MCS51单片机基础知识
51单片机复习资料
1、IP、IE、TCON、TMOD、SCON其中每一位的具体含义是什么？ＩＰ：中断优先寄存器（Ｂ８Ｈ）；ＩＥ：中断允许寄存器（Ａ８Ｈ）；ＴＣＯＮ：控制寄存器，控制定时／计数器的启动和益处；ＴＭＯＤ：方式寄存器，设定定时／计数器Ｔ０和Ｔ１的工作方式；ＳＣＯＮ：串口控制寄存器ＰＣＯＮ：电源控制寄存器2、MCS-51系列单片机的时钟周期、位周期、机器周期、指令周期之间的关系是什么？12个时钟周期=6个位周期=1个机器周期，1至2个机器周期=一个指令周期3、MCS-51系列单片机的特殊功能寄存器复位后的初始内容是什么？单片机复位操作使单片机进入初始化状态，初始化后PC=0000H 特殊功能寄存器的状态。
P0~P3为FFH，SP=07H，SBUF不定，IP、IE和PCON的有效位为0，其余特殊功能寄存器的状态均为00H。
4、MCS-51系列单片机的I/O口除了可以做输入输出口外还可以充当什么接口？其中哪组I/O口必须外接上拉电阻？地址/数据复用线P0口5、MCS-51系列单片机RST、EA、ALE、RD、WR引脚作用是什么？RST即为RESET，复位信号线；EA：中断允许总控位。
EA=0（低电平），屏蔽所有中断请求，EA=1（高电平），开放中断；ALE：地址锁存有效输出端；RD：读信号线；WR：写信号线。
6、MCS-51系列单片机的复位电平是高电平还是低电平？其复位电路应怎样设计？51是高电平复位。
当上电一瞬间，电容需要充电，认为电流可以流过电容，所以电容相当于短路，这是复位脚相当于接入高电平，进入上电复位状态。
当电容电量充满以后，电容不再有电流流过，相当于短路，这时复位脚就相当于通过电阻接地（低电平），单片机进入正常状态。
7、MCS-51系列单片机有几级中断？几个中断源？其优先级排序是什么？二级中断；5个中断源；排列从高到低为外部中断0；定时/计数器0；外部中断1；定时/计数器1；串行口。
8、MCS-51系列单片机的中断源标志位分别是什么？清零方式是什么样的？外中断标志是IF0，IF1 ;定时器中断标志是TF0，TF1;串口中断标志是RI,TIＴI，ＲI软件清零，其余硬件清零。
MCS-51单片机实验基础知识介绍
MCS-51单片机实验基础知识介绍一、MCS-51单片机（51子系列） (2)1. 基本结构 (2)DIP封装管脚描述 (2)存储器 (3)输入/输出口 (4)中断系统 (4)定时器/计数器（T/C） (5)2．寻址方式 (5)3．指令系统（3大类共111条） (6)指令系统介绍要点 (7)助记符、操作数形式，对标志位的影响 (7)数据传送（两个操作数、源操作数不变） (8)数据传送（堆栈操作） (8)数据传送（交换） (9)算术运算 (9)逻辑运算 (10)控制程序转移 (10)4．汇编语言程序编程 (11)简单例程 (11)伪指令 (12)指令格式 (13)程序基本格式 (13)中断服务子程序格式 (14)5．源程序编译→机器语言目标程序 (14)二．EXP-51实验板 (15)三. 接口方法 (16)实验2 ADC/DAC (17)实验3 键盘与数码显示接口 (17)实验4 串行口通信 (18)四. 单片机开发系统 (19)1．单片机的开发 (19)2．单片机开发工具、AEDK (19)3．单片机开发系统组成 (20)4．AEDK使用方法简介 (21)5．程序编辑/调试主要步骤 (21)一、MCS-51单片机（51子系列）1.基本结构DIP封装管脚描述存储器包括程序存储器(内/外64K)、内RAM和专用寄存器（SFR）内部RAM128字节工作寄存器区1－3，由程序状态字（PSW）的RS1/RS0两位定义。
专用寄存器（不包括PC）专用寄存器复位状态：除Pn(n=0,3)寄存器和SP寄存器外，其它皆为00H输入/输出口中断系统定时器/计数器（T/C）2．寻址方式3．指令系统（3大类共111条）指令系统介绍要点助记符、操作数形式，对标志位的影响其中标志C（即CY）、OV、AC，均是程序状态字PSW中的位。
数据传送（两个操作数、源操作数不变）数据传送（堆栈操作）对DPTR的堆栈操作通过PUSH DPH 和PUSH DPL两条指令完成。
MCS51单片机
MCS51单片机简介MCS51单片机是一种广泛应用于嵌入式系统开发的微控制器系列。
它是由英特尔公司于1981年推出的，并迅速成为行业领先的产品之一。
MCS51单片机以其稳定性、灵活性和易用性而受到广大开发者的青睐。
本文将介绍MCS51单片机的基本特性、应用范围以及其优势。
