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1、单片微机原理及应用教学课件,单片微机原理及应用,本次讲课：刘易,成都理工大学核自学院单片微机原理及应用精品课程建设组,单片微机原理及应用教学课件,有关本课程学习的几点建议,本课程是一门实践性、应用性很强的学科仅仅听懂还不够,重在培养动手能力,硬件/软件同样重要、不可偏废 硬件是骨架，软件是皮肉器脏及思想,本课程的前期基础课程是数字电路与微机原理这方面知识掌握得不够好的请自己补上,预习、听课、复习、作业、实验环环都重要用科学的方法学习请各班去教材科买本课程的实验指导书,单片微机原理及应用教学课件,作业与答疑,答疑 定于每天晚上8:009:30在6C703室答疑；平时任何一天，同学们有问题均可到6
2、C703室寻求解答,电话:,每人准备一个作业本 作业和实验报告可用其他课程用过而没用完的本子，但不能用单页纸,学期末作业本就是一本复习提纲。,单片微机原理及应用教学课件,第1章 单片机基础 4-6第23章 指令系统及汇编语言程序设计 2-4第4章 输入/输出、中断、定时与串行通信 6-8第5章 单片机系统的扩展（并入第6章讲）第6章 接口芯片与接口技术 2-4第7章 单片机应用系统设计与开发 4-6第8章 C51程序设计 8(占用实验课时)第9章 几种典型的单片机 2第10章 RTOS原理及应用简介 自学,课堂授课时间分配:(40学时),单片微机原理及应用教学课件,绪 论,单片微机原理及应用教
3、学课件,绪 论,在工业、农业、军事、保安、金融、仪器仪表、航空航天、医疗、通讯、办公设备、娱乐休闲、健身、体育竞赛、服务领域,大量单片机-嵌入式技术已经无处不在。正迅速改变着人们传统的生产和生活方式。请稍微留心一下我们的周围，看看身边到底发生了什么变化？,单片微机原理及应用教学课件,单片机技术的应用遍布国民经济与人民生活的各个领域,单片微机原理及应用教学课件,从一个简单的测控应用实例说起,动作选择按钮,红外线传感器,89C2051单片机,复位按钮,电源指示灯,单片微机原理及应用教学课件,从一个简单的测控应用实例说起,任务一：控制一盏灯点亮,任务二：红灯周期性地点亮/熄灭,信号检测,柔性开关,集
4、群灯控,顺序控制/多任务定时切换,自动生产流水线,任务三：红外防盗报警,实时控制,单片微机原理及应用教学课件,简单测控实例原理图,单片微机原理及应用教学课件,数字电路中由13片IC组成的数字钟,单片微机原理及应用教学课件,数字电路中由13片IC组成的数字钟,单片微机原理及应用教学课件,数字电路中由13片IC组成的数字钟,单片微机原理及应用教学课件,单片IC（单片机）电子钟,单片机,单片微机原理及应用教学课件,单片机与嵌入式技术 重要吗？有用吗？遥远吗？问题的答案是不言而喻的。,单片微机原理及应用教学课件,第一讲：单片机基础,本讲重点：MCS-51的基本特性;单片机的引脚与I/O口结构;存储器、
5、堆栈与特殊功能寄存器.,单片微机原理及应用教学课件,第一章 单片机基础,单片机与嵌入式：单片微机（Single Chip Micro-computer）微控制器（Micro-Controller UnitMCU）嵌入式微控制器（Embedded Microcontroller）,单片机应用领域：测控系统、智能仪表、智能接口、办公自动化、光机电一体化设备、通讯设备、网络设备、汽车电子、消费类电子产品、智能楼宇设备,单片机的多元化发展：Intel Motorola Philips Atmel Siemens NS LG Winbond Microchip EPSON NEC Cypress Dal
6、las Oki Fairchild Fujitsu Hitachi SAMSUNG,单片微机原理及应用教学课件,组成：CPU(进行运算、控制)RAM(数据存储器)I/O口(串口、并口等)ROM(程序存储器)PC机：上述部件以芯片形式安装在主板上。单片机：上述部件被集成到单芯片中。,通用PC包括：键盘、显示器、鼠标、硬/软/光驱、音箱、打印机、扫描仪等外设。单片机则只是一片集成电路。（100、48、40、32、28、20、16、8条引脚）。,单片机与计算机之异同（1）,单片微机原理及应用教学课件,功能：PC机：数据运算、采集、处理、存储、传输；单片机：控制（或受控于）外设。,通用计算机擅长于数据
