单片机第二章
单片机第二章MCS-51系列单片机硬件结构
3. P1口（P1.0~P1.7，1脚~8脚）
P1口仅用作I/O使用，它也是自带上拉电阻的8 位准双向I/O接口，每一位可驱动4个LSTTL负载。 当P1口作为输入接口时，应先向口锁存器写“1”。 4. P3口（P3.0~P3.7，10脚~17脚）
除了和P1口的功能一样外， P3口的每一引脚还具有第二功能。
第二章 单片机的硬件结构
2.1 MCS-51单片机的总体结构
2.2 微处理器 2.3 MCS-51存储器 2.4 MCS-51基本电路及引脚电路 2.5 实例演练
2.1MCS-51单片机的总体结构
一，8031芯片实照
二，MCS-51单片机外形是一个40脚的双列直插式集成块：
P10 P1.1 P12 P1.3 P1.4 P1.5 P1.6 P1.7 RST/VPD RXD/P3.0 TXD/P3.1 INT0/P3.2 INT1/P3.3 T0/P3.4 T1/P3.5 WR/P3.6 RD/P3.7 XTAL2 XTAL1 Vss 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 40 39 38 37 36 35 34 33 32 31 30 29 28 27 26 25 24 23 22 21 Vcc P0.0 P0.1 P0.2 P0.3 P0.4 P0.5 P0.6 P0.7 EA/VPP ALE/PROG PSEN P2.7 P2.6 P2.5 P2.4 P2.3 P2.2 P2.1 P2.0
ALE地址锁存使能信号输出端。存取 片外存储器时，用于锁存低8位地址。 PROG是对于EPROM型单片机，在 EPROM编程期间，此引脚用于输入编 程脉冲。
ALE/ PROG (30脚)
控制 引脚
单片机原理 第2章 MCS-51单片机体系结构
2.4.2 MCS-51单片机数据存储器
2.4.2 MCS-51单片机数据存储器
1. 工作寄存器区
字节地址为00H~1FH的32个单元是4组通用工作寄存器区，每组占用8个 字节，都标记为R0~R7。在某一时刻，CPU只能使用其中的一组工作寄存 器，工作寄存器的选择由程序状态字寄存器PSW中RS1、RS0两位来确定 ，如表2-3所示。
2. 数据总线DB 数据总线宽度为8位（D0~D7），由P0提供。
3. 控制总线CB 控制总线由P3口的第二功能状态和4根独立控制线RESET、 和ALE组成。
2.3 MCS-51单片机的中央处理器
• 8051系列单片机的中央处理器CPU是单片机 的指挥中心和执行机构，它的作用是产生合适的 时序，读入和分析每条指令代码，根据每条指令 代码的功能要求，指挥并控制单片机的有关部件 和器件，具体执行指定的操作。
2.2.3 并行I/O引脚
3. P2口
P2口，为准双向I/O口，具有内部上拉电阻。一共8位，有P2.0～P2.7共8 条引脚。当8051系列单片机扩展外部存储器及I/O接口芯片时，P2口作为 地址总线（高8位），和P0输出的低8位地址一起构成16位地址，可以寻址 64KB的地址空间。
P2口位结构图如图2-3 （c）所示，它比P1口多了 一个转换控制部分，当P2 与P0配合作为“地址/数据总 线”方式下的高8位数据线 （A8~A15）时，CPU将写 控制信号“1”使MUX切换到 右边，在“地址/数据总线” 方式下，无论P2口剩余多 少地址线，均不能被用于 普通I/O操作。
（2）控制引脚—— 、
微电子技术单片机教程第二章
钟时，用于外接时钟脉冲信号。
89S51 时钟产生方式
内部时钟方式
C1
18（XTAL2）
外部时钟方式
悬空
18（XTAL2）
19（XTAL1）
C2
19（XTAL1）
外部时 钟
GND
AT89S51
GND AT89S51
3、I/O口引脚（32个引脚）
P0口（32脚～39脚）有两种使用方法：
作为普通I/O口使用，须外接上拉电阻
CPU总是按PC的指示读取程序。PC可自动加1。因此
CPU执行程序一般是顺序方式。当发生转移、子程序
调用、中断和复位等操作，PC被强制改写，程序执行
顺序也发生改变。
系统复位时，PC=0000H。
(7)程序状态寄存器PSW（Program Status Word）
位 PSW
位 7 6 5 4 3 2 1 0
单片机引脚说明
1、主电源引脚Vcc和 V ss VCC（40脚）: 接+4V~+5V电源正端;
VSS（GND 20脚）: 电源负极（接地）
2、振荡器外接晶体引脚XTAL1和XTAL2
XTAL1（19脚）、XTAL2（18脚）：当使用芯片内部时
钟时，此二引线用于外接石英晶体和微调电容；当使用外部时
中断 锁存器 定时/计数器 串行口