一、MCS51单片机的基本特性MCS51单片机是一种8位微控制器，它采用了哈佛结构，包含CPU、存储器、输入输出接口等核心模块。
以下是MCS51单片机的基本特性：1. CPU：MCS51单片机的CPU是一种高效、低功耗的8位中央处理器，具有高性能和高度集成的特点。
它能够处理包括算术、逻辑运算等多种任务。
2. 存储器：MCS51单片机内置ROM、RAM和EEPROM等存储器。
ROM用于存储程序代码，RAM可以存储中间数据和变量，EEPROM用于非易失性数据存储。
3. 输入输出接口：MCS51单片机具有多种输入输出接口，如并行输入输出口、串行通信口、定时器和计数器等。
这些接口能够将单片机与外部设备进行数据传输和通信。
二、MCS51单片机的应用范围MCS51单片机由于其强大的功能和良好的性能，被广泛应用于各个领域的嵌入式系统开发中。
以下是MCS51单片机的主要应用领域：1. 家电控制：MCS51单片机可以用于家电产品的控制，如空调、洗衣机、冰箱等。
通过单片机的智能控制，可以实现家电产品的功能增强和交互性改进。
2. 工业自动化：MCS51单片机在工业自动化领域的应用非常广泛。
它可以用于工业机器人、自动化生产线以及电力控制设备等，提高生产效率和产品质量。
3. 智能交通：MCS51单片机可以用于智能交通系统中的车辆控制、信号灯控制以及交通数据处理等。
通过单片机的智能化处理，可以提高道路交通的安全和效率。
4. 电子设备：MCS51单片机广泛应用于各类电子设备中，如数码相机、手机、电视机等。
它能够控制设备的各个功能模块，实现设备的智能化和多功能化。
第2章 MCS-51单片机
（4）可寻址外部程序存储器和数据存储器，各64KB；
（5）两个16位定时器／计数器； （6）32位可编程并行I／O口； （7）一个可编程全双工串行I／O口； （8）二十多个特殊功能寄存器； （9）5个中断源，两个优先级嵌套中断结构。
2. 微处理器 8051微处理器的组成如下所示：
累 加 器 ACC（ Accumulator） 程 序 状 态 字 寄 存 器 PSW（ Program Status Word） 运算器 暂存寄存器 CPU 寄存器B 指 令 寄 存 器 IR 控制器 指 令 译 码 器 ID 程 序 计 数 器 PC
(2)位寻址区
内部RAM的0x20～0x2F为位寻址区，这16个字节的每
一位都对应一个8位地址，位地址范围为0x00～0x7F。该区 域可按字节读写，也可按位读写，位地址从0x20单元最低位 开始，共有16×8位，即128个位地址。 如果系统需要位操作，最好保留0x20～0x2F单元的部分
或全部，作为位存储区，以支持位处理操作。位寻址区的每
一位都可以直接进行位操作。通常把各种程序状态标志位控 制变量，设在位寻址区内，同时，位寻址区的RAM单元也 可以作一般的数据缓冲器使用。RAM寻址区位地址映象如 表2-5所示。
位 寻 址 区 地 址 映 象
(3)缓冲器区
内部RAM的0x30～0x7F的地址区，可作为数据缓冲器 使用，存放数据，由于该区有丰富的操作指令，使用十分 方便。 2.外部数据存储器 在51系列中，允许用户扩展外部数据存储器和I/O接口， 用户可以通过P0、P2口最多扩展连接64K个外部单元（每
片机系统。
MCS-51的典型产品是8051、8031、8751。8051是ROM型单片 机，内部有 4KB 掩膜 ROM ； 8031 无片内 ROM ， 8751 片内有
MCS-51指令系统入门
含义 X的内容 以X的内容为地址的内容 加在位地址之前，表示对该位取反 立即数前缀 间址寄存器前缀 程序计数器PC的当前值 箭头右面的数据传送到箭头左面 逻辑与运算 逻辑或运算 逻辑异或运算 16位片外数据指针，范围为0000H～FFFFH
—6—
four
指令分类
指令格式 two
—4—
MCS-51系列单片机指令中常用助记符及含义
符号 A
累加器ACC
含义
B
寄存器B
Ri
寄存器间接寻址的寄存器（i=0或1）
Rn
当前工作寄存器R0～R7的一个
bit
具有位寻址功能的位地址
rel
用补码形式表示的偏移量，范围为 －128～ƐH～FFH
—3—
在MCS-51系统中采用变长指令，对于不同类型的指令，或
者相同指令的操作数类型不同，其长度是可变的，因此，MCS-51 指令为变长指令。大部分指令的长度为1～3个字节。
提示
对于双操作数指令来说，一般操作数1是目的操作数，操作数2是源操作数。 采用RISC的单片机，每条指令的长度相同，如ARM芯片全部指令都是32位的。
