《片機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)》PPT課件.ppt

單片機(jī)的內(nèi)部存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu) 電子教學(xué)實(shí)驗(yàn)宇宙人 開(kāi)發(fā)宇宙征服科技 Chengdayong 存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)框圖 一 開(kāi)發(fā)宇宙征服科技 Chengdayong 存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)框圖 二 開(kāi)發(fā)宇宙征服科技 Chengdayong 存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)框圖 三 開(kāi)發(fā)宇宙征服科技 Chengdayong 8051誕生 片內(nèi)有4K字節(jié)的ROM 無(wú)法擦除 只能寫(xiě)一次 8031誕生 片內(nèi)無(wú)ROM 8751擁有EPROM 紫外線擦除 但是價(jià)格昂貴 單片機(jī)片內(nèi)ROM發(fā)展概況 2 3 1 開(kāi)發(fā)宇宙征服科技 Chengdayong E2PROM的出現(xiàn)使程序的編寫(xiě)與調(diào)試更加容易 OTP onetimeprogram 技術(shù)的出現(xiàn)加快了單片機(jī)在各個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用 在線可編程可以直接用PC機(jī)對(duì)單片機(jī)進(jìn)行程序的下載 使程序編寫(xiě)變得更加容易 單片機(jī)片內(nèi)ROM發(fā)展概況 5 6 4 開(kāi)發(fā)宇宙征服科技 MCS 51單片機(jī)ROM結(jié)構(gòu)框圖 Chengdayong 開(kāi)發(fā)宇宙征服科技 MCS 51單片機(jī)ROM結(jié)構(gòu)圖 Chengdayong 開(kāi)發(fā)宇宙征服科技 內(nèi)部ROM空間解析 在程序存儲(chǔ)器中 有6個(gè)單元具有特殊功能 0000H 8051復(fù)位后 PC 0000H 即程序從0000H開(kāi)始執(zhí)行指令 PC是程序指針 控制程序的運(yùn)行 0003H 外部中斷0入口 000BH 定時(shí)器0溢出中斷入口 0013H 外部中斷1入口 001BH 定時(shí)器1溢出中斷入口 0023H 串行口中斷入口 52還有002BH對(duì)應(yīng)T2中斷 使用時(shí) 通常在這些入口地址處存放一條絕對(duì)跳轉(zhuǎn)指令 使程序跳轉(zhuǎn)到用戶安排的中斷程序起始地址 或者從0000H起始地址跳轉(zhuǎn)到用戶設(shè)計(jì)的初始程序上 Chengdayong 開(kāi)發(fā)宇宙征服科技 MCS 51單片機(jī)內(nèi)部RAM結(jié)構(gòu)框圖 Chengdayong 開(kāi)發(fā)宇宙征服科技 MCS 51單片機(jī)低128字節(jié)RAM結(jié)構(gòu)圖 Chengdayong 開(kāi)發(fā)宇宙征服科技 單片機(jī)片內(nèi)RAM詳解 一 工作寄存器組 占用片內(nèi)RAM地址00H 1FH 每組工作寄存器組都有8個(gè)工作寄存器 R0 R7 組成 每個(gè)工作寄存器對(duì)應(yīng)一個(gè)固定的地址 比如 工作寄存器組一中R0的地址為00H 在單片機(jī)正常工作時(shí) 只有一組工作寄存器處于前臺(tái)工作 其他的在后臺(tái)等待 工作寄存器組的選擇由單片機(jī)中一個(gè)特殊功能寄存器來(lái)控制 