51单片机(内部结构)
MCS-51单片机的内部结构及引脚
2021/2/4
1
10
谢谢
2021/2/4
1
11
谢谢！
1
5
结构特点：
MCS-51系列单片机为哈佛结构（而非普林斯顿结构） 1）内ROM：4KB 2）内RAM：128B 3）外ROM：64KB 4）外RAM：64KB 5）I / O线： 32根（4埠，每埠8根） 6）定时/计数器：2个16位可编程定时/计数器 7）串行口：全双工，2 根 8）寄存器区：工作寄存器区、在内128B RAM中，分4个区， 9）中断源：5源中断，2级优先 10）堆栈：最深128B 11）布尔处理机：位处理机，某位单独处理 12）指令系统：五大类，111条
MCS-51单片机的内部结 构及引脚
一、单片机硬件结构
内部结构 引脚功能 内存的配置 CPU时序 I / O接口
2021/2/4
1
2
二、 概述
Intel MCS-51 系列单片机三个版本：8031、8051、 8751（8位机）
Intel MCS-96系列机：8096 （16位机） 除此之外，Motorla公司、Zilog公司、Mcrochip相 继推出产品， 各系列产品内部功能、单元组成、指令系统不尽相 同。 Intel公司单片机问世早，系列齐全，兼容性强，所 以得到广泛使用。
作系统总线、扩展外存、I / O接口芯片
2021/2/4
1
4
5、串行输入/输出口（2条） 串行通信、扩展I / O接口芯片
6、定时/计数器（16位、加1计数） 计满溢出、中断标志置位、向CPU提出中断请求，与 CPU之间独立工作
7、时钟电路 内振、外振。 8、中断系统 五源中断、2级优先。
2021/2/4
2021/2/4
51单片机的结构
51单片机的结构51单片机是指一种集成了中央处理器、存储器和各种输入输出接口的单片集成电路。
它由Intel公司于1980年推出，采用了Harvard架构，是一种典型的8位单片机，无论在学校教学还是工业控制领域都得到了广泛的应用。
一、内部结构51单片机的内部结构主要由中央处理器、存储器和输入输出接口组成。
1. 中央处理器51单片机的中央处理器包含一个8位的累加寄存器A、一个8位的B寄存器、一个16位的程序计数器PC以及各种控制寄存器。
其中累加寄存器A是数据处理的核心，用于存储运算的结果。
B寄存器可用作直接寻址时的源操作数或目的操作数。
2. 存储器51单片机的存储器主要分为程序存储器和数据存储器。
程序存储器用于存储程序的指令，通常采用只读存储器（ROM）的形式。
数据存储器用于存储程序中的数据，包括RAM和各种寄存器。
3. 输入输出接口51单片机的输入输出接口包括通用输入输出口（GPIO）、串行通信口（UART）、定时器/计数器等。
GPIO用于与外部器件进行数据交互，可用于输入和输出。
UART用于与其他设备进行串行通信，常用于与计算机进行通信。
定时器/计数器可用于计时和定时中断控制。
二、工作原理51单片机的工作原理可以简单概括为：接收指令、执行指令、更新PC。
1. 接收指令51单片机从程序存储器中读取指令，并将指令暂存在指令寄存器中。
指令寄存器会将指令的地址信息传递给地址寄存器，以便读取下一条指令。
2. 执行指令51单片机根据指令的类型和操作码，执行相应的操作。
这可能涉及到对寄存器或存储器的读取、写入、算术运算、逻辑运算等。
执行的结果通常会存储在累加寄存器A中。
3. 更新PC在执行完一条指令后，51单片机会自动更新程序计数器PC的值，使其指向下一条要执行的指令地址。
这样就能够实现程序的顺序执行。
三、应用领域51单片机广泛应用于各个领域，包括嵌入式系统、家电控制、汽车电子、工业自动化等。
1. 嵌入式系统51单片机作为一种低成本、低功耗、易于开发和集成的微处理器，被广泛应用于嵌入式系统中。
简述51系列单片机的内部组成结构
简述51系列单片机的内部组成结构51系列单片机是一种常见的微控制器，由一系列功能模块组成，包括中央处理器、存储器、输入输出接口以及时钟和定时器等。
下面将对51系列单片机的内部组成结构进行简要描述。
1. 中央处理器（CPU）：中央处理器是51系列单片机的核心部件，负责执行指令、进行运算和控制外围设备。
51系列单片机采用经典的8051架构，拥有8位数据总线和16位地址总线。
其指令集包括丰富的算术、逻辑、移位和控制指令，可以满足各种应用需求。
2. 存储器：51系列单片机具有不同类型的存储器，包括程序存储器（ROM）和数据存储器（RAM）。
ROM用于存储用户程序和常量数据，可以是内部ROM或外部扩展的ROM芯片。
RAM用于存储变量和临时数据，可以是内部RAM或外部扩展的RAM芯片。
3. 输入输出接口：51系列单片机提供了多个通用输入输出引脚，用于与外部设备进行数据交互。
这些引脚可以配置为输入模式或输出模式，并具有上拉电阻和输入/输出缓冲器等功能。
通过这些引脚，单片机可以与各种传感器、执行器、显示器和通信接口等外部设备进行连接，实现与外界的数据交换。
