80C51单片机中央处理单元
中央处理器CPU是中的核心部分,由控制器和运算器组成。运算器包含算术逻辑部件(ALU)、控制器、寄存器B、累加器A、程序计数器PC、程序状态字寄存器PSW、堆栈指针SP、数据指针寄存器DPTR以及逻辑运算部件等。控制器包括指令寄存器、指令译码器、控制逻辑阵列等。算术逻辑部件(ALU)功能是完成算术运算和逻辑运算,算术运算包l括加法、减法、加I、减1等操作。逻辑运算包l括,“与”、“或”、“异或”等操作。AUL还有一l些直接按位操作功能,如置位、清零、求补、条l件判转、逻辑“与”、“或”等。在需按位运算时,I位操作指令提供了把逻辑等式直接变换成软I件的简单明了的方法。
控制器的功能是按时间顺序协调各部分I的工作,在控制器的控制下,单片机可对指令I进行读取、译码,形成各种操作动作,使各个部I件之间能协调工作。
程序计数器PC是专门用来控制指令执l行顺序的一个寄存器,可以放16位l数码,用来存放指令在内存中的地址。当一个l地址码被取出后,PC会自动加1,作好取下l-个指令地址码的准备工作。
累加器A是8位寄存器,它和算术逻辑部l件ALU-起完成各种算术逻辑运算,既可以J存放运算前的原始数据,又可以存放运算的结果,它是使用最为频繁的一个器件。
寄存器B是一个8位寄存器,用于乘除法运算。乘法运算时,B是一个操作数,积存于AB中。除法运算时,A是被除数,B是除数,其商存于A.余数存B。
程序状态字PSW是一个8位寄存器,这是一个非常重要的标志寄存器,用来保存指令执行结果的标志,供程序查询和判别。在PSW的8位中有7个标志位,格式如下:
P:这是PSW的第0位,它是累加器A的奇偶标志位。P=1表示累加器A中的数为奇数,P=O为偶数。
OV:这是PSW的第2位,称OV为溢出标志,对于带符号的数,在操作时,OV=1表示有溢出,ov=o表示无溢出。
FO:用户定义的标志位。可作为软件标志,可通过软件对其进行置位/复位或测试,以控制程序的转移。
AC:辅助进位(半进位)标志。是低4位向高4位进位或借位标志,当D3向D4位进位,AC被置l,否则被清零。BCD码调整时,也用到AC。
CY:进位标志。在最高位有进位(做加法运算时)或有借位(做减法时),CY=1,否则CY=O。
RS1、RSO:寄存器组选择位,可由软件设置,这是PSW中的第4位和第3位,用来指示当前使用的工作寄存器区。
片内工作寄存器共有4x8=32个,这32个奇存器的地址编号为OOH到1FH,分成四个区,每区8个寄存器都用RO—R7来标称。当前使用到的工作寄存器区,可由PSW中的RS1、RSO位指示出来(见下表)。
数据指针(DPTR)这是一个16位寄存器,可分为DPH、DPL高低两个字节,在访问外部数据时,用DPTR作为地址指针。
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