第2章 单片机芯片的硬件结构ppt课件.ppt

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1、第2章单片机芯片的硬件结构2.1MCS-51单片机的逻辑结构及引脚信号2.2MCS-51单片机的内部存储器2.3MCS-51单片机并行输入/输出接口2.4MCS-51单片机时钟电路与时序2.5MCS-51单片机工作方式2.1MCS-51单片机的逻辑结构及引脚信号MCS-51单片机的组成：1.8位CPU2.片内ROM/EPROM、RAM3.片内并行I/O接口4.片内16位定时器/计数器5.片内中断处理系统6.片内全双工串行I/O口不同型号MCS-51单片机CPU处理能力和指令系统完全兼容，只是存储器和I/O接口的配置有所不同。2.1

2、.1MCS-51单片机结构框图图2.1MCS-51单片机系统结构框图2.1.2MCS-51单片机芯片内部逻辑结构1．中央处理器（CPU）中央处理器（CPU）是单片机的核心，完成运算和控制功能，MCS-51单片机的CPU能处理8位二进制数或代码。2、内部数据存贮器（内部RAM）8051共有256个RAM，其中128个被专用寄存器占用，能作为寄存器供用户使用的只有128个单元，简称内部RAM3、内部程序存贮器（内部ROM）8051共有4K掩膜ROM，用于存放程序，原始数据，表格。称程序存储器，简称内部ROM4、定时器/计数器8051共

3、有2个16位定时器/计数器，以实现定时或计数功能，并以定时或计数结果对计算机进行控制。5、并行I/O口8051共有4个I/O口P0P1P2P3以实现数据的并行输出，输入。6、串行I/O口MCS-51的一个全双工的串行口，以实现单片机与其它设备之间的串行数据传输。该口功能较强，既可作为全双工异步通信收发器使用，也可作为同步移位器使用。7、中断控制系统8051共有5个中断源，外中断2个，定时器/计数中断2个，串行中断1个。分为高级和低级两个级别。8、时钟电路MCS-51内部有时钟，但晶振和微调电容需外接。系统允许最高频率为12MHZ9

4、.位处理器以状态寄存器中的进位标志位C为累加位，可进行置位、复位、取反等操作。10、总线部件通过总线连接起来。2.1.3MCS-51的信号引脚ALE地址锁存允许信号端PSEN外部程序存储器读选通信号端EA访问程序存储器选择信号端RST复位信号XTAL1XTAL2外接晶体引脚VSS地线VCC+5V电源MCS-51为标准40引脚双列直插式集成电路芯片1．信号引脚功能P0.0～P0.7、P1.0～P1.7P2.0～P2.7、P3.0～P3.74个8位并行双向I/O接口多功能引脚，可自动切换用作数据总线、地址总线、控制总线或I/O接口逻辑

5、符号：2．信号引脚的第二功能P3口的8条口线都定义有第二功能，见下表2.2MCS-51单片机的内部存储器共有256单元，其中低128单元(00H-7FH)为内部数据存储单元，高128单元(80H-FFH)为特殊功能寄存器。2.2.1内部数据存储器低128单元内部存储器低128单元(00H-7FH)1、通用寄存器区寄存器用于存放操作数及中间结果。地址：00H～1FH，分为4组，组号分别为0、1、2、3，每组8个寄存器，按R7～R0编号，CPU每次只使用1组。到底用哪一组，由程序状态字寄存器PSW中的RS1/RS0位的状态组合来决定。

6、通用寄存器有两种用法：一以寄存器形式使用；二存储单元形式使用。内部存储器低128单元(00H-7FH)2、位寻址区地址：20H～2FH，可按一般RAM字节单元操作，也可按位操作，共128位，位地址为00H～7FH。“位”有两种表示方法：1）以位地址形式（例：7FH）；2）以存储单元地址加位的形式表示（2FH.7）；内部存储器低128单元(00H-7FH)3、用户RAM区地址：30H～7FH，供用户使用的一般RAM区，共80个单元；堆栈常开在此区。对于用户RAM区，只能以存储单元的形式使用。这些寄存器的功能厂家已作专门规定，故称为特

7、殊功能寄存器(SFR)，用于存放相应功能部件的控制命令、状态和数据。占用字节地址：80H～FFH，80C51的专用寄存器共有22个，其中可寻址的21个。专用寄存器：A、B、PSW、DPTR、PC2.2.2内部数据存储器高128单元1.专用寄存器简介（1）程序计数器（PC）PC是一个16位的计数器。内容为将要执行的指令地址，寻址范围达64KB。具有自动加1功能，以实现程序的顺序执行。PC没有地址，是不可寻址的；但在执行转移、调用、返回等指令时能改变其内容。2.2.2内部数据存储器高128单元（2）累加器A累加器为8位寄存器；功能如下

8、：存放操作数；运算结果的暂存，用于存放中间结果；数据传送的中转站；在变址寻址方式中把累加器作为变址寄存器使用。2.2.2内部数据存储器高128单元（3）B寄存器B寄存器为8位；主要用于乘除运算；乘法运算时：B为乘数，乘积的高8位存于B中。除法运算时