8051单片机CPU的内部组成及功能介绍
8 0 5 1 单 片 机 的 组 成
8051单片机的组成
"8051" 是一种单片机（Microcontroller）的型号，常用于嵌入式系统和微控制器应用。
下面是8051单片机的基本组成部分：
中央处理器 （CPU）：8051单片机包含一个8位的中央处理器，执行存储在程序存储器中的指令。
存储器：包括程序存储器 （存放程序代码）和数据存储器（存放变量和中间数据）。
程序存储器 （ROM）： 存放程序代码，是只读的，通常包含固定的程序。
数据存储器 （RAM）：存放变量和中间数据，是读写的。
输入/输出端口 （I/O Ports）：8051单片机通常具有多个数字输入/输出端口，用于与外部设备进行通信。
计时/计数器： 8051单片机内置了至少一个计时/计数器，用于执行定时操作和计数操作。
串行通信控制器：支持串行通信协议，如UART （Universal Asynchronous Receiver/Transmitter），用于与其他设备进行串行通信。
中断系统： 8051具有中断系统，允许在特定条件下跳转执行中断服务程序。
时钟电路： 提供单片机需要的时钟脉冲。
控制寄存器： 用于配置和控制单片机的各个功能。
这些组成部分一起工作，使得8051单片机能够执行特定任务。
请注意，不同制造商可能会在8051的基础上进行一些变体，添加额外的功能或模块。
80C51单片机的硬件结构
作的执行部件。由加法器和其他逻辑电路（移位电
路和判断电路等）组成。完成算术加、减、乘、除
和逻辑“与”、“或”、“异或”等运算以及循环
移位操作、位操作等功能。
（3） 程序状态字寄存器PSW：是8位寄存器， 用来存放运算结果的一些特征。 （4） B寄存器：在进行乘法、除法运算时作 为ALU的输入之一，与ACC配合完成运算和并存 放运算结果。 （5） 暂存器：用以暂存进入运算器之前的数 据。
微机控制技术
主讲：
张 勤 工学博士 副教授
教材：单片机基础，航空航天大学出版
第2章 80C51单片机的硬件结构
2.1 单片机的概念及系列
2.2 80C51单片机内部结构 2.3 80C51系列单片机外引脚功能
2.4 80C51单片机的内部存储器
2.5 80C51单片机的并行I/O口
…
17H 18H 19H … 1FH
…
R7 R0 R1 … R7
工作寄存器3组
20H
21H 22H 23H 24H 25H 26H 27H 位 寻 28H
07H
0FH 17H 1FH 27H 2FH 37H 3FH 47H
06H
0E H 16H 1E H 26H 2E H 36H 3E H 46H
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
05H
1．封装：80C51系列单片机常用的两种封装为双 列直插式DIP40，方形封装LCC44
2．80C51系列单片机外部引脚
3．80C51单片机逻辑符号
4．80C51系列单片机外部引脚说明
重要性：引脚表现出单片机的外部特性或硬
件特性，通过引脚连接和组建系统。 共有40个引脚，分为端口线（32条），电源 线（2条）和控制线（6条） 端口：4个并行I/O端口，每个端口有8条端口 线，用于传送数据或地址。每个端口结构各 不相同，因此功能和用途上的差别也较大。
8051单片机的引脚及结构.
