文档介绍：第2章单片机硬件结构
单片机原理及应用
逻辑结构及信号引脚
内部存储器
并行输入/输出口电路
电路与时序
工作方式
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第2章
一、教学目标:
1、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I/O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
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电信学院
结构框图
内部逻辑结构
信号引脚
逻辑结构及信号引脚
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结构框图
8031无
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图2-2 MCS-51单片机的内部结构框图
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内部逻辑结构
CPU运算器电路
CPU控制器电路
CPU控制器电路
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(中央处理器)完成单片机的运算和控制能力
运算器
控制器
ALU、ACC、寄存器B、暂存器、PSW寄存器、十进制调整电路等
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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MCS—51 CPU
CPU内部结构:(1)运算器电路:
运算部件以算术逻辑运算单元ALU为核心,、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ALU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。
(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,,。
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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
D1
D0
C
AC
F0
RS1
RS0
OV
-
P
C():进位标志位。
AC():辅助进位标志位。
F0():用户标志位。
RS1、RS0(、):
寄存器组选择位。
OV():溢出标志位。
P():奇偶标志位。若累加器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,则P清零。
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(2)控制器电路:
MCS—51 CPU
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ROM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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