单片机基础：MCS |
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单片机基础：MCS
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单片机硬件结构知识点非常琐碎，通过一次两次的学习是不太可能记住的。想要熟练掌握硬件结构，最好的方法是在实验中练习，通过编程多见多用才能牢固的掌握。 MCS-51单片机硬件结构 1.硬件系统框图2.单片机功能图3.单片机的主要部件4.CPU内部结构4.1.运算器4.2.控制器 5.存储器5.1.存储器结构图5.2.程序存储器ROM5.3.数据存储器RAM5.3.1.通用数据存储器5.3.1.1.工作寄存器区(00H ~ 1FH)5.3.1.2.可位寻址区(20H ~ 2FH)5.3.1.3.用户数据缓冲区(30H ~ 7FH) 5.3.2.特殊功能寄存器5.3.3.三大逻辑存储部分指令 6.I/O接口6.1.引脚图6.2.引脚功能6.2.1.P0 ~ P36.2.2.电源引脚6.2.3.时钟震荡电路引脚6.2.4.控制信号引脚 时钟电路复位电路上电自动复位上电加按键手动复位 1.硬件系统框图
CPU 1个8位CPU存储器 4KB程序存储器ROM(Read Only Memory)，片外最多可扩展64KB，ROM是只读存储器，用于存储数据，相当于硬盘。128B数据存储器RAM(Random Access Memory)，片外最多可扩展64KB，RAM是随机存取存储器，用于临时存放数据，相当于内存条。21个具有特殊功能的寄存器SFR。I/O接口 4个8位并行口，P0、P1、P2、P31个全双工串行口其它 2个16位定时/计数器5个中断源1个片内振荡器、时钟电路 4.CPU内部结构 4.1.运算器 算术/逻辑运算单元ALU：进行算术逻辑运算，加减乘除、与或非等等。累加器ACC(8位)：助记符A。寄存器B(8位)：配合ACC完成乘除运算，没有乘除运算时，可当做RAM的一个单元。程序状态字寄存器PSW(8位)：存放ALU运算状态 4.2.控制器 堆栈指针SP(8位)：存取数据，先进后出。数据入栈出栈时，SP自动加1减1。复位时SP=07H。程序计数器PC(16位)：存放下条要执行的指令的地址，PC指针指向哪，CPU就执行哪条指令。复位时PC=0000H数据指针DPTR(16位)：与PC功能一样，区别是DPTR是外部存储器的指针。 5.存储器 5.1.存储器结构图
读取数据的两条指令 MOVC A, @A + DPTR MOVC A, @A + PC DPTR为外部扩展ROM的数据指针 最多扩展64KB的程序存储器 复位地址0000H 当EA为低电平时，所有取指令操作都在片外ROM中进行；当EA为高电平，所有取指令操作都在片内ROM中进行。 各中断入口地址 中断源入口地址外部中断0(INT0)0003H外部中断1(INT1)0013H定时器0(T0)000BH定时器0(T1)001BH串行口(TI或RI)0023H 5.3.数据存储器RAM数据存储器分为外部RAM和内部RAM，内部RAM只有128B地址空间(00H~7FH)，外部RAM有64KB(0000H ~ 0FFFFH)；访问内部RAM用指令MOV，访问外部RAM用指令MOVX。 内部RAM分为通用数据存储器和特殊功能寄存器，两大部分 5.3.1.通用数据存储器通用数据存储器被分为三个区，工作寄存器区、可位寻址区、用户数据缓冲器 5.3.1.1.工作寄存器区(00H ~ 1FH)工作寄存器区共分为4个工作寄存器组，每组有8个工作寄存器R0 ~ R7，可以通过程序状态字寄存器(PSW)中RS0和RS1两位来选择工作寄存器组。 5.3.1.2.可位寻址区(20H ~ 2FH)可以对具体的某一位进行处理、传输数据等。 5.3.1.3.用户数据缓冲区(30H ~ 7FH)用户RAM，只能按字节寻址 5.3.2.特殊功能寄存器21个特殊功能寄存器中，有11可位寻址。 重要：程序状态字寄存器PSW 5.3.3.三大逻辑存储部分指令访问ROM用MOVC 访问片内RAM用MOV 访问片外RAM用MOVX 从外部RAM取数 MOVX A,@DPTR从数到外部RAM MOVX @DPTR,A 6.I/O接口 6.1.引脚图
P0口是三态双向口，如果需要输出电平，需要外接上拉电阻。P1、P2是准双向IO口。P3 准双向IO口，双功能口
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单片机就是一个芯片集成了计算机的三大部分，中央处理器、存储器、I/O接口，这三大部分又通过三总线(数据总线、地址总线、控制总线)相互连接。
单片机存储器在物理结构上分为4部分，片内程序存储器、片外程序存储器、片内数据存储器、片外数据存储器。但在逻辑上分为3部分，片内外统一编制的程序存储器、片内数据存储器、片外数据存储器，访问这3个存储空间时，采用不同形式的指令。
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