《单片机原理与应用系统设计》课件第02章.ppt

1、第2章 MCS-51单片机系统结构2.1 MCS-51单片机概述2.2 MCS-51的总体结构2.3 MCS-51的中央处理器2.4 MCS-51的存储器组织2.5 MCS-51的端口结构与功能 2.1 MCS-51系列单片机概述 MCS-51 MCS-51单片机是指由美国单片机是指由美国INTELINTEL公司生产的一系列单片机的总称，公司生产的一系列单片机的总称，是在我国使用最广泛的单片机之一是在我国使用最广泛的单片机之一 。该系列有很多品种，如。该系列有很多品种，如80318031、80518051、87518751、80328032、80528052、87528752、89C5189C

2、51、89C5289C52、89C205189C2051等，其中等，其中80518051是最典型的产品。该系列其它单片机都是在是最典型的产品。该系列其它单片机都是在80518051的基础上进行功能的基础上进行功能的增减、改变而来的。的增减、改变而来的。INTELINTEL公司将公司将MCS-51MCS-51的核心技术授权给了很多公司，因此他们也生的核心技术授权给了很多公司，因此他们也生产以产以80518051为核心的单片机为核心的单片机 。有时将所有支持。有时将所有支持MCS-51MCS-51指令系统的单片机指令系统的单片机统称为统称为5151单片机。单片机。MCS-51 MCS-51单片机的

3、内部结构基本相同，下面分别给出了单片机的内部结构基本相同，下面分别给出了MCS-51MCS-51单单片机的内部结构框图、功能结构图和引脚分布示意图。本节还介绍片机的内部结构框图、功能结构图和引脚分布示意图。本节还介绍MCS-51MCS-51的硬件资源。的硬件资源。2.2 MCS-51单片机的总体结构 2.2 MCS-51单片机的总体结构：内部结构图端口端口0 0驱动器驱动器端口端口2 2驱动器驱动器端口端口3 3驱动器驱动器端口端口0 0锁存器锁存器端口端口2 2锁存器锁存器临时缓冲器临时缓冲器TMPTMP1 1FLASHFLASHB B寄存器寄存器ACCACC临时缓冲器临时缓冲器TMPTMP

4、2 2RAMRAMRAMRAM地址地址寄存器寄存器堆栈堆栈指针指针SPSP程序程序地址寄存器地址寄存器缓冲器缓冲器PCPC累加器累加器程序程序计数器计数器PCPC数据数据指针指针DPTRDPTR端口端口1 1驱动器驱动器时序时序与控制与控制指令指令寄存器寄存器ALUALUPSWPSW中断中断、串口和串口和定时器模块定时器模块OSCOSC端口端口1 1锁存器锁存器端口端口3 3锁存器锁存器P P1 1.0 0 P P1 1.7 7#PSNPSNALE#EAEARSTRSTVccVccGNDGNDXTALXTAL1 1XTALXTAL2 2P P3 3.0 0 P P3 3.7 7P P0 0.0

5、 0 P P0 0.7 7P P2 2.0 0 P P2 2.7 7中断控制内部ROM内部RAM定时器T0定时器T1CPUOSC总线控制4个I/O口串行口计数器输入复位输入P0P1P2 P3TXDRXD外部中断MCS-51MCS-51的功能结构图的功能结构图 2.2 MCS-51单片机的总体结构 2.2 MCS-51单片机的总体结构MCS-51MCS-51引脚分布示意图引脚分布示意图VccRSTMCS-51单片机单片机P0P1P3P2I/OI/OI/OI/OXTAL1XTAL2INT0INT1#PSENALET0T1TXDRXD#EAGND 2.2 MCS-51单片机的总体结构MCS-51MC

6、S-51硬件资源：硬件资源：（1 1）CPUCPU：MCS-51MCS-51采用采用8 8位处理器，时钟频率一般为位处理器，时钟频率一般为0.50.524MHz24MHz。（2 2）内部内部RAMRAM：一般为：一般为128128或或256256字节（字节（8 8位），用于存放程序执行过位），用于存放程序执行过程中的临时数据。程中的临时数据。（3 3）特殊功能寄存器：简称特殊功能寄存器：简称SFRSFR，通常为，通常为128128字节，用于配置单片机字节，用于配置单片机和控制单片机行为。和控制单片机行为。（4 4）双向双向IOIO端口：端口：MCS-51MCS-51有有4 4个个8 8位端口，