4. 时钟和定时器：51系列单片机内部集成了时钟电路和多个定时器/计数器模块。
时钟电路提供基准时钟信号，用于同步CPU和其他模块的操作。
定时器/计数器模块可以生成精确的时间延迟、定时和计数功能，广泛应用于定时控制、脉冲计数、PWM输出等场景。
5. 中断系统：51系列单片机支持多级中断系统，可以响应外部中断请求和内部定时器中断。
通过中断系统，单片机可以实现对实时事件的快速响应，提高系统的实时性和可靠性。
6. 串行通信接口：51系列单片机内部集成了串行通信接口，支持多种通信协议，如UART、SPI和I2C。
通过这些接口，单片机可以与其他设备进行数据交换，实现数据采集、通信和控制等功能。
7. 外部扩展接口：51系列单片机提供了多个外部扩展接口，如总线接口和片选引脚等。
简述51系列单片机的内部组成结构
简述51系列单片机的内部组成结构51系列单片机是一种广泛应用的单片机,是微控制器中的经典代表之一。
该系列单片机由中央处理器(CPU)、存储器、输入输出(I/O)接口、时钟和电源等部分组成。
以下是51系列单片机的内部组成结构的简要概述:1. CPU51系列单片机的CPU由一个4位二进制数组成的处理器核心组成,具有高速、低功耗、低延迟的特点。
CPU负责控制整个系统的运行,包括指令的执行、数据的读取和写入、程序的控制等。
2. 存储器51系列单片机的存储器分为外存储器和内存储器两种。
外存储器包括一个或多个随机存取存储器(RAM)和一个或多个只读存储器(ROM),RAM用于存储程序和数据,ROM用于存储固定的程序和数据。
内存储器是51系列单片机的核心存储器,包括一个数据存储器和一个指令存储器,数据存储器用于存储程序和数据,指令存储器用于存储程序的指令集。
3. 输入输出(I/O)接口51系列单片机的输入输出接口包括多个引脚,用于与外部设备进行通信。
输入接口用于接收外部设备的数据,输出接口用于将外部设备的数据发送出去。
I/O 接口的主要功能是控制外部设备的运行,包括读取、写入、控制等。
4. 时钟51系列单片机的时钟由一个时钟芯片组成,用于驱动系统的运行。
时钟芯片可以控制CPU和存储器的读写速度,控制I/O接口的响应速度等。
5. 电源51系列单片机的电源由一个电源芯片组成,用于提供系统的直流供电。
电源芯片可以控制电流的大小和流向,保证系统的稳定运行。
除了以上基本组成部分外,51系列单片机还具有其他一些重要的组成部分,如控制电路、中断控制器、寄存器等。
这些组成部分共同构成了一个完整的系统,使51系列单片机能够实现各种复杂的功能。
51系列单片机的内部组成结构非常复杂,包括多个重要的组成部分,能够实现各种复杂的功能。
深入了解51系列单片机的内部组成结构,有助于我们更好地理解和使用该系列单片机。
51系列单片机的内部组成结构
51系列单片机的内部组成结构51系列单片机是一种常用的微控制器，具有复杂的内部组成结构。
本文将以51系列单片机的内部组成结构为标题，进行详细介绍。
1. CPU核心51系列单片机的核心是一个8位的CPU，它负责执行指令和控制整个系统的运行。
CPU包括指令译码器、运算单元和控制单元等部分。
指令译码器负责将指令翻译成对应的操作码，运算单元负责执行算术和逻辑运算，控制单元负责控制各个部件的工作。
2. 存储器51系列单片机有多种存储器，包括ROM、RAM和EEPROM等。
ROM用于存放程序代码和常量数据，RAM用于存放变量和临时数据，EEPROM用于存放非易失性数据。
存储器的大小和类型可以根据需求进行选择和配置。
3. 输入输出端口51系列单片机具有多个输入输出端口，用于与外部设备进行数据交互。
通过编程，可以将某些端口设置为输入端口，用于接收外部信号；将某些端口设置为输出端口，用于控制外部设备。
输入输出端口的数量和功能也可以根据需求进行扩展和配置。
4. 定时器/计数器51系列单片机内置了多个定时器/计数器，用于实现精确的定时和计数功能。
通过编程，可以设置定时器的工作方式、计数范围和中断触发条件等。
定时器/计数器广泛应用于计时、脉冲生成、PWM 输出等场景。
5. 串行通信接口51系列单片机支持多种串行通信接口，包括UART、SPI和I2C等。
这些接口可以用于与其他设备进行数据传输和通信。
通过编程，可以设置通信参数、发送和接收数据等。
6. 中断系统51系列单片机内置了中断系统，用于处理外部中断和定时器中断等。
通过编程，可以设置中断的优先级、触发条件和中断服务程序等。
中断系统可以提高系统的响应速度和实时性。
7. 系统时钟51系列单片机需要一个稳定的时钟信号来驱动其内部运行。
时钟信号可以通过外部晶体振荡器或者外部时钟源提供。
时钟信号的频率决定了单片机的运行速度。
8. 电源管理51系列单片机需要一个稳定的电源来工作。
MCS-51单片机的内部结构
§ 2.2.2 控制器
1.程序计数器PC ( Program Counter )；
