机械工业出版社：《MCS-51单片机原理及应用》课程教学资源（PPT讲稿）第2章 MCS–51单片机的硬件结构

第2章MCS51单片机的硬件结构 2.1MCS-51单片机内部总体结构(如图2-1) 22MCS-51单片机的引脚(如图2-2) 2.3MCS-51的微处理器

第2章 MCS–51单片机的硬件结构 2.1MCS–51单片机内部总体结构（如图2-1） 2.2 MCS-51单片机的引脚（如图2-2） 2.3 MCS-51 的微处理器

T INT 定时器/计数器 中断系统 P0~P3 并行心接 CPU 并行心接 TXD rXd 存储器 口 图2-1MCS-51单片机内部结构图

图2-1 MCS-51单片机内部结构图 C P U 存储器 并 行 I/O 接 口 定时器/ 计数器 中断系统 P 0～ P 3 TXD RXD T INT 并 行 I/O 接 口

P10 P1.1 P0.0 P13 P14 23456789 37P0.2 RST/ 8031 P0.3 XTALI 地址数据总线 P1.5 35P04 34}P0.5 P1.7 3P06 XTAL2 RST/V EA/Vpp RXD/P30-10 31H-EA/Vpp TXD/P3.1-1 8051 PSEN 8051 30H ALE/ PRO INT0/P32-12 PSEN ALE/ PROG INT1/P3.3 TO/P3. 4 345678 P26 Tl/P3.5-15 876 P25 WR/P3.6 25 P24 8751 RD/P3.7 P2.3 XTAL2 P22 总 ⅹTALl 222 P20 图2-2MCS-51单片机的引脚图、逻辑图

图2-2 MCS-51单片机的引脚图、逻辑图 INT0 / P3.2 WR / P3.6 INT1/ P3.3 P1.0 P1.1 P1.2 P1.3 P1.4 P1.5 P1.6 P1.7 RST VPD / RXD / P3.0 TXD / P3.1 T0 / P3.4 T1/ P3.5 RD / P3.7 XTAL2 XTAL1 Vss 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 Vcc P0.0 P0.1 P0.2 P0.3 P0.4 P0.5 P0.6 P0.7 EA / Vpp ALE/ PROG PSEN P2.7 P2.6 P2.5 P2.4 P2.3 P2.2 P2.1 21 P2.0 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 8031 8051 8751 Vcc Vss RST VPD / XTAL1 XTAL2 EA / Vpp PSEN ALE/ PROG P3 口 第 二 功 能 P0 口 P1 口 P2 口 地 址 数 据 总 线 地 址 总 线 8031 8051 8751

MCS-51的微处理器是由运算器和控制 器所构成的。 ≯运算器:主要用来对操作数进行算术、逻 辑运算和位操作。主要包括算术逻辑运算 单元ALU、累加器A、寄存器B、位处理器、 程序状态字寄存器PSW以及BCD码修正电 夂竺 控制器:单片机的指挥控制部件,控制器 的主要任务是识别指令,并根据指令的性 质控制单片机各功能部件,从而保证单片 机各部分能自动而协调地工作

MCS-51的微处理器是由运算器和控制 器所构成的。 ➢运算器：主要用来对操作数进行算术、逻 辑运算和位操作。主要包括算术逻辑运算 单元ALU、累加器A、寄存器B、位处理器、 程序状态字寄存器PSW以及BCD码修正电 路等。 ➢控制器：单片机的指挥控制部件，控制器 的主要任务是识别指令，并根据指令的性 质控制单片机各功能部件，从而保证单片 机各部分能自动而协调地工作

2.4MCs-51存储器的结构 MCS-51单片机存储器采用的是哈佛结 构,即程序存储器空间和数据存储寻空间截 然分开,程序存储器和数据存储器各有自己 的寻址方式、寻址空间和控制系统。这种结 构对于单片机“面向控制”的实际应用极为 方便、有利