存储 器
锁存器
锁存器
控制 器
锁存器
B
SP
暂存器1
ACC
暂存器2
指令寄存器IR
运算 I/O 器 接口
缓冲器
双数据指针DPTR PC增量器
程序计数器PC
4K FLASH
指令译码器ID
PSW
单片机课件第二章 ARM体系结构
2.5
ARM微处理器指令系统
2.5.1 基本寻址方式
寻址方式是根据指令中给出的地址码字段来实现寻找真实操作数地 址的方式，ARM处理器有9 种基本寻址方式。
1.寄存器寻址
操作数的值在寄存器中，指令中的地址码字段给出的是寄存器编 号，指令执行时直接取出寄存器值操作。
例如指令： MOV R1,R2 SUB R0,R1,R2
11111
系统模式
PC，R14～R0，CPSR（ARM v4及以上版本）
并非所有的模式位组合都能定义一种有效的处理器模式。其他组合的 结果不可预知。
2.2 ARM微处理器的寄存器结构
2.2.4 Thumb状态的寄存器集
2.2 ARM微处理器的寄存器结构
2.2.4 Thumb状态的寄存器集
Thumb 状态的寄存器在ARM 状态的寄存器上的映射
在Thumb状态下，程序计数器PC（Program Counter）使用位[1]选 择另一个半字。ARM处理器在两种工作状态之间可以切换。
Thumb状态：当操作数PSR控制位T为1时，执行BX指令进入Thumb 状态。如果处理器在Thumb状态进入异常，则当异常处理（IRQ、 FIQ、Undef、Abort和SWI）返回时，自动转换到Thumb状态。（异 常都是在ARM 状态中执行） ARM状态：当操作数PSR控制位T为0时，执行BX指令进入ARM状态 ；处理器发生异常（IRQ、FIQ、Reset、Undef、Abort和SWI）。在 此情况下，把PC内容复制到异常模式的链接寄存器中，并且异常处 理将从异常向量地址开始。
sys（系统模式）：运行具有特权的操作系统任务。
und（未定义指令中止模式）：当未定义的指令执行时进入该 模式，可用于支持硬件协处理器的软件仿真。
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
单片机 第二章 80C51系列单片机内部结构与工作原理
2.2 80C51单片机内部基本结构及引脚功能
③检查单片机芯片的好坏，可用示波器查看ALE端
是否有脉冲信号输出。
④ALE端的负载能力为8个LS型TTL。 ：对EPROM型单片机，如对87C51BH编程时 的编程脉冲输入端。 ⑵、 (29脚)：程序存储允许输出端。片外程
序存储器的读选通信号，低电平有效。
2.2 80C51单片机内部基本结构及引脚功能
3、基本功能单元
功能： 满足单片机测控功能要求的基本计算机外 围电路，用来完善和扩大计算机的功能．
组成： 包括定时/计数器、中断系统、串行通信 接口等。 说明： (1)80C51有两个16位定时/计数器 (T0和T1)。 作用： 可以作为内部定时器或外部脉冲计数器使 用。作内部定时器时，是靠对时钟振荡器的12分频脉
2.1 2.2 2.3
2.4
2.5 2.6
2.7
2.8 2.9
80C51系列单片机简介 80C51单片机内部基本结构及引脚功能 80C51单片机CPU结构 80C51存储器结构 输入/输出（I/O）端口 单片机的工作过程 80C51的低功耗方式 本章小结 练习思考题
第二章
80C51系列单片机内部结构与工作原理
①CPU从外部ROM取指令时，在每个机器周期中两 次有效。但在访问片外RAM时，要少产生两次负脉冲信
2.2 80C51单片机内部基本结构及引脚功能
号。有效时，将外部ROM中的指令读到数据总线上。
②检查单片机系统上电后，CPU能否正常到 EPROM/ROM中读取指令码，可用示波器查看该端有无负 脉冲信号输出。 ③可驱动8个LS型TTL门电路。
⑶、 (31脚)：内部/外部ROM地址选择信号/ 固化编程电压输入端。 ：①为高电平，CPU访问ROM有两种情况： 当PC中的值小于0FFFH时，执行片内ROM指令; 当PC中的值超过0FFFH时，将自动转向执行片外 ROM指令。
单片机 第二章 习题参考答案
一、填空题：1、当MCS-51引脚ALE有效时，表示从P0口稳定地送出了低8位地址。
2、MCS-51的堆栈是软件填写堆栈指针临时在片内数据存储器内开辟的区域。
3、当使用8751且EA=1，程序存储器地址小于 1000H 时，访问的是片内ROM。
4、MCS-51系统中，当PSEN信号有效时，表示CPU要从外部程序存储器读取信息。
5、MCS-51有4组工作寄存器，它们的地址范围是 00H~1FH 。
6、MCS-51片内20H~2FH范围内的数据存储器，既可以字节寻址又可以位寻址。
