单片机系统及内部结构.pptx

1 目目前前世世界界上上单单片片机机生生产产厂厂商商很很多多,如如:IntelIntel、MotorolaMotorola、PhilipsPhilips、NECNEC、AtmelAtmel等等公公司司,其其主主流流产产品品有有几几十十个个系系列列,几几百百个个品品种种。尽尽管管其其各各具具特特色色,名名称称各各异异,但但作作为为集集CPUCPU、RAMRAM、ROMROM（或或EPROMEPROM）、I/OI/O接接口口、定定时时器器/计计数数器器、中中断断系系统统为为一一体体的的单单片片机机,其其原原理理大大同同小小异异。现现以以IntelIntel公公司司的的系系列列产产品品为为例例,说明各系列之间的区别。说明各系列之间的区别。IntelIntel公公司司从从其其生生产产单单片片机机开开始始,发发展展到到现现在在,大大体体上上可可分分为为3 3大大系系列列:MCS-48MCS-48系系列列、MCS-51MCS-51系系列列、MCS-96MCS-96系系列列。该该3 3大大系系列列的的性性能能简介见表简介见表1111。2.1 2.1 单片机系列简介单片机系列简介 2表表11 Intel单片机系列性能简介单片机系列性能简介 32.2 MCS-51单片机的内部结构及功能部件单片机的内部结构及功能部件4MCS-51MCS-51系列单片机是由系列单片机是由8 8大部分组成的。大部分组成的。这这8 8大部分是大部分是:(1)(1)一个一个8 8位中央处理机位中央处理机CPUCPU(2)4KB(2)4KB的片内程序只读存储器的片内程序只读存储器ROMROM或或EPROMEPROM（80318031无）无）(3)128(3)128个字节的片内数据存储器个字节的片内数据存储器RAMRAM。MCS-51MCS-51系列单片机内部结构及功能部件系列单片机内部结构及功能部件5(4)4(4)4个个8 8位位并并行行输输入入输输出出I/OI/O接接口口:P0P0口口、P1P1口口、P2P2口口、P3P3口（共口（共3232个个I/OI/O口）口）,用于并行输入或输出数据。用于并行输入或输出数据。(5)1(5)1个串行个串行I/OI/O接口。接口。(6)2(6)2个个1616位定时器位定时器/计数器。计数器。(7)(7)具具有有5 5个个中中断断源源,可可编编程程为为2 2个个优优先先级级的的中中断断系系统统。它它可可以以接接收收外外部部中中断断申申请请,定定时时器器/计计数数器器中中断断申申请请和和串行口中断申请。串行口中断申请。(8)18(8)18个特殊功能寄存器个特殊功能寄存器SFRSFR。6图11 MCS51系列单片机内部结构框图 72.3 MCS-51单片机内部功能部件中央处理器CPU 中中央央处处理理器器是是单单片片机机内内部部的的核核心心部部件件，它它决决定定了了单单片片机机的的主主要要功功能能特特性性。它它由由运算部件和和控制部件两大部分组成。两大部分组成。8一、一、运算器运算器 运运算算部部件件是是以以算算术术逻逻辑辑单单元元ALU为为核核心心，加加上上累累加加器器A、寄寄存存器器B、暂暂存存器器TMP1和和TMP2、程程序序状状态态寄寄存存器器PSW及及专专门门用用于于位位操操作作的的布布尔尔处处理理机机组组成成的的，它它能能实实现现数数据据的的算算术术、逻逻辑辑运运算算，位位变变量处理和数据传送操作。量处理和数据传送操作。91.1.算术逻辑单元算术逻辑单元ALU:ALU:算术逻辑单元算术逻辑单元ALUALU能完成：能完成：8 8位二进制数的加（带进位加）、位二进制数的加（带进位加）、减（带借位减）、减（带借位减）、乘、乘、除、除、加加1 1、减减1 1及及BCDBCD加法的十进制调整等算术运算加法的十进制调整等算术运算,进行逻辑进行逻辑“与与”、“或或”、“异或异或”、“求补求补”、“清零清零”等逻辑运算等逻辑运算,并具有数据传送等功能。