【正文】 只有 R0、 R1能用作間址寄存器 (間接尋址時作為 8位地址指針 )。 4. 內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲器 (位地址放大 ) 7FH30H堆棧通用數(shù)據(jù)存儲器通用數(shù)據(jù)存儲器（位尋址）R B3 （ R 0R7 ）R B2 （ R 0R7 ）R B1 （ R 0R7 ）R B0 （ R 0R7 ）20H00H07H10H17HM OV R n ， AM OV A ， RnSETBC LRM OV R 0 ， AM OV A ， R 0M OV R 0 ， AM OV A ， R 0M OV SP,5FHPU SH P OP7F 7E 7D 7C 7B 7A 79 78 77 76 75 74 73 72 71 70 6F 6E 6D 6C 6B 6A 69 68 67 66 65 64 63 62 61 60 5F 5E 5D 5C 5B 5A 59 58 57 56 55 54 53 52 51 50 4F 4E 4D 4C 4B 4A 49 48 47 46 45 44 43 42 41 40 3F 3E 3D 3C 3B 3A 39 38 37 36 35 34 33 32 31 30 2F 2E 2D 2C 2B 2A 29 28 27 26 25 24 23 22 21 20 1F 1E 1D 1C 1B 1A 19 18 17 16 15 14 13 12 11 10 0F 0E 0D 0C 0B 0A 09 08 07 06 05 04 03 02 01 00 2F 2E 2D 2C 2B 2A 29 28 27 26 25 24 23 22 21 20 ? 內(nèi)部 RAM單元可作為工作寄存器區(qū)、數(shù)據(jù)緩沖區(qū)、堆棧區(qū)和可按位操作的位尋址區(qū)。其中： ? 內(nèi)部數(shù)據(jù) RAM地址空間從 00H～ 7FH； ? 特殊功能寄存器（SFR）的地址空間為 80H～ FFH，只能用直接尋址 方式。 256當(dāng)尋址空間 64K間，則可設(shè)置低 8位尋址空間 256字節(jié)為一個頁面， R0、 R1尋址頁面內(nèi)地址、 P2口的引腳設(shè)置為頁面地址。 ? 訪問方式有專門的指令 MOVX，當(dāng)外部 RAM容量小于 256字節(jié)時，也可以用 8位地址訪問。 ? 外部數(shù)據(jù)存儲器空間包括外部數(shù)據(jù)存儲器 RAM和輸入輸出 I/O接口空間。 ? 其訪問條件是：在硬件連線中，將 PSEN與程序存儲器的允許輸出端相連。 ? 程序存儲器的特點是只讀。 2. 程序存儲器 ? 對外程序存儲器訪問，單片機提供地址信號， P2口提供 AB（地址總線）高 8位。 ? 程序計數(shù)器 PC為 16位，決定了可尋址地址范圍內(nèi)外不超過64K字節(jié)。 存儲器 內(nèi)外部程序存儲器 外部數(shù)據(jù)存儲器 0000H FFFFH FFH 00H 內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲器 ? 程序存儲器用于存儲指令、常數(shù)、表格等，是預(yù)先存放進去的，在程序執(zhí)行過程中固定不變；程序存儲器是非易失的（ ROM）。 1. MCS51的存儲器結(jié)構(gòu)特點 ?數(shù)據(jù)存儲器與程序存儲器的尋址空間互相獨立，按物理結(jié)構(gòu)有四個獨立空間，即：內(nèi)外程序存儲器、內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲器和外部數(shù)據(jù)存儲器。時鐘可以由兩種方式產(chǎn)生：內(nèi)部方式和外部方式： ? 一般晶體振蕩頻率可在 ～ 12MHz之間選擇，這時電容C可選對稱的 10pF～ 30pF。 ? 作用：是 CPU的神經(jīng)中樞，對內(nèi)協(xié)調(diào)各部件的工作，例如數(shù)據(jù)傳送、存儲、運算、輸出等；對外發(fā)出時序控制信號，例如地址鎖存 ALE、外部程序存儲器選通 /PSEN、以及 /RD和 /WR信號等。 MCS51單片機的 CPU結(jié)構(gòu) PSW寄存器各位功能、標(biāo)志符號、位地址： *進位標(biāo)志： CY=1表示有進借位 輔助進位標(biāo)志 ： AC=1表示有半進借位 用戶標(biāo)識 F0 *寄存器組選擇 MSb RS1工作寄存器組選擇 *寄存器組選擇 LSb RS0工作寄存器組選擇 *溢出標(biāo)志 OV=1有溢出 保留位 *奇偶標(biāo)志 P=1表示累加器中 1的個數(shù)為奇 CY AC F0 RS1 RS0 OV P PSW寄存器結(jié)構(gòu)： ? 控制器包括指令寄存器 IR、指令譯碼器 ID、 16位地址指針DPTR及 16位程序計數(shù)器 PC、堆棧指針 SP等。 累加器 A： 運算前暫存一個操作數(shù)，運算后又保存其結(jié)果 寄存器 B： 用于乘法和除法操作，對其它指令只能做一個暫存器。這里必須強調(diào)在MCS51中位處理有自己專門的累加器“ C”和位地址空間。 3）以 CPU為核心，將 A/D， D/A，前置電路和顯示接口電路等全部進行嵌入設(shè)計后，燒寫在一個芯片中，從而使系統(tǒng)簡化，實現(xiàn)了真正的“系統(tǒng)單片機”的應(yīng)用設(shè)計 . MCS51單片機的組成及結(jié)構(gòu) 內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖 ： 運算器： 算術(shù)邏輯運算單元 ALU為中心，可完成二進制數(shù)的四則運算 +、 、 、 247。例如 89C52，片內(nèi)有 8K字節(jié)的E2PROM； 89C55芯片中有 3個 16位定時計數(shù)器，片內(nèi)有 20K字節(jié)的E2PROM并具有兩級程序保密系統(tǒng)。 2．有多種產(chǎn)品型號可供選擇：從學(xué)習(xí) MCS51系列單片機來講，初學(xué)者只需以 8031為例，然后逐步深入。 （ 2）開發(fā)系統(tǒng)的功能有：硬件電路的檢查與診斷；用戶程序的輸入與修改；程序的運行調(diào)試：單步、斷點和連續(xù)等；程序能固化到 EPROM中等。 4．開發(fā)工具 ： 設(shè)計一種通用的調(diào)試程序工具，把開發(fā)系統(tǒng)的 CPU和 RAM暫時出借給用 戶控制板（控制系統(tǒng)），利用開發(fā)系統(tǒng)進行調(diào)試，然后把調(diào)試好的程序固化到 EPROM中。 3．開發(fā)手段 ： 硬件調(diào)試：編制出簡單的單元調(diào)試程序使系統(tǒng)運行，用示波器、萬用表也可使用邏輯分析儀測試電路。這包括對總體方案的論證、硬件系統(tǒng)設(shè)計與調(diào)試、軟件系統(tǒng)的編程與調(diào)試，最后直到目標(biāo)樣機的調(diào)試成功和現(xiàn)場投入使用等。單片機是一種簡單的計算機，成本低，常用在儀器儀表、工業(yè)測控、消費電子、大型系統(tǒng)中部件，是簡單系統(tǒng)設(shè)計中常使用的一種機型。 （ 5）一般單片機內(nèi)無監(jiān)控程序或系統(tǒng)通用管理軟件，只放置用戶調(diào)試好的應(yīng)用程序。單片機指令系統(tǒng)中均有豐富的條件分支轉(zhuǎn)移指令、 I/O口的邏輯操作以及位處理功能。片內(nèi)具有計算機正常運行所必需的部件，芯片外部有許多供闊展用的三個總線和輸入輸出引腳，很容易構(gòu)成各種規(guī)模的應(yīng)用系統(tǒng)。