89C51单片机硬件结构和原理(MCS-51系列)研究报告.ppt

*绪绪绪§2.189C51(MCS-51)单片机的结构§2.189C51(MCS-51)单片机的结构一、89C51(MCS-51)单片机的基本组成89C51单片机结构框图①④⑦89C51空闲工作方式时：89C51掉电工作方式时：二、89C51(MCS-51)单片机的内部结构（一）内部结构图（二）主要组成部分功能1、中央处理单元（CPU）1）运算器可对4位、8位和16位数据进行操作。
能做加、减、乘、除、加l、减l、BCD数十进制调整及比较等算术运算。
能做与、或、异或、求补及循环移位等逻辑操作。（３）累加器ACC（A）（４）程序状态字寄存器PSW（５）寄存器B（６）布尔处理器（2）2个8位暂存器2）控制器（1）程序计数器PC（16位）（2）指令寄存器IR（3）指令译码器ID（4）振荡器和定时电路2、存储器1）程序存储器（ROM）1）程序存储器（ROM）2）数据存储器（RAM）2）数据存储器（RAM）3、I/O接口§2.289C51(MCS-51)单片机引脚及其功能一、引脚图（DIP）二、引脚功能说明1、电源引脚：Vcc和VssXTAL2（18脚）（89C51）：接外部晶体和微调电容的一端；在89C51片内它是振荡电路反向放大器的输出端，振荡电路的频率就是晶体固有频率。若需采用外部时钟电路时，该引脚悬空。89C51正常工作时，该引脚应有脉冲信号输出。XTAL1（19脚）：
接外部晶体和微调电容的另一端；
在片内它是振荡电路反向放大器的输入端
在采用外部时钟时，该引脚接外时钟输入。3、控制信号引脚：RST、ALE、PSEN和EA3、控制信号引脚：RST、ALE、PSEN和EA3、控制信号引脚：RST、ALE、PSEN和EA3、控制信号引脚：RST、ALE、PSEN和EA3、控制信号引脚：RST、ALE、PSEN和EA3、控制信号引脚：RST、ALE、PSEN和EA3、控制信号引脚：RST、ALE、PSEN和EA4、I/O端口P0、P1、P2和P31）P0口（P0.0~P0.7）1）P0口（P0.0~P0.7）2）P1口（P1.0~P1.7）3）P2口（P2.0~P2.7）4）P3口（P2.0~P2.7）§2.3 89C51(MCS-51)存储器配置§2.3.1 存储器分类§2.3.1 存储器分类89C51存储器§2.3.1 存储器分类逻辑上3个独立的存储器空间：逻辑上3个独立的存储器空间：§2.3.2程序存储器一、程序存储器作用二、程序存储器空间及使用当EA=“1”时：
在地址小于4KB（0000～0FFFH）时，CPU访问内部的程序存储器;
在地址大于4KB时,CPU自动转向外部程序存储器中取指令。
片外ＲＯＭ范围：1000H~FFFFH当EA=“0”时：
片内ROM不起作用，CPU只能从片外ROM中取指令。
片外ROM可以从0000H开始寻址。0000~FFFFH
由于80C31片内不带ROM，所以使用时必须EA=”0”。89C51从片内ROM和片外ROM取指的速度相同。三、程序存储器的保留单元0000H～0002H三个单元：
用作上电复位后引导程序的存放单元。
复位后PC的内容为0000H。
CPU总是从0000H开始执行程序。
将转移指令存放到这三个单元，程序就被引导到指定的程序存储器空间去执行。0003H～002AH单元：
均分为五段，用作五个中断服务程序的入口。
中断矢量地址表如表所示:存储单元中断源单片机访问外部程序存储器时，至少需要提供两类信号：
一类是地址信号，用来确定选中某一单元;
一类是控制信号，一般接在ROM数据允许输出端OE。
单片机无专门的地址总线和数据总线，一般用P2口输出地址的高8位，
用PO口分别输出地址的低8位和输入/输出数据，
用ALE引脚信号把低8位地址锁存在地址锁存器中
单片机提供的另一个程序存储器允许输出信号PSEN则往往与存储器芯片的数据允许输出端相连。
程序存储器和数据存储器在逻辑上是分开的，程序存储器是只读的。§2.3.3数据存储器用于存放运算的中间结果、数据暂存和缓冲、标志位等。
分两部分：片内RAM、片外RAM。
地址范围：
片内RAM：00~FFH
片外RAM：0000H~FFFFH二、片外RAM二、片外RAM二、片外RAM1、片内RAM地址空间划分
2、低128字节RAM（00H～7FH）
3、高128字节RAM（80H～FFH）（特殊功能寄存器SFR区）1、片内RAM地址空间划分2、低128字节RAM（00H~7FH）2、低128字节RAM（00H~7FH）1）工作寄存器区（00H~1FH）1）工作寄存器区（00H~1FH）1）工作寄存器区（00H~1FH）工作寄存器地址表2）位寻址区（20H~2FH）RAM位寻址区位地址表2）位寻址区（20H~2FH）3）通用RAM区（