单片机原理及综合设计 - dianyuan.com€¦ · 第一章：51系列单片机的主要特点和存储结构第二章：mcs-51单片机指令系统及时序第三章：单片机内部主要功能模块工作原理及应用

大连理工大学电信学院陈育斌 1

单片机原理及综合设计单片机原理及综合设计

———— 嵌入式微控制器的开发入门嵌入式微控制器的开发入门

微机及单片机微机及单片机原理原理实验室实验室

综合楼综合楼 419419室室


（理论课）上课时间表（10～17周）

日

时间

地点

大五节

综309

（18：00）

1

至

6

六五四三二一星期

周次


课课程程总总体体安安排排

总学时总学时：理论课：理论课++实验课实验课=36=36学时学时

其其中中：理论课：：理论课：2424学时；学时；

实验课：实验课：1212学时。学时。


理论课主要内容及课时安排理论课主要内容及课时安排（（2424学时）学时）

第一章：第一章：MCSMCS--5151系列单片机的存储结构（系列单片机的存储结构（44学时）学时）

①① 掌握内部数据寄存器掌握内部数据寄存器RAMRAM的的结构结构、、用途用途和和特点特点；；

②② 程序存储器程序存储器ROMROM的结构特点，编程中应注意的问题；的结构特点，编程中应注意的问题；

③③ 片片内、外程序存储器的确定方法。内、外程序存储器的确定方法。

第二章：第二章：MCSMCS--5151单片机指令系统及时序（单片机指令系统及时序（44学时）学时）

①① 111111条指令的功能分类；条指令的功能分类；

②② 指令的指令的寻址方式；寻址方式；

③③ 伪指令及汇编语言源程序的格式；伪指令及汇编语言源程序的格式；

④④ 与与指令的相关时序。指令的相关时序。


第三章：第三章：MCSMCS--5151单片机内部模块的功能介绍（单片机内部模块的功能介绍（88学时）学时）

①① 内部并行内部并行I/OI/O端口的结构特点、使用中的注意事项；端口的结构特点、使用中的注意事项；

②② 定时定时//计数器的计数器的22种工作方式、种工作方式、44种计数模式；种计数模式；

③③ 串行接口的串行接口的44种工作模式的设定及波特率的计算；种工作模式的设定及波特率的计算；

④④ 中断系统的结构、中断响应的过程和编程方法。中断系统的结构、中断响应的过程和编程方法。

第四章：第四章：MCSMCS--5151单片机系统的扩展及应用（单片机系统的扩展及应用（88学时）；学时）；

①① 系统扩展的几种方法；系统扩展的几种方法；

②② 外部程序、数据存储器的扩展；外部程序、数据存储器的扩展；

③③ A/DA/D、、D/AD/A转换器与单片机的接口电路及编程方法；转换器与单片机的接口电路及编程方法；

④④ 键盘扫描键盘扫描//动态显示接口电路；动态显示接口电路；

⑤⑤ 单片机的监控电路等。单片机的监控电路等。

大连理工大学电信学院大连理工大学电信学院陈育斌陈育斌 66

参考资料参考资料

11，，《《单片机原理及其接口技术单片机原理及其接口技术》》（第（第22版）版）

--------胡汉才胡汉才清华大学出版社（清华大学出版社（32/3632/36元）元）

22，，《《AT89AT89系列单片机原理与接口技术系列单片机原理与接口技术》》

-------- 王幸之王幸之等等北京航空航天大学出版社（北京航空航天大学出版社（4848元）元）

33，，《《MCSMCS--51/9651/96系列单片机原理及应用系列单片机原理及应用》》

--------孙涵芳孙涵芳徐爱卿徐爱卿北京航空航天大学出版社（北京航空航天大学出版社（3535元）元）

44，，《《电子世界电子世界》》 --------中国电子学会主办（期刊中国电子学会主办（期刊 6.006.00元元//期）期）




本门课程的要求本门课程的要求

深刻掌握单片机的硬件结构及特点深刻掌握单片机的硬件结构及特点（（RAMRAM、、ROMROM、特殊功能、特殊功能

寄存器寄存器SFRSFR、定时器、并行和串行口、中断系统）。、定时器、并行和串行口、中断系统）。

熟练掌握指令系统熟练掌握指令系统。要求熟练的。要求熟练的编程和编程和调试技能，独立处理编调试技能，独立处理编

程中程中出现的出现的““语法错误语法错误””和和““逻辑错误逻辑错误””。。

掌握中断原理掌握中断原理。分析中断响应过程，掌握中断编程方法；。分析中断响应过程，掌握中断编程方法；

掌握单片机与外围电路的接口掌握单片机与外围电路的接口。掌握。掌握““总线扩展方式总线扩展方式””中的中的

MOVXMOVX指令时序是接口电路设计的关键。指令时序是接口电路设计的关键。

能够完成一个有一定难度的设计能够完成一个有一定难度的设计实验实验题目题目。。


序序论论

1.1. 什么是什么是““单片机单片机””？？

2.2. 为什么要学习这门课程？为什么要学习这门课程？

3.3. 这门课程对我们今后的发展将起什么作用？这门课程对我们今后的发展将起什么作用？


微型计算机与单片机技术微型计算机与单片机技术

单片机的诞生标志着计算机的发展已经形成了单片机的诞生标志着计算机的发展已经形成了通用计算通用计算

机机系统和系统和嵌入式计算机嵌入式计算机系统系统两大分支两大分支。。

作为嵌入式控制器，单片机的设计理念是：作为嵌入式控制器，单片机的设计理念是：微型化、低成微型化、低成

本、低功耗本、低功耗及具有及具有很好的性价比很好的性价比，这是通用计算机所无法，这是通用计算机所无法

取代的。取代的。

单片机广泛的应用于家用电器、汽车电子、机器人、工业单片机广泛的应用于家用电器、汽车电子、机器人、工业

控制及仪表设计、办公自动化等重要的场合。控制及仪表设计、办公自动化等重要的场合。

一个从事电子行业的工程师，对于单片机的掌握水平已经一个从事电子行业的工程师，对于单片机的掌握水平已经

成为直接影响其事业发展的重要因数。成为直接影响其事业发展的重要因数。


单板机（以Z80 CPU为核心应用于控制的微型机系统）


单板机（以Z80 CPU为核心的微型机系统）


单片机的特点单片机的特点

在结构上在结构上：不仅将微型计算机主板上的主要器件尽可能的：不仅将微型计算机主板上的主要器件尽可能的

包含到芯片中，还集成了包含到芯片中，还集成了运算放大器运算放大器、、比较器比较器、、A/DA/D转换转换

器器和和PWMPWM电路电路等等。用它来设计一个智能化的产品可以等等。用它来设计一个智能化的产品可以

进一步简化外围电路，系统硬件尽可能的实现进一步简化外围电路，系统硬件尽可能的实现““单片化单片化”” 。。

以美国以美国intelintel公司开发的单片机为例：公司开发的单片机为例：

1.1. 以以MCSMCS--4848为代表的第一代产品；为代表的第一代产品；

2.2. 以以MCSMCS--5151为第二代产品的过程；为第二代产品的过程；

3.3. 以以ATMELATMEL公司生产的公司生产的AT89AT89系列、系列、PHILIPSPHILIPS公司生产的公司生产的8XC5528XC552系列等（与系列等（与5151指令系统全兼容）为代表第指令系统全兼容）为代表第33代高档代高档单片机。单片机。


嵌入式计算机系统嵌入式计算机系统

在工业控制、家电产品、智能仪表、汽车电子等领域进行在工业控制、家电产品、智能仪表、汽车电子等领域进行

智能化设计时，将嵌入到被控制对象（如：家电、汽车、智能化设计时，将嵌入到被控制对象（如：家电、汽车、

机床等）中的、已经失去了原有通用计算机机床等）中的、已经失去了原有通用计算机形态形态及及功能功能的的

专用计算机专用计算机称之为称之为““嵌入式计算机系统嵌入式计算机系统””。。

在这些被控制对象中，往往要求嵌入式计算机系统要有在这些被控制对象中，往往要求嵌入式计算机系统要有极极

小的体积和极低的成本，要有极小的功耗和较高的可靠小的体积和极低的成本，要有极小的功耗和较高的可靠

性性。因此以单片机为代表的嵌入式计算机系统（也称嵌入。因此以单片机为代表的嵌入式计算机系统（也称嵌入

式微控制器）极大的满足了这种市场的需求。反过来，市式微控制器）极大的满足了这种市场的需求。反过来，市

场的需要也迫使单片机去不断完善、发展，使其分类越来场的需要也迫使单片机去不断完善、发展，使其分类越来

越细，品种越来越多。越细，品种越来越多。


通用计算机通用计算机与与单片机单片机在硬件结构上的比较在硬件结构上的比较

微型计算机系统微型计算机系统单片机系统单片机系统

微型计算机的组成框图（由多个IC芯片组装在一个主电路板上）

所有基本单元都组装在一个IC芯片上

数据RAMCPU

并行I/O

程序ROM

定时/计数器串型端口

中断控制器

扩展I/O端口

系统总线（DB、AB、CB） MCS-51单片机


单片机外形图（单片机外形图（AT89C51AT89C51））


PIC16F877 PIC16F877 单片机构成的电梯控制系统单片机构成的电梯控制系统


单片机PIC16F877


三种主要的三种主要的88位单片机性能比较位单片机性能比较

1.1. MCSMCS--5151系列系列美国美国IntelIntel公司研制（现已转让）。公司研制（现已转让）。

应用最为广泛、最成熟的产品。配套的各种开发系统非常应用最为广泛、最成熟的产品。配套的各种开发系统非常丰富。其核心技术已经被其他厂家购买，并开发出多种丰富。其核心技术已经被其他厂家购买，并开发出多种““升升级级””的系列产品。目前应用较多的有的系列产品。目前应用较多的有AT89AT89系列；系列；