中断源：指能产生中断请求信号的源泉。
8051可处理5个中断源（2个外部，3个内部）发出的中断 请求，并可对其进行优先权处理。外部中断的请求信号可以从 P3.2, P3.3（即 INT0 和 INT1 ）引脚上输入，有电平或边沿两种触 发方式；内部中断源有3个，2个定时器/计数器中断源和1个串行 口中断源。
一 般将 只读存 储器 （ ROM）用 做程序 存储 器 。可 寻址 空间 为 64KB，用于存放用户程序、数据和表格等信息。
MCS-51单片机按程序 存储器可分为内部无ROM 型（如8031）和内部有 ROM型（如8051）两种，EA 连接时 引脚有区别。程序存 储器结构如右图所示：
（2）数据存储器
XTAL2 XTAL1
VSS
1
40
2
39
3
38
4 5
8031
37 36
6
35
7 8051 34
8
33
9 10
8751
32 31
11
30
12 89C51 29
13
28
14
27
15
26
16
25
17
24
18
24
19
22
20
21
VCC P0. 0 P0.1 P0.2 P0.3 P0.4 P0.5 P0.6 P0.7 EA ALE PSEN P2.7 P2.6 P2.5 P2.4 P2.3 P2.2 P2.1 P2. 0
8051的中断系统主要由中断允许控制器IE和中断优先级控 制器IP等电路组成。
二、MCS-51单片机外部引脚
P1. 0 P1.1 P1.2 P1.3 P1.4 P1.5 P1.6 P1.7
51单片机基本结构详解
51单片机基本结构详解51单片机（也称为8051单片机）是一种8位微控制器，由Intel公司于1980年代推出。
它是目前市场上最广泛使用的低成本单片机之一，被广泛应用于各个领域，包括家电、工业控制、仪器仪表等。
本文将详细介绍51单片机的基本结构。
一、51单片机的总体结构51单片机的总体结构主要分为五个部分，包括中央处理器（CPU）、存储器、IO口、定时器/计数器以及串行通信接口。
1. 中央处理器（CPU）51单片机中心的核心是一个8位的CPU，负责执行指令集中的操作。
它包括一个累加器（Accumulator）用于存放运算结果，以及一组寄存器用于存放操作数和地址。
2. 存储器51单片机的存储器主要包括内部RAM和内部ROM。
内部RAM用于存放程序和数据，容量通常较小，而内部ROM则用于存储不变的程序指令。
3. IO口51单片机提供了多个通用IO口，用于与外部设备进行数据交互。
这些IO口既可以作为输入口用于接收外部信号，也可以作为输出口用于发送信号控制外部设备。
4. 定时器/计数器51单片机内置的定时器/计数器模块可用于产生精确的时间延时和计数应用。
它能够协助实现各种时间相关的功能，如PWM输出、测速和脉冲计数等。
5. 串行通信接口51单片机的串行通信接口可用于与其他设备进行数据的串行传输。
常见的串行通信协议包括UART、SPI和I2C等。
二、51单片机的工作原理51单片机的工作原理可以概括为以下几个步骤：1. 程序存储器中的指令被复制到内部RAM中。
2. CPU从内部RAM中取出指令并执行。
3. 根据指令的要求，CPU可能会与IO口、定时器/计数器或串行通信接口进行数据交互。
4. 执行完指令后，CPU将结果存回内部RAM或IO口。
三、51单片机的应用领域51单片机由于其成本低、技术成熟、易于开发和应用广泛等优点，被广泛应用于各个领域。
1. 家电控制51单片机可以用于家电控制，如空调、洗衣机、电视机等。
MCS-51单片机的基本组成 - 单片机
MCS-51单片机的基本组成 - 单片机图1说明MCS-51系列单片机的基本组成。
1、8051单片机内部结构和功能1．中央处理器CPU（1）运算器1) 算术逻辑单元ALU(Arithmetic Logic Unit)2) 累加器ACC (Accumulator)3) 寄存器B4) 程序状态字PSW(ProgramStatusWord)程序状态字PSW是一个8位特殊功能寄存器，它的各位包含了程序运行的状态信息，以供程序查询和判断。
