【正文】 集成 ： 中央處理單元（ CPU）、存儲(chǔ)器（ RAM、 ROM）、并行 I/O、串行 I/O、定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器、中斷系統(tǒng)、系統(tǒng)時(shí)鐘電路及系統(tǒng)總線 的微型計(jì)算機(jī)。 MCS51單片機(jī)的外部引腳及功能 引腳 (b)雙列直插式封裝 (a)方形封裝 外接晶振或外部時(shí)鐘信號(hào)輸入端 (a)內(nèi)部振蕩器方式 (b)外部振蕩器方式 圖 8051單片機(jī)的振蕩器方式 表 按不同工藝制造的單片機(jī)芯片外接振蕩器時(shí)的接法 芯片類型 接 法 XTAL1 XTAL2 CHMOS 接外部振蕩器脈沖輸入端 (帶上拉電阻 ) 懸浮 HMOS 接地 接外部振蕩器脈沖輸入端 (帶上拉電阻 ) 輸入輸出引腳 ～ ：通道 0是一個(gè) 8位漏極開(kāi)路的雙向輸入輸出通道。在不擴(kuò)展存儲(chǔ)器或者 I/O接口時(shí)，作為準(zhǔn)雙向輸入輸出接口。 ～ ：可作為準(zhǔn)雙向 I/O口使用；但在接有片外存儲(chǔ)器或擴(kuò)展 I/O接口范圍超過(guò) 256B時(shí)，則該口一般只能作為高 8位地址總線使用。 控制線 1. ALE/ 2. PSEN3. EA /VPP 4. RST (a)上電復(fù)位 (b)電平開(kāi)關(guān)復(fù)位 圖 復(fù)位電路 MCS51單片機(jī)的并行輸入輸出端口 P0口結(jié)構(gòu) 1. P0用作通用 I/O口 2. P0用作地址 /數(shù)據(jù)總線分時(shí)復(fù)用方式 DCL P 0 . X鎖存器M U XP 0 . X引腳T1T2讀引腳寫鎖存器內(nèi)部總線讀鎖存器1234地址 / 數(shù)據(jù) 控制 CV C C P2口結(jié)構(gòu) 1. P2口用作地址總線 2. P2口用作通用 I/O口 DCL P 2 . X鎖存器M U X讀引腳寫鎖存器內(nèi)部總線讀鎖存器12地址 控制 CP 2 . X引腳TV C CR3 P3口結(jié)構(gòu) P1口結(jié)構(gòu) DCL P 3 . X鎖存器讀引腳寫鎖存器內(nèi)部總線讀鎖存器12P 3 . X引腳TV C CR第二輸出功能第二輸入功能34DCL P 1 . X鎖存器讀引腳寫鎖存器內(nèi)部總線讀鎖存器12P 1 . X引腳TV C CR MCS51單片機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu) MCS51單片機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu) 其基本特性如下： 8位 CPU，含片內(nèi)振蕩器； 4KB的程序存儲(chǔ)器 ROM； 128B的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器 RAM； 64KB的外部程序存儲(chǔ)器尋址能力； 64KB的外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器尋址能力； 32根輸入輸出 (I/O)線； 2個(gè) 16位定時(shí) /計(jì)數(shù)器； 1個(gè)全雙工異步串行口； 21個(gè)特殊功能寄存器； 5個(gè)中斷源， 2個(gè)優(yōu)先級(jí)； 具有位尋址功能。 CPU的結(jié)構(gòu)和功能 運(yùn)算器 8051單片機(jī)的運(yùn)算器由算術(shù) /邏輯運(yùn)算單元 ALU、累加器 A、寄存器 B、暫存器 暫存器 2以及程序狀態(tài)字寄存器 PSW組成。相關(guān)寄存器有指令譯碼器、堆棧指針 SP、程序計(jì)數(shù)器 PC、數(shù)據(jù)指針 DPTR、 RAM地址寄存器以及 16位地址緩沖器等組成。 專用寄存器組 ? 專用寄存器主要用于存放當(dāng)前要執(zhí)行的命令在存儲(chǔ)器中的存儲(chǔ)單元地址、存放操作數(shù)和指令執(zhí)行后的各種狀態(tài)等。 ? 程序計(jì)數(shù)器 PC是一個(gè) 16位的程序地址寄存器，用來(lái)存放將要執(zhí)行下一條指令所在存儲(chǔ)單元的地址。 ? 累加器 ACC8位寄存器，主要用來(lái)存放參與運(yùn)算的操作數(shù)和 ALU運(yùn)算的結(jié)果。 ? 堆棧指針 SP用戶在內(nèi)部 RAM中專門開(kāi)辟的一個(gè)專用存儲(chǔ)區(qū)域。 ? 通用寄存器 B8位寄存器，在執(zhí)行乘除法運(yùn)算時(shí)，用來(lái)存放其中一個(gè)操作數(shù)和運(yùn)算結(jié)果中的一部分。 存儲(chǔ)器是組成計(jì)算機(jī)的主要部件 ， 目前所使用的存儲(chǔ)器以半導(dǎo)體存儲(chǔ)器為主 。 