文档介绍：MCS-51单片机的内部结构
51单片机功能及引脚
51单片机外部引脚
VCC
VSS
XTAL2 XTAL1
RST
MOSI/
MISO/
SCK/
ALE
2、时钟引脚:XTAL1、XTAL2
3、复位引脚:RST
4、并行口:P0、P1、P2、P3
1、电源引脚:VCC(+5V)、VSS(地)
EA/Vpp
PSEN
7、EA:外部程序存储器控制信号
6、PSEN:外部ROM读选通信号
RXD/ TXD/ INT0/ INT1/ T0/ T1/ WR/ RD/
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10111213141516171819 20
40 39 38 37 36 35 34 33 32 3130292827262524242221
8031
8051
8751
89C51
89S51
5、:地址锁存控制信号
MCS-51单片机的CPU
89C51单片机内部结构
运算器:ALU、和专用寄存器
由定时和控制部件构成的控制器,包括定时控制逻辑、指令寄存器、指令译码器、数据地址指针DPTR、程序计数器PC、堆栈指针SP、ROM地址寄存器以及16位地址缓冲器等。
ALU
堆栈指针SP
堆栈的作用
保护断点和保护现场。
堆栈指示器
操作:进栈和出栈;
特点:向上增长型。进栈操作(PUSH)前SP自动加1,出栈操作(POP)后SP自动减1,因此SP内容始终为栈顶地址;
原则:先进后出(后进先出)。
堆栈的设置
通常情况下将堆栈区设在30H~7FH范围内。复位后SP的初值为07H,可在初始化程序时设定SP来具体确定堆栈区的范围。
寄存器B
主要用于乘除法运算的8位寄存器。
乘法运算时,B为乘数,乘积的高位存于B中。
除法运算时,B为除数,并将余数存于B中。
此外寄存器B也可以作为一般数据寄存器来使用。
存储器结构
普林斯顿(Princeton)结构:将程序和数据合用一个存储器空间的结构。
哈佛(Harvard)结构:
为绝大多数单片机所采用。程序存储器和数据存储器截然分开,ROM和RAM独立编址并分别寻址的结构,相互间不会冲突。
在8051系列单片机中,不仅在片内预留了一定容量的程序存储器、数据存储器以及众多的特殊功能寄存器(SFR),而且还具有很强的外部存储器扩展能力,程序存储器和数据存储器的寻址能力均可达64KB,寻址和操作简单方便。
存储器结构
数据存储器RAM
)
(
外部
K
64
RAM
程序存储器ROM
1
EA
内部ROM
=
外部ROM
0
EA
外部ROM
=
特殊功
能寄存器
007FH
0000H
程序存储器地址空间分配
程序存储器
0000H
(PC)
中断5
中断4
中断3
中断2
中断1
0003H
000BH
0013H
001BH
0023H
002AH
外部中断0
定时器0中断
外部中断1
定时器1中断
串行口中断
.
.
.
0FFFH
0FFEH
内部
外部
0000H
FFFFH
(64K)
0000H
0FFFH
(4K)
EA=1 EA=0
程序存储器资源分布
0001H
0002H
引导程序存放单元
数据存储器地址空间
0000H
FFFFH
(64K)
内部
外部
数据存储器
00H
FFH
7FH
80H
(高128B)
(低128B)
RAM
专用 寄存器
数据存储器地址空间
0000H
FFFFH
(64K)
内部
外部
数据存储器
00H
FFH
7FH
80H
RAM
专用 寄存器
20H
2FH
00H
1FH
7FH
30H
普通RAM区
位寻址区
工作寄存器区
内部RAM存储器
R0
R2
R1
R3
R4
R5
R6
R7
07H
02H
01H
00H
06H
04H
05H
03H
08H
1FH
工作寄存器区3
工作寄存器区2
工作寄存器区1
0FH
10H
17H
18H
工作寄存器区0