PSW程序状态字格式和含义如下:①Cy(PSW.7) 进位标志位。
Cy是PSW中最常用的标志位。
由硬件或软件置位和清零。
它表示运算结果是否有进位(或借位)。
如果运算结果在最高位有进位输出(加法时)或有借位输入(减法时)，则Cy由硬件置“1”，否则Cy被清“0”。
②AC(PSW.6) 辅助进位(或称半进位)标志。
当执行加减运算时，运算结果产生低四位向高四位进位或借位时，AC由硬件置“1”；否则AC 位被自动清“0”。
③F0(PSW.5) 用户标志位。
用户可根据自己的需要对F0位赋予一定的含义，由用户置位或复位，作为软件标志。
④RSl和RS0(PSW.4，PSW.3) 工作寄存器组选择位。
这两位的值决定选择哪一组工作寄存器为当前工作寄存器组。
由用户通过软件改变RSl和RS0值的组合，以切换当前选用的工作寄存器组。
其组合关系如表2-1所示⑤OV(PSW.2) 溢出标志位。
它反映运算结果是否溢出，溢出时则由硬件将OV位置“1”，否则置“0”。
⑥F1(PSW.1) 用户标志位，同F0(PSW.5）。
⑦P(PSW.0) 此位为奇偶标志位。
P标志表明累加器ACC中1的个数的奇偶性。
在每条指令执行完后，单片机根据ACC的内容对P位自动置位或复位。
若累加器ACC中有奇数个“1”，则P=1；若累加器ACC 中有偶数个“1”，则P=0。
5) 布尔处理器MCS-51的CPU是8位微处理器，它还具有1位微处理器的功能。
8051单片机的内核的结构及运行过程解析
8051单片机的内核的结构及运行过程解析1.ALU(算术逻辑单元)：8051单片机内置了一个8位ALU，负责执行算术和逻辑运算。
ALU可以进行加法、减法、与、或、非、异或等操作。
2.寄存器组：8051单片机包括4个8位的通用寄存器(R0~R7)和一个16位的程序计数器(PC)。
通用寄存器可用于保存临时数据和中间结果，程序计数器则记录当前执行指令的地址。
3.存储器：8051单片机的存储器包括内部存储器和外部扩展存储器。
内部存储器包括片内RAM和片内ROM两部分。
片内RAM可以分为128字节的数据存储器(IDATA)和256字节的数据存储器(XDATA)。
片内ROM则存储程序代码。
4.定时器/计数器：8051单片机内核包含两个定时器/计数器(T0、T1)。
定时器模式用于产生一定的时间延迟，计数器模式用于计数外部事件的个数。
定时器/计数器具有可编程的工作模式和计数值。
5.中断源：8051单片机支持多组中断源，包括外部中断INT0和INT1、定时器/计数器中断、串口中断等。
中断源的优先级可以通过程序设置，以满足不同应用场景的需求。
1.取指令阶段：程序计数器(PC)保存了当前指令的地址。
8051单片机通过将PC指针输出地址，从存储器中读取指令。
读取的指令存储于指令寄存器(IR)中。
2.译码阶段：指令寄存器(IR)中的指令会被译码器解码，生成相应的控制信号和操作码。
控制信号会对单片机的内部功能模块进行控制，操作码则确定执行的操作类型。
3.执行阶段：根据指令的操作码，单片机执行相应的操作。
例如，如果操作码指示进行加法运算，则ALU会执行加法操作，并将结果保存在指定的寄存器或存储单元中。
4.访存阶段：在执行一些指令时，单片机需要从存储器中读取或写入数据。
在访存阶段，单片机会将需要访问的存储器地址输出，并根据控制信号读取或写入数据。
5.写回阶段：在一些指令执行结束后，单片机会将执行结果写回到寄存器或存储器中。
写回阶段会更新相应的寄存器或存储单元，以保存最新的结果。
8051单片机的体系结构
(3)数据缓冲区
内部RAM的30H～7FH是数据缓冲区，也称为用户RAM区， 共80个单元。
52子系列内部有256个单元的数据存储器，用户RAM区范 围为30H～FFH，共208个单元。
工作寄存器区和位寻址区的地址及单元数与上述一致。
3、堆栈和堆栈指针 堆栈的概念：是一种数据项按序排列的数据结