芯片本身按工業(yè)測控環(huán)境設(shè)計，抗工業(yè)干擾能力強；程序固化在 ROM 中，不易損壞 。一般 ROM為 4/8k字節(jié)，最大64k字節(jié)， RAM為 128/256字節(jié)。 （ 6）系統(tǒng)軟件配置：系統(tǒng)軟件 ,應(yīng)用軟件。 （ 4）系統(tǒng)總線：指連接計算機內(nèi)部各功能部件的公共數(shù)據(jù)通道，其性能表現(xiàn)為數(shù)據(jù)傳輸寬度和工作時鐘。 （ 3）指令執(zhí)行時間：指計算機執(zhí)行一條指令所需的平均時間。 （ 2）存儲容量：指計算機內(nèi)部能存儲二進制代碼的多少。 ? 微型計算機的主要指標(biāo)： （ 1）字長：指微處理器內(nèi)部一次可以并行處理的二進制代碼的位數(shù)。 幾個概念： ? 計算機： 由運算器、控制器、存儲器、輸入 /輸出設(shè)備組成的具有計算能力的系統(tǒng)； ? 微型計算機： 運算器和控制器 (中央處理單元 ,CPU) 集成在一個芯片上的計算機； ? 單片機： 在一個半導(dǎo)體芯片上集成了運算器、控制器、存儲器、輸入 /輸出接口的計算機。 諾依曼計算機的模型和原理發(fā)展起來的 ,馮 需要大量記憶 。張鵬輝 2022 .9 課程簡介 ? 學(xué)時數(shù) :48學(xué)時 ? 學(xué)分 :3學(xué)分 ? 總成績 =期末考試 (80%)+平時 (20%) ? 平時成績 =期中 +作業(yè) +隨堂測驗 +點名 +答疑 ? 課程特點 : 硬件和軟件緊密結(jié)合 ,不同于以往的電路 ,需要仔細(xì)體會 和適應(yīng) 。具有很強的實用性 ,重視實驗和主動實踐 。必須參閱參考書和認(rèn)真獨立完成作業(yè) . 微型計算機與單片機 單片機 現(xiàn)代的計算機基本是基于馮 諾依曼計算機具有如下基本特點 : (1) 計算機由運算器、控制器、數(shù)據(jù)（程序）存儲器和輸入／輸出設(shè)備四大部分組成； (2) 采用存儲程序的方式，程序和數(shù)據(jù)放在同一個存儲器中，指令一樣可以送到運算器中運算，即由指令組成的程序是可以修改的； (3) 數(shù)據(jù)以二進制碼表示； (4) 指令由操作碼和地址碼組成； (5) 指令在存儲器中按執(zhí)行順序存放，由指令計數(shù)器（即程序計數(shù)器 PC）指明要執(zhí)行的指令所在的單元地址，一般按順序遞增，也可按運算結(jié)果或外界條件而改變； (6) 機器以運算器為中心，輸入 /輸出設(shè)備與存儲器間的數(shù)據(jù)傳送都通過運算器。 ? 單片機簡單、容易學(xué)習(xí)，在整體掌握 MCS51單片機的開發(fā)應(yīng)用后，很容易擴展到其它系列的單片機的學(xué)習(xí)和使用。字長越長精度越高，處理速度越快。8位二進制（ 8bit ）代碼稱為 1個字節(jié)（ 1Byte） , 16bit 稱為 1個字（ word）。越短越好，一方面取決于時鐘頻率，另一方面取決于指令系統(tǒng)的設(shè)計、 CPU體系結(jié)構(gòu)。 （ 5）外部設(shè)備配置：如顯示、網(wǎng)絡(luò)、通信等設(shè)備。 單片機的主要特點： （ 1）受集成度限制，片內(nèi)存儲容量比較小。 （ 2）可靠性好。 （ 3）易擴展。 （ 4）控制功能強。邏輯控制能力優(yōu)于運算能力，稱為微控制器。 （ 6）性價比好。 單片機的開發(fā)與開發(fā)工具 1．開發(fā)的定義 ： 從提出任務(wù)到定型生產(chǎn)、投入使用的過程稱為開發(fā)。 2．開發(fā)的特點 ： 軟件和硬件不可分割，即在應(yīng)用系統(tǒng)的硬件設(shè)計時，同時生成軟件設(shè)計框圖和實現(xiàn)方法；或者考慮到編程的組態(tài)、易維護等原因反過來修改硬件設(shè)計。