7、PSW中RS1 RS0=10时，R2的地址为 12H 。
8、PSW中RS1 RS0=11时，R2的地址为 1AH 。
9、单片机系统复位后，（PSW）=00H，因此片内RAM寄存区的当前寄存器是第 0 组，8个寄存器的单元地址为 00H ~ 07H 。
10、PC复位后为 0000H 。
11、一个机器周期= 12 个振荡周期= 6 个时钟周期。
12、PC的内容为将要执行的的指令地址。
13、在MCS－51单片机中，如果采用6MHz晶振，1个机器周期为 2us 。
14、内部RAM中，位地址为30H的位，该位所在字节的字节地址为 26H 。
15、若A中的内容为63H，那么，P标志位的值为 0 。
16、8051单片机复位后，R4所对应的存储单元的地址为 04H ，因上电时PSW=00H 。
这时当前的工作寄存器区是第 0 工作寄存器区。
17、使用8031芯片时，需将/EA引脚接低电平，因为其片内无程序存储器。
18、片内RAM低128个单元划分为哪3个主要部分：工作寄存器区、位寻址区和用户RAM区。
19、通过堆栈操作实现子程序调用，首先就要把 PC 的内容入栈，以进行断点保护。
调用返回时，再进行出栈保护，把保护的断点送回到 PC 。
20、MCS－51单片机程序存储器的寻址范围是由程序计数器PC的位数所决定的，因为MCS－51的PC是16位的，因此其寻址的范围为 64 KB。
单片机 第二章(1)
(13) 指令系统 (111条)
（二） MCS-51系列单片机的差异
系列 典型芯 片 80C31 80C51 51系列 I/O口 4x8位 4x8位 定时/计数 器 2x16位 2x16位 中断源 5 5 串行通信 口 1 1 片内 RAM 128字节 128字节 片内ROM 无 4kB掩膜 ROM
MCS-51的结构框图
⑺ 2个16位定时器/计数器T/C ⑻ 1个全双工串行口UART
通用异步收发器 可同时接收或发送 半双工 —— 即可接受又可发送，但不同时
单工 —— 只接收或只发送
⑼ 布尔处理机 —— 位处理机 (10) 64KB外部RAM地址空间 (11) 64KB外部ROM地址空间 (12) 片内时钟电路及振荡器 16条地址线
52系列
87C52 89C52
MCS-51单片机总体基本结构
T0 T1
ROM
RAM
定时/计数器
CPU
微处理器
内部总线
并行接口
时钟
P0 P1 P2 P3
串行接口
中断系统
TXD
RXD
INT0
INT1
1、中央处理器
由运算器和控制逻辑组成。主要功能是产生各种控制信 号，控制存储器、I/O端口的数据传送、数据运算、及位处 理等操作等。采用SFR集中控制
2、存储器
8051/8751
程序存储器ROM/ EPROM(8031中没有，需外接) ， 存放 程序和编好的表格及常数等。
数据存储器RAM：存放中间结果、数据暂存、缓冲、及 存放标志位等。
3、I/O口
MCS-51单片机有 4 个 8 位并行口，1 个全双工串行口 UART， 2 个 16 位的 T/C。
单片机原理及应用 第二章
寄存器
累加器ACC 累加器ACC，简称累加器A，它是一个8位寄存器，通 过暂存器与ALU相连，在算术运算和逻辑运算时，通常用 累加器A存放一个参加操作的数，作为ALU的一个输入，而 ALU的运算结果又存入累加器A中。
寄存器B 寄存器B一般用于乘、除法指令，它与累加器A配合使 用。运算前，寄存器B中存放乘数或除数；运算后，B中保
存了乘积的高位字节或商的余数部分。此外，寄存器B可 作为存放中间结果的暂存寄存器使用。
程序状态字寄存器PSW
运算操作过程中的一些状态信息存放在程序状态字寄存器PSW中，
PSW寄存器的字节地址是DOH，PSW各位的符号与定义如下：
C—进位标志（CY），有进位或借位时，C=1，否则C=0； Cy=1提示无符 号数运算超出范围。 在进行位操作时，CY作为位累加器C，也称为布尔累加器。此外， 循环移位指令和比较转移指令也会影响CY标志。 AC—辅助进位标志，当累加器中A3向A4有进位或错位时AC=1，否则AC=0；
7406
2 4 6 8 2 4 6 8
22
1
74ls08A
22
OE
D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0
19 18 17 16 15 13 12 11 27
D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 WE
19 18 17 16 15 13 12 11 27
D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 WE
