單片機(jī)原理與應(yīng)用課件-在線瀏覽
2024-11-10 15:54本頁面
【正文】 理 ?一個(gè) 8位中央處理器 CPU ?一個(gè)片內(nèi)振蕩器及時(shí)鐘電路 ?4KB程序存儲(chǔ)器 ROM（有的型號(hào)沒有） ?256B數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器 RAM。 第 2章 MCS51系列單片機(jī)結(jié)構(gòu)和工作原理 ?可尋址 64KB外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)空間和 64KB外部程序存儲(chǔ)器的控制電路。 ?21個(gè)特殊功能寄存器。 第 2章 MCS51系列單片機(jī)結(jié)構(gòu)和工作原理 圖 211 8051內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖 第 2章 MCS51系列單片機(jī)結(jié)構(gòu)和工作原理 CPU的內(nèi)部結(jié)構(gòu) 8051的 CPU主要由運(yùn)算器和控制器組成 ?控制器包括程序計(jì)數(shù)器 PC、程序地址寄存器、指令寄存器 IR、指令譯碼器、條件轉(zhuǎn)移邏輯電路及定時(shí)控制邏輯電路。 第 2章 MCS51系列單片機(jī)結(jié)構(gòu)和工作原理 B數(shù) 據(jù) 指 針 D P T R程 序 狀 態(tài) 字 P S W堆 棧 指 針 S P程 序 計(jì) 數(shù) 器 P C寄 存 器 B累 加 器 AD P T RP S WS PP CA8051單片機(jī)的 CPU結(jié)構(gòu) 第 2章 MCS51系列單片機(jī)結(jié)構(gòu)和工作原理 ? 運(yùn)算器的功能是進(jìn)行算術(shù) 、 邏輯運(yùn)算 、 位變量處理和數(shù)據(jù)傳送等操作 。 運(yùn)算器 第 2章 MCS51系列單片機(jī)結(jié)構(gòu)和工作原理 算術(shù)邏輯運(yùn)算單元用來完成二進(jìn)制書的四則運(yùn)算和布爾代數(shù)的邏輯運(yùn)算，并將結(jié)果送帶累加器 A和 B寄存器等，將運(yùn)算的狀態(tài)送程序狀態(tài)字 PSW的相應(yīng)標(biāo)志位。它用于向 ALU提供操作數(shù)和存放運(yùn)算的結(jié)果。 第 2章 MCS51系列單片機(jī)結(jié)構(gòu)和工作原理 B 寄存器 B又稱為乘法寄存器，它與累加器 A協(xié)同工作，可進(jìn)行乘法操作和除法操作。在一般狀態(tài)下寄存器 B也可作為普通的寄存器使用。其有關(guān)位用來表示 ALU操作的結(jié)果狀態(tài)或CPU的工作狀態(tài)，供程序查詢和判別，其各位的含義見表 22，其中 D1位未定義。在進(jìn)行算術(shù)運(yùn)算時(shí)，它是累加器 A的進(jìn)位位。 ?AC（ ）：輔助進(jìn)位標(biāo)志。低四位有進(jìn)位（加法）或者向高四位有借位（減法）， AC位被置 1，否則清 0。可以通過軟件對(duì)它置位、復(fù)位或者測(cè)試，以控制程序的流向。可以用軟件來置位或者清零，以確定當(dāng)前使用的工作寄存器組。 ? RS1和 RS0與工作寄存器 R0~R7的物理地址之間的關(guān)系見表 24。 當(dāng)執(zhí)行運(yùn)算指令時(shí)，由硬件置位或清除，以指示運(yùn)算是否產(chǎn)生溢出， OV置位表示運(yùn)算結(jié)果超出了目的寄存器 A所能表示的帶符號(hào)數(shù)的范圍（一 128～＋ 127）。 第 2章 MCS51系列單片機(jī)結(jié)構(gòu)和工作原理 對(duì)于 MUL乘法，當(dāng) A、 B兩個(gè)乘數(shù)的積超過 255時(shí)OV置位；否則， OV＝ 0。對(duì)于 DIV除法，若除數(shù)為 0時(shí)，OV=1；否則， OV=0。若 1的個(gè)數(shù)為奇數(shù)，則 P置 1；若 1的個(gè)數(shù)為偶數(shù)，則 P清零。如可執(zhí)行置位、位清 0、位取反、位等于 1轉(zhuǎn)移、位等于 0轉(zhuǎn)移、位等于 1轉(zhuǎn)移并清 0以及位累加器 C與其他可位尋址的空間之間進(jìn)行信息傳送等位操作，也能使 C與其他可尋址位之間進(jìn)行邏輯“與”、邏輯“或”操作，并將結(jié)果存放在進(jìn)位標(biāo)志位（位累加器） C中。 同一般處理器的控制器一樣 ， 8051的控制器也是由指令寄存器 IR、 指令譯碼器 ID、 定時(shí)及控制邏輯電路和程序計(jì)數(shù)器 PC等組成 。在單片機(jī)上電 (或復(fù)位 )時(shí)， PC自動(dòng)裝入 0000H值，使程序從 0000H單元開始執(zhí)行。只有在執(zhí)行轉(zhuǎn)移、子程序調(diào)用指令和中斷響應(yīng)時(shí)例外，此時(shí) PC的內(nèi)容不再加 1，而是由指令或者中斷響應(yīng)過程自動(dòng)給 PC置入新的地址。再由指令譯碼器 ID將控制信號(hào)送 PLA邏輯門陣列， PLA產(chǎn)生一定序列的控制信號(hào)，以執(zhí)行指令所規(guī)定的操作。堆棧區(qū)可占用片內(nèi) 128字節(jié)的 RAM任何單元。因此，實(shí)際上堆棧指針是從地址 08H單元開始的。 控制器 第 2章 MCS51系列單片機(jī)結(jié)構(gòu)和工作原理 4．?dāng)?shù)據(jù)指針 DPTR 由于 8051單片機(jī)可以外接 64K的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器和 1/0接口電路，故單片機(jī)內(nèi)設(shè)置了 16位的數(shù)據(jù)指針 DPTR。編程時(shí)， DPTR既可按 16位寄存器使用，也可以按兩個(gè) 8位寄存器分開使用，即 DPH為 DPTR的高8位， DPL為 DPTR的低 8位。當(dāng)程序運(yùn)行出錯(cuò)或操作錯(cuò)誤使系統(tǒng)處于死鎖狀態(tài)時(shí)，為擺脫困境，可以按復(fù)位鍵以重新啟動(dòng)，也可以通過監(jiān)視定時(shí)器來系統(tǒng)復(fù)位。例如，在復(fù)位期間， ALE和 PSEN信號(hào)變?yōu)闊o效狀態(tài)，即 ALE=1，PSEN=1。在 RST輸 入端出 現(xiàn) 高 電 平 時(shí)實(shí)現(xiàn)復(fù) 位和初始化 復(fù)位及復(fù)位電路 第 2章 MCS51系列單片機(jī)結(jié)構(gòu)和工作原理 寄存器 內(nèi) 容 PC 0000H ACC 00H B 00H PSW 00H SP 07H DPTR 0000H P0P3 0FFH IP 00000B IE 0 00000B TMOP 00H TCON 00H TH0 00H TL0 00H TH1 00H TL1 00H SCON 00H SBUF
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