TH0
程序地址寄 存器
pc
PC增量器
DPH和DPL来处理。中断模块 出将要执行的指令. 串行口模块 定
PSEN
TL0 SBUF
ALU
EA RESET
3、具有自动加1功能,从而指向下一条将 3、 DPTR 主要用来存放 16位地址，当 要执行的指令地址. 对 64 KB外部数据存储器空间寻址时, P3口锁存器
6 6
第2章 89C51单片机单片机的硬件结构
第2章 89C51单片机单片机的硬件结构
片内存储器
程序存储器
存储器 数据存储器 片外存储器 片内存储器 片外存储器 四个物理上独 立的空间
程序存储器和数据存储器的寻址空间是分开的，属于 哈佛存储结构。
7 7
第2章 89C51单片机单片机的硬件结构
从物理结构上单片机系统的存储器结构图 （四个部分）
0001 0000
程序存储器结构 12
12
第2章 89C51单片机单片机的硬件结构
不论哪一种MCS-51单片机 （1）芯片内部不含有程序存储器的单片机（ 8031 ） ，如果 EA 接地，其内部的程 EA必须接地，8031的程序存储器结构 序存储器将被CPU忽略
8051 P0 锁 存 器 片外ROM DB
10 10
第2章 89C51单片机单片机的硬件结构
（1）内部含有程序存储器的单片机
当 EA =1（接高电平）时：
8751/8051 Vcc R P0 锁 存 器 片外ROM DB
FFFF FFFE
……
片 外 60 K
EA
ALE P2
PSEN
AB
1001 1000 0FFF 0FFE
片 内 4K
……
OE
0001 0000
程序存储器连接电路
程序存储器结构
11 11
第2章 89C51单片机单片机的硬件结构
（1）芯片内部含有程序存储器的单片机 当 EA =0（接低电平）时：
8051 P0 锁 存 器 片外ROM DB
片 外 64 K FFFF FFFE
……
EA
ALE P2
PSEN
AB
OE
程序存储器连接电路
FFH
SFR
80H 7FH
真正的RAM区
00H
MCS-51 单片机片内RAM的配置图
17 17
1、工作寄存器区 是指00H～1FH 区, 共分4个组, 每组有8个单元, 共 32个内部RAM单元。
FFH 7FH
（一） 工作寄存器
1FH 3组 普通RAM区 18H 17H 2组 10H 0FH 位寻址区 08H 07H 工作寄存器区 0组 1组
MCS-51系列单片机有21个可以寻址的特殊功能寄存器，包括单片 机内的I/O口、串行口、定时/计数器、中断系统等相关的数据寄存器 （或缓冲器）以及控制寄存器和状态寄存器，用于存放相应功能部件 的控制命令、状态和数据。
4 4
第2章 89C51单片机单片机的硬件结构
（三）并行口（Parallel Port）
有4个并行的I/O口：P0、P1、P2、P3，每根口线都可独 立地用作输入或输出。
（四）串行口（Serial Port）
有1个全双工的串行口，用于串行通信。串行口由发送缓冲 器SBUF、接收缓冲器SBUF、移位寄存器和串行口控制逻辑等 部分组成。
（五） 定时/计数器（Timer/Counter）
有2个16位的定时/计数器T0和T1，T0由TH0和TL0构成， T1由TH1和TL1构成，定时/计数器方式寄存器TMOD选择定 时/计数器的工作模式和方式，定时/计数器控制寄存器TCON控 制T0和T1的启动和停止，同时反映T0和T1的溢出状态。 （六）中断系统（Interrupt System） 有5个中断源，分别为2个外部中断、2个定时/计数器溢出 产生的中断、1个串行口接收/发送产生的中断，提供2个中断优 先级。 5
GND
PCON SCON TMOD TH1 IE TCON TL1 IP
P2.0~P2.7
P0.0~P0.7
ROM
Acc B 2、既可作为一个 16 SP 位寄存器DPTR来 个连续区域.每条指令都有自己的地址 TEM2 TEM1 处理, 也可作为两个独立的 8 位寄存器 ,CPU根据PC中的指令地址从存储器中取
2、位寻址区的每1位都可当作 FFH 软件触发器, 由程序直接进行位 处理。
30H 2FH 3、 位寻址区的 16个单元（共 SFR
计128位）的每1位都有一个8
80H 位表示的位地址, 位地址范围为 7FH
位寻址区
00H～1FH。
20H 1FH 4、 同样, 位寻址的RAM单元 真正的RAM区
也可以按字节操作作为一般的 数据缓冲 区。
片 外 64 K FFFF FFFE
……