—9—
1）立即寻址
立即寻址是指在指令中直接给出参加运算的操作数的寻址方式。这种形式的操作数称为立即数。为了与 直接寻址指令中的直接地址相区别，立即数前面要加“#”标志。
【例3-1】 立即寻址方式如表所示：
编号
汇编语言指令
a
MOV A，#40H
b
MOV DPTR，#4000H
机器语言 7440H 904000H
机器语言 E560H E588H E588H
机器语言
第一章MCS-51系列单片机知识
单片机电子产品设计
主讲人：胡克满 2013年3月 E_mail：hukeman@ 办公室：3114（东校区） 电话：668181
第一章 MCS-51单片机基本知识
本章主要内容： 1.1 什么是单片机 1.2 单片微型计算机及单片微型计算机系统 1.3 MCS-51系列单片机分类 1.4 MCS-51系列单片机的内部结构及引脚 1.5 MCS-51系列单片机的内部数据存储器 本章重点： MCS-51系列单片机选型
单片机电子产品设计
1.5 MCS-51单片机内部数据存储器
MCS-51单片机的芯片内部有RAM和ROM两类存储器，
即所谓的内部RAM和内部ROM。
单片机电子产品设计
1.5.1内部数据存储器低128单元
30H ~7FH
20H ~2FH 18H ~1FH 10H ~17H 08H ~0FH 00H ~07H
单片机电子产品设计
微型计算机系统组成示意图如图所示。
微型计算机系统
输 入 设 备
输 入 接 口 电 路
CPU
运算器 控制器
输 出 接 口 电 路
输 出 设 备
+
存储器
软 件 系 统
硬件系统
单片机电子产品设计
（1）运算器 运算器是计算机的运算部件用于实现算术和逻辑运算。计算机的 数据运算和处理都在这里进行。 （2）控制器 控制器是计算机的指挥控制部件，使计算机各部分能自动协调地 工作。运算器和控制器是计算机的核心部分，常把它们合在一起称之 为中央处理器，简称CPU。 （3）存储器 存储器是计算机的记忆部件，用于存放程序和数据。存储器又分 为内存储器和外存储器。例如实训中使用的EPROM2764。 （4）输入设备 输入设备用于将程序和数据输入到计算机中，如键盘。 （5）输出设备 输出设备用于把计算机数据计算或加工的结果，以用户需要的形 式显示或保存，如显示器、打印机。
第1章 MCS-51单片机结构
第1章 MCS-51单片机结构
1.2.2
外部数据存储器
用于存放随机读写的数据。 外部I/O口地址影像区。 MCS-51单片机的外部数据存储器和外部I/O口实行统一编址 ， 并使用相同的RD WR作选通控制信号，均使用 MOVX 指令访 问。 MCS-51 单片机最多可扩展64KB外部数据存储器
1.2.3 内部数据储存器
MCS-51仅能实现两个8位二进 制数的算术逻辑运算！
第1章 MCS-51单片机结构
2. 控制器
（1）组成： 定时与控制部件，复位电路，程序计数器 （PC），指令寄存器、指令译码器，数据指针 （DPTR）,堆栈指针（SP）等 （2）作用：产生计算机所需的时序，控制程序自动执行。
外RAM, EPROM, 外I/O CPU
第1章 MCS-51单片机结构
程序存储器中的几个特殊地址的使用：
地址
0000H 0003H 000BH 0013H 001BH 0023H
用途
复位操作后的程序入口 外部中断0服务程序入口 定时器0中断服务程序入口 外部中断1服务程序入口 定时器1中断服务程序入口 串行口中断服务程序入口
串行口中断入口 T1中断入口 T0中断入口 中断入口 INT1
在8051/8751/89C51 片内，分别内置最低地 址空间的4KB ROM/EPROM程序储存器（内部程序储 存器），而在8031片内，则无内部程序储存器， 必须外部扩展EPROM。MCS-51单片机中64KB内、外 程序储存器的地址是统一编排的。
第1章 MCS-51单片机结构
8031单片机无内部程序存储器，地址从0000H～ EA 应始终接地， FFFFH都是外部程序存储空间。 对于内部有ROM的单片机（51、52系列） ， EA 引脚接高电平，使程序从内部ROM开始执行。当PC 值超出内部ROM的容量时，会自动转向外部程序存 储器空间。外部程序存储器地址空间为1000H～ FFFFH。 访问程序存储器使用MOVC指令。 单片机执行程序时由PC 指示地址, 复位时PC内 容为0000H, 由此, 程序必须从0号单元开始存放.