7、运算、采集、处理、存储和传输；单片机的专长则是测控，往往嵌入某个仪器/设备/系统中，使其达到智能化的效果。,单片机与计算机之异同（2）,单片微机原理及应用教学课件,应用特点：个人计算机（微机）：,体积大，功耗大，价格高，用途较固定，属通用计算机。易于学习掌握和使用，但用于控制时必须制作或购买专用的接口卡，并编制专门的应用软件。,单片机：,体积小，功耗小，价格低，用途灵活，无处不在，属专用计算机。是一种特殊器件，需经过专门学习方能掌握应用，应用中要设计专业的硬件和软件。,单片机与计算机之异同（3）,单片微机原理及应用教学课件,MCS-51单片机基本特性,8 位的 CPU，片内有振荡器和时钟电路,
8、工作频率为 112MHz（Atmel 89Cxx为024MHz）片内有 128/256字节 RAM片内有 0K/4K/8K字节 程序存储器ROM可寻址片外 64K字节 数据存储器RAM可寻址片外 64K字节 程序存储器ROM片内 21/26个 特殊功能寄存器（SFR）4个8位 的并行I/O口（PIO）1个 全双工串行口（SIO/UART）2/3个16位 定时器/计数器（TIMER/COUNTER）可处理 5/6个中断源，两级中断优先级内置1个布尔处理器和1个布尔累加器（CY）MCS-51指令集含 111条指令,内部资源,单片微机原理及应用教学课件,MCS-51系列单片机配置一览表,注意：今后将
9、会经常提到ATMEL的AT89C2051/51/52等MCU！,P.3,单片微机原理及应用教学课件,内部结构框图,P.4,单片微机原理及应用教学课件,单片机的引脚定义,从一片集成电路的角度去认识单片机,单片微机原理及应用教学课件,认识单片机的引脚,MCS-51单片机40脚Vcc,GND 2XTAL1,XTAL2 2RESET 1EA/Vpp 1ALE/PROG 1PSEN 1,P0.0P0.7 8 P1.0P1.7 8 P2.0P2.7 8 P3.0P3.7 8,P.5,单片微机原理及应用教学课件,单片机的引脚（电源端）,Vcc,GND:正电源端与接地端（+5V/3.3V/2.7V)不同的单片
10、机可以允许不同的工作电压，不同的单片机表现出的功耗也不同。,单片微机原理及应用教学课件,单片机的引脚（晶振端）,Vcc,GND:正电源端与接地端（+5V/3.3V/2.7V)不同的单片机可以允许不同的工作电压，不同的单片机表现出的功耗也不同。,XTAL1,XTAL2:片内振荡电路输入/输出端 简称“时钟引脚”,单片微机原理及应用教学课件,单片机的引脚（晶振端）P.9,Vcc,GND:正电源端与接地端(+5V/3.3V/2.7V)XTAL1,XTAL2:片内振荡电路输入/输出端,1545pfx2,112MHz（MCS-51）024MHz（Atmel-89C）,XTAL1,XTAL2,也可以由 X
11、TAL1端接入外部时钟，此时应将 XTAL2接地：,XTAL2,XTAL1,外部时钟,通常外接一个晶振两个电容,单片微机原理及应用教学课件,单片机的引脚（晶振端）,Vcc,GND:正电源端与接地端（+5V/3.3V/2.7V)XTAL1,XTAL2:片内振荡电路输入、输出端,CPU总是按照一定的时钟节拍与时序工作：,振荡周期/时钟周期：Tc=晶振频率fosc（或外加频率）的倒数状态周期：Ts=2个时钟周期(Tc)（很少用到此概念）机器周期：Tm=6个状态周期(Ts)=12个振荡周期(Tc)指令周期:Ti:执行一条指令所需的机器周期(Tm)数,牢牢记住：振荡周期=晶振频率fosc的倒数；,1个机
