MSC51单片机
MSC-51单片机IO工作原理
T
引脚
读引脚
P3的内部结构
一 作为通用I/O口 P1口类似----准 向口(W=1)
读锁存器
内部总线 写锁存器
VCC 第二输出功能
W
D反反反反反Q CLK反反Q
R
P3口
P3.n
T
引脚
读引脚
第二输入功能
P3的内部结构
二 P3第二功能(Q=1) 时引脚部分输入(Q=1 W=1) ,部分输出(Q=1 W输出)
读锁存器
内部总线 写锁存器
VCC 第二输出功能
W
D反反反反反Q CLK反反Q
R
P3口
P3.n
T
引脚
读引脚
第二输入功能
P3第二功能各引脚功能定
P3.0 RXD串行口输入 P3.1 TXD串行口输出 P3.2 INT0外部中断0输入 P3.3 INT1外部中断1输入 P3.4 T0定时器0外部输入 P3.5 T1定时器1外部输入 P3.代 WR外部写 制 P3.令 RD外部读 制
VCC
地址 控制
读锁存器
内部总线 写锁存器
DQ CLK Q
R
P2.n P2口
T MUX
引脚
读引脚
2.P2口作为地址总线
在系统扩展片外程序存储器扩展数据存储器 容量超过 25代B反(用MOVX反@DPTR指 )时，CPU发出 制电平 1”，使多路 开关MUX倒内部地址线 时，P2输出高以 地址
读锁存器
读引脚
输入时----分读引脚或读锁存器
读引脚 由传送指 (MOV)实现
面一个缓冲器用于读端口引脚数据，当执行一条
由端口输入的指 时，读脉冲把该 态缓冲器打开，
这样端口引脚 的数据经过缓冲器读入到内部总线
MCS-51单片机结构及原理题解
第2章 MCS-51单片机结构及原理习题1．MSC－51单片机内部由哪些功能部件组成，各有什么功能？答：以80C51单片机为例，其内部功能部件有：控制器：是对取自程序存储器中的指令进行译码，在规定的时刻发出各种操作所需的控制信号，完成指令所规定的功能；运算器：根据控制器发来的信号，执行算术逻辑运算操作；存储器：包括程序存储和数据存储器；定时器计数器：2个16位定时器/计数器，可对机器周期计数，也可对外部输入脉冲计数；中断系统：可响应三个内部中断源和两个外部中断源的中断请求；输入输出接口：4个8位并行口和一个全双工串行口；2．MSC－51单片机外部引脚的名称是什么？各有什么功能？答：(1) 电源及晶振引脚VCC(40脚)：+5V电源引脚VSS(20脚)：接地引脚XTAL1(19脚)；外接晶振引脚（内置放大器输入端）XTAL2(18脚)：外接晶振引脚（内置放大器输出端）(2) 控制引脚RST/V PD(9)为复位/ 备用电源引脚ALE/PROG(30)为地址锁存使能输出/ 编程脉冲输入PSEN(29)：输出访问片外程序存储器读选通信号EA/ VPP (31)：外部ROM允许访问/ 编程电源输入(3) 并行I/O口引脚P0.0～P0.7（39～32脚）——P0口；P1.0～P1.7（1～8脚）——P1口；P2.0～P2.7（21～28脚）——P2口；P3.0～P3.7（10～17脚）——P3口。
3．51系列单片机的封装有哪些类型？请说明每一种封装引脚之间的距离。
答：51系列单片机的封装有:40引脚双列直插封装（DIP——dual in-line packag e），引脚之间的距离是100m il(2.54mm)；44引脚方形扁平封装（QFP ——quad flat packag e）方式，引脚之间的距离是2.54mm；44引脚带引线的塑料芯片载体PLCC(Plastic Leaded Chip Carrie r)。
MSC-51单片机基本结构——第3讲
当选择第二输出功能时，该位的锁存器需要置“1”， 使“与非门”为开启状态。当第二输出为1时，场效应管截 止，P3.x引脚输出为1；当第二输出为0时，场效应管导通， P3.x引脚输出为0。
当选择第二输入功能时，该位的锁存器和第二输出功能 端均应置1，保证场效应管截止，P3.x引脚的信息由输入缓 冲器BUF3的输出获得。
1.5 并行I/O端口
※ 有4个8位并行I/O口,共32条端线： P0、P1、P2和P3口。 每一个I/O口都能用作输入或输出。
※ 用作输入时，均须先写入“1”； 用作输出时，P0口应外接上拉电阻。
※ P0口的负载能力为8个LSTTL门电路； P1～P3口的负载能力为4个LSTTL门电路。
※ 在并行扩展外存储器或I/O口情况下， P0口用于低8位地址总线和数据总线(分时传送) P2口用于高8位地址总线， P3口常用于第二功能， 用户能使用的I/O口只有P1口和未用作第二功能 的部分P3口端线。
当P3口实现第一功能通用输入时，也可以执行“读锁 存器”操作，此时Q端信息经过缓冲器BUF1进入内部总线。
3．P3口的特点 P3口内部有上拉电阻，不存在高阻抗输入状态，为准双向口。 P3口作为第二功能的输出/输入，或第一功能通用输入，均须