并具有数据传送等功能。2.2.累加器累加器ACCACC（AccumulatorAccumulator）3.3.寄存器寄存器B B 104.程序状态字程序状态字PSW（Programe State Word）程程序序状状态态字字寄寄存存器器PSWPSW（8 8位位）是是一一个个标标志志寄寄存存器器,它它保保存存指指令执行结果的特征信息令执行结果的特征信息,以供程序查询和判别。以供程序查询和判别。其程序状态字格式及含义如下其程序状态字格式及含义如下:PSW.7 PSW.0 状态标志状态标志:CY CY（PSW.7PSW.7）进位标志位。进位标志位。ACAC（PSW.6PSW.6）辅助进位（或称半进位）标志。辅助进位（或称半进位）标志。OVOV（PSW.2PSW.2）溢出标志位。溢出标志位。P P（PSW.0PSW.0）奇偶标志位。奇偶标志位。CYACF0RS1RS0OVP11 CY AC F0 RS1 RS0 OV (F1)P F0（PSW.5）由用户定义的标志位。由用户定义的标志位。RS1（PSW.4）、）、RS0（PSW.3）工作寄存器组（区）选择位。工作寄存器组（区）选择位。表表 1.2.1 RS11.2.1 RS1、RS0RS0与片内工作寄存器组的对应关系与片内工作寄存器组的对应关系 RS1RS0寄存器组寄存器组片内片内PAM地址地址通用寄存器名称通用寄存器名称000组组00H07HR0R7011组组08H0FHR0R7102组组10H17HR0R7113组组18H1FHR0R7121.程序计数器程序计数器PC（Program Counter）PC PC 是是一一个个 16 16 位位的的专专用用寄寄存存器器,PCPC用用于于存存放放下下一一条条要要执执行行的指令地址的指令地址,可寻址范围是可寻址范围是0000H-0FFFFH,0000H-0FFFFH,共共 64 KB64 KB。CPU CPU 要要执执行行哪哪条条指指令令时时,就就把把该该条条指指令令所所在在的的单单元元的的地地址址送送上上地地址址总总线线。在在顺顺序序执执行行程程序序中中,当当PCPC的的内内容容被被送送到到地地址址总总线线后后,会会自自动动加加 1,1,即即(PC)(PC)(PC)+1,(PC)+1,又又指指向向CPU CPU 下下一一条条要要执执行行的指令地址。的指令地址。二、控制器控制器132 2、堆栈与堆栈指针、堆栈与堆栈指针SPSP 在在程程序序实实际际运运行行中中,在在子子程程序序调调用用、中中断断服服务务处处理理等等场场合合用用以保护以保护CPUCPU的现场的现场,这种重要信息的缓冲（这种重要信息的缓冲（RAMRAM）区称为）区称为堆栈堆栈。进入栈区的进入栈区的“断点断点”数据应遵循数据应遵循“先进后出先进后出”的原则。的原则。MCS51MCS51单单片片机机堆堆栈栈区区不不是是固固定定的的。原原则则上上可可设设在在内内部部RAMRAM的的任意区域内。任意区域内。专专门门设设置置的的堆堆栈栈指指针针寄寄存存器器SPSP（8 8位位），指指出出栈栈顶顶的的位位置置。当当数据推入栈区后数据推入栈区后,SP,SP的值也自动随之变化（的值也自动随之变化（+1+1）。）。14MCS51MCS51单片机的堆栈属向上生长型单片机的堆栈属向上生长型,如图如图2626所示。所示。153.数据指针寄存器数据指针寄存器DPTR 数数据据指指针针DPTRDPTR是是一一个个 16 16 位位的的专专用用寄寄存存器器,其其高高位位字字节节寄寄存存器器用用DPHDPH表表示示,低低位位字字节节寄寄存存器器用用DPLDPL表表示示。既既可可作作为为一一个个 16 16 位位寄寄存存器器DPTRDPTR来来处处理理,也也可可作作为为两两个个独独立立的的 8 8 位位寄寄存存器器DPHDPH和和DPLDPL来处理。来处理。