7、每一位可单独配置为数字位端口，每一位可单独配置为数字量输入或输出。量输入或输出。（5 5）UARTUART：全双工通用异步串口，用于串行数据通信。：全双工通用异步串口，用于串行数据通信。2.2 MCS-51单片机的总体结构MCS-51MCS-51硬件资源（续）：硬件资源（续）：（6 6）定时器定时器/计数器：两个计数器：两个1616位定时器位定时器/计数器，用于定时或对外部计数器，用于定时或对外部事件计数。事件计数。（7 7）中断源：中断源：5 5个中断源，响应内部或外部事件的中断请求。个中断源，响应内部或外部事件的中断请求。（8 8）时钟发生器：时钟发生器：MCS-51MCS-51内部有时钟

8、发生器电路，外部连接一个晶内部有时钟发生器电路，外部连接一个晶体振荡器即可。体振荡器即可。（9 9）存储器空间：存储器空间：MCS-51MCS-51可以寻址可以寻址64KB64KB程序存储器和程序存储器和64KB64KB外部数据外部数据存储器空间。存储器空间。2.3.1 中央处理器概述2.3.2 时钟电路2.3.3 复位电路2.3.4 指令长度与指令周期 2.3 MCS-51单片机中央处理器 MCS-51MCS-51单片机的中央处理器由运算部件和控制部件组成。单片机的中央处理器由运算部件和控制部件组成。运算部件实现的主要功能有数据的算术运算、逻辑运算、位变运算部件实现的主要功能有数据的算术运算

9、、逻辑运算、位变量处理以及数据传送等；控制部件由定时控制逻辑、指令寄存量处理以及数据传送等；控制部件由定时控制逻辑、指令寄存器、指令译码器、程序计数器器、指令译码器、程序计数器PCPC、数据指针、数据指针DPTRDPTR等组成。中央等组成。中央处理器的功能最终将通过指令集和时序来体现。处理器的功能最终将通过指令集和时序来体现。2.3.1 中央处理器概述运算部件的主要组成及功能如下：运算部件的主要组成及功能如下：（1 1）算术逻辑部件：完成二进制数的四则运算、逻辑运算以及位操）算术逻辑部件：完成二进制数的四则运算、逻辑运算以及位操作运算。作运算。（2 2）布尔处理器：实现单片机的位操作。）布尔处

10、理器：实现单片机的位操作。（3 3）累加器）累加器ACCACC：8 8位寄存器，用来暂存操作数和保存运算结果。位寄存器，用来暂存操作数和保存运算结果。（4 4）寄存器）寄存器B B：在乘法指令中用于存放一个乘数，在除法指令中用于：在乘法指令中用于存放一个乘数，在除法指令中用于存放除数，运算后寄存器存放除数，运算后寄存器B B中存放部分运算结果。中存放部分运算结果。（5 5）程序状态字）程序状态字PSWPSW：8 8位的寄存器，包含了当前程序执行的各种状位的寄存器，包含了当前程序执行的各种状态信息。态信息。2.3.1 中央处理器概述控制部件的主要组成和功能如下：控制部件的主要组成和功能如下：（1

11、 1）定时控制逻辑：协调寄存器之间的数据传送与运算等操作。）定时控制逻辑：协调寄存器之间的数据传送与运算等操作。（2 2）指令寄存器：）指令寄存器：8 8位的寄存器，存放当前正在执行的指令。位的寄存器，存放当前正在执行的指令。（3 3）指令译码器：对指令寄存器中的操作码部分进行译码产生执）指令译码器：对指令寄存器中的操作码部分进行译码产生执行该指令所需要的各种控制信号。行该指令所需要的各种控制信号。（4 4）程序计数器）程序计数器PCPC：1616位的地址指针位的地址指针 ，存放下一条待执行指令的，存放下一条待执行指令的地址。地址。（5 5）数据指针）数据指针DPTRDPTR：1616位的地址

12、寄存器，用于寻址片外数据存储位的地址寄存器，用于寻址片外数据存储器或寻址片外程序存储器中的表格数据。器或寻址片外程序存储器中的表格数据。2.3.1 中央处理器概述 时钟电路的作用是控制单片机的工作节奏。它有内部振荡方式和时钟电路的作用是控制单片机的工作节奏。它有内部振荡方式和外部振荡两种方式：外部振荡两种方式：（1 1）内部振荡方式：）内部振荡方式：MCS-51MCS-51内部自带振荡器，引脚内部自带振荡器，引脚XTAL1XTAL1和和XTAL2XTAL2分别分别为反相器的输入端和输出端，通常在外部并联由石英晶振和电容为反相器的输入端和输出端，通常在外部并联由石英晶振和电容即可；如果振荡器已起

