单片微型计算机原理及结构.ppt

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1、第二章MCS_51单片机的结构原理本章主要介绍MCS_51系列的8051的基本结构、工作原理、存储器结构、P0、P1、P2、P3四个I/O口的基本工作原理和操作特点。单片机的各种工作方式、单片机的时序等。2.1概述MCS_51系列单片机是Intel公司于是1980年推出的高档8位机。由于其优秀的性能价格获得了广泛的应用，也成为我国单片机市场的主流产品。目前广泛使用的MCS-51系列单片机有三个版本：8031、8051、8751。8051：8位CPU、128BRAM、4KBROM、23个特殊功能寄存器、4个8位并行口、1个全双工串行口、2个别16位定时/计数器。8751：仅改进来805

2、1的掩模式的4KBROM为4KB的EPROM。8031：较8051不包含ROM。严格说来，8031不是完全的单片机。单片机的发展非常迅速，世界上一些著名的器件公司如Motorola公司、Zilog公司等也竞相推也新产品。1983年，Intel公司又推出了高性能的16位MCS-96系列单片机。INTEL公司将MCS51的核心技术授权给了很多其它公司，所以有很多公司在做以8051为核心的单片机，当然，功能或多或少有些改变，以满足不同的需求，其中89C51就是这几年在我国非常流行的单片机，它是由美国ATMEL公司开发生产的。以后我们将用89C51来完成一系列的实验。表2.1MCS-51系列

3、型号型号制造技术片内程序存储器片内数据存储器8051AHHMOSROM(4k)128字节8031AHAHMOS无128字节8751HHMOSEPROM（4K）128字节80C51CHMOSROM（4K）128字节80C31CHMOS无128字节8052HMOSROM（8K）256字节8032HMOS无256字节2.2MCS_51单片机内部结构及引脚图2‑1MCS-51单片机的基本结构图2‑28051的内部结构框图通道0驱动器通道2驱动器RAM地址锁存器RAM通道0锁存器通道2锁存器ROM/EPROMB寄存器程序地址寄存器缓冲器PC递增器程序计数器PC０驱动器DPTR指针VCCGNDP

4、1.0～P1.7堆栈指针SPACCTMP2PSW通道3锁存器通道1锁存器通道1驱动器通道3驱动器TMP1SCONTMODPCONTCONTL0TH1TH0TL1IESBUF(TX/RX)IP中断、串行口和定时器逻辑振荡器P3.0～P3.7RSTEAALEPSENXTAL2XTAL1ALU(+5V)指令寄存器定时和控制逻辑指令译码器2.2.18051单片机的结构1.中央处理单元(8位CPU)2.只读存储器(4KROM)3.随机存取存储器(128B/256BRAM)4.并行输入/输出口（32条）:P0口、P1口、P2口、P3口5.串行输入/输出口（2条）:TXDRXD6.定时/计数器:T

5、0T17.时钟电路为内部振荡器与外接晶振电路。8.中断系统有5个中断:INT0INT1TF0TF1TI/RI2.2.2MCS_51单片机外部引脚掩模MOS制造工艺的MCS_51单片机都采用40脚双列直插式封装（DIP）方式。下面分别叙述这40条引脚的功能。主电源引脚.VSS(20脚)：接地；.VCC（40脚）：接+5V电源。外接晶振引脚.XTAL1（19脚）：接外部晶振的一个脚。.XTAL2（18脚）：接外部晶振的一个引脚。控制或复位引脚.RST/VPD（9脚）.ALE/PROG(30脚)·PSEN（29脚）·EA/VPP（31脚）输入/输出引脚P0—P3共4个输入/输出口，32个引

6、脚，每个口为8根I/O线，它们的功能与使用将在本章程2.5节中详细介绍。图2.3MCS51引脚图2.3MCS_51单片机存储器配置图2.48051存储器组织结构图2.3.1MCS_51的存储器结构1．物理上，分为4个存储空间：片内ROM、片外ROM、片外RAM（8031无片内ROM）。2．逻辑上，分为3个空间：片内、片外同一程序存储器，片内随机存储器，片外随机存储器。它们的编址方式太及可用于其上的指令如下。程序存储器（片内、片外）统一编址，使用MOVC指令；数据存储器（片内）统一编址，使用MOV指令；数据存储器（片外）统一编址，使用MOVX指令。3．功能上，把存储器分为5种类型：程序

7、存储器，使用MOVC指令；内部数据存储器，使用MOV指令；外部数据存储器，使用MOVX指令；特殊功能寄存器，使用MOV指令；位地址空间，使用MOV、SETB、CLR等指令。2.3.2程序存储器容量：可扩展到64KB。寻址范围：0000H～FFFFH，共64KB。EA=1，寻址内部ROM；EA=0，寻址外部ROM。地址码长度：16位。寻址方式：基址+变址寻址，如：MOVCA，＠A+DPTRMOVCA，＠A+PC作用：存放程序及程序运行时所需的常数。特征：（1