C的结构和原理.pptx

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1、（2）该系列生产工艺有两种：CHMOS是CMOS和HMOS的结合，既保持了HMOS高速度和高密度的特点，还具有CMOS的低功耗的特点。在在产产品品型型号号中中凡凡带带有有字字母母“C C”的的即即为为CHMOSCHMOS芯芯片片，CHMOS芯片的电平既与TTL电平兼容，又与CMOS电平兼容。一是一是HMOSHMOS工艺工艺（高密度短沟道MOS工艺）。二是二是CHMOSCHMOS工艺工艺（互补金属氧化物的HMOS工艺）。第1页/共79页（3）在功能上，该系列单片机有基本型和增强型两大类：增强型：增强型：8052/8752/803280C52/87C52/80C32基本型：基本型：8051/875

2、1/803180C51/87C51/80C31第2页/共79页（4）在片内程序存储器的配置上，该系列单片机有三种形式，即掩膜ROM、EPROM和ROMLess(无片内程序存储器)。如：80C5180C51有4K4K字节的掩膜ROMROM；87C5187C51有4K4K字节的EPROM EPROM；80C3180C31在芯片内无程序存储器。第3页/共79页 Intel的：80C31、80C51、87C51，80C32、80C52、87C52等；ATMEL的：89C51、89C52、89C2051等；Philips、华邦、Dallas、Siemens(Infineon)等公司的许多产品。80C51

3、是MCS-51系列中CHMOS工艺的一个典型品种；其其它它厂厂商商以以80518051为为基基核核开开发发出出的的CMOSCMOS工工艺艺单单片片机机产产品品统统称为称为80C5180C51系列。系列。当前常用的80C51系列单片机主要产品有：第4页/共79页3 3.1.3 80C511.3 80C51的基本结构与应用模式的基本结构与应用模式一、一、80C5180C51的基本结构的基本结构第5页/共79页二、二、80C5180C51的应用模式的应用模式按总线结构可分为按总线结构可分为总线型总线型和和非总线型非总线型。如我们常。如我们常常见到的常见到的89C5189C51单片机就是总线结构单片机

4、就是总线结构，89C5189C51单片单片机内部有数据总线，地址总线，还有控制总线机内部有数据总线，地址总线，还有控制总线（WRWR，RDRD，EAEA，ALEALE等）。等）。2020引脚的引脚的89S205189S2051单片单片机，就是一种非总线型的。其外部的引脚很少，机，就是一种非总线型的。其外部的引脚很少，可使成本降低。可使成本降低。第6页/共79页1 1、总线型单片机的总线应用模式总线型单片机的总线应用模式 利用单片机除电源、晶振输入引脚和利用单片机除电源、晶振输入引脚和P1口的口的引脚外的其余引脚可以方便地将单片机配置成典引脚外的其余引脚可以方便地将单片机配置成典型的三总线结构，

5、这种总线型应用在扩展外围器型的三总线结构，这种总线型应用在扩展外围器件比较多时接线会比较复杂，系统的可靠性会降件比较多时接线会比较复杂，系统的可靠性会降低。因此，在设计系统时，应尽量减少扩展器件低。因此，在设计系统时，应尽量减少扩展器件的数量。的数量。第7页/共79页2、总线型单片机的非总线应用模式总线型单片机的非总线应用模式 总线型单片机也可以采用非总线应用的总线型单片机也可以采用非总线应用的“多多I/O”模式，该模式非常适用于大量模式，该模式非常适用于大量I/O口口需求的应用系统。需求的应用系统。非总线型单片机应用模式非总线型单片机应用模式 非总线型单片机已经将用于外部总线扩展用的I/O口

6、线和控制功能线去掉，从而使单片机的引脚数减少、体积减小。对于不需进行并行外围扩展，装置的体积要求苛刻且程序量不大的系统极其适合。非总线型单片机典型产品如：AT89S2051/AT89S4051。第8页/共79页总线型应用的总线型应用的“三总线三总线”模式模式 非总线型应用的非总线型应用的“多多I/OI/O”模式模式 74LS373OEGALE89C51D7:D0Q7:Q0PSENEAP2P0ABDBCBWRRD89C51P2P0P3P18+5V888P3.0 P3.5含第二功能第9页/共79页3 3.2 80C512 80C51典型产品资源配置与引脚典型产品资源配置与引脚3 3.2.1 80C

