80C51单片机

文章目录

• 一、51单片机的引脚图和逻辑符号
• • 1.1 引脚图
  • 1.2 逻辑符号
  • • 1.2.1 并行IO引脚（32只）
• 二、内部结构
• • 2.1 内部组成
  • 2.2 内部RAM
  • • 2.2.1 内部低128个单元
    • 2.2.2 内部高128个字节
    • • 特殊寄存器
      • • （1）ACC——累加器
        • （2）B——一个寄存器
        • （3）PSW——程序状态字
        • （4）DPTR（DPH、DPL) ——数据指针
        • （5）P0、P1、P2、P3——四个并行输入/输出口的寄存器。
        • （6）IE——中断充许寄存器

1. 单片机又称为单片微计算机，最初的英文缩写是 SCM 。

   Single Chip Microcomputer
   

2. Intel公司的MCS-51系列单片机是 8位 的单片机。

一、51单片机的引脚图和逻辑符号 1.1 引脚图

1.2 逻辑符号 1.2.1 并行IO引脚（32只）

1. P0.0~P0.7（Pin32-Pin39），漏极开路的8位准双向口，内部无上拉电阻，所以做IO口使用时，必须外接上拉电阻。同时当与外部存储器通信时，它复用为低8位地址线和数据线。

2. P1.0~P1.7（Pin1-Pin8），内部带上拉电阻的8位准双向IO口。

3. P2.0~P2.7（Pin21-Pin28），内部带上拉电阻的8位准双向IO口。同时当与外部存储器通信时，它复用为高8位地址线。

4. P3.0~P3.7（Pin10-Pin17），内部带上拉电阻的8位准双向IO口，同时还有特殊功能。

   a) P3.0/RXD为串行输入口

   b) P3.1/TXD为串行输出口

   c) P3.2 / INT0 ‾ overline{text{INT0}} INT0为外部中断0输入口

   d) P3.3 / INT1 ‾ overline{text{INT1}} INT1为外部中断1输入口

   e) P3.4 / T0为定时器0外部输入口

   f) P3.5 / T1为定时器1外部输入口

   g) P3.6 / WR ‾ overline{text{WR}} WR为写选通输出口(用于与外部存储器通信时)

   h) P3.7 / RD ‾ overline{text{RD}} RD为读选通输出口(用于与外部存储器通信时)

5. RST（P9）为复位口，高电平有效（持续两个机器周期）。

6. XTAL2， XTAL1（P18、P19）为时钟电路引脚，可选择接入外部时钟或晶振电路。

7. PSEN ‾ overline{text{PSEN}} PSEN（P29）是片外程序存储器的读选通信号，低电平有效，CPU从外部程序存储器取指令时，PSEN信号会自动产生负脉冲，作为外部程序存储器的选通信号。

8. ALE（P30）地址锁存允许，单片机正常上电时以时钟频率的1/6输出脉冲信号。当与外部存储器通信时，用于控制锁存器锁存P0口低8位地址，以实现P0口低8位地址线与8位数据线的复用。

9. EA ‾ overline{text{EA}} EA（P31）程序存储器地址允许输入端：

a) 高电平时，CPU执行片内ROM指令，但当PC（程序计数器）的值超过0FFFH（因为这 里ROM为4KB）时，自动跳转到外部程序存储器，地址空间允许范围为1000H—FFFFH(因为PC为32位寄存器，寻址空间为64KB)。
b) 低电平时，CPU执行片外ROM（程序存储器）指令，地址空间允许范围为0000H—FFFH（80C51的片外ROM是64KB）。

二、内部结构 2.1 内部组成

1. 一个8位CPU

2. 一个时电路

3. 4KB程序存储器

4. 128B数据存储器（这里指的是内部数据RAM区大小，不包括SFR（专用寄存器）区，所以这里指的是内部RAM低128个单元，00H-7FH）

5. 两个16位定时/计数器

6. 64KB扩展总线控制电路。为什么是64KB？因为扩展电路时P0口和P2口分别用作地址低八位和高八位，总共16位寻址空间，即64KB

7. 4个8位并行IO端口

8. 1个可编程串行接口

9. 5个中断源（2个定时器，2个外部中断，1个串行通信中断），包括两个中断优先级嵌套

2.2 内部RAM

低128单元为内部数据RAM区（00H-0FH），高128单元为SFR区（80H-FFH）。

2.2.1 内部低128个单元

C语言使用data关键字读写内部RAM单元内容，可采用直接或间接寻址方式进行数据传送

1. 00H—1FH为通用寄存器区，共四组，每组为R0~R7八个寄存器单元。寄存器组的选取通过程序状态寄存器PSW的RS1、RS0位确定。

2. 20H—2FH为位寻址区，可对单元里的每一位进行位操作，也可作为一般的RAM区进行字节操作。

3. 30H—7FH为堆栈区、数据缓冲区，即用户RAM区。栈顶位置由SP指针确定，堆栈地址空间是向上增长的，一般将SP初始化设置为大于30H。

地址	功能
80H~FFH	高128字节，用于SFR
30H~7FH	数据缓冲区
20H~2FH	16个字节（28位）可位寻址bdata区
18H~1FH	第四组寄存器R0~R7
10H~17H	第三组寄存器R0~R7
08H~0FH	第二组寄存器R0~R7
00H~07H	第一组寄存器R0~R7

