2.1 单片微机的内部结构

  • 微型计算机的组成(3大块,5个部分)
    • 中央处理器CPU(通常包括运算器和控制器)+存储器+输入/输出(I/O)接口。
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中间CPU延伸出来的称作总线
在同一时刻,只能有一个部分控制总线

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2.2 80C51的引脚及功能

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电源和晶振:4根

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I/O口:32根

4个I/O口:32根线,每个8位(4*8=32)
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控制线:4根

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  • 引脚命名:
    • 凡是上方有bar的(例如 ),说明低电平有效

2.3 CPU的结构和特点

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中央控制器

识别指令,并根据指令性质控制计算机各组成部件进行工作的部件,与运算器一起构成中央处理器。
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程序计数器PC(program counter)

程序计数器PC是一个独立的计数器,不属于内部的特殊功能寄存器。PC中存放的是下一条将要从程序存储器中取出的指令的地址。
基本工作过程
读指令时,程序计数器PC将其中的数作为所取指令的地址输出给程序存储器,然后程序存储器按此地址输出指令字节,同时程序计数器PC本身自动加1,指向下一条指令地址
 

数据指针DPTR

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就是A累加器和B寄存器?
PC是不可访问的(51),DPTR是可以访问、修改的

指令寄存器IR、指令译码器及控制逻辑

在执行程序时,首先根据PC的值读出指令,送入指令寄存器IR,然后进行译码,定时控制电路产生相应的控制信号
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运算器

作用:
实现对操作数的算术逻辑运算和位操作。
组成:
主要包括算术逻辑运算单元ALU、累加器ACC(A)、两个暂存器、B寄存器、程序状态字PSW、以及BCD码运算修正电路。

算术逻辑运算单元ALU

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累加器A(ACC/A寄存器)

累加器A是CPU中使用最频繁的一个八位专用寄存器,简称ACC或A寄存器。
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B寄存器

 
 
 

程序状态字PSW:program status word

psw中的不同位表示了程序运行的不同状态
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时钟电路以及CPU工作时序

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时钟电路

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振荡器
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振荡器由/PD位(power down)(特殊功能寄存器PCON中的一位)控制,/PD=1振荡器停止工作,系统进入低功耗状态

时序定时单位

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80C51指令时序

ALE?读?执行?
 
 

2.4 存储器结构和地址空间

哈佛结构与普林斯顿结构

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80C51存储器(哈佛结构)映像图

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  • 在汇编中,H表示16进制

程序储存器

 

内部数据储存器

  • 内部RAM采用8位地址总线
 
  • 分成两大块
    • 低128单元
      • 工作寄存器区:32byte
      • 位寻址区:16byte
      • 字节寻址区(用户RAM区):80byte
    • 高128单元:SFR特殊功能寄存器

工作寄存器区:00H~1FH

下面又有四个
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特殊功能寄存器,RS1,RS0控制工作区寄存器的组别
特殊功能寄存器,RS1,RS0控制工作区寄存器的组别
  • 用寄存器比直接地址内存,代码指令更短,程序执行更快
  • 寄存器R0,R1通常用作间接寻址的指针
  • 为什么分4组?防止中断程序的时候冲突?

位寻址区:20H~2FH

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  • 其它位寻址空间:
    • 可位寻址的特殊功能寄存器

字节寻址区:30H~7FH

80个字节单元
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专用寄存器

  • 专用寄存器的字节寻址
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凡是可以字节寻址的,地址可以被8整除
 
 
 

外部数据存储器

  • 只能用寄存器间接寻址的方法访问
 
 
 
 

2.5 并行输入/输出端口

P1口:最简单的通用双向IO口

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  • 灌电流能力强,输出电流能力弱
    • 早期设计中一般低电平有效

P0口

 

P2口

 
 

P3口

 
 

P3口线的第二功能

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2.6 布尔(位)处理器

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2.7 80C51单片微机工作方式

复位信号

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三种复位方式

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