7、512.1 80C51典型产品资源配置（1）增强型与基本型在以下几点不同：片内片内ROMROM字节数：从字节数：从4K4K增加到增加到8K8K；片内片内RAMRAM字节数：从字节数：从128128增加到增加到256256；定时定时/计数器从计数器从2 2个增加到个增加到3 3个个；中断源由中断源由5 5个增加到个增加到6 6个个。第10页/共79页分类分类芯片型号芯片型号存储器类型用数存储器类型用数片内其他功能单元数量片内其他功能单元数量ROMROMRAMRAM并口并口串口串口定时定时/计数计数器器中断中断源源总总线线型型基基本本型型80C3180C31无无128B128B4 4个个1 1个个

8、2 2个个5 5个个80C5180C514KB4KB掩模掩模128B128B4 4个个1 1个个2 2个个5 5个个87C5187C514KB4KB128B128B4 4个个1 1个个2 2个个5 5个个89C5189C514KB Flash4KB Flash128B128B4 4个个1 1个个2 2个个5 5个个增增强强型型80C3280C32无无256B256B4 4个个1 1个个3 3个个6 6个个80C5280C528KB8KB掩模掩模256B256B4 4个个1 1个个3 3个个6 6个个87C5287C528KB8KB256B256B4 4个个1 1个个3 3个个6 6个个89S5

9、289S528KB Flash8KB Flash256B256B4 4个个1 1个个3 3个个6 6个个非总线型非总线型89S205189S20512KB Flash2KB Flash128B128B2 2个个1 1个个2 2个个5 5个个89S405189S40514KB Flash4KB Flash256B256B2 2个个1 1个个2 2个个5 5个个第11页/共79页（2）片内ROM的配置形式：无无ROM（即（即ROMLess）型，应用时要在片外扩展程）型，应用时要在片外扩展程序存储器；序存储器；掩膜掩膜ROM（即MaskROM）型，用户程序由芯片生产厂写入；EPROM型，用户程序通过

10、写入装置写入，通过紫外线照射擦除；FlashROM型，用户程序可以电写入或擦除（当前常用方式）。还有OTPROM型（一次性编程写入ROM）产品，具有较高的环境适应性和可靠性。第12页/共79页 第13页/共79页1.1.电源引脚电源引脚VccVcc和和Vss Vss Vcc：5V。Vss：接地端。：接地端。通常在通常在Vcc和和Vss引脚之间接引脚之间接0.1高频滤波电容。高频滤波电容。2.2.时钟电路引脚时钟电路引脚XTAL1XTAL1和和XTAL2 XTAL2 XTAL1：接外部晶振和微调电容的一端，在片内：接外部晶振和微调电容的一端，在片内它是振荡器倒相放大器的输入，它是振荡器倒相放大器

11、的输入，若使用外部若使用外部TTL时钟时，该引脚必须接地。时钟时，该引脚必须接地。XTAL2：接外部晶振和微调电容的另一端，在片：接外部晶振和微调电容的另一端，在片内它是振荡器倒相放大器的输出，内它是振荡器倒相放大器的输出，若使用外部若使用外部TTL时钟时，该引脚为外部时钟的输入端。时钟时，该引脚为外部时钟的输入端。第14页/共79页3.3.地址锁存允许地址锁存允许ALE ALE 在系统扩展时，ALE用于控制地址锁存器锁存P0口输出的低8位地址，从而实现数据与低位地址的复用。当单片机上电正常工作后，ALE端就周期性地以时钟频率的1/6的固定频率向外输出正脉冲信号，ALE的负载能力为8个LSTT

12、L器件。4.4.外部程序存储器读选通信号外部程序存储器读选通信号PSENPSENPSEN是读外部程序存储器的选通信号，低电平有效。CPU从外部存储器取指令时，它在每个机器周期中两次有效。第15页/共79页5.5.程序存储器地址允许输入端程序存储器地址允许输入端EA/VPPEA/VPP当当EAEA为高电平时，为高电平时，CPUCPU执行片内程序存储器指令，执行片内程序存储器指令，但当但当PCPC中的值超过中的值超过0FFFH0FFFH时，将自动转向执行片外时，将自动转向执行片外程序存储器指令。程序存储器指令。当当EAEA为低电平时，为低电平时，CPUCPU只执行片只执行片外程序存储器指令。外程序

13、存储器指令。对于对于8031，EA必须接低电平。必须接低电平。6.6.复位信号复位信号RSTRST 该信号高电平有效，在输入端保持该信号高电平有效，在输入端保持两个机器周期两个机器周期的高电平后，就可以完成复位操作。此外，的高电平后，就可以完成复位操作。此外，该引该引脚还有掉电保护功能，脚还有掉电保护功能，若在该端接若在该端接5V备用电源，备用电源，在使用中若在使用中若Vcccc掉电，可保护片内掉电，可保护片内RAM中信息不中信息不丢失。丢失。第16页/共79页7.7.输入输入/输出口引脚输出口引脚P0P0、P1P1、P2P2和和P3 P3 P0口（P0.0P0.7）：该端口为漏极开路的8位准

