MCS51单片机学习笔记（一）—— 硬件结构

1.MCS51基本组成（STC89C52）

　　CPU（8051CPU） + 存储器（4KB ROM/256B RAM）+外设（4组IO口，两个定时器，一个串口）

　　1、组成结构简图

　　

　                         　　

　　2、具体组成框图

　　　　

2.MCS51存储器详解

　　注：1、CPU的组成基本之前已讲，本篇重点讲述存储器

　　　　2、存储单元的基本单位是Byte，

　　　　1B = 8bit , 1024(2¹⁰)B = 1KB, 1024K(2²⁰)B =1MB, 1024M(2³⁰)B = 1GB , 1024G(2⁴⁰)B = 1TB 

　　MCS51的存储器采用哈佛架构，ROM 和 RAM独立，主要分为四个区域：内部ROM,内部RAM，外部ROM，外部RAM；

　　ROM主要用来存放程序、表格、常数；

　　RAM主要用来存放变量、原始数据、中间数据、运算结果；

 　　

　　1、程序存储区（内部+外部，EA=1-先内后外，EA=0，只访问外部）

　　　　程序存储区的地址由程序计数器PC指针（16位寄存器）指示的，所以16位寻址线可以寻找到64K个内存单元每执行一次PC自动加一，PC复位值为0000H，所以CPU从0000H处开始取指；

• • 0000H-0002H 这三个存储单元通常存储无条件跳转指令，CPU跳转地址去执行程序；
  • 0003H-002AH 这40个存储单元被分为五段，对应5个中断源，该处本应该存放对应的中断服务程序，然而每段区域只有8B的大小，是存放不了完整的中断服务程序的，所以通常只用来存放一条无条件转移指令，CPU跳转去执行中断服务程序；
  • 0030H-0FFFH 这（4KB-3B-40B）个存储单元是用来放用户程序的，还可以放表格（对应C语言数组），常数等；

　　2、内部数据存储区

• • 00H-1FH  这32个存储单元分为4个工作寄存器区，每个区都对应R₀-R₇8个通用寄存器，CPU使用哪个工作区由PSW寄存器中RS1和RS0两个位决定，默认使用工作区0；

　　　　　　　　　　特别注意的是，堆栈指针默认值为07H，即从08H开始为8051堆栈区，但是08H开始是工作寄存器区1/2/3，所以，若编程时用到了这三个工作区，需要初始化SP指针到用户RAM区，也就是30H-7FH；

• • 20H-2FH　这16个存储单元为位寻址区，对应128位，留给用户使用，CPU可以直接位寻址并进行操作（置1，清0，取反等）
  • 30H-7FH　这80个存储单元为用户RAM，留给用户使用，但只能进行字节寻址;
  • 80H-FFH   这128个存储单元为专用寄存器区，有21个特殊功能寄存器，但只占用了28个存储单元，如果访问这28个之外的，得到的是一个随机数；这21个SFR中，有的寄存器可以进行位寻址，有的不能，具体见下表：　　　　　　

　　　　

对应分组	标识符	名称	地址
CPU	*ACC（A）	累加器	E0H
	*B	辅助寄存器（乘除法用）	F0H
	*PSW	程序状态寄存器	D0H
	SP	堆栈指针寄存器	81H
	DPTR	数据指针寄存器（DPH+DPL）	83H和82H
PORT	*P0	PORT0	80H
	*P1	PORT1	90H
	*P2	PORT2	A0H
	*P3	PORT3	B0H
中断	*IE	中断允许寄存器	A8H
	*IP	中断优先级寄存器	D8H
UART	PCON	电源控制和波特率选择寄存器	87H
	*SCON	串行口控制寄存器	98H
	SBUF	串口数据缓冲器	99H
TIMER	*TCON	定时器控制器	88H
	TMOD	定时器方式选择器	89H
	TL0	定时器0低8位	8AH
	TH0	定时器0高8位	8BH
	TL1	定时器1低8位	8CH
	TH1	定时器1高8位	8DH

　　　　这些寄存器中除了外设寄存器，最重要的就是PSW程序状态寄存器，下面具体看下：

PSW.7	PSW.6	PSW.5	PSW.4	PSW.3	PSW.2	PSW.1	PSW.0
Cy	AC	F0	RS1	RS0	OV	——	P
进位标志 1、存放进位标志; 2、位操作时作累加位	辅助进位标志 存放低4位向高4位的进位 常用于十进制数调整	供用户使用	0 0 1 1	0  1  0  1	溢出标志 （有符号数运算时结果超出了A所能表示的有效范围（-128-127），则产生溢出）	未使用	奇偶校验（A中1的个数）