DPTR DPTR 主主要要用用来来存存放放 16 16 位位地地址址,当当对对 64 64 KBKB外外部部数数据据存存储储器器空空间间寻寻址址时时,作作为为间间址址寄寄存存器器用用。在在访访问问程程序序存存储储器器时时,用作基址寄存器。用作基址寄存器。164.指令寄存器和指令译码器指令寄存器和指令译码器 指令寄存器中存放指令代码指令寄存器中存放指令代码,指令译码器译码。指令译码器译码。读取指令代码读取指令代码 译码器译码译码器译码 由定时与控制电路发出相应的控制信号由定时与控制电路发出相应的控制信号(RD(RD、WRWR、PSENPSEN）完成指令所指定的操作。完成指令所指定的操作。17 2.4 MCS-51单片机的引脚及其功能单片机的引脚及其功能 MCS-51MCS-51系系列列单单片片机机芯芯片片均均为为4040个个引引脚脚,HMOSHMOS工工艺艺制制造造的的芯芯片片采采用用双双列列直直插插（DIPDIP）方方式式封封装装,其其引引脚脚示示意意及及功功能能分分类如图类如图1.3.11.3.1所示。所示。18 图图1.3.1 MCS511.3.1 MCS51系列单片机引脚及总线结构系列单片机引脚及总线结构 (a)(a)管脚图；管脚图；(b)(b)引脚功能分类引脚功能分类 19按其功能可分为按其功能可分为按其功能可分为按其功能可分为3 3 3 3部分部分部分部分:1.1.电源及时钟电源及时钟 (1)(1)主电源引脚主电源引脚V Vcccc和和V Vss:ss:V VCCCC（4040脚）脚）:接接+5 V+5 V电源正端电源正端;V VSSSS（2020脚）脚）:接电源地。接电源地。(2)(2)外外接接晶晶体体引引脚脚 XTAL1 XTAL1（1919脚脚）和和 XTAL2 XTAL2（1818脚）脚）20时钟电路时钟电路 :XTAL1:XTAL1（1919脚）脚）:接外部石英晶体的一端。接外部石英晶体的一端。XTAL2XTAL2（1818脚）脚）:接外部晶体的另一端。接外部晶体的另一端。图图 1.4.1 1.4.1 单片机时钟电路单片机时钟电路（a a）内部时钟电路；内部时钟电路；（b b）外部振荡源外部振荡源 212 .I/O2 .I/O口线口线 输入输入/输出（输出（I/OI/O）引脚）引脚 P0P0口、口、P1P1口、口、P2P2口及口及 P3P3口口:P0 P0、P1P1、P2P2、P3P3均为均为8 8位的并行位的并行I/OI/O口，它们的引线为：口，它们的引线为：P P0.00.0P P0.70.7、P P1.01.0P P1.71.7、P P2.02.0P P2.72.7、P P3.03.0P P3.73.7，共，共3232条引线。条引线。这这3232条引线可以全部用来做条引线可以全部用来做I/OI/O线线.还可以将其中部分用作单片机的片外总线。还可以将其中部分用作单片机的片外总线。在进行外部扩展时，在进行外部扩展时，P2P2口为高口为高8 8位地址线（位地址线（A A1515A A8 8），），P0P0口的口的8 8根引线是低根引线是低8 8位地址位地址(A7(A7 A0)A0)和和 8 8位数据的复用线位数据的复用线。.2223MCS-51单片机引线及片外总线结构总线结构总线结构单片机的引线除了电源、复位、时钟输入、用户I/O口外，其余引线都是为实现系统扩展而设置的，这些引线构成了单片机外部的3总线形式。24表13 P3口第2功能表 253.3.控制信号及其它复用引脚控制信号及其它复用引脚 (有有4 4种形式种形式)（1 1）RST/VRST/VPDPD（9 9脚）脚）:RST:RST即为即为RESET,VPDRESET,VPD为备用电源为备用电源,所以所以该引脚为单片机的上电复位或掉电保护端。该引脚为单片机的上电复位或掉电保护端。