14、双向口，负载能力为8高LSTTL负载，它为8 8位地址线和位地址线和8 8位数据线的复用端口。位数据线的复用端口。P1口（P1.0P1.7）：它是一个内部带上拉电阻的8位准双向I/O口，P1口的驱动能力为4个LSTTL负载。P2口（P2.0P2.7）：它为一个内部带上拉电阻的8位准双向I/O口，P2口的驱动能力也为4个LSTTL负载。在访问外部程序存储器时，它作存储器的高在访问外部程序存储器时，它作存储器的高8 8位位地址线。地址线。P3口（P3.0P3.7）：P3口同样是内部带上拉电阻的8位准双向I/O口，P3口除了作为一般的I/O口使用之外，其还具有特殊功能。第17页/共79页3 3.3

15、3 80C51系列单片机的结构系列单片机的结构 单片机逻辑结构单片机逻辑结构第18页/共79页 单片机内部主要包含下列几个部件：单片机内部主要包含下列几个部件：一个8位CPU；一个时钟电路；4KB程序存储器；128B数据存储器；两个16位定时/计数器；64KB扩展总线控制电路；四个8位并行I/O端口；一个可编程串行接口；五个中断源，其中包括两个优先级嵌套中断。第19页/共79页 单片机内部结构单片机内部结构 第20页/共79页1.CPU1.CPU 由由运算器运算器和和控制器控制器两部分电路组成，完成各两部分电路组成，完成各种运算和控制操作。种运算和控制操作。（1）运算器电路）运算器电路 包括：

16、包括：ALUALU（算术逻辑单元）、（算术逻辑单元）、ACCACC（累加器）（累加器）、B B寄存器、状态寄存器、暂存器寄存器、状态寄存器、暂存器1 1和暂存器和暂存器2 2等部等部件。件。功能：完成功能：完成算术运算和逻辑运算算术运算和逻辑运算，运算结果，运算结果的状态由的状态由状态寄存器状态寄存器保存。保存。第21页/共79页（2 2）控制器电路）控制器电路 包括：程序计数器程序计数器PCPC、PCPC加加1 1寄存器、指令寄存器、指令寄存器、指令译码器、数据指针寄存器、指令译码器、数据指针DPTRDPTR、堆栈指针、堆栈指针SPSP、缓冲器以及定时与控制电路、缓冲器以及定时与控制电路等。

17、功能：完成指挥控制工作，协调单片机各部完成指挥控制工作，协调单片机各部分正常工作。分正常工作。第22页/共79页程序计数器程序计数器PCPC（1616位）位）用来存放即将要执行的指令用来存放即将要执行的指令地址，地址，它可以完成64K的外部存储器寻址，执行指令时，PC内容的高8位经P2口输出，低8位经P0口输出。数据指针数据指针DPTRDPTR为为1616位数据指针位数据指针，它可以对64K的外部数据存储器和I/O口进行寻址，它的低8位为DPL（地址82H），高8位为DPH（地址为83H）。堆栈指针堆栈指针SP(8SP(8位位)在片内RAM（128字节）中开辟栈区，并随时跟踪栈顶地址，它按先进

18、后出先进后出的原则存取数据，上电复位后，SP指向07H。第23页/共79页2.2.定时器定时器/计数器计数器 用于定时控制、延时以及对外部事件的计数和用于定时控制、延时以及对外部事件的计数和检测等。检测等。3.3.存储器存储器 包括数据存储器和程序存储器，包括数据存储器和程序存储器，二者寻址空间二者寻址空间是相互独立的。是相互独立的。对对80C51系列（系列（8031除外）而言，有除外）而言，有4个物理上个物理上相互独立的存储器空间：即相互独立的存储器空间：即内、外程序存储器和内、内、外程序存储器和内、外数据存储器。外数据存储器。对于对于80C51其芯片中共有其芯片中共有256个个RAM单元，

19、其中后单元，其中后128个单元被专用寄存器占用，个单元被专用寄存器占用，只有前只有前128个单元供用户使用。个单元供用户使用。第24页/共79页4.4.并行并行I/OI/O口口 有4个8位的I/O口，每一条I/O线都能独立地用作输入或输出。P0口为三态双向口，能带8个TTL门电路，P1、P2和P3口为准双向口，负载能力为4个TTL门电路。5.5.串行串行I/OI/O口口 有一个采用通用异步工作方式的全双工串行通信接口，可以同时发送和接收数据。它具有两个相互独立的接收、发送数据缓冲器，两个缓冲器共用一个地址（99H）。第25页/共79页6.6.中断控制系统中断控制系统 有有5个中断源，即外中断个

