【单片机原理与C51编程】课件 第二章 单片机硬件结构和原理.ppt

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1、第二章MCS-51单片机的硬件结构2.1MCS-51单片机的内部结构2.2MCS-51单片机的引脚功能、时钟电路、复位电路2.3MCS-51I/0端口结构2.4MCS-51单片机的存储器结构2.1MCS-51单片机的硬件结构8位的CPU，片内有振荡器和时钟电路,工作频率为(Atmel89Cxx为0～24MHz）片内有128/256字节RAM片内有0K/4K/8K字节程序存储器ROM可寻址片外64K字节数据存储器RAM可寻址片外64K字节程序存储器ROM片内21/26个特殊功能寄存器（SFR）4个8位的并行I/O口（PIO）1个全双工串行口（SIO/UART

2、）2/3个16位定时器/计数器（TIMER/COUNTER）可处理5/6个中断源，两级中断优先级内置1个布尔处理器和1个布尔累加器（Cy）MCS-51指令集含111条指令（指汇编语言）2.1MCS-51单片机的硬件结构系列片内存储器（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803280C32805280C52(8K字节)875287C52(8K字节)

3、256字节3x164x8位16ATEML89C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）128/2562/33215/62.1MCS-51单片机的硬件结构内部结构框图2.1MCS-51单片机的硬件结构按功能可分成8个部件，通过片内单一总线连接起来.控制方式：SFR对各功能部件集中控制1.微处理器2.数据存储器3.程序存储器4.I/O口5.串行口6.定时/计数器7.中断系统8.特殊功能寄存器片内总线CPU运算部件控制部件BRAMP0口

4、P2口ROM(EPROM)串行口C/T中断系统SFRP1口8P3口888XTAL1XTAL2PSENALEEARESETVccVss2.1MCS-51单片机的硬件结构各功能部件：1.CPU（微处理器）2.数据存储器（RAM）片内为128个字节（52子系列的为256个字节）3.程序存储器（ROM/EPROM）8031:无此部件；8051:4K字节ROM；8751:4K字节EPROM；89C51/89C52/89C55:4K/8K/20K字节闪存。2.1MCS-51单片机的硬件结构4.P1口、P2口、P3口、P0口：为4个并行8位I/O口。5.串行口1个全双工

5、的异步串行口6.定时器/计数器7.中断系统8.特殊功能寄存器（SFR）共有21个，是一个具有特殊功能的RAM区。2.2MCS-51单片机的引脚功能MCS-51单片机40脚Vcc,GND2XTAL1,XTAL22RESET1EA/Vpp1ALE/PROG1PSEN1P0.0—P0.78P1.0—P1.78P2.0—P2.78P3.0—P3.782.2MCS-51单片机的引脚功能控制引脚并行I/O口引脚电源及时钟引脚引脚逻辑图8051单片机为40条引脚双列直插式封装引脚可分为三个部分X1X2EAPSENALERSTVCCGND89C51P0P1P2P3P0.0

6、~P07P10~P17P20~P27P30~P372.2MCS-51单片机的引脚功能电源和地（Vcc,GND）:正电源端与接地端（+5V/3.3V/2.7V)不同的单片机可以允许不同的工作电压，不同的单片机表现出的功耗也不同。实验用5#电池4节串接供电。晶振（XTAL1,XTAL2）:片内振荡电路输入/输出端。1、电源及时钟引脚2.2MCS-51单片机的引脚功能电容：15～45pf常取20pf或30pf1～12MHz（MCS-51）0～24MHz（Atmel89C）实验取12MHzXTAL1XTAL2也可以由XTAL1端接入外部时钟，此时应将XTAL2接地

7、。外部时钟XTAL2XTAL1通常外接一个晶振两个电容时钟电路2.2MCS-51单片机的引脚功能CPU总是按照一定的时钟节拍与时序工作：振荡周期/时钟周期：Tc=晶振频率fosc（或外加频率）的倒数状态周期：Ts=2个时钟周期(Tc)（很少用到此概念）机器周期：Tm=6个状态周期(Ts)=12个振荡周期(Tc)指令周期:Ti:执行一条指令所需的机器周期(Tm)数牢牢记住：振荡周期=晶振频率fosc的倒数；1个机器周期=12个振荡周期；1个指令周期=1、2、4个机器周期2.2MCS-51单片机的引脚功能CPU总是按照一定的时钟节拍与时序工作：振荡周期/时钟周

8、期：Tc=晶振频率fosc（或外加频率）的倒数状态周期：Ts=2个