D7

D6

D5

D4

D3

D2

D1

D0

CY

AC

FO

RS1

RS0

OV

-

P

位

含義

CY

進(jìn)位標(biāo)志。有進(jìn)位/借位時(shí)，CY=1，否則 CY=0。

AC

輔助進(jìn)位標(biāo)志。8 位運(yùn)算時(shí)，如果低半字的最高位 D3 有進(jìn)位，則 AC=1，否則 AC=0；8 位減法運(yùn)算時(shí)，如果 D3 有借位，則 AC=1，否則 AC=0。AC 在作 BCD 碼運(yùn)算而進(jìn)行二-十進(jìn)制調(diào)整時(shí)很有用。

FO

軟件標(biāo)志。這是用戶定義的一個(gè)狀態(tài)標(biāo)志?？赏ㄟ^(guò)軟件對(duì)它置位、清零；在編程時(shí)，也常測(cè)試其是否建起而進(jìn)行程序分支。

RS1

RS0

工作寄存器組選擇位，可借軟件置位或清零，以選定 4 個(gè)工作寄存器組中的一個(gè)投入工作，詳見(jiàn)表 1-2-2。

OV

溢出標(biāo)志。當(dāng)帶符號(hào)數(shù)運(yùn)算結(jié)果超出-128~127 范圍時(shí)，OV=1，否則 OV=0；當(dāng)無(wú)符號(hào)數(shù)乘法結(jié)果超過(guò) 255 時(shí)，或當(dāng)無(wú)符號(hào)數(shù)除法的除數(shù)為 0 時(shí)，OV=1，否則 OV=0。

P

奇偶標(biāo)志。每執(zhí)行一條指令，單片機(jī)都能根據(jù) A 中 1 的個(gè)數(shù)的奇偶自動(dòng)令 P 置位或清零，奇為 1 ，偶為 0。此標(biāo)志對(duì)串行通信的數(shù)據(jù)傳輸非常有用，通過(guò)奇偶校驗(yàn)可校驗(yàn)傳輸?shù)目煽啃浴?/p>  

RS1、RS0 與工作寄存器組的關(guān)系如表 1-2-2。

表 1-2-2

圖 1-2-3

MCS-51 系列單片機(jī)內(nèi)含有一個(gè)高增益的反相放大器，通過(guò) XTAL1、XTAL2 外接作為反饋元器件的晶體后便成為自激振蕩器，接法見(jiàn)圖 1-2-3。晶體呈感性，與兩個(gè) 30pF 電容并聯(lián)諧振電路。振蕩器的震蕩頻率主要取決于晶體；電容的值有微調(diào)作用，通常取 30pF 左右。電容的安裝位置應(yīng)盡量靠近單片機(jī)芯片。

振蕩器輸出的震蕩脈沖經(jīng) 2 分頻成為內(nèi)部時(shí)鐘信號(hào)，用作單片機(jī)內(nèi)部各功能部件按序協(xié)調(diào)工作的控制信號(hào)；其周期成為時(shí)鐘周期，也稱為狀態(tài)周期。

CPU 執(zhí)行一條指令的時(shí)間成為指令周期。指令周期已機(jī)器周期為單位，例如單周期指令、雙周期指令。MCS-51 系列單片機(jī)除乘法指令、除法指令是 4 周期指令外，其余都是單周期指令和雙周期指令。若用 12MHz 晶振，則單周期指令和雙周期指令的執(zhí)行時(shí)間分貝為 1us 和 2us，乘法指令和除法指令為 4us。

8051 系列單片機(jī)的存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)特點(diǎn)之一是將程序存儲(chǔ)器和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器分開(kāi)，并有各自的尋址機(jī)構(gòu)和尋址方式。這種結(jié)構(gòu)的的單片機(jī)稱為哈佛結(jié)構(gòu)單片機(jī)。該結(jié)構(gòu)與通用微機(jī)的存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)不同。一般微機(jī)只有一個(gè)存儲(chǔ)器邏輯空間，可隨意安排 ROM 或 RAM，訪問(wèn)時(shí)用同一種指令。這時(shí)結(jié)構(gòu)稱為普林斯頓型。

8051 系列單片機(jī)在物理上有 4 個(gè)存儲(chǔ)空間：片內(nèi)程序存儲(chǔ)器和片外程序存儲(chǔ)器；片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器和片外數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器。

8051 系列單片機(jī)內(nèi)有 256 字節(jié)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器 RAM 和 4KB 的程序存儲(chǔ)器 ROM。除此之外，還可以在片外拓展 RAM 和 ROM，并且各有 64KB 的尋址范圍，也就是最多可以在外部拓展 2x64KB 存儲(chǔ)器。