构，采用后进先出，这种后进先出操作的缓冲器 区称为堆栈。
由内部控制信号产生输入锁存器两个输入缓冲器buf1和buf2推拉式io驱动器251p0口位图内部结构buf2buf15p0r2为读引脚信号执行movap0时该信号有效6读引脚端口时输出锁存器应为1qqdcvcc控制ad0p0r1p0r2d0p0w图1p0口内部结构读锁存器读引脚锁存器内部总线写锁存器地址数据p00多路开关10写数据读端口p03地址锁存器cbioa15a14a13a12a11a10a9a8a7a6a5a4a3a2a1a0d7d6d5d4d3d2d1d0dbabp10p11p12p13p14p15p16p17resetp30p31p33p34p35p36p37vssvccp00p01p02p05p06p07eaalepsenp27p26p25p24p23p22p21p20p32mcs51片外总线结构示意图返回mcs51单片机片外总线p04返回单片机8031p20p21p22a8a9a10alerd74ls373g6264a7a6a5a4a3a2a1a0o0o1o2o3o4o5o6o7p00p01p02p03p04p05p06p07oeceq0q1q2q3q4q5q6q7d0d1d2d3d4d5d6d7wewrp27p23p24a11a126264we单片机8031p20
P2.0
.P:2.4
单片机
8031 P0.0
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。
8051系列单片机介绍
8051系列单片机介绍
8051系列（单片机）内部结构可以分为（CPU）、存储器、并行口、串行口、（定时器）/计数器和中断逻辑这几部分，如图。
（处理器）
（微处理器）又称CPU，由运算器和（控制器）两大部分组成。
1.算术逻辑单元
它在控制器所发内部控制（信号）的控制下进行各种算术操作和逻辑操作。
MCS-51系列单片机的算术逻辑单元能完成带进位位加法、不带进位位加法、带进位位减法、加1、减1、逻辑与、逻辑或、逻辑异或、循环移位以及数据传送、程序转移等一般操作外，其特点是：在B（寄存器）配合下，能完成乘法与除法操作。
可进行多种内容交换操作。
能作比较判跳转操作。
有很强的位操作功能。
2.累加器
累加器A是最常用的专用寄存器。
进入ALU作算术操作和逻辑操作的操作数很多来自A，操作的结果也常送回A。
有时很多单操作数操作指令都是针对A的，例如指令INC A是执行A中内容自加1的操作，指令CLR A是执行将A内容清零的操作，指令RL A是执行使A各位内容依次循环向左移动一位的操作.
程序状态字
程序状态字PSW是一个8位寄存器，它包含了许多程序状态信息，其各位的含义见图1-2-2
PSW各位的含义如表1-2-1
（RS）1、RS0与工作寄存器组的关系如表1-2-2。
51单片机的组成
51单片机的组成单片机是一种集成电路（IC）芯片，它由中央处理器（CPU）、存储器（RAM、ROM）和各种输入输出（I/O）接口组成。
51单片机是基于Intel 8051架构的一款单片机系列，提供了丰富的功能和广泛的应用领域。
本文将介绍51单片机的基本组成和各部分的功能。
一、CPU（中央处理器）CPU是单片机的核心部分，负责控制单片机的操作和执行指令。
51单片机的CPU包含ALU（算术逻辑单元）、寄存器、指令译码器和定时器/计数器等功能模块。
ALU用于执行算术和逻辑运算，寄存器用于存储数据和指令，指令译码器用于解析指令，定时器/计数器用于计时和计数操作。
二、存储器存储器是存储数据和指令的地方，包括RAM和ROM两种类型。
1. RAM（随机存储器）RAM用于临时存储数据和程序运行所需的临时变量，它可以随时读取和写入数据。
RAM的大小决定了单片机可以存储的数据量和运行的程序规模。
2. ROM（只读存储器）ROM存储了单片机不可更改的程序代码，其中包括初始化程序、中断处理程序等。
ROM的大小决定了单片机可以运行的程序规模和功能。
