51单片机内部结构及寄存器一览

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51单片机的结构

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

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。

51单片机寄存器(个人整理)

51单片机寄存器(个人整理)

51单片机寄存器功能一览表fe51单片机的CPU中,有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存储空间中,地址空间为80H-FFH,在这片SF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OM,用来存放程序,有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)。

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):MCS-51单片机的特殊功能寄存器符号地址功能介绍BF0HB寄存器ACCE0H累加器PSWD0H程序状态字TH2*CDH定时器/计数器2(高8位)TL2*CCH定时器/计数器2(低8位)CAP2H*CBH外部输入(P1.1)计数器/自动再装入模式时初值寄存器高八位CAP2L*CAH外部输入(P1.1)计数器/自动再装入模式时初值寄存器低八位T2CON*C8HT2定时器/计数器控制寄存器IPB8H中断优先级控制寄存器P3B0HP3口锁存器IEA8H中断允许控制寄存器P2A0HP2口锁存器SBUF99H串行口锁存器SCON98H串行口控制寄存器P190HP1口锁存器TH18DH定时器/计数器1(高8位)TH08CH定时器/计数器1(低8位)TL18BH定时器/计数器0(高8位)TL08AH定时器/计数器0(低8位)TMOD89HT0、T1定时器/计数器方式控制寄存器TCON88HT0、T1定时器/计数器控制寄存器DPH83H数据地址指针(高8位)DPL82H数据地址指针(低8位)SP81H堆栈指针P080HP0口锁存器PCON87H电源控制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。