對(duì) 8051 來(lái)說(shuō)，如EA引腳為高電平，復(fù)位后先執(zhí)行片內(nèi)程序存儲(chǔ)器中的程序，當(dāng)程序計(jì)數(shù)器 PC 中內(nèi)容超過(guò) 0x0FFF（對(duì) 51 子系列）或 0x1FFF（對(duì) 52 子系列）時(shí)，將自動(dòng)轉(zhuǎn)去執(zhí)行片外程序存儲(chǔ)器中的程序；對(duì)于片內(nèi)無(wú)程序存儲(chǔ)器的 8031、8032，EA 引腳應(yīng)保持低電平，使其只能訪問(wèn)片外程序存儲(chǔ)器。

對(duì)于有片內(nèi)程序存儲(chǔ)器的芯片，如EA引腳接低電平，將強(qiáng)令執(zhí)行片外程序存儲(chǔ)器中的程序。此時(shí)多在片外程序存儲(chǔ)器中存放調(diào)試程序，使計(jì)算機(jī)工作在調(diào)試狀態(tài)。那么這時(shí)就要注意：片外程序存儲(chǔ)器存放調(diào)試程序的部分，其編址與片內(nèi)程序存儲(chǔ)器的編址是可以重疊的，借EA引腳的換接可實(shí)現(xiàn)分別訪問(wèn)。

二者，都能自程序存儲(chǔ)器的任一單元取指執(zhí)行或訪問(wèn)取數(shù)（常數(shù)），不會(huì)混亂。

下圖為 51 子系列的存儲(chǔ)器編址圖，程序存儲(chǔ)器編址如圖 1-2-4，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器如圖 1-2-5。

圖 1-2-4

圖 1-2-5

64KB 的程序存儲(chǔ)器（ROM）空間中，有 4KB 地址區(qū)對(duì)于片內(nèi) ROM 和片外 ROM 是公用的。這 4KB 地址為 0000H~0FFFH；而 1000H~FFFFH 地址區(qū)為外部 ROM 專用。CPU 的控制器專門(mén)提供一個(gè)控制信號(hào)通過(guò)EA引腳來(lái)控制EA用來(lái)區(qū)分內(nèi)部 ROM 和外部 ROM 的公用地址區(qū)：當(dāng)EA引腳接高電平時(shí)，單片機(jī)從片內(nèi) ROM的 4KB 存儲(chǔ)區(qū)取指令，而當(dāng)指令地址超過(guò) 0FFFH 后，就自動(dòng)地轉(zhuǎn)向片外 ROM 指令；當(dāng)EA引腳為低電平時(shí) ，CPU 只從片外 ROM 取指令。這種接法特別適用于 8031 單片機(jī)的場(chǎng)合，由于 8031 內(nèi)部不帶 ROM，所以使用必須EA引腳置 0，以便直接從外部 ROM 中取指令。

程序存儲(chǔ)器的某些單元是保留給系統(tǒng)使用的：0000H~0002H 單元是所有執(zhí)行程序的入口地址，即單片機(jī)上電后，CPU 總是從 0000H 單元開(kāi)始執(zhí)行地址；0003H~002BH 單元均勻地分為 5 段，用做 5 個(gè)中斷服務(wù)函數(shù)的入口地址如表 1-2-4，用戶程序不應(yīng)進(jìn)入上述區(qū)域。

數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器 RAM 也有 64KB 尋址區(qū)，在地址上與 ROM 是重疊的。8051 通過(guò)不同的信號(hào)來(lái)選通 ROM 或RAM：當(dāng)從外部 ROM 取指令時(shí)，用選通信號(hào)PSEN；而當(dāng)從外部 RAM 讀寫(xiě)數(shù)據(jù)時(shí)，采用讀寫(xiě)信號(hào)RD或WR來(lái)選通，因此，不會(huì)因?yàn)榈刂分丿B而出現(xiàn)混亂。

8051 的 RAM 雖然字節(jié)數(shù)不很多，但卻起著十分重要的作用。256 字節(jié)被劃分為兩個(gè)區(qū)域：00H~7FH是真正的RAM區(qū)，可以讀/寫(xiě)各種數(shù)據(jù)；而80H~FFH是專門(mén)用于特殊功能寄存器（SFR，Special FunctionRegister）的區(qū)域。對(duì)于 8051 安排了 21 個(gè)特殊功能寄存器；對(duì)于 8052 則安排了 26 個(gè)特殊功能寄存器。每個(gè)寄存器為 8 位，即一個(gè)字節(jié)，所以實(shí)際上 128 自己沒(méi)有全部利用。