ALE/PROG——地址锁存允许信号，输出。 在访问片外存储器或I/O时，用于锁存低八位地址，以 实现低八位地址与数据的隔离。由于ALE以1/6的振荡频率 固定速率输出，可作为对外输出的时钟或用作外部定时脉
单片机_第二章_习题参考答案
第二章习题参考答案一、填空题：1、当MCS-51引脚ALE有效时，表示从P0口稳定地送出了低8位地址。
2、MCS-51的堆栈是软件填写堆栈指针临时在片数据存储器开辟的区域。
3、当使用8751且EA=1，程序存储器地址小于 1000H 时，访问的是片ROM。
4、MCS-51系统中，当PSEN信号有效时，表示CPU要从外部程序存储器读取信息。
5、MCS-51有4组工作寄存器，它们的地址围是 00H~1FH 。
6、MCS-51片20H~2FH围的数据存储器，既可以字节寻址又可以位寻址。
7、PSW中RS1 RS0=10时，R2的地址为 12H 。
8、PSW中RS1 RS0=11时，R2的地址为 1AH 。
9、单片机系统复位后，（PSW）=00H，因此片RAM寄存区的当前寄存器是第 0 组，8个寄存器的单元地址为 00H ~ 07H 。
10、PC复位后为 0000H 。
11、一个机器周期= 12 个振荡周期= 6 个时钟周期。
12、PC的容为将要执行的的指令地址。
13、在MCS－51单片机中，如果采用6MHz晶振，1个机器周期为 2us 。
14、部RAM中，位地址为30H的位，该位所在字节的字节地址为 26H 。
15、若A中的容为63H，那么，P标志位的值为 0 。
16、8051单片机复位后，R4所对应的存储单元的地址为 04H ，因上电时PSW=00H 。
这时当前的工作寄存器区是第 0 工作寄存器区。
17、使用8031芯片时，需将/EA引脚接低电平，因为其片无程序存储器。
18、片RAM低128个单元划分为哪3个主要部分：工作寄存器区、位寻址区和用户RAM区。
19、通过堆栈操作实现子程序调用，首先就要把 PC 的容入栈，以进行断点保护。
调用返回时，再进行出栈保护，把保护的断点送回到 PC 。
20、MCS－51单片机程序存储器的寻址围是由程序计数器PC的位数所决定的，因为MCS－51的PC是16位的，因此其寻址的围为 64 KB。
单片机第2章习题答案
第2章习题答案一．选择题1．8051单片机用于选择内外程序存储器的控制信号是（ B ）（A）RST（B）EA（C）PSEN（D）ALE2．PC的值是（ B ）（A）当前正在执行指令的前一条指令的地址（B）当前正在执行指令的地址（如果当前指令执行完毕，则PC值为下一条指令的首地址）（C）当前正在执行指令的下一条指令的地址（D）控制器中指令寄存器的地址3．ALE信号有效的时候，表示（ B ）。
（A）从ROM中读取数据（B）从P0口可靠地送出地址低8位（C）从P0口送出数据（D）从RAM中读取数据4．8051复位时，下述说法正确的是（ D ）。
（A）（20H）＝00H （B）SP＝00H （C）SUBF＝00H （D）TH0＝00H5．外部中断1固定对应的中断入口地址为（ C ）。
（A）0003H （B）000BH （C）0013H （D）001BH6．P1口的每一位都能驱动（ B ）。
（A）2个TTL低电平负载（B）4个TTL低电平负载（C）8个TTL低电平负载（D）10个TTL低电平负载7．使用8751且EA＝1时，则可以扩展ROM（ B ）。
（内外总和64KB）（A）64KB （B）60KB （C）56KB （D）58KB8．在扩展系统中，能够提供地址信号的高8位的端口是（ C ）。
（A）P0口（B）P1口（C）P2口（D）P3口9．内部RAM中具有位地址的区域是（ B ）。
（A）00H～1FH （B）20H～2FH （C）20H～3FH （D）30H～7FH二．填空题1．MCS—51单片机的P0～P3口均是双向 I／O口，其中的P0口和P2口除了可以进行数据的输入、输出外，通常还用来构建扩展系统的数据总线和地址总线，在P0～P3口中，真正的双向口为P0口，P1口、P2口、P3 为准双向口。
2．P2口在扩展系统当中通常用作地址总线的高8位，也可以作通用的I/O口使用。
3．8051的堆栈只可设置在片内RAM30H-7FH，堆栈寄存器SP是 8 位寄存器。
第二章1单片机基本结构和功能介绍
第二章1单片机基本结构和功能介绍单片机是一种集成电路芯片，内部包含了处理器、存储器、输入输出接口等基本功能模块。
本文将介绍单片机的基本结构和功能。
一、单片机的基本结构单片机的基本结构包括处理器核心、存储器、输入输出接口和时钟电路等模块。
1.处理器核心处理器核心是单片机的主要功能模块，负责执行程序指令并进行算术和逻辑运算。
单片机的处理器核心通常由运算器、控制器和寄存器组成。