13、振，则在即可；如果振荡器已起振，则在XTAL2XTAL2引脚上输出幅值引脚上输出幅值3V3V左右的正左右的正弦波，振荡频率主要由石英晶振的频率确定，可选的频率范围一弦波，振荡频率主要由石英晶振的频率确定，可选的频率范围一般为般为0.50.524MHz24MHz。（2 2）外部振荡方式：）外部振荡方式：MCS-51MCS-51的工作时钟也可以由外部振荡器提供，它的工作时钟也可以由外部振荡器提供，它对外部时钟的占空比要求不高，但要有一定的幅度对外部时钟的占空比要求不高，但要有一定的幅度.2.3.2 时钟电路C1C2MCS-51单片机XTAL1XTAL2NC外部振荡信号MCS-51单片机XTAL1X

14、TAL2内部振荡方式内部振荡方式 外部振荡方式外部振荡方式 2.3.2 时钟电路所有单片机在启动运行时都需要复位，以使所有单片机在启动运行时都需要复位，以使CPUCPU和系统中的其和系统中的其它部件处于一个确定的初始状态，并从这个状态开始工作。它部件处于一个确定的初始状态，并从这个状态开始工作。MCS-51MCS-51单片机有一个复位引脚单片机有一个复位引脚RSTRST，当振荡器起振后，该引脚，当振荡器起振后，该引脚上出现上出现2424个时钟周期以上的高电平，就可以使器件复位。只要个时钟周期以上的高电平，就可以使器件复位。只要RSTRST保持高电平，保持高电平，MCS-51MCS-51就保持复

15、位状态。就保持复位状态。RSTRST变为低电平后，变为低电平后，MCS-51MCS-51退出复位，退出复位，CPUCPU从初始状态开始工作。复位以后内部寄存器的初始从初始状态开始工作。复位以后内部寄存器的初始状态见表状态见表2-12-1。2.3.3 复位电路表表2-1 2-1 复位后各寄存器初始值复位后各寄存器初始值寄存器内容寄存器内容PCPC0000H0000HTMODTMOD00H00HACCACC00H00HTCONTCON00H00HB B00H00HTH0TH000H00HPSWPSW00H00HTL0TL000H00HSPSP07H07HTH1TH100H00HDPTRDPTR00

16、00H0000HTL1TL100H00HP0P0P3P30FFH0FFHSCONSCON00H00HIPIPXXX00000BXXX00000BSBUFSBUF不定不定IEIE0XX00000B0XX00000BPCONPCON0XXXXXXXB0XXXXXXXB 2.3.3 复位电路典型的复位电路：典型的复位电路：（1 1）上电自动复位电路）上电自动复位电路 （2 2）人工复位电路）人工复位电路 （3 3）看门狗复位电路）看门狗复位电路 2.3.3 复位电路RSTGNDVccMCS-51单片机+5VMCS-51单片机RSTGNDVccC+5VR1R2RCRC上电自动复位电路上电自动复位电路

17、人工复位电路人工复位电路 2.3.3 复位电路看门狗是一种特殊的定时器电路，它由看门狗是一种特殊的定时器电路，它由1 1个计数器、个计数器、1 1个时钟源、个时钟源、1 1个输入口及个输入口及1 1个输出口组成。看门狗上电后就自动从个输出口组成。看门狗上电后就自动从0 0开始递增计数，一开始递增计数，一旦它的输入口电平发生变化则看门狗清零。如果在看门狗定时周期内没旦它的输入口电平发生变化则看门狗清零。如果在看门狗定时周期内没有清零，则看门狗会溢出并输出有清零，则看门狗会溢出并输出1 1个脉冲。个脉冲。MAX813LMAX813L是专用的看门狗芯片，见下图，其引脚功能见表是专用的看门狗芯片，见下

18、图，其引脚功能见表2-2.2-2.当其当其输入口输入口WDIWDI保持高电平或低电平超过保持高电平或低电平超过1.61.6秒时，其输出口秒时，其输出口#WDO#WDO就会输出低就会输出低电平，直到看门狗被清零后才变为高电平。电平，直到看门狗被清零后才变为高电平。2.3.3 复位电路MAX813LMAX813L的引脚图的引脚图 2.3.3 复位电路MAX813L#MRVCCGNDPFI#PFOWDIRST#WDO12345678表表2-2 2-2 MAX813LMAX813L的引脚功能的引脚功能 2.3.3 复位电路引脚名称功能1 1#MR#MR手动复位输入手动复位输入2 2VCCVCC电源（电

