新编单片机原理及应用 教学课件 作者 汪贵平 1_第2章　51系列单片机的硬件结构.ppt

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1、第2章　51系列单片机的硬件结构2.1　内部总体结构2.2　引脚的定义与功能2.3　存储器的配置2.3.1　程序存储器2.3.2　外部数据存储器2.3.3　内部数据存储器2.3.4　特殊功能寄存器2.4　输入/输出接口2.4.1　P0口2.4.2　P1口2.4.3　P2口2.4.4　P3口第2章　51系列单片机的硬件结构2.5　时钟电路与时序2.5.1　时钟电路2.5.2　单片机的时序单位2.6　复位和复位电路2.7　工作方式2.7.1　程序执行方式2.7.2　掉电保护方式2.7.3　80C51的低功耗方式

2、2.1　内部总体结构1)一个CPU，一个片内振荡器及时钟电路。2)4KB程序存储器，128B数据存储器。3)21个特殊功能寄存器。4)32条可编程的I/O线(4个8位并行I/O接口)。5)可寻址64KB外部数据存储器和64KB外部程序存储器的控制电路。6)两个16位定时器/计数器。7)5个中断源，两个优先级嵌套中断结构。8)一个可编程全双工串行接口。9)一个具有位寻址功能、适于逻辑运算的位处理机。1.中央处理器2.位处理器2.1　内部总体结构3.内部数据存储器4.内部程序存储器5.定时器/计数器6.并行I/

3、O口7.串行口8.中断控制系统9.时钟电路10.总线2.1　内部总体结构2Z1.TIF1.中央处理器2Z2.TIF1.中央处理器图2-3　控制电路的基本结构10.总线图2-4　51系列单片机的内部整体结构原理图2.2　引脚的定义与功能1.主电源引脚2.外接晶体振荡器引脚3.控制线4.输入/输出口1.主电源引脚VCC(40脚)：单片机供电电源引脚，一般接+5V电源正端；VSS(20脚)：单片机供电电源引脚，一般接+5V电源地端。2.外接晶体振荡器引脚图2-5　51系列单片机引脚功能及总线结构a)按引脚顺序排列

4、的引脚图　b)按总线功能分类排列的引脚图3.控制线(1)RST/VPD(9脚)　复位/备用电源线。(2)ALE/(30脚)　地址锁存允许/编程线。(3)(29脚)　片外程序存储器读选通信号输出端，低电平有效。(4)/VPP(31脚)　片外程序存储器选用端，低电平有效。4.输入/输出口(1)P0口(39～32脚)　输入/输出线P0.0～P0.7统称为P0口。(2)P1口(1～8脚)　输入/输出线P1.0～P1.7统称为P1口。(3)P2口(21～28脚)　输入/输出线P2.0～P2.7统称为P2口。(4)P3

5、口(10～17脚)　输入/输出线P3.0～P3.7统称为P3口。(4)P3口(10～17脚)　输入/输出线P3.0～P3.7统称为P3口。1)按照功能来区分单片机的引脚，可以分为地址总线、数据总线、控制总线和用户定义输入/输出线(用户I/O)。2)P0口、ALE信号和8位锁存器配合使用，可以实现地址/数据总线的复用，减少了单片机的引脚数目。3)当片内程序存储器不够使用时，提供了片外程序存储器的扩展方法。4)当片内数据存储器不够使用时，提供了片外数据存储器的扩展方法。5)采用标准I/O口线定义第二功能的方式，

6、减少了单片机的引脚数目。6)电源引脚、外接晶体振荡器引脚、复位引脚和/VPP引脚是保证单片机正常工作必须处理的引脚。(4)P3口(10～17脚)　输入/输出线P3.0～P3.7统称为P3口。表2-1　P3口的第二功能表2.3　存储器的配置图2-7　51系列单片机存储器结构2.3　存储器的配置表2-2　MCS-51单片机存储器的空间分配2.3.1　程序存储器1.编址与访问2.程序的7个特殊入口地址1.编址与访问程序存储器从物理配置上可分为片内程序存储器和片外程序存储器，作为一个编址空间，其编址规律为：先片内，

7、后片外，且片内和片外程序存储的地址不能重叠。2.程序的7个特殊入口地址表2-3　51系列单片机的复位、中断入口地址2.3.2　外部数据存储器51系列单片机具有扩展64KB外部数据存储器RAM和I/O端口的能力，外部数据存储器和I/O端口实行统一编址，并使用相同的控制信号、访问指令MOVX和寻址方式。外部数据存储器按16位编址时，其地址空间与程序存储器重叠，但不会引起混乱，访问程序存储器时用PSEN信号选通，而访问外部数据存储器时，由RD信号(读)和WR信号(写)选通。访问程序存储器使用的是MOVC指令，而访

8、问外部数据存储器使用的是MOVX指令和寄存器间接寻址指令。2.3.3　内部数据存储器1.工作寄存器区2.位寻址区3.通用RAM区4.堆栈和堆栈指针2.3.3　内部数据存储器表2-4　内部数据存储器使用分配表2.3.3　内部数据存储器表2-4　内部数据存储器使用分配表1.工作寄存器区表2-5　工作寄存器组的选择表2.位寻址区20H～2FH单元是位寻址区。这16个单元(共计16×8=128位)的每一位都有对应的位地址