将相应位的锁存器置1。实际应用中，由于复位后P3口锁 存器自动置1，满足第二功能条件，所以不需要任何设置 工作，就可以进入第二功能操作。 当某位不作为第二功能使用时，可作为第一功能通用I/O使用。 引脚输入部分有两个缓冲器，第二功能的输入信号取自缓冲 器BUF3的输出端，第一功能的输入信号取自缓冲器BUF2的 输出端。 P3口的第二功能定义（表2-1），读者应熟记。
简述msc-51单片机中断处理过程的步骤
简述msc-51单片机中断处理过程的步骤1.引言1.1 概述MSC-51单片机是一种广泛应用的微控制器，其中断处理过程是系统中一个重要的组成部分。
中断处理指的是当外部设备或内部程序发生特定的事件时，单片机会中断正在执行的任务，转而处理这个事件。
中断处理过程的步骤是指在中断事件发生后，单片机执行的一系列操作以响应并处理这个事件。
中断处理过程的步骤包括中断请求检测和中断优先级判断。
首先，单片机会不断地检测是否发生了中断请求，这可以通过外部设备引起的中断请求信号或内部程序的中断请求指令来实现。
一旦检测到中断请求，单片机会停止当前正在执行的任务，保存当前的程序状态和现场信息。
接下来，单片机会进行中断优先级判断，确定哪个中断事件具有更高的优先级。
这意味着，如果同时发生多个中断请求，单片机需要根据优先级确定要先处理哪个中断。
一般而言，不同的中断请求会有不同的优先级，高优先级的中断请求会中断低优先级的中断请求。
一旦确定了中断优先级，单片机会保存当前的执行现场，并跳转到相应的中断服务程序。
中断服务程序是为了处理特定中断事件而编写的程序代码，它会执行一系列的操作，完成中断事件的处理。
处理完成后，单片机会从中断服务程序返回到中断发生时的位置，并恢复之前保存的程序状态和现场信息。
总之，MSC-51单片机中断处理过程是一个相对复杂的过程，涉及到中断请求检测、中断优先级判断以及中断服务程序的执行。
这个过程可以有效地响应和处理外部设备或内部程序的中断请求，提高单片机系统的实时性和可靠性。
文章结构部分主要介绍了本文的整体架构和章节安排。
以下是文章1.2文章结构部分的内容：1.2 文章结构本文分为引言、正文和结论三个部分。
具体结构如下：引言部分首先概述了MSC-51单片机中断处理过程的重要性和背景，接着介绍了本文的目的和意义。
正文部分主要包含两个章节。
第一个章节是MSC-51单片机中断处理过程的概述，详细介绍了中断处理的基本概念和原理。
单片机原理及应用
第2章 MCS—51单片机结构及原理习题第2章 MCS—51单片机的结构及原理补充习题一、填空题1．MCS-51单片机是8位单片机。
2．MCS-51的产品8051与8031的区别是：8位、四位。
3．单片机的CPU从功能上可分为运算器和控制器。
4．MCS-51的指令寄存器，用于暂存待执行指令,等待译码。
5．8051的累加器ACC是一个8位的寄存器，简称为A，用来存放一个数或中间结果。
6．8051的程序状态字寄存器PSW是一个8位的专用寄存器，用于存放程序运行过程中的各种状态信息.7．MCS-51的程序存贮器用于存放程序代码及程序中用到的常数。
8．MCS—51的数据存贮器在物理上和逻辑上都分为2个地址空间：分别是片外RAM、片内RAM。
9．单片机的复位上电和按键复位两种，当单片机运行进入死循环时，可通过上电重新启动。
10．设晶振频率为6MHz，则CPU的时钟周期是1/6，状态周期是1/3，机器周期是2，指令周期是2至8。
（us）11．单片机的指令周期是执行一条指令所需要的时间。
一般由若干个机器周期组成。
12．单片机扩展外部存储器时需要用锁存器，用于锁存控制数据地址。
13. MCS-51单片机上电复位后，4个并行I/O端口对应的寄存器值为FFH。
14．当8051单片机的晶振频率为12MHZ时，ALE地址锁存信号端的输出频率为2MHZ的方脉冲。
（1/6）15．8051单片机片工作寄存器分为__4_组，每组__8_个,占片内RAM_00H～1FH_地址，寄存器组的选择通过特殊功能寄存器PSW中得RS1，RS2标志位进行实现_实现。
16．MCS-51单片机的特殊功能寄存器集中布置在片内数据存贮器80H～FFH_地址范围内。
17. MCS—51单片机既有字节地址又有位地址的片内RAM有__21__字节，地址范围是___80H~FFH___。
18. MCS-51单片机既有字节地址又有位地址的SFR是__特殊功能寄存器__,分布在地址范围__80H~FFH__中。
第1节MCS51单片机介绍
第1章MCS51单片机介绍1.1 数字集成电路的发展历程从20世纪60年代开始，数字集成电路在集成度方面的发展经历了以下4个阶段：包含几十到几百个逻辑门的小规模集成电路（Small Scale Integration，SSI）；包含几百到几千个逻辑门的中规模集成电路（Medium Scale Integration，MSI）；包含几千到几万个逻辑门的大规模集成电路（Large Scale Integration，LSI）；包含几万个以上逻辑门的超大规模集成电路（Very Large Scale Integration，VLSI）。