12、器周期=12个振荡周期；,1个指令周期=1、2、4个机器周期;,单片微机原理及应用教学课件,单片机的引脚（复位端）,Vcc,GND:电源端（+5V/3.3V/2.7V)XTAL1,XTAL2:片内振荡电路输入、输出端RESET:复位端（正脉冲有效，宽度8 mS）,单片微机原理及应用教学课件,复位使单片机进入某种确定的初始状态：PC值归零（0000H）；各个SFR被赋予初始值（见P.11）：P0P3=0FFH，Acc=0，B=0，TH0=0，TL0=0，TH1=0，TL0=0，SP=7，PSW=0 退出处于节电工作方式的停顿状态、退出一切程序进程、退出程序的死循环，从头开始。,单片机的引脚（复位
13、端）,Vcc,GND:电源端（+5V/3.3V/2.7V)XTAL1,XTAL2:片内振荡电路输入、输出端RESET:复位端（正脉冲有效，宽度8 mS）,单片微机原理及应用教学课件,PC与SFR复位状态表（P.11 表1-4）,单片微机原理及应用教学课件,单片机的引脚（复位端）,+5V,10uF,10K,Vcc,RST,GND,上电复位,10uF,10K,Vcc,RST,GND,手动&上电复位,1K,Vcc,GND:电源端（+5V/3.3V/2.7V)XTAL1,XTAL2:片内振荡电路输入、输出端RESET:复位端（正脉冲有效，宽度8 mS）,+5V,单片微机原理及应用教学课件,单片机的引脚
14、（EA端）,Vcc,GND:电源端（+5V/3.3V/2.7V)XTAL1,XTAL2:片内振荡电路输入、输出端RESET:复位端（正脉冲有效，宽度8 mS）EA/Vpp:寻址外部ROM控制端/编程电源输入端。低有效，片内无ROM时必须接地；片内有ROM时应当接高电平；对片内ROM编程时编程正电源加到此端。,单片微机原理及应用教学课件,单片机的引脚（ALE端）,Vcc,GND:电源端（+5V/3.3V/2.7V)XTAL1,XTAL2:片内振荡电路输入、输出端RESET:复位端（正脉冲有效，宽度8 mS）EA/Vpp:寻址外部ROM控制端/编程电源输入端。ALE/PROG:地址锁存允许/编程脉
15、冲输入端。P0口寻址外部低8位地址时接外部锁存器 G端；ALE端平时会输出周期正脉冲：f fosc/6；对片内ROM编程时编程脉冲由此端加入。,单片微机原理及应用教学课件,单片机的引脚（PSEN端）,PSEN：寻址外部程序存储器时选通外部EPROM的 读控制端（OE）低有效。,单片微机原理及应用教学课件,单片机,锁存器74LS373,ALE,PSEN,8D,8Q,OE,A8-A12,A0-A7,D0-D7,G,EA,OE,CE,EPROM,单片机的引脚（PSEN端）,PSEN：寻址外部程序存储器时选通外部EPROM的 读控制端（OE）低有效。,单片微机原理及应用教学课件,单片机的I/O引脚结构
16、,众多功能各异的I/O引脚源于它结构的不同,单片微机原理及应用教学课件,单片机的引脚（P1口）,P1.0P1.7:准双向I/O口（内置了上拉电阻）输出时一切照常，仅在作输入口用时要先对其 写“1”。,2,1,D,Q,CK,/Q,读引脚,读锁存器,写锁存器,内部总线,Vcc,引脚P1.X,内部上拉电阻,单片微机原理及应用教学课件,2,1,D,Q,CK,/Q,读引脚,读锁存器,写锁存器,内部总线,Vcc,引脚P1.X,内部上拉电阻,输出数据=1 时,1,1,0,截止,=1,单片机的引脚（P1口）,P1.0P1.7:准双向I/O口（内置了上拉电阻）输出时一切照常，仅在作输入口用时要先对其 写“1”。
17、,单片微机原理及应用教学课件,2,1,D,Q,CK,/Q,读引脚,读锁存器,写锁存器,内部总线,Vcc,引脚P1.X,内部上拉电阻,输出数据=0 时,0,0,1,=0,导通,单片机的引脚（P1口）,P1.0P1.7:准双向I/O口（内置了上拉电阻）输出时一切照常，仅在作输入口用时要先对其 写“1”。,单片微机原理及应用教学课件,2,1,D,Q,CK,/Q,读引脚=1,读锁存器,写锁存器,内部总线,Vcc,引脚P1.X,内部上拉电阻,输入数据时，要先对其写“1”,1,1,0,截止,单片机的引脚（P1口）,P1.0P1.7:准双向I/O口（内置了上拉电阻）输出时一切照常，仅在作输入口用时要先对其
