微处理器结构与嵌入式系统设计第二讲.ppt

延时子程序 在主程序中指令“CALL DELAY”的功能是调用子程序DELAY。当单片机执行到“CALL DELAY”时，就转到子程序DELAY中去执行，而在子程序DELAY的最后一行的指令RET是子程序结束的标志，表明将要返回主程序的CALL DELAY的下一行继续执行。 第三十一页，共四十四页，2022年，8月28日 第一页，共四十四页，2022年，8月28日 单片机架构剖析 AT89S51内部架构 第二页，共四十四页，2022年，8月28日 从IO口到内部结构 比较一下图（a）和（b），前者显示出4根数据线：读锁存器、内部总线、写锁存器、读管脚。这4根数据线与单片机内部结构中的总线相连。而后者则用一个双向箭头来表示这4根数据线，说明锁存器与总线之间的关系。 第三页，共四十四页，2022年，8月28日 可把整个P1口都抽象出一个结构框图，如图示，其中把8位I/O口的独立结构抽象到了P1口锁存器和P1口驱动两个方框中，这与图7-1所示的P0、P1、P2、P3口结构是一致的。由于I/O口都是双向的，所有的数据线都使用双向箭头。 第四页，共四十四页，2022年，8月28日 内部交换的数据 举例：RAM是单片机的随机访问存储器，用于存储运行过程中的数据。假设RAM中地址30H上存储了数据“3CH”，现在单片机执行指令“MOV A,30H”，之后，RAM中地址30H上的数据3CH“跑”到总线上，而累加器A根据指令要求，从总线上接收这个数据，执行完毕后，A=3CH。 第五页，共四十四页，2022年，8月28日 算术逻辑单元ALU ALU为“进行算术运算和逻辑运算的处理单元”。它能进行加、减法等算术运算，也能做与、或、异或等逻辑运算。ALU就是单片机的“CPU”，ALU的输入端A和B，它们的数据都来自总线，经过ALU运算后，结果通过R又输出到总线上。在运算过程中，ALU通过输出D向程序状态字PSW输出状态，PSW会随着ALU的运算发生相应的变化。 如执行加法指令ADD时，当最高位有进位时，PSW的进位标志C就被置1，这都归功于ALU通过D向PSW的C位输出高电平。 第六页，共四十四页，2022年，8月28日 单片机的程序存储器 整体结构 第七页，共四十四页，2022年，8月28日 程序下载 以.HEX为后缀的执行代码文件可通过下载线下载到单片机中。如果用记事本打开执行代码文件会得到一串十六进制数，其中包含了每条指令的执行代码。比如指令“MOV A,#88H”执行代码为“74”、“88”，其他指令都可以找到相应的执行代码。 执行代码通过下载线下载到了单片机的片内ROM中。因为片内ROM中下载的是程序，所以也称这个片内ROM为片内程序存储器。 第八页，共四十四页，2022年，8月28日 片内程序存储器 AT89S51单片机的片内程序存储器容量为4K bytes，即4×1024=4096 bytes。 这4096 bytes片内程序存储器可用地址0000H～0FFFH来指向。在我们通过下载线往单片机下载程序时，执行代码将从0000H开始，被依次存储到单片机中。如图示的执行代码，存储到0000H里的是74H，即“0111 0100”；0001H里的是88H，即“1000 1000”。按照这种方法直到程序全部下载完毕，根据程序的长短不同，程序存储器被占用的空间多少也就不同。 第九页，共四十四页，2022年，8月28日 程序计数器（PC） 程序计数器PC，它用于指示单片机下一条将要执行的代码的地址。当单片机上电复位时，PC=0000H，即指向程序存储器中的0000H，单片机就把0000H上的代码取出执行。之后PC自动增加1，变成0001H，如图示，接着单片机就执行0001H地址上的代码。 第十页，共四十四页，2022年，8月28日 由于程序计数器PC是个两个字节（16位）的寄存器，于是受PC的制约，AT89S51单片机最大的寻址范围是0000H~FFFFH，共64K bytes。也就是说，除了AT89S51单片机片内的4K bytes程序存储器（地址0000H~0FFFH）外，单片机能寻址的外部扩展的程序存储器空间最大为64 K bytes -4 K bytes =60K bytes，即地址1000H~FFFFH。 第十一页，共四十四页，2022年，8月28日 当EA接高电平时，单片机复位时读取片内程序存储器中的程序，即从PC=0000H开始，依次读取0000H～0FFFH上的程序。当PC增加到0FFFH时，PC再增加1等于1000H，单片机将自动转到片外程序存储器上执行其中的程序。而当EA接低电平时，单片机则完全读取片外程序存储器中的程序，即从片外程序存储器中的0000H开始，依次读取程序来执行。由于受到程序计数器PC的位数限制