2.4 MCS-51存储器的结构 MCS-51单片机存储器采用的是哈佛结 构，即程序存储器空间和数据存储寻空间截 然分开，程序存储器和数据存储器各有自己 的寻址方式、寻址空间和控制系统。这种结 构对于单片机“面向控制”的实际应用极为 方便、有利

FFFF FFF 1000 OFFF OFFF 内部 外部 特殊功能 寄存器 EA=1 0F0 内部RAM 0000 000 程序存储器 内部数效据存储器 外部数据存储器 图2-38051/8751单片机的存储器

图2-3 8051/8751单片机的存储器

2.4.1程序存储器 MCs-51单片机的程序存储器用于存放 应用程序和表格之类的固定常数。可扩充 的程序存储器空间最大为64K字节。程序 存储器的使用应注意以下两点: (1)整个程序存储器空间可以分为片内 和片外两部分,CPU访问片内和片外程序 存储器,可由引脚EA所接的电平来确定

2.4.1 程序存储器 MCS-51单片机的程序存储器用于存放 应用程序和表格之类的固定常数。可扩充 的程序存储器空间最大为64K字节。程序 存储器的使用应注意以下两点： （1）整个程序存储器空间可以分为片内 和片外两部分，CPU访问片内和片外程序 存储器，可由引脚 EA 所接的电平来确定

EA=1,即引脚接高电平时,程序将从片内程序存 储器开始执行;当PC值超出片内ROM的容量时, 会自动转向片外程序存储器空间执行程序 EA=0,即引脚接低电平时,单片机只执行片外程 序存储器中的程序。 (2)程序存储器的某些单元被固定用于中断源的中断 服务程序的入口地址 MCS-51单片机复位后,程序存储器PC的内容 为0000H,故系统从0000H单元开始取指令,执行 程序

=1，即引脚接高电平时，程序将从片内程序存 储器开始执行；当 PC 值超出片内ROM的容量时， 会自动转向片外程序存储器空间执行程序。 =0，即引脚接低电平时，单片机只执行片外程 序存储器中的程序。 （2）程序存储器的某些单元被固定用于中断源的中断 服务程序的入口地址。 MCS-51单片机复位后，程序存储器PC的内容 为0000H，故系统从0000H单元开始取指令，执行 程序。 EAEA

>64K程序存储器中有5个单元具有特殊用途,如下 0003H:外部中断0入口地址 000BH:定时器0中断入口地址 0013H:外部中断1入口地址。 001BH:定时器1中断入口地址。 0023H:串行口中断入口地址 在系统中断相应之后,将自动转各中断入口地址 处执行序,而中断服务程序一般无法存放于几个单元 之内,因此在中断入口地址处往往存放一条无条件转 移指令进行跳转,以便执行中断服务程序

➢ 64K程序存储器中有5个单元具有特殊用途，如下： 0003H：外部中断0入口地址。 000BH：定时器0中断入口地址。 0013H：外部中断1入口地址。 001BH：定时器1中断入口地址。 0023H：串行口中断入口地址。 在系统中断相应之后，将自动转各中断入口地址 处执行序，而中断服务程序一般无法存放于几个单元 之内，因此在中断入口地址处往往存放一条无条件转 移指令进行跳转，以便执行中断服务程序

2.4.2MCS-51内部数据存储器 MCS-51单片机的片内数据存储器单 元共有128个,字节地址为00H-7FH。 ◆地址为00H-1FH的32个单元是4组通用 工作寄存器区,每个区含8个8位寄存器, 编号为R7-RO。 ◆地址为20H-2FH的16个单元可进行共 128位的位寻址。 ◆地址为30H-7FH的单元为用户RAM区, 只能进行字节寻址

2.4.2 MCS-51内部数据存储器 MCS-51单片机的片内数据存储器单 元共有128个，字节地址为00H-7FH。 ◆ 地址为00H-1FH的32个单元是4组通用 工作寄存器区，每个区含8个8位寄存器， 编号为R7-R0。 ◆地址为20H-2FH的16个单元可进行共 128位的位寻址。 ◆地址为30H -7FH的单元为用户RAM区， 只能进行字节寻址