20、中断源，即外中断2个，定时个，定时/计数中断计数中断2个，串行中断个，串行中断1个，个，2 2个中断优先级。个中断优先级。7.7.时钟电路时钟电路 内部有时钟电路，但晶体振荡器和微调电容内部有时钟电路，但晶体振荡器和微调电容必须外接，振荡器的频率范围为必须外接，振荡器的频率范围为1.2MHz12MHz，典型取值为，典型取值为6MHz。8.8.总线总线 以上所有组成部分都是通过总线连接起来，从以上所有组成部分都是通过总线连接起来，从而构成一个完整的单片机。而构成一个完整的单片机。系统的地址信号、数系统的地址信号、数据信号和控制信号都是通过总线传送的，据信号和控制信号都是通过总线传送的，总线结总线

21、结构减少了单片机的连线和引脚，提高了集成度和构减少了单片机的连线和引脚，提高了集成度和可靠性。可靠性。第26页/共79页3.4 80C513.4 80C51内部数据存储器（内部内部数据存储器（内部RAM）存储器是储存二进制信息的数字电路器件。存储器是储存二进制信息的数字电路器件。微型机的存储器包括微型机的存储器包括主存储器主存储器和和外存储器外存储器。外存储器外存储器（外存）主要指各种大容量的磁盘（外存）主要指各种大容量的磁盘存储器、光盘存储器等。存储器、光盘存储器等。主存储器主存储器（内存）是指能与（内存）是指能与CPU直接进行数直接进行数据交换的半导体存储器。据交换的半导体存储器。半导体存

22、储器具有存取速度快、集成度高、半导体存储器具有存取速度快、集成度高、体积小、可靠性高、成本低等优点。体积小、可靠性高、成本低等优点。单片机是微单片机是微型机的一种，它的主存储器也采用半导体存储器。型机的一种，它的主存储器也采用半导体存储器。、存储器概述第27页/共79页1.1.半导体存储器的一些基本概念半导体存储器的一些基本概念位位 ：信息的基本单位是位（信息的基本单位是位（Bit或或b），表示一个二），表示一个二进制信息进制信息“1”或或“0”。在存储器中，位信息是由。在存储器中，位信息是由具有记忆功能的半导体电路实现的，例如用触发器具有记忆功能的半导体电路实现的，例如用触发器记忆一位信息。

23、记忆一位信息。字节：字节：在微型机中信息大多是以字节（在微型机中信息大多是以字节（Byte或或B）形式存放的，形式存放的，一个字节由一个字节由8个位信息组成个位信息组成（1 Byte=8 Bit），通常称作一个存储单元。），通常称作一个存储单元。存储容量：存储容量：存储器芯片的存储容量是指一块芯片中存储器芯片的存储容量是指一块芯片中所能存储的信息位数，所能存储的信息位数，例如例如8K8位的芯片，存储体位的芯片，存储体的存储容量则是指由多块存储器芯片组成的存储体的存储容量则是指由多块存储器芯片组成的存储体所能存储的信息量，一般以字节的数量表示。所能存储的信息量，一般以字节的数量表示。第28页/共

24、79页地址：地址表示存储单元所处的物理空间的位置，用一组二进制代码表示。地址相当于存储单元的“单元编号”，CPU可以通过地址码访问某一存储单元，一个存储单元对应一个地址码。存取周期：是指存储器存放或取出一次数据所需是指存储器存放或取出一次数据所需的时间。的时间。存储容量和存取周期是存储器的两项重要性能指标。第29页/共79页、80C5180C51的内部数据存储器的内部数据存储器 内部内部RAM有有256个单元，通常在空间上分为两个单元，通常在空间上分为两个区；低个区；低128个单元（个单元（00H7FH）的内部数据）的内部数据RAM块和高块和高128个单元（个单元（80H0FFH）的专用寄存）

25、的专用寄存器器SFR块。块。1、内部、内部RAM低低128单元单元 低低128个单元是真正的内部数据个单元是真正的内部数据RAM区，是一区，是一个多功能复用性数据存储器，其按用途可分为三个多功能复用性数据存储器，其按用途可分为三个区域。个区域。第30页/共79页 内部数据内部数据RAMRAM区区第31页/共79页 工作寄存器区（工作寄存器区（00H1FH）：）：也称为通用寄存也称为通用寄存器，共有器，共有4组寄存器，每组由组寄存器，每组由8个寄存单元组成，每个寄存单元组成，每个单元个单元8 位，各组均以位，各组均以R0R7作寄存器编号，共作寄存器编号，共32个单元。个单元。在任一时刻，在任一时

