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51单片机结构

作者:  信息来源:电子市场  2007-6-8

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什么是单片机,从工作原理上讲,单片机就是一种微型计算机,是一种“程序存储式”计算机。在现在的社会生活中,可以说“单片机”无处不在,象全自动洗衣机、空调、工业自动控制等方面都是在内置“单片机”的情况下实现的。随着社会的发展,“单片机”以越来越和我们的生活息息相关。一:单片机的硬件系统(本站提供的实验开...
      什么是单片机,从工作原理上讲,单片机就是一种微型计算机,是一种“程序存储式”计算机。它是在一块硅片上集成了中央处理器CPU)、随机存储器(RAM)、程序存储器(ROM或EPROM)、定时/计数器以及各种I/O接口,也就是集成在一块芯片上的计算机。
      在现在的社会生活中,可以说“单片机”无处不在,象全自动洗衣机、空调、工业自动控制等方面都是在内置“单片机”的情况下实现的。随着社会的发展,“单片机”以越来越和我们的生活息息相关。
    
一:单片机的硬件系统(本站提供的实验开发板)
 1。在上图中AT89C51/C52一块芯片就包括:中央处理器CPU、随机数据存储器(RAM)、程序存储器(ROM)、定时/计数器;AT24C02为外接数据存储器,用来存放程序运行时需保存的数据或用户设定的参数,掉电后不会丢失可保存10年;MAX232为串行通信转换接口可直接接PC串口,用于做通信实验;J4为外接温度传感器 DS18B20用,用于采集温度实验;J3可接红外线一体化接收头;J7为无线接收实验接口(或用于液晶LCD扩展接口或外接记数等扩展输入),用于接收(PT2262)无线遥控发射器的信号,可控制相应继电器输出。

 2。单片机内部结构:
    
    微处理器(CPU)主要由:运算器、数据总线、控制器组成。运算器内部我们不去细研究只要知道组成,关键是如何控制它使用它,而我们能操作的只有累加器A、寄存器B、程序状态字寄存器PSW;而控制器是计算机的指挥中心,如人脑的神经中枢,有必要搞清它的组成和原理。
    控制器包括:
   1.指令部件
     包括程序计数器、指令寄存器、指令译码器等;
    程序计数器PC:(Program Counter)
    程序是指令的集合,计算机运行时,通常按顺序执行存放在存储器中的程序。先由PC指出当前要执行指令的地址,每当该指令取出后,PC的内容自动加1(除转移指令外),指向按顺序排列的下一条指令的地址。在正常情况下,CPU按顺序逐条地执行指令。如遇转移指令(JMP)、调用子程序指令(CALL)或返回指令(RET)等,这些指令就会把下一条指令的地址直接置入PC中。
    程序计数器的位数决定了CPU所能寻址的存储空间。
    指令寄存器IR(Instruction Register)
    它用来存放当前要执行的指令内容,它包括操作码和地址码两部分。操作码送往指令译码器;地址码送往操作数地址形成电路
    指令译码器ID:(Instruction Decoder)
     它是分析指令功能的部件。
    堆栈指示器SP(Stack Pointer)
    堆栈指针是专用的寄存器,堆栈区一般设置在内存单元区RAM。 堆栈中的数据是以“后进先出”的结构方式处理的。对于处理中断、调用子程序非常方便。
    实现堆栈的方式有两种,既硬件堆栈和软件堆栈;常用软件堆栈。软件堆栈是开辟某一内存区域作为堆栈,如MOV SP,#70H;就是将栈顶设置在70H(相当于门牌号)单元(注:CPU上电复位后SP的地址为07H单元,应在主程序开始时将SP的地址设置在RAM区的上端如70H),程序运行时栈顶由CPU的堆栈指针SP自动管理,读者不需搞清原理,但要留有足够空间便于程序压栈(PUSH)和出栈 (POP)。如使用中断时要注意压栈和出栈操作。PUSH XX;POP XX;SP指针相应加1或减1。
   2.时钟系统
       在微型机中,一般都使用石英晶体振荡器来作为CPU的时钟脉冲源。计算机的电源一旦通电,脉冲源立即以固定的频率重复发出矩行脉冲。两个相邻脉冲前沿的时间间隔,称为一个时钟周期或T.它是CPU操作的最小时间单位。由12个时钟周期组成一个机器周期。一条指令的取出和执行所需时间称为指令周期。  
       3.数据指针DPTR
     它是一个16位寄存器,由高位字节DPH和低位字节DPL组成。它的功能是存放16位的地址。作为访问外部程序存储器和外部数据存储器时的地址指针。
  4.寄存器区
     单片机8051的内部有两片寄存器区,一片在片内RAM区的低端,占00-1FH共32个单元,每8个单元为一组或一区(用R0-R7表示8个寄存器),共4组,究竟 用哪一区,由特殊功能寄存器PSW中的RS1,RS0的取值决定,该寄存器区称为工作寄存器或通用寄存器区。另一片在内部RAM的高端,占80H-0FFH共128个单元,叫特殊寄存器区。这些特殊寄存器的用法以后详解。

而单片机的所有的工作和运行都是在其一定的时序和频率下实现的,以上介绍是定义式的,只要记住单片机的使用时如何控制就行了下面详细讲一下,您只要可以理解就行了: 
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