19、源（+5V+5V）3 3GNDGND地地4 4PFIPFI欠压检测输入端欠压检测输入端5 5#PFO#PFO欠压保护输出端欠压保护输出端6 6WDIWDI清看门狗信号输入端清看门狗信号输入端7 7RESETRESET复位信号输出端复位信号输出端8 8#WDO#WDO看门狗复位指示信号输出端看门狗复位指示信号输出端MAX813LMAX813L的典型应用电路的典型应用电路 2.3.3 复位电路2.4.1 程序存储器2.4.2 片内RAM数据存储器2.4.3 特殊功能寄存器2.4.4 扩展存储器 2.4 MCS-51单片机存储器组织MCS-51MCS-51单片机采用哈佛结构，程序存储器（简称单片机采

20、用哈佛结构，程序存储器（简称PMPM）和）和数据存储器（简称数据存储器（简称DMDM）单独编址。）单独编址。PMPM和和DMDM又有片内和片外之分，又有片内和片外之分，因此，因此，MCS-51MCS-51单片机存储器可分为以下单片机存储器可分为以下4 4类：类：（1 1）片内程序存储器）片内程序存储器 （2 2）片内数据存储器）片内数据存储器（3 3）片外程序存储器）片外程序存储器 （4 4）片外数据存储器）片外数据存储器 2.4 MCS-51单片机存储器组织：概述存储器按存储体分类：存储器按存储体分类：（1 1）ROMROM。它的内容在出厂前就设定好，不可再更改。它的内容在出厂前就设定好，不

21、可再更改。（2 2）PROMPROM。它可以进行编程，但编程之后就不可再改变。它可以进行编程，但编程之后就不可再改变。（3 3）EPROMEPROM。它可以编程，可用紫外线擦除，通常可擦除几百次；正被。它可以编程，可用紫外线擦除，通常可擦除几百次；正被OTPOTP型型ROMROM和和EEPROMEEPROM取代。取代。（4 4）EEPROMEEPROM，也称为闪存或，也称为闪存或FLASHFLASH，可反复编程，广泛用于科研、产品，可反复编程，广泛用于科研、产品开发以及数码产品中，但同时相对容易被误擦除，在可靠性要求开发以及数码产品中，但同时相对容易被误擦除，在可靠性要求特别高的场合要慎用。特

22、别高的场合要慎用。（5 5）RAMRAM，称为随机存取存储器。它的内容可以随时改写，但是掉电时，称为随机存取存储器。它的内容可以随时改写，但是掉电时内容立即丢失。内容立即丢失。2.4 MCS-51单片机存储器组织：概述MCS-51MCS-51的程序存储器空间为的程序存储器空间为64K64K字节，其地址指针为字节，其地址指针为1616位的程序计位的程序计数器数器PCPC。根据型号不同，。根据型号不同，5151型单片机芯片内部的程序存储器可能有型单片机芯片内部的程序存储器可能有1K1K、2K2K、4K4K、8K8K或更多字节，存储体可能是或更多字节，存储体可能是PROMPROM、EPROMEPRO

23、M或或EEPROMEEPROM。内部具有内部具有EEPROMEEPROM型程序存储器的单片机使用方便，因此使用广泛，型程序存储器的单片机使用方便，因此使用广泛，比如比如AT89C51AT89C51、AT89C52AT89C52等。如果在实际运用中内部程序存储器的数量等。如果在实际运用中内部程序存储器的数量不够，可以在外部扩展，最多可扩展到不够，可以在外部扩展，最多可扩展到64K64K字节。字节。2.4.1 程序存储器对于有片内程序存储器的对于有片内程序存储器的MCS-51MCS-51单片机，可以用其单片机，可以用其#EA#EA引脚来选择引脚来选择是否使用内部的程序存储器。若是否使用内部的程序存

24、储器。若#EA#EA为为1 1，则在程序计数器，则在程序计数器PCPC的值小于的值小于片内程序存储器空间时，片内程序存储器空间时，CPUCPU取指令时自动访问片内程序存储器，在取指令时自动访问片内程序存储器，在PCPC的值大于内部程序存储器空间时，的值大于内部程序存储器空间时，CPUCPU取指令时自动访问外部的程序存取指令时自动访问外部的程序存储器。如果储器。如果#EA#EA为为0 0，则片内程序存储器被忽略，则片内程序存储器被忽略，CPUCPU总是自动从片外程总是自动从片外程序存储器中取指令。序存储器中取指令。对于没有片内程序存储器的单片机，如对于没有片内程序存储器的单片机，如8031803

25、1，必须在外部扩展程，必须在外部扩展程序存储器，引脚序存储器，引脚#EA#EA必须接地。必须接地。2.4.1 程序存储器MCS-51MCS-51单片机的引脚单片机的引脚#PSEN#PSEN输出片外程序存储器的读选通信号，仅输出片外程序存储器的读选通信号，仅当当CPUCPU访问片外程序存储器时，访问片外程序存储器时，#PSEN#PSEN才自动有效，输出负脉冲。在硬才自动有效，输出负脉冲。在硬件上，单片机的件上，单片机的#PSEN#PSEN引脚要和片外程序存储器的引脚要和片外程序存储器的#RD#RD信号连接；在软信号连接；在软件上，对件上，对#PSEN#PSEN不必做任何考虑，也就是说，对于程序员