（2 2）ALEALE地址锁存允许地址锁存允许当单片机访问外部存储器时，输出信号当单片机访问外部存储器时，输出信号ALEALE用于锁存用于锁存P0P0口输出的口输出的低低8 8位地址位地址A0-A7A0-A7。ALEALE的输出频率为时钟振荡频率的的输出频率为时钟振荡频率的1/61/6（3 3）PSENPSEN片外程序存储器允许片外程序存储器允许此信号为读外部程序存储器的选通信号。在执行内部程序存储此信号为读外部程序存储器的选通信号。在执行内部程序存储器中的程序时，器中的程序时，PSENPSEN无输出始终为高电平。无输出始终为高电平。26（4）EA程序存储器选择程序存储器选择EA=0，单片机只访问外部程序存储器。对内部无程序存储器，单片机只访问外部程序存储器。对内部无程序存储器的单片机的单片机8031，EA必须要接地。必须要接地。EA=1，单片机先访问内部程序存储器，若地址超过内部程序，单片机先访问内部程序存储器，若地址超过内部程序存储器的范围，单片机自动转为访问外部程序存储器。存储器的范围，单片机自动转为访问外部程序存储器。对内部有程序存储器的单片机，对内部有程序存储器的单片机，EA应接高电平应接高电平27 复位电路与复位状态复位电路与复位状态1.复位电路复位电路 通通过过某某种种方方式式，使使单单片片机机内内各各寄寄存存器器的的值值变变为为初初始状态的操作称为复位。始状态的操作称为复位。MCS51单单 片片 机机 在在 时时 钟钟 电电 路路 工工 作作 以以 后后,在在RST/VPD端端持持续续给给出出2个个机机器器周周期期的的高高电电平平就就可可以以完完成成复复位位操操作作（一一般般复复位位正正脉脉冲冲宽宽度度大大于于10 ms）。复复位位分为上电复位和外部复位两种方式。分为上电复位和外部复位两种方式。28 图图112 MCS-51112 MCS-51单片机复位参考电路单片机复位参考电路（a a）上电复位电路上电复位电路;（b b）手动上电手动上电/外部复位电外部复位电路路 292.复位状态复位状态 MCS51单单片片机机复复位位后后，程程序序计计数数器器PC和和特特殊殊功功能能寄寄存存器器复复位位的的状状态态如如表表19所所示示。复复位位不不影影响响片片内内RAM存存放放的的内内容容，而而ALE、在在复复位位期期间间将将输出高电平。由表输出高电平。由表19可以看出可以看出:(1)（PC）=0000H 表示复位后程序的入口地址为表示复位后程序的入口地址为0000H；(2)（PSW）=00H，其中其中RS1(PSW.4)=0，RS0(PSW.3)=0，表示复位后单片机选择工作寄存表示复位后单片机选择工作寄存器器0组；组；30(3)（SP）=07H 表示复位后堆栈在片内表示复位后堆栈在片内RAM的的08H单单元处建立；元处建立；(4)P0口口P3口口锁锁存存器器为为全全1状状态态，说说明明复复位位后后这这些些并行接口可以直接作输入口，并行接口可以直接作输入口，无须向端口写无须向端口写1；(5)定定时时器器/计计数数器器、串串行行口口、中中断断系系统统等等特特殊殊功功能能寄寄存存器器复复位位后后的的状状态态对对各各功功能能部部件件工工作作状状态态的的影影响响，将将在后续有关章节介绍。在后续有关章节介绍。31表表19 PC19 PC与与SFRSFR复位状态表复位状态表 32普林斯顿结构：程序和数据共用一个存储器逻辑空间，统一编址。普林斯顿结构：程序和数据共用一个存储器逻辑空间，统一编址。哈佛结构：程序与数据分为两个独立存储器哈佛结构：程序与数据分为两个独立存储器逻辑空间，分开编址。逻辑空间，分开编址。2.5 MCS51单片机存储器及存储空间单片机存储器及存储空间33MCS-51MCS-51单片机存储器分类及配置单片机存储器分类及配置 MCS51单单片片机机存存储储器器的的分分类类从从物物理理结结构构上上可可分分为为:片片内内、片片外外程程序序存存储储器器（8031和和8032没没有有片片内内程序存储器）与片内、程序存储器）与片内、片外数据存储器片外数据存储器4个部分；个部分；从从寻寻址址空空间间分分布布可可分分为为:程程序序存存储储器器、内内部部数数据据存储器和外部数据存储器存储器和外部数据存储器3大部分。