
计数功能：X= 2n -计数值 n：8/13/16
定时功能：X= 2n - t/T
t：定时时间（s）
2）方式选择位M1、M0： 3）门控方式选择位GATE
计数器启动方式的选择 确定定时器工作方式指令：
MOV TMOD，#方式字
M 1M 0 方 式 功 能 描 述
00 0
1 3位
01 1
1 6位
10 2 8位 自 动 重 装
11 3 T 0为 两 个 8位
例：设T0用方式2非门控定时，T1用方式1门控计数。