它通常分為三個(gè)存儲(chǔ)空間： 片內(nèi) 、 片外統(tǒng)一連續(xù)編址的0000H~FFFFH共 64KB的程序存儲(chǔ)器空間； 地址從 0000H~FFFFH的片外數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器空間； 地址從 00H~FFH的 256B的片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器空間； MCS51單片機(jī)的存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu) 0 0 0 0 HF F HF F F F H6 4 K BR A M( I / O )數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器0 0 H7 F H8 0 H內(nèi)部R A M 專用寄存器片外片內(nèi)0 0 0 0 H片內(nèi)EA =10 0 0 0 H0 F F F H片外EA =00 F F F HF F F F H6 4 K BR OM 4 K BR OM程序存儲(chǔ)器圖 8051存儲(chǔ)器配置圖 程序存儲(chǔ)器 程序是控制計(jì)算機(jī)運(yùn)行的一系列命令 。 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器 單片機(jī)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器由可讀可寫的存儲(chǔ)器 RAM組成 ， 最多可擴(kuò)展到 64KB， 用于存儲(chǔ)數(shù)據(jù) 。 0 0 H1 F H2 0 H2 F H3 0 H7 F H0 組1 組2 組3 組位地址為 00 H ～ 7 F H 只能按字節(jié)尋址的 R A M 區(qū)既可按位也可按字節(jié)尋址的16 字節(jié) ( 1 2 8 位 )4 組工作寄存器每組為 R 0 ~ R 7( 也可作按字節(jié)尋址的 R A M 用 )32 字節(jié)F F HB 8 HB 0 HA 8 HA 0 H9 8 H9 0 H8 8 H8 0 HF 0 HE0 HD 0 HC 8 H專用寄存器中的可尋址位 ( 9 3 位 )8 0 H特殊功能 寄存器 1 2 8 ~ 2 5 5內(nèi)部數(shù)據(jù) R A M 0 ~ 1 2 7通用 R A M 區(qū)圖 內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器地址空間 1. 內(nèi)部數(shù)據(jù) RAM單元 內(nèi)部數(shù)據(jù)RAM 分為工作寄存器區(qū) 、 位尋址區(qū) 、通用 RAM區(qū)三個(gè)部分 。 表 特殊功能寄存器的名稱、符號(hào)與地址 特殊功能 寄存器名稱 符號(hào) 位地址與位名稱 字節(jié) 地址 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 B寄存器 B F7 F6 F5 F4 F3 F2 F1 F0 F0H 累加器 A E7 E6 E5 E4 E3 E2 E1 E0 E0H 程序狀態(tài)字 PSW D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 D0H C AC F0 RS1 RS0 OV － P 中斷優(yōu)先級(jí) 控制 IP BF BE BD BC BB BA B9 B8 B8H － － － PS PT1 PX1 PT0 PX0 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 P3口 P3 B7 B6 B5 B4 B3 B2 B1 B0 B0H P3.6 2. 特殊功能寄存器 中斷允許 控制 IE AF AE AD AC AB AA A9 A8 A8H EA － － ES ET1 EX1 ET0 EX0 P2口 P2 A7 A6 A5 A4 A3 A2 A1 A0 A0H 串行數(shù)據(jù) 緩沖器 SBUF 99H 串行控制 SCON 9F 9E 9D 9C 9B 9A 99 98 98H SM0 SM1 SM2 REN TB8 RB8 TI RI P1口 P1 97 96 95 94 93 92 91 90 90H 定時(shí) /計(jì)數(shù)器 1高字節(jié) TH1 8DH 定時(shí) /計(jì)數(shù)器 0高字節(jié) TH0 8CH 2. 特殊功能寄存器 定時(shí) /計(jì)數(shù)器 1低字節(jié) TL1 8BH 定時(shí) /計(jì)數(shù)器 0低字節(jié) TL0 8AH 定時(shí) /計(jì)數(shù) 方式控制 TMOD GATE C/T M1 M0 GATE C/T M1 M0 89H 2. 