26、刻，CPU只能使用其中一组通用寄存只能使用其中一组通用寄存器，称为当前通用寄存器组，器，称为当前通用寄存器组，具体可由具体可由PSW中中RS1，RS0位的状态组合来确定。位的状态组合来确定。位寻址区（位寻址区（20H2FH）：）：内部内部RAM的的20H2FH，共，共16个单元，计个单元，计168=128位，位地址位，位地址为为00H7FH。位寻址区既可作为一般的。位寻址区既可作为一般的RAM区进区进行字节操作，也可对单元的每一位进行位操作，因行字节操作，也可对单元的每一位进行位操作，因此称为位寻址区。此称为位寻址区。第32页/共79页 内部数据内部数据RAMRAM图图第33页/共79页位寻址

27、区的位地址位寻址区的位地址单元地址MSBMSB位地址LSBLSB 2FH2FH7FH7FH7EH7EH7DH7DH7CH7CH7BH7BH7AH7AH79H79H78H78H 2EH2EH77H77H76H76H75H75H74H74H73H73H72H72H71H71H70H70H 2DH2DH6FH6FH6EH6EH6DH6DH6CH6CH6BH6BH6AH6AH69H69H68H68H 2CH2CH67H67H66H66H65H65H64H64H63H63H62H62H61H61H60H60H 2BH2BH5FH5FH5EH5EH5DH5DH5CH5CH5BH5BH5AH5AH59H59

28、H58H58H 2AH2AH57H57H56H56H55H55H54H54H53H53H52H52H51H51H50H50H 29H29H4FH4FH4EH4EH4DH4DH4CH4CH4BH4BH4AH4AH49H49H48H48H 28H28H47H47H46H46H45H45H44H44H43H43H42H42H41H41H40H40H 27H27H3FH3FH3EH3EH3DH3DH3CH3CH3BH3BH3AH3AH39H39H38H38H 26H26H37H37H36H36H35H35H34H34H33H33H32H32H31H31H30H30H 25H25H2FH2FH2EH2E

29、H2DH2DH2CH2CH2BH2BH2AH2AH29H29H28H28H 24H24H27H27H26H26H25H25H24H24H23H23H22H22H21H21H20H20H 23H23H1FH1FH1EH1EH1DH1DH1CH1CH1BH1BH1AH1AH19H19H18H18H 22H22H17H17H16H16H15H15H14H14H13H13H12H12H11H11H10H10H 21H21H0FH0FH0EH0EH0DH0DH0CH0CH0BH0BH0AH0AH09H09H08H08H 20H20H07H07H06H06H05H05H04H04H03H03H02H02H

30、01H01H00H00H第34页/共79页 用户用户RAM区（区（30H7FH）：所剩）：所剩80个单元即为用户个单元即为用户RAM区，单元区，单元地址为地址为30H7FH。对内部对内部RAMRAM低低128128单元的使用作几点说明：单元的使用作几点说明：（1 1）80C5180C51的内部的内部RAM 00H7FH单元可采用单元可采用直接寻址直接寻址或或间接寻址方间接寻址方式式实现数据传送。实现数据传送。（2）内部内部RAM 20H2FH单元的位地址空间可实现位操作。单元的位地址空间可实现位操作。（3）当前工作寄存器组可通过软件对）当前工作寄存器组可通过软件对PSW中的中的RS1、RS0位

31、的状态位的状态设置来选择。设置来选择。（4）80C51的堆栈是自由堆栈，单片机复位后，的堆栈是自由堆栈，单片机复位后，堆栈底为堆栈底为07H，在程在程序运行中可任意设置堆栈。堆栈设置通过对序运行中可任意设置堆栈。堆栈设置通过对SP的操作实现的操作实现。一般程序的开头总有这么一条设置堆栈指针的指令，因为开机时，一般程序的开头总有这么一条设置堆栈指针的指令，因为开机时，SP的初始值为的初始值为 07H，这样就使堆栈从，这样就使堆栈从08H单元开始往后，而单元开始往后，而08H到到1FH这个这个区域正是区域正是8031的第二、三、四工作寄存器区，经常要被使用，这会造成的第二、三、四工作寄存器区，经常

32、要被使用，这会造成数据的浑乱。数据的浑乱。比如可以将比如可以将SPSP设为设为30H30H第35页/共79页 2.内部RAM高128单元 供专用寄存器使用的，因此称之为专用寄存器区（也称为特殊功能寄存器区，SFR区），单元地址为80H0FFH。80C51共有22个专用寄存器，其中程序计数器PC在物理上是独立的，没有地址，故不可寻址，它不属于内部RAM的SFR区。其余的其余的2121个专用寄存器都属个专用寄存器都属于内部于内部RAMRAM的的SFRSFR区，是可寻址的，它们的单元地址离区，是可寻址的，它们的单元地址离散地分布于散地分布于80H80H0FFH0FFH。第36页/共79页专用寄存器

