1号题
微机中常用的进制有哪些？ 各有何特点？
温故知新检测
2号题
什么是BCD码和BCD数？ BCD数的加减运算有何特点？
温故知新检测
3号题
什么是原码、反码和补码？
温故知新检测
4号题
1101101.1011B =？H
温故知新检测
5号题
AT89C51系列单片机内部 包含哪些主要功能部件？
温故知新检测
6号题
程序计数器PC的作用是什么？
温故知新检测
7号题
AT89C51 的 CPU 主 要 由哪几部分组成?
温故知新检测
8号题
单片机CPU运算器的核心 部件是什么？ 其主要功能有哪些？
温故知新检测
9号题
AT89C51单片机内部 有多少字节的RAM和 FlashROM？
2.1 AT89C51单片机的结构
AT89C51的结构和原理
教学目标 2.1 AT89C51单片机的结构 2.2 AT89C51单片机外形及引脚功能 2.3 AT89C51存储器 2.4 AT89C51单片机工作方式 2.5 AT89C51时钟电路与时序 本章小结 思考题与习题
教学目标
通过本章教学，要求达到以下目标：
1. 总体了解AT89C51单片机内部结构。 2. 熟悉AT89C51单片机40个引脚及其功能。 3. 熟悉AT89C51三个不同存储空间配置及地址范
表2.2 工作寄存器组R0～R7的物理地址
RS1 RS0 工作寄存器组号 R0~R1的物理地址
0
0
0
0
1
1
1
0
2
1
1
3
00H ~ 07H 08H ~ 0FH 10H ~ 17H 18H ~ 1FH
⑤ 溢出标志位OV：当执行算术指令时，由硬件自动置位或 清零，表示累加器A的溢出状态。
⑥ 奇偶标志位P：用于指示运算结果中1的个数的奇偶性， 若累加器A中1的个数为奇数，则P=1；若1的个数为偶 数，则P=0。
围，了解不同存储空间的操作指令和控制信号。 4. 熟悉AT89C51片内RAM低128B分区结构和作用。 5. 了解特殊功能寄存器地址分布范围，理解ACC、
B、SP、DPTR的作用和功能，重点掌握PSW结构 组成和各位作用。
6. 理解程序计数器PC的功能。 7. 了解AT89C51 4个I/O端口结构及工作原理。 8. 理解在扩展外存储器情况下，P0、P2及
2. 控制器
控制器是单片机内部按一定时序协调工 作的控制核心，是分析和执行指令的部件。 控制器主要由程序计数器PC、指令寄存器IR、 指令译码器ID和定时控制逻辑电路等构成。
程序计数器PC是专门用于存放现行指令 的16位地址的。CPU就是根据PC中的地址到 ROM中去读取程序指令码和数据，并送给指 令寄存器IR进行分析。
AT89系列单片机在内部结构上基本相同，其中 不同型号的单片机只不过在个别模块和功能方面有些 区别。AT89C51单片机内部硬件结构框图如图2.1所示。 它由一个8位中央处理器（CPU）、一个256B片内 RAM及4KB Flash ROM 、21个特殊功能寄存器、4个 8位并行I/O口、两个16位定时/计数器、一个串行I/O 口以及中断系统等部分组成，各功能部件通过片内单 一总线联成一个整体，集成在一块芯片上。
2.1 AT89C51单片机的结构

时钟源
外部事件
时序和振荡 电路
程序存储 器 ROM
数据存储器 RAM
2个16位定时/ 计数器
CPU
内部8位数据总线
中断 系统
内 部 中
并行 I/O口
断
串行I/O 口
外部中断
P0 P1 P2 P3
RXD TXD
图2.1 AT89C51单片机内部结构框图
RAM 128B
P3口的功能作用。 9. 了解堆栈指针SP及堆栈的作用； 10. 掌握堆栈的设置及使用方式； 11. 熟悉AT89C51复位条件、复位电路和复位后
常用的SFR的状态。 12. 理解时钟电路组成、时钟和机器周期的概念。
课前预习和复习检测
1号题
2号题
3号题
4号题
5号题
6号题
7号题
8号题
9号题
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位编号
PSW7
表2.1 PSW各位定义表
PSW6
PSW5
PSW4 PSW3
PSW2
PSW1
PSW0
位定义
CY
AC
位地址
D7H
D6H
F0 D5H
RS1 D4H
RS0 D3H
OV D2H
— D1H
P D0H
① 进位标志位CY：表示累加器A在加减运算过程中其最高位 A7有无 进位或借位。
② 辅助进位位AC：表示累加器A在加减运算时低4位(A3)有无向高4 位(A4)进位或借位。
B
RAM地址寄存器
P3口
P1口
P2口
P0口
SP
暂存器1
存储 运算 中断
锁存器 锁存器
器 定时/计数器 串行口
器
控制 锁存器
锁存器
器
I/O接口
ACC
指令寄存器IR
缓冲器
4K
DPH DPL
ROM
暂存器2 指令译码器ID
PC增量器
PSW
ALU
定时与控制
程序计数器PC 地址寄存器AR
图2.2 AT89C51单片机的内部结构示意
③ 用户标志位F0：是用户定义的一个状态标志位，根据需要可以用 软件来使它置位或清除。
1. 运算器
④ 寄存器选择位RS1、RS0：AT89C51共 有四组，每组八个工作寄存器R0～R7。编 程时用于存放数据或地址。但每组工作寄 存器在内部RAM中的物理地址不同。RS1 和RS0的四种状态组合就是用来确定四组工 作寄存器的实际物理地址的。RS1、RS0状 态与工作寄存器R0～R7的物理地址关系如 表2.2 所示。
2.1.1 中央处理器(CPU)
CPU是单片机内部的核心部件，是一个8 位二进制数的中央处理单元，主要由运算器、 控制器和寄存器阵列构成。
1. 运算器
运算器用来完成算术运算和逻辑运算功能， 它是AT89C51内部处理各种信息的主要部件。 运算器主要由算术逻辑单元(ALU)、累加器 (ACC)、暂存寄存器(TMP1、TMP2)和状态 寄存器(PSW)组成。
1. 运算器
(1) 算术逻辑单元(ALU)：AT89C51中的 ALU由加法器和一个布尔处理器组成。
(2) 累加器(ACC)：用来存放参与算术运算和 逻辑运算的一个操作数或运算的结果。
(3) 暂存寄存器(TMP1、TMP2)：用来存放 参与算术运算和逻辑运算的另一个操作数，它 对用户不开放。
(4) 状态寄存器(PSW)：PSW是一个8位标志 寄存器，用来存放ALU操作结果的有关状态。