1、 1 2.1 MCS2.1 MCS- -5151 系列系列单片机单片机介绍介绍 MCS-51 单片机是把那些作为控制应用所必需的基本内容都集成在一个尺寸有限的集 成电路芯片上。如果按功能划分，它由如下功能部件组成，即微处理器（CPU） 、数据存储 器（RAM） 、程序存储器（ROM/EPROM） 、并行 I/O 口、串行口、定时器/计数器、中断系 统及特殊功能寄存器 （SFR） 。 它们都是通过片内单一总线连接而成， 其基本结构依旧是 CPU 加上外围芯片的传统结构模式。但对各种功能部件的控制是采用特殊功能寄存器（SFR）的 集中控制方式。 2.1.1 控制器控制器 控制器是单片机的指挥控制部
2、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。 单片机执行指令是在控制器的控制下进行的。首先从程序存储器中读出指 令，送指令寄存器保存，然后送至指令译码器进行译码，译码结果送定时控制逻 辑电路，由定时控制逻辑产生各种定时信号和控制信号，再送到单片机的各个部 件去进行相应的操作。这就是执行一条指令的全过程，执行程序就是不断重复这 一过程。控制器主要包括程序计数器、程序地址寄存器、指令寄存器 IR、指令 译码器、条件转移逻辑电路及时序控制逻辑电路。 2.1.2 2.1.2 存储器的结构存储器的结构 MCS-51 单片机存储器采用的是
3、哈佛结构,即程序存储器空间和数据存储器 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.在 8051/8751 弹 片击中,不仅在片内集成了一定容量的程序存储器和数据存储器及众多的特殊功 能寄存器,而且还具有极强的外存储器的扩展能力,寻址能力分别可达 64KB,寻 址和操作简单方便.MCS-51 的存储器空间可划分为如下几类: 1. 程序存储器 单片机系统之所以能够按照一定的次序进行工作,主要是程序存储器中存放 了经调试正确的应用程序和表格之类的固定常数。程序实际上是一串二进制码, 2 程序存储器可以分为片内和
4、片外两部分。8031 由于无内部存储器,所以只能外扩 程序存储器来存放程序。 MCS-51 单片机复位后,程序存储器 PC 的内容为 0000H,故系统必须从 0000H 单元 开始取指令,执行程序.程序存储器中的 0000H 地址是系统程序的启动地址.一般 在该单元存放一条绝对跳转指令,跳向用户设计的主程序的起始地址。 2. 内部数据存储器 MCS-51 单片机内部有 128 个字节的随机存取存储器 RAM,作为用户的数据寄 存器,它能满足大多数控制型应用场合的需要,用作处理问题的数据缓冲器。 MCS-51单片机的片内存储器的字节地址为00H-7FH.MCS-51单片机对其内部 RAM 的存储器有很丰富的操作指令,从而使得用户在设计程序时非常方便。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。用户可以通过指令改变 PSW 中的 RS1,RS0 这二位来切换当前的工作 寄存器区,这种功能给软件设计带来极大的方便,特别是在中断嵌套时,为实现工 作寄存器现场内容保护提供了极大的方便。 3. 特殊功能寄存器