33、程序计数器程序计数器 PC：PC是一个是一个16位计数器位计数器，其，其内容为单片机将要执行的指令机器码所在存储单元内容为单片机将要执行的指令机器码所在存储单元的地址的地址。PCPC具有自动加具有自动加1 1的功能，的功能，PCPC是不可寻址的，是不可寻址的，用户无法对它直接进行读写操作，用户无法对它直接进行读写操作，但可以通过转移、但可以通过转移、调用、返回等指令改变其内容，以实现程序的转移。调用、返回等指令改变其内容，以实现程序的转移。累加器累加器ACCACC：8位寄存器位寄存器，它既可存放操作数，它既可存放操作数，又可存放运算的中间结果，制约了单片机工作效率又可存放运算的中间结果，制约了

34、单片机工作效率的提高，的提高，现在已经有些单片机用寄存器阵列来代替现在已经有些单片机用寄存器阵列来代替累加器累加器ACCACC。第37页/共79页寄存器寄存器B：8位寄存器，主要用于乘、除运算。位寄存器，主要用于乘、除运算。存放乘数或积的高存放乘数或积的高8位；位；存放除数或余数。存放除数或余数。寄存器寄存器B也可作为一般的寄存器用。也可作为一般的寄存器用。程序状态字程序状态字PSWPSW：是是8位寄存器，用于指示位寄存器，用于指示程序运行程序运行状态信息状态信息。其中有些位是根据程序执行结果由硬件其中有些位是根据程序执行结果由硬件自动设置的，而有些位可由用户通过指令方法设定。自动设置的，而有

35、些位可由用户通过指令方法设定。位序位序D D7 7D D6 6D D5 5D D4 4D D3 3D D2 2D D1 1D D0 0位标志位标志CYCYACACF0F0RS1RS1RS0RS0OVOV P P第38页/共79页CY进（借）位标志位。进（借）位标志位。AC辅助进（借）位标志位。辅助进（借）位标志位。F0：用户标志位。：用户标志位。OV：溢出标志位。：溢出标志位。在在带符号数（补码数）的加减运算带符号数（补码数）的加减运算中，中，OV=1表示加减表示加减运算的结果超出了累加器运算的结果超出了累加器A的八位符号数表示范围（的八位符号数表示范围（128+127），），产生溢出，因此运

36、算结果是错误的。产生溢出，因此运算结果是错误的。乘法时乘法时，OV=1，表示结果大于，表示结果大于255。除法时除法时，OV=1，表示除数为，表示除数为0。RS1，RS0：寄存器组选择位。：寄存器组选择位。RS1RS0寄存器组R0-R7R0-R7地址0 00 0组00007H01组1080FH10组21017H11组3181FH第39页/共79页P：奇偶标志位。表示累加器A中数的奇偶性，在每个指令周期每个指令周期由硬件根据A的内容的奇偶性对P自动置位或复位。P=1，表示A中内容有奇数个1。数据指针DPTR：16位寄存器，它是80C51中唯一的一个唯一的一个1616位寄存器位寄存器。既可按16位

37、寄存器使用，也可作为两个8位寄存器分开使用。DPH 为高八位寄存器，DPL 为低八位寄存器。DPTR通常在访问外部数据存储器时作为地址指针使用。第40页/共79页堆栈指针堆栈指针SPSP：SPSP为为8位寄存器，用于指示位寄存器，用于指示栈顶栈顶单元地址。单元地址。所谓堆栈是一种数据结构，它是只允许在其一所谓堆栈是一种数据结构，它是只允许在其一端进行数据删除和数据插入操作的线性表。端进行数据删除和数据插入操作的线性表。数据写入堆栈叫数据写入堆栈叫入栈入栈（PUSH）数据读出堆栈叫数据读出堆栈叫出栈出栈（POP）。）。堆栈的最大特点是堆栈的最大特点是“后进先出后进先出”的数据操作的数据操作原则。

38、原则。（1）堆栈的功用：）堆栈的功用：保护断点和保护现场。保护断点和保护现场。（2）堆栈的设置：当系统复位时，）堆栈的设置：当系统复位时，SP的内容为的内容为07H，但为防止数据冲突现象发生，堆栈最好设但为防止数据冲突现象发生，堆栈最好设置在内部置在内部RAM的的30H-7FH单元之间，单元之间，。第41页/共79页堆栈类型：有堆栈类型：有向上生长型向上生长型和和向下生长型向下生长型，80C51系列单片机的堆栈是向上生长型的。系列单片机的堆栈是向上生长型的。操作规程是：操作规程是：进栈进栈操作，操作，先将先将SPSP加加1 1，后写入数据。，后写入数据。出栈出栈操作，操作，先读出数据，后将先读

