单片机的内部结构及工作原理课件

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1、第2章单片机的内部结构及工作原理河南经贸职业学院电子工程系李存志Tel:18638128296Email:lcz8868@163.com本章学习目标MCS-51单片机的内部结构、引脚功能、工作方式和时序。掌握MCS-51单片机的内部结构特点了解单片机并行I/O口的结构特点掌握MCS-51单片机的基本工作原理掌握单片机最小系统的设计方法掌握单片机存储器的扩展方法主要特点：（1）扩大了内部程序存储器（ROM）和内部数据存储器（RAM）的容量。（2）具有布尔代数运算能力。（3）具有32条双向可被独立寻址的I/O口。（4）具有5～6

2、个中断源，可分为2个中断优先级。（5）具有丰富的指令系统。（6）具有全双工传输信号UART。（7）片内具有时钟振荡电路。（8）烧写工艺上采用可一次性烧写的内含ROM或可重复烧写的EPROM。2.1.1内部结构微计算机组成微处理器CPUROMRAMI/O接口外设地址总线AB数据总线DB控制总线CB微型机组成框图单片机的内部结构1．CPUCPU也叫中央处理器，是单片机的核心部件，主要完成单片机的运算和控制功能。（1）运算器：包括算术逻辑单元ALU、布尔处理器、累加器ACC、寄存器B、暂存器TMP1和TMP2、程序状态字PSW寄存器

3、及十进制调整电路等。（2）控制器：包括定时控制逻辑、指令寄存器、译码器以及信息传送控制部件等，以实现控制功能。2．内部存储器单片机内的存储器包括程序存储器和数据存储器，它们是相互独立。（1）程序存储器（ROM）：为只读存储器，用于存放程序指令，常数及数据表格。（2）数据存储器（RAM）：为随机存储器，用于存放数据。数据存储器又可分为内部数据存储器和外部数据存储器。在单片机内部有256个RAM单元来存放可读写的数据，其中，后128单元被专用寄存器占用，作为寄存器供用户使用的只是前128单元。3．定时/计数器MCS-51单片机内部

4、有2个16位的定时器/计数器，用于实现内部定时或外部计数的功能；并以其定时或计数的结果（查询或中断方式）来实现控制功能。4．中断系统控制器MCS-51单片机具有中断功能，以满足控制应用的需要。MCS-51共有5个中断源（52系列有6个中断源），即外部中断2个，定时/计数器中断2个，串行口中断1个。全部中断可分为高级和低级两个优先级别。5．并行I/O口MCS-51单片机内部共有四个8位的并行I/O口（P0、P1、P2、P3），以实现数据的并行输入和输出。6．全双工串行口MCS-51单片机还有一个全双工的串行口，以实现单片机与外部

5、之间的串行数据传送。7．OSCOSC是单片机的时钟电路。时钟电路用于单片机产生时钟脉冲序列，协调和控制单片机的工作。MCS-51系列单片机分类资源配置子系列片内ROM形式片内ROM容量片内RAM容量定时/计数器中断源无ROMEPROME2PROM51子系列80318051875189514KB128B2×16552子系列80328052875289528KB256B3×1662.1.2引脚定义及功能80511234567891011121314151617181920403938373635343332313029282726

6、2524232221P1.0P1.1P1.2P1.3P1.4P1.5P1.6P1.7RST/VPDRXD/P3.0TXD/P3.1INT0/P3.2INT1/P3.3T0/P3.4T1/P3.5WR/P3.6RD/P3.7XTAL2XTAL1VssVccP0.0P0.1P0.2P0.3P0.4P0.5P0.6P0.7EA/VppALE/PROGPSENP2.7P2.6P2.5P2.4P2.3P2.2P2.1P2.02．单片机引脚说明（1）P0口（32脚～39脚）有三种使用方法：作为与外部传送数据的8位数据总线（D0～D7）。作

7、为扩展外部存储器时的低8位地址总线（A0～A7）。（2）P1口（1脚～8脚）：作为普通I/O口使用，无须外接上拉电阻（80C52的P1.0和P1.1还具有特殊功能见表2-1）。（3）P2口（21脚～28脚）有两种使用方法：作为普通I/O口使用，无须外接上拉电阻。作为扩展外部存储器时的高8位地址总线（A8～A15）。（4）P3口（10脚～17脚）有两种使用方法。作为普通I/O口使用，无须外接上拉电阻；P3口的特殊功能单片机引脚（5）VDD（40脚）：+5V电源。（6）VSS（20脚）：GND（7）XTAL1（19脚）XTAL2（

8、18脚）：接外部石英晶振的引脚，也可引入外部时钟。（8）RESET（9脚）：复位信号引脚。必须在此引脚上出现两个机器周期的高电平，才能保证单片机可靠的复位。复位后，单片机内部各寄存器的状态见表2-2所示。复位后单片机寄存器的内容单片机引脚（9）ALE/PROG（30脚）：地址