微控制器的原理 – – 多種微控制器結構和原理講解

微控制器的原理（多種微控制器結構和原理講解！）
89C51微控制器結構框圖

1.一個8位微處理器CPU。
2.片內資料儲存器(RAM128B/256B):用於儲存可讀寫的資料，如運算的中間結果和最終結果以及要顯示的資料。
3.片內4kB程式儲存器Flash ROM(4KB):用於儲存程式、一些原始資料和表格。
4.四個8位並行I/O(輸入/輸出)介面P0~P3:每個埠都可以作為輸入或輸出。
5.兩個或三個定時器/計數器:每個定時器/計數器可設定為計數模式以計數外部事件或定時模式，並可根據計數或定時結果由計算機控制。
6.一個全雙工UART的序列I/O口:可以實現微控制器與微控制器或其他微機之間的序列通訊。
7.片內振盪器和時鐘產生電路:但需要外部晶體振盪器和電容。
8.具有五個中斷源的中斷控制系統。
9.它有省電工作模式:休閒模式和關機模式。
在空空閒模式下，CPU停止工作，而RAM、定時器/計數器、串列埠和中斷系統都繼續工作。此時電流可以降到正常工作模式的15%左右。在掉電模式下，片內振盪器停止工作。因為時鐘被“凍結”，所有功能都被掛起，所以只有片內RAM的內容被儲存，直到下一次硬體復位。這樣，電流可降至15 μA以下，最低可降至06μA。
結構:
它由中央處理器(CPU)、儲存器(ROM和RAM)和I/O介面組成。89C51微控制器的內部結構如圖所示:

下面是mcs-51。
MCS-51微控制器儲存器的配置特點
①內部整合的4K程式儲存器ROM;
②內部資料儲存器RAM用256B
③可外接64K程式儲存器ROM和資料儲存器ram。
從物理結構上看，51微控制器的儲存系統可分為四個儲存空室:片內rom和RAM，片外ROM和RAM。
從邏輯上講(從程式設計的角度講)，51微控制器的儲存系統實際上分為三個儲存空室。
1.片上資料儲存器RAM;
2.片外資料儲存器RAM;
3.片內或片外程式儲存器ROM(由EA水平決定)。

1.程式儲存器ROM用於儲存程式、常數或表格。
2.51微控制器中，引腳/EA上的電平選擇的內外ROM:EA = 1:EA = 1時，CPU執行片上4KROM中的程式；當EA=0時，CPU選擇片外ROM中的程式。
3.無論使用片內rom還是片外ROM，程式的起始地址都是從ROM的0000H單元開始。
4.雖然系統可以同時有片內ROM和外ROM，但是在正常使用下，可以透過設定/EA選擇其中一個(內部ROM或者外部ROM)。
5.如果EA=1(執行片內程式儲存器中的程式時):如果程式計數器的指標PC值超過0FFFH(4K)，微控制器將自動轉向片外rom儲存器，從1000H單元開始執行程式(片外ROM的低位4K空不能使用)。
6.當程式超過4K時，有兩種方法可以使用程式儲存器ROM:
①設定EA=0並使用外部ROM。從地址=0000H開始；
②設定EA=1，使用內部4KROM和外部ROM(地址從1000H開始的單元)。

六個特殊的程式儲存器單元:
ROM中有六個具有特定功能的單元。
0000H單位:復位時程式計數器PC指向的單位，所以用來儲存程式中的第一條指令；
單元0003H:外部中斷/INT0的向量入口地址；
000BH單元:定時器T0溢位中斷的向量入口地址；
單元0013H:外部中斷/INT1的向量入口地址；
001BH單元:定時器T1的溢位中斷向量入口地址；
單元0023H:串列埠收發中斷向量的入口地址。
向量入口單元:寫中斷程式時，寫相應的“跳板指令”

微控制器第一條指令的兩個特點:
①儲存在ROM中的0000H單位；
②跳過後面五個中斷向量，到後面真正的主程式入口0100H單元，必須是“跳轉指令”。
ORG 0000H LJMP 0100H
組織0100H
開始:MOV A，#00H
∶ ∶
∶ ∶
∶ ∶
∶ ∶
目標

外部程式儲存器:
當MCU使用外部ROM儲存器(擴充套件系統)時，必須設定/EA=0，MCU的埠功能會相應改變:
① P0和P2作為外部ROM的地址和資料匯流排；
②使用pin /psen訊號選通外部ROM的資料三態輸出。

內部資料儲存器RAM:
物理上和邏輯上，系統中的RAM可以分為兩個獨立的空室:內部RAM和外部RAM。由不同的指令訪問。
1.當訪問內部資料儲存單元時，使用MOV指令；
2.當訪問外部資料儲存器時，使用MOVX指令。RAM在內部將256B空分成兩個不同的模組:
1.下部為128B的閘板；
2.SFR(特殊功能暫存器)模組，高度為128B。
在低128B RAM儲存單元中，它可以分為:
1.工作暫存器區；
2.位定址區；
3.用於一般資料儲存的“便箋區域”。
高128B的專用暫存器區SFR只使用了21個暫存器(51系列)，其他107個單元無法使用。