三、输入输出接口输入输出接口用于与外部设备进行数据交换，包括通用输入输出口、串行口、定时器/计数器和中断引脚等。
1. 通用输入输出口通用输入输出口（GPIO）可配置为输入或输出，用于与外部设备交换数据。
它可以连接按键、LED、显示屏等外部设备，实现数据输入和输出的功能。
2. 串行口串行口用于与外部设备进行串行通信，如与电脑进行数据传输。
它包括串行数据输入口（RXD）和串行数据输出口（TXD），通过串行通信协议进行数据的收发。
3. 定时器/计数器定时器/计数器用于计时和计数操作，可以用于测量时间、产生脉冲信号等。
它可以应用于定时器中断、PWM波形生成、测速测量等应用场景。
4. 中断引脚中断引脚用于处理外部中断信号，如按键中断、外部传感器中断等。
当外部中断信号检测到触发条件时，CPU会暂停当前操作，转而执行中断服务程序。
片机基础知识：8051特点、结构与扩展
－8051特点、结构与扩展
1
1.1 8051单片机的特点 1.2 8051的内部结构 1.3 8051的系统扩展
1.1 8051单片机的特点
一、单机的概念
将组成微型计算机的各功能部件： 中央处理器、存储器、I/O接口电路及定时/计数器 等制作在一块集成电路芯片中从而构成完整的微型 计算机－故称作单晶片微型计算机， 简称单片机（Single chip microcomputer)。 或称微控制器(MCU:Microcontroller)
并行端口
串行端口
中断系统
P0 P1 P2 P3 TXD RXD
INT0 INT1
1、中央处理器CPU
CPU（Central Processing Unit）是计算机的核心部件, 它由运算器和控制器组成, 完成计算机的运算和控制功能。
运 算 器 又 称 算 术 逻 辑 部 件 （ ALU, Aithmctieal Logic Unit）, 主要完成对数据的算术运算和逻辑运算。
INTEL公司将MCS51的核心技术授权给了很多其它 公司，所以有很多公司在做以8051为核心的单片机，当 然，功能或多或少有些改变，以满足不同的需求。
80C51系列单片机兼容的主要产品
* ATMEL公司带Flash存储器技术的AT89系列 * Philips公司的80C51、80C552系列 * 华邦公司的W78C51、W77C51高速低价系列 * ADI公司的ADμC8xx高精度ADC系列 * LG公司的GMS90/97低压高速系列 * Maxim公司的DS89C420高速(50MIPS)系列 * Cygnal公司的C8051F系列高速SOC单片机
（3）主流与多品种共存
8051单片机的内部结构
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（P rinceton)结构.INTEL的MCS-51系列单片机采用的是哈佛结构的形式，而后续产品16位的MC S—96系列单片机则采用普林斯顿结构.下图是MCS-51系列单片机的内部结构示意图。
8051单片机21个特殊功能寄存器和指令汇总
MCS－51单片机21个特殊功能寄存器（52系列是26个）不连续地分布在128个字节的SF R存储空间中，地址空间为80H-FFH，在这片SF R空间中，包含有128个位地址空间，地址也是80H-FFH，但只有83个有效位地址，可对11个特殊功能寄存器的某些位作位寻址操作（这里介绍一个技巧：其地址能被8整除的都可以位寻址）。
在51单片机内部有一个CPU用来运算、控制，有四个并行I/O口，分别是P0、P1、P2、P3，有R OM，用来存放程序，有R AM，用来存放中间结果，此外还有定时/计数器，串行I/O口，中断系统，以及一个内部的时钟电路。
在单片机中有一些独立的存储单元是用来控制这些器件的，被称之为特殊功能寄存器（SF R）。
这样的特殊功能寄存器51单片机共有21个并且都是可寻址的列表如下(其中带*号的为52系列所增加的特殊功能寄存器）：分别说明如下：1、ACC---是累加器，通常用A表示这是个什么东西，可不能从名字上理解，它是一个寄存器，而不是一个做加法的东西，为什么给它这么一个名字呢？或许是因为在运算器做运算时其中一个数一定是在ACC中的缘故吧。