軟件調(diào)試目前多用 KEIL51軟件，它集編輯、編譯、仿真為一體，支持匯編、 PLM語言和 C語言的程序設(shè)計，界面友好，易學(xué)易用，是目前對單片機進行調(diào)試最好的軟件之一。 （ 1）把 8031芯片和 EEPROM拔掉，通過仿真頭插上虛擬單片機（開發(fā)系統(tǒng)）。 MCS51的應(yīng)用特性 1．溫度范圍：民品 0℃ ～ 70℃ ，工業(yè)級為 40 ℃ ～ 85℃ ，而軍品級為 55℃ ～ 125℃ 。 1）選用增強型如 80X52系列的芯片。 2） SST89X564XX器件帶有 72/40KByte的片內(nèi) FlashEEROM，內(nèi)存儲器，8個中斷源， 4個優(yōu)先級， 3個定時 /計數(shù)器，功能更加強大。 、加 減 BCD修正和邏輯與、或、異或、求反、清 0、左右循環(huán)移位等。所以它是一個獨立的位處理器。 狀態(tài)標(biāo)志寄存器 PSW： 存放運算結(jié)果的一些特征 ,對打“ *”標(biāo)志必須熟記。 ? 工作過程是 CPU從程序存儲器中取出指令后送入指令寄存器 IR中，經(jīng)指令譯碼器譯碼產(chǎn)生一種或幾種電平信號與系統(tǒng)時鐘統(tǒng)一在 CPU定時與控制電路中組合，形成按一定時間節(jié)拍變化的電平和脈沖控制信號。（“ /”表示低電平有效） 2. 控制器與時鐘電路 ? 時鐘是時序的基礎(chǔ)， MCS51的時鐘電路由片內(nèi)的反相放大器和外接的兩個電容和晶體振蕩器而構(gòu)成。 89C55頻率可以提高到 24MHz。從邏輯空間上來看有三個獨立空間，即：內(nèi)外程序存儲器處于一個邏輯空間，可尋址范圍 0000H～FFFFH； ?片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲空間 00H～ FFH； ?外部數(shù)據(jù)存儲空間（包括 I/O口） 0000H～ FFFFH。 ? 內(nèi)外程序存儲器控制信號 /EA=1時程序先片內(nèi)后片外自動連續(xù)運行； 例如： 89C52內(nèi)部有 8K字的 EEPROM就可使 /EA=1，先從內(nèi)程序區(qū)開始執(zhí)行程序，當(dāng) PC值超過內(nèi)部 8K（ 0000H～ 1FFFH）字節(jié) ,才會轉(zhuǎn)到從 2022H開始的外程序區(qū)執(zhí)行程序， 當(dāng) /EA=0時程序直接從片外開始執(zhí)行程序。 ? 當(dāng)上電復(fù)位后， PC初始化值為 0000H，即從程序中第一條指令的第一個代碼執(zhí)行。 ? 在 ALE控制下，先將 P0口的地址信號鎖存到 573中提供可用的低 8位地址。在 51中，有一條專門指令 MOVC和專用的控制引腳 /PSEN配合訪問程序存儲器。 ? 數(shù)據(jù)存儲器存放變量，在程序執(zhí)行過程中產(chǎn)生并不斷更新；數(shù)據(jù)存儲器是易失的（ RAM）。訪問路徑是使用 16位地址指針 DPTR直接寄存器尋址，同樣由 P2口提供高 8位地址， P0口經(jīng) 74HC573提供低 8位地址，在時序上則產(chǎn)生相應(yīng)讀 /RD或?qū)?/WR信號，完成對外部RAM或 I/O的讀寫。一般使用 R0、 R1為地址指針間接寄存器尋址。 3. 外部數(shù)據(jù)存儲器 4. 內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲器配置 7FH 00H 80H FFH 低 128字節(jié)RAM 128字節(jié)特殊功能寄存器 , 只能直接尋址 高 128字節(jié) RAM,僅 8052有 , 只能間接尋址 ?