26、编写程序而言，不必做任何考虑，也就是说，对于程序员编写程序而言，片内和片外扩展的程序存储器没有区别。片内和片外扩展的程序存储器没有区别。2.4.1 程序存储器目前的单片机大都集成有目前的单片机大都集成有EEPROMEEPROM或或FLASHFLASH型程序存储器，用于存储型程序存储器，用于存储用户程序。将应用程序写入程序存储器的过程称为用户程序。将应用程序写入程序存储器的过程称为“编程编程”或或“烧烧录录”。烧录时需要将单片机从应用系统板上拔出来，烧好后再插上去。烧录时需要将单片机从应用系统板上拔出来，烧好后再插上去。烧录单片机不仅费时费力，而且容易损坏单片机。烧录单片机不仅费时费力，而且容易

27、损坏单片机。为解决上述问题，现在的单片机发展出了在系统可编程技术（为解决上述问题，现在的单片机发展出了在系统可编程技术（In In System Programming,ISPSystem Programming,ISP）及在应用可编程技术（）及在应用可编程技术（In Application In Application Programming,IAPProgramming,IAP）。）。2.4.1 程序存储器ISPISP技术（下载）：在单片机上固化一些用户看不到的程序，单片技术（下载）：在单片机上固化一些用户看不到的程序，单片机上电后自动运行这些程序，并检查单片机的工作模式。当单片机处机上电

28、后自动运行这些程序，并检查单片机的工作模式。当单片机处于下载模式时，这些程序就控制单片机经由串口从于下载模式时，这些程序就控制单片机经由串口从PCPC机接收用户应用机接收用户应用程序，并将之写入程序存储器，这个过程称为下载；若单片机处于正程序，并将之写入程序存储器，这个过程称为下载；若单片机处于正常工作模式，就按普通方式从程序存储器中取出指令来运行。常工作模式，就按普通方式从程序存储器中取出指令来运行。下载一般采用串行总线，往往通过一根简单的下载线将单片机与下载一般采用串行总线，往往通过一根简单的下载线将单片机与PCPC机连接即可。在机连接即可。在PCPC机上需要运行专用的下载软件。在设计单片

29、机应机上需要运行专用的下载软件。在设计单片机应用系统时，需要预留好下载线的插座和模式选择开关就可以在不拆卸用系统时，需要预留好下载线的插座和模式选择开关就可以在不拆卸芯片的情况下随时烧录程序。芯片的情况下随时烧录程序。2.4.1 程序存储器IAPIAP技术（引导）：它除了具备技术（引导）：它除了具备ISPISP的特性外，还允许用户在系统的特性外，还允许用户在系统正常运行的情况下烧录新程序，然后在下次启动时加载新的程序。其正常运行的情况下烧录新程序，然后在下次启动时加载新的程序。其技术关键是在程序存储器中固化了一部分引导程序。它相当于一个简技术关键是在程序存储器中固化了一部分引导程序。它相当于一

30、个简单的操作系统，在每次开机时单片机首先执行该引导程序，根据配置单的操作系统，在每次开机时单片机首先执行该引导程序，根据配置字而调用不同的应用程序。有些单片机甚至允许用户自己开发这段引字而调用不同的应用程序。有些单片机甚至允许用户自己开发这段引导程序，因而可能开发出通过通讯网远程更新单片机软件的功能，这导程序，因而可能开发出通过通讯网远程更新单片机软件的功能，这极大地方便了系统维护与升级。极大地方便了系统维护与升级。2.4.1 程序存储器MCS-51MCS-51单片机的片内单片机的片内RAMRAM空间为空间为256256字节，占用地址空间字节，占用地址空间00H00H0FFH0FFH。地址空间

31、。地址空间00H00H7FH7FH的的128128字节称为低端字节称为低端RAMRAM，80H80H0FFH0FFH的的128128字节称为高端字节称为高端RAMRAM。此外。此外MCS-51MCS-51单片机还有单片机还有128128字节字节的特殊功能寄存器，简称的特殊功能寄存器，简称SFRSFR，其地址空间和高端，其地址空间和高端RAMRAM的地址空的地址空间重叠，即也为间重叠，即也为80H80H0FFH0FFH。低端。低端RAMRAM和和SFRSFR是每个是每个MCS-51MCS-51单片单片机都有的，是机都有的，是MCS-51MCS-51单片机内核的重要组成部分。高端单片机内核的重要组