Chengdayong 開(kāi)發(fā)宇宙征服科技 單片機(jī)片內(nèi)RAM詳解 二 片內(nèi)地址20H 2FH是位尋址區(qū) 可位尋址的空間 是指可通過(guò)執(zhí)行指令直接對(duì)某一位進(jìn)行操作的空間 在該區(qū)域內(nèi)的字節(jié)地址中的每一位都對(duì)應(yīng)一個(gè)位地址 在使用時(shí)可以直接對(duì)位地址進(jìn)行訪問(wèn) Chengdayong 開(kāi)發(fā)宇宙征服科技 單片機(jī)片內(nèi)RAM詳解 三 可位尋址的空間是一般微機(jī)所不具備的 這種位尋址能力是8051所獨(dú)有的 20H 2FH 既可以字節(jié)操作 又可以位操作 但是要用不同的指令來(lái)區(qū)分 MOV20H A 字節(jié)尋址 SETB00H 位尋址直接給出位地址 SETB20h 0 位尋址給出的是字節(jié)地址 Chengdayong 開(kāi)發(fā)宇宙征服科技 單片機(jī)片內(nèi)RAM詳解 四 片內(nèi)地址30H 7FH是普通RAM區(qū) 該區(qū)域一般作為堆棧區(qū) 大多數(shù)情況下作為普通RAM區(qū) 我們?cè)诔绦蚶锒x的變量 都可以放在該區(qū)域內(nèi) 這個(gè)區(qū)域內(nèi)的字節(jié)地址都不可以進(jìn)行位尋址 如果將此區(qū)域作為堆棧區(qū)使用 要留出足夠的空間 否則就會(huì)因?yàn)閿?shù)據(jù)存儲(chǔ)而破壞堆棧內(nèi)容 Chengdayong 開(kāi)發(fā)宇宙征服科技 單片機(jī)片內(nèi)RAM詳解 五 80H FFH地址空間的分布 說(shuō)明 對(duì)于80H FFH的空間 89C51系列的單片機(jī)沒(méi)有普通RAM區(qū) 而對(duì)與89C52系列的單片機(jī)來(lái)說(shuō)才有普通RAM區(qū) 在C語(yǔ)言編寫(xiě)程序時(shí) 如果定義的變量前加上idata的限制 那該變量就在此區(qū)域中 在特殊功能寄存器區(qū) 凡是地址能被8整除的 都可以進(jìn)行位尋址 其他的都不能進(jìn)行位尋址 在高128字節(jié)的普通RAM區(qū) 都不可以進(jìn)行位尋址 Chengdayong 開(kāi)發(fā)宇宙征服科技 單片機(jī)片內(nèi)RAM詳解 六 關(guān)于尋址方式的問(wèn)題我們會(huì)在后面的指令系統(tǒng)中介紹 在這里只需要知道這兩部分空間 80H FFH中的普通RAM區(qū)和SFR區(qū) 對(duì)應(yīng)的地址是相同的 是通過(guò)不同指令 尋址方式 來(lái)區(qū)別到底訪問(wèn)的是哪個(gè)空間的 Chengdayong 開(kāi)發(fā)宇宙征服科技 單片機(jī)片內(nèi)RAM詳解 七 特殊功能寄存器 SpecialFunctionRegister 專用于控制 選擇 管理 存放單片機(jī)內(nèi)部各部分的工作方式 條件 狀態(tài) 結(jié)果的寄存器 不同的SFR管理不同的硬件模塊 負(fù)責(zé)不同的功能 各司其職 換言之 要讓單片機(jī)實(shí)現(xiàn)預(yù)定的功能 必須有相應(yīng)的硬件和軟件 而軟件中最重要的一項(xiàng)工作就是對(duì)SFR寫(xiě)命令 要求 Chengdayong 開(kāi)發(fā)宇宙征服科技 特殊功能寄存器地址分布及功能表 一 Chengdayong 開(kāi)發(fā)宇宙征服科技 特殊功能寄存器地址分布及功能表 二 Chengdayong 開(kāi)發(fā)宇宙征服科技 常用特殊功能寄存器中英文對(duì)照 P0 P1 P2 P3 四個(gè)并行輸入 輸出口的寄存器 SCON SerialControlRegister 串口控制寄存器SBUF