它的名字特殊，身份也特殊，稍后在中篇中我们将学到指令，可以发现，所有的运算类指令都离不开它。
自身带有全零标志Z，若A＝0则Z＝1；若A≠0则z＝0。
该标志常用作程序分枝转移的判断条件。
2、B--一个寄存器在做乘、除法时放乘数或除数，不做乘除法时，随你怎么用。
3、PSW-----程序状态字。
这是一个很重要的东西，里面放了CPU工作时的很多状态，借此，我们可以了解CPU的当前状态，并作出相应的处理。
它的各位功能请看下表：下面我们逐一介绍各位的用途CY：进位标志。
8051中的运算器是一种8位的运算器，我们知道，8位运算器只能表示到0-255，如果做加法的话，两数相加可能会超过255，这样最高位就会丢失，造成运算的错误，怎么办？最高位就进到这里来。
这样就没事了。
第一章 8051单片机基本结构
交道时，完成数据传送。
3）寄存器 B（ 8位寄存器）
作用：在乘法和除法运算中用作ALU的输入之一。乘法
运算时，ALU的两个输入分别为A、B，运算结果存放在A、B 寄存器中，其中A存放积的低8位，B则存放积的高8位。除法 运算时，被除数取自A，除数取自B；运算结果商数存于A， 而余数存于B。不作乘、除运算时，寄存器B可作通用寄存器
1）程序计数器（PC）
16位专用寄存器，寻址范围为64KB。 作用：存放CPU执行的下一条待执行指令的地址 工作原理： 当一条指令按照PC所指的地址从程序存储器中取 出后，PC会自动加1，指向下一条指令。 执行 有条件或无条件转移指令时，程序计数器将 被置入新的数值，从而使程序的流向发生变化。
PSW.1 PSW.0
CY
AC
F0
RS1 RS0 OV
-
P
P（PSW.0） 奇偶标志位
P标志表明累加器ACC中1的个数的奇偶性。在 每条指令执行完后，单片机根据ACC的内容对P 位 自动置位或复位。
若累加器ACC中有奇数个“1”，则P=1； 若累加器ACC中有偶数个“1”，则P=0。
PSW.7 PSW.6 PSW.5 PSW.4 PSW.3 PSW.2 PSW.1 PSW.0
CY
AC
F0
RS1 RS0 OV
-
P
CY是PSW中最常用的标志位。 由硬件或软件置位和清零。 在字节运算时：它表示运算结果是否有进位（或借位）。 加法时：有进位 Cy由硬件置“1” 即Cy=1；
无进位 CY被硬件清“0” 即Cy=0。
减法时：有借位 Cy由硬件置“1” 即Cy=1； 无借位 CY被硬件清“0” 即Cy=0。
定 时 控 制
单片机原理及应用-第四章80C51单片机的功能
对两个操作数执行逻辑异或操作， 并将结果存放在目标地址中。
03
02
OR
对两个操作数执行逻辑或操作，并 将结果存放在目标地址中。
NOT
对操作数执行逻辑非操作，并将结 果存放在目标地址中。
04
控制转移指令
JMP
无条件跳转到指定地址。
JC/JNC
当进位标志位为1或0时，跳转 到指定地址。
JZ/JE
06
80C51单片机的串行通信 接口
串行通信的基本概念
串行通信
通过一条数据线，按照位顺序传输数据，实现数 据的发送和接收。
异步通信
数据传输速率不固定，发送器和接收器使用各自 的时钟。
同步通信
数据传输速率固定，发送器和接收器使用同一时 钟源。
80C51单片机的串行口结构及控制寄存器
要点一
串行口结构
算术运算指令
ADD
将两个操作数相加，并将结果存放在 目标地址中。
SUB
从源地址中减去目标地址中的值，并 将结果存放在源地址中。
MUL
将两个操作数相乘，并将结果存放在 目标地址中。
DIV
将源地址中的值除以目标地址中的值， 并将商存放在源地址中，余数存放在 累加器中。
逻辑运算指令
01
AND
对两个操作数执行逻辑与操作，并 将结果存放在目标地址中。
80C51单片机的应用领域
工业控制
80C51单片机在工业控制领域应用广泛， 如电机控制、自动化生产线控制等。