大部分。34 图图1-5 MCS-511-5 MCS-51单片机存储器空间结构图单片机存储器空间结构图（a a）程序存储器程序存储器;（b b）内部数据存储器内部数据存储器;（c c）外部数据外部数据存储器存储器 35 一、一、程序存储器程序存储器 1.程序存储器程序存储器 程程序序存存储储器器就就是是用用来来存存放放这这些些已已编编好好的的程程序序和和表表格格常常数数，它它由由只只读读存存储储器器ROM或或EPROM组组成成。计计算算机机的的工工作是按照事先编制好的程序命令一条条循序执行的作是按照事先编制好的程序命令一条条循序执行的.2.2.程序运行的入口地址程序运行的入口地址 MCS-51MCS-51单单片片机机是是固固定定的的,用用户户不不能能更更改改。程程序序存存储储器器中有复位和中断源共中有复位和中断源共7 7个固定的入口地址见个固定的入口地址见 表表1.5.11.5.1。36表表1.5.1 MCS-511.5.1 MCS-51单片机复位、单片机复位、中断入口地址中断入口地址37 因为因为805180318751上电复位后，上电复位后，程序计数器程序计数器PC的内容的内容为为0000H，所以，所以CPU总是从总是从0000H开始执行程序。因此，开始执行程序。因此，0000H单单元是系统的起始地址。元是系统的起始地址。在在5151的程序存储器的开头都安排一条转移指令的程序存储器的开头都安排一条转移指令,那么程序就被引那么程序就被引导到转移指令指定的导到转移指令指定的ROMROMEPROMEPROM空间去执行。空间去执行。ORG 0000HORG 0000H LJMP 0040H LJMP 0040H;引导程序转移引导程序转移 ORG 0040H ORG 0040H -用户设计的程序用户设计的程序 -一般在一般在0000H0000H存放一条无条件转移指令存放一条无条件转移指令,用户设计的程序是从转移用户设计的程序是从转移后的地址开始存放执行的。后的地址开始存放执行的。382 2 外部数据存储器外部数据存储器 外部数据存储器外部数据存储器(及及I/OI/O口）由静态口）由静态RAMRAM芯片组成。芯片组成。数数据据存存储储器器RAMRAM用用于于存存放放运运算算的的中中间间结结果果、数数据据暂暂存存和和缓缓冲冲、标志位等。标志位等。l 数据存储器空间也分成片内和片外两大部分，即片内数据存储器空间也分成片内和片外两大部分，即片内RAMRAM和和片外片外RAMRAM。l 80518051片外数据存储器片外数据存储器(及及I/OI/O口）空间为口）空间为64K64K，从，从0000H-0000H-FFFFHFFFFH；l 片内存储器空间为片内存储器空间为256256字节，地址从字节，地址从0000H-00FFH0000H-00FFH。39l片外数据存储器与片内数据存储器寻址空间片外数据存储器与片内数据存储器寻址空间如何区别？如何区别？l80518051有有MOVMOV和和MOVXMOVX两种指令、用以区分片内、两种指令、用以区分片内、片外片外RAMRAM空间。空间。l片内片内RAMRAM使用使用MOVMOV指令指令l片外片外64K RAM(I/O)64K RAM(I/O)空间专门为空间专门为MOVXMOVX指令所指令所用。用。40l上述三个存储空间地址是重迭的，如何区别上述三个存储空间地址是重迭的，如何区别这三个不同的逻辑空间呢这三个不同的逻辑空间呢?5151单片机区分单片机区分RAM/RAM/ROMROM或或EPROMEPROM方法方法?l80518051的指令系统设计了不同的数据传送指令符号：的指令系统设计了不同的数据传送指令符号：l访问片内、片外访问片内、片外ROMROM指令用指令用MOVCMOVC，-l访问片外访问片外RAMRAM指令用指令用MOVXMOVX，-RD/WR-RD/WRl访问片内访问片内RAMRAM指令用指令用MOVMOV。