2.2.2 内部高128个字节

21个SFR（特殊功能寄存器）离散分布（只能使用直接寻址的方式）。

至于什么叫不可寻址，则是指不能单独进行每一位的操作，如TMOD定时器工作模式及工作方式寄存器，在进行操作时，只能写TMOD=0xXX。

关于能否进行位操作，可以通过查相关资料知道，当然还有个技巧就是其字节地址换成10进制后能否被“8”整除，能被“8”整除的就能进行位操作，不能被“8”整除就不能，如P1地址为90H,10进制为144， 144/8=18，能被整除，所以可以位操作。再如TMOD地址为89H, 10进制为137，137/8=17.125，不能被整除，所以不可以位操作。

特殊寄存器

寄存器符号	地址	寄存器名称
ACC	E0H	累加器
B	F0H	B寄存器
PSW	D0H	程序状态字
SP	81H	栈顶指针
DPL	82H	数据指针低8位
DPH	83H	数据指针高8位
IE	A8H	中断允许控制寄存器
IP	B8H	中断优先控制寄存器
P0	80H	I/O口0
P1	90H	I/O口1
P2	A0H	I/O口2
P3	B0H	I/O口3
PCON	87H	电源控制及波特率选择寄存器
SCON	98H	串行口控制寄存器
SBUF	99H	串行口数据缓冲寄存器
TCON	88H	定时器控制寄存器
TMOD	89H	定时器方式选择寄存器
TL0	8AH	定时器0低8位
TL1	8BH	定时器1低8位
TH0	8CH	定时器0高8位
TH1	8DH	定时器1高8位

（1）ACC——累加器

通常用A表示。该标志常用于程序分支转移的判断条件。

（2）B——一个寄存器

在做乘、除法时放乘数或除数。

（3）PSW——程序状态字

存放CPU工作时的状态。

D7	D6	D5	D4	D3	D2	D1	D0
CY	AC	F0	RS1	RS0	OV		P

用途：

• CY：进位标志。

• AC：辅助进、借位(高半字节与低半字节间的进、借位)。

• F0：用户标志位，由用户（编程人员）决定什么时候用，什么时候不用。

• RS1、RS0：工作寄存器组选择位。

• OV：溢出标志位。运算结果按补码运算理解。有溢出，OV=1；无溢出，OV=0。

• P：奇偶校验位：它用来表示ALU运算结果中二进制数位“1”的个数的奇偶性。

（4）DPTR（DPH、DPL) ——数据指针

可以用它来访问外部数据存储器中的任一单元，如果不用，也可以作为通用寄存器来用，由我们自已决定如何使用。分成DPL(低8位)和DPH(高8位)两个寄存器。用来存放16位地址值，以便用间接寻址或变址寻址的方式对片外数据RAM或程序存储器作64K字节范围内的数据操作。

（5）P0、P1、P2、P3——四个并行输入/输出口的寄存器。 （6）IE——中断充许寄存器

按位寻址，地址：A8H。

B7	B6	B5	B4	B3	B2	B1	B0
EA	-	ET2	ES	ET1	EX1	ET0	EX0

• EA （IE.7）： EA=0时，所有中断禁止（即不产生中断）
  EA=1时，各中断的产生由个别的允许位决定

• -（IE.6） ：保留

• ET2（IE.5）：定时2溢出中断充许（8052用）

• ES （IE.4）：串行口中断充许（ES=1充许，ES=0禁止）

• ET1（IE.3）：定时1中断充许

• EX1（IE.2）：外中断INT1中断充许

• ET0（IE.1）：定时器0中断充许

• EX0（IE.0）：外部中断INT0的中断允许

中断的自然优先级：

中断函数编号	中断名称	中断标志位	中断使能位	中断向量地址	默认优先级
0	外部中断0	IE0	EX0	03H	1(最高)
1	定时器T0中断	TF0	ET0	0BH	2
2	外部中断1	IE1	EX1	13H	3
3	定时器T1中断	TF1	ET1	1BH	4
4	UART中断(串口)	T1/R1	ES	23H	5