51 子系列單片機(jī)片內(nèi) RAM 共分為工作寄存器區(qū)、位尋址區(qū)、數(shù)據(jù)緩沖區(qū)器三個(gè)區(qū)域。

工作寄存器也稱作通用寄存器，供用戶編程時(shí)使用，臨時(shí)保存 8 位信息。

位尋址就是每一位都被賦予了 1 個(gè)位地址，有了位地址就可以位尋址，對(duì)特定位進(jìn)行處理、內(nèi)容傳送或據(jù)以判條，給編程帶來(lái)極大的方便。

數(shù)據(jù)緩沖區(qū)即用戶 RAM 區(qū)。

片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器如表 1-2-5。

對(duì)于 128 字節(jié) RAM 的 8051 系列單片機(jī)來(lái)說(shuō)，真正讓用戶使用的 RAM 只有 80 自己，即 30H~7FH。對(duì)于 8052 單片機(jī)來(lái)說(shuō)，片內(nèi)多安排了 128 字節(jié) RAM 單元，地址也為 80H~FFH，與特殊功能寄存器區(qū)域地址重疊，但在使用時(shí)，可以通過(guò)指令加以區(qū)別。

特殊功能寄存器也稱專用寄存器，專用于控制、管理片內(nèi)算路邏輯部件、并行 I/O 口，串行I/O 口、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器、中斷系統(tǒng)等功能模塊的工作，用戶編程時(shí)可以置數(shù)設(shè)定，卻不能將該寄存器另作他用。在 51 系列單片機(jī)中，將各專用寄存器（程序計(jì)數(shù)器 PC 例外）與片內(nèi) RAM 統(tǒng)一編址的，又可以作為直接尋址字節(jié)。特殊功能寄存器地址分配如表 1-2-6。

表 1-2-6

MCS-51 系列單片機(jī)有 32 根輸入/輸出線，組成 4 個(gè) 8 位并行輸入/輸出接口，分別為 P0 口 、P1 口、P2 口、P3 口。這 4 個(gè)接口可以并行輸入或輸出 8 位數(shù)據(jù)，也可以按位使用，即每一根輸入/輸出線都能夠獨(dú)立地用作輸入或輸出。

這 4 個(gè)口的差別就是 P0、P2、P3 都還有第二功能的，而 P1 口只能作普通的 I/O 口來(lái)使用 。

詳細(xì)描述請(qǐng)看“第二章 STC89C52RC 處理器 2.4 管腳小節(jié)”。

8051 系列單片機(jī)至少有兩個(gè) 16 位內(nèi)部定時(shí)器/計(jì)數(shù)器（T/C，Timer/Counter），提供了 3 個(gè)定時(shí)器，其中兩個(gè)基本定時(shí)器/計(jì)數(shù)器分別是定時(shí)器/計(jì)數(shù)器 0（T/C0）和定時(shí)器/計(jì)數(shù)器 1（T/C1）。它們既可以編程為定時(shí)器使用，也可以編程為計(jì)數(shù)器使用。若是計(jì)數(shù)內(nèi)部晶振驅(qū)動(dòng)時(shí)鐘，則它是定時(shí)器；若是計(jì)數(shù)輸入引腳的脈沖信號(hào)，則它是計(jì)數(shù)器。

串行收/發(fā)存儲(chǔ)在特殊功能寄存器的 SBUF（串行數(shù)據(jù)緩沖器），從表 1-2-6 可以知道，SBUF占用 RAM 地址為 99H。實(shí)際上在單片機(jī)內(nèi)部有兩個(gè)數(shù)據(jù)緩沖器：發(fā)送緩沖器和接收緩沖器，它們都以 SBUF 來(lái)命名，只根據(jù)對(duì) SBUF 特殊功能寄存器讀/寫(xiě)操作，單片機(jī)會(huì)自動(dòng)切換發(fā)送緩沖器或接收緩沖器。

SBUF=0x01，該操作為寫(xiě)操作，數(shù)值 0x01 會(huì)被裝載到發(fā)送緩沖器。

Tmp=SBUF，該操作為讀操作，接收緩沖器的內(nèi)容會(huì)被賦值給 Tmp 變量。

8051 系列單片機(jī)中斷系統(tǒng)的功能有 5 個(gè)（52 子系列為 6 個(gè)）中斷源，2 個(gè)中斷優(yōu)先級(jí)，從而實(shí)現(xiàn)二級(jí)中斷嵌套，每一個(gè)中斷源的優(yōu)先級(jí)可由程序設(shè)定。與中斷系統(tǒng)工作有關(guān)的特殊功能寄存器有中斷允許控制寄存器 IE、中斷優(yōu)先級(jí)控制寄存器 IP 以及定時(shí)器/計(jì)數(shù)器控制寄存器 TCON等。