在工作原理方面，数字集成电路可以划分为标准逻辑器件、微处理器和专用集成电路。
1.1.1 标准逻辑器件标准逻辑器件在集成度方面属于中小规模集成电路，它包括基于TTL工艺的54/74系列和基于CMOS工艺的4000系列的各种逻辑门、触发器、译码器、多路选择器、计数器等器件。
这些器件的工作原理和应用在《数字电路逻辑设计》课程中有详细的介绍。
作为传统数字系统设计中使用的主要器件，标准逻辑器件的产量很大，因此它们的生产成本低廉、价格便宜。
由于这些器件的功能确定，芯片设计时主要考虑如何提高器件的性能，因此标准逻辑器件的工作速度快，但是由于集成度较低，采用它们设计的数字系统需要较多的器件，这就使得电路连线复杂，系统的可靠性降低。
由于用户无法修改这类器件的功能，修改系统设计必须通过对电路重新设计和组装来实现。
1.1.2 微处理器微处理器，包括在本书中将要学习的单片机，在集成度方面属于大规模集成电路。
它们被应用于数字系统的设计起始于20世纪70年代。
这类器件可以通过编写程序来实现系统功能。
基于微处理器所设计电路的逻辑功能可由软件配置，这个特点使得设计灵活性得到提高，当修改系统设计时，设计者不需要，或者较少需要修改电路连线。
相对于由标准逻辑器件构成的数字系统，基于微处理器设计的系统工作速度较低；其次，微处理器的工作仍需要一些标准逻辑器件或者相关逻辑器件构成的外围电路的支持。
MCS-51系列单片机的结构
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2.1 MCS-51单片机的内部结构
3.控制总线
(1)
：ALE为地址锁存允许信号。在访问外部
存储器时，ALE用来把扩展地址低8位锁存到外部锁存器。在
不访问外部存储器时，ALE引脚以不变的频率(时钟振荡器频
率的1/6)周期性地发出正脉冲信号，因而它又可用作外部定
品有8031和87510 8031是一个无ROM的8051，它从外部ROM 获取所用的指令，8751是一个用EPROM代替ROM的8051， 除此之外，三者的内部结构及引脚完全相同。今后，除特另 11说明外，用8051这个名称来代表8031、8051和87510
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2.1 MCS-51单片机的内部结构
二功能是在访问外部存储器时，它分时作为低8位地址线和8 位双向数据线。当P0口作为普通输入口使用时，应先向口锁 存器写“1”。 (2) P1口(P1. 0~P1. 7)是一个内部带上拉电阻的准双向I/O口。 当P1口作为普通输入口使用时，应先向口锁存器写“1” 。
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2.1 MCS-51单片机的内部结构
(1)带进位和不带进位的加法。 (2)带借位减法。 (3) 8位无符号数乘法和除法。 (4)逻辑与、或、异或操作。 (5)加1、减1操作。 (6)按位求反操作。 (7)循环左、右移位操作。 (8)半字节交换。 (9)二一十进制调整。 (10)比较和条件转移的判断等操作。
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2.1 MCS-51单片机的内部结构
2)指令寄存器IR (Instruction Register) 指令寄存器是一个8位寄存器，用于暂存待执行的指令，等
第2章 MCS-51单片机的硬件结构
(2)通用I/O接口功能
P2口作准双向口使用，与P1口相同，也有输入、 输出、端口操作三种工作方式。
3.P2口负载能力
4个LSTTL负载，输出电流≥ 400uA
三、P3口
1. P3口1位结构原理图如图所示
P 奇偶标志
A中1的个数若为奇数P=1,否则P=0
例如：MOV A, #7FH ADD A, #4FH 0111,1111B + 0100,1111B 1100,0110B
结果:(A)=C6H, C=0,AC=1,OV=1,P=0
2.控制器 3.片内存储器
4.4个I/O接口
5.串行接口
6.定时/计数器
先片内、后片外，片内片外连续，二者 一般不作重叠。 EA＝0，只访问片外程序存储器 EA＝1，先访问片内程序存储器。当PC >0FFFH（51子系统）或PC>1FFFH(52子系统) ，再去访问片外程序存储器。
存储器编址图如下图所示
0000H
片内ROM /EA=1 0FFFH 0FFFH 1000H 片外ROM 0000H 片外ROM /EA=0 00H 7FH 80H FFH 片外RAM 片内RAM 0000H
有5个中断源
11.111条指令，含乘、除法，有很强
的位处理能力 12.片内采用单总线结构，单一＋5V
电源
52系列主要有8032、8052两种机型。 与51系列不同在于：片内数据存储器增 至256个字节，3个16位定时/计数器，6 个中断源。
二、内部结构
MCS-51系列单片机的内部结构如 下图所示：
1 2 . . .