18、写“1”。,单片微机原理及应用教学课件,简单测控实例原理图,单片微机原理及应用教学课件,P1.3作输入端口,光路通畅，R亮2K光路阻断，R暗 400K,R亮 250K,单片微机原理及应用教学课件,JOB3:CLR P1.1;亮绿灯REDO:SETB P1.3;P1.3作输入口必先置1CHECK:JNB P1.3,CHECK;检测通道是否被阻断？LOOP:;有入侵者，报警！AJMP REDO;再跳回去检测,任务三：红外防盗报警,P1.3口用于输入状态检测的语句：,R亮250K，红外线光路阻断时，P1.3端高电平,单片微机原理及应用教学课件,单片机的引脚（P0口）,P0.0P0.7:双向I/O（内
19、置场效应管上拉）寻址外部程序存储器时分时作为双向8位数据口和输出低8位地址复用口；不接外部程序存储器时可作为8位准双向I/O口使用。,2,1,D,Q,CK,/Q,读引脚,读锁存器,写锁存器,内部总线,地址/数据,控制,引脚P0.X,3,4,Vcc,单片微机原理及应用教学课件,2,1,D,Q,CK,/Q,读引脚=1,读锁存器,写锁存器,内部总线,地址/数据,控制,引脚P0.X,3,4,控制=0 时，此脚作输入口（事先必须对它写“1”）,0,0,1,0,0,截止,截止,=0,Vcc,单片机的引脚（P0口）,P0.0P0.7:双向I/O（内置场效应管上拉）寻址外部程序存储器时分时作为双向8位数据口和
20、输出低8位地址复用口；不接外部程序存储器时可作为8位准双向I/O口使用。,单片微机原理及应用教学课件,2,1,D,Q,CK,/Q,读引脚=0,读锁存器,写锁存器,内部总线,地址/数据,控制=1,引脚P0.X,3,4,控制=1时，此脚作地址/数据复用口：（1）输出地址/数据=0 时,1,0,1,1,=0,导通,截止,=0,Vcc,单片机的引脚（P0口）,P0.0P0.7:双向I/O（内置场效应管上拉）寻址外部程序存储器时分时作为双向8位数据口和输出低8位地址复用口；不接外部程序存储器时可作为8位准双向I/O口使用。,单片微机原理及应用教学课件,2,1,D,Q,CK,/Q,读引脚=0,读锁存器,写
21、锁存器,内部总线,地址/数据,控制=1,引脚P0.X,3,4,控制=1时，此脚作地址/数据复用口：（2）输出地址/数据=1 时,1,1,0,0,=1,截止,导通,=1,Vcc,单片机的引脚（P0口）,P0.0P0.7:双向I/O（内置场效应管上拉）寻址外部程序存储器时分时作为双向8位数据口和输出低8位地址复用口；不接外部程序存储器时可作为8位准双向I/O口使用。,单片微机原理及应用教学课件,2,1,D,Q,CK,/Q,读引脚=1,读锁存器,写锁存器,内部总线,地址/数据,控制=1,引脚P0.X,3,4,控制=1时，此脚作地址/数据复用口：（3）输入数据时，输入指令将使引脚与内部总线直通,Vcc
22、,单片机的引脚（P0口）,P0.0P0.7:双向I/O（内置场效应管上拉）寻址外部程序存储器时分时作为双向8位数据口和输出低8位地址复用口；不接外部程序存储器时可作为8位准双向I/O口使用。,单片微机原理及应用教学课件,单片机的引脚（P2口）,P2.0P2.7:双向I/O（内置了上拉电阻）寻址外部程序存储器时输出高8位地址；不接外部程序存储器时可作为8位准双向I/O口使用。,2,1,D,Q,CK,/Q,读引脚,读锁存器,写锁存器,内部总线,地址高8位,控制,引脚 P2.X,3,内部上拉电阻,Vcc,单片微机原理及应用教学课件,2,1,D,Q,CK,/Q,读引脚=0,读锁存器,写锁存器,内部总线
23、,地址高8位,控制,引脚P2.X,控制=0时，此脚作通用输出口：输出=1时,1,1,0,截止,3,内部上拉电阻,1,1,Vcc,=1,=0,单片机的引脚（P2口）,P2.0P2.7:双向I/O（内置了上拉电阻）寻址外部程序存储器时输出高8位地址；不接外部程序存储器时可作为8位准双向I/O口使用。,单片微机原理及应用教学课件,2,1,D,Q,CK,/Q,读引脚=0,读锁存器,写锁存器,内部总线,地址高8位,控制,引脚P2.X,控制=0时，此脚作通用输出口：输出=0时,0,0,1,导通,3,内部上拉电阻,0,0,Vcc,=0,=0,单片机的引脚（P2口）,P2.0P2.7:双向I/O（内置了上拉电