2.2. PICPIC系列系列美国微芯片公司（美国微芯片公司（microchipmicrochip）。）。

当前市场份额增长最快的产品，采用哈弗总线结构、二级当前市场份额增长最快的产品，采用哈弗总线结构、二级流水作业、精简指令指令系统以及多种内嵌模块（流水作业、精简指令指令系统以及多种内嵌模块（WDTWDT、、ADCADC、、CCPCCP模块等）。模块等）。

3.3. AVRAVR系列系列美国美国AtmelAtmel公司。公司。

一种新推出的高性能、高速度和低功耗一种新推出的高性能、高速度和低功耗产品，性能类似于产品，性能类似于PICPIC系列。常见的有系列。常见的有AT90AT90系列。系列。


单片机发展的状况单片机发展的状况

当前流行当前流行88位、位、1616位和位和3232位三大类产品位三大类产品

1.1. 88位单片机位单片机：使用数量最大的一类单片机。特点：成本低，：使用数量最大的一类单片机。特点：成本低，

性能又能满足大多要求。如性能又能满足大多要求。如MCSMCS--5151、、PICPIC和和AVRAVR系列；系列；

2.2. 1616位单片机位单片机：适合数据运算的场合。但由于价格的居高，：适合数据运算的场合。但由于价格的居高，

其数据运算功能又不如其数据运算功能又不如3232位机，所以发展处于停滞状态。位机，所以发展处于停滞状态。

具有代表性有具有代表性有MCSMCS--9696系列、台湾的系列、台湾的““凌阳凌阳””1616位单片机；位单片机；

3.3. 3232位单片机位单片机：当前高档次单片机发展的一个方向，具有超：当前高档次单片机发展的一个方向，具有超

强的数据处理能力、合理的价格。其核心技术基本被美国强的数据处理能力、合理的价格。其核心技术基本被美国

ARMARM公司所垄断。具有代表性的产品是公司所垄断。具有代表性的产品是ARMARM系列（系列（ARMARM--77、、ARMARM--99）。）。


AT89 AT89 系列单片机介绍系列单片机介绍

AT89AT89系列单片机是美国系列单片机是美国ATMELATMEL公司生产的公司生产的88位位FlashFlash系列单系列单片机，与片机，与INTELINTEL公司生产的公司生产的MCSMCS--5151单片机兼容，使市场的单片机兼容，使市场的

主流产品。其特点如下：主流产品。其特点如下：

1.1. 片内含有片内含有FlashFlash程序存储器，开发、编程和调式方便；程序存储器，开发、编程和调式方便；

2.2. 全面兼容全面兼容80518051，引脚完全相同可直接取代，引脚完全相同可直接取代87518751；；

3.3. 具有静态时钟方式、降低系统功耗，适合便携式系统；具有静态时钟方式、降低系统功耗，适合便携式系统；

4.4. FlashFlash程序存储器可以多次快速擦写，适合学习、开发；程序存储器可以多次快速擦写，适合学习、开发；


AT89AT89系列单片机的分类：系列单片机的分类：

1.1. 标准型标准型：：

除了程序存储器由除了程序存储器由EPROMEPROM升级到升级到FlashFlash工艺，其它基工艺，其它基本同本同intelintel公司的公司的80518051。。

低电压版本低电压版本8 / 38 / 320K20KAT89LV55AT89LV558 / 38 / 320K20KAT89C55AT89C55

低电压版本低电压版本8 / 38 / 38K+2568K+256AT89LV52AT89LV528 / 38 / 38K+2568K+256AT89C52AT89C52

低电压版本低电压版本5 / 25 / 24K+1284K+128AT89LV51AT89LV515 / 25 / 24K+1284K+128AT89C51AT89C51

其其它它中断源中断源//定时器定时器ROM/RAMROM/RAM型型号号

低电压版本（低电压版本（2.72.7～～6V6V））


2.2. 低档型低档型：：

除了除了I/OI/O端口减少外，其它部件同端口减少外，其它部件同AT89C51AT89C51。全部采用。全部采用DIP20DIP20封装。封装。

5 / 25 / 22K+1282K+128AT89C2051AT89C2051无串口无串口3 / 23 / 21K+641K+64AT89C1051AT89C1051其其它它中断源中断源//定时器定时器ROM/RAMROM/RAM型型号号


3.3. 高档型高档型：：

在标准型的基础上增加了功能模块。在标准型的基础上增加了功能模块。

其中显著特点是他们的其中显著特点是他们的flashflash程序存储器都可以通过程序存储器都可以通过SPISPI串串行接口实现行接口实现““在线编程在线编程””，都具备，都具备WatchdogWatchdog，双数据指针。，双数据指针。

RAMRAM为为flashflash55个个I/OI/O端口端口

994K+1284K+128AT89S4D12AT89S4D12

2K2K的的EE22PROMPROM998K+1288K+128AT89S8252AT89S82529912K+12812K+128AT89S53AT89S53

其其它它中断源中断源ROM/RAMROM/RAM型型号号


AT89AT89系列单片机的产品分类：系列单片机的产品分类：

1.1. 商业用产品。用商业用产品。用““CC””标注。使用温度范围标注。使用温度范围 00～～7070℃℃；；

2.2. 工业用产品。用工业用产品。用““ I I ””标注。使用温度范围标注。使用温度范围 --4040～～8585℃℃；；

3.3. 汽车用产品。用汽车用产品。用““ AA””标注。使用温度范围标注。使用温度范围 --4040～～125125℃℃；；

4.4. 军军用用产产品。用品。用““ MM””标注。使用温度范围标注。使用温度范围 --5555～～150150℃℃；；

例如：例如：AT89C51AT89C51--24PI24PI


课课程程目目录录

第一章：第一章：5151系列单片机的主要特点和存储结构系列单片机的主要特点和存储结构

第二章：第二章：MCSMCS--5151单片机指令系统及时序单片机指令系统及时序

第三章：第三章：单片机内部主要功能模块工作原理及应用单片机内部主要功能模块工作原理及应用

第四章：第四章：MCSMCS--5151单片机系统的扩展及应用单片机系统的扩展及应用


第一章：第一章： 5151系列单片机的主要特点和存储结构系列单片机的主要特点和存储结构

本章内容本章内容

了解了解MCSMCS--5151单片机的硬件结构、特点。单片机的硬件结构、特点。

重点掌握内部重点掌握内部RAMRAM、、ROMROM的结构，使用方的结构，使用方

法及注意事项。法及注意事项。


本本章章目目录录

1.11.1 MCSMCS--5151单片机的主要性能和特点单片机的主要性能和特点

1.21.2 MCSMCS--5151单片机单片机内部方框图内部方框图

1.31.3 MCSMCS--5151单片机的引脚定义单片机的引脚定义

1.41.4 MCSMCS--5151单片机单片机的的存储器存储器的配置的配置


1.1 1.1 MCSMCS--5151单片机的主要性能和特点单片机的主要性能和特点( ( 以以AT89C51AT89C51为例为例 ))

