51单片机系列PPT课件
进先出”的数据操作原则。
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➢ 堆栈的功用 堆栈的主要功用是保护断点和保护现场。因为计算机无论
是执行中断程序还是子程序,最终要返回主程序,在转 去执行中断或子程序时,要把主程序的断点保护起来, 以便能正确的返回。同时,在执行中断或子程序时,可 能要用到一些寄存器,需把这些寄存器的内容保护起来, 即保护现场。
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程序状态字PSW
OV:溢出标志位
在带符号数(补码数)的加减中,OV=1表示运算的结果超出了累加 器A的八位符号数表示范围(-128~+127),产生溢出,因此运算 结果是错误的。OV=0,表示未超出表示范围,运算结果正确。 乘法时,OV=1,表示结果大于255,结果分别存在A,B寄存器中。 OV=0,表示结果未超出255,结果只存在A中。 除法时,OV=1,表示除数为0。OV=0,表示除数不为0。
PSW中各标志位名称及定义如下:
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程序状态字PSW
C:也表示为 CY 进(借)位标志位 1.在加减运算中,若操作结果的最高位有进位或有借 位时,CY 由硬件自动置1,否则就清0。 2.在位操作中,CY 作为位累加器使用,参于进行位 传送、位与、位或等位操作。另外某些控制转移类 指令也会影响 CY 位状态。
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数据指针DPTR
✓数据指针DPTR为16位寄存器,它是MCS—51中唯 一的一个16位寄存器。 ✓DPTR通常在访问外部数据存储器时作为地址指针 使用,寻址范围为64KB。 ✓编程时,既可按16位寄存器使用,也可作为两个 8位寄存器分开使用。DPH 为DPTR的高八位寄存器, DPL 为DPTR的低八位寄存器。
第二章 MCS-51单片机结构及原理
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第一部分
整体概述
THE FIRST PART OF THE OVERALL OVERVIEW, PLEASE SUMMARIZE THE CONTENT
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MCS-51单片机结构及原理
➢ MCS-51单片机结构及工作原理 ➢ MCS-51单片机引脚及外部总线结构 ➢ CPU时序及辅助电路 ➢ MCS-51单片机存储器结构
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MCS-51的总体结构
MCS-51 系 列 单 片 机 是 高 性 能 的 8 位 单 片 机 , 该 系 列 中 有 8051、8031、8751等,这三种单片机除内置程序存储器有 区别外,内部结构和引脚相同。其中8051是最早最典型的 产品,该系列其它单片机都是在8051的基础上进行功能的 增、减、改变而来的,所以人们习惯于用8051来称呼MCS51 系列单片机。
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➢ 堆栈的设置 MCS—51系列单片机的堆栈通常设置在内部RAM的30H~7FH之
间。 ➢ 堆栈指示器SP SP为8位寄存器,用于指示栈顶单元地址。由于SP的内容就是
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程序状态字PSW
➢ AC:辅助进(借)位标志位。在加减运算中,当 低四位向高四位进位或借位时此标志位由硬件自动置 1,否则就清0。 ➢ F0:用户标志位,由用户通过软件设定,用以控 制程 序转向。
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程序状态字PSW
RS1,RS0:寄存器组选择位 用于设定当前通用寄存器组的组号。通用寄存器 组共有4组,其对应关系如下
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MCS-51的CPU:控制器
程序计数器PC(Program Counter)
✓PC是一个16位计数器,其内容为单片机将要执行的指 令机器码所在存储单元的地址。 ✓PC具有自动加1的功能,从而实现程序的顺序执行。 ✓由于PC不可寻址的,因此用户无法对它直接进行读写 操作,但可以通过转移、调用、返回等指令改变其内容, 以实现程序的转移。 ✓PC的寻址范围为64KB,即地址空间为0000~0FFFFH。
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进栈:使SP的内容增1后作数据压入操作;
堆栈指针SP出栈:先把栈顶的数据弹出,然后使SP的内容
减1。
SP 为 8 位 寄 存 器 , 用 于 指 示 栈 顶 单
元地址。
堆栈是一种数据结构,只允许在其
一端进行数据删除和数据插入操作
的线性表。数据写入堆栈叫入栈
( PUSH ) , 数 据 读 出 堆 栈 叫 出 栈 (POP)。堆栈的最大特点是“后
2.寄存器:CPU内部没有单独的存储器,而是设置
了一些工作寄存器,暂存数据和状态等 (1)累加器ACC:可存放操作数和运算的中间结果; (2)寄存器B:主要用于乘、除运算。寄存器B也可
作为一般的寄存器用。
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2.寄存器 (3) 程序状态字PSW
➢程序状态字是8位寄存器,用于指示程序运行状态信息。 ➢其中有些位是根据程序执行结果由硬件自动设置的,而 有些位可由用户通过指令方法设定。
✓ 8031:内部无程序存储器ROM,须外接EPROM。
✓ 8051:ROM型单片机,内含4K字节ROM。
✓ 8751:EPROM型单片机,内含4K字节EPROM。
✓8951: EEPROM型单片机, 4K字节 EEPROM
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MCS-51的总体结构
MCS-51基本构成
➢ CPU :8位 ➢ 存储器:
➢128字节RAM ➢21个专用寄存器 ➢4K字节ROM存储器 ➢ 并行口:4个8位并行口 ➢ 串行口:1个全双工的串行口 ➢ 定时器/计数器:2个16位的定时器/计数器 ➢ 中断系统:5个中断源,两个中断优先级 ➢ 寻址范围: 64K字节(程序存储区和外部数据存储区各64K)
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MCS-51的总体结构
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程序状态字PSW
➢D1位未定义。可用伪指令将它定义为F1,如同 F0一样,作为用户设定的软件标志位。
➢ P:奇偶标志位。表示累加器A中数的奇偶性;
在每个指令周期由硬件根据A的内容的奇偶性,
对P自动置位或复位。P=1,表示A中内容有奇数
个1。
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MCS-51的CPU CPU: 运算器、控制器 控制计算机各部分协调工作。
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MCS-51的CPU
CPU:单片机的核心部分,是单片机的指挥和执行 部件。包含两个基本部分:运算器和控制器。 ➢ 运算器:进行算术和逻辑运算,存储运算结果并作 相应标记。 ➢ 控制器:控制计算机各部分协调工作。
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MCS-51的CPU:运算器 1.算术逻辑运算部件ALU:
完成各种算术运算和逻辑运算