24、阻）寻址外部程序存储器时输出高8位地址；不接外部程序存储器时可作为8位准双向I/O口使用。,单片微机原理及应用教学课件,2,1,D,Q,CK,/Q,读引脚=0,读锁存器,写锁存器,内部总线,地址高8位,控制=1,引脚P2.X,控制=1 时，此脚作高8位地址A8A15输出口：当输出=1 时,1,0,截止,3,内部上拉电阻,1,=1,Vcc,=1,单片机的引脚（P2口）,P2.0P2.7:双向I/O（内置了上拉电阻）寻址外部程序存储器时输出高8位地址；不接外部程序存储器时可作为8位准双向I/O口使用。,单片微机原理及应用教学课件,2,1,D,Q,CK,/Q,读引脚=0,读锁存器,写锁存器,内部总线
25、,地址高8位,控制=1,引脚P2.X,0,1,导通,3,内部上拉电阻,0,=0,Vcc,=0,控制=1 时，此脚作高8位地址A8A15输出口：当输出=0 时,单片机的引脚（P2口）,P2.0P2.7:双向I/O（内置了上拉电阻）寻址外部程序存储器时输出高8位地址；不接外部程序存储器时可作为8位准双向I/O口使用。,单片微机原理及应用教学课件,单片机的引脚（P3口）,P3.0P3.7:双功能口（内置了上拉电阻）它具有特定的第二功能。在不使用它的第二功能时它就是普通的通用准双向I/O口。,2,1,D,Q,CK,/Q,读引脚,读锁存器,写锁存器,内部总线,第二功能输出,引脚 P3.X,3,内部上拉电
26、阻,Vcc,第二功能输入,4,单片微机原理及应用教学课件,2,1,D,Q,CK,/Q,读引脚,读锁存器,写锁存器,内部总线,第二功能输出（WR，RD，TxD）,引脚 P3.X,3,内部上拉电阻,Vcc,4,第二功能输出时，内部自动 D=1,1,1,1,反相器,单片机的引脚（P3口）,P3.0P3.7:双功能口（内置了上拉电阻）它具有特定的第二功能。在不使用它的第二功能时它就是普通的通用准双向I/O口。,单片微机原理及应用教学课件,2,1,D,Q,CK,/Q,读引脚,读锁存器,写锁存器,内部总线,此端自动1,引脚 P3.X,3,内部上拉电阻,Vcc,第二功能输入（RxD，T0，T1，INT0，I
27、NT1）,4,第二功能输入时，信号经缓冲器4 直接进入内总线,1,1,1,0,截止,单片机的引脚（P3口）,P3.0P3.7:双功能口（内置了上拉电阻）它具有特定的第二功能。在不使用它的第二功能时它就是普通的通用准双向I/O口。,单片微机原理及应用教学课件,P3口第二功能表（P.7 表12）,单片微机原理及应用教学课件,51单片机的8个特殊引脚,Vcc,GND:电源端XTAL1,XTAL2:片内振荡电路输入、输出端RESET:复位端 正脉冲有效（宽度8 mS）EA/Vpp:寻址外部ROM控制端。低有效 片内有ROM时应当接高电平。ALE/PROG:地址锁存允许控制端。PSEN：选通外部ROM的
28、读(OE)控制端。低有效,小结,单片微机原理及应用教学课件,51单片机的4个8位的I/O口,P0.0P0.7:8位数据口和输出低8位地址复用口(复用时是双向口；不复用时也是准双向口)P1.0P1.7:通用I/O口（准双向口）,P2.0P2.7:输出高8位地址（用于寻址时是输出口；不寻址时是准双向口）P3.0P3.7:具有特定的第二功能（准双向口）,注意：在不外扩ROM/RAM时，P0P3均可作通用I/O口使用，而且都是准双向I/O口(例如:AT89C51)！,小结,单片微机原理及应用教学课件,P3口第二功能表（P.7 表12）,小结,单片微机原理及应用教学课件,存储器、堆栈、SFR,单片微机原
29、理及应用教学课件,数据存储器RAM（Random Access Memory）程序存储器ROM（Read Only Memory）闪速存储器Flash MemoryEPROM（UV）Erazible Programmable ROMEEPROM/E2PROMElectrical Erasable Programmable ROM静态存储器 SRAMStatic RAM（动态存储器 DRAMDynamic RAM）按字节寻址：每个字节(8个位)占一个地址按位寻址：有的存储器每一个位就有一个地址,单片机的存储器几个有关的概念：,单片微机原理及应用教学课件,89C51单片机存储器配置,片内RAM 1