51单片机基础知识 (问答题)
1、单片机的机器周期、状态周期、振荡周期和指令周期之间是什么关系？答：一个机器周期恒等于6个状态周期或12个振荡周期，即1M=6S=12P。
2、存储器中有几个保留特殊功能的单元用做入口地址？作用是什么？答：MCS-51系列单片机的存储器中有6个保留特殊功能单元；作用：0000H为复位入口、0003H为外部中断0入口、000BH为T0溢出中断入口、0013H为外部中断1入口、001BH为T1溢出中断入口、0023H为串行接口中断入口。
3、开机复位后，CPU使用是的哪组工作寄存器？它们的地址是什么？CPU如何确定和改变当前工作寄存器组？答：开机复位后，CPU使用的是第0组工作寄存器。
它们的地址是00H~07H。
CPU通过对程序状态字PSW中RS1、RS0的设置来确定和改变当前工作寄存器组。
如：RS1、RS0为00则指向第0组；为01则指向第1组；为10则指向第2组；为11则指向第3组。
4、MCS-51的时钟周期、机器周期、指令周期的如何分配的？当振荡频率为8MHz时，一个单片机时钟周期为多少微秒？答：MCS-51的时钟周期是最小的定时单位，也称为振荡周期或节拍。
一个机器周期包含12个时钟周期或节拍。
不同的指令其指令周期一般是不同的，可包含有1~4个机器周期。
当振荡频率为8MHz时，一个单片机时钟周期为0.125μs 。
5、EA/V引脚有何功用？8031的引脚应如何处理？为什么？PP答：EA/V是双功能引脚：PP（1）EA接高电平时，在低4KB程序地址空间（0000H~0FFFH），CPU执行片内程序存储器的指令，当程序地址超出低4KB空间（1000H~FFFFH）时，CPU将自动执行片外程序存储器的指令。
（2）EA接低电平时，CPU只能执行外部程序存储器的指令。
8031单片机内部无ROM，必须外接程序存储器。
因此，8031的EA引脚必须接低电平。
在对8751单片机内部的 EPROM编程时，此引脚V外接+12V电压，用于固化EPROM程PP序。
第二章 MCS-51 单片机基本知识
CPU
特殊功能寄存器SFR 特殊功能寄存器 （Special Function Register） ）
MCS-51单片机的引脚功能 2.1.2 MCS-51单片机的引脚功能
MCS-51单片机芯片共40脚 I/O端口引脚32条 端口引脚32 MCS-51单片机芯片共40脚，I/O端口引脚32条、控制引 单片机芯片共40 电源引脚2 时钟引脚2 如图2 脚4条、电源引脚2条、时钟引脚2条，如图2-1、2-4 所示。 所示
通用I/O I/O口 无片外存储器时，P2口可作通用I/O口使用 口可作通用I/O口使用； ① 通用I/O口：无片外存储器时，P2口可作通用I/O口使用； ② 地址口：在访问外部存储器时，传送ROM/RAM高低8位地址。 地址口：在访问外部存储器时，传送ROM/RAM高低8位地址。 ROM/RAM高低
CPU
算术逻辑单元ALU 算术逻辑单元ALU (Arithmetic Logic Unit) 定时控制器 定时控制器 程序计数器PC 程序计数器PC Counter） （Program Counter） 累加器ACC 累加器ACC (Accumulator) (Accumulator) 程序状态字PSW 程序状态字PSW Word) (Program Status Word) 堆栈指针SP 堆栈指针SP Pointor) (Stack Pointor) 数据指针DPTR 数据指针DPTR Pointer） （Data Pointer） 寄存器B 寄存器B
中央处理单元CPU 2.1.1 中央处理单元CPU
算术逻辑单元ALU 算术逻辑单元ALU (Arithmetic Logic Unit) 加法器 2个暂存器TMP1和TMP2 个暂存器TMP1和 TMP1 布尔处理器 定时控制逻辑 定时控制器 定时控制器 指令寄存器IR 指令寄存器IR (Instruction Register ) 振荡器OSC 振荡器OSC (Oscillator) 特殊功能寄存器 特殊功能寄存器SFR （Special Function Register） ）
