单片机的内部结构

单片机的主要组成

①一个8位的微处理器CPU。

②片内数据存储器RAM(128B／256B)，用以存放可以读／写的数据，如运算的中间结果、最终结果以及欲显示的数据等。

③片内程序存储器ROM／EPROM(4KB／8KB)，用以存放程序、一些原始数据和表格。但也有一些单片机内部不带ROM／EPBOM，如8031、8032、80C31等。

④四个8位并行I／O(输入／输出)接口P0—P3，每个口可以用作输入，也可以用作输出。

⑤两个或三个定时／计数器，每个定时／计数器都可以设置成计数方式，用以对外部事件进行计数，也可以设置成定时方式，并可以根据计数或定时的结果实现计算机控制。

⑥五个中断源的中断控制系统。

⑦一个全双工UART(通用异步接收发送器)的串行I／O口，可实现单片机与单片机或其它微机之间串行通信。

⑧片内振荡器和时钟产生电路，但石英晶体和微调电容需要外接，最高允许振荡频率为12MHz。

/* BYTE Registers */

１sfr P0 = 0x80;

２sfr P1 = 0x90;

３sfr P2 = 0xA0;

４sfr P3 = 0xB0;

５sfr PSW = 0xD0;程序状态字

６sfr ACC = 0xE0;累加器

７sfr B = 0xF0;Ｂ寄存器

８sfr SP = 0x81; 堆栈指针

９sfr DPL = 0x82;ＤＰＴＲ数据指针

１０sfr DPH = 0x83;

１１sfr PCON = 0x87;电源控制寄存器

１２sfr TCON = 0x88;定时／计数控制寄存器

１３sfr TMOD = 0x89; 定时／计数工作方式状态寄存器

１４sfr TL0 = 0x8A;

１５sfr TL1 = 0x8B;

１６sfr TH0 = 0x8C;

１７sfr TH1 = 0x8D;

１８sfr IE = 0xA8;中断允许控制寄存器

１８sfr IP = 0xB8;中断优先级控制寄存器

２０sfr SCON = 0x98;串行口控制寄存器

２１sfr SBUF = 0x99;串行口数据缓冲器

ＰＣ——程序计数器

8051CPU内部结构

1．运算器

包括一个可进行8位算术运算和逻辑运算的ALU单元，8位暂存器1、暂存器2、8位的累加器ACC，寄存器B和程序状态寄存器PSW 等。

ALU：可对数据进行加减乘除与或非异或以及位操作

ACC：累加器ACC，经常作为一个运算数经暂存器2进入ALU的一个输入端，与另一个进入暂存器l的运算数进行运算，运算结果又送回ACC。除此之外，ACC在8051内部经常作为数据传送的中转站，同一般微处理器一样，它是最繁忙的一个寄存器了。

PSW：程序状态字寄存器，8位，用于标志指令执行后的信息状态，相当于一般微处理器的标志寄存器。PSW中各位状态供程序查询和判别用。

B：8位寄存器，在乘、除运算时，B寄存器用来存放一个操作数；也用来存放运算后的一部分结果；若不作乘、除运算时，则可作为通用寄存器使用。

805l片内还有一个布尔处理器，它以PSw中的进位标志位C为其累加器，专门用于处理位操作：可执行置位、位清0、位取反、位等于1转移、位等于0转移、位等于l转移并清0以及进位标志位C与其他可位寻址的空间之间进行信息传送等位操作，也能使C与其他可

寻址位之间进行逻辑与、逻辑或操作，结果存放在进位标志位(位累加器)C中。

２控制器

主要包括定时和控制逻辑指令寄存器IR及指令译码器ID

程序计数器PC地址指针ＤＰＴＲ振荡器及定时电路

单片机是程序控制式计算机首先存程序存储器中取出指令发送到IR然后通过ID译码产生一系列符合定时要求的微操作信号控制单片机的各部分动作

控制信号引脚RST、ALE、PSEN和EA

RST／Vp。(9脚)：RST是复位信号输入端，高电平有效。当此输入端保持两个机器周期(24个时钟振荡周期)的高电平时，就可以完成复位操作。RST引脚的第二功能是Vp。，即备用电源的输入端

ALE／PROG(ADDRESS LATCH BNABLE／PRoGRAMMING，30脚)：地址锁存允许信号端。

当8051上电正常工作后，ALE引脚不断向外输出正脉冲信号，此频率为振荡器频率fosc 的l／6。因而ALE信号可以用作对外输出时钟或定时信号。如果你想看一下8051芯片的好坏，可用示波器查看ALE 端是否有脉冲信号输出，如有脉冲信号输出基本上是好的。ALE端的负载驱动能力为8个LS型TTL(低功耗甚高速TTL)。

此引脚的第二功能PROG是对片内带有4K EPROM的8751编程写

入(固化程序)时，作为编程脉冲输入端。

PSEN(PROGRAM STORE ENABLE，29脚)：程序存储允许输出信号端。在访问片外程序存储器时，此端定时输出负脉冲作为读片外存储器的选通信号。此引脚接EPROM的OE端，PSEN端有效，即允许读出EPROM／ROM中的指令码。CPU在从外部EPROM／ROM取指期间，PSEN信号在每个机器周期(12个时钟周期)中两次有效。不过，在访问片外RAM时，要少产生两次PSEN负脉冲信号。要检查一个8051／8031小系统上电后CPU能否正常到EPROM／ROM中读取指令码，也可用示波器看PSEN端有无脉冲输出，如有，说明基本上工作正常。

EA／VPP(ENABLE ADDRESS／VOI‘TAGE PULSE 0F PROGRAMMING，3l脚)：外部程序存储器地址允许输入端／固化编程电压输入端。

当EA引脚接高电平时，CPU只访问片内EPROM／ROM并执行内部程序存储器中的指令，但在PC的(程序计数器)值超过0FFFH(对8751／8051为4K)时，将自动转向执行片外程序存储器内的程序。当输入信号EA引脚接低电平(接地)时，CPU只访问外部EPROM／ROM并执行外部程序存储器中的指令，而不管是否有片内程序存储器。对于无片内ROM的8031或8032，须外扩EPROM，此时必须将EA引脚接地。如使用有片内ROM的805l，外扩EPROM也是可