30、28字节（00H7FH）；片内RAM前32个单元是工作寄存器区(00H1FH)片内RAM有128个可按位寻址的位，占16个单元。位地址编号为：00H7FH，分布在20H2FH单元片内21个特殊功能寄存器(SFR)中：地址号能被 8整除的 SFR中的各位也可按位寻址（P.33-34）可寻址片外RAM 64K字节（0000HFFFFH）可寻址片外ROM 64K字节（0000HFFFFH）片内 Flash ROM 4K字节（000HFFFH）,P.12,单片微机原理及应用教学课件,存储器配置（片内RAM）,片内RAM 128字节（00H7FH）,00H,20H,2FH,7FH,1FH,30H,80H
31、,FFH,52子系列才有的RAM区,普通RAM区,位寻址区,工作寄存器区,SFR分布在80H-FFH其中92个位可位寻址,80H,FFH,所有的RAM区(包括位寻址区、工作寄存器区）都可以用于存放数据，故也称为数据缓存寄存器,89C51 128字节,单片微机原理及应用教学课件,片内RAM前32个单元是工作寄存器区(00H1FH),00H,20H,2FH,7FH,1FH,30H,80H,FFH,52子系列才有的RAM区,普通RAM区,位寻址区,工作寄存器区,存储器配置（片内RAM）,单片微机原理及应用教学课件,00H,20H,2FH,7FH,1FH,30H,80H,FFH,52子系列才有的RAM
32、区,普通RAM区,位寻址区,工作寄存器区,R0,R2,R1,R3,R4,R5,R6,R7,07H,02H,01H,00H,06H,04H,05H,03H,08H,1FH,工作寄存器区3,工作寄存器区2,工作寄存器区1,工作寄存器区0,0FH,10H,17H,18H,片内RAM前32个单元是工作寄存器区(00H1FH),存储器配置（片内RAM）,单片微机原理及应用教学课件,00H,20H,2FH,7FH,1FH,30H,80H,FFH,52子系列才有的RAM区,普通RAM区,位寻址区,工作寄存器区,片内RAM中有128个可按位寻址的位。位地址:00H7FH 分布在:20H2FH单元,存储器配置（
33、片内RAM）,单片微机原理及应用教学课件,00H,20H,2FH,7FH,1FH,30H,80H,FFH,52子系列才有的RAM区,普通RAM区,位寻址区,工作寄存器区,27H,22H,21H,20H,26H,24H,25H,23H,28H,2FH,单元地址,07 06 05 04 03 02 01 00,0F 0E 0D 0C 0B 0A 09 08,17 16 15 14 13 12 11 10,1F 1E 1D 1C 1B 1A 19 18,27 26 25 24 23 22 21 20,2F 2E 2D 2C 2B 2A 29 28,37 36 35 34 33 32 31 30,3F
34、 3E 3D 3C 3B 3A 39 38,47 46 45 44 43 42 41 40,7F 7E 7D 7C 7B 7A 79 78,位地址,总共128个可按位寻址的位,片内RAM中有128个可按位寻址的位。位地址:00H7FH 分布在:20H2FH单元,存储器配置（片内RAM）,单片微机原理及应用教学课件,可寻址片外RAM 64K字节（0000HFFFFH）；可寻址片外ROM 64K字节（0000HFFFFH）；片内 Flash ROM 4K字节（000H FFFH）；,FFFFH,0000H,可寻址片外RAM,64K字节,FFFFH,0000H,可寻址片外ROM,64K字节,FFFH