41 80318031是片内无程序存储器的单片机，因此其最小应用系统除了外接是片内无程序存储器的单片机，因此其最小应用系统除了外接晶体或时钟电路和复位电路外，还必须在片外扩展程序存储器。晶体或时钟电路和复位电路外，还必须在片外扩展程序存储器。80318031外接外接1 1片内部带地址锁存器的片内部带地址锁存器的EEPROM X88C64EEPROM X88C64（8K88K8）为程序存储器）为程序存储器的单片机最小应用系统。的单片机最小应用系统。42 3.片内片内RAM(内部数据存储器内部数据存储器)内内部部数数据据存存储储器器由由读读写写存存储储器器RAM组组成成，片片内内数数据据存存储储器器最最大大可可寻寻址址256个个单单元元，它它们们又又分分为两个部分为两个部分:低低128字节字节(00HFH)是真正的是真正的RAM区；区；高高128字节字节(80HFFH)为特殊功能寄存器为特殊功能寄存器(SFR)区。区。43(1)(1)低低128128字节字节RAM(00H7FH)RAM(00H7FH)l分为三个区：分为三个区：工作寄存器区（工作寄存器区（00H1FH)00H1FH)位寻址区位寻址区 (20H2FH)(20H2FH)真正的真正的RAMRAM区区 (30H7FH)(30H7FH)其结构如图其结构如图1-51-5所示。所示。44 图图15 MCS5115 MCS51单片机存储器空间结构图单片机存储器空间结构图（a a）程序存储器程序存储器;（b b）内部数据存储器内部数据存储器;（c c）外部数据外部数据存储器存储器 45 1）工作工作寄存器区寄存器区 内内部部RAM块块的的00H1FH区区，共共分分4个个组组，每每组组8 8个寄存器，个寄存器，4 4组寄存器都以组寄存器都以R0-R7R0-R7编号。编号。这这些些寄寄存存器器常常用用于于存存放放操操作作数数及及中中间间结结果果等等。由由于于它它们们的的功功能能及及使使用用不不作作预预先先规规定定，因因此此称称之之为为通通用用寄存器，有时也称之为工作寄存器。寄存器，有时也称之为工作寄存器。寄存器和寄存器和RAM地址的对应关系如表地址的对应关系如表1.5.2 所示。所示。46表表1.5.2 1.5.2 工作寄存器和工作寄存器和RAMRAM地址对照表地址对照表47 工作寄存器组（区）的选择工作寄存器组（区）的选择 哪哪1 1组寄存器工作（区）由程序状态字组寄存器工作（区）由程序状态字PSWPSW中的中的PSW.3PSW.3（RS0RS0）和）和PSW.4PSW.4（RS1RS1）两位来选择）两位来选择 。CPUCPU通过软件通过软件修改修改PSWPSW中中RS0RS0和和RS1RS1两位的状态两位的状态,就可任选一个工作寄存器就可任选一个工作寄存器工作。工作。如：如：SETB RS0 ;SETB RS1 SETB RS0 ;SETB RS1；选择第选择第3 3组工作寄存器组工作寄存器 48工作寄存器工作寄存器 区（区（00H1FH)(1)00H1FH地址安排为四组工作寄存器区，地址安排为四组工作寄存器区，(2)每组有每组有8个工作寄存器个工作寄存器(R0一一R7)，共占，共占32个单元。个单元。(3)通过对程序状态字通过对程序状态字PSW中中RS1、RS0的设置，的设置，(4)每组寄存器均可选作每组寄存器均可选作CPU的当前工作寄存器组。的当前工作寄存器组。(5)若程序中并不需要四组，那么其余可用作一般若程序中并不需要四组，那么其余可用作一般RAM单元。单元。(6)CPU复位后，选中第复位后，选中第0组工作寄存器。组工作寄存器。49 2）位寻址区位寻址区 20H20H2FH2FH单元为位寻址区，单元为位寻址区，这这1616个单元共计个单元共计128128位。