上節內容回顧MCS51單片機的引腳及內部結構MCS51單片機的存儲器組織MCS51單片機的PSW76543210CyACF0RS1RS0OV-P第4-5講教學目的和要求【教學目標】通過講述MCS-51單片機的硬件結構，使學生掌握單片機內部所包含的硬件資源及其功能特點和使用方法，注意幾個概念：時鐘周期、機器周期和指令周期的意義及它們之間的關系?！窘虒W重點】①單片機芯片的內部組成及存儲器結構；②主要寄存器名稱及含義；【教學難點】存儲器的地址重疊的問題。第三章MCS-51單片機的硬件結構MCS51單片機的存儲器組織內部ROM外部ROM0000H1000H0FFFH0FFFFH4KB尋址空間60KB可擴展的尋址空間內部RAM特殊功能寄存器外部RAM0000H007FH0080H00FFH0000H0FFFFH程序內存（片內、外）統一編址MOVC數據存儲器（片內）MOV數據存儲器（片外）MOVX3.4.1程序存儲器作用：存放用戶程序和表格常數。特殊單元0000H：復位后從0000H開始執行程序，一般在該地址存放一條絕對轉移指令。中斷入口地址：存放五個中斷源的中斷矢量。中斷源入口地址外中斷0（INT0）0003H定時器0（T0）000BH外中斷1（INT1）0013H定時器1（T1）001BH串行口（UART）0023H每個中斷源有8字節的中斷服務程序空間，如果中斷程序不大于8字節，可在中斷矢量處開始存放。若中斷程序大于8字節，則可在此空間內安排一條跳轉指令。程序的簡單執行過程復位入口0000HINT0中斷入口0003H其它中斷入口地址表T0中斷入口000BH主程序入口0100H2000H其它程序或常數主程序其它程序或常數中斷服務程序LJMP0100H中斷申請LJMP2000H中斷服務程序RETI3.4.2數據存儲器MCS51片內數據存儲器共128個單元，字節地址為00H~7FH。第0組工作寄存器00H~07H第1組工作寄存器08H~0FH第2組工作寄存器10H~17H第3組工作寄存器18H~1FH可位尋址區20H~2FH用戶RAM區30H~7FH特殊功能寄存器(SFR)805180H~FFH片內RAM80328052特殊功能寄存器特殊功能寄存器(SFR)：具有特殊功能的RAM單元(狀態和控制)。地址范圍：80H~FFH。共21個，離散分布，有11個可以位尋址。其中ACC(A寄存器)、B寄存器、PSW在之前已經介紹過。堆棧指針—SP：指示棧頂在內部RAM中的位置。系統復位后SP被初始化為07H，堆棧實際從08H開始（若要用到寄存器區，最好調整SP位置）……SP=30H01HSP=31H21HSP=32H堆棧的主要作用：在子程序調用和中斷操作時使用。特殊功能寄存器數據指針(DPTR)：存放16位數據地址（訪問外部RAM或P口）可分為DPH和DPL單獨操作。端口P0—P3：I/O端口鎖存器。其它SFR：在有關章節介紹

SBUF、SCON、TH0、TL0、TH1、TL1IP、IE、TMOD、TCON、PCON部分特殊功能寄存器及其地址寄存器符號寄存器名稱字節地址位地址SP堆棧指針81H87H~80HDPL數據指針低字節82HDPH數據指針高字節83HPSW程序狀態字D0HD7~D0HA累加器E0HE7~E0HBB寄存器F0HF7~F0H通用工作寄存器通過改變PSW中的RS1(PSW.4)和RS0(PSW.3)來切換寄存器區，可實現快速現場保護。RS1RS0寄存器區內存地址000區00~07H011區08~0FH102區10~17H113區18~1FH0區：R0->00H，R1->01H；1區

R0->08H，R1->09H通用工作寄存器【例1】RS1RS0=01時，R7的RAM地址為

。【例2】當單片機復位時PSW＝

H，這時當前的工作寄存器區是

區，R4所對應的存儲單元地址為

H。RS1RS0寄存器區內存地址000區00~07H011區08~0FH102區10~17H113區18~1FH位地址空間MCS-51有功能強大的布爾處理功能，適用于開關決策、邏輯仿真、實時控制。位地址指該空間內每個二進制位均有一個地址。其中位地址00H—7FH

共128個處于內部RAM(20H~2FH)中，其余83個分布于SFR中。字節地址位地址D7D6D5D4D3D2D1D02FH7FH7EH7DH7CH7BH7AH79H78H2EH77H76H75H74H73H72H71H70H……20H07H06H05H04H03H02H01H00H片內RAM詳解寄存器與存儲器的映射3.5MCS51的時鐘與復位MCS51單片機各功能部件的運行都是以時鐘控制信號為基準，有條不紊地一拍一拍地工作。這個脈沖是由單片機控制器中的時序電路發出的。MCS51常選擇的時鐘頻率為6MHZ或12MHZ。某些高速單片機時鐘頻率可達40MHZ以上。時鐘周期：處理操作的最基本單位。也稱為節拍脈沖或者T周期，是單片機的基本時間單位。機器周期：也稱為CPU周期。每個機器周期內完成一個基本操作，一般機器的CPU周期包括取指周期、取數周期和執行周期幾種。指令周期：一條指令執行所需要的時間。包含若干機器周期。幾個概念時鐘周期8051單片機采用的時鐘頻率fosc為6MHZ頻率f：1秒內的脈沖個數

6M個周期Tosc

：1/f166.7nsTCLK每個T狀態包括：下降沿、低電平、上升沿、高電平機器周期CPU完成一個基本操作所需要的時間。取指令、讀或寫數據。51單片機中，每12個時鐘周期為一個機器周期。若fosc=6MHZ，則機器周期為：Tcy=12Tosc=12/fosc=12/6M=2us一個機器周期的12個時鐘周期中，分成6個狀態S1~S6，每個狀態又分成兩拍，P1和P2，故一個機器周期中的12個時鐘周期可表示成：S1P1、S1P2、S2P1、……、S6P1、S6P2：指令周期執行一條指令所需的時間為指令周期。每條指令的功能不同，所需時間也有差異，故每條指令的指令周期不盡相同。從指令執行的角度來看，MCS51單片機的指令周期一般分為1個機器周期、2個機器周期和4個機器周期。一般指令均可在1~2個機器周期內完成，僅乘、除指令需要4個機器周期。指令周期一般情況下操作僅涉及到寄存器或立即數的，為單周期指令。但操作寄存器為DPTR的，執行時需要兩個機器周期。操作數在存儲器中時，一般為雙周期指令。乘除法指令，由于其操作復雜，為四周期指令。8051典型的指令時序單字節指令(如INCA)單周期指令雙字節指令(如ADDA,#08H)

單片機的復位當按下單片機的RST鍵超過兩個機器周期則可將單片機復位。復位時，PC初始化為0000H，使得MCS51單片機從