51单片机的基本结构

51单片机的基本结构

51单片机的基本结构51单片机是一种高性能、低功耗的微控制器,是嵌入式系统中常用的一种芯片。

它具有集成度高、易编程、可编程性强等特点,在各种电子设备中广泛应用,包括家电、工业控制、汽车电子、智能仪器等领域。

51单片机的基本结构主要包括CPU、存储器、输入输出端口、定时计数器和串口通信等部分。

1.CPU51单片机的CPU是其核心部分,负责执行指令、进行运算处理。

它通常采用哈佛结构,即指令和数据分开存储。

51单片机的CPU主要由ALU (算术逻辑单元)、寄存器组、指令寄存器、程序计数器等部分组成,能够完成基本的运算和控制功能。

2.存储器51单片机的存储器包括ROM(只读存储器)和RAM(随机存储器)。

ROM用于存储程序代码和常量数据,是只读的;RAM用于存储变量数据和临时结果,是可读写的。

在51单片机中,通常ROM用于存储程序代码和初始化数据,RAM用于存储运行时数据和临时结果。

3.输入输出端口51单片机的输入输出端口用于与外部设备进行数据交换。

它可以通过不同的接口与外部设备连接,比如并行口、串行口、通用输入输出口等。

通过输入输出端口,51单片机可以与外部设备进行数据传输和通信,实现各种功能。

4.定时计数器51单片机的定时计数器可以用于计时和计数,通常用于控制时序和频率。

在51单片机中,定时计数器可以生成各种定时中断,实现定时控制功能。

定时计数器可以根据需要设定不同的时钟源和计数模式,实现灵活的定时控制。

5.串口通信51单片机的串口通信功能可以用于与外部设备进行串行通信,比如与PC机、外围设备等进行数据传输。

串口通信包括串行口和UART(通用异步收发器),可以通过串行口进行双向数据传输。

串口通信在51单片机中广泛应用于各种通信设备和控制系统中。

总的来说,51单片机的基本结构包括CPU、存储器、输入输出端口、定时计数器和串口通信等部分,通过这些部分的组合和协作,可以实现各种功能和应用。

在实际应用中,设计人员可以根据需要对这些部分进行配置和扩展,实现更丰富的功能和性能要求。

51单片机基本结构详解

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。

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

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单片机内部结构

MCS-51单片机内部结构

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。

MCS-51单片机的内部存储器

MCS-51单片机的内部存储器
② AC(PSW.6)——辅助进位标志位。在加减运算中,当有低4 位 向 高 4 位 进 位 或 借 位 时 , AC 由 硬 件 置 位 , 否 则 AC 位 被 清 “0”。在进行十进制数运算时需要十进制调整,此时要用 到AC位状态进行判断。
③ F0(PSW.5)——用户标志位。这是一个由用户自定义的标 志位,用户根据需要用软件方法置位或复位。例如用它来控 制程序的转向。
4. 堆栈类型
向上生长型和向下生长型。MCS-51的堆栈是向上生长的。
5. 堆栈使用方法
① 调用子程序或中断时,返回地址(断点)自动进栈。程序返回时, 断点再自动弹回PC。
② 使用专用的堆栈操作指令,进行进出栈操作。保护现场(PUSH); 恢复现场(POP)。
1.4 内部程序存储器
MCS-51单片机的程序计数器PC为16位,因此可以寻址的 地址空间为64KB。8051和8751单片机内部有4KB字节 ROM/EPROM程序存储器(0000H~0FFFH),1000H~FFFFH是外 部扩展程序存储器地址空间。而8052单片机内部有8KB ROM程 序存储器,同样可以扩展到64KB。在64KB程序存储器中,有6 个地址单元具有特殊功能。
3. 堆栈指示器
堆栈共有两种操作:进栈和出栈。
但不论是数据进栈还是出栈,都是对堆栈的栈顶单元进行的, 即对堆栈栈顶单元的写和读操作。为了指示栈顶地址,所以 要设置堆栈指示器SP。SP的内容就是堆栈栈顶的存储单元地 址。
MCS-51单片机由于堆栈设在内部RAM上,因此SP是一个8位 寄存器。实际上SP就是专用寄存器的一员。系统复位后,SP 的内容为07H,但由于堆栈最好在内部RAM的30H~7FH单元中 开辟,所以在程序设计时,应注意把SP值初始化为30H。SP的 内容一旦确定,栈顶的位置就确定了。

51单片机存储器结构介绍

51单片机存储器结构介绍

51单片机存储器结构介绍单片机是一种微型电脑芯片,他能够实现数字信号的处理和控制。

而存储器是单片机的核心组成部分之一,用于存储程序指令和数据。

本文将介绍51单片机的存储器结构。

一、内部存储器1. 代码存储器(ROM)代码存储器是用来存放程序指令的地方,它通常具有只读的特点,因此称之为只读存储器(Read-Only Memory)。

在51单片机中,常见的ROM有EPROM、EEPROM和Flash。

其中,EPROM需要使用紫外线擦除后才能进行写入操作,而EEPROM和Flash则支持电子擦除和写入操作。

2. 数据存储器(RAM)数据存储器用于存储程序中的数据,可以进行读取和写入操作。

51单片机中的RAM分为内部RAM和外部RAM两种类型。

内部RAM 是静态随机存储器(SRAM),容量通常较小,但读取速度快。

而外部RAM则可以通过外部接口来扩展存储容量。

二、外部存储器除了内部存储器之外,51单片机还支持外部存储器的连接,以扩展存储容量。

1. 并行存储器并行存储器是指通过并行接口与单片机进行数据交换的存储器,常见的有静态随机存储器(SRAM)、动态随机存储器(DRAM)和闪存等。

并行存储器的访问速度较快,但通信线路和引脚较多,连接复杂。

2. 串行存储器串行存储器是通过串行接口与单片机进行数据交换的存储器,常见的有串行EEPROM和串行闪存等。

串行存储器相对于并行存储器来说,引脚和通信线路较少,连接较为简单,但访问速度相对较慢。

三、存储器扩展技术1. 存储器芯片选择在实际应用中,我们需要根据需求选择合适的存储器芯片。

不同的存储器芯片具有不同的特性,比如容量大小、访问速度、耗能情况等,需要根据具体需求进行选择。

2. 存储器接口设计单片机与存储器之间的通信需要通过特定的接口进行连接。

在设计存储器接口时,需要考虑接口的引脚数目、速度要求、稳定性等因素,并且保证接口与存储器芯片的电气特性匹配。

3. 存储器管理技术存储器管理是针对大容量存储器的一种管理方法,用于提高存储效率和数据存取速度。

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。

51单片机存储器结构介绍

51单片机存储器结构介绍

51单片机存储器结构介绍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单片机寄存器集(包括所有的寄存器位的详细介绍)

51单片机寄存器集(包括所有的寄存器位的详细介绍)

(1)SM0、SM1:串行口工作方式控制位。

SM0,SM1 工作方式00 方式0-波特率由振荡器频率所定:振荡器频率/1201 方式1-波特率由定时器T1或T2的溢出率和SMOD所定:2SMOD ×(T1溢出率)/3210 方式2-波特率由振荡器频率和SMOD所定:2SMOD ×振荡器频率/6411 方式3-波特率由定时器T1或T2的溢出率和SMOD所定:2SMOD ×(T1溢出率)/32(2)SM2:多机通信控制位。

