文档介绍：单片机原理及应用
第2章单片机硬件结构
2,并行输入输出电路
2,4电与时序
20137-11
第2章
、教学目标:
了解MCS-51单片机芯片基本特征及内部架构
2、熟悉外部引脚及部分引脚功能
3、熟悉存储结构体系及部分特殊功能寄存器
4、掌握lO电路原理及应用
二、教学重难点
三、教学时数:8课时
四、习题:P40三2578
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电信学院
21逻辑结构及信号引脚
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频率基准源
计数信号
8031无
振荡器及
4KB
128B
2个16位
定时电路程序存储器数据存储器定时器/计数器
内部总线
A
64KB总线
内部扩展控制
可编程I/0
可编程
串行口
中断信号
外部中断信号
控制信号
并行I/0口
串
输人输
口2动器
端口0镜存
端口2锁存器
(4K8)F序地量寄存器
[线指示器
缓冲器
(存在奇在器售在寄存器R以0N下如海在器
中断、串行端口和定时器
状态寄存
器器
港口1存器
端口3锁存器
图22MCS51单片机的内部结构框图
口动器
P2口驱动器
128B RA
ALU
GPU运算器电路
中断、半行口和定时器
a口CPU控制器电路
P1口动器
P3口密动器
cpU控有器电路
(中央处理器)完成单片机的运算和控制能
力
ALU、AcC、寄存器B、暂存
运算器器、PSW寄存器、十进制调整
电路等
控制器定时控制逻辑、指令寄存器、译码器、
信息传输控制部件
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●Mcs51cPU
cPU内部结构:(1)运算器电路
运算部件以算术逻辑运算单元AU为核心,包含累加器AC、B寄
存器、暂存器、标志寄存器PSW等许多部件,它能实现算术运算、逻
辑运算、位运算、数据传输等处理。
算术运算单元AU是一个8位的运算器,它不仅可以完成8位二
进制数据加、减、乘、除等基本的算术运算,还可以完成8位二进
制数据逻辑“与
或”、“异或”、循环移位、求补、清零等
逻辑运算,并具有数据传输、程序转移等功能。ALU还有一个一般
微型计算机没有的位运算器,它可以对一位二进制数据进行置位、
清零、求反、测试转移及位逻辑“与”、“或”等处理。这对于控
制方面很有用
累加器ACC(简称为A)为一个8位的寄存器,它是CPU中使用最
频繁的寄存器,ALU进行运算时,数据绝大多数时候都来自于累加器
ACC,运算结果也通常送回累加器ACC
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寄存器B称为辅助寄存器,它是为乘法和除法指令而设置的。在
乘法运算时,累加器A和寄存器B在乘法运算前存放乘数和被乘数
运算完后,通过寄存器B和累加器A存放结果。除法运算时,运算前
累加器A和寄存器B存入被除数和除数,运算后用于存放商和余数
标志寄存器PsW是一个8位的寄存器,它用于保存指令执行
结果的状态,以供程序查询和判别
D7 D6 D5 D4 D3 D2 DI DO
C AC FO
RSOV
c():进位标志位。
ov():溢出标志位。
Ac():辅助进位标志位。
P(PsW0):奇偶标志位。若
F0():用户标志位。
累加器A中1的个数为奇数,则P置
位,若累加器A中1的个数为偶数
RS1、RS0(PsW4、PsW3):
则P清零。
寄存器组选择位
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●Mcs51cPU
(2)控制器电路:
控制部件是单片机的控制中心,它包括定时和控制电
路、指令寄存器、指令译码器、程序计数器PC、堆栈指针
SP、数据指针DPTR以及信息传送控制部件等。它先以振荡
信号为基准产生CPU的时序,从RQM中取出指令到指令寄存
器,然后在指令译码器中对指令进行译码,产生指令执行
所需的各种控制信号,送到单片机内部的各功能部件,指
挥各功能部件产生相应的操作,完成对应的功能。
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