程序计数器PC：程序地址指示器，是16位专用 寄存器，其内容表示下一条要执行的指令的16位 地址。
PC具有自动加1的功能。 系统复位后，PC=0000H。
§ 2.2.2 控制器
§2.2.1 运算器
（3）程序状态字PSW（字节地址：D0H）
寄存当前指令执行的某些状态；反映指令执行结果的一些 特征。
1)四个状态标志位
C：进位标志位 AC：半进位标志位 P：奇偶标志位 OV：溢出标志位
2)设定标志位 F0、F1标志位：用户标志位 RS1、RS0：工作寄存器组 指针
§2.2.1 运算器
（2）基本结构： 1)CPU 2)存储器 3)输入/输出 接口电路 4)总线
§2.1 MCS-51单片机结构
总 体 结 构
§2.1 MCS-51单片机结构
基本特性
•CPU :8位 •存储器:
•128字节RAM •21个专用寄存器（亦称特殊功能寄存器SFR） •4K字节ROM存储器 •并行口:4个8位并行口 •串行口:1个全双工的串行口 •定时器/计数器:2个16位的定时器/计数器 •中断系统:5个中断源,两个中断优先级 •寻址范围: 64K字节（程序存储区和外部数据存储区各64K）
RS1 RS0 00 01 10 11
寄存器区 0区 1区 2区 3区
§2.2.1 运算器
程序状态字
Cy AC F0 RS1 RS0 OV F1 P
⑤溢出标志OV： Overflow flag
作有符号数进行算术运算时，若计算结果超出-128~+127 范围，则OV置1，否则置0。
§2.2.1 运算器
51单片机的体系结构
整理ppt
30
堆栈特点：后进先出
堆栈有3个具体功能： (1) 保护断点 (2) 现场保护 (3) 临时暂存数据
整理ppt
31
4.4 特殊功能寄存器 单片机是通过特殊功能寄存器（SFR）对各种功 能部件进行集中控制。如下表：
整理ppt
32
4.5 外部数据存储器 单片机一般的内部RAM只有128 B或256B。 现在有大RAM容量单片机或集成了Data Flash的
执行程序时，在计算机控制器的控制下，取指令装置会 按PC的指向从存储器中读出第一条指令并译码，执行指 令所要求的操作。
整理ppt
16
3.3 程序执行过程 执行程序线路实际上按PC的指取指令运行，PC
就象引路人，称为程序指针。执行流程如下图：
整理ppt
17
程序指令取指执行过程
1、复位PC=0000 2、从PC取指，PC+1 3、取数据 4、执行指令 5、取下一条指令 ……
整理ppt
18
4 8051单片机的存储结构
8051单片机存储器采用哈佛结构： 1、有一根地址和数据总线。 2、程序存储器空间和数据存储器空间采用独
立编址。 3、拥有各自的寻址方式和寻址空间。
整理ppt
19
4.1 8051单片机的存储器结构
8051单片机存储器从物理结构上分四种： 1、片内程序存储器（只读存储器ROM） （类型：ROM、PROM、EPROM、E2PROM、Flash） 2、片外程序存储器 (类型同上) 3、片内数据存储器（读写存储器RAM） (类型：SRAM、DRAM、E2PROM、Flash) 4、片外数据存储器 (类型同上)
第2章 MCS-51单片机的内部结构
当3个准双向I/O口作输入口使用时，要向该口先写“1”， 个准双向I/O口作输入口使用时，要向该口先写“ I/O口作输入口使用时 P3.5 T1 计数器1外部输入 计数器 外部输入 P3.6 WR 外部数据存储器 另外准双向I/O口无高阻的“浮空”状态。 I/O口无高阻的 另外准双向I/O口无高阻的“浮空”状态。
2.4.2 内部数据存储器 共128个字节， 128个字节， 128个字节 字节地址为00H 7FH。 00H～ 字节地址为00H～7FH 00H～1FH：32个单 00H～1FH：32个单 元，是4组通用工作 寄存器区 20H～2FH：16个单 20H～2FH：16个单 可进行128 128位的 元，可进行128位的 位寻址 30H FH： 用户RAM 30H ～ 7FH ： 用户 RAM 区 ， 只能进行字节寻 址 ， 用作数据缓冲区 以及堆栈区。 以及堆栈区。
I/O口引脚 2.2.3 I/O口引脚 P0口 双向8位三态I/O I/O口 地址总线（ (1) P0口：双向8位三态I/O口，地址总线（低8位）及 数据总线分时复用口，可驱动8个LS型TTL负载。 数据总线分时复用口，可驱动8 LS型TTL负载。 负载 P1口 准双向I/O I/O口 可驱动4 LS型TTL负载 负载。 (2) P1口：8位准双向I/O口，可驱动4个LS型TTL负载。 转义引 引脚 与地址总线 （ 高 8 位 ） 复 功能说明 准双向I/O I/O口 (3) P2口：8位 准双向I/O 口， 与地址总线（ 脚 可驱动4 LS型TTL负载 负载。 用，可驱动4个LS型TTL负载。RXD 串行数据接收端 P3.0 准双向I/O I/O口 双功能复用口，可驱动4 (4) P3口：8位 准双向I/O 口， 双功能复用口 ，可驱动 4 P3.1 TXD 串行数据发送端 P3.2 INT0 外部中断0请求 外部中断 请求 LS型TTL负载 负载。 个LS型TTL负载。 注意:准双向口与双向三态口的差别。 注意:准双向口与双向三态口的差别。
