C单片机硬件结构和原理
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----- 程序计数器
14
② 堆栈指针SP
堆栈指针（Stack Pointer， SP）是指在片内RAM的l28B （52子系列为256B）空间中开 辟的堆栈区的栈顶地址，并随 时跟踪栈顶地址变化。
堆栈是按先进后出的原则存取 数据的，开机复位后，单片机 栈底地址为07H。
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----- 堆栈指针
CPU时序和复位电路。
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2
2.1 89C51单片机芯片内部结构及特点
2.1.1 89C51单片机的基本组成
外部时钟源
外部事件计数
振荡器和时序 OSC
程序存储器 4KB FLASH
ROM
数据存储器
2×16位
256B RAM/SFR 定时器/计数器
89C51 CPU
内中断 外中断
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64KB 总线 扩展控制器
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4
2.1.2 单片机的内部结构
一个8位CPU； 4 KB程序存储器； 256B通用数据存储器和特 殊功能寄存器； 4个8位并行口，其中P0、P2、 P3是复用口（P0和P2为地址/ 数据线，可寻址64 KB ROM和 64 KB RAM）； 一个可编程全双工串行口； 具有5个中断源，两个优先 级嵌套结构； 两个16位定时/计数器； 一个片内振荡器与时钟电路。
在控制信号的作用下， 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。
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----- 算术/逻辑部件
9
③ 程序状态字寄存器 PSW
----- 程序状态字寄存器
程序状态字寄存器PSW是一个8位寄存器，用来存放运算结果的 一些特征。
进 位 标 志 位
半 进 位 标 志 位
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16
---- 数据指针
④ 数据指针DPTR
由于8051系列单片机可以外接64KB的数据存储器和 I/O接口电路，故在单片机内设置了l6位的数据指针寄存 器（Data Pointer，DPTR）。
它可以对64KB的外部数据存储器和I/O进行寻址。 DPTR可分为高8位数据指针寄存器（DPH）和低8位数 据指针寄存器（DPL），地址分别为83H和82H。
15
---- 指令寄存与译码
③ 指令寄存器IR和指令译码器ID
指令寄存器和指令译码器（Instruction Register，IR） 的功能是对将要执行的指令进行存储和译码。
由PC中的内容制定Flash ROM地址，取出的指令经指令寄 存器后送指令译码器，由译码器对该指令进行译码。
即把指令变成所需的电平信号，CPU根据译码输出的电平 信号，使定时控制电路产生执行该指令所需的各种控制信号， 以便计算机能正确地执行指令所要求的操作。
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7
① 累加器A
累加器是一个8 位寄存器。在指 令系统中，累加 器在直接寻址时 的助记符为ACC。 除此之外全部用 助记符A表示。
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-----累加器
8
② 算术/Байду номын сангаас辑部件ALU
算术/逻辑部件ALU 是用于对数据进行算 术运算和逻辑操作的 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。
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----寄存器
12
2) 控制器
控制器是CPU的大 脑中枢，它包括：
定时控制逻辑 指令寄存器 数据指针（DPTR） 程序计数器（PC） 地址寄存器 地址缓冲器 堆栈指针（SP）
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-----控制器的组成
13
① 程序计数器PC
程序计数器（Program Counter，PC）用来存放下 一条要执行的指令的地址。 当按照PC所指的地址从存 储器中取出一条指令后， PC会自动加l，即指向下一 条指令。
标用 志户 位自
定 义
组工 选作 择寄 位存
器
溢 出 标 志 位
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奇 偶 校 验 标 志 位
10
-----片内四组工作寄存器的选择
RS1、RS0与片内工作寄存器组的对应关系
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11
④ B寄存器
在进行乘法、除 法运算时，B寄存 器作为ALU的输入 之一，与ACC配合 完成运算，并存 放运算结果。在 无乘除运算时， 它可作为内部RAM 的一个单元。
控制
可编程I/O 并行口
可编程全双工 串行口
串行通信
3 返回
