第02章 MCS-51单片机结构33

MCS-51单片机是微控制器领域中一种广泛应用的8位处理器，因其强大的功能和相对简单的结构，常用于嵌入式系统设计。本章主要探讨了MCS-51单片机的结构，包括I/O端口、程序存储器、内部数据存储器、专用功能寄存器以及中断系统。 MCS-51的I/O端口有P0、P1、P2和P3四个，它们都可以用作通用输入/输出。P0口在作为输出时，必须外接上拉电阻，因为它没有内部上拉电路，但能驱动8个TTL负载。而P1、P2、P3口则能直接驱动4个TTL负载。当用作输入时，为了防止浮空，所有端口在使用前应先置1。 程序存储器的访问取决于EA引脚的状态。当EA为高电平时，单片机会优先执行片内4KB的程序存储器（地址范围0000H~0FFFH），当程序计数器PC超出这个范围，会自动转向片外程序存储器（地址范围1000H~FFFFH）。如果EA为低电平，系统将强制执行片外存储器的程序，地址空间连续且不重叠。 内部数据存储器分为几个区域，包括工作寄存器区（00H~1FH）、位寻址区（20H~2FH）、特殊功能寄存器区（80H~FFH）以及内部RAM区（00H~7FH）。其中，堆栈操作是数据处理的关键，例如，将50H单元的数据压栈（PUSH 50H）会使SP加1并存储数据，然后从堆栈弹出数据到40H单元（POP 40H）时，SP会减1。 MCS-51的中断系统十分灵活，每个中断源的优先级可以通过IP寄存器编程设定。中断请求是否被响应由IE寄存器控制。中断请求发生时，中断矢量地址会自动装入PC，使得CPU能够进入相应的中断服务子程序。例如，若要开启外部中断0，需要设置IE寄存器为81H（SETB EA; SETB EX0），或者直接写入81H（MOV IE, #81H）。 中断优先级由IP寄存器决定，例如，如果IP设置为12H，那么优先级最高的是PT0，最低的是PT1。在中断源同时请求时，CPU会按照自然优先级顺序响应，即先响应PT0。 MCS-51还支持单步操作模式。如INT0设置为电平触发，每次INT0引脚从低到高再到低，都会触发一次中断。中断服务程序结束后，执行RETI指令返回主程序，然后在主程序执行一条指令后，再次进入中断服务程序，等待下一个正脉冲，实现单步操作。 总结来说，MCS-51单片机的结构和功能涵盖了I/O接口、程序和数据存储、中断管理和控制等多个方面，这些基础知识对于理解和应用MCS-51单片机至关重要。