通信设备
80C51单片机在通信设备领域应用广 泛，如调制解调器、路由器、交换机
等。
智能仪表
80C51单片机可以用于各种智能仪表 的控制系统，如温度、压力、流量等 传感器采集和处理。
8051单片机组成
２．ＥＰＲＯＭ 的校验方式 ８７Ｃ５１Ｈ ＥＰＲＯＭ 的校验方式 要求它的引脚按表中相应状态连接，如 图２- １８所示。
３．ＥＰＲＯＭ 的保密方式 ８７Ｃ５１Ｈ 的保密方式要求它的引 脚按表２ ５中相应状态连接，它和图２ -１７的唯一差别在于Ｐ２．６应接逻辑 高电平“１”。
４．Ｐ３口 图２- １１是Ｐ３口一位结构图。
Ｐ３口能用作通用Ｉ／Ｏ 口，同时每个引 脚还有第二功能。 （１）作为通用Ｉ／Ｏ 口 （２）用作第二功能 Ｐ３口的负载能力为４个ＬＳＴＴＬ 门电 路。
２.４ 时钟电路与复位电路
2。２４ 时钟电路与复位电路 １． 时钟电路 ８０Ｃ５１型单片机内有一高增益反 相放大器，按图２ １２连接即可构成自 激振荡电路，振荡频率取决于石英晶体 的振荡频率，范围可取１．２～１２Ｍ Ｈｚ，Ｃ０１、Ｃ０２主要起频率微调 和稳定作用，电容值可取５～３０ｐＦ。
下面对部分特殊功能寄存器做一下介绍。 （１）累加器ＡＣＣ 累加器ＡＣＣ 是８０Ｃ５１型单片 机中最常用的寄存器。许多指令的操作 数取自ＡＣＣ，许多运算的结果存放在 ＡＣＣ 中。乘除法指令必须通过ＡＣＣ 进行。累加器ＡＣＣ 的指令助记符为Ａ。
（２）寄存器Ｂ 在ＭＣＳ-５１型单片机乘除法指令中 要用到寄存器Ｂ。除此外，Ｂ可作为一 般寄存器用。 （３）程序状态字寄存器ＰＳＷ ＰＳＷ 也称为标志寄存器，存放各有 关标志。其结构和定义如表２- ３所示。
引脚定义及功能
４０个引脚大 致可分为４类： 电源、时钟、 控制和Ｉ／Ｏ 引脚。其逻辑 图如图２- ４ 所示。
１． 电源 ① ＶＣＣ 芯片电源，接＋５Ｖ； ② ＶＳＳ 接地端。 ２． 时钟 ＸＴＡＬ１、ＸＴＡＬ２ 晶体振荡电 路反相输入端和输出端。使用内部振荡 电路时，外接石英晶体；外部振荡脉冲 输入时ＸＴＡＬ１接外部时钟振荡脉冲， ＸＴＡＬ２悬空不用。
8051单片机内部包含哪些主要逻辑部件
.1.8051单片机内部包含哪些主要逻辑部件？各自的功能是什么？答：8051单片机内部包含：1、中央处理器CPU：它是单片机内部的核心部件，决定了单片机的主要功能特性，由运算器和控制器两大部分组成2、存储器：8051单片机在系统结构上采用了哈佛型，将程序和数据分别存放在两个存储器内，一个称为程序存储器，另一个为数据存储器在物理结构上分程序存储器和数据存储器，有四个物理上相互独立的存储空间，即片内ROM和片外ROM,片内RAM和片外RAM3、定时器/计数器(T/C)：8051单片机内有两个16位的定时器/计数器，每个T/C既可以设置成计数方式，也可以设置成定时方式，并以其定时计数结果对计算机进行控制4、并行I/O口：8051有四个8位并行I/O接口(P0~P3),以实现数据的并行输入输出5、串行口：8051单片机有一个全双工的串行口，可实现单片机和单片机或其他设备间的串行通信6、中断控制系统：8051共有5个中断源，非为高级和低级两个级别它可以接收外部中断申请、定时器/计数器申请和串行口申请，常用于实时控制、故障自动处理、计算机与外设间传送数据及人机对话等8051单片机的存储器分哪几个空间？通过什么信号来区别不同空间的寻址？8051单片机的存储器分哪几个空间?通过什么信号来区别不同空间的寻址?答：有四个物理上相互独立的存储空间：片内ROM地址为0000H-0FFFH此时/EA=1；片外ROM地址为0000H-0FFFFH此时/EA=0片内数据存储器地址为00H-0FFH；片外数据存储器地址为0000H-0FFFFH；区分片内片外数据存储器通过指令MOV与MOVX变址寻址和相对寻址中偏移量的异同点编程实现BCD码减法，求7954H-4157H=3797H。
编程实现30H开始的20个单元数据传送到外部3000H。