（1）运算器：负责进行各种算术和逻辑运算，包括加减乘除、与或非等操作。
（2）控制器：负责对指令进行解码和执行，控制单片机的工作流程。
（3）寄存器：用于存储程序和数据，供处理器核心进行读写操作。
2.存储器存储器用于存储程序指令和数据，分为程序存储器和数据存储器两种。
（1）程序存储器（ROM）：用于存储程序指令，是单片机的固化存储器，不可随机写入。
（2）数据存储器（RAM）：用于存储数据，可以进行读写操作，但断电后数据会丢失。
存储器的容量决定了单片机能够处理的程序和数据量的大小。
3.输入输出接口输入输出接口用于与外部设备进行通信，实现与外部环境的交互。
（1）输入接口：用于接收外部设备传输的数据，如按键输入、传感器信号等。
（2）输出接口：用于向外部设备发送数据，如LED显示、电机控制等。
输入输出接口可以通过GPIO（General Purpose Input/Output）口实现，GPIO口可以根据需要进行输入或输出的状态设置。
4.时钟电路时钟电路用于提供时钟信号，控制单片机的工作节奏和指令执行速度。
时钟信号在单片机内部进行同步，确保各个模块按照统一的时序进行工作。
二、单片机的基本功能单片机的基本功能包括存储和处理数据、控制外部设备和与其他设备进行通信等。
1.存储和处理数据单片机的存储器用于存储程序指令和数据，处理器核心通过读取和写入存储器来执行指令和进行数据处理。
单片机可以对数据进行各种算术和逻辑运算，如加减乘除、与或非等操作，以及逻辑判断和条件判断等。
《单片机第二章》课件
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04
05
单片机应用实例
智能家居控制系统
01
智能家居控制系统是利用单片机技术，实现家庭设备的智能化控制， 提高生活便利性和舒适度。
02
智能家居控制系统可以实现的功能包括：智能照明、智能安防、智能 家电控制、智能环境监测等。
03
单片机在智能家居控制系统中主要负责接收和处理各种传感器和设备 的信息，控制设备的运行，并通过网络与其他设备进行通信。
《单片机第二章》ppt课 件
目录
• 单片机基础知识 • 单片机硬件结构 • 单片机软件编程 • 单片机开发流程 • 单片机应用实例
01
单片机基础知识
单片机定义
总结词
单片机的定义
详细描述
单片机是一种集成电路芯片，它将计算机的中央处理器（CPU）、随机存储器 （RAM）、只读存储器（ROM）以及输入/输出（I/O）接口等主要部件集成在 一块芯片上，具有体积小、功耗低、可靠性高的优点。
02
03
调试程序
通过仿真器等工具，对单片机程序进 行调试，确保程序逻辑正确、功能实 现无误。
系统集成与测试
01
系统集成
将硬件和软件整合在一起，构建完 整的单片机系统。
性能测试
测试系统的性能指标，如处理速度 、功耗等是否达标。
03
02
功能测试
对系统进行全面的功能测试，确保 满足需求。
可靠性测试
模拟恶劣环境条件，测试系统的稳 定性和可靠性。
优化代码
优化代码可以提高程序的执行效 率和可读性。可以通过减少冗余 代码、合理分配内存、使用高效 的数据结构和算法等方式进行优 化。
第2章 MCS-51单片机
• 外部数据存储器
在单片机内部数据存储器容量不够的情况下，可 扩展外部数据存储器。 ① 用于存放随机读写的数据。 ② MCS-51外部数据存储器和外部I/O口统一编址。
③ MCS-51最大扩展空间为64KB，地址范围为 0000H~FFFFH。
2.3.5 特殊功能寄存器 MCS-51单片机共有21个字节的特殊功能寄 存器SFR （Special Fuction Register）。 1.用途：
1. 运算器
算术运算：加、减、乘、除、加1、减1、比较 BCD码十进制调整等 逻辑运算：与、或、异或、求反、循环等逻辑操 作 位操作：内部有布尔处理器，它以进位标志位C 为位累加器，用来处理位操作。可对位置 “1” 、对位清零 、位判断等。 操作结果的状态信息送至状态寄存PSW。
2.程序计数器PC 程序计数器PC是16位的寄存器，用来存放即将 要执行的指令地址，可对64KB程序存储器直接寻 址。执行指令时，PC内容的低8位经P0口输出，高 8位经P2口输出。
例：单片机外接晶振频率12MHZ时的各种时序 单位： 振荡周期=1/fosc=1/12MHZ=0.0833us
状态周期=2/fosc=2/12MHZ=0.167us
机器周期=12/fosc=12/12MHZ=1us 指令周期=(1～4)机器周期=1～4us
2.5
复位状态与复位电路
2.5.1 复位状态
各个引脚的功能:
2.2.1 电源引脚 GND：接地端。 Vcc：电源端，接+5V。 2.2.2 时钟信号引脚 XTAL1，XTAL2: 接外部晶体或外部时钟。