内部程序存储器内部程序存储器ROMROM ：：4K4K的的flashflash程序存储器；程序存储器；

内部数据存储器内部数据存储器RAMRAM：：256B256B（（128B128B的的RAM+21BRAM+21B的的SFRSFR）；）；

寄存器区寄存器区：：44个寄存器区，每个区有个寄存器区，每个区有R0R0--R7R7八个工作寄存器；八个工作寄存器；

88位并行输入输出端口位并行输入输出端口：：P0P0、、P1P1、、P2P2和和P3P3；；

定时定时//计数器计数器：：22个个1616位的定时位的定时//计数器计数器 T0T0、、T1T1；；

串型口串型口：：全双工串行端口（全双工串行端口（RXDRXD：：接收端、接收端、TXDTXD发送端）；发送端）；

返回


中断系统中断系统：：设有设有55个中断源（个中断源（T0T0、、T1T1、、Int0Int0、、Int1Int1、、ESES）；）；

系统扩展能力系统扩展能力：：可外接可外接64K64K的的 ROM ROM 和和64K64K的的 RAMRAM；；

堆栈堆栈：：设在设在RAMRAM单元、位置可以浮动（通过指针单元、位置可以浮动（通过指针SPSP来确定来确定

堆栈在堆栈在RAMRAM中的位置）系统复位时中的位置）系统复位时SP=07HSP=07H；；

布尔处理机布尔处理机：：配合布尔运算的指令进行各种逻辑运算；配合布尔运算的指令进行各种逻辑运算；

指令系统指令系统：：111111条指令。按功能可分为数据传送、算术运条指令。按功能可分为数据传送、算术运

算、逻辑运算、控制转移和布尔操作算、逻辑运算、控制转移和布尔操作55大类。大类。


1.2 : MCS1.2 : MCS--51 51 单片机内部方框图单片机内部方框图

时钟电路 4KROM程序存储器

256BRAM数据存储器

2X16位定时/计数器

CPU处理器

64KB总线

扩展控制器

可编程I/O端口P0-3

可编程串行口


美国美国intelintel公司生产的公司生产的MCSMCS--5151系列系列

芯片及制造工艺芯片及制造工艺

DIP 40DIP 40脚脚88××44128B+SFR128B+SFREPROM 4KBEPROM 4KB87518751

DIP 40DIP 40脚脚88××44128B+SFR128B+SFR掩膜掩膜4KB4KB80518051

DIP 40DIP 40脚脚88××44128B+SFR128B+SFR无无80318031

备备注注I/OI/O口线口线片内片内RAMRAM片内片内ROMROM型号型号

返回


1.31.3：：MCSMCS--5151单片机的引脚定义单片机的引脚定义

通过对引脚的了解，认识通过对引脚的了解，认识MCSMCS--5151单片机的内部单片机的内部

结构和工作特点；结构和工作特点；

准确把握引脚定义是系统硬件设计的依据。准确把握引脚定义是系统硬件设计的依据。


MCSMCS--5151单片机外型图（单片机外型图（DIPDIP--4040封装）封装） MCSMCS--5151单片机的逻辑符号图单片机的逻辑符号图

VCCRSTXTAL1

P0口XTAL2/EA/PSENALE

P1口P3口RXDTXD/INT0/INT1 P2口T0T1/WR/RDGND

87C51EPROM型

AT89C51

ATMELFLASH型

返回上一次

1.31.3：：MCSMCS--5151单片机的外形和逻辑符号单片机的外形和逻辑符号


MCSMCS--5151单片机的引脚定义单片机的引脚定义（（4040脚脚DIPDIP封装封装））

11，，主电源引脚：主电源引脚： VccVcc（（+5V+5V------ 4040脚）脚）

VssVss （（GND 20GND 20脚）；脚）；

引脚图

40

MCS-51

20

VCC+5V

78051

2

3输出VCC+5V输入

+9～12V

由三端集成稳压器7805构成的单片机电源电路

大连理工大学电信学院大连理工大学电信学院陈育斌陈育斌 3737返回上一次


22，，外接晶体引脚：外接晶体引脚：XTAL1XTAL1（（1919脚）、脚）、XTAL2XTAL2（（1818脚）脚）

两脚之间接入一个晶体震荡器，单片机以此晶体的频率工两脚之间接入一个晶体震荡器，单片机以此晶体的频率工

作（其频率范围为：作（其频率范围为：00～～24MHz24MHz）。）。

频率的选择：频率的选择：

频率越高，单片机的工作速度就越快。频率越高，单片机的工作速度就越快。

但单片机所产生的但单片机所产生的功耗功耗就要增加；就要增加；

系统时钟系统时钟foscfosc产生的产生的高次谐波高次谐波也会也会

对系统内部的模拟电路（如对系统内部的模拟电路（如ADCADC））

产生严重的干扰。产生严重的干扰。

常用频率常用频率：：6MHz6MHz、、11.0592MHz11.0592MHz和和12MHz 12MHz 等。等。

MCS-51

18

19


33，，控制与电源复用引脚控制与电源复用引脚：：

①① RST / V pdRST / V pd（（99脚）：脚）：复位信号输入，高电平有效。复位信号输入，高电平有效。

MCS-51

RST

VccVR

（Ic）

R=1～10k

C=10uf

t TR

C

Vcc

Ic

Vcc

MCS-51系列单片机外加简易的的“上电复位”电路及工作原理


复位状态（复位状态（当在当在CPUCPU的的RSTRST引脚上施加引脚上施加两个机器周期两个机器周期以上以上

的高电平时，引发的高电平时，引发CPUCPU的复位操作的复位操作））：：

1.1. 程序指针程序指针PC=0000HPC=0000H；；

2.2. 堆栈指针堆栈指针SP=07HSP=07H；；

3.3. SFRSFR的内容全变为的内容全变为““00””；；4.4. P0P0～～P3P3四个端口输出四个端口输出““全全11””（（FFHFFH）；）；

5.5. RAMRAM内容不变；内容不变；

6.6. 系统复位时（系统复位时（REST=1REST=1），），CPUCPU停止运行指令。停止运行指令。

由于由于PC=0000HPC=0000H，所以复位操作可以确保，所以复位操作可以确保CPUCPU从程序的开始从程序的开始

端运行程序；端运行程序；


处理器在处理器在上电上电时必须对其施行时必须对其施行““复位复位””操作：操作：

1.1. 避免电源上升过渡时期，造成避免电源上升过渡时期，造成CPUCPU读指令出错；读指令出错；

2.2. 保证保证CPUCPU从程序的从程序的““入口处（入口处（ROMROM的的0000H0000H单元）单元）””执行执行

程序。程序。

当系统出现死机时，也可通过复位操作将当系统出现死机时，也可通过复位操作将CPUCPU拉回到程拉回到程

序的开始处，重新启动程序。序的开始处，重新启动程序。

MCSMCS--5151单片机自身不具备单片机自身不具备““上电复位上电复位””电路，因此必电路，因此必

须通过须通过外加电路外加电路完成系统上电时的复位操作。完成系统上电时的复位操作。

采用专用的采用专用的““看门狗电路看门狗电路””（系统监控器）实现上电复（系统监控器）实现上电复

位、程序运行监控等功能，其输出直接与位、程序运行监控等功能，其输出直接与RSTRST连接。连接。


【【小结小结】】RESETRESET操作分两个阶段及对数据的影响：操作分两个阶段及对数据的影响：

11，，大于大于22个机器周期的高电平。此期间个机器周期的高电平。此期间CPUCPU处于相对处于相对““静止静止

期期””，这一点对于单片机上电时尤其重要；，这一点对于单片机上电时尤其重要；

22，，当当RESTREST引脚回到低电平后，内部引脚回到低电平后，内部SFRSFR被设定为一个确定被设定为一个确定

的特定初始状态。如的特定初始状态。如PC=0000HPC=0000H、、SP=07HSP=07H等；等；

33，，单片机复位操作不会影响单片机复位操作不会影响RAMRAM（（00H00H~7FH~7FH）中的数据。）中的数据。


具有上电复位和手动复位功能的硬件电路具有上电复位和手动复位功能的硬件电路

MCS-51

RST

Vcc

1K～10K

10UF 复位按钮

100 Ω

MCSMCS--5151单片机内部不具备单片机内部不具备““上电复位上电复位””功能。因此，功能。因此，

必须通过外部电路实现复位操作。复位的高电平有必须通过外部电路实现复位操作。复位的高电平有

效时间应大于两个机器周期。效时间应大于两个机器周期。外形照片


采用看门狗电路采用看门狗电路MAX813LMAX813L的单片机系统的单片机系统

1 8 2 73 64 5

/WDO

REST

WDI

/PFO

/MR

Vcc

GND

PFI

AT89C51

RESET

P1.0

/INT0

+9V

返回上一次

Vcc +5V

MAX813LMAX813L


VpdVpd 功能：当单片机掉电时，此引脚可以接入备用电源向功能：当单片机掉电时，此引脚可以接入备用电源向

单片机内部的单片机内部的RAMRAM供电，防止供电，防止RAMRAM中的数据丢失。中的数据丢失。


②② ALE/PROGALE/PROG（（3030脚）：脚）：

以系统时钟以系统时钟 fosc fosc 的的1/61/6的频率，周期性输出方波脉冲。的频率，周期性输出方波脉冲。

a.a. 系统扩展时，作为系统扩展时，作为外部存储器外部存储器低八位地址的低八位地址的锁存信号锁存信号；；

b.b. 可为系统提供一个频率为可为系统提供一个频率为 fosc/6 fosc/6 的方波信号；的方波信号；

c.c. EPROMEPROM型单片机编程时编程输入脉冲（第二功能）。型单片机编程时编程输入脉冲（第二功能）。

MCS- 51

ALE

ALE

系统时钟fosc

一个机器周期

12 个 T


③③/PSEN/PSEN（（2929脚）：脚）：外部程序程序存储器外部程序程序存储器的的选通输出信号选通输出信号。。

当单片机当单片机使用外部程序存储器使用外部程序存储器时时，此脚在一个机器周期内，此脚在一个机器周期内

产生两次负脉冲，作为外部程序存储器产生两次负脉冲，作为外部程序存储器ROMROM的的选通信号选通信号；；

访问外部数据存储器访问外部数据存储器 RAM RAM 时，此信号无效。时，此信号无效。


外接程序存储器的总线结构图外接程序存储器的总线结构图

A15A14::

A8A7 O7: :: :: :

A0 O0

OE

64K ROMMCS-51 完整的地址信号

三态输出的数据口由/OE控制

D7 Q7

74LS373

D0 Q0

G /L

P2.7: : :

P2.0P0.7

: : :

P0.0ALE

/EAPsen

返回上一次


④④ /EA / Vdd /EA / Vdd （（3131脚）：脚）：程序存储器的选择控制端程序存储器的选择控制端：：

CPU CPU 执行执行片内片内ROMROM还是还是外部外部ROMROM中中的程序不是由指令确的程序不是由指令确

定，设计者通过对定，设计者通过对EAEA引脚的硬件设置来决定：引脚的硬件设置来决定：

/EA=/EA=““11”” 时时：单片机使用内部的程序存储器：单片机使用内部的程序存储器ROMROM；；

/EA=/EA=““00”” 时时：单片机使用外部的程序存储器：单片机使用外部的程序存储器ROMROM。。

【【注意注意】】：如果：如果EA=1EA=1既使用单片机内部的程序存储器时，既使用单片机内部的程序存储器时，

如果程序计数器如果程序计数器PCPC的值超过的值超过0FFFH0FFFH时，单片机将自动转时，单片机将自动转

向外部程序存储器向外部程序存储器1000H1000H开始的单元。开始的单元。

对于对于EPROMEPROM型的单片机，此脚还是用于写程序时，加入型的单片机，此脚还是用于写程序时，加入

2121伏的编程电压。伏的编程电压。

返回上一次


MCS-51

/EA

+VCCGND

返回上一次


/EA /EA 决定着决定着CPUCPU对对ROMROM的使用选择的使用选择

MCS-51单片机

片内ROM4K

(EA=1)

片内RAM256B

片外ROM64K

低4K000H

FFFH

0000H

FFFFH

0FFFH1000H

当EA=1时，且程序的长度小于内部ROM尺寸（4K）时；

当EA=0时，CPU 从外部ROM的0000H开始执行程序（64K ）；

当EA=1，执行内部ROM程序时但程序长度超过4K时会自动转向外部ROM的1000H开始的单元。


44，，并行输入输出端口引脚（并行输入输出端口引脚（P0P0--P3P3））①①: P0.0 : P0.0 -- P0.7P0.7：： P0P0端口线（端口线（3939--3232脚）脚）