32、成部分。高端RAMRAM仅仅5252型以上的单片机才有。型以上的单片机才有。2.4.2 片内RAM数据存储器低端低端RAMRAM可以直接寻址也可以间接寻址。对于具有高端可以直接寻址也可以间接寻址。对于具有高端RAMRAM的单的单片机，单片机通过寻址方式的不同来区分高端片机，单片机通过寻址方式的不同来区分高端RAMRAM和和SFRSFR，高端，高端RAMRAM只能间接寻址，而只能间接寻址，而SFRSFR只能立即寻址。只能立即寻址。原则上，原则上，SFRSFR不作数据缓冲区使用，而其它不作数据缓冲区使用，而其它256256字节的片内字节的片内RAMRAM都可用作数据缓冲区。通常这都可用作数据缓冲区

33、。通常这256256字节的字节的RAMRAM可区分为工作寄存器区、可区分为工作寄存器区、位寻址区、堆栈区和普通数据缓冲区等。位寻址区、堆栈区和普通数据缓冲区等。2.4.2 片内RAM数据存储器（1 1）工作寄存器区）工作寄存器区 MCS-51MCS-51单片机片内单片机片内RAMRAM的的00H00H1FH1FH单元用作工作寄存器区，分单元用作工作寄存器区，分为为4 4组，每组有组，每组有8 8个工作寄存器：个工作寄存器：R0R0R7R7。工作寄存器。工作寄存器R0R0R7R7在指在指令中往往用作指针、计数器等特殊用途。工作寄存器和令中往往用作指针、计数器等特殊用途。工作寄存器和RAMRAM单

34、元地单元地址的对应关系如表址的对应关系如表2-32-3所示。所示。CPUCPU当前使用哪一个工作寄存器区，由当前程序状态字当前使用哪一个工作寄存器区，由当前程序状态字PSWPSW的的第第3 3、4 4位指示。位指示。PSWPSW的这两位分别记为的这两位分别记为RS0RS0和和RS1RS1，它们和当前使用，它们和当前使用的工作寄存器区的对应关系如表的工作寄存器区的对应关系如表2-42-4所示。所示。2.4.2 片内RAM数据存储器表表2-3 2-3 工作寄存器工作寄存器和和RAMRAM地址对照表地址对照表0 0 区区1 1 区区2 2 区区3 3 区区寄存器寄存器地址地址寄存器寄存器地址地址寄存

35、器寄存器地址地址寄存器寄存器地址地址R0R000H00HR0R008H08HR0R010H10HR0R018H18HR1R101H01HR1R109H09HR1R111H11HR1R119H19HR2R202H02HR2R20AH0AHR2R212H12HR2R21AH1AHR3R303H03HR3R30BH0BHR3R313H13HR3R31BH1BHR4R404H04HR4R40CH0CHR4R414H14HR4R41CH1CHR5R505H05HR5R50DH0DHR5R515H15HR5R51DH1DHR6R606H06HR6R60EH0EHR6R616H16HR6R61EH1EHR7

36、R707H07HR7R70FH0FHR7R717H17HR7R71FH1FH 2.4.2 片内RAM数据存储器表表2-4 2-4 工作寄存器区的选择工作寄存器区的选择 2.4.2 片内RAM数据存储器PSW.4PSW.4（RS1RS1）PSW.3PSW.3（RS0RS0）工作寄存器区工作寄存器区0 00 00 0区（区（00H00H07H07H）0 01 11 1区（区（08H08H0FH0FH）1 10 02 2区（区（10H10H17H17H）1 11 13 3区（区（18H18H1FH1FH）（2 2）位寻址区）位寻址区 片内片内RAMRAM的的20H20H2FH2FH为位寻址区，这为位

37、寻址区，这1616个单元的每一位个单元的每一位都有一个位地址，它们占据位地址空间都有一个位地址，它们占据位地址空间00H00H7FH7FH。位寻址区。位寻址区的的128128个位单元的位地址见表个位单元的位地址见表2-52-5。这些位地址由位操作指令。这些位地址由位操作指令使用。这使用。这128128位的每一位都可以作为一个软件触发器，用于位的每一位都可以作为一个软件触发器，用于存放各种程序标志或位控制变量。同样，位寻址区的存放各种程序标志或位控制变量。同样，位寻址区的RAMRAM单单元也可以作为一般的数据缓冲器使用。元也可以作为一般的数据缓冲器使用。2.4.2 片内RAM数据存储器表表2-5