51单片机的内部结构
51单片机的内部结构MCS-51单片机内部结构8051是MCS-51系列单片机的典型产品，我们以这一代表性的机型进行系统的讲解。
8051单片机包含中央处理器、程序存储器(ROM)、数据存储器(RAM)、定时/计数器、并行接口、串行接口和中断系统等几大单元及数据总线、地址总线和控制总线等三大总线，现在我们分别加以说明：·中央处理器：中央处理器(CPU)是整个单片机的核心部件，是8位数据宽度的处理器，能处理8位二进制数据或代码，CPU负责控制、指挥和调度整个单元系统协调的工作，完成运算和控制输入输出功能等操作。
·数据存储器(RAM)：8051内部有128个8位用户数据存储单元和128个专用寄存器单元，它们是统一编址的，专用寄存器只能用于存放控制指令数据，用户只能访问，而不能用于存放用户数据，所以，用户能使用的的RAM只有128个，可存放读写的数据，运算的中间结果或用户定义的字型表。
·程序存储器(ROM)：8051共有4096个8位掩膜ROM，用于存放用户程序，原始数据或表格。
·定时/计数器(ROM)：8051有两个16位的可编程定时/计数器，以实现定时或计数产生中断用于控制程序转向。
·并行输入输出(I/O)口：8051共有4组8位I/O口(P0、 P1、P2或P3)，用于对外部数据的传输。
·全双工串行口：8051内置一个全双工串行通信口，用于与其它设备间的串行数据传送，该串行口既可以用作异步通信收发器，也可以当同步移位器使用。
·中断系统：8051具备较完善的中断功能，有两个外中断、两个定时/计数器中断和一个串行中断，可满足不同的控制要求，并具有2级的优先级别选择。
·时钟电路：8051内置最高频率达12MHz的时钟电路，用于产生整个单片机运行的脉冲时序，但8051单片机需外置振荡电容。
单片机的结构有两种类型，一种是程序存储器和数据存储器分开的形式，即哈佛(Harvard)结构，另一种是采用通用计算机广泛使用的程序存储器与数据存储器合二为一的结构，即普林斯顿(Princeton)结构。
51单片机存储器内部结构
MCS-51单片机在物理结构上有四个存储空间：1、片内程序存储器2、片外程序存储器3、片内数据存储器4、片外数据存储器但在逻辑上，即从用户的角度上，8051单片机有三个存储空间：1、片内外统一编址的64K的程序存储器地址空间（MOVC）2、256B的片内数据存储器的地址空间（MOV）3、以及64K片外数据存储器的地址空间（MOVX）在访问三个不同的逻辑空间时，应采用不同形式的指令（具体我们在后面的指令系统学习时将会讲解），以产生不同的存储器空间的选通信号。
程序内存ROM寻址范围：0000H ~ FFFFH 容量64KBEA = 1，寻址内部ROM；EA = 0，寻址外部ROM地址长度：16位作用：存放程序及程序运行时所需的常数。
七个具有特殊含义的单元是：0000H ——系统复位，PC指向此处；0003H ——外部中断0入口000BH —— T0溢出中断入口0013H ——外中断1入口001BH —— T1溢出中断入口0023H ——串口中断入口002BH —— T2溢出中断入口内部数据存储器RAM物理上分为两大区：00H ~ 7FH即128B内RAM 和 SFR区。
作用：作数据缓冲器用。
下图是8051单片机存储器的空间结构图程序存储器一个微处理器能够聪明地执行某种任务，除了它们强大的硬件外，还需要它们运行的软件，其实微处理器并不聪明，它们只是完全按照人们预先编写的程序而执行之。
那么设计人员编写的程序就存放在微处理器的程序存储器中，俗称只读程序存储器（ROM）。
程序相当于给微处理器处理问题的一系列命令。
其实程序和数据一样，都是由机器码组成的代码串。
只是程序代码则存放于程序存储器中。
MCS-51具有64kB程序存储器寻址空间，它是用于存放用户程序、数据和表格等信息。
对于内部无ROM的8031单片机，它的程序存储器必须外接，空间地址为64kB，此时单片机的端必须接地。
强制CPU从外部程序存储器读取程序。
51系列单片机内部组成结构
51系列单片机内部组成结构51系列单片机是一种常用的嵌入式微控制器，广泛应用于各种电子设备中。
本文将从内部组成结构的角度，介绍51系列单片机的各个部分及其功能。
1. CPU核心：51系列单片机的核心部分是一个8位的CPU，它负责执行各种指令，控制整个系统的运行。
CPU核心包括指令寄存器、程序计数器、算术逻辑单元等，它们协同工作，完成各种运算和逻辑判断。
2. 存储器：51系列单片机包含多种存储器，用于存储程序代码、数据和临时变量等。
其中，程序存储器（ROM）用于存储程序代码，数据存储器（RAM）用于存储数据和临时变量。