输出能力最强的端口，可带动输出能力最强的端口，可带动88个个TTLTTL负载；负载；

具有两种工作方式：具有两种工作方式：

①普通的①普通的I/OI/O方式（外部数据与单片机之间数据通道）；方式（外部数据与单片机之间数据通道）；

②系统扩展时的总线方式（承担地址、数据总线）。②系统扩展时的总线方式（承担地址、数据总线）。

1.1. 当处于当处于I/OI/O方式时：方式时：端口内部输出电路呈端口内部输出电路呈““源开路源开路””结构，所结构，所

以当驱动以当驱动MOSMOS负载时，应接一个负载时，应接一个10K10K左右的上拉电阻，否左右的上拉电阻，否

则无法输出高电平。则无法输出高电平。

2.2. 当处于扩展方式时：当处于扩展方式时：P0P0口为外部存储器提供口为外部存储器提供低八位地址低八位地址、、

数据数据的的““复用总线复用总线”” （此时不能作为通用的（此时不能作为通用的I/OI/O端口）。端口）。

引脚图


②②: : P1.0 P1.0 -- P1.7P1.7：： P1P1端口线（端口线（1 1 –– 88脚）：脚）：

负载能力负载能力44个个TTLTTL负载。负载。

MCSMCS--5151单片机中唯一单片机中唯一““功能单一功能单一””的的I/OI/O端口。在系统设计端口。在系统设计中只能设计为中只能设计为““通用的通用的I/OI/O端口端口””；；

③③: : P2.0 P2.0 –– P2.7P2.7：： P2P2端口线（端口线（21 21 –– 2828脚）：脚）：

同同P0P0端口类似：具有两种工作方式：端口类似：具有两种工作方式：

①①普通的普通的I/OI/O方式；方式；

②②系统扩展时的总线方式（系统扩展时的总线方式（高八位地址总线高八位地址总线）。）。


单片机采用外部程序存储器的扩展系统单片机采用外部程序存储器的扩展系统

A15A14::

A8A7 O7: :: :: :

A0 O0

OE

64K ROMMCS-51

D7 Q7

74LS373

D0 Q0

G /L

P2.7: : :

P2.0P0.7

: : :

P0.0ALE

/EAPsen


④④: : P3.0 P3.0 –– P3.7 P3P3.7 P3端口线端口线（（10 10 –– 1717脚）：脚）：

P3P3口的引脚具有两种用途：口的引脚具有两种用途：

①①做通用的做通用的I/OI/O端口，负载能力为端口，负载能力为44个个TTL TTL ；；

②②引脚具有引脚具有第二功能第二功能。。

外部数据存储器读信号外部数据存储器读信号/ RD/ RDP3.7P3.7外部中断１输入口外部中断１输入口INT1INT1P3.3P3.3外部数据存储器写信号外部数据存储器写信号/ WR/ WRP3.6P3.6外部中断０输入口外部中断０输入口INT0INT0P3.2P3.2

计数器１外部输入信号计数器１外部输入信号T1T1P3.5P3.5串行数据输出口串行数据输出口TXDTXDP3.1P3.1

计数器０外部输入信号计数器０外部输入信号T0T0P3.4P3.4串行数据输入口串行数据输入口RXDRXDP3.0P3.0

说明说明定义定义口线口线说明说明定义定义口线口线

P3口第二功能表

引脚图返回


【注意】：在系统设计中，P3端口原则上不作I/O端口，

而是尽量保留其第二功能；

如：串行通信中所使用的发送TXD、接收RXD以及外部中

断的两个输入信号INT0、INT1等。

这种方法利于系统设计中最大限度的调用MCS-51单片机

的内部硬件资源，以简化外部电路的设计。


小小结结

1.1. MCSMCS--5151单片机的四个端口其功能在芯片设计中各不相单片机的四个端口其功能在芯片设计中各不相

同，所以其内部结构和特点也不一样；同，所以其内部结构和特点也不一样；

2.2. P0P0～～P3P3四个端口都可以作为普通的具有双向传输功能的四个端口都可以作为普通的具有双向传输功能的I/OI/O端口；端口；

3.3. 当系统硬件设计中如果采用外部存储器（当系统硬件设计中如果采用外部存储器（ROMROM或或RAMRAM））扩展方式时，扩展方式时，P0P0、、P2P2端口变为系统总线。在此时端口变为系统总线。在此时P0P0、、P2P2不能再做不能再做I/OI/O端口。端口。

4.4. P3P3口在系统设计上，尽可能的保留其第二功能，以可充口在系统设计上，尽可能的保留其第二功能，以可充

分利用单片机的内部系统资源。分利用单片机的内部系统资源。

5.5. 对程序存储器对程序存储器ROMROM的使用选择取决于引脚的使用选择取决于引脚EAEA的设定：的设定：EA=1EA=1使用片内使用片内4K4K的的ROMROM；；EA=0EA=0时使用外部时使用外部ROMROM。。


6.6. 上电时，必须对单片机进行上电时，必须对单片机进行““复位复位””操作操作————““上电复位上电复位””功功能，而能，而MCSMCS--5151单片机本身不具备此功能，所以必须外单片机本身不具备此功能，所以必须外

加一个上电复位电路。复位时间大于加一个上电复位电路。复位时间大于22个机器周期；个机器周期；

7.7. 单片机的工作频率单片机的工作频率 fosc fosc 取决于外接晶体的振荡频率。如取决于外接晶体的振荡频率。如

何选择晶体的振荡频率不单纯考虑系统的工作速度，还何选择晶体的振荡频率不单纯考虑系统的工作速度，还

要考虑到系统的功耗、工作的稳定向和可靠性。要考虑到系统的功耗、工作的稳定向和可靠性。


思考题（一）思考题（一）

1.1. 微型计算机为什么需要微型计算机为什么需要““上电复位上电复位””？？MCSMCS--5151单片机的复单片机的复

位电平是什么？复位时间最短需要多长时间？位电平是什么？复位时间最短需要多长时间？

2.2. 复位操作对复位操作对MCSMCS--5151单片机有哪些影响？最重要的是什单片机有哪些影响？最重要的是什

么？复位会不会影响普通数据存储器中的内容？么？复位会不会影响普通数据存储器中的内容？

3.3. 设计一个具有手动复位功能的设计一个具有手动复位功能的““上电复位电路上电复位电路””。。4.4. 如何选择如何选择MCSMCS--5151单片机的外接晶体，晶体的震荡频率单片机的外接晶体，晶体的震荡频率

与单片机的工作频率的关系？如何选择晶体的频率值？与单片机的工作频率的关系？如何选择晶体的频率值？

频率值对单片机的系统有何影响？频率值对单片机的系统有何影响？

5.5. 当系统设计采用单片及内部当系统设计采用单片及内部ROMROM来装载程序，则如何设来装载程序，则如何设

定定EAEA引脚？引脚？


6.6. 单片机的单片机的I/OI/O端口的作用是什么？端口的作用是什么？ P0P0口做口做I/OI/O输出时要注输出时要注

意什么？意什么？

7.7. 在系统设计时，优先选择哪个端口做输入、输出？在系统设计时，优先选择哪个端口做输入、输出？P3P3口口应如何处理？应如何处理？

8.8. 设计一个单片机的系统电源（包括：变压器、整流和稳设计一个单片机的系统电源（包括：变压器、整流和稳压。电源输出电压为压。电源输出电压为+5V+5V、电流为、电流为200mA200mA左右）左右）？？

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1.4 MCS1.4 MCS--5151单片机的存储器的配置单片机的存储器的配置

返回第1章主菜单

正确、熟练的掌握存储器的结构和特点是学习、运用正确、熟练的掌握存储器的结构和特点是学习、运用MCSMCS--5151单片机的关键环节。这也是初学单片机最难学习的内容；单片机的关键环节。这也是初学单片机最难学习的内容；

1.1. 程序存储器程序存储器ROM ROM —— 要掌握的要点：要掌握的要点：66个特定的入口单元个特定的入口单元；；

2.2. 数据存储器数据存储器RAM RAM —— 要掌握的要点：要掌握的要点：内部结构内部结构（包括寄存器（包括寄存器

区、堆栈区、位寻址区和特殊功能寄存器区、堆栈区、位寻址区和特殊功能寄存器SFRSFR区）。区）。


1.4.01.4.0 MCSMCS--5151单片机单片机的存储器的配置特点的存储器的配置特点

MCSMCS--5151单片机片内、外单片机片内、外程序程序存储器的使用示意图存储器的使用示意图

1.4.1 1.4.1 程序程序存储器存储器((片内与片外片内与片外))

1.4.2 1.4.2 内部数据内部数据存储器存储器RAMRAM

MCSMCS--51 51 片内片内、片外、片外数据存储器数据存储器示意图示意图

MCSMCS--5151单片机片单片机片内存储器内存储器低低 128B 128B 字节功能分配图字节功能分配图

片内片内 RAMRAM（（20H20H--2FH2FH））中的位寻址区中的位寻址区结构图结构图

特殊功能寄存器特殊功能寄存器 SFRSFR

1.4.3 1.4.3 外部数据存储器外部数据存储器

第一章第四节内容小结第一章第四节内容小结

程序存储器六个特殊的程序存储器六个特殊的单元单元



1.4.0 1.4.0 MCSMCS--5151单片机存储器的配置特点单片机存储器的配置特点

①① 内部集成了内部集成了4K4K的程序存储器的程序存储器ROMROM；；

②② 内部具有内部具有256B256B的数据存储器的数据存储器RAMRAM；；

③③ 可以外接可以外接64K64K的的程序存储器程序存储器ROMROM和和

数据存储器数据存储器RAMRAM。。


从物理结构的角度讲，从物理结构的角度讲，5151单片机的存储系统可以分为四个单片机的存储系统可以分为四个

存储空间：既片内存储空间：既片内ROMROM，，RAMRAM和片外和片外ROMROM、、RAMRAM。。

从逻辑上讲（从逻辑上讲（从编程的角度从编程的角度），），5151单片机的存储系统实际单片机的存储系统实际

上分为三个存储空间。上分为三个存储空间。

1.1. 片内数据存储器片内数据存储器RAMRAM；；

2.2. 片外数据存储器片外数据存储器RAMRAM；；

3.3. 片内或外的程序存储器片内或外的程序存储器ROMROM（由（由EAEA电平决定）电平决定）。。


从物理结构上单片机系统的存储器结构图从物理结构上单片机系统的存储器结构图（四个部分）（四个部分）

MCS-51单片机

片内ROM4K

EA=1

片内RAM256B

片外RAM64K

片外ROM64K

EA=0

返回上一次

000H

FFFH

0000H

FFFFH

0FFFH1000H

返回


1.4.1 1.4.1 程序存储器程序存储器((片内或片外片内或片外))