MCS-51单片机(完整版)
智能仪表
单机应用 机电一体化产品
智能接口
单片机应用
智能民用产品 功能集散系统
多机应用 并行多控制系统
局部网络系统 是指在一个应用系统中，使用多个单片机。
2 单片机芯片的硬件结构
2.1 MCS-51单片机的逻辑结构及信号引脚
2.1.1 MCS-51单片机基本结构框图
输入输出接口 （I/O）
控制与运算单元 （CPU）
1.2 单片机的发展 1.2.1 单片机的发展概述
1946 第一台计算机诞生 1971 第一个微处理器诞生 1976 MCS-48(8位) 1980 MCS-51(8位) 1983 MCS-96(16位) 80年代末 Motorola 680X
Zilog Z-8
Rockwell 650X•••
当前： (1) MCS-51、MCS-96系列发 展(2。) PIC (Microchip公司) (3) ARM (4) 凌阳单片机 (5) AVR
1.3.1 单片机的特点
长寿命 体积小 低电压与低功耗
低噪声与高可靠性技术
总而言之，单片机具有集成度高、功能强、体 积小、功耗低、使用方便、价格低廉等优点。
第一章 单片机概述
1.1 单片机的概念
1.2 单片机的发展
1.3 单片机的应用
1.3.1 单片机的特点 1.3.2 单片机的应用领域
是指在一个应用系统中，只用一个单片机。 测控系统
外接晶体引线端
2.1.3 MCS-51的信号引脚 1. 信号引脚介绍 2. 信号引脚的第二功能
• P3口线的第二功能
口线
P3.0 P3.1 P3.2 P3.3 P3.4 P3.5 P3.6 P3.7
第二功能 RXD TXD INT0 INT1 T0 T1 WR RD
MCS-51系列单片机一
START :
MOV R0, #40H
; CPU片内RAM 40H单元地址指针送R0
MOV DPTR, #7E00H ; 数据指针指向8155内部RAM单元
LP: MOV A, @R0
; 数据送累加器A
MOVX @DPTR, A ; 数据从累加器A送8155内部RAM单元
INC DPTR INC R0
的 方 式 字 为 82H （ 10000010B ） ， C 口 置 位 / 复 位 字 为 0FH （ 00001111B ） ， 8255A的方式字及置位/复位控制字地址为7FFFH。
程序如下：
ORG 0000H LJMP START ORG 0030H
DSP8255: MOV DPTR, #7FFFH ; 数据指针指向8255A控制口
MOV DPTR, #7FFCH ; 数据指针指向8255A 的A口
MOV A, 70H
MOVX @DPTR, A ; 70H单元内容A口指示灯显示
SJMP $
END
8255A采用方式0,由PC0模拟产生STB信号。因PC7输入,PC0 输出,则方式选择命令字为 :10001110B=8EH。 自内部RAM
MOV A, #82H
MOVX @DPTR, A ; 工作方式字送8255A控制口
MOV A, #0FH
MOVX @DPTR, A ; C口置位/复位字送8255A控制口
MOV DPTR, #7FFDH ; 数据指针指向8255A 的B口
MOVX A, @DPTR
MOV 60H, A
; 将B口开关状态送入60H单元
[例题] 在上页图中，将单片机片内RAM 40H～4FH单元的内容，
送8155芯片内的00H～0FH单元，并设定8155芯片的工作方式为：
MCS51单片机基础知识
MCS-51单片机的基本结构XTAL1XTAL2VCC VSSMCS-51单片机的基本结构:1、微处理器CPU ：为8位的CPU ，且内含一个1位CPU （布尔处理器），不仅可以处理字节数据，还可以进行位变量的处理。
2、内部数据存储器（RAM ）：128字节片内RAM 。
（8052系列为256字节）3、内部程序存储器（ROM/EPROM/）:8031无此器件，8051为4KROM ，8751为4KEPROM 。