此外，还有特殊功能寄存器（SFR）用于存储一些特殊功能的控制和状态信息。
3. 输入/输出端口：51系列单片机具有多个输入/输出端口，用于与外部设备进行数据交换。
其中，口线（Port）用于实现通用输入/输出功能，可以连接按键、LED灯、数码管等外部设备。
此外，还有串行口（UART）和并行口（Parallel Port），用于串行通信和并行数据传输。
4. 定时器/计数器：51系列单片机内置了多个定时器/计数器，用于产生精确的时间延迟和计数功能。
定时器可以用于生成定时中断，实现定时任务的调度；计数器可以用于计数外部信号的脉冲个数，实现频率测量和计数功能。
5. 中断系统：51系列单片机具有强大的中断系统，可以处理外部中断和内部中断。
外部中断可以响应外部触发信号，例如按键按下、外部设备请求等；内部中断可以响应特定的事件，例如定时器溢出、串口接收完成等。
中断系统可以在程序执行过程中中断当前任务，执行相应的中断服务程序，处理完后再返回到原来的位置继续执行。
6. 时钟电路：51系列单片机需要一个稳定的时钟源来提供时钟信号，以驱动CPU和其他模块的工作。
时钟电路通常由晶体振荡器和时钟分频电路组成，可以通过设置分频系数来调节时钟频率。
7. 外部扩展接口：51系列单片机还提供了多个外部扩展接口，可以连接外部存储器、外部设备和其他外部模块。
简述51系列单片机的内部组成结构
简述51系列单片机的内部组成结构51系列单片机是一种非常常见的单片机产品，被广泛应用于各种电子设备中。
它具有强大的功能和灵活的可编程性，能够满足不同应用场景的需求。
那么，究竟51系列单片机的内部是如何组成的呢？我们来了解一下51系列单片机的基本结构。
51系列单片机由中央处理器、存储器、输入输出端口、定时器、中断系统等多个部分组成。
其中，中央处理器是51系列单片机的核心部件，负责执行指令和进行数据处理。
存储器用于存储程序代码和数据，包括ROM、RAM 和特殊功能寄存器等。
输入输出端口用于与外部设备进行数据交互，可以实现数据输入、输出和控制功能。
定时器可以生成指定时间间隔的定时信号，用于定时操作和计时功能。
中断系统可以在特定条件下中断正常的程序执行，执行相应的中断服务程序。
接下来，我们详细介绍一下51系列单片机的内部组成结构。
首先是中央处理器部分，它由一个8位的CPU核心组成，具有丰富的指令集和寄存器。
这些指令可以执行各种算术和逻辑操作，以及数据传输、位操作等功能。
CPU核心还包括时钟发生器和系统控制逻辑，用于产生时钟信号和控制系统的运行。
其次是存储器部分，51系列单片机的存储器主要包括ROM和RAM。
ROM是只读存储器，用于存储程序代码和常量数据。
RAM是随机存储器，用于存储变量和临时数据。
此外，51系列单片机还具有一些特殊功能寄存器，用于存储各种控制和状态信息。
再次是输入输出端口部分，51系列单片机有多个I/O口，用于与外部设备进行数据交互。
每个I/O口都有一个特定的地址和控制寄存器，可以设置输入输出方向和电平状态。
通过读写这些寄存器，可以实现数据输入、输出和控制功能。
51系列单片机还具有定时器部分，用于生成精确的定时信号。
定时器可以根据设定的参数生成不同频率和周期的定时信号，用于各种定时操作和计时功能。
此外，定时器还可以用于产生脉冲信号、PWM 信号等。
最后是中断系统部分，51系列单片机具有多个中断源和中断向量。
51系列单片机内部结构
51系列单片机内部结构51系列单片机，指的是集成了80C51核心的一系列单片机产品。
80C51核心是一种8位的计算机中央处理器（CPU），它由Intel公司于20世纪80年代初开发，并在全球范围内广泛应用。
本文将对51系列单片机的内部结构进行详细介绍。
1.CPU51系列单片机的核心是80C51CPU，它具有8位宽的数据总线和16位宽的地址总线。
该CPU基于哈佛架构，包含了大约2K到64K字节的ROM或EPROM存储器用于存储程序代码，以及128到256字节的RAM存储器用于存储数据。
2.存储器51系列单片机的存储器包括ROM、EPROM、RAM和特殊功能寄存器（SFR）。
ROM用于存储程序代码，EPROM则可以被重新编程。
RAM用于存储临时数据。
特殊功能寄存器（SFR）用于控制和配置单片机的各种功能，如I/O端口、定时/计数器、串行通信等。
3.I/O端口51系列单片机具有多个I/O端口，用于与外部设备进行数据输入和输出。
每个I/O端口可以通过相应的特殊功能寄存器（SFR）进行控制和配置。
这些I/O端口可以设置为输入模式或输出模式，并且可以通过位操作指令读取或写入数据。
4.定时/计数器5.串行通信51系列单片机通常具有串行通信功能，用于与外部设备进行数据交换。
其中比较常见的串行通信接口包括UART（通用异步收发器）和SPI（串行外围接口）。
UART实现异步串行通信，而SPI则实现同步串行通信。