1.1. 程序存储器程序存储器ROMROM用于存放用于存放程序程序、、常数常数或或表格表格。。

2.2. 由引脚由引脚 /EA/EA 上的电平上的电平选择选择内、外内、外ROMROM：：

EA=1EA=1时，时，CPUCPU执行片内的执行片内的4KROM4KROM中的程序；中的程序；

EA=0EA=0时，时，CPUCPU选择片外选择片外ROMROM中的程序。中的程序。

3.3. 无论是使用片内还是使用片外无论是使用片内还是使用片外ROMROM，程序的起始地址都，程序的起始地址都

是从是从ROMROM的的0000H0000H单元开始。单元开始。


4.4. 尽管系统可以同时具备片内尽管系统可以同时具备片内ROMROM和外部和外部ROMROM，但是在，但是在

一般正常使用情况下，通过一般正常使用情况下，通过/EA/EA的设定来选择其一（或的设定来选择其一（或

者使用内部者使用内部ROMROM，或者使用外部，或者使用外部ROMROM）。）。

5.5. 如果如果EA=1EA=1（执行片内程序存储器中程序时）：（执行片内程序存储器中程序时）：

如果程序计数器的指针如果程序计数器的指针PCPC值超过值超过0FFFH0FFFH（（4K4K）时，）时，

单片机就要自动的转向片外的单片机就要自动的转向片外的ROMROM存储器且从存储器且从1000H1000H单单

元开始执行程序（无法使用片外元开始执行程序（无法使用片外ROMROM的低的低4K4K空间）。空间）。


0FFFH

0000H

0FFFH

0000H

FFFFH

1000HEA=1时，ROM的使用

EA=0时ROM的使用

片外程序存储器（最大64K）

单片机内部程序存储器（4K）


6.6. 当程序超过当程序超过4K4K时，有两种使用程序存储器时，有两种使用程序存储器ROMROM的方法：的方法：

①设置①设置EA=0EA=0，使用外部，使用外部ROMROM。从地址。从地址=0000H=0000H开始；开始；

②设置②设置EA=1EA=1，使用内部的，使用内部的4KROM4KROM和外部和外部ROMROM（地址从（地址从1000H1000H开始的单元）。开始的单元）。

试分析两种方法的各自特点。试分析两种方法的各自特点。


一种便于程序加密的一种便于程序加密的ROMROM使用方案（使用方案（EA=1EA=1））

0FFFH

0000H

0FFFH

0000H

FFFFH

1000H

EA=1时，ROM的使用片外程序存储器（最大64K）

单片机内部ROM（4K）

返回

可以加密

无法加密

无法使用


程序存储器的程序存储器的六个特殊单元六个特殊单元

在在ROMROM中中有六个单元有六个单元具有特定具有特定意义的意义的。。

0000H0000H单元：单元：复位时程序计数器复位时程序计数器PCPC所指向的单元；所指向的单元；

0003H0003H单元：单元：外部中断外部中断/INT0/INT0的的程序入口地址程序入口地址；；

000BH000BH单元单元：：定时器定时器T0T0溢出中断的溢出中断的程序入口地址程序入口地址；；

0013H0013H单元：单元：外部中断外部中断/INT1/INT1的的程序入口地址程序入口地址；；

001BH001BH单元：单元：定时器定时器T1T1的溢出中断的的溢出中断的程序入口地址程序入口地址；；

0023H0023H单元：单元：串行口的中断串行口的中断程序入口地址程序入口地址。。

编写中断程序时根据需要选择某一入口单元填入编写中断程序时根据需要选择某一入口单元填入““跳转指令跳转指令””。。

将上面五个中断入口地址称之为五个将上面五个中断入口地址称之为五个““中断矢量中断矢量””。。

返回


（串口中断入口）（串口中断入口）

（（T1T1中断入口）中断入口）

（（INT1INT1中断入口）中断入口）

（（T0T0中断入口）中断入口）

（（INT0INT0中断入口）中断入口）

（上电启动地址）（上电启动地址）0000H

0003H

000BH

0013H

001BH

0023H

LJMP 0100H

0100H 主程序

单片机第一条指令的两个特征：

①存放在ROM的0000H单元；②必须是“跳转指令”以跳过下面

的五个中断矢量，转到后面的真正的主程序入口0100H单元。

【思考题】：为什么MCS-51单片机的第一条

指令要放在ROM的0000H单元？


举举例：例：

ORGORG 0000H0000HLJMPLJMP 0100H0100HORGORG 0100H0100H

START:START: MOVMOV A,#00HA,#00H∶∶ ∶∶

∶∶ ∶∶

∶∶ ∶∶

∶∶ ∶∶

ENDEND【【注注】】：：黄色的指令为黄色的指令为““伪指令伪指令””，其中：，其中：

ORGORG 为代码定位伪指令。为代码定位伪指令。

ENDEND 为汇编结束伪指令为汇编结束伪指令

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外部程序存储器外部程序存储器

当单片机使用外当单片机使用外ROMROM存储器时（扩展系统），必须设定存储器时（扩展系统），必须设定

/EA=0/EA=0，此时单片机的端口功能就要发生相应的改变：，此时单片机的端口功能就要发生相应的改变：

①① P0P0、、P2P2作为外部作为外部ROMROM的地址和数据总线；的地址和数据总线；

②② 使用引脚使用引脚//psenpsen信号来选通外部信号来选通外部ROMROM的数据三态输出。的数据三态输出。


外接程序存储器的总线结构图外接程序存储器的总线结构图

/CEA15A14::

A8A7 O7: :: :: :

A0 O0

OE

64K ROMMCS-51 完整的地址信号


D7 Q7

74LS373

D0 Q0

G /L

P2.7: : :

P2.0P0.7

: : :

P0.0ALE

/EAPsen

返回


1.4.2 1.4.2 内部数据存储器内部数据存储器RAMRAM

无论在无论在物理上物理上还是还是逻辑上逻辑上，，系统中系统中RAM RAM 都可分为两个独都可分为两个独

立空间：内部和外部立空间：内部和外部RAMRAM。由不同的指令来访问。。由不同的指令来访问。

1.1. 访问访问内部数据存储单元内部数据存储单元时，使用时，使用 MOVMOV 指令；指令；

2.2. 访问访问外部数据存储器外部数据存储器时，使用时，使用 MOVXMOVX 指令。指令。

内部内部RAMRAM从功能上将从功能上将256B256B空间分为二个不同的块：空间分为二个不同的块：

1.1. 低低128B128B的的RAMRAM块；块；

2.2. 高高128B128B的的SFRSFR（（Special Function Register Special Function Register ）块。）块。

存储结构图


在低在低128B128B的的RAMRAM存储单元中又可划分为：存储单元中又可划分为：

1.1. 工作寄存器区工作寄存器区；；

2.2. 位寻址区位寻址区；；

3.3. 通用存储数据的通用存储数据的““便签区便签区””。。

高高128B128B的的专用寄存器区专用寄存器区SFRSFR中仅仅使用了中仅仅使用了2121寄存器寄存器（（5151系列），其它系列），其它107107个单元不能使用。个单元不能使用。


MCSMCS--51 51 片内片内、、片外片外数据存储器示意图数据存储器示意图

特殊功能寄存器SFR

通用数据存储器

80H7FH

00H

FFH

片内数据存储器RAM 片外数据存储器RAM256B个字节最大为64KB个字节

片外数据存储器64KB

0000H

FFFFH 内外RAM的使用区别：

1,访问片内RAM20H单元；

MOV A ,20H2,访问片外RAM20H单元；

MOV R0 , #20hMOVX A ,@R0

3,尽管片内、外RAM单元的

00H-FFH地址相重叠但由

于指令的不同不会发生地址

混乱。所以无论从物理或逻辑

上，内、外RAM是两个独立的

存储空间。


片内RAM低128B 字节功能分配图

位寻址区

3区

2区

1区

0区

便笺区

08H07H

00H

7FH

30H2FH

20H1FH

18H17H

10H0FH

四个工作寄存器区（双重功能）每个区中有R0-R7八个工作寄存器

位寻址区（双重功能）16个单元20H-2FH，共有128 可寻址位个位。位地址：00H-7FH注意：位地址与字节地址的区别

通用的RAM区地址：30H-7FH

继续返回上一次

RA

M

的低128B

字节


（一）工作寄存器区结构图（一）工作寄存器区结构图（（ 00区）区）

R0R0R1R1R2R2R3R3R4R4R5R5R6R6R7R7

RAM地址

07H

06H

05H

04H

03H

02H

01H

00H

返回上一次

【注意】：工作寄存器Rn实际上就是RAM单元的一部分


（二）（二）““字节字节””数据、数据、““位位””数据数据

在在MCSMCS--5151单片机中，单片机中，数据有数据有两种形式两种形式：：

①① 88位的字节数据位的字节数据————““字节字节”” 或或1616位双字节的位双字节的““字字””；；

②② 11位的位数据位的位数据————““布尔变量布尔变量””；；

通常编程中处理的数据大多是通常编程中处理的数据大多是““字节字节””或或““字字””形式。如形式。如处理的温度、压力、流量等参数。处理的温度、压力、流量等参数。单片机的存储单元也是单片机的存储单元也是按照字节数据定义其存储地址的按照字节数据定义其存储地址的；；