4、定时器/计数器：内含2个16位定时/计数器，具有四种工作方式。
5、串行口：1个全双工的串行口，具有四种工作方式。
6、中断控制系统：具有5个中断源，2级中断优先权。
7、P0、P1、P2、P3：为4个并行8位I/O 口。
8、特殊功能寄存器（SFR ）：共有21个，用于对片内各功能模块进行管理、控制、监视。
实际上是一些控制寄存器和状态寄存器，是一个特殊功能的RAM 区。
12346758910111213144039383735343633323130292827P1.0P1.1P1.4P1.3P1.2P1.5RST/VPD P1.7P1.6RXD P3.0TXD P3.1T0 P3.4T1 P3.5Vcc P0.0P0.3P0.2P0.1P0.4P0.6P0.5P0.7P2.7PSEN P2.6EA/VPP ALE/PROG 151617181920WR P3.6RD P3.7XTAL1XTAL2VSS262524232121P2.5P2.1P2.2P2.0P2.4P2.3INTO P3.2INT1 P3.389C511、电源、时钟电路VCC（40脚）—+5V电源VSS（20脚）—地XTAL1（19脚）—芯片内部振荡电路（单级反相放大器）输入端。
XTAL2（18脚）—芯片内部振荡电路（单级反相放大器）输出端。
MCS-51的时钟可由内部方式或外部方式产生。
1）内时钟方式利用芯片内部的振荡电路，在XTAL1、XTAL2的引脚上外接定时元件，内部振荡器便能产生自激振荡，用示波器便可以观察到XTAL2输入的正弦波，定时元件可以采用石英晶体和电容组成的并联谐振电路，连接方法如图2.2（a）所示。
第1章MCS-51单片机结构及基本工作原理
（123.456）10=123.546D =1×102+2×101+3×100+4×10-1+5×10-2+6×10-3
（2）二进制（Binary）
二进制的基数r=2，符号集为{0，1}，其权为：…，22，21，20， 2-1，2-2，…， 例如：二进制数（1101.011）2按权展开为： （1101.011）2=1101.011B
整 八进制
00O 01O 02O 03O 04O 05O 06O 07O 10O 11O 12O 13O 14O 15O 16O 17O
二进制数
“四位合一位” “一位分四位”
十六进制数
图1-2 不同数制之间的相互转换
（1）二进制数和十进制数间的转换
1）二进制数转换成十进制数 二进制数转换成十进制数只要把要转换的数按权展开后相加即可。
例如： 11010.01B = 1×24+1×23+0×22+1×21+0×20+0×2-1+1×2-2 = 26.25D
1.1.1 单片机及其发展概况
1、单片机的发展
单片机的全称为单片微型计算机（Single Chip Microcomputer），它是将组成微型计算机的各个功能部件，如 中央处理器（CPU）、随机存储器（RAM）、只读存储器 （ROM）、基本出入/出接口（I/O接口）、定时器/计数器以及串 行通信接口等部件有机地结合在一块集成芯片中，构成一个完整 的微型计算机，因此单片机又可以成为微处理器（Microcontroller
十进制是人类最常用的数的制式，其基数r=10，逢十进位，
符号集为{0，1，2，3，4，5，6，7，8，9，0}，其权为：…，
MCS-51知识点
复习：
1．完成全部作业
2．各个章节的基本概念
3．课堂上已经讲解过的所有程序
第一章
1．微机的组成、工作原理、I/O接口的功能、堆栈操作的特点、数据传送的方式。
2．各种计数制之间的转换。
3．原、反、补码的求法，已知补码求真值。
ASCII、BCD。
4．P0、P2、P3口的第二功能。
第二章
1．51单片机的硬件结构、特殊（专用）功能寄存器的重要意义。
位地址与字节地址的关系
2．CPU时序单位
3．51存储器系统的特点
4．定时器/计数器的工作方式和工作原理，计数初值的确定。
计数脉冲的最高频率如何确定。
5．并行I/O口的基本工作原理。
准双向的含义，为什么在输入前要先写”1”