39、出数据，后将SPSP减减1 1。+1第42页/共79页（3 3）堆栈使用方式）堆栈使用方式有有2 2种：种：一种是一种是自动方式自动方式，在调用子程序或中断时，在调用子程序或中断时，返回地址自动进栈。程序返回时，断点再自动弹返回地址自动进栈。程序返回时，断点再自动弹回回PCPC。这种方式无需用户操作这种方式无需用户操作。另一种是另一种是指令方式指令方式。进栈指令是进栈指令是PUSHPUSH，出栈指，出栈指令是令是POPPOP，例如现场保护是进栈操作，现场恢复是例如现场保护是进栈操作，现场恢复是出栈操作。出栈操作。第43页/共79页PCON：电源控制及波特率选择控制寄存器电源控制及波特率选择控制

40、寄存器为为8位寄存器，主要用于控制单片机工作于低位寄存器，主要用于控制单片机工作于低功耗方式。功耗方式。80C51系列单片机的低功耗方式有系列单片机的低功耗方式有待待机方式机方式和和掉电保护掉电保护方式两种。方式两种。PCON寄存器不可寄存器不可位寻址，只能字节寻址。位寻址，只能字节寻址。位 序D7D7D6D6D5D5D4D4D3D3D2D2D1D1D0D0位符号SMODSMOD GF1GF1GF0GF0PDPDIDLIDLSMOD：波特率倍增位，在串行通信中使用。GF0，GF1：通用标志位，供用户使用。PD：掉电保护位，（PD）=1，进入掉电保护方式。IDL：待机方式位，（IDL）=1，进入

41、待机方式。第44页/共79页（1）待机方式待机方式：用指令使PCON寄存器的IDL位置1，则80C51进入待机方式。时钟电路仍然运行，并向时钟电路仍然运行，并向中断系统、中断系统、I/OI/O接口和定时接口和定时/计数器提供时钟，但不向计数器提供时钟，但不向CPUCPU提供时钟，提供时钟，所以所以CPUCPU不能工作不能工作。在待机方式下，中。在待机方式下，中断仍有效，断仍有效，可采取中断方法退出待机方式。在单片机响应中断时，IDL位被硬件自动清“0”。（2）掉电保护方式掉电保护方式单片机一切工作停止，只有内部单片机一切工作停止，只有内部RAMRAM单元的内容被保存。单元的内容被保存。第45页

42、/共79页并行并行I/OI/O端口端口P0P0P3P3 专用寄存器专用寄存器P0 P3分别是并行分别是并行I/O口口P0P3中中的数据锁存器。在的数据锁存器。在80C51系列单片机中，系列单片机中，没有专门没有专门的的I/O口操作指令，而采用统一的口操作指令，而采用统一的MOV指令操作，指令操作，把把I/O口当作一般的专用寄存器使用。口当作一般的专用寄存器使用。串行数据缓冲器串行数据缓冲器SBUF：是串行口的一个专用寄是串行口的一个专用寄存器，存器，由一个发送缓冲器和一个接收缓冲器组成。由一个发送缓冲器和一个接收缓冲器组成。两个缓冲器在物理上独立，但共用一个地址两个缓冲器在物理上独立，但共用一

43、个地址（99H99H）。SBUFSBUF是用来存放要发送的或已接收的数是用来存放要发送的或已接收的数据。据。第46页/共79页定时器/计数器的专用寄存器：有2个16位的定时器/计数器T0和T1，它们各由改为：两个独立的8位计数器组成，T0由专用寄存器TH0、TL0组成，T1由专用寄存器TH1、TL1组成控制类的专用寄存器：IE、IP、TMOD、TCON、SCON寄存器是中断系统、定时器/计数器、串行口的控制寄存器。第47页/共79页对专用寄存器的字节寻址作如下几点说明对专用寄存器的字节寻址作如下几点说明：（1）21个可字节寻址的专用寄存器离散分散在内部RAM高128单元。其余的空闲单元其余的空

44、闲单元用户不能使用用户不能使用。（2）程序计数器PC是唯一不能寻址的专用寄存器。PC不占用内部RAM单元，它在物理上是独立的。（3）对专用寄存器只能使用直接寻址直接寻址方式。专用寄存器的位寻址专用寄存器的位寻址 在21个可寻址的专用寄存器中，有有1111个专用寄存器个专用寄存器（字节地址能被字节地址能被8 8整除的整除的）可以进行位寻址，）可以进行位寻址，即可对这些专用寄存器单元的每一位进行位操作，每一位有固定的位地址。第48页/共79页3.5 80C513.5 80C51内部程序存储器（内部内部程序存储器（内部ROMROM）大多数大多数51系列单片机内部都配置一定数量的系列单片机内部都配置一