8 位的 CPU， 片内有振荡器和时钟电路,工作频率为 24MHz 片内有 256字节 RAM 片内有 4K字节 程序存储器ROM 可寻址片外 64K字节 数据存储器RAM 可寻址片外 64K字节 程序存储器ROM 4个8位 的并行I/O口（PIO） 1个 全双工串行口（UART） 2个16位 定时器/计数器（TIMER/COUNTER） 5个中断源，两级中断优先级 1个布尔处理器和1个布尔累加器（Cy）
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----51单片机内部主要器件
5
1. 中央处理器（CPU）
单片机的核心部分是CPU，由运算 器、控制器和布尔（位）处理器组成。
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6
1) 运算器
-----运算器的组成
运算器是用于对数据进行算术运算和逻辑操作的执行部件， 以算术逻辑单元（ALU）为核心，包括累加器（ACC）、程序状 态字（PSW）、暂存器、B寄存器等部件。
单片机原理与接口技术
第2章 89C51单片机 硬件结构和原理
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1
本章教学要求
-------第2章 89C51单片机硬件结构和原理
1.熟悉89C51单片机CPU内部组成结构、各功能部件 的作用；
2.掌握89C51单片机引脚功能； 3.掌握存储器的组织结构。 4.掌握P0～P3并行I/O口结构及其特点，时钟电路、
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17
-----位处理器
⑤ 布尔（位）处理器 在8051单片机系统中，与字节处理器相对应，还
特别设置布尔（位）处理器。
Cy：进位标志位 位寻址寄存器 位寻址的并行I/O口 位操作指令系统：
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2. 存储器
89C51单片机片内有Flash ROM（程序存储器， 只读）和RAM（数据存贮器，可读写）两类。它们 各自有独立的存储地址空间。
读写时由指令进行区分。
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1) 程序存储器Flash ROM
89C51片内 有4KB的程序 存储器，地址 从0000H开始， 用于存放程序 数据或表格常 数。
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-----控制器的组成
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2) 数据存储器 RAM
89C51片内 有128B的程序 存储器，地址 从00H~7FH， 用于存放运算 的中间结果、 数据暂存和数 据缓冲等。
----- 程序计数器
14
② 堆栈指针SP
堆栈指针（Stack Pointer， SP）是指在片内RAM的l28B （52子系列为256B）空间中开 辟的堆栈区的栈顶地址，并随 时跟踪栈顶地址变化。
堆栈是按先进后出的原则存取 数据的，开机复位后，单片机 栈底地址为07H。
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----- 堆栈指针
CPU时序和复位电路。
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2.1 89C51单片机芯片内部结构及特点
2.1.1 89C51单片机的基本组成
外部时钟源
外部事件计数
振荡器和时序 OSC
程序存储器 4KB FLASH
ROM
数据存储器
2×16位
256B RAM/SFR 定时器/计数器
89C51 CPU
内中断 外中断
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64KB 总线 扩展控制器
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2.1.2 单片机的内部结构
一个8位CPU； 4 KB程序存储器； 256B通用数据存储器和特 殊功能寄存器； 4个8位并行口，其中P0、P2、 P3是复用口（P0和P2为地址/ 数据线，可寻址64 KB ROM和 64 KB RAM）； 一个可编程全双工串行口； 具有5个中断源，两个优先 级嵌套结构； 两个16位定时/计数器； 一个片内振荡器与时钟电路。
在控制信号的作用下， 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。
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----- 算术/逻辑部件
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③ 程序状态字寄存器 PSW
----- 程序状态字寄存器
程序状态字寄存器PSW是一个8位寄存器，用来存放运算结果的 一些特征。
进 位 标 志 位
半 进 位 标 志 位
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---- 数据指针
④ 数据指针DPTR
由于8051系列单片机可以外接64KB的数据存储器和 I/O接口电路，故在单片机内设置了l6位的数据指针寄存 器（Data Pointer，DPTR）。
它可以对64KB的外部数据存储器和I/O进行寻址。 DPTR可分为高8位数据指针寄存器（DPH）和低8位数 据指针寄存器（DPL），地址分别为83H和82H。
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---- 指令寄存与译码