第06章 MCS51单片机定时计数器
定时器/计数器的工作方式
１．定时/计数器工作方式０
工作方式0是13位计数结构的工作方式，其计数器由TH的全部8位和 TL的低5位构成，TL的高3位没有使用。当C/T=0时，多路开关接通振荡脉 冲的12分频输出，13位计数器以次进行计数。这就是定时工作方式。当 C/T=1时，多路开关接通计数引脚（To），外部计数脉冲由银南脚To输入。 当计数脉冲发生负跳变时，计数器加1，这就是我们常称的计数工作方式
ET0
TR0 HERE 0500H P1.0
;T0中断允许
;启动T0 ;等待中断 ;中断服务程序
RETI
END
４．工作方式３的应用
【例】假设有一个用户系统中已使用了两个外部中断源, 并 置定时器 T1 于方式 2, 作串行口波特率发生器用, 现要 求再增加一个外部中断源, 并由P1.0 口输出一个5 Hz的 方波（假设晶振频率为 6 MHz）。 在不增加其它硬件开销时，可把定时/计数器T0置于工作方 式3，利用外部引脚T0端作附加的外部中断输入端，把TL0 预置为0FFH，这样在T0端出现由1至0的负跳变时，TL0溢 出，申请中断，相当于边沿激活的外部中断源。在方式3 下，TH0总是作8位定时器用，可以靠它来控制由P1.0输出 的5kHz方波。 由P1.0输出5kHz的方波，即每隔100μ s使P1.0的电平发生一 次变化。则TH0中的初始值：X=M-N=256-100/2=206。 下面是有关的程序：
TL0 溢出中断服务程序（由 000BH单元转来）:
TL0INT: MOV RETI TL0, ＃0FFH ; 外部引脚 T0 引起中断处理程序
TH0 溢出中断服务程序（由 001BH转来）:
TH0INT: MOV
51单片机20个实验,代码详细【范本模板】
第一章单片机系统板说明一、概述单片机实验开发系统是一种多功能、高配置、高品质的MCS—51单片机教学与开发设备.适用于大学本科单片机教学、课程设计和毕业设计以及电子设计比赛。
该系统采用模块化设计思想，减小了系统面积，同时增加了可靠性,使得单片机实验开发系统能满足从简单的数字电路实验到复杂的数字系统设计实验,并能一直延伸到综合电子设计等创新性实验项目。
该系统采用集成稳压电源供电，使电源系统的稳定性大大提高,同时又具备完备的保护措施.为适应市场上多种单片机器件的应用，该系统采用“单片机板+外围扩展板”结构，通过更换不同外围扩展板，可实验不同的单片机功能，适应了各院校不同的教学需求。
二、单片机板简介本实验系统因为自带了MCS—51单片机系统,因此没有配置其他单片机板，但可以根据教学需要随时配置。
以单片机板为母板，并且有I/O接口引出，可以很方便的完成所有实验。
因此构成单片机实验系统。
1、主要技术参数（1）MSC-51单片机板板上配有ATMEL公司的STC89C51芯片。
STC89C51资源:32个I/O口；封装DIP40。
STC89C51开发软件：KEIL C51。
2、MSC-51单片机结构(1）单片机板中央放置一块可插拔的DIP封装的STC89C51芯片。
（2）单片机板左上侧有一个串口，用于下载程序。
（3）单片机板的四周是所有I／O引脚的插孔，旁边标有I／0引脚的脚引。
（4）单片机板与各个模块配合使用时，可形成—个完整的实验系统。
三、母板简介主要技术参数（1）实验系统电源实验系统内置了集成稳压电源,使整个电源具有短路保护、过流保护功能,提高了实验的稳定性。
主板的右上角为电源总开关，当把220V交流电源线插入主板后，打开电源开关，主板得电工作。
为适用多种需要，配置了+5V，+12V，—5V电压供主板和外设需要，通过右上角的插针排和插孔输出到外设.此外，还设有螺旋保险插孔保护实验箱。
（2)RS232接口RS232接口通过MAX232芯片实现与计算机的串行通讯，通过接口引出信号。
填空
1.单片机应用系统是由硬件系统和软件系统组成的。
2.除了单片机和电源外，单片机最小系统包括时钟电路和复位电路。
3.在进行单片机应用系统设计时，除了电源和地线引脚外，XTAL1、XTAL2、RST引脚信号必须连接相应电路。
4.MCS-51系列单片机的存储器主要有4个物理存储空间，即片内数据存储器、片内程序存储器、片外数据存储器、片外程序存储器。
5.MCS-51系列单片机的XTAL1和XTAL2引脚是时钟电路引脚。
6.MCS-51系列单片机的应用程序一般存放在程序存储器中。
7.片内RAM低128单元，按其用途划分为工作寄存器组、位寻址区、用户RAM区3个区域。