EA
ALE
P2
PSEN
AB
OE
程序存储器连接电路
0001 0000
程序存储器结构
13
程序存储器结构 13
MCS-51单片机片内、外程序存储器的使用 示意图
FFFFH
第2章 89C51单片机单片机的硬件结构
片外程序存储器 （最大64K）
1000H
0FFFH 0FFFH
第2章 89C51单片机单片机的硬件结构
作业
第47页 2、3、5、6、8、10、13、15
1
1
第2章 89C51单片机单片机的硬件结构
Vcc
1、16位寄存器，低8位经P0 口输出， P2口驱动 P2口驱动 1、数据指针DPTR是一个 16 位的专用 高8位经P2口输出 RAM RAM地址 寄存器 寄存器 寄存器, 其高位字节寄存器用DPH表示, P2口锁存器 P3口锁存器 2、存放下一条将要执行的指令地址.程序 低位字节寄存器用DPL表示。 中的指令是按照顺序存放在存储器中的某
单片机内部 程序存储器 （4K）
0000H
0000H
EA=1时，ROM的使用
EA=0时ROM的使用
14 14
第2章 89C51单片机单片机的硬件结构
在单片机的程序存储器中，有5个特殊的单元地 址：外部中断入口地址0003H，外部中断入口地址 0013H，定时/计数器T0入口地址000BH，定时/ 计数器T1入口地址001BH，串行口中断入口地址 0023H。
7F
…
30 2F 20 1F 03 02 01 00
… …
数据缓冲区 （80个单元）
位寻址区 （16个单元） 工作寄存器区 （32个单元）
片内RAM分区示意图
16 16
第2章 89C51单片机单片机的硬件结构 89C51内有256B的RAM单元，其地址范围为00H—FFH，分为两大部分: 低 128 字节（00H~7FH）为真正的RAM区; 高 128 字节（80H~FFH）为特殊功能寄存器区SFR。
单片机的内部数据存储器由RAM地址寄存器、地址译码器以及128个 单元的RAM构成，用于存放可读写的数据。
2. 内部程序存储器
MCS-51系列单片机（8031除外）的内部程序存储器由程序地址寄 存器、地址译码器以及4K（4096）个单元的ROM构成，用于存放 程序的机器代码和常数。 3. 特殊功能寄存器（Special Function Register，SFR）
CPU通过软件修改PSW中RS0和
RS1两位的状态, 就可任选一个工 00H 作寄存器工作。
00H
00H
第2章 89C51单片机单片机的硬件结构
RS1、 RS0与片内工作寄存器组的对应关系
RS1 RS0 寄存器组 片内RAM地址 通用寄存器名称
0
0 1 0
0
1 0 1
0组
1组 2组 3组
00H~07H
定时器/计数器模块
ALE
时 与 控 制 电 路
指 令 指 针 寄 存 器
PSW
缓冲器
DPTR
振荡器 4、PC的值可以修改，一般程序是按顺 作为间址寄存器用。在访问程序存储器时 P3口驱动 序执行指令的.若改变了的PC的值,则程 , 用作基址寄存器。
P1口锁存器
P1口驱动
序将不再按顺序执行。
XTAL1 XTAL2
特 殊 功 能 寄 存 器 中 位 寻 址
FFFFH
外部 RAM (I/O口 地址)
7FH
mov
movx
通用RAM区
30H 2FH 20H 1FH
1000H
内部 ROM (EA=0) (EA=1) 0000H
位寻址区
工作寄存器区
0FFFH
00H
0000H
0000H
内部数据存储器 （a）
外部数据存储器
5
2.2 MCS－51单片机的存储器
MCS-51单片机的程序存储器和数据存储器分 开设置，地址空间相互独立。MCS－51存储器地 址空间可分为以下5类： （1）程序存储器，最大空间64K； （2）片内数据存储器，128个单元； （3）特殊功能寄存器，共21个； （4）位寻址空间，211位； （5）外部数据寄存器，最大空间64K。 这些资源与单片机应用的关系密切，下面我们介 绍上述5类存储空间的功能。
指 令 指 针 寄 存 器
中断模块 串行口模块 定时器/计数器模块
ALU
PSW
缓冲器
DPTR
P3口锁存器
P1口锁存器
振荡器
P3口驱动
P1口.0~P1.7
3
3
2.1.3 MCS-51单片机的内部结构
（二）存储器 1.内部数据存储器
第2章 89C51单片机单片机的硬件结构
（b）
程序存储器 （c）
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