< br> 多机通信是工作于方式2和方式3,SM2位主要用于方式2和方式3。

接收状态,当串行口工作于方式2或3,以及SM2=1时,只有当接收到第9位数据(RB8)为1时,才把接收到的前8位数据送入SBUF,且置位RI发出中断申请,否则会将接受到的数据放弃。

当SM2=0时,就不管第位数据是0还是1,都难得数据送入SBUF,并发出中断申请。

工作于方式0时,SM2必须为0。

(3)REN:允许接收位。

< br> REN用于控制数据接收的允许和禁止,REN=1时,允许接收,REN=0时,禁止接收。

(4)TB8:发送接收数据位8。

< br> 在方式2和方式3中,TB8是要发送的——即第9位数据位。

在多机通信中同样亦要传输这一位,并且它代表传输的地址还是数据,TB8=0为数据,TB8=1时为地址。

(5)RB8:接收数据位8。

在方式2和方式3中,RB8存放接收到的第9位数据,用以识别接收到的数据特征。

(6)TI:发送中断标志位。

可寻址标志位。

方式0时,发送完第8位数据后,由硬件置位,其它方式下,在发送或停止位之前由硬件置位,因此,TI=1表示帧发送结束,TI可由软件清“0”。

(7)RI:接收中断标志位。

可寻址标志位。

接收完第8位数据后,该位由硬件置位,在其他工作方式下,该位由硬件置位,RI=1表示帧接收完成。

11、PCON-----电源管理寄存器PCON主要是为CHMOS型单片机的电源控制而设置的专用寄存器,单元地址是87H,其结构格式如下:。

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。

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。

51系列单片机常用内部寄存器结构详细说明

51系列单片机常用内部寄存器结构详细说明

bit0 RI
PCON结构 PCON结构:电源控制寄存器 结构 位 bit7 bit6 bit5 bit4 bit3 bit2 bit1 bit0 位名称 SMOD GF1 GF0 PD IDL SMOD:SMOD是串行口波特率倍增位,若SMOD=0; 串口方式1,2,3时,波特率正常。若 SMOD=1,则串行口通信速率按设定速率翻倍. GF1,GF0:两个通用工作标志位,用户可以自由使用 PD:掉电模式设定位;PD=0单片机处于正常工作状态;PD=1 单片机进入掉电(Power Down)模式 ,可由外部中断或硬件复位模式唤醒,进入掉电模式后,外部晶振停振,CPU 、定时器、串行口全部停止工作,只有外部中断工作。 IDL:空闲模式设定位;IDL=0 单片机处于正常工作状态;IDL=1 单片机进入空闲(Idle)模式, 除CPU不工作外,其余仍继续工作,在空闲模式下可由任一个中断或硬件复位唤醒。
bit1 ET0
bit0 EX0
IP结构: IP结构:中断优先寄存器 结构 位 bit7 bit6 位名称 * *
bit5 *
bit4 PS
bit3 PT1
bit2 PX1
bit1 PT0
bit0 PX0
PS:串行IO中断优先级控制位,PS=1,高优先级;PS=0,低优先级; PT1:定时/计数器1优先级控制位,1为高俦优先级,0为低优先级; PX1:外中断1中断优先级控制位,1为高俦优先级,0为低优先级; PT0:定时/计数器0优先级控制位,1为高俦优先级,0为低优先级; PX0:外中断0中断优先级控制位,1为高俦优先级,0为低优先级; 默认中断响应的顺序:INT0>T0>INT1>T1>RI/TI
TCON结构 用于控制定时/计数器的启动和中断申请; 位控制定时器, TCON结构 : 用于控制定时/计数器的启动和中断申请;高4位控制定时器,低4位控制中断 机制位,可位寻址; 机制位,可位寻址; 位 bit7 bit6 bit5 bit4 bit3 bit2 bit1 bit0 位名称 TF1 TR1 TF0 TR0 IE1 IT1 IE0 IT0 TF0:分别是T0溢出标志位,中断响应后硬件自动清零,禁止中断时要软件清零. TF1:分别是T1溢出标志位,中断响应后硬件自动清零,禁止中断时要软件清零. TR0:分别是T0的运行控制位,为1时运行,为0时停止运行. TR1:分别是T1的运行控制位,为1时运行,为0时停止运行. IE0:分别是INT0的中断标志位,响应中断后硬件自动清零,不需要软件干预. IE1:分别是INT1的中断标志位,响应中断后硬件自动清零,不需要软件干预. IT0:分别描述了INT0的触发方式,0为电平触发,1为脉冲触发。 IT1:分别描述了INT1的触发方式,0为电平触发,1为脉冲触发。