6.中断系统51系列单片机具有强大的中断系统，用于处理外部中断和内部中断。
外部中断可以由外部设备的信号触发，例如按键、传感器等。
内部中断可以由计时器、串行通信等设备触发。
中断系统通过特殊功能寄存器（SFR）进行配置和控制，并可根据需要进行优先级设置。
7.程序存储器51系列单片机的程序存储器用于存储程序代码。
通常，51系列单片机使用ROM或EPROM作为程序存储器。
这些存储器可以被编程，以从外部设备加载程序。
在程序执行期间，程序计数器（PC）将指向存储器中的当前执行指令。
MCS-51单片机的硬件结构
XTAL1 19
VSS
20
8031 8051 8751
40 VCC 39 P0.0 38 P0.1 37 P0.2 36 P0.3 35 P0.4 34 P0.5 33 P0.6 32 P0.7 31 EA/Vpp 30 ALE/PROG 29 PSEN 28 P2.7
27 P2.6 26 P2.5 25 P2.4 24 P2.3
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
RXD/P3.0
10
TXD/P3.1
11
INT0/P3.2
12
INT1/P3.3
13
T0/P3.4
14
T1/P3.5
15
WR/P3.6
16
RD/P3.7
17
XTAL2 18
17
RD（外部数据存储器读脉
P3.7
冲）
返回本节
2.2 MCS-51单片机的引脚及片外总线结构
2.2.1 MCS-51单片机芯片引脚描述 2.2.2 MCS-51单片机的片外总线结构
返回本章首页
2.2.1 MCS-51单片机芯片引脚描述
图2-7为MCS-51单片机的引脚配置图。 1．主电源引脚VCC和VSS 2．外接晶振引脚XTAL1和XTAL2 3．控制或其他电源复用引脚RST/ VPD、ALE/、 和/VPP 4．输入/输出引脚P0、P1、P2、P3（共32根）
VCC
P2.7 PP22..56 P2.4 P2.3 P2.2 P2.1 P2.0 PPP000...756
P0.3 P0.2 P0.1 P0.0
ALE
51系列单片机内部组成结构
51系列单片机内部组成结构51系列单片机内部组成结构是了解和掌握单片机原理和应用的基础，本文将从以下几个方面进行介绍：一、CPU(中央处理器)51系列单片机的CPU是整个系统的核心部件，它是由运算器、控制器和寄存器等组成的。
其中，运算器包括算术逻辑单元ALU和控制单元CU,控制器包括程序计数器PC、指令寄存器IR、状态寄存器SR等。
CPU的主要功能是执行指令，控制程序的运行，实现各种功能。
二、RAM(随机存储器)RAM是51系列单片机中的一种数据存储器，分为内ROM和外RAM 两种类型。
内ROM是只读存储器，由4KB的芯片组成，用于存储程序代码和数据；外RAM是由64KB的芯片组成，可以进行数据的读取和写入操作。
RAM在单片机中的作用非常重要，它可以存储程序代码和各种数据，供CPU进行读取和处理。
三、ROM(只读存储器)ROM是51系列单片机中的一种程序存储器，由4KB的芯片组成，用于存储程序代码和数据。
与RAM不同的是，ROM中的数据只能读取，不能修改。
ROM在单片机中的作用也非常重要，它可以存储程序代码和各种数据，供CPU进行读取和处理。
四、I/O接口I/O接口是51系列单片机中的一个非常重要的部分，它包括输入输出端口、定时计数器、串行通信口等。
输入输出端口是单片机与外部设备进行通信的重要途径，包括32个引脚的8位并行输入输出端口和16个引脚的8位双向移位寄存器。
定时计数器可以用于产生定时中断或者计时功能。
串行通信口可以用于与其他设备进行串行通信。
五、定时/计数器定时/计数器是51系列单片机中的一个非常重要的部分，它可以用于产生定时中断或者计时功能。
定时/计数器由两个16位的定时器组成，每个定时器都可以单独配置为模式0或模式1的工作方式。
在模式0下，定时器是一个累加器，可以用来产生定时中断；在模式1下，定时器是一个计数器，可以用来产生计时功能。
六、总线总线是51系列单片机中的一个重要组成部分，它可以将各个部件连接在一起，实现信息的传输和交换。
MCS-51单片机的内部结构
整理ppt
6
MCS-51的CPU：运算器 2.寄存器 (3) 程序状态字PSW
➢程序状态字是8位寄存器，用于指示程序运行状态信息。 ➢其中有些位是根据程序执行结果由硬件自动设置的，而 有些位可由用户通过指令方法设定。
PSW中各标志位名称及定义如下：
位序 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 位标志 C AC F0 RS1 RS0 OV — P
写操作，但可以通过转移、调用、返回等指令改变 其内容，以实现程序的转移。 ✓ PC的寻址范围为64KB，即地址空间为0000～0FFFFH。
整理ppt
14
MCS-51的CPU：控制器
数据指针DPTR