但在一些场合下也会遇到但在一些场合下也会遇到““布尔变量布尔变量””数据的处理：数据的处理：

①采集外部的开关信号，并对其进行布尔运算；①采集外部的开关信号，并对其进行布尔运算；

②对单片机内部②对单片机内部SFRSFR中的中的某些位某些位的置位或清零操作。的置位或清零操作。

为了方便处理为了方便处理““布尔变量布尔变量””，系统中设计了，系统中设计了位地址结构位地址结构。。


片内片内 RAMRAM中具有双重功能的存储结构图中具有双重功能的存储结构图

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

20H

字节地址

位地址


RAMRAM的的20H20H～～2FH2FH的存储特点的存储特点

1.1. 20H20H～～2FH2FH本身是字节地址，因此这些单元可以按照常规本身是字节地址，因此这些单元可以按照常规存储存储1616个字节的数据。如：个字节的数据。如：

MOVMOV 20H20H，，AA ；将累加器；将累加器AA中的数据送中的数据送RAMRAM的的20H20H单元（单元（字节传送操作字节传送操作））

2.2. 将将20H20H～～2FH2FH中的中的16*816*8既既128128个个bitbit分别定义其位地址分别定义其位地址00H00H～～7FH7FH（如图），这样（如图），这样CPUCPU可以按位来访问这些可以按位来访问这些bitbit：：

MOVMOV 20H20H，，CC ；将；将CyCy中的布尔变量送中的布尔变量送20H20H位地位地址中（址中（位传送位传送）。）。

返回上一次


（三）特殊功能寄存器（三）特殊功能寄存器SFRSFR特殊功能寄存器特殊功能寄存器 SFR SFR （（Special Function RegisterSpecial Function Register））在在

256B256B字节中的高字节中的高128B128B中。中。SFRSFR的作用：的作用：

1.1. 设定单片机内部各设定单片机内部各模块的工作方式模块的工作方式、存放相关、存放相关模块的模块的状态状态与与

标志标志。。

单片机内部有单片机内部有定时器、串行口定时器、串行口和和中断中断等等功能模块功能模块，，它们它们

是可编程的。各自都具有对应的寄存器来设定其工作模式；是可编程的。各自都具有对应的寄存器来设定其工作模式；

同时，模块的状态也是通过相应的寄存器存储。同时，模块的状态也是通过相应的寄存器存储。

2.2. 特殊用途的寄存器。如累加器、程序指针、堆栈指针等；特殊用途的寄存器。如累加器、程序指针、堆栈指针等；

尽管特殊功能寄存器与尽管特殊功能寄存器与RAMRAM在同一个单元中，但不能作为普在同一个单元中，但不能作为普

通的通的RAMRAM存储单元来存储数据。存储单元来存储数据。


0E0H0E0H0F0H0F0H0D0H0D0H81H81H

83H,82H83H,82H80H80H90H90H

0A0H0A0H0B0H0B0H0B8H0B8H0A8H0A8H89H89H88H88H

累加器累加器

BB寄存器寄存器

程序状态字程序状态字

堆栈指针堆栈指针

数据指针数据指针((包括包括DPH,DPL)DPH,DPL)口口00口口11口口22口口33

中断优先级控制寄存器中断优先级控制寄存器

中断允许控制寄存器中断允许控制寄存器

定时定时//计数器方式控制寄存器计数器方式控制寄存器

定时定时//计数器控制寄存器计数器控制寄存器

ACCACCBB

PSWPSWSPSP

DPTRDPTRP0P0P1P1P2P2P3P3IPIPIEIE

TMODTMODTCONTCON

地地址址名名称称标识符标识符

特殊功能寄存器特殊功能寄存器 SFR(SFR(表一表一))


SFR(

SFR(

表二表二))

8CH8CH8AH8AH8DH8DH8BH8BH98H98H99H99H97H97H

定时定时//计数器计数器00初值寄存器高初值寄存器高88位位定时定时//计数器计数器00初值寄存器低初值寄存器低88位位定时定时//计数器计数器11初值寄存器高初值寄存器高88位位定时定时//计数器计数器11初值寄存器低初值寄存器低88位位

串行口控制寄存器串行口控制寄存器

串行口数据缓冲器串行口数据缓冲器((接收接收,,发送发送))电源控制寄存器电源控制寄存器

TH0TH0TL0TL0TH1TH1TL1TL1

SCONSCONSBUFSBUFPCONPCON

地地址址名名称称标识符标识符

SFR高128B

低128B

0FFH

80H7FH

00H

特殊功能寄存器SFR在片内RAM

中的位置

注:表中黄色的单元为可按位寻址的字节


几个主要的特殊功能寄存器几个主要的特殊功能寄存器SFRSFR说明说明

程序计数器程序计数器PCPC（（程序指针）程序指针）

1.1. 为为CPUCPU指明将要执行的指令地址，（存放下一条指令的地指明将要执行的指令地址，（存放下一条指令的地址）。长度为址）。长度为1616位，其寻址范围为位，其寻址范围为00--6553565535（（64K64K）。）。

2.2. 单片机在复位时单片机在复位时PC=0000HPC=0000H，这就意味着一旦将单片机复，这就意味着一旦将单片机复位，位，CPUCPU就从就从ROMROM的的0000H0000H单元执行程序。单元执行程序。

3.3. 在物理上是独立于在物理上是独立于SFRSFR。。


累加器累加器AA：：最常用的寄存器。所有的算术运算指最常用的寄存器。所有的算术运算指

令所要使用的寄存器且运算结果都存放在令所要使用的寄存器且运算结果都存放在AA中。中。

BB寄存器寄存器：：乘、除法指令专用的寄存器，当然也可乘、除法指令专用的寄存器，当然也可

作为一般的工作寄存器使用。作为一般的工作寄存器使用。


数据指针数据指针DPTRDPTR：：

由两个由两个88位寄存器构成。高八位寄存器位寄存器构成。高八位寄存器DPHDPH和低八位和低八位寄存器寄存器DPLDPL构成构成1616位的寄存器位的寄存器DPTRDPTR。作用：。作用：

1.1. DPTRDPTR主要用来存放外部数据存储器主要用来存放外部数据存储器RAMRAM的地址，作为的地址，作为CPUCPU访问外部访问外部RAMRAM的的数据指针数据指针。如：。如：

MOVX AMOVX A，，@DPTR@DPTR

2.2. CPUCPU的的查表指令查表指令使用使用DPTRDPTR提供提供ROMROM中表格的首地址；中表格的首地址；

MOVC A MOVC A ，，@A+DPTR@A+DPTR


例如：例如：片外片外RAMRAM的的2000H2000H单元中有一个数单元中有一个数xx，试将其送到累，试将其送到累加器加器AA中：中：

MOV DPTRMOV DPTR，，#2000h #2000h ; DPTR ; DPTR ←← 2000H2000H

MOVX A MOVX A ，，@DPTR @DPTR ; A ; A ←← xx（间址方式）（间址方式）

【【注意注意】】：作为数据指针：作为数据指针MCSMCS--5151单片机有两种：单片机有两种：

①① DPTR DPTR ------ 外部外部RAMRAM数据指针，寻址范围数据指针，寻址范围64K;64K;

②② R0R0或或R1 R1 ------ 内部或外部数据指针，寻址范围内部或外部数据指针，寻址范围256B256B。。

（详细使用见第二章寻址方式）（详细使用见第二章寻址方式）


程序状态字程序状态字PSWPSW：：88位寄存器，表征程序执行的状态信息。位寄存器，表征程序执行的状态信息。

CYCY（（PSW.7PSW.7））进位标志进位标志：：

在加减法运算中在加减法运算中,,累加器累加器AA的最高位的最高位D7D7有进位，则有进位，则CY=1CY=1，否，否

则则CY=0CY=0。同理，在减法运算中，如果。同理，在减法运算中，如果A7A7有借位，则有借位，则CY=1.CY=1.因此因此CYCY往往作为往往作为无符号无符号数运算是否有溢出的标志。数运算是否有溢出的标志。

ACAC（（PSW.6PSW.6））辅助进位位辅助进位位：：

用来判断加减法运算时，低四位是否向高四位进位或借位用来判断加减法运算时，低四位是否向高四位进位或借位

（既（既A3A3的进位或借位）。往往用来处理压缩的的进位或借位）。往往用来处理压缩的BCDBCD码的运码的运

算处理。算处理。

PP--OVOVRS0RS0RS1RS1F0F0ACACCYCY

RAM分配图


F0F0（（PSW.5PSW.5））用户标志位用户标志位：：

完全由用户来定义和使用。完全由用户来定义和使用。

RS1,RS0RS1,RS0工作寄存器区选择位工作寄存器区选择位：：

确定工作寄存器确定工作寄存器R0R0--R7R7在在44个区中的位置（单片机在复个区中的位置（单片机在复

位后位后RS1RS1、、RS0=00 RS0=00 ------ 选择选择00区）。可以通过修改区）。可以通过修改

RS1,RS0RS1,RS0的值来改变工作寄存器区的选择。的值来改变工作寄存器区的选择。



OVOV（（PSW.2PSW.2））溢出标志位溢出标志位

判断有符号数运算时是否有溢出。判断有符号数运算时是否有溢出。

OVOV的结果可以用一个算法来表示的结果可以用一个算法来表示: : OV=CPOV=CP异或异或CSCS

其中其中:CP:CP为为A7A7的进位的进位,CS,CS为为A6A6的进位的进位OV=1OV=1表明有溢出。表明有溢出。

PP（（PSW.0PSW.0））奇偶标志位奇偶标志位::

用来标志累加器用来标志累加器AA中运算后中运算后““11””的个数。的个数。

当当P=1P=1时时,,表明表明AA中中11的个数为奇数个的个数为奇数个,,反之为偶数个。反之为偶数个。



【【举例举例】】：：有两个数有两个数0FH0FH和和F8HF8H，试将两数相加，试将两数相加

MOV AMOV A，，#0FH #0FH ；将立即数；将立即数0f h 0f h 送累加器送累加器AAADD AADD A，，#0F8H #0F8H ；；AA的内容与立即数的内容与立即数0f8h0f8h相加，结果送相加，结果送AA

