第四讲 MCS-51单片机存储器配置 教学方法: 讲授法 教学目的: 1、了解特殊功能寄存器名称 2、了解单片机位地址空间分配 3、掌握MCS-51单片机内部存储器的空间与分配 教学重点： 单片机外部引脚的使用 教学难点： 单片机外部引脚的功能 教学环节 组织教学：（2分钟）检查学生人数，强调作业要求。 复习提问：（10分钟） 1、MCS-51系列单片机有几种典型机型？有何区别？ 2、MCS-51单片机有多少外部引脚？ALE、EA、PSEN、RET的作用？ 3、MCS-51单片机的特点？ 讲授新课；（70分钟） 课题 §2-3 MCS-51单片机内存配置 一、MCS-51机的内存结构 (如图1所示) FFFFH FFFFH 1000H 0FFFH 0FFFH FFH 80H 7FH 0000H 0000H 00H 0000H 7F 程序存储器 内部数据存储器 外部数据存储器 图1 MCS-51机的内存结构 物理上分为：4个空间， 片内ROM、片外ROM 片内RAM、片外RAM 逻辑上分为；3个空间， 程序内存（片内、外）统一编址 MOVC 数据存储器（片内） MOV 数据存储器（片外） MOVX 1、程序内存 寻址范围：0000H ~ FFFFH 容量64KB EA = 1，寻址内部ROM；EA = 0，寻址外部ROM 地址长度：16位 作用： 存放程序及程序运行时所需的常数。 七个具有特殊含义的单元是：0000H —— 系统复位，PC指向此处； 0003H —— 外部中断0入口 000BH —— T0溢出中断入口 0013H —— 外中断1入口 001BH ——T1溢出中断入口 0023H —— 串口中断入口 002BH —— T2溢出中断入口 2、内部数据存储器 物理上分为两大区：00H ~ 7FH即128B内RAM 和 SFR区。如图2所示。 7F 资料缓冲区 堆栈区 80B 工作单元 30 2F 位地址： 16B 00H~7FH 128 可位寻址位 20 1F 3区 2区 1区 32B 4组R0~R7工作寄存器 0区 图2 内部数据存储器 作用：作数据缓冲器用。 殊功能寄存器SFR 寻址空间：80H ~ FFH ， 其中有6个双字节寄存器。 注意PC不在此范围内。 表2-4 P22 表中：T2CO；TH2、TL2；RLDH、RLDL属于8032 / 8052。可位寻址的SFR为其地址能被8整除（表2-4、表2-5） 各寄存器的名称： 1、算术运算寄存器 （1）累加器A（E0H） （2）B寄存器：乘、除法运算用 （3）程序状态字PSW寄存器：包含程序运行状态信息。 PSW CY AC FO RS1 RS0 OV — P CY —— 进位/借位标志；位累加器。 AC —— 辅助进/借位标志；用于十进制调整。 F0 —— 用户定义标志位；软件置位/清零。 OV —— 溢出标志； 硬件置位/清零。 P —— 奇偶标志；A中1的个数为奇数 P = 1；否则 P = 0。 RS1、RS0 ——寄存器区选择控制位。 0 0 ： 0区 R0 ~ R7 0 1 ： 1区 R0 ~ R7 1 0 ： 2区 R0 ~ R7 1 1 ： 3区 R0 ~ R7 2、指针寄存器 （1）程序计数器PC 指明即将执行的下一条指令的地址，16位，寻址64KB范围， 复位时PC = 0000H （2）堆栈指针SP 指明栈顶元素的地址，8位，可软件设置初值，复位时SP = 07H （3）数据指针DPTR @R0、@R1、@DPTR；指明访问的数据存储器的单元地址，16位，寻址范围64KB。 DPTR = DPH + DPL，也可单独使用。 3、并行输入/输出端口 寄存器P0、P1、P2、P3实为相应端口锁存器。 4、串行输入/输出端口 （1）串行数据缓冲器 SBUF 是物理上独立的两个寄存器，共同使用一个地址。 （2）串行控制/状态寄存器SCON 控制监视串行口的工作状态 （3）电源控制寄存器PCON 控制单片机的低功耗工作方式及波特率选择。 5、中断系统 中断优先级寄存器IP：2级优先，可软件设定 中断允许寄存器IE 6、定时/计数器 定时器方式寄存器：TMOD 定时器控制寄存器：TCON 计数寄存器：TH0、TL0；TH1、TL1。可用于设定计数初值。 7、8052/8032增设专用寄存器 定时器2控制寄存器T2CON；控制、设置工作方式。 计数寄存器：TH2、TL2 定时器2捕获/重装载寄存器：RCAP2H、RCAP2L 存放自动重装载到TH2、TL2的数据。 三、位地址空间 内部RAM 20H ~ 2FH共16个单元可按位寻址128位。 SFR 80H ~ FFH 51子系列，有21个寄存器，83位； 52子系列，有26个寄存器，93位。 四、外部数据存储器 （1）容量最大扩展到64KB （2）寻址范围：0000H ~ FFFFH （3）寻址方式：间接寻址可用R0，R1及DPTR §2-4 时序 时钟的基本概念 （投影胶片） 启动单片机后，指令执行顺序 取指令 分析 执行 结合时序图说明单周期单字节指令在执行过程中ALE脉冲、取指操作、执行操作等在时间上的先后关系，从而引出时序的概念： 单片机内的各种操作都是在一系列脉冲控制下进行的，而各脉冲在时间上是有 先后顺序的，这种顺序就称为时序。 执令周期：即从取指到执行完，所需时间。 不同机器指令周期不一样；即使相同机器，不同的指令其指令周期也不一样。 机器周期：机器的基本操作周期。 一个指令周期含若干机器周期（单、双、四周期） 状态周期：一个机器周期分6个状态周期Si 每个状态周期含两个振荡周期，即相位P1、P2。 振荡周期：由振荡时钟产生。 振荡周期Tosc = 1/fosc 一个机器周期 = 12个振荡周期 = 12×1/fosc 。 例如，若fosc = 12MHz，则一个机器周期 = 1μs。 时钟的产生： XTAL1（19）、XTAL（18）。 1、内部方式 与作为反馈元件的片外晶体或陶瓷谐振器一起组成一个自激振荡器。 （内振电路图） （外振电路图） 2、外部方式 CMOS工艺的8031，其XTAL1接外信号；XTAL2可悬空。 HMOS工艺的8031，其XTAL2接外信号；XTAL1接地。 小结： MCS—51存储结构分配是怎样的？ SFR中各寄存器的名称？ 布置作业：P35 2-5 版书设计 一、MCS-51单片机的内存结构 1、片内ROM…. 2、片外ROM……. 3、片内RAM 4、片外RAM… 二、程序内存 1、…….. 2、……..  三、内部数据存储器 1、主电源（VCC 、VSS） 2、外接晶振  四、特殊功能寄存器 1、……. 2、……. 3、…….. …. 五、外部数据存储器 1、……. 2、……. 3、……. 小结： 1、…….. 2、…… 作业：