第二章单片机基本原理2.1MCS-51系列单片机简介MCS-51系列单片机是美国Intel公司在1980年推出的高性能8位单片机，它包含51和52两个子系列。8031片内不带ROM128字节的数据存储器RAM51子系列芯片8051带4KROM2个16位定时/计数器5个中断源8751带4KEPROM8032片内不带ROM256字节的数据存储器RAM52子系列芯片8052带8KROM3个16位定时/计数器6个中断源8752带8KEPROM51、52两个子系列的共同特点：◆8位CPU。◆片内带振荡器，频率范围1．2~12MHZ。◆程序存储器的寻址空间为64K字节。◆片外数据存储器的寻址空间内64K字节。◆128个用户位寻址空间。◆4个8位的并行I/O接口：P0、P1、P2、P3。◆1个全双工的串行I/O接口，可多机通信。◆111条指令，含乘法指令和除法指令。◆片内采用单总线结构。◆有较强的位处理能力。◆采用单一+5V电源。本书以51子系列的8051介绍MCS-51单片机的基本原理。2.2MCS-51系列单片机的结构原理2.2.1MCS-51系列单片机的基本组成MCS-51单片机的基本组成结构如下：CPUROM/EPROMRAM定时/计数器并行接口串行接口中断系统P0P1P2P3TXDRXDINT0INT1T0T1XTAL1XTAL2时钟电路图2.1MCS-51的基本组成2.2.2MCS-51系列单片机的内部结构（如图2.2）PSENALERESETXLAT1P0.0~P0.7P2.0~P2.7RAM地址寄存器RAMP0锁存器P2锁存器EPROM或ROM程序地址寄存器缓冲器B寄存器ACC暂存器2暂存器1ALUPSWSPPC增量器PCDPTRP0驱动器P2驱动器特殊功能寄存器指令寄存器定时及控制P1锁存器P3锁存器P1驱动器P3驱动器振荡器VssP1.0~P1.7P3.0~P3.7EAXLAT2Vcc图２.２MCS－51内部结构图由图2-2可以看到：它集成中央处理器（CPU）、存储器系统（RAM和ROM）、定时／计数器、并行接口、串行接口、中断系统及一些特殊功能寄存器（SFR），它们通过内部总线紧密的联系在一起。2.2.3MCS-51系列单片机的中央处理器（CPU）MCS-51单片机的中央处理器包含运算部件和控制部件。一．运算部件算术运算逻辑运算运算部件能实现位运算数据传输等处理算术逻辑单元ALU是一个8位的运算器，可以完成8位二进制数据加、减、乘、除，逻辑“与”、“或”、“异或”、循环移位、求补、清零等，并具有数据传输、程序转移等功能。ALU还有一个一般微型计算机没有的位运算器，它可以对一位二进制数据进行置位、清零、求反、测试转移及位逻辑“与”、“或”等处理。运算部件包括累加器ACC是CPU中使用最频繁的寄存器。B寄存器是为乘法和除法指令而设置的。标志寄存器PSW是一个8位的寄存器，它用于保存指令执行结果态，以供程序查询和判别。它的各位的定义如图2.3：D7D6D5D4D3D2D1D0CACF0RS1RS0OV-P图2.3标志寄存器PSW的格式标志寄存器PSW也叫程序状态字其各位的定义如下：C（PSW.7）：进位标志位。在执行算术和逻辑运算指令时，最高位有进位或借位时。C置1，否则C清零。在位操作中C被作为位累加器使用。AC（PSW.6）：辅助进位标志位。在进行加减法运算时，低半字节向高半字节进位或借位，AC置1，否则AC清零。F0（PSW.5）：用户标志位。是系统预留给用户自己定义的标志位，可以用软件使它置1或清零。RS1、RS0（PSW.4、PSW.3）：寄存器组选择位。可用软件置位或清零，用于从四组工作寄存器中选定当前的工作寄存器组，选择情况见下表。PSW定义表2.1工作寄存器组选择RS1RS0工作寄存器组000组（00H-07H）011组（08H-0FH）102组（10H-17H）113组（18H-1FH）OV（PSW.2）：溢出标志位。在加法减法运算时，如运算的结果超出8位二进制数的表示范围，OV置1，否则OV清零。P（PSW.0）：奇偶标志位。指令执行后累加器A中1的个数为奇数，则P置1，若偶数，则P清零。【例2-1】试分析下面指令执行后，累加器A，标志位C、AC、OV、P的值？MOVA，#67HADDA