0000 1111 0000 1111 运算结果：运算结果：A=07HA=07H，，CY=1CY=1（既（既CP=1CP=1），），+ 1111 1000+ 1111 1000 CS=1CS=1，，OV=0OV=0（因为（因为CP=1CP=1，，CS=1CS=1））

CyCy→→1 0000 0111 AC=11 0000 0111 AC=1，，P=1P=1（（AA中中““11””的个数为奇）的个数为奇）

如何根据如何根据PSWPSW来分析运算结果是否有溢出？来分析运算结果是否有溢出？

11，若数据为无符号数。既，若数据为无符号数。既15+248=263=107H 15+248=263=107H 既既CY=1CY=1，，A=07HA=07H。数据超过。数据超过255255（（CY=1CY=1）有溢出；）有溢出；

22，若为有符号数。既，若为有符号数。既+15+15加加--8=+7=07H8=+7=07H，，OV=0OV=0表明无溢出。表明无溢出。


SP SP 堆栈指针堆栈指针：：88位寄存器，用来指示堆栈的位置，可由位寄存器，用来指示堆栈的位置，可由

软件修改。软件修改。

1.1. 堆栈堆栈是一种按是一种按““先进后出先进后出””规律操作的存储结构。不同类规律操作的存储结构。不同类

型的处理器其堆栈的设计各不相同：型的处理器其堆栈的设计各不相同：

①①独立于独立于RAMRAM的结构的结构。优点是与。优点是与RAMRAM无关，不会造成无关，不会造成RAMRAM中的数据与堆栈发生中的数据与堆栈发生““冲突冲突””。但这种结构比较复。但这种结构比较复

杂，且堆栈的长度往往是固定的，限制了中断或子程序杂，且堆栈的长度往往是固定的，限制了中断或子程序的的““嵌套嵌套””次数。采用这种结构的单片机有次数。采用这种结构的单片机有 PICPIC系列；系列；

②②利用利用RAMRAM空间空间““兼做兼做””堆栈空间堆栈空间，但必须靠，但必须靠专用指针专用指针来来控制堆栈的起始位置和操作。控制堆栈的起始位置和操作。MCSMCS--5151单片机就是采用单片机就是采用

这种结构。这种结构。


MCSMCS--5151利用利用RAMRAM空间空间““兼做兼做””堆栈。堆栈。

优点：充分利用优点：充分利用RAMRAM的空间，使堆栈空间得以扩大。的空间，使堆栈空间得以扩大。

缺点：堆栈区很容易与数据区重叠，造成数据丢失。缺点：堆栈区很容易与数据区重叠，造成数据丢失。

由于由于MCSMCS--5151的堆栈是的堆栈是““向上向上””增长，为了避免上述问题的增长，为了避免上述问题的

出现，编程者往往在程序的开始加上一条指令：出现，编程者往往在程序的开始加上一条指令：

MOV SP,#60HMOV SP,#60H

SP=07H

RAM空间

00H

7FHSP=60H

00H

7FH数据区

数据区栈底

栈底栈区

栈

区


2.2. 堆栈的作用堆栈的作用：中断调用和子程序调用时：：中断调用和子程序调用时：

①保护程序的返回地址（保护断点①保护程序的返回地址（保护断点——自动实现）；自动实现）；

②保护数据（保护现场②保护数据（保护现场 —— 人工编程）。人工编程）。

3.3. 堆栈的操作的两种方式堆栈的操作的两种方式：：

①①断点地址的保护断点地址的保护：执行：执行子程序调用指令子程序调用指令或发生或发生中断调用中断调用

时，由硬件时，由硬件自动实现断点地址自动实现断点地址的进栈保护。在程序返回时的进栈保护。在程序返回时由由RETRET或或RETIRETI指令实现断点的弹出和恢复指令实现断点的弹出和恢复；；

②②数据的保护：数据的保护：由编程者使用由编程者使用PUSHPUSH或或POPPOP指令指令来实现。来实现。


5151单片机的设计中，片内单片机的设计中，片内RAMRAM区低区低128128单元为堆栈的可用空间。单元为堆栈的可用空间。

单片机复位时，单片机复位时，SP=07HSP=07H，既栈底被，既栈底被确定在确定在RAMRAM的的07H07H单元。单元。

堆栈操作过程：堆栈操作过程：

进栈进栈:: PUSH ACCPUSH ACC指令（指令（SP=07HSP=07H））

①① SP+1SP+1送送SPSP，既，既SP=SP+1=08HSP=SP+1=08H；；

②② ACCACC送送RAMRAM的的08H08H单元；单元；

出栈出栈:: POP ACC POP ACC （设（设SP=08HSP=08H））

①① 将将RAM RAM 中中08H08H单元内容送单元内容送AA；；

②② SPSP--11送送SP SP ，此时，此时SP=07HSP=07H。。

07H

SP08H07H

RAM

x累加器A

堆栈操作示意图


堆栈操作的特点：从栈低开始堆栈操作的特点：从栈低开始

不断地不断地““向上向上””生长。这样可能会生长。这样可能会

带来一个带来一个““隐患隐患””：堆栈很有可能：堆栈很有可能

与正常的数据存储区发生与正常的数据存储区发生““冲突冲突””或或““重叠重叠””。。

解决问题的方法：在程序的开解决问题的方法：在程序的开

始，通过修改始，通过修改SPSP的值来改变堆的值来改变堆

栈在栈在RAMRAM中的位置，如：中的位置，如：

MOV SPMOV SP，，#60H#60H这样，对于数据存储区来说，这样，对于数据存储区来说，

60H60H以下的空间是安全的！以下的空间是安全的！

08H07H

RAM

改变堆栈位置示意图

61H60H

7FH

60H

SP


并行端口并行端口P0P0--P3P3：：SFRSFR中的中的P0P0～～P3P3是是I/OI/O端口的输出锁存器。端口的输出锁存器。

在在RAMRAM的地址分别为：的地址分别为：80H80H、、90H90H、、A0HA0H、、B0HB0H。。

5151单片机的指令系统中没有专用的输入、输出指令。凡是与单片机的指令系统中没有专用的输入、输出指令。凡是与

端口相关的传送指令就是完成端口相关的传送指令就是完成““输入输入””、、““输出输出””的操作。如：的操作。如：

输出输出 MOV 80H,AMOV 80H,A ；；将累加器中的数据送到将累加器中的数据送到P0P0口输出口输出

输入输入 MOV A,90HMOV A,90H ；；将将P1P1口的数据输入到累加器口的数据输入到累加器AA中中

【【注意注意】】：为了增加程序的可读性，上述指令可写成：：为了增加程序的可读性，上述指令可写成：

MOV P0MOV P0，，A A 和和MOV A MOV A ，，P1P1


串行数据缓冲器串行数据缓冲器SBUFSBUF（地址：（地址：99H99H）：）：

它是专门用来存放发送或接收的数据，实际上它是两个独立它是专门用来存放发送或接收的数据，实际上它是两个独立

的寄存器。尽管在的寄存器。尽管在SFRSFR中的中的RAMRAM地址只是地址只是99H,99H,但根据指令但根据指令

““发送发送””或或““接收接收””两种不同的操作两种不同的操作,,硬件会自动的区分硬件会自动的区分,,将数据送将数据送

如对应的缓冲单元。如对应的缓冲单元。

MOV SBUFMOV SBUF，，AA ；；AA→→SBUF SBUF （引发串口通信）（引发串口通信）

MOV AMOV A，，SBUFSBUF ；；SBUF SBUF →→A A （读取串口收到的数据）（读取串口收到的数据）

返回

发送SBUF

接收SBUF

内部数据总线

TXD

RXD累加器A


定时定时//计数器计数器T0T0、、T1T1：：

两个完全相同的两个完全相同的1616位位““定时定时//计数器计数器”” T0T0和和T1T1。其中：。其中：

TH0TH0、、TL0 TL0 --------------------构成构成T0T0；；

TH1TH1、、TL1 TL1 --------------------构成构成T1T1。（见图）。（见图）

1.1. 在输入脉冲的作用下进行在输入脉冲的作用下进行““加一加一””计数。每当计数器产生计数。每当计数器产生““溢溢出出””时，便激活一个标志时，便激活一个标志 TF0TF0（（TF1TF1））=1=1，完成一次定时或，完成一次定时或

计数周期；计数周期；

2.2. 1616位的计数器在编程时，往往需要事先送入一个位的计数器在编程时，往往需要事先送入一个““初值初值””，，以实现不同的定时或计数周期要求。以实现不同的定时或计数周期要求。

【【其中其中】】：：““定时定时””方式的输入脉冲来自系统的方式的输入脉冲来自系统的foscfosc；；

““计数计数””方式时输入脉冲来自外部引脚。方式时输入脉冲来自外部引脚。

TH0 TL0 输入脉冲TF0


对对THTH、、TLTL赋某一初值。如：赋某一初值。如：

MOV TL0,#01H MOV TL0,#01H MOV TH0,#20H MOV TH0,#20H ；；TH0TH0、、TL0=2001HTL0=2001H

有关有关SFRSFR中其它寄存器的说明将相关的章节中作介绍。中其它寄存器的说明将相关的章节中作介绍。

TH0 TL0 输入脉冲TF0


关于可按位寻址的关于可按位寻址的SFRSFR寄存器寄存器

在在RAMRAM中，除了中，除了20H20H～～2FH2FH可以按位寻址外，某些可以按位寻址外，某些SFRSFR中的中的

单元也可以按位寻址。这种设计对编程会带来很大的方便；单元也可以按位寻址。这种设计对编程会带来很大的方便；

凡是凡是SFRSFR的地址能被的地址能被88整除，则这些单元就可以按位寻址；整除，则这些单元就可以按位寻址；

一些比较重要的寄存器它们的地址都可以被一些比较重要的寄存器它们的地址都可以被88整除。如：整除。如：

累加器累加器A A E0HE0H

程序状态字程序状态字PSWPSW D0HD0H

中断允许寄存器中断允许寄存器IEIE A8HA8H

定时器控制寄存器定时器控制寄存器TCONTCON 88H88H

并行端口并行端口P0P0～～P3P3 80H80H、、90H90H、、A0HA0H、、B0HB0H等等

返回


1.4.3 1.4.3 外部数据存储器外部数据存储器

当单片机需要外接当单片机需要外接RAMRAM时（扩展系统）具有如下特征：时（扩展系统）具有如下特征：

①① P0P0、、P2P2作为外部作为外部RAMRAM的地址和数据总线；的地址和数据总线；

②② P3P3口的口的P3.6P3.6、、P3.7P3.7作为作为/WR/WR和和/RD/RD控制信号与外部控制信号与外部RAMRAM的对应引脚连接；的对应引脚连接；