8.当振荡脉冲频率为12MHz时，一个机器周期为1us；当振荡脉冲频率为6MHz时，一个机器周期为2us.9.MCS-51系列单片机的复位电路有两种，即上电复位电路、按键复位电路。
10.输入单片机的复位信号需延续2个机器周期以上的高电平时即为有效，用以完成单片机的复位初始化操作填空：1.在MCS-51系列单片机的4个并行输入|输出端口中，常用于第二功能的是:2.用C51编程访问MCS-51单片机的并行I|O端口时，可以按字节寻址操作，还可以按位操作。
3.一个C源程序至少应包括一个主函数main()。
4.C51中定义一个可位寻址的变量FLAG访问P3口的P3.1引脚的方法是：5.C51扩充的数据类型用来访问MCS-51单片机内部的所有特殊功能寄存器。
6.结构化程序设计的三种基本结构是顺序结构、选择结构和循环结构。
7.表达式语句由表达式加上分号组成。
8.if语句一般用做单一条件或分支数目较少的场合，如果编写超过3个以上分支的程序，可用多分支选择的switch语句。
9.while语句和do-while语句的区别在于：do-while语句是先执行、后判断，而while语句先判断、后执行。
10.下面的while循环执行了无限次空语句。
i=3;while(i!=0);11.下面的延时函数delay()执行了10000次空语句。
MCS-51单片机指令全总结
MCS-51单片机指令全总结MCS-51单片机指令全总结MCS-51单片机指令总结（1）操作数中有direct、#data、bit的都是2字节指令；（2）在操作数中没有以上三个变量却有@标志的都是1字节指令；（3）凡是3字节指令的都是两周期的指令；（4）乘除是单字节四周期的指令；（5）字节调用指令、字节/位转移指令、字节/位逻辑指令、进/出栈指令、返回指令、INCDPTR、MOVdirect，Rn、MOVRn，direct、MOVdirect，@Ri、MOV@Ri，direct、MOVX（外部数据）以及MOVC（程序寄存器）都是2周期指令；（6）凡是direct、#data在一起的，数值比较转移指令（CJNE）、减1条件转移指令（DJNZ）、位条件转移指令（JB/JNB）、位条件清0转移指令（JBC）、长调用指令（LCALL）、长转移指令（LJMP）、MOVDPTR，#data16都是3字节指令；（7）绝对调用指令（ACALL）、绝对转移指令（AJMP）、减1条件转移指令（DJNZ）、累加器位条件转移指令（JC/JNC）、判0转移指令（JZ/JNZ）、短转移指令（SJMP）都是2字节指令；（8）其他指令都是1字节1周期指令，所有指令中无3周期指令；以上即51单片机所有指令的汇总，如有不足，敬请指正。
20xx-10-20扩展阅读：MCS-51单片机学习及其心得MCS-51单片机学习及其心得机械电子工程学院09电子（2）班曹小迪20xx1033023620xx-20xx上学年我们专业开设了MCS-51单片机的原理及接口技术这么专业课程，对于电子专业学生的我们是非常有必要的。
单片机是一切自动智能电子产品必须具备的一个不可或缺的控制中枢系统。
通俗点讲就是电子产品的“大脑”。
所以学习单片机对于做电子设计的我们来说有着远的意义。
MCS51是指由美国INTEL公司（对了，就是大名鼎鼎的INTEL）生产的一系列单片机的总称，这一系列单片机包括了好些品种，如8031，8051，8751，8032，8052，8752等，其中8051是最早最典型的产品，该系列其它单片机都是在8051的基础上进行功能的增、减、改变而来的，所以人们习惯于用8051来称呼MCS51系列单片机，而8031是前些年在我国最流行的单片机，所以很多场合会看到8031的名称。
第3章 MCS-51单片机指令系统1
2.操作码：指明指令功能，是指令功能的英文缩写。 汇编语句格式中唯一不能空缺的部分。
MOV__move传送 XCH__exchange交换 ANL__and logic与逻辑运算 XRL__exclusive or异或运算
MUL__Multiply乘法
RR__rotate right右循环 SJMP__short jump短跳转 RET__return 子程序返回 操作码助记符
MCS－51系列单片机指令系统分类
按寻址方式分为以下七种 1、立即寻址 2、直接寻址 3、寄存器寻址 按功能分为以下五种： 1、数据传送指令 2、算术运算指令 3、逻辑运算指令
4、寄存器间接寻址指令
5、相对寻址
4、控制转移指令
5、位操作指令
6、变址寻址
7、位寻址
3.3 指令系统的寻址方式
我的信在她 那!找信去!
