文档介绍：HEFEI UNIVERSITY ???????????????????????????????????????????????????????????? 1 ???????????????????????????????????????????? 1. 运算器运算器包括算术逻辑运算单元 ALU 、累加器 ACC 、寄存器 B 、暂存器 TMP 、程序状态字寄存器 PSW 、十进制调整电路等。它能实现数据的算术逻辑运算、位变量处理和数据传送操作。(1) 算术逻辑单元 ALU ALU 在控制器根据指令发出的内部信号控制下,对 8 位二进制数据进行加、减、乘、除运算和逻辑与、或、非、异或、清零等运算。它具有很强的判跳、转移、丰富的数据传送、提供存放中间结果以及常用数据寄存器的功能。 MCS-51 中位处理具有位处理功能, 特别适用于实时逻辑控制。(2 )累加器 ACC 累加器 ACC 是8 位寄存器, 是最常用的专用寄存器, 它既可存放操作数, 又可存放运 2 算的中间结果。 MCS — 51 系列单片机中许多指令的操作数来自累加器 ACC 。累加器非常繁忙,在与外部存储器或 I/O 接口进行数据传送时,都要经过 A 来完成。(3 )寄存器 B 寄存器 B是8 位寄存器,主要用于乘、除运算。乘法运算时, B 中存放乘数,乘法操作后,高 8 位结果存于 B 寄存器中。除法运算时, B 中存放除数,除法操作后,余数存于寄存器 B 中。寄存器 B 也可作为一般的寄存器用。(4 )程序状态字 PSW 程序状态字是 8 位寄存器, 用于指示程序运行状态信息。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。 PSW 中各标志位名称及定义如下: 位序 D7D6D5D4D3D2D1D0 位标志 CY AC F0 RS1 RS0 OV —P CY ( ) :进(借)位标志位,也是位处理器的位累加器 C 。在加减运算中,若操作结果的最高位有进位或有借位时, CY 由硬件自动置 1, 否则清“0”。在位操作中, CY 作为位累加器 C 使用,参于进行位传送、位与、位或等位操作。另外某些控制转移类指令也会影响 CY 位状态(第三章讨论)。 AC ( ): 辅助进(借) 位标志位。在加减运算中, 当操作结果的低四位向高四位进位或借位时此标志位由硬件自动置 1 ,否则清“0”。 F0( ): 用户标志位,由用户通过软件设定,决定程序的执行方式。 RS1 ( ), RS0 ( ): 寄存器组选择位。用于设定当前通用寄存器组的组, 其对应关系如下: RS1 RS0 寄存器组 R0~R7 地址 00组0 00~07H 01组1 08~0FH 10组2 10~17H 11组3 18~1FH OV ( ): 溢出标志位。它反映运算结果是否溢出,溢出时 OV=1 ;否则 OV=0 。 OV 可作为条件转移指令中的条件。 3 :未定义位。 P( ): 奇偶标志位。 P=1 , 表示 ACC 中1 的个数为奇数; 否则 P=0 。P 也可以作为条件转移指令中的条件。 2. 控制器控制器包括定时控制逻辑( 时钟电路、复位电路), 指令寄存器, 指令译码器程序计数器 PC ,堆栈指针 SP ,数据指针寄存器 DPTR 以及信息传送控制部件等。(1 )时钟电路 MCS — 51 系列单片机芯片内部有一个高增益反相放大器, 输入端为 XTAL1 , 输出端为 XTAL2 ,一般在 XTAL1 与 XTAL2 之间接石英晶体振荡器和微调电容,从而构成一个稳定的自激振荡器, 就是单片机的内部时钟电路, 如图(A) 所示。时钟电路产生的振荡脉冲经过二分频以后,才成为单片机的时钟信号。电容 C1 和 C2 为微调电容,可起频率稳定、微调作用, 一般取值在 5~ 30 pf 之间, 常取 30pf 。晶振的频率范围是 1. 2MH z~ 12MHz , 典型值取 6 MHz 。 XTAL1 接地, XTAL2 接外部震荡器, 外接信号应是高电平持续时间大于 20ns 的方波,且脉冲频率应低于 12 MHZ 。如图( B )所示。(A )内部时钟电路(B )外部振荡源(2 )复位电路对于使用 12MHZ 的晶振的单片机, 复位信号持续时间应超过 4μs 才能完成复位操作。产生复位信号的电路有上电自动复位电路和按键手动复位电路两种方式。上电自动复位是通过外部复位电路的电容充电来实现的,该电路通过电容充电在 RS T 引脚上加了一个高电平完成复位操作。上电自动复位电路如图( a )所示。按键手动复位电路。按键手动复位是通过按键实现人为的复位操作, 按键手动复位电路如图(b