特殊功能寄存器 特殊功能 寄存器名稱 符號(hào) 位地址與位名稱 字節(jié) 地址 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 定時(shí)器控制寄存器 TCON 8F 8E 8D 8C 8B 8A 89 88 88H TF1 TR1 TF0 TR0 IE1 IT1 IE0 IT0 電源控制 PCON SMOD 87H 數(shù)據(jù)指針 高字節(jié) DPH 83H 數(shù)據(jù)指針 低字節(jié) DPL 82H 堆棧指針 SP 81H P0口 P0 87 86 85 84 83 82 81 80 80H P0.6 P0.4 單片機(jī)指令時(shí)序 ? 時(shí)鐘電路 時(shí)鐘電路用于產(chǎn)生單片機(jī)工作所需要的時(shí)鐘信號(hào)，而時(shí)序研究的是指令執(zhí)行中各信號(hào)之間的相互聯(lián)系。見(jiàn) 。 單片機(jī)指令時(shí)序 S1P1 P2S2P1 P2S3P1 P2S4P1 P2S5P1 P2S6P1 P2S1P1 P2S2P1 P2S3P1 P2S4P1 P2S5P1 P2S6P1 P2 P2P1S1O SCA L ES1 S2 S3 S4 S5 S6讀操作碼讀下一個(gè)操作碼（丟棄）讀下一個(gè)操作碼A ：?jiǎn)巫止?jié)單周期指令 如： I N C AS1 S2 S3 S4 S5 S6讀操作碼 讀第 2 字節(jié) 讀下一個(gè)操作碼B ：雙字節(jié)單周期指令 如： A D D A , d a t aS1 S2 S3 S4 S5 S6讀操作碼 讀下一個(gè)操作碼C ：?jiǎn)巫止?jié)雙周期指令 如： I N C D P T RS1 S2 S3 S4 S5 S6讀操作碼讀下一個(gè)操作碼D ：?jiǎn)巫止?jié)雙周期指令 如： M O V X 類指令讀下一個(gè)操作碼（丟棄）S1 S2 S3 S4 S5 S6S1 S2 S3 S4 S5 S6讀下一個(gè)操作碼（丟棄） 不取指無(wú) A L E 信號(hào)不取指S1S1地址 數(shù)據(jù)訪問(wèn)外部存儲(chǔ)器 思考練習(xí)題 (1)MCS51單片機(jī)包含哪些主要邏輯功能部件？ (2)程序狀態(tài)字寄存器 PSW包含哪幾個(gè)標(biāo)志位？各位的含義是什么？各有何作用？ (3)什么叫單片機(jī)？ (4)MCS51單片機(jī)的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)有何特點(diǎn)？ (5)單片機(jī)的端有何作用？在 8031組成的單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中，其端怎樣處理？為什么？ (6)單片機(jī)內(nèi)部 RAM分為哪幾個(gè)部分？各有何作用？ (7)MCS51單片機(jī)的堆棧 SP在操作中遵循什么原則？在開(kāi)機(jī)復(fù)位時(shí)，其初值是多少？是否可以通過(guò)程序重新設(shè)置？ (8)怎樣確定和改變單片機(jī)當(dāng)前的工作寄存器組？ (9)簡(jiǎn)要說(shuō)明單片機(jī)的位地址分配。 第 3章 MCS51單片機(jī)的指令系統(tǒng) ? 匯編語(yǔ)言的指令格式及符號(hào)簡(jiǎn)介 ? 尋址方式 ? 數(shù)據(jù)傳送類指令 ?算術(shù)運(yùn)算類指令 ?邏輯運(yùn)算類指令 ?位操作類指令 ?控制轉(zhuǎn)移類指令 ?思考練習(xí)題 匯編語(yǔ)言的指令格式及符號(hào)簡(jiǎn)介 指令格式 [標(biāo)號(hào) :] 操作碼助記符 [第一操作數(shù) ] [,第二操作數(shù) ] [,第三操作數(shù) ] [。(A)←50H DEC R0 。(R0)1≠0，則程序轉(zhuǎn)移到 LOOP地址；否則順序執(zhí)行 END 。 表 7種尋址方式的比較 序號(hào) 尋址方式 利用的寄存器和存儲(chǔ)空間 1 立即尋址 程序存儲(chǔ)器 ROM 2 直接尋址 內(nèi)部 RAM、特殊功能寄存器 SFR 3 寄存器尋址 寄存器 R0～ R A、 B、 DPTR和C(布爾累加器 ) 4 寄存器間接尋址 內(nèi)部 RAM(R0、 R SP)、外部RAM(R0、 R DPTR) 5 變址尋址 程序存儲(chǔ)器 ROM(A+DPTR、A+PC) 6 相對(duì)尋址 程序存儲(chǔ)器 ROM(PC+偏移量 ) 7 位尋址 內(nèi)部 RAM的 20H～ 2FH單元和部分SFR 立即尋址 例如： MOV A, 23H 。 0 1 1 1 0 1 0 00 0 1 0 0 0 1 1PC 操作碼立即數(shù)A C CE 0 H圖 MOV A,23H的執(zhí)行示意圖 該指令的功能是將 8位的立即數(shù) 23H傳送到累加器 A中。其中，目的操作數(shù)采用寄存器尋址，源操作數(shù)采用立即尋址。直接尋址方式可訪問(wèn)三種地址空間： 特殊功能寄存器 SFR(該空間只能采用直接尋址 )。 221個(gè)位地址空間。把 40H單元的內(nèi)容送到