2.2.3 控制信号引脚 RST/VPD： ①复位信号输入。 ②接备用电源，VCC掉电后，在低功耗条件下保持内部RAM中 的数据。 PSEN：程序存储器允许。输出读外部程序存储器的选通信号。 ALE/PROG： ①ALE 地址锁存允许。 ALE输出脉冲的频率为振荡频率的 1/6。 ②PROG 对8751单片机片内 EPROM 编程时，引入编程脉冲。 EA/VPP： ① EA =0，单片机只访问外部程序存储器。 EA =1，单片机访问内部程序存储器。 ②在8751片内EPROM编程期间，引入21V编程电源VPP。
单片机教学 第2章数据类型
C++程序设计
3 变量初始化
变量初始化一般采用两种方式。 第一种方式是在定义变量时可以给变量赋一个初值， 例如： int a=3; float b=3.4; const int c=5; 第二种方式是先定义变量，然后通过赋值语句使变量 初始化，例如： int a; a=3;
9
C++程序设计
2、浮点型常量
有两种表示： 定点数形式 指数形式 如： 0.123，.23，0.0 //定点数形式 123E5，23.4e-2 //指数形式 要注意E或e的前面要有数字，且E的后面的指数 必须为整数。 E2，2.1E3.5，e //不合法 实型常数分为单精度、双精度和长双精度3类。 如：34.5 、3.8f、 34.6l 在C++中，一个实型常数未说明则表示是double 10 2017年5月31日11时6分 型。
2017年5月31日11时6分
符号 \0 \n \f \r \b \a \t \v \\ \? \’ \”
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C++程序设计
6 布尔常量
布尔常量仅有两个：false（假）和true（真）。
2017年5月31日11时6分
15
C++程序设计
7 枚举常量
枚举常量可以通过建立枚举类型来定义。 枚举类型是一种用户自定义数据类型。在声明枚举类 型时，需要把常量的值一一列举出来，形式如下：
12
C++程序设计
5、符号常量
用一个与常量相关的标识符来替代常量出 现在程序中，这种相关的标识符称为符号常量。 定义方法须用类型说明符const。 如： const float pi=3.14159; 定义成符号常量后，程序中对其值只能读 而不能改变，否则出现编译错误。 由于其常量值不可改变，所以该常量定义 时必须初始化。 注： 符号常量名不能放在赋值语句的左边。
单片机答案第二章
0023H 串行口
18．当AT89C51单片机运行出错或程序陷入死循环时，如何摆脱困境？
答：按下复位按钮。
�
C．在AT89C51单片机中，为使准双向的I/O口工作在输入方式，必须保证它被事先预置为1
D．PC可以看成是程序存储器的地址指针
答： A. 错； B. 错；C. 对；D. 对。
11．判断以下有关PC和DPTR的结论 是正确的。
A．DPTR是可以访问的，而PC不能访问
B．它们都是16位寄存器
答：28H；88H。
4．片内字节地址为2AH单元的最低位的位地址是 ；片内字节地址为88H单元的最低位的位地址是 。 Байду номын сангаас
答：50H；88H。
5．若A中的内容为63H，那么，P标志位的值为 。
答：P标志位的值为0。
6．AT89C51单片机复位后，R4所对应的存储单元的地址为 ，因上电时PSW = 。这时当前的工作寄存器区是 组工作寄存器区。
9．AT89C51单片机程序存储器的寻址范围是由程序计数器PC的位数所决定的，因为AT89C51单片机的PC是16位的，因此其寻址的范围为 KB。
答：64KB。
10．判断下列 项说法是正确的。
A．AT89C51单片机的CPU是由RAM和EPROM组成的
B．区分片外程序存储器和片外数据存储器的最可靠的方法是看其位于地址范围的低端还是高端
15．AT89C51单片机的片内都集成了哪些功能部件？各个功能部件的最主要的功能是什么？
（1）1个微处理器（CPU）；
（2）128个数据存储器（RAM）单元；
第2章_单片机的基本结构与工作原理
52系列单片机 系列单片机80H~ FFH 系列单片机 是数据存储器和特殊功能 寄存器地址重叠空间
要求：高电平持续时间>2个机器周期。 fosc=12MHz时>2us， fosc=6MHz时>4us。
37
2.6.2 程序执行方式
0000H 0003H 0030H ORG 0000H AJMP MAIN ORG 000BH AJMP INT0 ORG 0030H MAIN：MOV R3，#00H ...... ORG 0100H INT0: CLR C ......