快件
目的地
MOV A，#30H
30Ｈ
A
这类指令大都是双字节指令，仅有指令：MOV DPTR，#DATA16是三字节指令，它提供两字节立即 数。 第一位数字
是A~F时在 其前加0
对立即数的书写要求：对于单字节立即数，若 数值大于等于A0H，则要在其前面加一个0，如指令 “MOV A，＃0A0H”，该指令含义是把立即数A0H送 累加器；对于双字节立即数，若数值大于等于 A000H，则要在其前面加一个0。对于直接地址和偏 移量也按相同方法书写。
1.标号：指令的符号地址 一般由字母和数字组成，第一位必须为字母，冒 号 “ :” 结 束 。 字 符 个 数 不 能 超 过 8 个 。 AD5 、 Q555、BB5D、pat、loop等为合法标号；5P、PA、10AD、+A等为非法标号。 不能用汇编语言已定义的符号作标号。如助记符、 伪指令、寄存器名称等。 同一标号在一个程序中只能定义一次。 标号在语句中的有无取决于本语句是否被访问。
MSC-51单片机基本结构——第1讲
P1锁存器
P3锁存器
PC增 1
PC
DPT R
OS C XTAL1 XTAL2
P1驱动器 P1.0-P1.7
P3驱动器 P3.0-P3.7
23
80C51的内部结构
XTAL2
XTAL1
时钟电路
ROM/EPROM/FLASH 4K 字节
RAM 128字节 SFR 21个
CPUΒιβλιοθήκη 总线控制中断系统 5中断源、2优先级
单片机原理与应用
1
主要教学环节
课堂教学 紧跟老师讲课思路，搞清基本概念，注意解 题方法和技巧。
习题 独立完成作业，按时交作业。
实验 注意理论联系实际，掌握程序编制的方法， 仿真调试与物理实验验证相结合。
课外补充 复习：数字电路与模拟电路 自学：keil51编译环境。
2
课程成绩确定方法：
本课程将注重过程，采用过程评价体系。成绩主要 由平时成绩、上机实验、考试成绩三部分组成。每项 说明如下： 1.平时成绩：到课率、迟到早退情况、作业情况、回 答问题情况、上课情况等 2.实验：实验准备情况及平时做实验的完成情况 3.考试：闭卷，卷面考试成绩
128 2 128 2 128 2 128 2
32 UART 12 32 UART 12 32 UART 12 32 UART 12
256 3 256 3 256 3
32 UART 12 32 UART 12 32 UART 12
128 2 128 2 128 2
32 UART 32 UART 32 UART
操作系统 编译系统
软件
应用软件
数据库管理系统
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第02章MCS51单片机内部结构
·P 奇偶校验位。它用来表示ALU运算结果中二进制数位 “1”个数的奇偶性。若为奇数，则P=1；否则为0。 运 算结果有奇数个1，P＝1；运算结果有偶数个1，P＝0。
例,某运算结果是78H（01111000），显然1的个数 为偶数，所以P=0。 （4）、I/O口专用寄存器（P0、P1、P2、P3）
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（2）、程序计数器PC PC的作用是用来存放将要执行的指令地址，共16位，
可对64KB ROM直接寻址。PC低8位经P0口输出，高8 位经P2口输出。也就是说，程序执行到什么地方，程序 计数器PC就指到哪里。由于用户程序是存放在内部的 ROM中，执行程序就要从ROM中一个个字节的读出来， 然后到CPU中去执行，在ROM中具体执行的指令就要由 程序计数器PC来指定。
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·AC 辅助进位标志位。当进行加、减运算出现低4位向高4位进位 或借位时，AC置位，否则被清零。AC辅助进位位也常用于十进制 调整。 ·F0 用户标志位。由用户（编程人员）决定什么时候用，什么时 候不用。 ·RS1、RS0 工作寄存器组选择位。其相关内容将在后面存储器组 织中进行介绍。 ·OV 溢出标志。带符号加减运算中，超出了累加器A所能表示的 符号数有效范围（－128~＋127）时，即产生溢出，OV=1，表明 运算运算结果错误。如果OV=0，表明运算结果正确。
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MCS-51以其典型的结构和完善的它总线、专用寄存 器集中管理方式、众多的逻辑位操作功能及面向控制的丰 富指令系统，为其他单片机的发展奠定了基础，导致后来 的许多厂商在研发产品时多沿用或参考了其体系结构。全 球许多大的电气商丰富和发展了MCS-51单片机，像 PHILIPS、Dallas、ATMEL等著名的半导体公司都推出 了兼容MCS-51的单片机产品。
mcs-51单片机原理
mcs-51单片机原理
MCS-51单片机原理概述
MCS-51单片机是一种经典的8位单片机，由Intel公司于20
世纪80年代开发。
它采用CISC（复杂指令集计算机）架构，内置了大量的功能模块，如中央处理器、内存、输入输出接口等。
MCS-51单片机广泛应用于嵌入式系统中，可用于控制、
监测、通信等各种应用场景。
MCS-51单片机的核心是8051系列的中央处理器，它是一个8
位的寄存器-累加器结构，具有128字节的内部RAM和4KB
的内部ROM。
8051中央处理器支持多种指令集，包括数据传
输指令、逻辑运算指令、算术指令等，使得程序编写更加灵活和高效。
除了中央处理器，MCS-51单片机还包括一些重要的外设模块。
其中，I/O口模块用于与外部设备进行数据交互，可以输入、
输出数字信号。
定时器模块通过产生定时信号来进行时间控制。