38、 RAM2-5 RAM位寻址区位地址位寻址区位地址字节地址字节地址位地址位地址D7D7D6D6D5D5D4D4D3D3D2D2D1D1D0D02FH2FH7FH7FH7EH7EH7DH7DH7CH7CH7BH7BH7AH7AH79H79H78H78H2EH2EH77H77H76H76H75H75H74H74H73H73H72H72H71H71H70H70H2DH2DH6FH6FH6EH6EH6DH6DH6CH6CH6BH6BH6AH6AH69H69H68H68H2CH2CH67H67H66H66H65H65H64H64H63H63H62H62H61H61H60H60H2BH2BH5FH5FH5

39、EH5EH5DH5DH5CH5CH5BH5BH5AH5AH59H59H58H58H2AH2AH57H57H56H56H55H55H54H54H53H53H52H52H51H51H50H50H29H29H4FH4FH4EH4EH4DH4DH4CH4CH4BH4BH4AH4AH49H49H48H48H28H28H47H47H46H46H45H45H44H44H43H43H42H42H41H41H40H40H27H27H3FH3FH3EH3EH3DH3DH3CH3CH3BH3BH3AH3AH39H39H38H38H26H26H37H37H36H36H35H35H34H34H33H33H32H32H3

40、1H31H30H30H25H25H2FH2FH2EH2EH2DH2DH2CH2CH2BH2BH2AH2AH29H29H28H28H24H24H27H27H26H26H25H25H24H24H23H23H22H22H21H21H20H20H23H23H1FH1FH1EH1EH1DH1DH1CH1CH1BH1BH1AH1AH19H19H18H18H22H22H17H17H16H16H15H15H14H14H13H13H12H12H11H11H10H10H21H21H0FH0FH0EH0EH0DH0DH0CH0CH0BH0BH0AH0AH09H09H08H08H20H20H07H07H06H06H0

41、5H05H04H04H03H03H02H02H01H01H00H00H 2.4.2 片内RAM数据存储器（3 3）堆栈区）堆栈区 堆栈可用于子程序调用或中断服务过程中保护现场，也可用于暂存堆栈可用于子程序调用或中断服务过程中保护现场，也可用于暂存其它数据。其它数据。MCS-51MCS-51单片机的堆栈可以设置在片内单片机的堆栈可以设置在片内RAMRAM的任意区域，栈顶的任意区域，栈顶位置由堆栈指针位置由堆栈指针SPSP指出，复位后指出，复位后SPSP的值为的值为07H07H。初始化时通过对。初始化时通过对SPSP重新重新赋值来具体设置堆栈区。赋值来具体设置堆栈区。MCS-51MCS-51单片机

42、的堆栈在使用时，有自动进出栈和通过指令进出栈两单片机的堆栈在使用时，有自动进出栈和通过指令进出栈两种方式。在调用子程序或中断服务程序时，程序计数器种方式。在调用子程序或中断服务程序时，程序计数器PCPC的值，将自动的值，将自动进入堆栈，当子程序或中断服务程序执行完毕返回时，堆栈的内容则自进入堆栈，当子程序或中断服务程序执行完毕返回时，堆栈的内容则自动弹出到动弹出到PCPC中，这种方式是自动的。中，这种方式是自动的。MCS-51MCS-51单片机还可通过单片机还可通过PUSHPUSH和和POPPOP指令，按照后进先出的规则来进出栈，可用于在子程序调用或中断服务指令，按照后进先出的规则来进出栈，可

43、用于在子程序调用或中断服务过程中保护现场，也可用于暂存其它数据。过程中保护现场，也可用于暂存其它数据。2.4.2 片内RAM数据存储器 特殊功能寄存器简称特殊功能寄存器简称SFRSFR，它们也是，它们也是RAMRAM型存储器，占型存储器，占用片内用片内RAMRAM空间的高空间的高128128字节地址，但其存放的数据往往具字节地址，但其存放的数据往往具有特殊含义。有特殊含义。SFRSFR离散分布在离散分布在80H80H0FFH0FFH中，有很多单元是中，有很多单元是预留的，常用的预留的，常用的SFRSFR的地址及其功能见表的地址及其功能见表2-62-6。其中，凡是。其中，凡是字节地址能被字节地址

44、能被8 8整除的整除的SFRSFR都具有位地址功能，都具有位地址功能，CPUCPU可以对可以对它们进行位操作。表它们进行位操作。表2-72-7给出了可位寻址的给出了可位寻址的SFRSFR的各个位单的各个位单元的位地址。元的位地址。2.4.3 特殊功能寄存器表表2-6 2-6 基本特殊功能寄存器的地址及功能基本特殊功能寄存器的地址及功能符号符号地址地址功能介绍功能介绍符号符号地址地址功能介绍功能介绍P0P080H80HP0P0口锁存器口锁存器SBUFSBUF99H99H串口锁存器串口锁存器SPSP81H81H堆栈指针堆栈指针P2P2A0HA0HP2P2口锁存器口锁存器 DPLDPL82H82H数

