第二章 mcs-51单片机的硬件系统

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1、第2章MCS-51单片机的硬件系统2.单片机的硬件结构组成2.1.1MCS-51单片机1.MCS-51单片机由CPU、RAM、ROM、定时/计数器和多功能I/O口等组成。MCS-51系列单片机是美国Intel公司在1980年推出的高性能8位单片机，它包含51和52两个子系列。对于51子系列，主要有8031、8051、8751三种机型，它们的指令系统与芯片引脚完全兼容，仅片内程序存储器有所不同，8031芯片不带ROM，8051芯片带4KROM，8751芯片带4KEPROM。51子系列的主要特点为：◆8位CPU。◆片内带振荡器，频率范围1．

2、2~12MHZ。◆片内带128字节的数据存储器。◆片内带4K的程序存储器。◆程序存储器的寻址空间为64K字节。◆片外数据存储器的寻址空间内64K字节。◆128个用户位寻址空间。◆21个字节特殊功能寄存器。◆4个8位的并行I/O接口：P0、P1、P2、P3。◆2个16位定时器/计数器◆2个优先级别的5个中断源。◆1个全双工的串行I/O接口，可多机通信。◆111条指令，含乘法指令和除法指令。◆片内采用单总线结构。◆有较强的位处理能力。◆采用单一+5V电源。对于52子系列，有8032、8052、8752三种机型。52子系列与51子系列相比大部

3、分相同，不同之处在于：片内数据存储器增至256字节；8032芯片不带ROM，8052芯片带8KROM，8752芯片带8KEPROM；有3个16位定时器/计数器；6个中断源。本书以51子系列的8051介绍MCS-51单片机的基本原理。MCS-51系列单片机配置一览表系列片内存储器（字节）定时器计数器并行I/O串行I/O中断源片内ROM片内RAM无有ROM有EPROMIntelMCS-51子系列803180C31805180C51(4K字节)875187C51(4K字节)128字节2x164x8位15IntelMCS-52子系列803280

4、C32805280C52(8K字节)875287C52(8K字节)256字节3x164x8位16注意：今后将会经常提到ATMEL的AT89C2051/51/52等MCU！ATEML89C系列(常用型)1051(1K)/2051(2K)/4051(4K)（20条引脚DIP封装）1282151589C51(4K)/89C52(8K)（40条引脚DIP封装）128/2562/33215/62.1.2.MCS-51的内部结构RAM128BRAM地址寄存器P3口P1口P2口P0口锁存器锁存器锁存器锁存器中断定时/计数器串行口SPBACC暂存器1暂

5、存器2PSW指令寄存器IR指令译码器IDDPL缓冲器程序计数器PCPC增量器地址寄存器AR定时与控制4KROMALUDPH1、89C51的微处理器作用：读入并分析每条指令，根据各指令功能，控制单片机的各功能部件执行指定的操作。运算器：算术和逻辑运算、位变量处理、数据传送等操作。组成：算术/逻辑运算单元ALU、累加器A、寄存器B、暂存寄存器、程序状态字寄存器PSW。控制器：CPU根据PC中的地址将欲执行指令的指令码从存储器中取出，存放在IR中，ID对IR中的指令码进行译码，定时控制逻辑在OSC配合下对ID译码后的信号进行分时，以产生执行本

6、条指令所需的全部信号。组成：程序计数器PC、指令寄存器IR、指令译码器ID、堆栈指针SP、数据指针DPTR、定时控制逻辑和振荡器OSC等电路。2、8051的片内存储器程序存储器和数据存储器2个独立的空间（称为哈佛结构）：ROM：4KB范围是：000H~0FFFHRAM：128B范围是：00H~7FH3、I/O口及功能单元并口：P0~P3，双向口。每口8条I/O线串行口：P3.0、P3.1，全双工定时/计数器：2个，16位中断系统：5个中断源，2个优先级4、8051特殊功能寄存器（SFR）21个SFR，地址80H～FFH。只占用了80H～

7、FFH中的21个字节单元，且这些单元是离散分布的。增强型单片机的SFR有26个字节单元，所增加的5个单元均与定时/计数器2相关。5.时钟电路89C51内部有时钟电路，但是要外接石英晶体和微调电容。2.2MCS51单片机的外部引脚制造工艺为HMOS的系列单片机大都采用40条引脚的双列直插式封装（DIP）.P0I/OP2I/OI/OP1I/OP3VccALEPSENEARSTXTAL1XTAL2Vss图23b逻辑符号803180518751图23aMCS-51引脚图P1.12P1.23P1.34P1.45P1.56P1.67P1.78

8、RST/VPD9RxDP3.010TxDP3.111INT0P3.212T0P3.414WRP3.616RDP3.717XTAL218XTAL119Vss2039P0.038P0.137P0.236P0.3