串行通信接口模块可用于与其他设备进行串行通信，如UART （通用异步收发器）。
此外，MCS-51单片机还可以连接外部
存储器，使得处理器的存储容量得到扩展。
MCS-51单片机的工作原理是根据程序存储在ROM中的指令
依次执行。
程序的执行过程由基于中央处理器的控制器和各个外设模块共同完成。
控制器从ROM中获取指令，将其解码为
相应的动作，并通过总线系统与各个外设模块进行数据传输。
通过不断执行指令，单片机可以实现各种功能。
总之，MCS-51单片机是一种高度集成的8位单片机，具有强
大的功能和灵活性。
它通过中央处理器和外设模块的协同工作，实现了各种嵌入式系统的控制和通信功能。
MSC-51指令大全以及规则
MOV A，RnMOV A，direct //直接寻址MOV A，@Ri //间接寻址MOV A，#data //立即寻址下面我们通过一些例子加以说明：MOV A，R1 ；将工作寄存器R1中的值送入A，R1中的值保持不变。
MOV A,30H ；将内存30H单元中的值送入A，30H单元中的值保持不变。
MOV A,@R1 ；先看R1中是什么值，把这个值作为地址，并将这个地址单元中的值送入A中。
如执行命令前R1中的值为20H，则是将20H单元中的值送入A中。
MOV A,#34H ；将立即数34H送入A中，执行完本条指令后，A中的值是34H。
以寄存器Rn为目的操作的指令MOV Rn,AMOV Rn,directMOV Rn,#data这组指令功能是把源地址单元中的内容送入工作寄存器，源操作数不变。
以直接地址为目的操作数的指令MOV direct,A 例： MOV 20H,AMOV direct,Rn MOV 20H,R1MOV direct1,direct2 MOV 20H,30HMOV direct,@Ri MOV 20H,@R1MOV direct,#data MOV 20H,#34H以间接地址为目的操作数的指令MOV @Ri,A 例：MOV @R0,AMOV @Ri,direct MOV @R1,20HMOV @Ri,#data MOV @R0,#34H十六位数的传递指令MOV DPTR，#data168051是一种8位机，这是唯一的一条16位立即数传递指令，其功能是将一个16位的立即数送入DPTR中去。
其中高8位送入 DPH（083H），低8位送入DPL(082H)。
例：MOV DPTR，#1234H，则执行完了之后DPH中的值为12H，DPL中的值为34H。
反之，如果我们分别向DPH，DPL送数，则结果也一样。
如有下面两条指令：MOV DPH，#35H，MOV DPL，#12H。
则就相当于执行了MOV DPTR，#3512H。
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§1.2.2 MCS-51系列单片机 产品系列
型 号 8051AH 8031AH 8751H AT89C51/ AT89S51 80C31 8051 8031 制造技术 H MOS AH MOS H MOS CHMOS CHMOS H MOS H MOS 片内程序存储 器 ROM (4k) 无 EPROM（4K） FLASHROM （4K） 无 ROM （8K） 无 片内数据存 储器 128字节 128字节 128字节 128字节 128字节 256字节 256字节
台湾凌阳 SPMC65/75系列（816 位）
日立、东芝(870系列,90系列，Mips3000 )、三菱等
§1.2 MCS-51系列单片机主要功能
1) 8位CPU；哈佛Harvard结构（程序与数据存贮器分开）, 内部具有数据和程序存贮器,以及特殊功能控制 寄存器 2) 4个8位I/O并口 3) 外部数据和程序存贮空间总线信号与并口复用 4) 2个（3个）16位定时/计数器； 5) 2个优先级，2-7中断源； 6) 1个全双工串行（RS232）I/O口； 7) 1个布尔运算器； 8) 111条指令，有乘除指令； 9) 1~12MHZ晶振，片内振荡器；现可达40MHZ。 10)软件：监控程序,小操作系统,汇编,C ,Keil平台 11)程序存贮器用E2PROM的用于开发，用ROM的仅1次 编程，适合产品。均具有保密功能。
其中AT89S51单片机是一种新型的在线可编程的单片机
§1.3 单片机的特点及应用
1. 特点
小而灵活、成本低、可多级和分布控制、易于产品化 可靠性好，适应温度范围宽，编程方便，程序保密
2. 应用领域
商用、家用、个人 a) 电子秤、收款机、条形码识别等 b) 空调系统、制冷系统、报警系统、考勤机等。 c) 学习机、PAD，MP3/4，儿童职能玩具 网络通讯外设 a) 网络路由CPU，通讯如GPS，GPRS， b) 计算机外设用（打印机，复印机） 扫描仪，盘控） 工业自动化 a) 测控系统，数控系统、数据采集系统、智能仪器 b) 工业机器人 ，机、电一体化产品，生产流水线等 国防军事装备 航天飞机导航系统、智能武器装备、导弹控制等
三、控制引脚
RST——复位信号 晶振工作后2个机器周期的高 电平复位CPU。
ALE——地址锁存信号 用于访问外存时锁存低8位址； ALE为晶振6分频； PSEN ——外部程序存储器读 从程序存储器中取指令或读 取数据时，该信号有效。
EA ——允许访问片内外程序
存储器控制端
EA=1从内部开始执行程序；
转义引脚 RXD TXD
功能说明
X1 P3.0
P3.1
P0 P00~P07 串行数据接收端
串行数据发送端
X2 EA P3.2 PSEN P3.3 P1口——8位（带上拉电阻）准 ALE 双向I/O口； P3.4 RST P3.5 P2口—— 8位准双向I/O口； VCC P3.6 GND 访问外存时只输出地址高8位
P0R1 AD0 控制 Vcc 地址/数据
BUF2
内部总线
D0
写锁存器