中断允许寄存器IE各位的定义是什么？请写出允许定时器/计数器T/C1溢出中断的指令。
'.。
MCS-51单片机的基本组成
RST/VP D（9脚）
EA/VPP （31脚）
电源端，接＋5 V。
RST即为RESET，VPD为 备用电源。
2）晶体振荡器接入或外部振荡信号输入引脚 （1）XTAL1（19脚）：晶体振荡器接入的一个引脚。采用外部
振荡器时，此引脚接地。 （2）XTAL2（18脚）：晶体振荡器接入的另一个引脚。采用外
方式可以分成两大类：一类是随机存取存储器（random access memory， RAM），主要用于存放暂存数据及调试程序,所以又称为数据存储器；另 一类是只读存储器（read only memory，ROM），主要用于存放常数及固 定程序，又称为程序存储器。
存储器内部结构
Hale Waihona Puke 3.定时器/计数器 8051单片机有两个16位的可编程定时器/计数器T0和T1，用于精
部振荡器时，此引脚作为外部振荡信号的输入端。 3）地址锁存及外部程序存储器编程脉冲信号输入引脚
ALE/PROG（30脚）：地址锁存允许信号输出/编程脉冲输入引 脚。ALE为地址锁存允许信号输出引脚，当8051单片机上电正常工 作时，自动在该引脚上输出六分之一晶振频率（fOSC/6）的脉冲序 列。当CPU访问外部存储器时，此信号作为锁存低8位地址的控制信 号。PROG为编程脉冲输入引脚，在对片内ROM编程写入时，作为编 程脉冲输入端。
1.2 单片机的片外总线与引脚功能
1.MCS-51单片机的引脚分布
MCS-51系列单片机引脚图和逻辑图
2.MCS-51单片机的引脚功能 1）电源及复位引脚
接地端。
VCC（40 脚）
VSS（20 脚）
EA为片内外程序存储器选用端。 该引脚为低电平时，只选用片外 程序存储器；该引脚为高电平 时，先选用片内程序存储器，然 后选用片外程序存储器。
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8051单片机CPU的内部组成及功能介绍
一、运算器
运算器以完成二进制的算术/逻辑运算部件ALU为核心，再加上暂存器TMP、累加器ACC、寄存器B、程序状态标志寄存器PSW及布尔处理器。
累加器ACC是一个八位寄存器，它是CPU中工作最频繁的寄存器。
在进行算术、逻辑运算时，累加器ACC往往在运算前暂存一个操作数（如被加数），而运算后又保存其结果（如代数和）。
寄存器B主要用于乘法和除法操作。
标志寄存器PSW也是一个八位寄存器，用来存放运算结果的一些特征，如有无进位、借位等。
其每位的具体含意如下所示。
PSW CY AC FO RS1 RS0 OV －P对用户来讲，最关心的是以下四位。
1？进位标志CY（PSW？7）。
它表示了运算是否有进位（或借位）。
如果操作结果在最高位有进位（加法）或者借位（减法），则该位为1，否则为0。
2？辅助进位标志AC。
又称半进位标志，它反映了两个八位数运算低四位是否有半进位，即低四位相加（或减）有否进位（或借位），如有则AC为1状态，否则为0。
3？溢出标志位OV。
MCS－51反映带符号数的运算结果是否有溢出，有溢出时，此位为1，否则为0。
4？奇偶标志P。
反映累加器ACC内容的奇偶性，如果ACC中的运算结果有偶数个1（如11001100B，其中有4个1），则P为0，否则，P=1。
PSW的其它位，将在以后再介绍。
由于PSW存放程序执行中的状态，故又叫程序状态字？运算器中还有一个按位（bit）进行逻辑运算的逻辑处理机（又称布尔处理机）。
其功能在介绍位指令时再说明。
二、控制器
控制器是CPU的神经中枢，它包括定时控制逻辑电路、指令寄存器、译码器、地址指针DPTR及程序计数器PC、堆栈指针SP等。
这里程序计数器PC是由16位寄存器构成的计数器。
要单片机执行一个程序，就必须把该程序按顺序预先装入存储器ROM的某个区域。
单片机动作时应按顺序一条条取出指令来加以执行。
因此，必须有一个电路能找出指令所。