③ 指令寄存器IR和指令译码器ID
指令寄存器和指令译码器（Instruction Register，IR） 的功能是对将要执行的指令进行存储和译码。
由PC中的内容制定Flash ROM地址，取出的指令经指令寄 存器后送指令译码器，由译码器对该指令进行译码。
即把指令变成所需的电平信号，CPU根据译码输出的电平 信号，使定时控制电路产生执行该指令所需的各种控制信号， 以便计算机能正确地执行指令所要求的操作。
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① 累加器A
累加器是一个8 位寄存器。在指 令系统中，累加 器在直接寻址时 的助记符为ACC。 除此之外全部用 助记符A表示。
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-----累加器
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② 算术/Байду номын сангаас辑部件ALU
算术/逻辑部件ALU 是用于对数据进行算 术运算和逻辑操作的 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。
18:54
----寄存器
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2) 控制器
控制器是CPU的大 脑中枢，它包括：
定时控制逻辑 指令寄存器 数据指针（DPTR） 程序计数器（PC） 地址寄存器 地址缓冲器 堆栈指针（SP）
18:54
-----控制器的组成
13
① 程序计数器PC
程序计数器（Program Counter，PC）用来存放下 一条要执行的指令的地址。 当按照PC所指的地址从存 储器中取出一条指令后， PC会自动加l，即指向下一 条指令。
标用 志户 位自
定 义
组工 选作 择寄 位存
器
溢 出 标 志 位
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奇 偶 校 验 标 志 位
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-----片内四组工作寄存器的选择
RS1、RS0与片内工作寄存器组的对应关系
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④ B寄存器
在进行乘法、除 法运算时，B寄存 器作为ALU的输入 之一，与ACC配合 完成运算，并存 放运算结果。在 无乘除运算时， 它可作为内部RAM 的一个单元。
控制
可编程I/O 并行口
可编程全双工 串行口
串行通信
3 返回
8 位的 CPU， 片内有振荡器和时钟电路,工作频率为 24MHz 片内有 256字节 RAM 片内有 4K字节 程序存储器ROM 可寻址片外 64K字节 数据存储器RAM 可寻址片外 64K字节 程序存储器ROM 4个8位 的并行I/O口（PIO） 1个 全双工串行口（UART） 2个16位 定时器/计数器（TIMER/COUNTER） 5个中断源，两级中断优先级 1个布尔处理器和1个布尔累加器（Cy）
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----51单片机内部主要器件
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1. 中央处理器（CPU）
单片机的核心部分是CPU，由运算 器、控制器和布尔（位）处理器组成。
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1) 运算器
-----运算器的组成
运算器是用于对数据进行算术运算和逻辑操作的执行部件， 以算术逻辑单元（ALU）为核心，包括累加器（ACC）、程序状 态字（PSW）、暂存器、B寄存器等部件。
单片机原理与接口技术
第2章 89C51单片机 硬件结构和原理
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本章教学要求
-------第2章 89C51单片机硬件结构和原理
1.熟悉89C51单片机CPU内部组成结构、各功能部件 的作用；
2.掌握89C51单片机引脚功能； 3.掌握存储器的组织结构。 4.掌握P0～P3并行I/O口结构及其特点，时钟电路、
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-----位处理器
⑤ 布尔（位）处理器 在8051单片机系统中，与字节处理器相对应，还
特别设置布尔（位）处理器。
Cy：进位标志位 位寻址寄存器 位寻址的并行I/O口 位操作指令系统：
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2. 存储器
89C51单片机片内有Flash ROM（程序存储器， 只读）和RAM（数据存贮器，可读写）两类。它们 各自有独立的存储地址空间。
读写时由指令进行区分。
18:54
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1) 程序存储器Flash ROM
89C51片内 有4KB的程序 存储器，地址 从0000H开始， 用于存放程序 数据或表格常 数。
18:54
-----控制器的组成
20
2) 数据存储器 RAM
89C51片内 有128B的程序 存储器，地址 从00H~7FH， 用于存放运算 的中间结果、 数据暂存和数 据缓冲等。