89C51单片机硬件结构和原理.ppt

程序存储器资源分布
4. 数据存储器
片内、片外分开编址
如何区分0000-00FFH的地址空间是片内RAM还 是片外RAM？
片内RAM：
① 低128B片内RAM ② 高128B片内RAM
0000-007FH 0080-00FFH
SFR：特殊功能寄存器区
PSW位地址
数据存储器
FFFFH
CY AC F0 RS1 RS0 OV F1 P
2EH
77
76
2DH
6F
6E
2CH
67
66
2BH
5F
5E
2AH
57
56
29H
4F
4E
28H
47
46
1 1 第3区 1 0 第2区 0 1 第1区 0 0 第0区 RS1 RS0 寄存器区
18H~1FH 10H~17H 08H~0FH 00H~07H 片内RAM地址
工作寄存器区选择位RS0、RS1
(64K)
FFH (高128B) 80H
7FH (低128B) 00H
专用 寄存器
内部
RAM
0000H
外部
数据存储器
7FH
30H 2FH 7F 78
20H 07 00
1FH R7 3区 18H R0
17H R7 2区 10H R0
0FH R7 1区
08H R0
07H R7 00H R0
0区
数据缓冲区/堆栈区 可位寻址区
工作寄存器区
内部RAM存储器
RAM位寻址区位地址表
单元地址 MSB
2FH
7F
7E
Instruction Register
ID
Instruction Decoder
振荡器及时钟电路：提供片内时钟
2.2 89C51单片机的引脚及功能
MCS-51单片机信号引脚简介
P1. 0 P1.1 P1.2 P1.3 P1.4 P1.5 P1.6 P1.7
RST 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
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
第2章 89C51单片机硬件结构和原理
主要掌握
基本组成（内部资源） 引脚 存储器的配置 I/O口的应用功能
（以89C51（AT89C51、P89C51、STC89C51）为代 表讲解）
2.1 89C51单片机的基本组成
1. 89C51单片机结构框图
Flash ROM
89C51
bus
89C51
与ROM密切相关的两个引脚 EA 、 PSEN
当ROM容量不够时，尽量选择高容量存储器空间的单片机，如 89C52、89C54、89C58等，应避免外扩程序存储器，因为会增加 硬件负担。
程序存储器
FFFFH
(64K)
0FFFH (4K)
0000H
内部
EA=1
外部
EA=0 0000H
0FFFH (4K)
15 16
RAM
26 25
17
24
18
24
19
22
20
21
1
28
2
27
3
26
4
25
5
24
6 7
RAM
23 22
8 6264 21
9
20
10
19
11
18
12
17
13
16
14
15
64K
1
28
2
27
3
26
4
25
5
24
6 7
RAM
23 22
8 6264 21
9
20
10
19
11
18
12
17
13
16
14
15
256B（字节）
1
28
2
27
EPROM
3
26
4
25
5
24
6
23
7
22
8
21
9
20
10 2764 19
11
பைடு நூலகம்
18
12
17
13
16
14
15
1
28
2
27
EPROM
3
26
4
25
5
24
6
23
7
22
8
21
9
20
10 2764 19
11
18
12
17
13
16
14
15
64K
3. 程序存储器
通过16位PC寻址，最大可寻址64kB地址空间
1、电源线：VCC(+5V)、VSS(地) 2、振荡电路：XTAL1、XTAL2 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口线的第二功能
2.3 89C51单片机的存储器配置
1. 存储器结构
普林斯顿结构
✓ 一般微机采用的结构 ✓ ROM、RAM安排在同一个地址空间 ✓ 相同指令访问ROM、RAM
哈佛结构
✓ 89C51采用此结构 ✓ ROM和RAM占用不同的物理空间 ✓ 采用不同指令访问
2. 89C51 存储空间
物理结构
✓ ROM
片内、片外
✓ RAM
片内、片外
逻辑结构（从用户使用的角度看）
✓ ROM： MOVC
0000-FFFFH
✓ 片内RAM ：MOV
0000-00FFH
✓ 片外RAM： MOVX
0000-FFFFH
存 储 器
4K
1
40
2
39
3
38
4
37
5
36
6 7
片80内31
35 34
8 R8O75M1 33
9
32
10 11
8051
31 30
12
29
13 89C51 28
14 片内 27
0000H
程序存储器
中断入口地址
0FFFH
0FFEH ．．．
002BH
中断5
0023H
中断4
001BH
中断3
0013H
中断2
000BH
(PC)
0003H 0002H 0001H 0000H
中断1
8位
串行口中断
定时器1中断
外部中断1
定时器0中断
外部中断0 0000H是程序执行的起始单元, 在这三个单元存放一条 无条件转移指令
8位CPU
256字节RAM
4KB Flash ROM
4个8位I/O口
2个定时/计数器
5个中断源
1个全双工串行口
片内振荡器和时 钟产生电路（最 高允许振荡频率 为24MHz）
节电工作方式 （空闲、掉电）
3. 89C51 CPU功能介绍
单片机的核心
由运算器和控制器构成
运算器：进行算术运算、逻辑运算，由 ALU、A、B、PSW、暂存器组成。
控制器：包括PC、IR、ID、振荡器和时 钟电路
ALU Arithmetic Logic Unit
A B PSW
最忙碌的寄存器
多用于乘除运算
用于指示指令执行后的状态信息， 可供程序查询和判别用。
PC
Program Counter，下一条指令的 地址。改变PC的内容可以改变程序 运行方向。
IR