45、据地址指针（低数据地址指针（低8 8位）位）IEIEA8HA8H中断使能寄存器中断使能寄存器DPHDPH83H83H数据地址指针（高数据地址指针（高8 8位）位）P3P3B0HB0HP3P3口锁存器口锁存器PCONPCON87H87H电源控制寄存器电源控制寄存器IPIPB8HB8H中断优先级寄存器中断优先级寄存器TCONTCON88H88H定时器定时器/计数器控制寄存器计数器控制寄存器T2CONT2CONC8HC8HT2T2的控制寄存器的控制寄存器TMODTMOD89H89H定时器定时器/计数器方式寄存器计数器方式寄存器RCAP2LRCAP2LCAHCAHT2T2的捕获寄存器（低的捕获寄存器（

46、低8 8位）位）TL0TL08AH8AH定时器定时器/计数器计数器0 0（低（低8 8位）位）RCAP2HRCAP2HCBHCBHT2T2的捕获寄存器（高的捕获寄存器（高8 8位）位）TH0TH08BH8BH定时器定时器/计数器计数器0 0（高（高8 8位）位）TL2TL2CCHCCH定时器定时器/计数器计数器2 2（低（低8 8位）位）TL1TL18CH8CH定时器定时器/计数器计数器1 1（低（低8 8位）位）TH2TH2CDHCDH定时器定时器/计数器计数器2 2（高（高8 8位）位）TH1TH18DH8DH定时器定时器/计数器计数器1 1（高（高8 8位）位）PSWPSWD0HD0H程

47、序状态字程序状态字P1P190H90HP1P1口锁存器口锁存器 ACCACCEOHEOH累加器累加器SCONSCON98H98H串口控制寄存器串口控制寄存器B BFOHFOHB B寄存器寄存器2.4.3 特殊功能寄存器2.4.3 特殊功能寄存器 表表2-7 2-7 特殊功能寄存器中的位地址特殊功能寄存器中的位地址SFRSFR位地址位地址D7D7D6D6D5D5D4D4D3D3D2D2D1D1D0D0B BF7HF7HF6HF6HF5HF5HF4HF4HF3HF3HF2HF2HF1HF1HF0HF0HACCACCE7HE7HE6HE6HE5HE5HE4HE4HE3HE3HE2HE2HE1HE1H

48、E0HE0HPSWPSWD7HD7HD6HD6HD5HD5HD4HD4HD3HD3HD2HD2HD1HD1HD0HD0HT2CONT2CONCFHCFHCEHCEHCDHCDHCCHCCHCBHCBHCAHCAHC9HC9HC8HC8HIPIPBDHBDHBCHBCHBBHBBHBAHBAHB9HB9HB8HB8HP3P3B7HB7HB6HB6HB5HB5HB4HB4HB3HB3HB2HB2HB1HB1HB0HB0HIEIEAFHAFHADHADHACHACHABHABHAAHAAHA9HA9HA8HA8HP2P2A7HA7HA6HA6HA5HA5HA4HA4HA3HA3HA2HA2HA1HA

49、1HA0HA0HSCONSCON9FH9FH9EH9EH9DH9DH9CH9CH9BH9BH9AH9AH99H99H98H98HP1P197H97H96H96H95H95H94H94H93H93H92H92H91H91H90H90HTCONTCON8FH8FH8EH8EH8DH8DH8CH8CH8BH8BH8AH8AH89H89H88H88HP0P087H87H86H86H85H85H84H84H83H83H82H82H81H81H80H80H常用的特殊功能寄存器：常用的特殊功能寄存器：ACCACC：累加器。：累加器。有时用有时用A A表示，它是一个寄存器，运算器做运算时，其表示，它是一个寄存

50、器，运算器做运算时，其中一个数一定在中一个数一定在ACCACC中，所有的运算类指令都离不开它。中，所有的运算类指令都离不开它。B B：寄存器。：寄存器。在做乘法或除法时存放乘数或除数，其它情况下可作通在做乘法或除法时存放乘数或除数，其它情况下可作通用寄存器使用。用寄存器使用。DPTRDPTR：1616位数据指针。位数据指针。由高由高8 8位位DPHDPH和低和低8 8位位DPLDPL组成，一般作为访问外组成，一般作为访问外部数据存储器的地址指针使用，也可作为通用寄存器来用，部数据存储器的地址指针使用，也可作为通用寄存器来用，CPUCPU可以可以对对DPHDPH和和DPLDPL单独操作。单独操作