5
2.2.2 内部结构框图和组成
ALU ACC（A） （ ） ROM RAM 指令寄存器IR 指令寄存器 地址寄存器 PC DPTR T/C I/O PSW 定时控制逻辑 80C51的内部结构框图 图2-3 80C51的内部结构框图
6
2.3 80C51 CPU的结构和特点
7
2.3.1 中央控制器
30
（三）字节寻址区（30H~7FH）
注意：对于MCS-52系列 单片机，80H~FFH RAM 区只能采用间接寻址方式 访问。讲完SFR后举例。
（四）堆栈区
特点：先进后出，进栈时 SP加1，出栈时SP减1。 功能：调用子程序和中断时 保护现场。 系统复位时，SP=07H。使 使 用时要特别小心。 用时要特别小心
3
2.2 80C51单片机的引脚功能和结构框图
(单片机完整课件PPT)第二章
2.3 51单片机的CPU
由运算器和控制器所构成
1、电源线：VCC(+5V)、VSS(地) 2、振荡电路：XTAL1、XTAL2
8031
8051 8751 89C51
3、复位引脚：RST
4、并行口：P0、P1、P2、P3
5、EA：访问程序存储控制信号 6、PSEN：外部ROM读选通信号 7、ALE：地址锁存控制信号
P3口ห้องสมุดไป่ตู้的第二功能
51单片机引脚功能
是ALU单元的输入之一，又是运算结果的存放单元。
A的进位标志 Cy 是特殊的，同时又是位处理机的位累 加器。 3、寄存器B 运算结果的另一个存放单元。
4．程序状态字寄存器PSW
（1）Cy（PSW.7）进位标志位 （2）Ac(PSW.6)辅助进位标志位 （3）F0（PSW.5）标志位 由用户使用的一个状态标志位。 （ 4 ） RS1 、 RS0 （ PSW.4 、 PSW.3 ）： 4 组工作寄存器 区选择控制位1和位0。
单片机原理与应用
厦门理工学院电子与电气工程系 陈志英
第二章 51单片机的硬件结构
2.1 2.2 2.3 2.4 2.5 2.6 2.7 2.8 51单片机的片内结构 51单片机的引脚功能 51单片机的CPU 51单片机的存储器结构 51单片机的并行I/O端口 51单片机的时钟电路与时序 51单片机的复位操作与复位电路 51单片机最小系统
2.3.1 运算器
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单片机第二章
1．程序计数器PC(Program Counter) 一个16位的专用寄存器，用来存放下一条(当前)
指令的地址。它具有自动加1的功能。
外接一个晶振两 个电容(10～30pF)
XTAL1
XTAL2 内部时钟方式
单片机的引脚（晶振端）
Vcc, GND:正电源端与接地端 XTAL1, XTAL2: 片内振荡电路输入、输出端
◆时钟电路设计
2.外部时钟方式：外部振荡器输入时钟信号。
VCC
外部时钟
XTAL 2 XTAL 1
8051
外部时钟 NC
(一)运算器 组成：运算器由算逻运算部件ALU、累加器Acc、暂存器、程序 状态字寄存器PSW、BCD码运算调整电路等组成 。实现+、–、×、 ÷算术运算，与、或、非、异或 逻辑运算、循环移位、位处理。
(二)控制器
组成：由程序计数器PC、指令寄存器、指令译码器、数据指 针DPTR、定时控制与条件转移逻辑电路等组成。
GND (引脚20）: 接地端
单片机的引脚（晶振端）
Vcc, GND:正电源端与接地端 (+5V/3.3V/2.7V)
☆ XTAL1, XTAL2（引脚19和
18）: 片内振荡电路输入/输出端 CPU总是按照一定的时钟节拍与时序工作：
时序：CPU在执行指令时所需控制信 号的时间顺序称为时序。
时序部件：时钟和内部分频电路。时钟信 号经过分频，与指令译码信号组合，形成 一定节拍的时序信号，控制各逻辑部件协 调工作。
单片机第二章
5.定时控制部件与时序
功能：在规定的时刻发出各种操作所需的全部内 部和外部的控制信号，协调各功能元件工作，完 成指令所规定的功能。 主要任务：产生一个工作时序，其工作需要时钟 电路提供一个工作频率。
单片机第二章
单片机的引脚定义
从一片集成电路的角度去认识单片机
认识单片机的引脚 MCS-51单片机40脚
XTAL1 XTAL2
80C51