SerialDateBuffer 串行數(shù)據(jù)緩沖器PCON PowerControlRegister 電源控制寄存器TMOD Timer CounterModeRegister 定時(shí)器工作模式寄存器TCON Timer CounterControlRegister 定時(shí)器控制寄存器TH0 TL0 TH1 TL1 分別是T0 T1的記數(shù)初值寄存器 IP InterruptPriorityRegister 中斷優(yōu)先級(jí)控制寄存器IE InterruptEnableRegister 中斷允許控制寄存器 Chengdayong 開(kāi)發(fā)宇宙征服科技 特殊功能寄存器 SFR 解析 一 特殊功能寄存器 PC 又叫做程序計(jì)數(shù)器PC ProgramCounter 它是16位的按機(jī)器周期自動(dòng)增1計(jì)數(shù)器總指向下一條指令所在首地址 當(dāng)前PC值 一切分支 跳轉(zhuǎn) 調(diào)用 中斷 復(fù)位等操作的本質(zhì)就是 改變PC值 Chengdayong 開(kāi)發(fā)宇宙征服科技 特殊功能寄存器 SFR 解析 二 數(shù)據(jù)指針寄存器DPTR數(shù)據(jù)指針DPTR是一個(gè)16位的專用寄存器 其高位字節(jié)寄存器用DPH表示 低位字節(jié)寄存器用DPL表示 既可作為一個(gè)16位寄存器DPTR來(lái)處理 也可作為兩個(gè)獨(dú)立的8位寄存器DPH和DPL來(lái)處理 DPTR主要用來(lái)存放16位地址 當(dāng)對(duì)64KB外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器空間尋址時(shí) 作為間址寄存器用 在訪問(wèn)程序存儲(chǔ)器時(shí) 用作基址寄存器 Chengdayong 開(kāi)發(fā)宇宙征服科技 特殊功能寄存器 SFR 解析 三 程序狀態(tài)字寄存器PSWCY PSW 7 進(jìn)位 借位標(biāo)志位 若ACC在運(yùn)算過(guò)程中發(fā)生了進(jìn)位或借位 則CY 1 否則 0 它也是布爾處理器的位累加器 可用于布爾操作 AC PSW 6 半進(jìn)位 借位標(biāo)志位 若ACC在運(yùn)算過(guò)程中 D3位向D4位發(fā)生了進(jìn)位或借位 則AC 1 否則 0 機(jī)器在執(zhí)行 DAA 指令時(shí)自動(dòng)要判斷這一位 F0 PSW 5 可由用戶定義的標(biāo)志位 OV PSW 2 溢出標(biāo)志位 OV 1時(shí)特指累加器在進(jìn)行運(yùn)算時(shí)出錯(cuò) 超出范圍 OV 0時(shí)未出錯(cuò) Chengdayong 開(kāi)發(fā)宇宙征服科技 特殊功能寄存器 SFR 解析 四 程序狀態(tài)字寄存器PSWPSW 1 未定義P PSW 0 奇偶標(biāo)志位 P 1表示累加器中 1 的個(gè)數(shù)為奇數(shù) P 0表示累加器中 1 的個(gè)數(shù)為偶數(shù) CPU隨時(shí)監(jiān)視著ACC中的 1 的個(gè)數(shù) 并反映在PSW中 Chengdayong 開(kāi)發(fā)宇宙征服科技 特殊功能寄存器 SFR 解析 五 程序狀態(tài)字寄存器PSWRS1 PSW 4 RS0 PSW 3 工作寄存器組選擇位 RS1 RS0 00則選擇了工作寄存器組0區(qū)R0 R7分別代表00H 07H單元 RS1 RS0 01則選擇了工作寄存器組1區(qū)R0 R7分別代表08H 0FH單元 RS1 RS0 10則選擇了工作寄存器組2區(qū)R0 R7分別代表10H 17H單元 RS1 RS0 11則選擇了工作寄存器組3區(qū)R0 R7分別代表18H 1FH單元 Chengdayong 