单片机芯片硬件结构ppt课件.ppt

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1、第二章MCS-51单片机芯片硬件结构(2-5)2.1MCS-51系列单片机结构及组成2.1.1MCS-51系列单片机结构框图MCS-51系列单片机属于总线结构122.1.2MCS-51系列单片机组成一个8位CPU包括运算器、控制器以及若干寄存器等部件组成。算术和逻辑运算，可对半字节（4位）和单字节数据进行操作；加、减、乘、除、加1、减1、比较等算术运算；与、或、异或、求补、循环等逻辑运算；布尔处理器。（1）运算器3PC用来存放即将要执行的指令地址，共16位，可对64KROM直接寻址。PC低8位经P0口输出，高8位经P2口输出。（2）程序计数

2、器PC指令寄存器存放指令代码。CPU执行指令过程：由程序存储器（ROM）中读取指令代码送入指令寄存器，经译码器译码后由定时与控制电路发出相应的控制信号，完成指令功能。（3）指令寄存器4时钟电路：MCS-51芯片内部有一个高增益反相放大器，其输入端为XTAL1，输出端为XTAL2。有两种时钟生成电路，内部方式，外部方式。（4）定时与控制部件54k/8k字节程序存储器（ROM）51系列4k字节；52系列8k字节128/256字节数据存储器（RAM）51系列128字节；52系列256字节2/3个16位定时/计数器51系列2个16位定时/计数器；52系列3

3、个6可寻址64k外部数据存储器（RAM）和64k外部程序存储器（ROM）32条可编程I/O口线（4个8位并行I/O端口）一个可编程全双工串行口；五个中断源、两个优先级嵌套中断结构72.1.3MCS-51系列单片机芯片引脚8ALE/（30），ALE：允许地址锁存信号。（数据线、地址线复用）当访问外部存储器时，ALE信号负跳变将P0口上低8位地址送入锁存器。ALE低电平时，P0口上的内容和锁存器输出一致1）主电源引脚；2）外接晶体或外部振荡器引脚；XTAL1、XTAL2引脚分布（40脚双列直插封装（DIP）方式）3）控制、选通或复用电源引脚：9非访问外

4、部存储器期间，ALE以1/6振荡频率输出，访问外部存储器时以1/12振荡频率输出。为编程脉冲输入端，对片内程序存储器进行编程时，此脚输入编程脉冲。RST（9脚）：复位信号延续两个机器周期以上的高电平，复位有效。10（29脚）：访问外部程序存储器选通信号，低电平有效。/Vpp（31脚）：访问内部或外部ROM选择信号。高电平时()，访问内部ROM（PC指针超过4K，0FFFH时，自动转向外部ROM），保持低电平，则访问外部ROM。（对于8031，接低电平）11四个8位双向I/O端口（P0、P1、P2、P3）;每一条I/O线都能独立地作输入或输出。P0口

5、（32--39）低8位地址/数据线复用或I/O口。P1口（1—8）常用的I/O口。P2口（21—28）常用I/O口或高8位地址线。P3口（10—17）双功能口。4）I/O口引脚（32个引脚）12信号引脚的第二功能P3口第二功能132-2MCS-51存储器数据存储器（RAM）--用来存放程序运行中所需要的常数和变量。当然，全局数据也可以放在RAM中。特点：程序存储器（ROM）、数据存储器（RAM）分开，各有各的寻址系统、控制信号和功能。程序存储器（ROM）--用来存放程序和始终要保留的数据。14从物理空间上看：MCS-51单片机有四个存储器地址空间。

6、片内程序存储器片外程序存储器片内数据存储器片外数据存储器15程序存储器映象数据存储器映象8051存储器映象162.2.1程序存储器程序存储器以PC（程序计数器）作地址指针，可寻址空间为64K（0000H—FFFFH）字节。8051/8751单片机内部分别驻留4K（0000H—0FFFH）字节ROM/EPROM。8031则没有片内程序存储器。178031单片机接低电平。51系列单片机64K字节程序存储器统一编址。程序从片内ROM开始执行，当PC值超过片内ROM容量时会自动转向外部存储器空间。程序从外部存储器开始执行。1851系列单片机复位后PC=00

7、00H，系统从0000H开始执行程序。安排一条跳转指令。0003H—0032H单元被保留专用于中断服务程序（入口地址）。每个中断服务程序只有8个字节单元存放，显然不够，故此8个单元通常放一条跳转指令。指向被实际分配的中断服务程序段。1920中断服务程序首地址：外部中断0（）0003H定时器0溢出中断000BH外部中断1（）0013H定时器1溢出中断001BH串行口中断0023H定时器2溢出/T2EX（负跳变）002BH212-2-2数据存储器MCS-51系列单片机的数据存储器在物理和逻辑上都分为两个地址空间。00H—7FH（0—127）128字节R

8、AM区；80H—FFH（128—255）128字节专用寄存器区。22内部RAM低128字节（00H—7FH）四个通用寄存器