位。位位寻寻址址区区的的每每1 1位位都都可可当当作作软软件件标标志志，通通常常可可以以把把各各种种状状态标志，态标志，位控制变量存于位寻址区内。位控制变量存于位寻址区内。这这些些可可寻寻址址位位，通通过过执执行行指指令令可可直直接接对对某某一一位位操操作作，如如置置1 1、清清0 0或或判判l l、判判0 0等等，可可用用作作软软件件标标志志位位或或用用于于位位(布布尔尔)处处理。理。这种位寻址能力是这种位寻址能力是80518051的一个重要特点。的一个重要特点。每每1 1位位都都有有一一个个8 8位位表表示示的的位位地地址址,位位地地址址范范围围为为00H00H7FH,7FH,如表所示。如表所示。50内部RAM中位地址表 51 同同样样，位位寻寻址址的的RAM单单元元也也可可以以按按字字节节操操作作，作为一般的数据缓冲。作为一般的数据缓冲。3）数据缓冲区数据缓冲区 30H7FH是数据缓冲区是数据缓冲区,也即用户也即用户RAM区。区。建议堆栈区设在建议堆栈区设在 30H7FH的范围内。的范围内。52(2)特殊功能寄存器特殊功能寄存器SFR块块 SFR，又又称称为为专专用用寄寄存存器器。它它专专用用于于控控制制、管管理理单单片片机机内内算算术术逻逻辑辑部部件件、并并行行I/O口口锁锁存存器器、串串行行口口数数据据缓缓冲冲器器、定定时时器器/计计数数器器、中中断断系系统统等等功功能能模模块的工作。块的工作。SFRSFR的地址空间为的地址空间为80H80HFFHFFH。5151单单片片机机有有2121个个（5252有有2727个个）SFRSFR，除除SFRSFR占占用用的的2121个个外外，其其他他部部分分空空余余单单元元，MCS-51MCS-51单单片片机机既既不不能能对对它它们们进进行行读读/写写操作，又不能作内部数据存储器使用。操作，又不能作内部数据存储器使用。SFRSFR单单元元地地址址可可被被8 8整整除除的的，该该特特殊殊功功能能寄寄存存器器可可以以位寻址。位寻址。特特殊殊功功能能寄寄存存器器的的名名称称、符符号号、单单元元地地址址及及可可位位寻寻址址的位名称和位地址如表的位名称和位地址如表1.5.31.5.3所列。所列。53表表1.5.3 1.5.3 特殊功能寄存器名称、特殊功能寄存器名称、标识符、标识符、地址一览地址一览表表 5455 2.6 MCS-51单片机工作时序单片机工作时序 计算机在执行指令时，计算机在执行指令时，通常将一条指令分解为若通常将一条指令分解为若干基本的微操作，干基本的微操作，这些微操作所对应的脉冲信号在时这些微操作所对应的脉冲信号在时间上的先后次序称为计算机的时序。间上的先后次序称为计算机的时序。为便于理解时序，为便于理解时序，先介绍几个常用名词。先介绍几个常用名词。振振荡荡周周期期:为为单单片片机机提提供供时时钟钟信信号号振振荡荡源源的的周周期期（也称为晶振周期或外加振荡源周期）。（也称为晶振周期或外加振荡源周期）。状态周期状态周期:2:2个振荡周期为个振荡周期为1 1个状态周期个状态周期,用用S S表示。表示。56 机机器器周周期期:1 1个个机机器器周周期期含含6 6个个状状态态周周期期,用用S1S1、S2S2、S6S6表示表示,共有共有1212个节拍。个节拍。例例如如:外外接接晶晶振振为为12 12 MHzMHz时时,MCS-51MCS-51单单片片机机的的4 4个时间周期的具体值为个时间周期的具体值为:振荡周期振荡周期=1/12 s;=1/12 s;状态周期状态周期=1/6 s;=1/6 s;机器周期机器周期=1 s;=1 s;指令周期指令周期=1=14 s4 s。单片机执行指令的时序如图单片机执行指令的时序如图1.4.71.4.7所示。所示。57图图111 MCS51111 MCS51单片机单片机CPUCPU取指取指/执行时序执行时序