6．51中断系统的构成、寻找中断服务程序入口地址的过程、IE和IP的功能。
第三章
1．寻址方式
2．常用指令，指令执行时对硬件的影响：寄存器会发生什么变化，rd wr引脚会有什么影响。
3．程序示例
4．汇编语言源程序的格式、伪指令。
第四章
1．51扩展的基础
2．最小系统与程序存储器扩展和数据存储器扩展的工作原理，地址/数据线、存储容量、地址范围。
51单片机的基础知识
MCS-51 单 片 机 基 础
EA 控 制 RST N ALE 和 指 寄 定 存 时 器 OSC
RAM
P0口锁存器
P2口锁存器
EPROM/ROM
程序地址 寄存器 栈指示器SP 缓冲器 B寄存器 TMP2 TMP1 PC值 递增器 ALU 口 PSW 器 PC
ACC
DPTR
P1口锁存器
P3口锁存器
T1
MCS-51 单 片 机 基 础
定时/计数器 定时 计数器
并行接口
串行接口
中断系统
TXD RXD
INT0 INT1
P0 P1 P2 P3
MCS-51单片机的基本结构 单片机的基本结构
湘潭大学职业技术学院 李志斌
P0.0 ~ P0.7
P2.0 ~ P2.7
P0口驱动器
P2口驱动器
RAM 地址 寄存器
湘潭大学职业技术学院 李志斌
MCS-51
湘潭大学职业技术学院
李志斌
P3口各位的第二功能
P3口引脚 口引脚 P3.0 P3.1 P3.2 P3.3 P3.4 P3.5 P3.6 P3.7 第二功能 RXD（串行口输入端） （串行口输入端） TXD（串行口输出端） （串行口输出端） INT0(外部中断 输入 外部中断0输入 外部中断 输入) INT1(外部中断 输入 外部中断1输入 外部中断 输入) T0（定时器0外部输入） （定时器 外部输入） 外部输入 T1（定时器 外部输入） 外部输入） （定时器1外部输入 WR（外部数据存储器写脉冲输出） （外部数据存储器写脉冲输出） RD（外部数据存储器读脉冲输出） （外部数据存储器读脉冲输出）
P1口驱动器
P3口驱动器
P1.0 ~ P1.7
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核心部件：中央处理器（CPU）、ROM、RAM、振荡电路； 外部功能部件：I/O口、定时器、串口、中断控制器等。
MCS—51系列单片机的内部结构框图如图所示
④
①
③
②
⑥
⑤ I/O口
它是单片机最普通、最常用的部件，用来获取 外部的数字量，或者输出内部产生的数字量，从而 驱动连接在相应口线上的部件产生相应的动作。
⑥ 定时/计数器
➢ 定时：
如果有些功能，需要间隔某一定时间运行一次， 就需要用到定时器的定时功能。
➢ 计数：
当定时的计数源是从外部输入的时候，它就被 称为计数器。
⑦ 中断控制器
时钟周期：即振荡周期，由晶振决定。 状态周期：2个振荡周期； 机器周期：6个状态周期，12个振荡周期（时钟周期）； 指令周期：一、二、三、四个机器周期；
例如振荡脉冲频率12MHz，则振荡周期1/12µs，机器周期1µs，如 果振荡脉冲频率6MHz，则振荡周期1/6µs，机器周期2µs。
⑤ 输入输出口（I/O口）
代码是能够被识别的命令的序列，一般不可更 改。
③ RAM
程序执行的过程中－－就是单片机工作的过程 中，会有或多或少的新的数据生成，这些数据可以 随时读取和更改，放在RAM中。
特殊功能寄存器（SFR）就位于此。
④ 振荡电路
单片机中有很多部件，振荡电路产成时钟信号， 使得各个部件有条不紊的工作。
相关概念： 振荡周期、状态周期、机器周期、指令周期
VSS 20
80C51/89C51 89C2051
40 VCC
RST 1
20 VCC
39 P0.0
P3.0/RXD 2
19 P1.7
38 P0.1
P3.1/TXD 3
18 P1.6
37 P0.2
XTAL2 4
17 P1.5
36 P0.3
XTAL1 5
16 P1.4
35 P0.4
P3.2/INT0 6
15 P1.3
34 P0.5
P3.3/INT1 7
14 P1.2
33 P0.6
