第二章MCS-51单片机的基本结构和工作原理第二章MCS-51单片机的结构和工作原理2.1.2MCS-51单片机的应用特性2.2.1中央处理器CPU2.2.2存储器结构2.2.3定时器/计数器（T/C)2.2.4并行I/O接口2.2.5串行口2.2.6中断系统MCS-51单片机芯片有许多种：如8051、8031、8751、80C51、80C31等。它由8个部件组成，1、中央处理器（CPU）核心2、时钟电路12MHz3、程序存储器（ROM/EPROM）4KB4、数据存储器（RAM）128B+128BSFR5、并行I/O口（P0～P3口）P0和P2兼作外总线6、串行口全双工串行口7、定时器/计数器2个16位8、中断系统5个中断源，高级和低级两级优先级别它们都是通过单一总线连接，并被集成在一块半导体芯片上，为单片微型计算机（Single-ChipMicrocomputer）1.MCS-51单片机系列两大系列：MCS-51子系列和MCS-52子系列。其中51子系列是基本型，而52子系列属于增强型。各子系列配置如表2-1所示。(P36)片内ROM形式无ROMEPROM80318051875180C3180C5187C5180328052875280C3280C5287C5252子系列与51子系列相比，其功能增强的具体方面如下：1．片内RAM从128字节增加到256字节2．片内ROM从4KB增加到8KB3．定时器/计数器从2个增加到3个4．中断源从5个增加到6～7个2.单片机芯片的半导体工艺MCS-51系列单片机采用以下两种半导体工艺生产HMOS芯片型号中不带有字母“C”的，功耗较大。CHMOS芯片型号中凡带有字母“C”的，具有高速度、高密度、低功耗的特点例如8051的功耗为630mW，80C51的功耗只有120mW。在便携式、手提式或野外作业仪器设备或长期无人值守自动监测、监控的仪表上是非常有意义的。因此在这些产品中最好使用CHMOS型单片机芯片。3.片内ROM存储器的配置形式及应用环境MCS-51单片机内程序存储器的配置形式有三种：掩模ROM型（由厂家一次写入，成本低）EPROM型（由用户可反复写入，成本较高）无ROM（需在片外扩展）各有特点，也各有其适用场合，可根据需要进行选择环境温度范围，划分为三个等级民用级0℃～＋70℃工业级－40℃～＋85℃军用级－65℃～＋125℃因此在使用中应注意根据现场温度选择芯片。2．28051单片机内部结构和功能一、运算器1．算术逻辑单元（ALU—ArithmeticLogicUnit）2．累加器（ACC—Accumulator）3．寄存器B4．程序状态字（PSW—ProgramStatusWord）5．布尔处理器二、控制器1．程序计数器（PC—ProgramCounter）2．指令译码器ID3．数据指针（DPTR）4.堆栈指针(SP——StackPointer)一、运算器功能：运算部件实现算术、逻辑运算、位变量处理、移位、数据传送1．算术逻辑单元（ALU）8位其累加器是ACC二进制四则运算和布尔代数的逻辑运算运算结果影响PSW的有关标志位2.累加器（ACC）8位存放操作数和中间结果工作频繁，大多数操作均通过它进行3．寄存器B8位乘法时用于存乘数/积的高8位除法时用于存除数/余数4．程序状态字（PSW）8位特殊功能寄存器5．布尔处理器1位它以进位标志（CY）作为累加位进行位操作程序状态字PSW各位标志的含义CY是PSW中最常用的标志位。由硬件或软件置位和清零。字节运算中(ALU)：它表示运算结果是否有进位（或借位）。Cy=SUB⊕C8加法时(SUB=0)：有进位Cy由硬件置“1”即Cy=1；无进位CY被硬件清“0”即Cy=0。减法时(SUB=1)：有借位Cy由硬件置“1”即Cy=1；无借位CY被硬件清“0”即Cy=0。位操作（布尔操作）时，CY作为累加器使用，其作用相当于字节操作的累加器ACC。在指令中可作为转移的条件JCrel；cy=1转移JNCrel；cy=0转移位操作指令中做累加器ANLC,bitANLC,/bitORLC,bitORLC,/bitSETBCCLRCCPLCMOVC,bitMOVbit,cAC（PSW.6）辅助进位（或称半进位）标志。当执行加减运算时，其运算结果产生低四位向高四位进位或借位时,AC由硬件置“1”；否则AC位被自动清“0”。AC=SUB⊕C4一般在BCD码运算时，系统用于进行十进制调整。OV溢出和进位是两种不同性质的概念。溢出是指有正负号的两个数运算