✓ 数据指针DPTR为16位寄存器，它是MCS—51中 唯一的一个16位寄存器。
✓ DPTR通常在访问外部数据存储器时作为地址指 针使用，寻址范围为64KB。
✓ 编程时，既可按16位寄存器使用，也可作为两 个8位寄存器分开使用。DPH 为DPTR的高八位 寄存器，DPL 为DPTR的低八位寄存器。
1
组1
08~0FH
1
0
组2
10~17H
1
1
组3
18~1FH
整理ppt
10
程序状态字PSW
位序 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 位标志 CY AC F0 RS1 RS0 OV — P
OV：溢出标志位
在带符号数（补码数）的加减中，OV=1表示运算的结果 超出了累加器A的八位符号数表示范围（－128～ +127），产生溢出，因此运算结果是错误的。OV=0， 表示未超出表示范围，运算结果正确。
传送、位与、位或等位操作。另外某些控制转移
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
地址0004H字节单元内容表示成：
（0004H)=34H
地址0004H字单元内容表示成：
（0004H)=1234H
同一地址存储的是字节还是字，由数据定义伪指令 指示。
0001H 0002H 0003H 0004H 0005H 0006H
34H 12H
思考：在存储器中存放的数据如下图所示，试读 出75422H和75424H字节单元的内容是什么？读出 75422H和75424H字单元的内容是什么？
是计算机系统发布操作命令的部件， 控制器CU 是计算机的指挥中心。所有的操作都 （Control Unit）是在控制器的控制下实现的。
程序计数器PC（Program Counter） 指令寄存器IR（Instruction Register） 指令译码器ID（Instruction Decoder） 操作控制部件或称为组合逻辑阵列PLA（ Programmed Logic Array） 时序发生器
存储单元
0000H 地 4 0001H 0 0 1 0 1 1 0 0 C H 0002H 输
址
AB 0001H 译 码
入
输 出 DB
器
FFFFH
电
路
结束!
CB 读信号 读/写控制电路
存储器的读操作过程
存储器组织
为了适应CPU的高速运行，建立了层次结构的存
储器组织，如下图所示：
中央处理器单元 高速缓存Cache
排的一系列指令。
计算机的软件系统 硬件只是使计算机具备了计算的可能，但是计算机脱 离人的干预自动进行计算，还需要有软件的配合。 1 软件系统是指计算机所使用的各种程序的集合。
程序是指指令的有序集合，是人们
为使计算机完成某一特定任务而编
排的一系列指令。 指令是规定计算机完成某种操作 的命令，它用二进制码表示，存 于存储器中。
地址码
0000H 地 0001H
存储单元
输
址
AB 译 码
0002H
入
输 出 DB
器
FFFFH
电
路
CB
读/写控制电路
存储器的组成框图
地址码
0000H 地 0001H
存储单元
址
AB 译 码
0002H
器
FFFFH
CB
1.存储单元是存储器的核心部 件。 2.存储器的每个存储单元可以 输 存 入 储8位二进制信息。 注意:人们选定 输 8位二进制为一 DB 个字节（Byte）,用B表示。即 出 1 个字节由8 个二进制数位组成。 电 除字节单位外，还有千字 路 节（KB）、兆字节（ MB）以及 千兆字节（GB）等。它们之间 存在下列换算关系： lB=8bit lKB=l024B 读/写控制电路 lMB=l024KB lGB=l024MB
地址总线、数据总线、控制总线
地址总线 AB
存 储 器 I/O 接 口 输 入 设 备
CPU
I/O 接 口
输 出 设 备 数据总线 DB 控制总线 CB
地址总线AB(Address Bus) ：单向
用来传送 CPU 输出的地址信号，确定被访问的存 储单元、I/O端口。
地址总线 AB 输 出 设 备
CPU
最终结果
运算器
数 据 中间结果/ 最后结果 最后 结果
输入设备
原始数据 与程序
存储器
程 序
输出设备
控制器
计算机的工作过程 单击鼠标开始！
结束！
二、 微机系统硬件主要组成部分及功能
特点：
1. 运算器和控制器集成在一个芯片上，称之为CPU芯片。 2. 存储器由半导体存储器芯片组成。 3. 外设通过I/O口芯片与机器内各部件交换信息。 4. CPU，存储器，I/O 口通过AB，DB，CB三总线交换信息。
址
AB 0000H 译 码
0002H
入
输 出 DB 34 H
器
FFFFH
电
路
请点击鼠标!
CB 写信号 读/写控制电路
存储器的写操作过程
存储单元
0000H 0 0 1 1 0 1 0 0 地 0001H 输
址
AB 0000H 译 码
0002H
入
输 出 DB
器
FFFFH
电
路
结束!