35、,000H,可寻址片内 Flash ROM,4K 字节,89C51,7FH,00H,片内 RAM,128字节,FFH,80H,存储器配置（片内RAM）,P.12,单片微机原理及应用教学课件,堆栈：在片内RAM中，常常要指定一个专门的区域来存放某些特别的数据,它遵循顺序存取和后进先出(LIFO/FILO）的原则,这个RAM区叫堆栈。,功用：1）子程序调用和中断服务时CPU自动将当前PC 值压栈保存，返回时自动将PC值弹栈。2）保护现场/恢复现场3）数据传输,P.16,单片微机原理及应用教学课件,00H,20H,2FH,7FH,1FH,30H,80H,FFH,52子系列才有的RAM区,普通RAM区
36、,位寻址区,工作寄存器区,SP栈顶,下一个进栈的数据将存在此,数据进栈,已经进栈的数据存放在此,初始 SP,复位后 SP=07H，数据进栈时：首先SP+1指向08H单元，第一个放进堆栈的数据将放进08H单元，然后SP再自动增 1，仍指着栈顶,堆栈区由特殊功能寄存器堆栈指针SP管理 堆栈区可以安排在 RAM区任意位置，一般不安排在工作寄存器区和可按位寻址的RAM区，通常放在RAM区的靠后的位置。,单片微机原理及应用教学课件,从堆栈取出数据时：取出的数据是最近放进去的一个数据，也就是当前栈顶的数据。然后SP再自动减1，仍指着栈顶,00H,20H,2FH,7FH,1FH,30H,80H,FFH,52
37、子系列才有的RAM区,普通RAM区,位寻址区,工作寄存器区,SP栈顶,当前要出栈的数据,数据出栈,SP-1指向下一个将要出栈的数据,初始 SP,堆栈区由特殊功能寄存器堆栈指针SP管理 堆栈区可以安排在 RAM区任意位置，一般不安排在工作寄存器区和可按位寻址的RAM区，通常放在RAM区的靠后的位置。,单片微机原理及应用教学课件,从堆栈取出数据时：取出的数据是最近放进去的一个数据，也就是当前栈顶的数据。然后SP再自动减1，仍指着栈顶,00H,20H,2FH,7FH,1FH,30H,80H,FFH,52子系列才有的RAM区,普通RAM区,位寻址区,工作寄存器区,SP-1 指向新的栈顶,也就是下一个将
38、要出栈的数据,数据出栈,初始 SP,堆栈区由特殊功能寄存器堆栈指针SP管理 堆栈区可以安排在 RAM区任意位置，一般不安排在工作寄存器区和可按位寻址的RAM区，通常放在RAM区的靠后的位置。,单片微机原理及应用教学课件,89C51特殊功能寄存器(SFR),特殊功能寄存器SFR（专用寄存器）专用于控制、选择、管理、存放单片机内部各部分的工作方式、条件、状态、结果的寄存器。,不同的SFR管理不同的硬件模块，负责不同的功能各司其职换言之：要让单片机实现预订的功能，必须有相应的硬件和软件，而软件中最重要的一项工作就是对SFR写命令（要求）。,注：参看P.15特殊功能寄存器的名称及其地址分布表。,单片微
39、机原理及应用教学课件,程序计数器PC（Program Counter）PC 不是一个特殊功能寄存器SFR，但其作用又十分重要和特殊!,特点：它是16位的按机器周期自动增1计数器,一切 分支/跳转/调用/中断/复位 等操作的本质就是:改变 PC 值,总指向下一条指令所在首地址(当前PC值),特殊功能寄存器(PC),单片微机原理及应用教学课件,89C51有21个SFR(89C52有26个)P.15 已知的P0、P1、P2、P3等四个8位I/O口分别由名为P0、P1、P2、P3四个SFR代表。,堆栈指针寄存器 SP（Stack Pointer):总是指向栈顶,压栈时先(SP)+1 然后数据进栈；弹栈
40、时数据先出栈 然后(SP)-1。,累加器 ACC:一个被众多指令用得最频繁的特殊功能寄存器(如：运算、数据传输)。,副累加器 B:一个经常与 ACC 配合在一起使用的特殊功能寄存器(如：乘法、除法)，此外，它也经常当作普通寄存器使用。,特殊功能寄存器(P0P3,SP,A,B),单片微机原理及应用教学课件,程序状态字寄存器 PSW：,CY,AC,F0,RS0,OV,P,RS1,PSW.7,PSW.0,CY(PSW.7)进位/借位标志位。若ACC在运算过程中发生了进位或借位，则CY=1；否则=0。它也是布尔处理器的位累加器，可用于布尔操作。,AC(PSW.6)半进位/借位标志位。若ACC在运算过程