③③ 使用使用MOVXMOVX指令进行读写操作。指令进行读写操作。

【【注意注意】】：：MOVXMOVX指令在执行时，按照指令在执行时，按照““总线操作总线操作””的方式工作，的方式工作，由由P0 P0 、、P2P2口作总线，并自动产生口作总线，并自动产生/RD/RD或或/WR/WR信号对外部信号对外部RAMRAM实现读写操作。实现读写操作。


例如，从外例如，从外RAMRAM的的20002000单元中取数据到单元中取数据到AA的操作如下：的操作如下：

MOV DPTRMOV DPTR，，#2000H#2000H ；将外；将外 RAM RAM 单元的地址送单元的地址送DPTRDPTR

MOVX A MOVX A ，，@DPTR@DPTR ；从；从2000H2000H单元中取数据到单元中取数据到 A A

指令通过指令通过P0P0、、P2P2输出输出DPTRDPTR中的中的1616位地址信号。这里使用了位地址信号。这里使用了

1616位的寄存器位的寄存器DPTRDPTR（寻址范围为（寻址范围为64KB64KB），并通过），并通过P0P0口得到口得到

外部外部RAM 2000HRAM 2000H单元中的数据。单元中的数据。

此时：此时： P0P0口口做低做低88位地址总线和数据的位地址总线和数据的““复用复用””总线；总线；

P2P2口口做高做高88位地址总线。位地址总线。


也可以使用也可以使用88位的数据指针位的数据指针RiRi（（R0R0或或R1R1）访问外部）访问外部RAMRAM：：

MOV R0MOV R0，，#20H#20H ；将外部；将外部RAMRAM单元地址单元地址20H20H送送R0R0寄存器寄存器

MOVX AMOVX A，，@R0@R0 ；从外部；从外部RAM20HRAM20H单元取数据到累加器单元取数据到累加器AA。。

这里使用了这里使用了88位寄存器位寄存器R0R0做间址寄存器，所以寻址范围为做间址寄存器，所以寻址范围为

256KB256KB。此时。此时P0P0口做低口做低88位地址总线，而位地址总线，而P2P2口无用。口无用。

MOVXMOVX指令是一个以指令是一个以““总线方式总线方式””进行操作的外部传送命令进行操作的外部传送命令,,指指令的寻址方式固定为令的寻址方式固定为““寄存器间接寻址寄存器间接寻址””方式，即使用方式，即使用1616位寄位寄

存器存器DPTRDPTR或或88位寄存器位寄存器RiRi做地址寄存器（也称数据指针）。做地址寄存器（也称数据指针）。


MCSMCS--5151与与8K RAM8K RAM的连接的连接

P2.5P2.4

: :

P2.0P0.7

:: :

P0.0ALE

/RD

/WR

CE

A12 ::

A8A7 O7: :: :: :

A0 O0

/OE /WE

D7 Q7

D0 Q0

CP

62648K RAMMCS-51

/CE = P2.5(A12)



第一章第四节内容小结第一章第四节内容小结

MCSMCS--5151单片机的存储器的配置单片机的存储器的配置

片内片内4K4K的程序存储器的程序存储器ROMROM；；

片内片内256B256B的数据存储器的数据存储器RAMRAM；；

片外可以扩展片外可以扩展64K64K的的ROMROM和和RAM.RAM.


1.1. 程序存储器程序存储器

当引脚当引脚EA=1EA=1时，时， CPUCPU从片内从片内ROMROM的的0000H0000H单元运行程序；单元运行程序；

若引脚若引脚EA=0EA=0时，时， CPUCPU从片外从片外ROMROM的的0000H0000H单元运行程序。单元运行程序。

当引脚当引脚EA=1EA=1，且，且PCPC值大于值大于0FFFH0FFFH时，时， CPUCPU会自动从内部会自动从内部

ROMROM转到片外转到片外ROMROM的的1000H1000H单元运行程序。单元运行程序。


无论是片内还是片外无论是片内还是片外, ROM, ROM有六个单元是有特定意义的：有六个单元是有特定意义的：

①① 0000H0000H单元单元::上电上电,,复位后的启动地址；复位后的启动地址；

②② 0003H0003H单元单元::外部中断外部中断INT0INT0的入口地址；的入口地址；

③③ 000BH000BH单元单元::定时器定时器T0T0的中断入口地址；的中断入口地址；

④④ 0013H0013H单元单元::外部中断外部中断INT1INT1的入口地址；的入口地址；

⑤⑤ 001BH001BH单元单元::定时器定时器T1T1的中断入口地址；的中断入口地址；

⑥⑥ 0023H0023H单元单元::串行口中断的入口地址。串行口中断的入口地址。


2.2. 内部数据存储器内部数据存储器RAMRAM

低低128B128B：： 1,1,工作寄存器区工作寄存器区;2,;2,位寻址区位寻址区;3,;3,便笺区；便笺区；

高高128B128B：：做特殊功能寄存器做特殊功能寄存器SFRSFR用。用。

注意注意::

①① SFRSFR不同于一般的数据不同于一般的数据RAM,RAM,它不是用于存储数据它不是用于存储数据,,而是用而是用

来控制和来控制和表征单片机内部几个逻辑部件的特征表征单片机内部几个逻辑部件的特征,,状态等重状态等重

要信息。要信息。

②② 在使用在使用RAMRAM时时,,要注意字节地址和位地址的概念要注意字节地址和位地址的概念..

③③ 访问内部访问内部RAMRAM的指令为的指令为 MOV MOV 指令。指令。


3.3. 外部数据存储器外部数据存储器

①① 在硬件具备的条件下在硬件具备的条件下,MCS,MCS--5151单片机可以使用单片机可以使用64KB64KB的外的外

部数据存储器部数据存储器..如果要访问外部数据存储器如果要访问外部数据存储器RAMRAM时时,,只能只能

使用间址的寻址方式使用间址的寻址方式..

②② 间址寄存器有间址寄存器有R0R0、、R1R1或或DPTRDPTR。前者寻址范围为。前者寻址范围为256KB256KB（（00H00H--FFHFFH）；后者为）；后者为64KB64KB（（0000H0000H--FFFFHFFFFH）。使用）。使用

的指令是的指令是 MOVXMOVX。。

③③ 使用使用P0P0、、P2P2实现总线信号的操作。其中实现总线信号的操作。其中P2P2口作高口作高88位地位地

址总线；址总线；P0P0口做低口做低88位地址和数据的复用总线；。位地址和数据的复用总线；。


思考题（二）思考题（二）

1.1. RAMRAM、、 ROMROM存储器的作用各是什么？各自特点？存储器的作用各是什么？各自特点？

2.2. MCSMCS--5151单片机内部的单片机内部的ROMROM、、RAMRAM各有多大？各有多大？

3.3. 内部内部RAMRAM都可以做通用的数据存储单元吗？都可以做通用的数据存储单元吗？

4.4. MCSMCS--5151系统最大可以外接（扩展）多大系统最大可以外接（扩展）多大ROMROM和和RAM?RAM?5.5. 如何确定如何确定5151单片机执行内部单片机执行内部ROMROM程序还是执行外部程序还是执行外部ROMROM

中的程序？中的程序？

6.6. 使用使用ROMROM存储程序时，如何使用、处理存储程序时，如何使用、处理66个特定单元？个特定单元？

7.7. 5151单片机如何从外部单片机如何从外部RAMRAM中读取数据，与内部中读取数据，与内部RAMRAM的数的数

据读取有何区别？据读取有何区别？

8.8. 寄存器寄存器R0R0～～R7R7在在RAMRAM中的地址？中的地址？


9.9. MCSMCS--5151单片机的堆栈在哪？复位后栈低位置是多少？单片机的堆栈在哪？复位后栈低位置是多少？有哪个有哪个SFRSFR寄存器作指针？寄存器作指针？

10.10. 在在MCSMCS--5151单片机的单片机的RAMRAM区中共有区中共有256B256B个存储单元，其个存储单元，其

中包含了：工作寄存器、位寻址区、通用存储单元和中包含了：工作寄存器、位寻址区、通用存储单元和SFR SFR 。请问：累加器。请问：累加器AA、工作寄存器、工作寄存器RnRn、通用存储单、通用存储单元、位寻址区和元、位寻址区和SFRSFR寄存器它们的各自功能是什么？寄存器它们的各自功能是什么？

如：累加器如：累加器AA：：

工作寄存器工作寄存器 RnRn：：通用存储单元：通用存储单元：

位寻址区：位寻址区：

SFRSFR寄存器：寄存器：


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单片机原理及综合设计 - dianyuan.com€¦ · 第一章：51系列单片机的主要特点和存储结构 第二章：mcs-51单片机指令系统及时序 第三章：单片机内部主要功能模块工作原理及应用

单片机原理及综合设计 - dianyuan.com€¦ · 第一章：51系列单片机的主要特点和存储结构第二章：mcs-51单片机指令系统及时序第三章：单片机内部主要功能模块工作原理及应用