P3.4/T0 8
13 P1.1/AIN1
32 P0.7
P3.5/T1 9
12 P1.0/AIN0
31 EA/VPP
GND 10 11 P3.7
30 ALE/PROG
29 PSEN
28 P2.7
注：类似的还有Philips公司的
·4个8位并行输入输出I/O接口: P0口、 P1口、 P2口、 P3 口（共32线）, 用于并行输入或输出数据。 · 1个串行I/O接口。
·2个（MCS—52子系列为3个）16位定时器/计数器。
· 1个具有5个（MCS—52子系列为6个或7个）中断源, 可 编程为优先级的中断系统。 它可以接收外部中断申请, 定时器/计数器中断申请和串行口中断申请。
如有需要，在以后的学习和开发过程中，完 全可以参考其它讲解更为详细的资料。
1、MCS-51单片机的内部结构
2、MCS-51单片机的引脚定义与特性
专 题
3、MCS-51单片机存储器和寄存器
4、 MCS-51单片机的工作方式
5、 MCS-51单片机的最小系统
6、定时/计数器
7、MCS-51单片机的中断系统
第2章 MCS-51单片机的基础知识
教学内容和要求
本章系统的介绍51单片机 的内部结构、引脚定义和引脚 特性、存储器、寄存器等内容。
注意：本章内容不必很深入的去学习， 知道一些基本知识即可。
原因如下：
在起步阶段，不用过多的 了解单片机的内部结构、工作 原理的全部细节，这会阻碍学习 的进度。特别是在以高级语言为主的情况下。
27 P2.6
87LPC64，20引脚
26 P2.5
8XC748/750/（751），24引脚
25 P2.4
8X749（752），28引脚
24 P2.3
8XC754，28引脚
23 P2.2
等等
22 P2.1
21 P2.0 总线型
非总线型
目前很多厂商生产51单片机，从外观到内部 资源不完全一样，但是其MCU结构一致，都采用 了8051核。
⑦ 中断控制器
下面对上面的主要部件进行简单的说明。
① CPU
是单片机中最重要的部件，负责指令的读取、 译码、执行等内部控制核算术逻辑运算。
其结构复杂，但采用高级语言编写程序时，不 必对其作过多了解。
当然，如果采用汇编语言写程序就是另外一回 事了。
② ROM
用户程序编译成最终的目标代码，通过烧写， 被放在这里。
图2―1 MCS—51系列单片机内部结构框图
2、MCS-51单片机的引脚定义与特性
P1.0 1 P1.1 2 P1.2 3 P1.3 4 P1.4 5 P1.5 6 P1.6 7 P1.7 8 RST/VPD 9 P3.0/RXD 10 P3.1/TXD 11 P3.2/INT0 12 P3.3/INT1 13 P3.4/T0 14 P3.5/T1 15 P3.6/WR 16 P3.7/RD 17 XTAL2 18 XTAL1 19
VSS 20
80C51/89C51 89C2051
40 VCC
RST 1
20 VCC
39 P0.0
P3.0/RXD 2
19 P1.7
38 P0.1
相关概念：中断，中断请求，中断响应，中断 优先级等等。
上图为按功能划分的MCS—51系列单片机内部结构简 化框图。分析上图, 并按其功能部件划分可以看出, MCS— 51系列单片机是由8大部分组成的。
这8大部分是: · 一个8位中央处理机CPU。
· 128个字节（MCS—52子系列为256字节）的片内数据存 储器RAM。 ·4 KB（MCS—52子系列为8 KB）的片内程序只读存储器 ROM或EPROM（8031和8032无）。 ·18个（MCS—52子系列为21个）特殊功能寄存器SFR。
1、MCS-51单片机的内部结构
展示实物
P1.0 1 P1.1 2 P1.2 3 P1.3 4 P1.4 5 P1.5 6 P1.6 7 P1.7 8 RST/VPD 9 P3.0/RXD 10 P3.1/TXD 11 P3.2/INT0 12 P3.3/INT1 13 P3.4/T0 14 P3.5/T1 15 P3.6/WR 16 P3.7/RD 17 XTAL2 18 XTAL1 19