41、中，D3位向D4位发生了进位或借位，则AC=1,否则=0。机器在执行“DA A”指令时自动要判断这一位，我们可以暂时不关心它。,F0(PSW.5)可由用户定义的标志位。,PSW.6,PSW.5,特殊功能寄存器(PSW),单片微机原理及应用教学课件,程序状态字寄存器 PSW（续）：,CY,AC,F0,RS0,OV,P,RS1,PSW.7,PSW.0,RS1(PSW.4)、RS0(PSW.3)工作寄存器组选择位。,RS1，RS0=0 1 则选择了工作寄存器组 1 区R0R7分别代表08H 0FH单元。,RS1，RS0=1 0 则选择了工作寄存器组 2 区 R0R7分别代表10H 17H单元。,RS
42、1，RS0=1 1 则选择了工作寄存器组 3 区R0R7分别代表18H 1FH单元。,PSW.4 PSW.3,RS1，RS0=0 0 则选择了工作寄存器组 0 区R0R7分别代表00H 07H单元。,单片微机原理及应用教学课件,片内RAM前32个单元(00H1FH)是工作寄存器区(由PSW中的RS1,RS0决定),00H,20H,2FH,7FH,1FH,30H,80H,FFH,52子系列才有的RAM区,普通RAM区,位寻址区,工作寄存器区,R0,R2,R1,R3,R4,R5,R6,R7,07H,02H,01H,00H,06H,04H,05H,03H,08H,1FH,工作寄存器区3,工作寄存器区
43、2,工作寄存器区1,工作寄存器区0,单片微机原理及应用教学课件,程序状态字寄存器 PSW（续）：,CY,AC,F0,RS0,OV,P,RS1,PSW.7,PSW.0,OV(PSW.2)溢出标志位。OV=1时特指累加器在进行带符号数(-128+127)运算时出错（超出范围）；OV=0时未出错。,PSW.1 未定义。,P(PSW.0)奇偶标志位。P=1表示累加器中“1”的个数为奇数 P=0表示累加器中“1”的个数为偶数 CPU随时监视着ACC中的“1”的个数,并反映在PSW中,PSW.2,PSW.1,加减法运算：OV=1表示结果超出A所能代表的范 围，结果出错；反之，正确。乘 法运算：OV=1表示
44、乘积超过255，即乘积分 别在B与A中；反之，表示在A中。除 法运算：OV=1表示除数为0，除法不能进行；反之，除数不为0，可以进行。,单片微机原理及应用教学课件,PC与SFR复位状态表（P.11 表1-4）,回顾,单片微机原理及应用教学课件,89C51单片机存储器配置,片内RAM 128字节（00H7FH）；片内RAM前32个单元是工作寄存器区(00H1FH)片内RAM有128个可按位寻址的位，占16个单元。位地址编号为：00H7FH 分布在：20H2FH单元片内21个特殊功能寄存器(SFR)中：地址号能被 8整除的 SFR中的各位也可按位寻址可寻址片外RAM 64K字节（0000HFFFF
45、H）可寻址片外ROM 64K字节（0000HFFFFH）片内 Flash ROM 4K字节（000HFFFH）,小结,单片微机原理及应用教学课件,存储器配置（片内RAM）,片内RAM 128字节（00H7FH）,00H,20H,2FH,7FH,1FH,30H,80H,FFH,52子系列才有的RAM区,普通RAM区,位寻址区,工作寄存器区,SFR分布在80H-FFH其中92个位可位寻址,80H,FFH,所有的RAM区(包括位寻址区、工作寄存器区）都可以用于存放数据，故也称为数据缓存寄存器,128字节,小结,单片微机原理及应用教学课件,单片机存储器配置（片外RAM/ROM）,可寻址片外RAM 64K字节（0000HFFFFH）；可寻址片外ROM 64K字节（0000HFFFFH）；片内 Flash ROM 4K字节（000HFFFH）；,FFFFH,0000H,可寻址片外RAM,64K字节,FFFFH,0000H,可寻址片外ROM,64K字节,FFFH,000H,可寻址片内 Flash ROM,4K字节,89C51,7FH,00H,片内 RAM,128字节,FFH,80H,小结,单片微机原理及应用教学课件,OVER!,