45、定数量的程序存储器程序存储器ROM，如，如80C51芯片内有芯片内有4KB掩膜掩膜ROM存贮单元，存贮单元，AT89C51芯片内部配置了芯片内部配置了4KB FlashROMashROM，它们的地址范围均为它们的地址范围均为0000H0FFFH。第49页/共79页1 1、EAEA引脚接高电平时引脚接高电平时 当当EAEA引脚接高电平时，引脚接高电平时，首先首先在片内程序存在片内程序存储器中取指令，当储器中取指令，当PCPC的内容超过的内容超过0FFFH0FFFH时系统会时系统会自动转到片外的程序存储器中取指令，自动转到片外的程序存储器中取指令，外部程序外部程序存储器的地址从存储器的地址从100

46、0H1000H开始编址。开始编址。片内与片外程序存储器的选择片内与片外程序存储器的选择_第50页/共79页第51页/共79页2 2EAEA引脚接低电平引脚接低电平 当当EAEA引脚接低电平时，单片机自动转引脚接低电平时，单片机自动转到片外程序存储器中取指令（无论片内是到片外程序存储器中取指令（无论片内是否有程序存储器），否有程序存储器），外部程序存储器的地外部程序存储器的地址从址从0000H0000H开始编址。开始编址。_第52页/共79页第53页/共79页 程序存储器低程序存储器低端的一些地址被端的一些地址被固定地用于特定固定地用于特定的入口地址的入口地址。程序存储器的几个特殊单元程序存储器

47、的几个特殊单元第54页/共79页3.6 80C513.6 80C51单片机输入单片机输入/输出（输出（I/OI/O）口）口口口 由一个锁存器、两个三态输入缓冲器、一个多路由一个锁存器、两个三态输入缓冲器、一个多路复用开关以及控制电路和驱动电路等组成。复用开关以及控制电路和驱动电路等组成。（1）准双向准双向I/O功能功能当当P0P0口作为口作为I/OI/O口输出时口输出时,必须必须外接上拉电阻外接上拉电阻。当当P0P0口作口作I/OI/O口输入时，分读引脚和读锁存器口输入时，分读引脚和读锁存器2 2种操作。种操作。（2）地址地址/数据总线数据总线:真正的双向真正的双向I/O口。口。第55页/共7

48、9页P0P0口位结构口位结构第56页/共79页口口 P1口是一个口是一个准双向口，通常作为准双向口，通常作为I/OI/O口使用，口使用，操作与操作与P0P0口类似，但由于在其输出端接有上拉电阻，口类似，但由于在其输出端接有上拉电阻，故故可以直接输出而无需外接上拉电阻可以直接输出而无需外接上拉电阻。同。同P0口一样，口一样，当作输入时，必须先向对应的锁存器写当作输入时，必须先向对应的锁存器写“1 1”，使，使场效应管截止。场效应管截止。同时值得一提的是它可以被任何数字逻辑电路同时值得一提的是它可以被任何数字逻辑电路驱动，其中包括驱动，其中包括TTLTTL电路，电路，MOSMOS电路和电路和OCO

49、C电路。电路。第57页/共79页 P1P1口位结构口位结构第58页/共79页口口 P2口为一个准双向口，其口为一个准双向口，其位结构与位结构与P1口相似。口相似。当系统外接片外存储器时，它输出高当系统外接片外存储器时，它输出高8 8位地址。位地址。P2P2口位结构口位结构第59页/共79页P3P3口口 P3口为双功能口，当口为双功能口，当P3口作为通用口作为通用I/O口使口使用时，它为准双向口，且每位都可定义为输入或用时，它为准双向口，且每位都可定义为输入或输出口，其工作原理同输出口，其工作原理同P1口类似。口类似。P3 P3口还具有第二功能。口还具有第二功能。口线口线 特殊功能特殊功能 信号

50、名称信号名称 P3.0 P3.0 RXD RXD 串行输入口串行输入口 P3.1 P3.1 TXD TXD 串行输出口串行输出口 P3.2 P3.2/INT0/INT0外部中断外部中断0 0输入口输入口 P3.3 P3.3/INT1/INT1外部中断外部中断1 1输入口输入口 P3.4 P3.4 T0 T0 定时器定时器0 0外部输入口外部输入口 P3.5 P3.5 T1 T1 定时器定时器1 1外部输入口外部输入口 P3.6 P3.6/RD/RD写选通输出口写选通输出口 P3.7 P3.7/WR/WR读选通输出口读选通输出口 第60页/共79页P3P3口位结构口位结构第61页/共79页P0P