单片机的引脚（晶振端）
Vcc, GND:正电源端与接地端（+5V/3.3V/2.7V) XTAL1, XTAL2: 片内振荡电路输入、输出端
CPU总是按照一定的时钟节拍与时序工作：
8032 8052
8752
256
80C32 80C52 87C52 字节
(8K字节) (8K字节)
3x16
4x8位
1
6
1051(1K)/ 2051(2K)/ 4051(4K)
ATEML
（20条引脚DIP封装）
128
2
15
1
5
89C系列
(常用型)
89C51(4K)/ 89C52(8K) （40条引脚DIP封装）
3．指令译码器 对指令寄存器中的指令进行译码，分析它的功能，并根据
功能产生相应的电信号。
4．数据指针DPTR 是一个16位的专用地址指针寄存器。它主要用来存放16位
地址。DPTR也可以拆成两个独立8位寄存器，即DPH(高8位字 节)和DPL(低8位字节)，分别占据83H和82H两个地址。
数据指针可以用来访问外部数据存储器中的任一单元， 作间址寄存器使用，也可以作为通用寄存器来用，是 8051 单片机中唯一一个用户可使用的16位寄存器。
Vcc, GND
2
XTAL1, XTAL2 2
RST
1
EA/Vpp
1
ALE/PROG
1
PSEN
1
P0.0—P0.7 8 P1.0—P1.7 8 P2.0—P2.7 8 P3.0—P3.7 8
40个引脚双排直插DIP封装,大致可分为4类：电源、时钟、 控制和I/O引脚。
单片机的引脚（电源端）
Vcc (引脚40）: 正电源端 （+5V/3.3V/2.7V) 不同的单片机可以允许不同 的工作电压，不同的单片机 表现出的功耗也不同。
单片机的引脚（晶振端）
Vcc, GND:正电源端与接地端 XTAL1, XTAL2: 片内振荡电路输入、输出端
◆时钟电路设计
1.内部时钟方式
单片机内有一高增益反相放大器， 但需在XTAL1和XTAL2脚外接石 英晶体或陶瓷谐振器（频率为 1.2～12MHz）和振荡电容，如 图示,即可构成自激振荡电路，振 荡频率取决于晶体振荡器的振荡 频率。
128/ 256
2/3
32
1 5/6
一、MCS-51内部结构
图2．1 8051的功能部件图
外部时钟
时钟电路
ROM4KB RAM256B 计数器/定时器
8051 CPU
控制逻辑
可编程 并行口
可编程全 双工串行口
并行口 串行通信
图2.2 MCS-51单片机内部结构
单片机第二章
二 CPU
主要功能：产生各种控制信号，去控制存储器、输入／输出端 口的数据传送、数据的算术运算、逻辑运算以及位操作处理等。
特点： ▼它是16位的按机器周期自动增1计数器
▼总指向下一条指令所在首地址(当前PC值)
▼一切分支/跳转/调用/中断/复位 等操作的本质 就是:改变 PC 值
单片机第二章
CPU执行程序的简要过程：
1) PC给出当前指令的存储地址。
程序存储器
地址 程序代码
2) CPU到存储器取指令， PC自动加1
PC= 0000H 指令代码1 PC= 0001H 指令代码2
3) 指令译码器对指令译码， CPU执行指令。
PC= 0002H
N
指令代码3 … 指令代码n
4)CPU到存储器取指令，PC=PC+1。
5)CPU执行下一条指令，…
单片机第二章
2．指令寄存器 一个8位的寄存器，用于暂存待执行的指令，等待译码。
系列
无
片内存储器（字节） 片内ROM 有ROM 有EPROM
片内 RAM
定时器 计数器
并行 串行 I/O I/O
中 断 源
Intel MCS-51 子系列
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
8031 8051
8751
128
80C31 80C51 87C51 字节
(4K字节) (4K字节)
2x16
4x8位
1
5
Intel MCS-52 子系列
第二章 MCS-51单片机的基本结构及工作原理
教学目的 ：
●了解单片机内部基本结构 ●掌握单片机存储器分布和使用 ●掌握常用的特殊功能寄存器SFR的使用 ●了解单片机的工作方式 ●掌握单片机的引脚及引脚功能
学习重点和难点
的存储器结构 单片机的引脚及引脚功能
单片机第二章
MCS-51系列单片机配置一览表