CB 写信号 读/写控制电路
可读可写
易失性，临时存放程序和数据
掉电后丢失存储的数据
只读存储器（ROM）
工作时只能读 非易失性，永久或半永久性存放信息 掉电后不会丢失存储的数据 一般用途：存放固定的程序和数据
开机自 检引导 程序….
存储器单元
存储器单元的地址 存储器单元的内容 对存储器的读/写操作
内存
外存
高速缓存CACHE容量小，速 度最高，直接与CPU交换数据； 外—I/O设备
包括输入、输出设备，通过接口电路与
主机相连。
输入设备：向主机输入程序、数据和命令信息的
设备，如键盘、鼠标、触摸屏等。
输出设备：将计算机处理过的二进制代码信息， 转换成人们能识别的形式输出的设备，如打印机等。
存储器的写操作过程
存储单元
0000H 地 0001H 0 0 1 0 1 1 0 0 输
址
AB 0001H 译 码
0002H
入
输 出 DB
器
FFFFH
电
路
请点击鼠标! CB 读/写控制电路
存储器的读操作过程
例:从0001H单元读出数据
存储单元
0000H 地 0001H 0 0 1 0 1 1 0 0 输
1 计算机系统的组成
一个完整的计算机系统包括硬件系统和 软件系统两大部分。
为使计算机正常工
作而设置的命令
微型计算机的硬件系统
地址总线 AB
存 储 器 I/O 接 口
输 入 设 备
CPU
I/O 接 口
输 出 设 备
数据总线 DB 控制总线 CB 微机的硬件由CPU、存储器、输入/输出设备构成； 输入/输出设备通过输入/输出接口与系统相连；
微型计算机系统模型
第一章第二节
概述
ENIAC (1946)
掌上电脑(2000)
▲ 现代计算机的结构基础：存储程序控制结构
1945年，美籍匈牙利数学家John Von Neumann提出, 冯.诺依曼计算机
1 计算机系统的组成
一个完整的计算机系统包括硬件系统和 软件系统两大部分。
组成计算机的物理 实体
存储器
字节内容： （75422H）＝ 9CH （75424H）＝ 5DH
字内容： （75422H）＝ 249CH （75424H）＝ 6E5DH
75420H 1 2 3 4 5
13H 78H 9CH 24H 5DH 6EH
存储单元
0000H 地 0001H 输
址
AB 0000H 译 码
0002H
入
主要作用：
解题程序与原始数据的输入 从内存中取出指令并译码 控制运算器对数据信息进行传送与加工 运算结果的输出 外部设备与主机之间的信息交换 计算机系统中随机事件的自动处理等
2、主机硬件系统——存储器
存储器(memory)是计算机的主要组成部分。用来存储 计算机要进行处理的原始数据以及指示计算机如何工 作的程序，并将运算的中间结果以及处理后的中间结 果保存起来。 存储容量：能存储信息的字节数，通常用B(byte)、 KB、GB、TB来表示。
微机中各功能部件之间的信息是通过总线传输。
存 储 器 I/O 接 口 输 入 设 备
CPU
I/O 接 口
输 出 设 备
总线 BUS
微机总线是微机的数据通道， 分为外部总线和内部总线。 这里介绍的外部总线。 CPU内部总线由CPU产厂家 设计/决定，一般都是单总线 结构。
按信号的作用，总线分为三类：
内存与外存
计算机内存：主存储器，它由半导体集成电路
芯片组成，用于存储当前运行所需要的程序和 数据。一般工作速度快，但容量有限。 计算机外存：除内存外，把磁带、磁盘这些存 储器通称外存储器。如硬盘，光盘等。通常容 量大如硬盘120G，工作速度慢。不能直接参 与计算机运算
内存储器的分类
读写存储器（RAM）
控制器
计算机系统的硬件组成框图 对指令进行译码后向各部件发出 控制信号，指挥计算机按规定进行 工作
计算机的软件系统 硬件只是使计算机具备了计算的可能，但是计算机脱 离人的干预自动进行计算，还需要有软件的配合。 1 软件系统是指计算机所使用的各种程序的集合。
程序是指指令的有序集合，是人们
为使计算机完成某一特定任务而编
址
AB 0001H 译 码
0002H
入
输 出 DB
器
FFFFH
电
路 请点击鼠标!
CB
读/写控制电路
存储器的读操作过程
存储单元
0000H 地 0001H 0 0 1 0 1 1 0 0 输
址
AB 0001H 译 码
0002H
入
输 出 DB
器
FFFFH
电
路 请点击鼠标!
CB 读信号
读/写控制电路
存储器的读操作过程
常用的输出设备有： 打印机，显示器。
最终结果
实现算术和逻辑运 算，运行数据处理
运算器
数 据 中间结果/ 最后结果 最后 结果
用于存储 数据和程 序
输入设备
原始数据 与程序
存储器
程 序
输出设备
将计算机的 处理结果输 出到外部， 供人们识别 和存储，常 用的输出设 备有：打印 机，显示器