P0W
D C
锁存器
Q
Q
1 0
多路开关
BUF1
读引脚
P0W2
2、控制信号为1时，P0口为地址/数据 多路开关 复用总线（用于口扩展） 3、P0W为端口输出写信号，用于锁 1) 功能：用于控制选通I/O方式 存输出状态 还是地址/数据输出方式 P00 4、P0R1为读锁存器信号，执行 2) “ANL P0,#0FH”时该信号有效 方式控制：由内部控制信号 5、P0R2为读引脚信号，执行“MOV 产生 A,P0”时该信号有效 6、读引脚（端口）时，输出锁存器应 为“1”
5、数据指针寄存器DPTR
16位寄存器， 可以寻址64K地址空间。
6、程序计数器PC（16位）
不属于SFR, 但有联系 用于存放下一条的指令地址
三、时钟及复位电路
(一) 时钟
8051也是在时钟同步下工作， 所以上电时必须复位。 (二) 时钟电路 需外接晶振1.2~12MHZ， C1和C2取30±10PF
电 源 及 时 钟 引 脚 控 制 引 脚
X1 X2 EA PSEN ALE RST VCC GND
P0 P1
பைடு நூலகம்
P00~P07
AD[7:0]
P10~P17 P20~P27
A[15:8] 复用定义见后
8051
P2 P3
P30~P37
二、并行I/O口引脚(复用)
P0口—— 8位双向三态I/O口；
引脚
-
D0
P
Cy AC
RS1 RS0 OV
RS1,RS0——寄存器组选择 0 0 组0（00H~07H） 0 1 组1（08H~0FH） 1 0 组2（10H~17H） 1 1 组3（18H~1FH）
OV——溢出标志位
用于保护现场和恢复现场。 P 有符号数运算结果超出允许 CyAC F0 RS1 RS0 OV 范围OV=1,否则OV=0。
C1
(三) 复位电路 8051复位初始化后，从程序 存储器的0000H单元开始执 行,用A/LJMP转到所用户程 序的首地址 上电阻容复位电路，可用专 门的复位IC芯片 Vcc 10 F 8.2K
8051
X1
TTL
Vcc
8051
RST
8051
X2 X1
C2 X
X2
Vss
振荡电路
外接时钟源
CPU的时序（主频、节拍状态 周期机器周期、、）
VCC上升时间不超过1mS， 振荡器启动时间不超过 10mS，此电路能保证可 靠复位。
(四) 时序：主频、节拍、状态、基本机器周期、指令周期：
一个状态周期 一个机器周期
S1
S2
S3
S4 S5
S6 S1
S2
X2 fosc
1个指令周期 S1 =1-4机器周期 S2 1个机器周期 S3 =6个状态周期 S4 1个状态周期 S5 =2个节拍CLK S6 P1 P2 P1 P2 P1 P2 P1 P2 P1 P2 P1 P2 P1 P2 P1 P2
1、累加器A (Acc)
8051是累加器结构，所有的运 算都是以累加器为一个源操作 数和目的操作数
乘、除指令中的一个操作数 可以作为一般变量使用
AC——辅助进位标志
2、累加器B
F0——用户标志
3、程序状态字PSW
8位寄存器，保存指令执行状态
D6 D5
F0
PSW:
D7 D4 D3 D2 D1
二、寄存器
（一）通用寄存器（8位）
4组，8个寄存器/组R0~R7; R0和R1可用于间接寻址。
使用TTL电平。
（二）特殊功能寄存器（SFR）
Cy——进（借）位标志
共有21个
保存算术运算的进或借位 位操作的累加器 运算结果从D3产生进位或 借位时AC=1 主要用于BCD码调整 可以使用的位变量 可以随PSW被保存
图1、P0口内部结构
（二）P1口内部结构
P1口内部结构如图2所示 输出部分有内部上拉电阻R*约为20K。 其他部分与P0端口使用相类似。
Vcc P1R1
Vcc
R* D C Q Q P10
写数据
D0 P1W P1R2
8051
P10 P11
R1 D1 K1
读端口
图2、P1口内部结构
图2.1、P1口应用
§1.1.2单片机厂家与品种
Intel MSC51 (48/31) /96/198系列, Microchip PIC16/17/18C Atemel 89、AVR系(89C51/52,89C2051,40MHz) Motorola 68xxx系列 Philip 80C51/87C51/80C52/87C52，51LPC系列（高速） TI MSP430 LG GMS90系列 （兼容8051，有40MHz的） Zilog Z8x系列 Scenix 8位RISC结构SX系列 Epson SMC60/63/88系列 Micon MDT20XX系列 Cygnal C8051系列（兼容，但数据地址不复用，128K） NS国家半导体 COP8， 台湾义隆 EM78系列OTP型单片机(与PIC16C兼容)
(双符号位,00 +无溢; 01 +溢; 10 -溢 ; 11 -无溢)
(2)堆栈指针SP
8位寄存器，指示栈顶位置。
进栈：SP+1，再压栈； 出栈：先出栈，再SP-1。
P——奇偶标志位 每个机器周期根据累加器A 中的内容的奇偶性由硬件置/ 复位。 A中1的个数为奇P=1; 否则为P=0; 4、堆栈及堆栈指针SP (1)堆栈（存储区） 按先进后出的原则读写数据 堆栈空间用内部RAM(256)
ROM SFR
与RAM 统一编址
CPU 运算部件
XTAL1 XTAL2
B
Vcc Vss
控制部件
片内总线
EA PSEN ALE RESET 外部总线
P1口 8
串 行 口
C/T P3口
8
中断 系统
7.中断系统
5.串行口
6.定时/计数器
§2.2 8051单片机外部特性----引脚
一、引脚逻辑图
8051单片机为40条引脚双列直插式封装 引脚可分为三个部分 并行I/O口引脚
MCS-51系列单片机 原理及其应用
章节内容
第一章 概述 第二章 MCS-51单片机系统结构 第三章 MCS-51存储器和寻址方式