開(kāi)發(fā)宇宙征服科技 單片機(jī)堆棧詳解 一 堆棧 在片內(nèi)RAM中 常常要指定一個(gè)專門(mén)的區(qū)域來(lái)存放某些特別的數(shù)據(jù) 它遵循先進(jìn)后出和后進(jìn)先出 LIFO FILO 的原則 這個(gè)RAM區(qū)叫堆棧 功用 1 子程序調(diào)用和中斷服務(wù)時(shí)CPU自動(dòng)將當(dāng)前PC值壓棧保存 返回時(shí)自動(dòng)將PC值彈棧 2 保護(hù)現(xiàn)場(chǎng) 恢復(fù)現(xiàn)場(chǎng)3 數(shù)據(jù)傳輸 Chengdayong 開(kāi)發(fā)宇宙征服科技 單片機(jī)堆棧詳解 二 00H 20H 2FH 7FH 1FH 30H 80H FFH 52子系列才有的RAM區(qū) 普通RAM區(qū) 位尋址區(qū) 工作寄存器區(qū) SP棧頂 下一個(gè)進(jìn)棧的數(shù)據(jù)將存在此處 數(shù)據(jù)進(jìn)棧 已經(jīng)進(jìn)棧的數(shù)據(jù)存放在此 初始SP 復(fù)位后SP 07H 數(shù)據(jù)進(jìn)棧時(shí) 首先SP 1指向08H單元 第一個(gè)放進(jìn)堆棧的數(shù)據(jù)將放進(jìn)08H單元 然后SP再自動(dòng)增1 仍指著棧頂 堆棧區(qū)由特殊功能寄存器堆棧指針SP管理堆棧區(qū)可以安排在RAM區(qū)任意位置 一般不安排在工作寄存器區(qū)和可按位尋址的RAM區(qū) 通常放在RAM區(qū)的靠后的位置 Chengdayong 開(kāi)發(fā)宇宙征服科技 單片機(jī)堆棧詳解 三 00H 20H 2FH 7FH 1FH 30H 80H FFH 52子系列才有的RAM區(qū) 普通RAM區(qū) 位尋址區(qū) 工作寄存器區(qū) SP棧頂 當(dāng)前要出棧的數(shù)據(jù) 數(shù)據(jù)出棧 SP 1指向下一個(gè)將要出棧的數(shù)據(jù) 初始SP 復(fù)位后SP 07H 數(shù)據(jù)進(jìn)棧時(shí) 首先SP 1指向08H單元 第一個(gè)放進(jìn)堆棧的數(shù)據(jù)將放進(jìn)08H單元 然后SP再自動(dòng)增1 仍指著棧頂 堆棧區(qū)由特殊功能寄存器堆棧指針SP管理堆棧區(qū)可以安排在RAM區(qū)任意位置 一般不安排在工作寄存器區(qū)和可按位尋址的RAM區(qū) 通常放在RAM區(qū)的靠后的位置 Chengdayong 開(kāi)發(fā)宇宙征服科技 單片機(jī)堆棧詳解 四 00H 20H 2FH 7FH 1FH 30H 80H FFH 52子系列才有的RAM區(qū) 普通RAM區(qū) 位尋址區(qū) 工作寄存器區(qū) 數(shù)據(jù)出棧 SP 1指向新的棧頂 也就是下一個(gè)將要出棧的數(shù)據(jù) 初始SP 復(fù)位后SP 07H 數(shù)據(jù)進(jìn)棧時(shí) 首先SP 1指向08H單元 第一個(gè)放進(jìn)堆棧的數(shù)據(jù)將放進(jìn)08H單元 然后SP再自動(dòng)增1 仍指著棧頂 堆棧區(qū)由特殊功能寄存器堆棧指針SP管理堆棧區(qū)可以安排在RAM區(qū)任意位置 一般不安排在工作寄存器區(qū)和可按位尋址的RAM區(qū) 通常放在RAM區(qū)的靠后的位置 Chengdayong 開(kāi)發(fā)宇宙征服科技 單片機(jī)堆棧詳解 五 PUSHAPUSHBPUSHPSW POPAPOPBPOPPSW這樣的指令順序?qū)Σ粚?duì)呢 Chengdayong 開(kāi)發(fā)宇宙征服科技 51單片機(jī)存儲(chǔ)器配置 片內(nèi)RAM128字節(jié) 00H 7FH 片內(nèi)RAM前32個(gè)單元是工作寄存器區(qū) 0