51单片机的程序存储器和数据存储器

51单片机的程序存储器和数据存储器

一、51单片机的程序存储器结构1.内部结构单片机内部的程序存储器用于存储单片机工作时候的程序,单片机内部专门设置一个16位的程序计数器(PC),用于知识下一时刻单片机要执行的程序在ROM 空间中的地址位置,即可以存储64Kb空间大小。

程序存储器物理上可以分为片内程序存储器和片外存储器,不同单片机型号有不同的片内程序存储器空间大小。

例如8051单片机片内有4Kb的ROM,那当控制线取0时,PC访问的前4kb空间是片内的ROM;当控制线为0时候,PC访问的是片外的ROM。

2.程序存储器的7个特殊地址51单片机复位后,PC的内容是0000H,即为系统程序的启动地址。

51单片机内部有6个中断源,6个中断源介绍及地址如下所示:中断源之间只间隔8个存储单元,这是不足以存放中断程序的,所以这是中断入口地址,后续有中断服务函数。

二、51单片机的数据存储器数据存储器(RAM)存储单片机运行期间所需要的数据和临时生成的数据。

从物理上分为片内RAM和片外RAM(片外RAM是通过16位的地址总线访问,所以片外RAM也是64kb)。

1.片内数据存储器厂家根据不同的任务要求和需求定义不同的任务块,如下所示:工作寄存器组:一共有32个字节,也被称为通用寄存器,用于临时寄存8个信息,工作寄存器组分为4个组别,每组有R0-R7一共8个数据信息。

位寻址区:一共有16个字节,128位,该区域每一位可按照位于方式使用,这128位会重新分配工作地址。

一般RAM区域:用户编程可以使用的RAM,当然,前两个单元未使用的空间,用户也可以使用。

堆栈区和堆栈指针:先进后出、后入先出的原则进行管理的一段存储区域函数的调用就是一个堆栈操作,如下图所示:为实现堆栈“先入后出,后入先出”数据处理,51单片机内部设置了一个堆栈指针SP。

特殊功能寄存器:专用于控制、管理片内算术逻辑部件等功能模块工作,用户编程时可以直接给特殊功能寄存器设定值。

51单片机内部有包括PC在内19个特殊功能寄存器,如下所示:CPU专用寄存器:累加器A(E0H),寄存器B(F0H),程序状态寄存器PSW(D0H),堆栈寄存器SP(81H),数据指针DPTR(82H、83H)2.片外数据存储器51单片机内部RAM空间不够时候,就通过总线来扩展片外ram,最多可以扩展64KB.。

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51单片机内部结构及寄存器一览
在513、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。

有进、借位,CY=1;无进、借位,CY=0例:78H+97H(01111000+10010111)AC:辅助进、借位(高半字节与低半字节间的进、借位)。

例:57H+3AH(01010111+00111010)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通过修改PSW中的RS1、RS0两位的状态,就能任选一个工作寄存器区。

这个特点提高了MCS-51现场保护和现场恢复的速度。

对于提高CPU的工作效率和响应中断的速度是很有利的。

若在一个实际的应用系统中,不需要四组工作寄存器,那么这个区域中多余单元可以作为一般的数据缓冲器使用。

0V:溢出标志位运算结果按补码运算理解。

有溢出,OV=1;无溢出,OV=0。

什么是溢出我们后面的章节会讲到。

P:奇偶校验位它用来表示ALU运算结果中二进制数位“1”的个数的奇偶性。

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、DPTR(DPH、DPL)--------数据指针可以用它来访问外部数据存储器中的任一单元,如果不用,也可以作为通用寄存器来用,由我们自已决定如何使用。

分成DPL(低8位)和DPH(高8位)两个寄存器。

用来存放16位地址值,以便用间接寻址或变址寻址的方式对片外数据RAM或程序存储器作64K字节范围内的数据操作。

5、P0、P1、P2、P3--------输入输出口(I/O)寄存器这个我们已经知道,是四个并行输入/输出口(I/O)的寄存器。

它里面的内容对应着管脚的输出。

6、IE-----中断充许寄存器可按位寻址,地址:A8HEA (IE.7):EA=0时,所有中断禁止(即不产生中断);EA=1时,各中断的产生由个别的允许位决定- (IE.6):保留ET2(IE.5):定时2溢出中断允许(8052用)ES (IE.4):串行口中断允许(ES=1允许,ES=0禁止)ET1(IE.3):定时1中断允许EX1(IE.2):外中断INT1。

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